KR20080049881A

KR20080049881A - 평판 디스플레이용 연성 광 접속 모듈 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR20080049881A
Application number: KR1020060120351A
Authority: KR
Inventors: 전금수; 박인수; 이민수; 남동기; 강성호
Original assignee: 주식회사 두산
Priority date: 2006-12-01
Filing date: 2006-12-01
Publication date: 2008-06-05

Abstract

본 발명은 평판 디스플레이용 연성 광 접속 모듈 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 제1 메인보드 연결 부재, 상기 연결부재와 접속되는 구동칩, 상기 구동칩에 의해 구동되는 광원부, 상기 광원부로부터 광신호를 전달하기 위해서 상기 광원부에 정렬되어 위치하고, 그 내부 표면에 금속막이 도금된 관통홀 어레이가 형성된 제1 기판을 포함하는 광 송신부와, 제2 메인보드 연결 부재, 상기 연결부재와 접속되는 구동칩, 상기 구동칩에 의해 구동되는 광 검출부, 상기 광 검출부로부터 광신호를 수신하기 위해서 상기 광 검출부에 정렬되어 위치하고, 그 내부 표면에 금속막이 도금된 관통홀 어레이가 형성된 제2 기판을 포함하는 광 수신부와, 상기 광 송신부와 광 수신부 사이의 광 접속을 위해 양단에 반사 거울면을 가지는 연성 광 도파로를 포함하여, 광신호의 속도향상과 전달손실을 최소화할 수 있도록 하며 모듈의 소형화할 수 있는 이점이 있다.

연성 광 회로기판, 광 접속 모듈, 금속 반사면, 전반사, 광손실, 광도파로

Description

평판 디스플레이용 연성 광 접속 모듈 및 그 제조 방법 {Flexible optical interconnection module for flat panel display and manufacturing method thereof}

도1a는 본 발명의 일실시예에 따른 평판 디스플레이용 연성 광 접속 모듈의 측단면도이고, 도1b는 도1a에 도시된 본 발명의 일실시예에 따른 평판 디스플레이용 연성 광 접속 모듈에서 광송신부의 평면도이다.

도2는 도1에서 도시된 본 발명의 일실시예에 따른 평판 디스플레이용 연성 광 접속 모듈에서 광 송신부의 측단면도이다.

도3은 본 발명의 일실시예에 따른 평판 디스플레이용 연성 광 접속 모듈에서 광 송신부의 관통로를 통한 신호의 전송 경로도이다.

도4a 내지 도4h는 본 발명의 일실시예에 따른 평판 디스플레이용 연성 광 접속 모듈의 제작 공정을 나타내는 평면도와 단면도이다.

도5는 본 발명의 또 다른 일실시예에 따른 평판 디스플레이용 연성 광 접속 모듈의 측단면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 제1 기판 210 : 제2 기판

20 : 제1 메인보드 연결부재 220 : 제2 메인보드 연결부재

21 : 연성 인쇄회로기판 30, 230 : 구동칩

40 : 광원부(VCSEL) 45 : 광원 발광부

50, 250 : 관통홀 58, 258 : 금속 반사면

60, 260 : 전극 패드 65, 265 : 솔더 범프

70, 270 : 본딩 와이어 80, 280 : 하우징

100 : 광송신부 200 : 광수신부

240 : 광 검출부 245 : 광검출 수광부

300 : 광도파로 310 : 코어

320 : 클래딩 330, 340 : 45° 반사 거울면

본 발명은 평판 디스플레이용 연성 광 접속 모듈 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 광신호를 방출하고 수신하는 광송신부와 광수신부를 구성하는 기판에서 광신호의 전송통로로서 관통홀 내벽에 도금을 하고 연성의 광 도파로를 수직 광 결합시킴으로써 광 결합손실을 최소화하고 전송속도를 개선할 수 있는 평판 디스플레이용 연성 광접속 모듈 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

일반적으로 저속의 전자 시스템에서 회로 기판과 회로기판, 칩과 칩 또는 시스템간의 연결은 전기적인 금속 배선을 통하여 이루어지나, 대용량 병렬 컴퓨터로 구성되는 차세대 정보통신 시스템이나 1Tb/s급 이상의 ATM 스위칭 시스템 등에서와 같이 정보가 대용량화되고, 전송 속도가 향상됨에 따라 이러한 금속 배선을 이용할 경우 스큐(skew), EMI(electromagnetic interference) 등과 같은 전기적인 문제가 발생되어 시스템의 동작 효율이 저하되고 시스템 집적화가 어려워진다.

근래에 들어 이동통신 분야의 발전으로 3G, 4G와 같은 미래의 휴대폰과 PDA에서 디지털 TV를 시청하거나 녹화가 가능할 것으로 예상되며 이로 인한 데이터 요구량이 증가할 것으로 예상된다.

또한, 향후 더 높은 전송 요구량에 따라 메인보드와 디스플레이 사이를 연결하는 기존의 폴리이미드를 이용하는 전기전송의 연성회로기판(flexible PCB)은 전송의 한계에 도달하게 된다.

