KR20140125001A - 다층기판형 광섬유 어레이 - Google Patents

Abstract

다층기판형 광섬유 어레이를 제공한다.
본 발명은 복수 개의 제1광섬유의 코어 단부가 일대일 대응하여 배치되는 복수 개의 V자 요홈을 상부면에 함몰형성한 제1어레이 기판 ; 상기 제1어레이 기판의 상부면과 하부면이 접착제를 매개로 접합되어 적층되고, 복수 개의 제2광섬유의 코어 단부가 일대일 대응하여 배치되는 복수 개의 V자 요홈을 상부면에 함몰형성한 제2어레이 기판 ; 및 상기 제2어레이 기판의 상부면과 하부면이 접착제로 매개로 접합되어 적층되는 덮개판; 을 포함한다.

Description

다층기판형 광섬유 어레이{Multi Layer Substrate Type Optic Fiber Array}

본 발명은 광섬유 어레이에 관한 것으로, 더욱 상세히는 동일한 면적을 갖는 기판에서 높이방향으로 복수개의 광섬유를 적층하여 채널수를 증가시킬 수 있고, 높이방향으로 적층되는 기판간의 정렬을 하부층의 광섬유 채널에 맞추어 정밀하게 수행할 수 있는 다층기판형 광섬유 어레이에 관한 것이다.

평면 도파로 기술(Planar Waveguide Technology)을 이용하여 다양한 평면기판 상에 광도파로 소자들을 제작하기 위해서는 도파로 설계(Waveguide Design), 도파로 제작(Waveguide Fabrication), 패키지(Package) 등의 기술들을 필요로 한다.

이러한 기술 중에서 소자의 패키지 기술은 소자가 지닌 광특성을 최대한으로 발휘하기 위한 핵심 기술이며, 특히 수동 소자에 있어서는 광섬유와 광도파로 소자간의 접속이 광소자의 저가격화를 결정하는 중요한 기술이다.

광도파로 소자의 경우 각 도파로의 간격 및 배열은 노광 및 식각 공정 등에 의해서 매우 정밀하게 제작될 수 있으나, 이러한 도파로에 광섬유를 부착할 때 단심 및 다심의 광섬유를 정밀하게 정렬하고 배열하는 것은 매우 어려운 작업이다.

일반적으로 이러한 광섬유를 정렬하고 배열할 때, 주로 실리콘 기판 또는 금속 기판 상에 광섬유를 실장할 수 있는 일정한 홈을 형성하여 광섬유를 고정하는데 이용하고 있다.

한편, 정보통신 산업의 발달에 따라 인터넷 등과 같은 통신망을 이용한 데이터 전송이 급격하게 증가하면서 데이터의 전송량과 전송속도를 증가시키기 위한 전송 및 교환 시스템의 대용량화, 고속화 및 고밀도화가 요구된다.

따라서, 용이하게 채널의 고집적화를 이루며 광섬유와의 광결합 효율을 높이고 제작 비용을 감소시킬 수 있는 광소자인 광섬유 어레이의 집적기술의 구현이 필요하다.

도 1은 종래기술에 따른 광섬유 어레이를 도시한 사시도 및 단면도이다.

종래의 광섬유 어레이(1)는 상부면에 V자 요홈(11)을 일정간격을 두고 폭방향으로 복수개 형성한 기판(10)과, 광섬유의 단부에 피복된 피복재가 벗겨져 노출된 코어(12)를 상기 V자 요홈(11)에 안착한 상태에서 상기 기판(10)의 상부면에 도포되는 접착제를 매개로 접합되어 적층되는 덮개인 리드(lid)(20)로 이루어져 다채널의 광도파로인 광섬유 어레이를 구현하게 된다.

