KR20180031262A - 다채널 광 서브 어셈블리 및 그의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 실시예에 따른 다채널 광 서브 어셈블리는 두께가 서로 상이한 제1 영역과 제2 영역을 포함하고, 상기 제1 및 제2 영역 중 어느 하나의 영역에 제1 가이드 홀이 제공된 제1 서브 마운트; 상기 제1 영역에 제공된 광전 소자; 상기 제2 영역에 제공되는 회로 기판; 상기 제1 가이드 홀에 삽입 체결되어 상기 제1 서브 마운트와 결합되는 제2 서브 마운트; 상기 제2 서브 마운트에 고정되며 상기 광전 소자로부터 출사된 광의 수발신 경로를 제공하는 광섬유 어레이; 및 상기 제2 서브 마운트에 실장되며, 상기 광전 소자와 상기 광섬유 어레이 사이에서 상기 광의 집광을 위한 렌즈를 구비한 마이크로 렌즈 어레이를 포함할 수 있다.

Description

다채널 광 서브 어셈블리 및 그의 제조방법{MULTI-CHANNEL OPTICAL SUB ASSEMBLY AND MANUFACTURING METHOD OF THE SAME}

본 발명의 실시예는 다채널 광 서브 어셈블리 및 그의 제조방법에 관한 것이다.

고화질, 대용량 데이터 전송을 위해 기존의 전기적 연결 대신 광 섬유를 사용한 다채널 광 서브 어셈블리의 수요가 증가하고 있다. 특히, HDMI(High-Definition Multimedia Interface), DisplayPort, DVI(Digital Visual Interface) 등의 능동 광케이블(Active Optical Cable: 이하, AOC)의 경우 A/V 데이터 전송을 위해 하나의 광 섬유에 4개 이상의 파장을 접속시킬 수 있는 4채널 이상의 광 서브 어셈블리에 대한 연구가 진행되고 있다.

이러한, 다채널 광 서브 어셈블리는 인쇄회로기판(PCB, printed circuit board) 상에 광전 소자를 실장하고 정밀한 플라스틱 사출을 사용하여 렌즈를 고정시킨 후, 광 섬유 어레이와 정렬하여 구현될 수 있다.

한편, 상기 다채널 광 서브 어셈블리는 상기 광전 소자로부터 발생되는 광의 경로를 변환하는 렌즈, 미러 등과 같은 다수의 광 정렬 소자를 포함한다. 상기 다채널 광 서브 어셈블리에 상기 다수의 광 정렬 소자가 구비됨에 따라 정렬 횟수가 증가하고, 상기 광전 소자와 상기 광 섬유 어레이 사이의 광 결합 효율이 저하될 수 있다.