한편, 최근에 광 송신/수신 모듈을 이용하여 광 연결을 이루는 기술이 개발되었는데, 광 송신/수신 모듈 내부의 광 결합 방식으로는 45°의 경사각으로 위치된 반사경을 구비하는 리본 광섬유 다채널 광 콘넥터에 광 수신 소자를 직접 결합시키는 방식, 45°의 경사각으로 위치된 반사경을 구비하는 폴리머(polymer) 광도파로에 광 송수신 소자를 폴리머 광도파로에 수직으로 결합시키고 폴리머 광도파로를 다채널 광 콘넥터에 연결시키는 방식, 플라스틱 팩키지에 고정된 광 송수신 소자를 다채널 광 콘넥터에 수직으로 결합시키는 방식 등이 이용된다.

상기 광원에서 광을 수직 연결하여 광 도파로로 결합하는 기술은 "광모듈" 또는 "광 접속 모듈"로 알려져 있다.

그러나, 종래의 광결합 소자의 정렬에 있어서, 파이버 블록(fiber block)이나 버트-커플링(butt-coupling)을 이용하는 경우나 별도의 광 도파로 정렬을 위한 광 금속 벤치와 같은 지지물로 인하여 소자의 두께가 두꺼워지는 문제가 있어서 디바이스의 경박단소에 있어서 불리한 형편이다.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 광송신부와 광수신부에 각각 메인보드 연결부재를 접속하고, 상기 광송신부와 광수신부의 도금된 관통홀의 내벽을 통하여 연성의 광도파로와 수직 연결함으로써 광접속을 하여 광신호의 속도문제와 전달손실을 최소할 수 있도록 하고 디스플레이와 구동칩의 전송방식을 직렬로 전환하여 유연하고 가벼운 모듈을 구성하는 평판 디스플레이용 연성 광 접속 모듈 및 그 제조 방법을 제공하기 위한 것이다.

또한, 연성 회로기판상에 광송신부와 광수신부를 형성하고, 상기 광송신부와 광수신부에 형성된 관통홀에 정렬하여 연성 광도파로를 결합하여 이루어지는 평판 디스플레이용 연성 광 접속 모듈 및 그 제조 방법을 제공하기 위한 것이다.

상기와 같은 종래의 문제점을 해결하고 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 평판 디스플레이용 연성 광접속 모듈은, 제1 메인보드 연결 부재, 상기 연결부재와 접속되는 구동칩, 상기 구동칩에 의해 구동되는 광원부, 상기 광원부로부터 광신호를 전달하기 위해서 상기 광원부에 정렬되어 위치하고, 그 내부 표면에 금속막이 도금된 관통홀 어레이가 형성된 제1 기판을 포함하는 광 송신부와, 제2 메인보드 연결 부재, 상기 연결부재와 접속되는 구동칩, 상기 구동칩에 의해 구동되는 광 검출부, 상기 광 검출부로부터 광신호를 수신하기 위해서 상기 광 검출부 에 정렬되어 위치하고, 그 내부 표면에 금속막이 도금된 관통홀 어레이가 형성된 제2 기판을 포함하는 광 수신부와, 상기 광 송신부와 광 수신부 사이의 광 접속을 위해 양단에 반사 거울면을 가지는 연성 광 도파로를 포함한다.

또한, 본 발명에 따른 평판 디스플레이용 연성 광 접속 모듈에 있어서, 상기 관통홀 어레이의 관통홀 내벽에 도금된 금속막은 Au, Ag, Cu, Al, Pt에서 선택되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 평판 디스플레이용 연성 광 접속 모듈에 있어서, 상기 광 송신부는 광원부로서 표면방출레이저(VCSEL) 어레이를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 평판 디스플레이용 연성 광 접속 모듈에 있어서, 상기 광수신부는 광 검출부로서 포토 다이오드 어레이를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 평판 디스플레이용 연성 광 접속 모듈에 있어서, 상기 광 송신부와 광 수신부를 형성하는 제1 기판, 제2 기판은 세라믹, 유리 또는 FR4로부터 선택될 수 있는 경질의 기판인 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 평판 디스플레이용 연성 광 접속 모듈에 있어서, 상기 광 송신부와 광 수신부를 형성하는 제1 기판, 제2 기판에는 메인보드 연결부재, 구동칩, 본딩와이어, 광원부 또는 광 검출부, 광 도파로를 보호하는 하우징을 구비하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 평판 디스플레이용 연성 광 접속 모듈에 있어서, 상기 연성 광도파로의 반사 거울면은 45° 반사 거울면 또는 곡면 반사 거울면인 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 평판 디스플레이용 연성 광 접속 모듈에 있어서, 상기 제1 메인보드 연결부재 또는 상기 제2 메인보드 연결부재는 연성의 인쇄회로기판으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명에 따른 또 다른 평판 디스플레이용 연성 광 접속 모듈은, 소정의 전자 회로 패턴이 형성되어 회로 연결되는 구동칩, 상기 구동칩에 의해 구동되는 광원부, 상기 광원부와 광신호를 전달하기 위해서 상기 광원부에 정렬된 관통홀 어레이를 형성하는 제1 인쇄회로기판을 포함하는 광송신부와, 소정의 전자 회로 패턴이 형성되어 회로 연결되는 구동칩, 상기 구동칩에 의해 구동되는 광 검출부, 상기 광 검출부에 광신호를 수신하기 위해서 상기 광 검출부에 정렬된 관통홀 어레이를 형성하는 제2 인쇄회로기판을 포함하는 광 수신부와, 상기 광 송신부와 상기 광 수신부 사이에 광 접속을 위하여 양단에 45° 반사 거울면을 가지는 연성 광도파로를 포함한다.