그러나, 이러한 종래의 광섬유 어레이에서 동일한 면적의 기판상에서 채널수를 증대시키고자 하는 경우, 상기 V자 요홈(11)간의 간격인 피치를 좁혀 채널수를 늘려야 하지만 광섬유의 외경에 의해서 피치를 접혀 설계하는데 한계가 있을 뿐만 아니라 공간적인 활용도가 저하되는 문제점이 있었다.

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 동일한 면적을 갖는 기판에서 높이방향으로 복수개의 광섬유를 적층하여 채널수를 증가시킬 수 있고, 높이방향으로 적층되는 기판간의 정렬을 하부층의 광섬유 채널에 맞추어 정밀하게 수행할 수 있는 다층기판형 광섬유 어레이를 제공하고자 한다.

본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 구체적인 수단으로서 본 발명은, 복수 개의 제1광섬유의 코어 단부가 일대일 대응하여 배치되는 복수 개의 V자 요홈을 상부면에 함몰형성한 제1어레이 기판 ; 상기 제1어레이 기판의 상부면과 하부면이 접착제를 매개로 접합되어 적층되고, 복수 개의 제2광섬유의 코어 단부가 일대일 대응하여 배치되는 복수 개의 V자 요홈을 상부면에 함몰형성한 제2어레이 기판 ; 및 상기 제2어레이 기판의 상부면과 하부면이 접착제로 매개로 접합되어 적층되는 덮개판; 을 포함하는 다층기판형 광섬유 어레이를 제공한다.

바람직하게, 상기 제1어레이 기판과 제2어레이 기판은 서로 다른 이종재질의 기판으로 구비된다.

더욱 바람직하게, 상기 제1어레이 기판은 실리콘 웨이퍼 소재의 불투명 기판으로 이루어지고, 상기 제2어레이 기판은 쿼츠 웨이퍼 소재의 투명기판으로 이루어진다.

바람직하게, 상기 제1어레이 기판의 상부면 또는 제2어레이 기판의 하부면에는 적어도 하나의 위치정렬용 돌출핀을 구비하고, 나머지 기판에는 상기 위치정렬용 돌출핀에 대응결합되는 위치정렬용 삽입홈을 구비한다.

바람직하게, 상기 제1어레이 기판의 상부면 또는 제2어레이 기판의 하부면에는 이들 사이에 개재되는 접착제를 매개로 하는 접합시 상하기판간의 접합강도를 높일 수 있도록 거칠기면을 구비한다.

상기한 바와 같은 본 발명에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.

(1) V자 요홈에 광섬유의 코어를 일대일 배치한 제1,2어레이 기판을 높이방향으로 적층함으로써 제한된 설치면적에서 광섬유의 채널수를 증가시킬 수 있기 때문에 수요가가 원하는 다채널에 신속하게 대응할 수 있다.

(2) 상부기판인 제2어레이 기판과 하부기판인 제1어레이 기판을 서로 다른 이종재질의 기판소재로 구비함과 동시에 제2어레이 기판을 제1어레이 기판에 정렬된 제1광섬유의 정렬위치를 확인할 수 있도록 투명기판으로 구비함으로써 광섬유의 상하위치를 일치시키면서 상,하부기판 간의 적층작업을 정밀하게 수행할 수 있는 것이다.

도 1은 종래기술에 따른 광섬유 어레이를 도시한 구성도로서,
(a)는 분해사시도이고,
(b)는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 다층기판형 광섬유 어레이를 도시한 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 다층기판형 광섬유 어레이를 도시한 종단면도이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있는 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시 예에 대한 구조 원리를 상세하게 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.

또한, 도면 전체에 걸쳐 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용한다.

덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 '연결'되어 있다고 할때, 이는 '직접적으로 연결'되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 '간접적으로 연결'되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 구성 요소를 '포함'한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 다층기판형 광섬유 어레이(100)는 도 2 와 도 3에 도시한 바와 같이, 기판의 높이방향 적층에 의해서 채널수를 증가시킬 수 있고, 하부 층에 배열된 광섬유와의 정렬을 정확하게 수행할 수 있는 제1어레이 기판(110), 제2어레이 기판(120) 및 덮개판(130)을 포함한다.