본 발명의 목적은 수동 정렬이 용이한 다채널 광 서브 어셈블리를 구현하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상기한 다채널 광 서브 어셈블리를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 목적을 달성하기 위한 다채널 광 서브 어셈블리는, 두께가 서로 상이한 제1 영역과 제2 영역을 포함하고, 상기 제1 및 제2 영역 중 어느 하나의 영역에 제1 가이드 홀이 제공된 제1 서브 마운트; 상기 제1 영역에 제공된 광전 소자; 상기 제2 영역에 제공되는 회로 기판; 상기 제1 가이드 홀에 삽입 체결되어 상기 제1 서브 마운트와 결합되는 제2 서브 마운트; 상기 제2 서브 마운트에 고정되며 상기 광전 소자로부터 출사된 광의 수발신 경로를 제공하는 광섬유 어레이; 및 상기 제2 서브 마운트에 실장되며, 상기 광전 소자와 상기 광섬유 어레이 사이에서 상기 광의 집광을 위한 렌즈를 구비한 마이크로 렌즈 어레이를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 서브 마운트는 상기 제1 영역과 상기 제2 영역 사이에 제공된 단차부를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 가이드 홀은 상기 제1 영역에 제공될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 다채널 광 서브 어셈블리는 상기 제1 가이드 홀에 삽입 체결되는 가이드 핀을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제2 서브 마운트는, 상기 광 섬유 어레이가 제공되는 함몰부; 상기 함몰부의 양측 각각으로부터 연장되며 상기 함몰부를 둘러싸는 돌출부; 및 상기 함몰부와 상기 돌출부를 지지하는 바닥면을 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 돌출부는 상기 가이드 핀이 관통되는 제2 가이드 홀을 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 마이크로 렌즈 어레이는 상기 함몰부 내에 배치되며 상기 렌즈가 제공되는 제1 면, 상기 제1 면과 마주보는 제2 면, 및 상기 제1 면과 상기 제2 면 각각으로부터 연장되어 상기 제1 면과 상기 제2 면을 잇는 제3 면을 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 마이크로 렌즈 어레이는, 상기 제2 서브 마운트에 실장될 때 'H'자 형상을 가질 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 광전 소자는 수광 소자와 발광 소자 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 회로 기판 상에 실장되는 집적 회로 칩을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 목적을 달성하기 위한 다채널 광 서브 어셈블리의 제조 방법은, 두께가 서로 상이한 제1 영역과 제2 영역을 포함하고, 상기 제1 및 제2 영역 중 어느 하나의 영역에 제1 가이드 홀이 제공된 제1 서브 마운트를 형성하는 단계; 광전 소자를 상기 제1 영역 상에 에폭시로 본딩 결합하는 단계; 집적 회로 칩을 실장한 회로 기판을 상기 제2 영역 상에 고정시키는 단계; 상기 광전 소자, 상기 집적 회로 칩, 및 상기 회로 기판을 와이어 본딩하는 단계; 상기 제1 가이드 홀에 대응되는 제2 가이드 홀을 포함하는 제2 서브 마운트를 형성하는 단계; 상기 제2 가이드 홀을 관통하여 상기 제2 서브 마운트와 체결되는 가이드 핀을 형성하는 단계; 상기 제2 가이드 홀을 관통하는 상기 가이드 핀을 상기 제1 가이드 홀에 삽입하여 상기 제1 서브 마운트에 상기 제2 서브 마운트를 결합시키는 단계; 상기 광전 소자의 광의 집광을 위한 렌즈를 구비한 마이크로 렌즈 어레이를 상기 제2 서브 마운트에 실장하는 단계; 및 상기 광의 수발신 경로를 제공하는 광섬유 어레이를 상기 광전 소자에 대응되게 정렬되도록 상기 제2 서브 마운트에 에폭시로 실장하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 다채널 광 서브 어셈블리를 구성하는 각 부품의 정렬 및 결합 구조가 간단한 수동 정렬 구조의 다채널 광 서브 어셈블리를 제공할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 다채널 광 서브 어셈블리를 용이하게 제조하는 방법을 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다채널 광 서브 어셈블리의 사시도이다.
도 2a는 도 1의 제1 서브 마운트를 도시한 사시도이고, 도 2b는 도 2a의 제1 서브 마운트의 측면을 도시한 단면도이다.
도 3은 도 2a의 제1 서브 마운트 상에 회로 기판과 광전 소자가 실장된 모습을 도시한 평면도이다.
도 4는 도 1의 제2 서브 마운트를 도시한 사시도이다.
도 5는 도 3의 제1 서브 마운트와 도 4의 제2 서브 마운트를 결합한 모습을 도시한 사시도이다.
도 6a는 도 1의 마이크로 렌즈 어레이의 일면을 도시한 정면도이고, 도 6b는 도 1의 마이크로 렌즈 어레이를 위에서 도시한 평면도이다.
도 7a는 도 5에서 결합된 제1 및 제2 서브 마운트에 도 6a의 마이크로 렌즈 어레이가 실장된 모습을 도시한 평면도이고, 도 7b는 도 5에서 결합된 제1 및 제2 서브 마운트에 도 6a의 마이크로 렌즈 어레이가 실장된 모습을 도시한 사시도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 다채널 광 서브 어셈블리의 제조 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "아래에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 아래에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다채널 광 서브 어셈블리의 사시도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 다채널 광 서브 어셈블리는 제1 서브 마운트(100), 집적 회로 칩(160)이 실장된 회로 기판(150), 광전 소자(170), 제2 서브 마운트(200), 광섬유 어레이(300), 및 마이크로 렌즈 어레이(400)를 포함할 수 있다.