또한, 본 발명에 따른 또 다른 평판 디스플레이용 연성 광 접속 모듈에 있어서, 상기 광송신부는 광원부로서 표면방출레이저(VCSEL) 어레이를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 또 다른 평판 디스플레이용 연성 광 접속 모듈에 있어서, 상기 광수신부는 광 검출부로서 포토 다이오드 어레이를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 또 다른 평판 디스플레이용 연성 광 접속 모듈에 있어 서, 상기 광 송신부와 광 수신부를 형성하는 제1 기판, 제2 기판에는 메인보드 연결부재, 구동칩, 본딩와이어, 광원부 또는 광 검출부, 광 도파로를 보호하는 하우징을 구비하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 또 다른 평판 디스플레이용 연성 광 접속 모듈에 있어서, 상기 연성 광도파로의 반사 거울면은 45° 반사 거울면 또는 곡면 반사 거울면인 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 또 다른 평판 디스플레이용 연성 광 접속 모듈에 있어서, 상기 광 송신부와 광 수신부를 형성하는 제1 기판, 제2 기판은 연성의 인쇄회로기판으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명에 따른 평판 디스플레이용 연성 광 접속 모듈의 제조방법은, 메인보드 연결부재에 전극 회로패턴을 형성하는 단계, 기판에 전극 회로 패턴, 관통홀 어레이 가공 정렬 마크를 형성하는 단계, 상기 기판에 상기 관통홀 가공 정렬 마크에 맞추어 관통홀 어레이를 가공하고 상기 관통홀 내벽을 도금하는 단계, 상기 관통홀이 가공된 기판과 전극 회로패턴이 형성된 메인보드 연결부재를 접속하는 단계, 상기 관통홀이 가공된 광송신부의 기판과 광수신부의 기판에 광원부 또는 광 검출부를 각각 실장하는 단계, 상기 관통홀 어레이에 광도파로를 정렬한 후 고정하는 단계, 및 상기 광송신부와 상기 광수신부의 기판에 하우징을 설치하는 단계를 포함한다.

또한, 본 발명에 따른 평판 디스플레이용 연성 광 접속 모듈의 제조방법에 있어서, 상기 관통홀 어레이를 도금하는 단계는 무전해 도금과 전해 도금에 의하여 수행되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 평판 디스플레이용 연성 광 접속 모듈의 제조방법에 있어서, 상기 기판면에 광도파로를 정렬한 후 고정하는 단계는 상기 기판면과 상기 광 도파로의 표면에 열경화수지 또는 UV 경화수지를 적용한 후, 열 또는 자외선을 가하여 경화시킴으로써, 상기 광 도파로를 상기 기판에 정렬 고정하는 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명에 따른 또 다른 평판 디스플레이용 연성 광 접속 모듈의 제조방법은, 연성 인쇄회로기판에 전극 회로패턴, 관통홀 어레이 가공 정렬 마크를 형성하는 단계, 상기 기판에 상기 관통홀 가공 정렬 마크에 맞추어 관통홀 어레이를 가공하는 단계, 상기 관통홀이 가공된 광송신부의 기판과 광수신부의 기판에 광원부 또는 광 검출부를 각각 실장하는 단계, 상기 관통홀 어레이에 광도파로를 정렬한 후 고정하는 단계, 및 상기 광송신부와 상기 광수신부의 기판에 하우징을 설치하는 단계를 포함한다.

또한, 본 발명에 따른 또 다른 평판 디스플레이용 연성 광 접속 모듈의 제조방법에 있어서, 상기 기판면에 광도파로를 정렬한 후 고정하는 단계는 상기 기판면과 상기 광 도파로의 표면에 열경화수지 또는 UV 경화수지를 적용한 후, 열 또는 자외선을 가하여 경화시킴으로써, 상기 광 도파로를 상기 기판에 정렬 고정하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 도면에 도시된 실시예에 대하여 더욱 상세히 설명한다.

또한, 도2는 도1a, 도1b에서 도시된 본 발명의 일실시예에 따른 평판 디스플레이용 연성 광 접속 모듈에서 광송신부의 측단면도이다.

도1a, 도1b, 도2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 평판 디스플레이용 연성 광접속 모듈은 광송신부(100)와 광수신부(200), 상기 광송신부(100)와 광수신부(200)사이에서 광신호를 전달하는 광 도파로(300)로 이루어진다.