상기 제1어레이 기판(110)은 상부면에 V자 단면상의 V자 요홈(112)을 폭방향으로 일정간격을 두고 함몰형성한 하부기판이다.

이러한 제1어레이 기판(110)의 V자 요홈(112)에는 복수 개의 제1광섬유(114a)가 연속하여 구비되는 광섬유리본의 단부에 피복된 피복재가 벗겨져 외부노출되는 코어(114) 단부가 각각 일대일 대응하여 배치되는 것이다.

상기 제2어레이 기판(120)은 제1어레이 기판(110)과 마찬가지로 동일하게 상부면에 V자 단면상의 V자 요홈(122)을 폭방향으로 일정간격을 두고 함몰형성한 상부기판이다.

이러한 제2어레이 기판(120)의 V자 요홈(122)에도 복수 개의 제2광섬유(124a)가 연속하여 구비되는 광섬유리본의 단부에 피복된 피복재가 벗겨져 외부노출되는 코어(124) 단부가 각각 일대일 대응하여 배치되는 것이다.

그리고, 상기 제1어레이 기판(110)을 하부기판으로 하고, 상기 제2어레이 기파(120)을 상부기판으로 하여, 이들 사이에 개재되는 접착에 의해서 상기 제1어레이 기판(110)의 상부면과 상기 제2어레이 기판(120)의 하부면이 접합되어 적층되는는 것이다.

이에 따라, 상기 제1어레이 기판(110)에 형성된 V자 요홈(112)의 양측 경사면에 선접촉되고, 상기 제2 어레이기판(120)의 하부면에 선접촉되는 제1광섬유의 코어(124)의 중심을 서로 인접하는 다른 광섬유와 일치되도록 정렬하게 된다.

여기서, 상기 제1어레이 기판(110)과 제2어레이 기판(120)은 서로 다른 이종재질의 기판으로 구비되는 것이 바람직하며, 상기 제1어레이 기판(110)은 기판의 적층시 하부기판인 제1어레이 기판(110)의 V자 홈(112)에 정렬된 제1광섬유(114a)를 육안으로 확인하면서 상부기판인 제2어레이 기판(120)의 V자 요홈(122)에 정렬된 제2광섬유(124a)와 높이방향으로 일치시킬 수 있도록 실리콘 웨이퍼(Silicon Wafer)와 같은 불투명한 기판소재로 이루어지고, 상기 제2어레이 기판(120)은 쿼츠 웨이퍼(Qurtz Wafer)와 같은 투명기판으로 이루어지는 것이 바람직하다.

또한, 하부기판인 제1어레이 기판(110)의 상부면에는 위치정렬용 돌출핀(115)을 구비하고, 상부기판인 제2어레이 기판(120)의 하부면에는 상기 위치정렬용 돌출핀(115)에 대응결합되는 위치정렬용 삽입홈(125)을 형성함으로써 상기 제1,2어레이 기판의 상하적층시 상기 위치정렬용 돌출핀(115)과 삽입홈(125)간의 대응결합에 의해서 V자 요홈의 상하위치를 서로 일치시켜 이에 배치되는 코어의 중심으로 높이방향으로 서로 일치시킬 수 있는 것이다.

상기 위치정렬용 돌출핀(115)은 기판의 각 모서리부에 배치되는 것이 바람직하며, 보다 정밀한 기판간의 상하 접합을 위해서 상기 위치정렬용 돌출핀(115)은 좌우한쌍으로 배치되는 2개의 돌출핀 및 일측 모서리에 구비되는 1개의 돌출핀으로 이루어지는 3개의 위치결정용 돌출핀을 한조로 하여 배치되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제1,2어레이 기판에 위치정렬확인용 홀을 각각 관통형성함으로써 기판의 상하적층 후 일치되는 홀을 통하여 얼라인 상태의 정밀도를 레이저로서 보다 정밀하게 확인할 수 있는 것이다.