상기 제1 서브 마운트(100)는 상기 회로 기판(150)과 상기 광전 소자(170)를 실장할 수 있다. 상기 제1 서브 마운트(100)는 상기 회로 기판(150) 상에 실장된 집적 회로 칩(160)의 배선과 연결되는 배선을 구비하여, 상기 배선을 통해 상기 집적 회로 칩(160)과 상기 광전 소자(170)를 데이터 통신 가능하게 연결할 수 있다. 상기 제1 서브 마운트(100)는 상기 광전 소자(170)와 상기 집적 회로 칩(160)에서 발생하는 열을 방출할 수 있는 소재를 사용할 수 있다. 또한, 상기 제1 서브 마운트(100)는 열팽창계수가 작은 소재를 사용할 수 있다. 구체적으로, 상기 제1 서브 마운트(100)는 금속 소재로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 상기 금속 소재는 열전도율이 좋은 스테인레스 스틸(SUS304, SUS3030, SUS430), Kovar(Ni-Fe-Co 합금), 및 CuW합금 등을 포함할 수 있다.

상기 집적 회로 칩(160)은 증폭기, 변조기, 또는 광전 소자 구동회로 등을 포함할 수 있다. 상기 집적 회로 칩(160)은 상기 회로 기판(150) 상에 배치될 수 있다. 상기 회로 기판(150)은 인쇄회로기판(Printed Circuit Board: PCB)을 포함할 수 있다. 상기 인쇄회로기판은 연성인쇄회로기판 및/또는 평판인쇄회로기판을 포함할 수 있다.

상기 광전 소자(170)는 발광 소자 및/또는 수광 소자를 포함할 수 있다. 상기 발광 소자는 수직 캐비티 평면 발광 다이오드(Vertical Cavity Surface Emitting Laser: VCSEL) 또는 레이저 다이오드(Laser Diode: LD)를 포함할 수 있다. 상기 수광 소자는 포토 다이오드(Photo Diode: PD)를 포함할 수 있다. 상기 광전 소자(170)는 플립칩 본딩 또는 다이 본딩 등을 통해 상기 제1 서브 마운트(100) 상에 제공될 수 있다.

상기 제2 서브 마운트(200)는 상기 광섬유 어레이(300)를 지지할 수 있다. 상기 제2 서브 마운트(200)는 제2 가이드 홀(260)에 삽입된 가이드 핀(250)에 의해 상기 제1 서브 마운트(100)와 결합될 수 있다. 상기 제2 서브 마운트(200)는 상기 제1 서브 마운트(100)와 동일한 소재로 구성될 수 있다.

상기 광섬유 어레이(300)는 복수의 광섬유(350)를 포함할 수 있다. 상기 복수의 광섬유(350) 각각은 상기 광전 소자(170)의 광 출사 방향과 나란하게 정렬되도록 상기 광섬유 어레이(300) 내에 배치될 수 있다.

상기 마이크로 렌즈 어레이(400)는 상기 광전 소자(170)와 상기 광섬유 어레이(300) 사이에 제공될 수 있다. 상기 마이크로 렌즈 어레이(400)는 상기 광전 소자(170)로부터 출사된 광을 집광하여 상기 복수의 광섬유(350)로 가이드할 수 있다. 또한, 상기 마이크로 렌즈 어레이(400)는 상기 광섬유 어레이(300)에서 출사되는 광을 집광하여 상기 수광 소자의 수광 영역으로 가이드할 수 있다.

도 2a는 도 1의 제1 서브 마운트를 도시한 사시도이고, 도 2b는 도 2a의 제1 서브 마운트의 측면을 도시한 단면도이며, 도 3은 도 2a의 제1 서브 마운트 상에 회로 기판과 광전 소자가 실장된 모습을 도시한 평면도이다.

도 1, 도 2a, 도 2b, 및 도 3을 참조하면, 제1 서브 마운트(100)는 제1 및 제2 영역(100a, 100b)과, 상기 제1 및 제2 영역(100a, 100b) 사이에 배치된 단차부(100c)를 포함할 수 있다.