상기 광송신부(100)와 광수신부(200)는 각각 제1 기판(10)과 제1 메인보드 연결부재(20)가 연결되고, 제2 기판(210)과 제2 메인보드 연결부재(220)가 연결되어 구성된다.

또한, 상기 광송신부(100)에 포함되는 제1 기판(10)에는 상기 제1 메인보드 연결부재(20)와, 상기 제1 메인보드 연결부재(20)와 연결되는 구동칩(30)과 상기 구동칩(30)에 의해 구동되는 광원부(40)와, 상기 광원부(40)에서 방출되는 광신호를 전달하기 위해서 상기 광원부(40)에 정렬되어 배치되고 그 내벽이 도금되어 있는 관통홀 어레이(50)가 구성된다.

또한, 상기 광수신부(200)에 포함되는 제2 기판(210)에는 상기 제2 메인보드 연결부재(220)와, 상기 제2 메인보드 연결부재(220)와 연결되는 구동칩(230)과 상기 구동칩(230)에 의해 구동되며 광신호를 수신하여 검출하기 위한 광 검출부(240)와, 상기 광 검출부(240)로 광신호를 수신하기 위해서 상기 광 검출부(240) 에 정렬되어 배치되고 그 내벽이 도금되어 있는 관통홀 어레이(250)가 구성된다.

또한, 상기 광 송신부(100)를 형성하는 제1 기판(10)과 상기 광 수신부(200)를 형성하는 제2 기판(210)에 고정되며 각각 광송신부(100) 및 광수신부(200)와 광 접속을 위하여 양단에 반사 거울면(330)을 가지는 연성 광도파로(300)를 포함한다.

상기 반사 거울면은 45° 반사 거울면 또는 곡면 반사 거울면이 사용될 수 있으나, 바람직하게는 45° 반사 거울면이 사용된다.

상기 연성 광 도파로(300)는 내부 중심에 코어(310)가 위치하고, 상기 코어의 주위로 클래딩(320)이 위치하게 된다.

상기 광 송신부(100)가 형성되는 제1 기판(10)에는 광원부(40)로서 VCSEL(Vertical Cavity Surface Emitting Laser) 어레이(40)가 실장되고 상기VCSEL 어레이(40)로부터 연성 광도파로(300)로 광신호를 전달하는 관통홀 어레이(50)에는 금속 반사면(58)이 형성된다.

또한, 상기 광 수신부(200)가 형성되는 제2 기판(210)에는 광검출부(240)로서 포토다이오드(Photo Diode) 어레이가 사용된다.

상기 제1, 제2 메인보드 연결부재(20, 220) 위에 형성되는 상기 회로패턴에는 메인 보드와 광송신부(100) 또는 광수신부(200)와 연결을 위한 커넥터와 광원부(40) 또는 광 검출부(240)를 구동하기 위한 구동칩(30, 230)에 전기 신호 전달을 위한 회로패턴을 포함한다.

또한, 제1, 제2 메인보드 연결부재(20, 220)와 구동칩(30, 230)의 연결 및 구동칩(30, 230)과 광원부(40)인 VCSEL 또는 광검출부(240)인 포토다이오드 어레이 가 위치하는 전극패드 사이의 연결은 본딩 와이어(bonding wire, 70, 270)를 이용한다.

상기 VCSEL 어레이 및 포토다이오드 어레이는 제1, 제2 기판(10, 210)에 솔더범프(solder bump, 65, 265)를 이용하여 플립칩 본딩 방식으로 실장된다.

또한, 도1b에 도시된 바와 같이 상기 VCSEL 어레이는 상기 제1 기판(10)에 형성된 전극패드(60) 위에 솔더 범프(65)로 배치되고, 상기 VCSEL 어레이가 위치된 전극패드(60)는 본딩 와이어(70)에 의하여 구동칩(30)과 연결되어 있다.

도1b에 도시된 상기 연결 방식은 광 수신부(200)의 경우에도 동일하게 적용됨은 물론이다.

여기서, 제1, 제2 기판(10, 210)에 형성된 상기 관통홀 어레이(50, 250)의 내벽에 도금되는 금속은 Au, Ag, Cu, Al, Pt에서 선택되는 것을 특징으로 하는 것이다.

또한, 본 발명에 따른 평판 디스플레이용 연성 광 접속 모듈에 있어서, 상기 광 송신부(100)와 광 수신부(200)를 형성하는 각각의 제1, 제2 기판(10, 210)은 종래의 경질 또는 연질의 기판이 모두 사용될 수 있지만, 바람직하게는 세라믹, 유리 또는 FR-4로 부터 선택될 수 있는 경질의 기판인 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 광 송신부(100)와 광 수신부(200)를 형성하는 각각의 제1, 제2 기판(10, 210)에는 상기 제1, 제2 메인보드 연결부재(20, 220)에 형성된 전자회로패턴, 구동칩(30, 230), 본딩와이어(70, 270), 광원부(40) 또는 광 검출부(240)를 보호하는 하우징(80, 280)을 더 구비할 수 있다.