여기서, 상기 위치정렬용 돌출핀(115)은 하부기판인 제1어레이 기판(110)의 상부면에 구비되고 상기 위치정렬용 삽입홈(125)은 상부기판인 제2어레이 기판(120)의 하부면에 구비되는 것으로 도시하고 설명하였지만 이에 한정되는 것은 아니며 상하반대로 구비될 수 있다.

그리고, 상기 제1어레이 기판(110)의 상부면 또는 제2어레이 기판(120)의 하부면에는 이들 사이에 개재되는 접착제를 매개로 하는 접합시 상하기판간의 접합강도를 높일 수 있도록 V자 요홈이 형성되지 않은 나머지 제1어레이 기판(110)의 상부면 또는 제2어레이 기판(120)의 하부면 전체에 일정조도를 갖는 거칠기면을 형성하는 것이 바람직하다.

상기 덮개판(130)은 상기 제2어레이 기판(120)의 V자 요홈(122)에 코어 단부가 올려져 정렬된 제2광섬유(124a)를 고정하도록 상기 제2어레이 기판(120)의 상부면과 하부면사이에 개재되는 접착제를 매개로 하여 접합되어 적층되는 덮개부재이다.

이에 따라, 상기 제1,2어레이 기판사이에 복수개의 제1광섬유가 정렬되어 배치되고, 상기 제2어레이기판과 덮개판사이에 복수개의 제2광섬유가 정렬되어 배치됨으로써 높이방향으로 적층되는 기판에 의해서 다채널을 구현할 수 있기 때문에 통신시스템의 대용량화, 고속화 및 고밀도화의 요구에 맞추어 광섬유의 채널수를 증대시킬 수 있는 것이다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.

110,120 : 제1,2어레이 기판 112,122 : V자 요홈
114,124 : 코어 114a,124a : 제1,2 광섬유
115 : 위치결정용 돌출핀 125 : 위치결정용 삽입홈
130 : 덮개판

Claims (5)

1. 복수 개의 제1광섬유의 코어 단부가 일대일 대응하여 배치되는 복수 개의 V자 요홈을 상부면에 함몰형성한 제1어레이 기판 ;
   상기 제1어레이 기판의 상부면과 하부면이 접착제를 매개로 접합되어 적층되고, 복수 개의 제2광섬유의 코어 단부가 일대일 대응하여 배치되는 복수 개의 V자 요홈을 상부면에 함몰형성한 제2어레이 기판 ; 및
   상기 제2어레이 기판의 상부면과 하부면이 접착제로 매개로 접합되어 적층되는 덮개판; 을 포함하는 다층기판형 광섬유 어레이.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제1어레이 기판과 제2어레이 기판은 서로 다른 이종재질의 기판으로 구비되는 것을 특징으로 하는 다층기판형 광섬유 어레이.
3. 제2항에 있어서,
   상기 제1어레이 기판은 실리콘 웨이퍼 소재의 불투명 기판으로 이루어지고, 상기 제2어레이 기판은 쿼츠 웨이퍼 소재의 투명기판으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 다층기판형 광섬유 어레이.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제1어레이 기판의 상부면 또는 제2어레이 기판의 하부면에는 적어도 하나의 위치정렬용 돌출핀을 구비하고, 나머지 기판에는 상기 위치정렬용 돌출핀에 대응결합되는 위치정렬용 삽입홈을 구비하는 것을 특징으로 하는 다층기판형 광섬유 어레이.
5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제1어레이 기판의 상부면 또는 제2어레이 기판의 하부면에는 이들 사이에 개재되는 접착제를 매개로 하는 접합시 상하기판간의 접합강도를 높일 수 있도록 거칠기면을 구비하는 것을 특징으로 하는 다층기판형 광섬유 어레이.

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