상기 제1 영역(100a)에는 마이크로 렌즈 어레이(400)와 상기 광전 소자(170)를 수동 정렬하기 위한 상기 광전 소자(170)의 발광 및/또는 수광 영역과 상기 마이크로 렌즈 어레이(400)의 집광 영역(410)이 일치되도록 상기 광전 소자(170)를 실장하기 위한 정렬 마크(180)가 제공될 수 있다.

상기 제1 영역(100a)과 상기 제2 영역(100b)은 상기 단차부(100c)에 의해 서로 상이한 두께를 가질 수 있다. 구체적으로, 상기 제1 영역(100a)의 두께는 상기 제2 영역(100b)의 두께보다 두꺼울 수 있다.

상기 제1 영역(100a)의 상기 정렬 마크(180)에 광전 소자(170)가 배치될 수 있고, 상기 제2 영역(100b)에는 집적 회로 칩(160)이 실장된 회로 기판(150)이 배치될 수 있다. 여기서, 상기 광전 소자(170)와 상기 집적 회로 칩(160)은 서로 상이한 두께를 가질 수 있다. 따라서, 두께가 서로 상이한 상기 광전 소자(170)와 상기 집적 회로 칩(160)을 상기 제1 서브 마운트(100)의 동일 면 상에 배치하고 상기 광전 소자(170)와 상기 집적 회로 칩(160)의 전기적 연결을 위해 와이어 본딩을 할 경우, 상기 두께 차이로 인해 상기 와이어의 길이가 길어질 수 있다. 전송 속도가 낮을 경우 상기 와이어의 길이가 신호 특성에 영향을 주지 않지만 고속 전송에서는 상기 와이어의 길이도 신호 특성에 영향을 주기 때문에 상기 와이어의 길이를 최소화하는 것이 중요하다.

이에, 본 발명의 실시예에서는 두께가 두꺼운 상기 제1 영역(100a) 상에 상기 광전 소자(170)를 배치하고, 상기 제1 영역(100a) 보다 두께가 얇은 상기 제2 영역(100b)에 상기 집적 회로 칩(160)을 배치함으로써, 상기 광전 소자(170)와 상기 집적 회로 칩(160)의 두께 차이를 최소화할 수 있다. 상기 광전 소자(170)와 상기 집적 회로 칩(160)의 두께 차이가 최소화됨에 따라 상기 광전 소자(170)와 상기 집적 회로 칩(160)을 연결하는 와이어의 길이도 줄어들 수 있다.

또한, 상기 제1 영역(100a)에는 제1 가이드 홀(110)이 배치될 수 있다. 상기 제1 가이드 홀(110)은 제2 서브 마운트(200)를 관통하는 가이드 핀(250)과 삽입 체결되어 상기 제1 서브 마운트(100)에 상기 제2 서브 마운트(200)를 결합시킬 수 있다.

도 4는 도 1의 제2 서브 마운트를 도시한 사시도이다.

도 1 및 도 4를 참조하면, 제2 서브 마운트(200)는 돌출부(200a), 함몰부(200b), 및 바닥면(200c)을 포함할 수 있다.

상기 함몰부(200b)는 광섬유 어레이(300)의 수동 정렬이 용이하도록 상기 돌출부(200a)의 상면으로부터 상기 바닥면(200c)을 향하는 방향으로 움푹 패인 형상을 가질 수 있다.

상기 돌출부(200a)는 상기 함몰부(220b)의 양끝단으로부터 연장되며 가이드 핀(250)이 삽입되는 제2 가이드 홀(260)을 포함할 수 있다.

상기 가이드 핀(250)은 상기 돌출부(200a)의 상기 제2 가이드 홀(260)을 관통하여 상기 제2 가이드 홀(260)의 외부로 돌출되어 제1 가이드 홀(도 2a의 110 참고)에 삽입되는 일단부와, 상기 일단부와 마주보는 타단부를 포함할 수 있다.