도3을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 평판 디스플레이용 연성 광접속 모듈의 동작을 상세하게 설명한다.

도3은 본 발명의 일실시예에 따른 평판 디스플레이용 연성 광접속 모듈에서 광 송신부의 관통로를 통한 광 신호의 전송 경로도이다.

먼저 제1 메인보드 연결부재(20)로부터 전달된 전기적 신호는 VCSEL을 구동하는 구동칩(30)에 전달되고, VCSEL을 구동하는 상기 구동칩(30)은 광원부(40)인 VCSEL 어레이를 독립적으로 각각 구동하여 고속 변조된 광신호를 방출한다.

방출된 광신호는 제1 기판(10)의 관통홀 어레이(50)의 내벽에 도금된 금속 반사면(58)에 의하여 연속적인 전반사를 일으키면서 관통홀을 통과하여 방출되고, 방출된 광신호는 연성 광도파로(300)의 45° 반사 거울면(330)에서 반사되어 연성 광도파로(300)의 코어(310)에 입사된다.

상기 연성 광도파로(300)의 코어(310)를 통해 전파된 광신호는 광수신부(200)의 연성 광도파로(300) 단부의 45° 반사 거울면(340)에 의해서 반사되어 광수신부(200)의 제2 기판(210)의 관통홀 어레이(250)의 내벽에 도금된 금속 반사면(258)에 전반사되면서 광검출부(240)로 입사되고, 상기 광검출부(240)에 의해서 전기적 신호로 변환된 후 제2 메인보드 연결부재(220)에 전달된다.

도3에 도시된 바와 같이, 관통홀의 내부 표면을 금속으로 도금하면 VCSEL 발광부에서 방출된 광신호가 도금된 금속에 의해서 전반사하여 VCSEL과 광도파로 사이의 결합손실을 줄일 수 있다.

광수신부에서도 이와 같이 관통홀의 내부 표면을 금속 도금함으로써 광도파 로와 포토다이오드 사이의 결합 손실을 줄일 수 있다.

한편, 도면에서 도시된 화살표는 상술한 바와 같이 광신호가 광송신부(100)에서 방출되어 광수신부(200)로 전달되는 경로를 나타낸다.

또한, 도1b에서 미설명 부호 25는 구동칩(30)과 연결되는 제1 메인보드 연결부재(20) 상에 형성된 신호선 패턴(25)을 나타낸다.

도4a 내지 도4h는 본 발명의 일실시예에 따른 평판 디스플레이용 연성 광접속 모듈의 제작 공정을 나타내는 평면도와 단면도이다.

먼저, 연성 광 접속 모듈을 제작하기 위하여 도 4a의 제1, 제2 메인보드 연결부재와 도4b의 제1, 제2 기판에 전극패턴(11, 13)을 형성한다.

도4a에서 상기 제1, 제2 메인보드 연결부재는 신호선 패턴(25)이 형성된 연성회로기판으로서 구동칩과 광원부를 장착하기 위하여 가운데 빈 공간(22)이 마련되어 있다.

상기 제1 기판에서의 상기 전극패턴(11)은 구동칩(30)이 탑재되는 위치에 형성된 금속증착부이고, 전극 패턴(13)은 광원부(40)인 VCSEL 어레이를 이루는 각각의 VCSEL 소자에 전기 신호를 공급하기 위한 신호선 패턴이다.

또한, 도4b에서 상기 제1 기판에는 솔더 볼이 올라갈 위치(12)와 관통홀(50)이 뚫릴 위치를 나타내는 패턴인 홀가공 정렬 마크(14)를 포함한다.

다음으로, 도4c에서처럼 제1 기판(10)의 홀 가공 정렬 마크(14)에 맞추어 기계적 또는 레이저 드릴 가공을 이용하여 관통홀 어레이를 가공한다.

도4d에서, 상기 가공된 관통홀 각각의 내부 표면에는 금속 도금하여 광신호 의 전반사를 이루도록 금속 반사면을 형성한다.

상기 금속 반사면은 Au, Ag, Cu, Al, Pt에서 선택하여 무전해 도금과 전해 도금으로 형성될 수 있다.

그 다음 도4e에 도시된 바와 같이, 그 다음 도3d에서처럼 관통홀(50)이 가공된 제1 기판(10)과 전자회로 패턴이 형성된 제1 메인보드 연결부재(20)를 접속한다.

도4f에서 도시된 바와 같이, 상기 제1 메인보드 연결부재(20)가 접속된 제1 기판(10)에 VCSEL는 플립칩 본딩 기술을 이용하여 실장하고, 구동칩(30)은 본딩 와이어(70)를 이용하여 실장한다.

상기 관통홀에 연성 광도파로(300)를 광손실이 최소가 되도록 최대한 밀착해서 정렬한 후 제1 기판면에 고정한다(도4g).

여기서, 상기 제1 기판(10)면에 광도파로(300)를 정렬한 후 고정하는 단계는 상기 제1 기판(10)면과 상기 광도파로(300)의 표면에 열경화수지 또는 UV 경화수지를 적용한 후, 열 또는 자외선을 가하여 경화시킴으로써, 상기 광도파로(300)를 상기 제1 기판(10)에 정렬 고정하는 것이다.

광수신부(200)도 앞에서 설명한 광송신부(100) 공정과 동일하게 제작한다.

마지막으로 광송신부(100) 또는 광수신부(200)를 형성하는 제1, 제2 기판(10, 210)에 하우징을 부가하여 광송신부(100)와 광수신부(200)를 보호한다(도4h). 이상의 제작순서는 조건에 따라서 변경될 수 있다.

한편, 도5는 본 발명의 또 다른 일실시예에 따른 평판 디스플레이용 연성 광 접속 모듈의 측단면도이다.

도5에 도시된 연성 광 접속 모듈은 연성회로기판 위에 광원부인 VCSEL 또는 광 검출부인 포토다이오드와 구동칩을 직접 실장하고, 가공된 홀을 통하여 직접 광도파로와 연결하는 경우이다.

도5는 평판 디스플레이용 연성 광 접속 모듈의 광송신부의 구조를 개략 단면도로서 나타내고 있다.

도5에서, 연성 광 접속 모듈은 도1, 도2에 도시된 연성 광 접속 모듈과 비교하여 두꺼운 기판이 생략되어 있고, 관통홀 내부면을 도금하는 것을 제외하면 회로 부품의 실장, 결합방식 등이 동일하다.

도5에 도시된 광접속 모듈의 광송신부는, 소정의 전자 회로 패턴이 형성되는 연성 인쇄회로기판(21)에 회로 연결되는 구동칩(30)과 상기 구동칩(30)에 의해 구동되는 광원부(40)와 광신호를 전달하기 위해서 상기 광원부(40)에 정렬되어 상기 연성 인쇄회로기판(21)에 직접 형성되는 관통홀 어레이(50)를 포함한다.

또한, 광수신부도 상기 광송신부에 대응하여 소정의 전자 회로 패턴이 형성되는 인쇄회로기판에 회로 연결되는 구동칩과 상기 구동칩에 의해 구동되는 광 검출부와 광신호를 수신하기 위해서 상기 광 검출부에 정렬되어 상기 인쇄회로기판에 직접 형성되는 관통홀 어레이를 포함한다.

상기 광 송신부를 형성하는 연성 인쇄회로기판(21)과 상기 광 수신부를 형성하는 인쇄회로기판 사이에 광 접속을 위하여 양단에 곡면 또는 45° 반사 거울면(330)을 가지는 연성 광도파로(300)가 연결된다.

도5에 도시된 연성의 인쇄회로기판 위에 광송신부와 광수신부를 형성하고 광도파로를 결합한 광접속 모듈의 제조 과정은 도4a 내지 도4h에 도시된 상술한 실시예의 제조과정을 참고할 수 있다.

먼저 연성 광 접속 모듈을 제작하기 위하여 도4a의 연성 회로기판(20)은 도5의 실시예에서 신호선 패턴(25)이 형성된 연성 인쇄회로기판(21)에 해당된다.

상기 연성 인쇄회로기판(21) 위의 상기 신호선 패턴에 따라 구동칩과 광원부를 실장하게 된다.

또한, 상기 인쇄회로기판(21) 상에는 솔더 볼이 올라갈 위치(12)와 관통홀(50)이 뚫릴 위치를 나타내는 패턴인 홀가공 정렬 마크(14)도 함께 표시된다.

다음으로, 도4c를 참조하면 경질의 두꺼운 기판을 생략하고 연성 인쇄회로기판(21)에 직접 홀 가공 정렬 마크(14)에 맞추어 드릴이나 레이저를 이용하여 관통홀 어레이를 가공한다.

다음으로, 도4f를 참조하면, 제1 기판(10)을 생략하고 상기 연성 인쇄회로기판(21) 에 VCSEL는 플립칩 본딩 기술을 이용하여 실장하고, 구동칩(30)은 본딩 와이어(70)를 이용하여 실장한다.

상기 관통홀에 연성 광도파로(300)를 광손실이 최소가 되도록 최대한 밀착해서 정렬한 후 연성 인쇄회로기판(21)에 고정한다(도4g 참조).

상기 광도파로(300)는 상기 연성 인쇄회로기판(21)면과 상기 광도파로(300)의 표면에 열경화수지 또는 UV 경화수지를 적용한 후, 열 또는 자외선을 가하여 경화시킴으로써, 상기 광도파로(300)를 상기 연성 인쇄회로기판(21)에 정렬 고정하는 것이다.

마지막으로 광송신부(100) 또는 광수신부(200)를 형성하는 연성 인쇄회로기판(21)에 하우징(80)을 부가하여 광송신부(100)와 광수신부(200)를 보호한다(도4h 참조).