상기 가이드 핀(250)은 상기 제2 가이드 홀(260) 및 상기 제1 가이드 홀(110)내에 삽입된 후 에폭시로 경화될 수 있다. 상기 가이드 핀(250)이 상기 제1 및 제2 가이드 홀(110, 260)에 고정됨에 따라, 상기 제1 서브 마운트(100)와 상기 제2 서브 마운트(200)가 결합될 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 다채널 광 서브 어셈블리는, 상기 가이드 핀(250)을 상기 제1 및 제2 가이드 홀(260) 내에 삽입함으로써 두 개의 서브 마운트(100, 200)가 결합되어 광전 소자(170), 마이크로 렌즈 어레이(도 1의 400 참조), 및 광섬유 어레이(300) 간의 능동 정렬을 생략할 수 있다.

도 5는 도 3의 제1 서브 마운트와 도 4의 제2 서브 마운트를 결합한 모습을 도시한 사시도이다.

도 3 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 다채널 광 서브 어셈블리는 가이드 핀(250)에 의해 결합된 제1 및 제2 서브 마운트(100, 200)를 포함할 수 있다.

상기 제1 서브 마운트(100)는 단차부(100c)에 의해 서로 상이한 두께를 갖는 제1 및 제2 영역(100a, 100b)을 포함할 수 있다. 상기 제1 영역(100a)에는 광전소자(170)가 실장되고,상기 제2 영역(100b)에는 집적 회로 칩(160)이 실장된 회로 기판(150)이 실장될 수 있다. 여기서, 상기 광전 소자(170)와 상기 집적 회로 칩(160) 각각은 어레이 타입으로 구성될 수 있다. 어레이 타입의 상기 광전 소자(170)는 에폭시를 사용하여 상기 제1 서브 마운트(100)의 상기 제1 영역(100a)에 실장될 수 있다. 어레이 타입의 상기 집적 회로 칩(160)은 에폭시를 사용하여 상기 회로 기판(150) 상에 실장될 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 다채널 광 서브 어셈블리는 상기 가이드 핀(250)을 이용하여 상기 제1 서브 마운트(100)와 상기 제2 서브 마운트(200)를 결합시킴으로써, 수동으로 상기 제1 및 제2 서브 마운트(100, 200)를 정확하게 정렬할 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 다채널 광 서브 어셈블리는 상기 다채널 광 서브 어셈블리를 구성하는 부품들이 삽입 결합되는 형태로 고정됨으로써 위치가 정렬되므로 각 부품을 별도로 위치 정렬하지 않고도 다채널 광 서브 어셈블리를 구현할 수 있다.

한편, 상기 가이드 핀(250)은 상기 제2 가이드 홀(260) 및 상기 제1 가이드 홀(110)에 삽입된 후 에폭시로 경화되어 고정될 수 있다. 또한, 상기 가이드 핀(250)은 압입 방법을 통해 상기 제2 가이드 홀(260) 및 상기 제1 가이드 홀(110)에 삽입되어 고정될 수 있다.

도 6a는 도 1의 마이크로 렌즈 어레이의 일면을 도시한 정면도이고, 도 6b는 도 1의 마이크로 렌즈 어레이를 위에서 도시한 평면도이고, 도 7a는 도 5에서 결합된 제1 및 제2 서브 마운트에 도 6a의 마이크로 렌즈 어레이가 실장된 모습을 도시한 평면도이며, 도 7b는 도 5에서 결합된 제1 및 제2 서브 마운트에 도 6a의 마이크로 렌즈 어레이가 실장된 모습을 도시한 사시도이다.

도 1, 도 5, 도 6a, 도 6b, 도 7a, 및 도 7b를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 다채널 광 서브 어셈블리는 가이드 핀(250)에 의해 결합된 제1 및 제2 서브 마운트(100, 200), 상기 제2 서브 마운트(200)에 실장된 마이크로 렌즈 어레이(400)를 포함할 수 있다.

상기 마이크로 렌즈 어레이(400)는 광을 집광하는 집광 영역(410)을 포함하는 제1 면(400a), 상기 제1 면(400a)과 마주보는 제2 면(400b), 및 상기 제1 면(400a)과 상기 제2 면(400b)을 잇는 제3 면(400c)을 포함할 수 있다.