상기 연성 인쇄회로기판(21) 위에 직접 광송신부와 광수신부를 형성하고 관통홀에 정렬하여 연성 광도파로를 결합하는 방법은 상기 제조 과정이 보다 간단해지게 되고, 회로기판이 수십 ㎛의 두께 밖에 되지 않기 때문에 VCSEL 또는 포토다이오드와 광도파로 사이의 간격을 수십 ㎛ 이내로 줄일 수 있어 광 결합손실을 줄이는 데 더욱 유리하다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 따른 평판 디스플레이용 연성 광접속 모듈 및 그 제조 방법에 따르면 다음과 같은 작용 효과를 기대할 수 있게 된다.

상기 평판 디스플레이용 연성회로기판을 광연결 방식을 이용한 연성 광접속 모듈로 적용할 경우 기존의 전기전송의 속도한계 문제를 해결할 수 있을 뿐만 아니라, 디스플레이와 구동칩 간의 전송방식을 병렬(parallel)에서 직렬(serial) 타입으로의 전환이 가능하게 되어 채널수를 줄일 수 있다.

또한, 연성 광접속 모듈을 이용하면 PDP 경우 구동회로부에 구동전압을 낮추어 소비전력을 향상 시킬 수 있으며, 휴대용에 적합한 연성 기판을 사용하여 유연성이 있고 가벼운 모듈을 구성할 수 있게 된다.

또한, 섬유블럭(fiber block)이나 광도파로 인접-결합(butt-coupling)을 이용한 방법보다 소자의 두께를 얇게 만들 수 있다.

그리고, 기존의 45° 거울면을 갖는 광도파로를 이용한 수직광 연결보다 VCSEL 또는 포토다이오드와 광도파로의 45° 거울면 사이의 간격을 최소로 할 수 있어 광 손실을 최소화 할 수 있다.

또한, 정열 허용 오차를 크게 할 수 있어 패키징 시 용이하고, 별도의 광도파로 정렬을 위한 광학용 금속 벤치(optical metal bench) 같은 지지물이 불필요하게 된다.

이상에서 본 발명은 기재된 구체적인 실시예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

Claims

제1 메인보드 연결 부재, 상기 연결부재와 접속되는 구동칩, 상기 구동칩에 의해 구동되는 광원부, 상기 광원부로부터 광신호를 전달하기 위해서 상기 광원부에 정렬되어 위치하고, 그 내부 표면에 금속막이 도금된 관통홀 어레이가 형성된 제1 기판을 포함하는 광 송신부;

제2 메인보드 연결 부재, 상기 연결부재와 접속되는 구동칩, 상기 구동칩에 의해 구동되는 광 검출부, 상기 광 검출부로부터 광신호를 수신하기 위해서 상기 광 검출부에 정렬되어 위치하고, 그 내부 표면에 금속막이 도금된 관통홀 어레이가 형성된 제2 기판을 포함하는 광 수신부; 및

상기 광 송신부와 광 수신부 사이의 광 접속을 위해 양단에 반사 거울면을 가지는 연성 광 도파로를 포함하는 것을 특징으로 하는 평판 디스플레이용 연성 광 접속 모듈.
제 1 항에 있어서,

상기 관통홀 어레이의 관통홀 내벽에 도금된 금속막은 Au, Ag, Cu, Al, Pt에서 선택되는 것을 특징으로 하는 평판 디스플레이용 연성 광 접속 모듈.
제 1 항에 있어서,

상기 광 송신부는 광원부로서 표면방출레이저(VCSEL) 어레이를 포함하는 것 을 특징으로 하는 평판 디스플레이용 연성 광 접속 모듈.
제 1 항에 있어서,

상기 광수신부는 광 검출부로서 포토 다이오드 어레이를 포함하는 것을 특징으로 하는 평판 디스플레이용 연성 광 접속 모듈.
제 1 항에 있어서,

상기 광 송신부와 광 수신부를 형성하는 제1 기판, 제2 기판은 세라믹, 유리 또는 FR4로부터 선택될 수 있는 경질의 기판인 것을 특징으로 하는 평판 디스플레이용 연성 광 접속 모듈.
제 1 항에 있어서,

상기 광 송신부와 광 수신부를 형성하는 제1 기판, 제2 기판에는 메인보드 연결부재, 구동칩, 본딩와이어, 광원부 또는 광 검출부, 광 도파로를 보호하는 하우징을 구비하는 것을 특징으로 하는 평판 디스플레이용 연성 광 접속 모듈.
제 1 항에 있어서,

상기 연성 광도파로의 반사 거울면은 45° 반사 거울면 또는 곡면 반사 거울면인 것을 특징으로 하는 평판 디스플레이용 연성 광 접속 모듈.
제 1 항에 있어서,

상기 제1 메인보드 연결부재 또는 상기 제2 메인보드 연결부재는 연성의 인쇄회로기판으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 평판 디스플레이용 연성 광 접속 모듈.
소정의 전자 회로 패턴이 형성되어 회로 연결되는 구동칩, 상기 구동칩에 의해 구동되는 광원부, 상기 광원부와 광신호를 전달하기 위해서 상기 광원부에 정렬된 관통홀 어레이를 형성하는 제1 인쇄회로기판을 포함하는 광송신부;