상기 제2 면(400b)은 상기 제1 면(400a)과 마주보며 광전 소자(170)의 발광 소자로부터 출사되는 광이 입사될 수 있다. 상기 제1 면(400a)은 상기 제2 면(400a)으로 입사된 광을 집광하여 상기 집광된 광을 광섬유 어레이(도 1의 300 참조)로 제공하는 상기 집광 영역(410)을 포함한다. 또한, 상기 광섬유 어레이(300)에서 출사되는 광은 상기 제1 면(400a)에 입사되어 상기 집광 영역(410)에서 집광되고, 상기 집광된 광은 상기 광전 소자(170)에 구비된 수광 소자의 수광 영역으로 입사될 수 있다. 여기서, 상기 마이크로 렌즈 어레이(400)는 포커싱 렌즈일 수 있으며, 복수개의 집광 영역(410)을 갖는 어레이 형태로 제공될 수 있다. 상기 제3 면(400c)은 상기 제1 면(400a)으로부터 연장되는 제1 변(401), 상기 제2 면(400b)으로부터 연장되는 제2 변(402), 및 상기 제1 변(401)과 상기 제2 변(402) 각각으로부터 연장되어 상기 제1 및 제2 변(401, 402)를 잇는 제3 변(403)을 포함할 수 있다.

이러한 상기 마이크로 렌즈 어레이(400)는 상기 제2 서브 마운트(200)의 함몰부(200b) 내에 실장될 때 도 6b에 도시된 바와 같이 'H'자 형상을 가질 수 있다. 구체적으로, 상기 마이크로 렌즈 어레이(400)는 상기 제1 면(400a)이 상기 함몰부(200b)에 실장되는 광섬유 어레이(도 1의 300 참조)와 마주보고, 상기 제2 면(400b)이 상기 제1 서브 마운트(100)에 실장된 상기 광전 소자(170)와 마주보도록 상기 함몰부(200b) 내에 실장될 수 있다. 이때, 상기 광섬유 어레이(300)는 상기 마이크로 렌즈 어레이(400)의 상기 제3 면(400c)에 포함된 상기 제1 변(401)에 맞닿을 수 있고, 상기 광전 소자(170)가 실장된 상기 제1 서브 마운트(100)는 상기 마이크로 렌즈 어레이(400)의 상기 제3 면(400c)에 포함된 상기 제2 변(402)에 맞닿을 수 있다.

따라서, 상기 마이크로 렌즈 어레이(400)는 상기 광전 소자(170)와 상기 제2 면(400b) 사이의 거리(L1, 이하 '제1 거리' 라 칭함) 및 상기 광섬유 어레이(300)와 상기 집광 영역(410)을 포함하는 상기 제1 면(400a) 사이의 거리(L2, 이하 '제2 거리' 라 칭함)를 고려하여 그 형상이 변경될 수 있다. 여기서, 상기 제1 거리(L1)는 대략 0.15mm일 수 있고, 상기 제2 거리(L2)는 대략 0.60mm일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 마이크로 렌즈 어레이(400)의 형상에 의해 상기 제1 및 제2 거리(L1, L2)가 정해지므로, 상기 마이크로 렌즈 어레이(400)는 상기 제2 서브 마운트(200)의 상기 함몰부(200b) 내에 실장되어 그 위치를 고정할 수 있다.

상기 마이크로 렌즈 어레이(400)가 'H'자 형상으로 구현됨에 따라, 광을 집광하기 위해 렌즈의 초점거리를 결정하는 능동 정렬 과정이 생략될 수 있다. 또한, 상기 광섬유 어레이(300)가 상기 마이크로 렌즈 어레이(400)의 상기 집광 영역(410)과 마주보도록 상기 제2 서브 마운트(200)의 상기 함몰부(200b) 내에 실장되어 그 위치를 고정할 수 있다. 이러한 구성에 의해, 상기 마이크로 렌즈 어레이(400)와 상기 광섬유 어레이(300)의 위치가 정밀하게 정렬될 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 다채널 광 서브 어셈블리는 모든 구성요소들이 삽입 결합되는 형태로 고정됨으로써 도 1과 같이 결합되어 위치가 정렬될 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 다채널 광 서브 어셈블리는 각 구성요소를 별도로 위치 정렬하지 않고도 정밀하게 정렬되는 효과를 구현할 수 있다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 다채널 광 서브 어셈블리의 제조 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

도 1, 도 7a, 도 7b, 및 도 8을 참조하면, 제1 영역(100a)과 제2 영역(100b)을 포함하는 제1 서브 마운트(100)를 형성한다. (S10) 상기 제1 영역(100a)과 상기 제2 영역(100b)은 단차부(100c)에 의해 서로 상이한 두께를 가질 수 있다. 여기서, 상기 제1 영역(100a)의 두께는 상기 제2 영역(100b)의 두께보다 두꺼울 수 있다. 상기 제1 영역(100a)에는 제1 가이드 홀(110)이 형성된다.

다음, 광전 소자(170)를 에폭시를 사용하여 상기 제1 영역(100a) 상에 실장한다. (S20)

연속하여, 집적 회로 칩(160)이 실장된 회로 기판(150)을 상기 제2 영역(100b) 상에 고정시킨다. (S30)

이어서, 상기 광전 소자(170)와 상기 회로 기판(150)을 와이어 본딩한다. (S40) 이때, 상기 광전 소자(170)는 상기 제1 영역(100a)에 실장되고 상기 회로 기판(150)은 상기 제2 영역(100b)에 실장됨으로써, 상기 광전 소자(170)와 상기 회로 기판(150)을 전기적으로 연결하는 와이어의 길이가 최소화될 수 있다.

다음으로, 가이드 핀(250)을 포함하는 제2 서브 마운트(200)를 형성한다. (S50) 상기 제2 서브 마운트(200)는 돌출부(200a), 함몰부(200b), 및 바닥면(200c)을 포함한다. 상기 가이드 핀(250)은 상기 돌출부(200a)의 제2 가이드 홀(260) 내에 삽입되어 상기 제2 서브 마운트(200)와 결합될 수 있다.

연속하여, 상기 제1 서브 마운트(100)와 상기 제2 서브 마운트(200)를 결합한다. (S60) 상기 제2 서브 마운트(200)와 결합된 상기 가이드 핀(250)의 일측이 상기 제1 서브 마운트(100)의 상기 제1 가이드 홀(110) 내로 삽입됨으로써, 상기 제1 서브 마운트(100)와 상기 제2 서브 마운트(200)가 결합될 수 있다.

다음으로, 마이크로 렌즈 어레이(400)를 상기 제2 서브 마운트(200)의 함몰부(200b) 내에 실장한다. (S70) 여기서, 상기 마이크로 렌즈 어레이(400)는 'H'자 형상을 가질 수 있다.

마지막으로, 광섬유(350)를 포함한 광섬유 어레이(300)를 상기 제2 서브 마운트(200)의 함몰부(200b) 내에 실장한다. (S80) 여기서, 상기 광섬유(350)는 상기 마이크로 렌즈 어레이(400)의 집광 영역(410)에 대응되도록 위치가 고정될 수 있다.

본 발명이 속하는 기술분야의 상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허 청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허 청구범위의 의미 및 범위 그리고 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100: 제1 서브 마운트 110: 제1 가이드 홀
150: 회로 기판 160: 집적 회로 칩
170: 광전 소자 180: 정렬 마크
200: 제2 서브 마운트 250: 가이드 핀
260: 제2 가이드 홀 300: 광섬유 어레이
350: 광섬유 400: 마이크로 렌즈 어레이
410: 집광 영역

Claims (11)