소정의 전자 회로 패턴이 형성되어 회로 연결되는 구동칩, 상기 구동칩에 의해 구동되는 광 검출부, 상기 광 검출부에 광신호를 수신하기 위해서 상기 광 검출부에 정렬된 관통홀 어레이를 형성하는 제2 인쇄회로기판을 포함하는 광 수신부; 및

상기 광 송신부와 상기 광 수신부 사이에 광 접속을 위하여 양단에 45° 반사 거울면을 가지는 연성 광도파로를 포함하는 평판 디스플레이용 연성 광 접속 모듈.
제 9 항에 있어서,

상기 광송신부는 광원부로서 표면방출레이저(VCSEL) 어레이를 포함하는 것을 특징으로 하는 평판 디스플레이용 연성 광 접속 모듈.
제 9 항에 있어서,

상기 광수신부는 광 검출부로서 포토 다이오드 어레이를 포함하는 것을 특징으로 하는 평판 디스플레이용 연성 광 접속 모듈.
제 9 항에 있어서,

상기 광 송신부와 광 수신부를 형성하는 제1 인쇄회로기판, 제2 인쇄회로기판에는 메인보드 연결부재, 구동칩, 본딩와이어, 광원부 또는 광 검출부, 광 도파로를 보호하는 하우징을 구비하는 것을 특징으로 하는 평판 디스플레이용 연성 광 접속 모듈.
제 9 항에 있어서,

상기 연성 광도파로의 반사 거울면은 45° 반사 거울면 또는 원형의 곡면 반사 거울면인 것을 특징으로 하는 평판 디스플레이용 연성 광 접속 모듈.
제 9 항에 있어서,

상기 광 송신부와 광 수신부를 형성하는 제1 인쇄회로기판, 제2 인쇄회로기판은 연성의 인쇄회로기판으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 평판 디스플레이용 연성 광 접속 모듈.
메인보드 연결부재에 전극 회로패턴을 형성하는 단계;

기판에 전극 회로 패턴, 관통홀 어레이 가공 정렬 마크를 형성하는 단계;

상기 기판에 상기 관통홀 가공 정렬 마크에 맞추어 관통홀 어레이를 가공하고 상기 관통홀 내벽을 도금하는 단계;

상기 관통홀이 가공된 기판과 전극 회로패턴이 형성된 메인보드 연결부재를 접속하는 단계;

상기 관통홀이 가공된 광송신부의 기판과 광수신부의 기판에 광원부 또는 광 검출부를 각각 실장하는 단계;

상기 관통홀 어레이에 광도파로를 정렬한 후 고정하는 단계; 및

상기 광송신부와 상기 광수신부의 기판에 하우징을 설치하는 단계를 포함하는 평판 디스플레이용 연성 광 접속 모듈의 제조방법.
제 15 항에 있어서,

상기 관통홀 어레이를 도금하는 단계는 무전해 도금과 전해 도금에 의하여 수행되는 것을 특징으로 하는 평판 디스플레이용 연성 광 접속 모듈의 제조방법.
제 15 항에 있어서,

상기 기판면에 광도파로를 정렬한 후 고정하는 단계는 상기 기판면과 상기 광 도파로의 표면에 열경화수지 또는 UV 경화수지를 적용한 후, 열 또는 자외선을 가하여 경화시킴으로써, 상기 광 도파로를 상기 기판에 정렬 고정하는 것을 특징으로 하는 평판 디스플레이용 연성 광 접속 모듈의 제조방법.
연성 인쇄회로기판에 전극 회로패턴, 관통홀 어레이 가공 정렬 마크를 형성하는 단계;

상기 기판에 상기 관통홀 가공 정렬 마크에 맞추어 관통홀 어레이를 가공하는 단계;

상기 관통홀이 가공된 광송신부의 기판과 광수신부의 기판에 광원부 또는 광 검출부를 각각 실장하는 단계;

상기 관통홀 어레이에 광도파로를 정렬한 후 고정하는 단계; 및

상기 광송신부와 상기 광수신부의 기판에 하우징을 설치하는 단계를 포함하는 평판 디스플레이용 연성 광 접속 모듈의 제조방법.
제 18 항에 있어서,

상기 기판면에 광도파로를 정렬한 후 고정하는 단계는 상기 기판면과 상기 광 도파로의 표면에 열경화수지 또는 UV 경화수지를 적용한 후, 열 또는 자외선을 가하여 경화시킴으로써, 상기 광 도파로를 상기 기판에 정렬 고정하는 것을 특징으로 하는 평판 디스플레이용 연성 광 접속 모듈의 제조방법.
제 15 항 또는 제 18 항에 있어서,

상기 기판에 형성되는 관통홀 어레이는 기계적 가공 또는 레이저 드릴 가공을 이용하여 형성되는 것을 특징으로 하는 평판 디스플레이용 연성 광 접속 모듈의 제조 방법.