1. 두께가 서로 상이한 제1 영역과 제2 영역을 포함하고, 상기 제1 및 제2 영역 중 어느 하나의 영역에 제1 가이드 홀이 제공된 제1 서브 마운트;
   상기 제1 영역에 제공된 광전 소자;
   상기 제2 영역에 제공된 회로 기판;
   상기 제1 가이드 홀에 삽입 체결되어 상기 제1 서브 마운트와 결합되는 제2 서브 마운트;
   상기 제2 서브 마운트에 고정되며 상기 광전 소자로부터 출사된 광의 수발신 경로를 제공하는 광섬유 어레이; 및
   상기 제2 서브 마운트에 실장되며, 상기 광전 소자와 상기 광섬유 어레이 사이에서 상기 광의 집광을 위한 렌즈를 구비한 마이크로 렌즈 어레이를 포함하는 다채널 광 서브 어셈블리.
2. 제1 항에 있어서,
   상기 제1 서브 마운트는 상기 제1 영역과 상기 제2 영역 사이에 제공된 단차부를 더 포함하는 다채널 광 서브 어셈블리.
3. 제2 항에 있어서,
   상기 제1 가이드 홀은 상기 제1 영역에 제공되는 다채널 광 서브 어셈블리.
4. 제3 항에 있어서,
   상기 제1 가이드 홀에 삽입 체결되는 가이드 핀을 더 포함하는 다채널 광 서브 어셈블리.
5. 제4 항에 있어서,
   상기 제2 서브 마운트는,
   상기 광섬유 어레이가 제공되는 함몰부;
   상기 함몰부의 양측 각각으로부터 연장되어 상기 함몰부를 둘러싸는 돌출부; 및
   상기 함몰부와 상기 돌출부를 지지하는 바닥면을 포함하는 다채널 광 서브 어셈블리.
6. 제5 항에 있어서,
   상기 돌출부는 상기 가이드 핀이 관통되는 제2 가이드 홀을 포함하는 다채널 광 서브 어셈블리.
7. 제5 항에 있어서,
   상기 마이크로 렌즈 어레이는 상기 함몰부 내에 배치되며 상기 렌즈가 제공되는 제1 면, 상기 제1 면과 마주보는 제2 면, 및 상기 제1 면과 상기 제2 면 각각으로부터 연장되어 상기 제1 면과 상기 제2 면을 잇는 제3 면을 포함하는 다채널 광 서브 어셈블리.
8. 제7 항에 있어서,
   상기 마이크로 렌즈 어레이는, 상기 제2 서브 마운트에 실장될 때, 'H'자 형상을 갖는 다채널 광 서브 어셈블리.
9. 제1 항에 있어서,
   상기 광전 소자는 수광 소자와 발광 소자 중 적어도 어느 하나를 포함하는 다채널 광 서브 어셈블리.
10. 제1 항에 있어서,
    상기 회로 기판 상에 실장되는 집적 회로 칩을 더 포함하는 다채널 광 서브 어셈블리.
11. 두께가 서로 상이한 제1 영역과 제2 영역을 포함하고, 상기 제1 및 제2 영역 중 어느 하나의 영역에 제1 가이드 홀이 제공된 제1 서브 마운트를 형성하는 단계;
    광전 소자를 상기 제1 영역 상에 에폭시로 본딩 결합하는 단계;
    집적 회로 칩을 실장한 회로 기판을 상기 제2 영역 상에 고정시키는 단계;
    상기 광전 소자, 상기 집적 회로 칩, 및 상기 회로 기판을 와이어 본딩하는 단계;
    상기 제1 가이드 홀에 대응되는 제2 가이드 홀을 포함하는 제2 서브 마운트를 형성하는 단계;
    상기 제2 가이드 홀을 관통하여 상기 제2 서브 마운트와 체결되는 가이드 핀을 형성하는 단계;
    상기 제2 가이드 홀을 관통한 상기 가이드 핀을 상기 제1 가이드 홀에 삽입하여 상기 제1 서브 마운트에 상기 제2 서브 마운트를 결합시키는 단계;
    상기 광전 소자의 광의 집광을 위한 렌즈를 구비한 마이크로 렌즈 어레이를 상기 제2 서브 마운트에 실장하는 단계; 및
    상기 광의 수발신 경로를 제공하는 광섬유 어레이를 상기 렌즈 및 상기 광전 소자에 대응되게 정렬되도록 상기 제2 서브 마운트에 에폭시로 실장하는 단계를 포함하는 다채널 광 서브 어셈블리의 제조 방법.

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