KR20190067636A - 광통신 모듈 및 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 광통신 모듈 및 제조 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 기판에 수직하게 장착되며 정밀 가공된 기준 홀을 구비하는 금속 홀더 상에 상기 기준 홀을 이용하여 광소자부와 렌즈 블록을 미리 정해진 위치에 장착하여 광통신 모듈을 구성함으로써, 광소자와 렌즈 간의 광축 오차를 최소화하여 효율을 개선할 수 있을 뿐만 아니라, 나아가 상기 광소자와 렌즈의 정렬을 위한 별도의 조정 작업을 거치지 않고도 상기 광소자와 렌즈가 정확하게 정렬되는 광통신 모듈 및 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명에서는, 기판; 상기 기판에 수직하게 장착되며 기준 홀을 구비하는 금속 홀더; 상기 금속 홀더 상에 안착되어 상기 금속 홀더와 수직한 방향으로 발광하는 광소자부; 및 상기 기준 홀을 이용하여 상기 금속 홀더 상에 상기 금속 홀더와 수직하게 장착되며, 상기 광소자부에서 발광되는 빛을 상기 금속 홀더와 수직하게 배열된 광섬유로 인가하는 렌즈 블록;을 포함하는 것을 특징으로 하는 광통신 모듈을 개시한다.

Description

광통신 모듈 및 제조 방법{OPTICAL COMMUNICATION MODULE AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}
본 발명은 광통신 모듈 및 제조 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 기판에 수직하게 장착되며 정밀 가공된 기준 홀을 구비하는 금속 홀더 상에 상기 기준 홀을 이용하여 광소자부와 렌즈 블록을 미리 정해진 위치에 장착하여 광통신 모듈을 구성함으로써, 광소자와 렌즈 간의 광축 오차를 최소화하여 효율을 개선할 수 있을 뿐만 아니라, 나아가 상기 광소자와 렌즈의 정렬을 위한 별도의 조정 작업을 거치지 않고도 상기 광소자와 렌즈가 정확하게 정렬되는 광통신 모듈 및 제조 방법에 관한 것이다.
통신 기술 및 통신 서비스의 급속한 발달과 함께 광통신 기술도 빠르게 진보하여 왔다. 특히, 광통신 기술은 전자기 간섭에 무관하다는 장점과 함께 광대역 통신의 구현에 유리하고, 고속, 대용량의 데이터 전송이 가능하여 기간망이나 장거리 통신 등의 분야에서 폭넓게 활용되고 있다.
통상적으로 광통신 시스템에서는 송신단의 발광소자에서 발광되는 빛을 렌즈 등을 거쳐 광섬유로 입사시켜 수신단으로 전송하고, 수신단에서는 역으로 상기 광섬유를 거쳐 전송된 빛을 다시 렌즈 등을 거쳐 수광소자를 통해 수신한 후 상기 빛에 실려온 소정의 정보를 복원하는 방식으로 동작하게 된다.
그런데, 상기 광통신 시스템에서 사용되는 송신단 또는 수신단에서는 상기 발광소자나 수광소자 등 광소자와 렌즈 등의 정렬이 정확하게 이루어지지 못하는 경우 상기 빛의 손실이 커지면서 효율이 떨어지는 문제가 따르게 된다.
보다 구체적으로, 종래에는 도 1에서 볼 수 있는 바와 같이 렌즈가 구비되는 렌즈 블록을 기판에 장착하여 송신단 또는 수신단을 구성하였으나, 이때 상기 기판에 형성되는 홀은 공차가 크기 때문에, 상기 광소자와 렌즈의 광축 오차가 커지면서 효율이 저하되는 문제가 나타날 수 있었다.
특히, 도 2의 그래프에서 볼 수 있는 바와 같이, 상기 광소자와 렌즈 등의 광축 오차(틀어짐)가 커지면 빛의 손실이 급격하게 커지면서 효율이 빠르게 저하되는 바, 광통신 시스템의 효율을 개선하기 위해서는 상기 광소자와 렌즈 등을 정밀하게 정렬할 수 있는 구조가 필요하게 된다.
그러나, 통상적으로 기판에 홀을 가공하는 경우 30μm 이상의 큰 가공 공차를 가질 수 있어 빛의 손실이 커지면서 효율이 크게 저하되는 문제가 따랐다. 이에 대하여, 상기 홀의 직경을 보다 정밀하게 보정하기 위하여 와셔 등의 추가 구조물을 사용하는 구조가 사용되기도 하였으나, 이러한 경우에는 상기 와셔의 일부가 기판에서 돌출되어 상기 렌즈 블록의 안착시 기울어짐 등이 발생할 수 있어 광축 오차에 따른 효율 저하를 효과적으로 방지하기에는 어려움이 있었다.
나아가, 상기 종래 기술에서는 상기 광통신 장치를 조립하는 과정에서 부품의 수삽 작업 등 수작업이 요구될 뿐만 아니라, 상기 기판에 가공되는 홀의 공차가 크기 때문에 제품 편차가 커질 수 있었으며, 이에 따라 상기 제품 편차를 줄이기 위하여 상기 광소자와 상기 렌즈 등의 광축을 조정하는 공정을 거치게 되면서 작업 시간 및 비용이 늘어나는 문제도 따랐다.
대한민국 특허공개공보 특2003-0071425호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 상기 광소자와 렌즈 간의 광축 오차를 최소화하여 효율을 개선할 수 있는 광통신 모듈 및 제조 방법을 개시하는 것을 목적으로 한다.
나아가, 본 발명은 상기 광소자와 렌즈의 정렬을 위한 별도의 조정 작업을 거치지 않고도 상기 광소자와 렌즈가 정확하게 정렬되는 광통신 모듈 및 제조 방법을 개시하는 것을 목적으로 한다.
그 외 본 발명의 세부적인 목적은 이하에 기재되는 구체적인 내용을 통하여 이 기술 분야의 전문가나 연구자에게 자명하게 파악되고 이해될 것이다.
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 광통신 모듈은, 기판; 상기 기판에 수직하게 장착되며 기준 홀을 구비하는 금속 홀더; 상기 금속 홀더 상에 안착되어 상기 금속 홀더와 수직한 방향으로 발광하는 광소자부; 및 상기 기준 홀을 이용하여 상기 금속 홀더 상에 상기 금속 홀더와 수직하게 장착되며, 상기 광소자에서 발광되는 빛을 상기 금속 홀더와 수직하게 배열된 광섬유로 인가하는 렌즈 블록;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 렌즈 블록은 상기 기준 홀에 대응하는 돌출부를 구비하며, 상기 돌출부는 상기 기준 홀에 삽입되어 상기 렌즈 블록을 상기 금속 홀더에 고정할 수 있다.
또한, 상기 광소자부는, 광소자; 및 상기 광소자가 실장되는 마운트 기판;을 포함하여 구성될 수 있다.
여기서, 상기 마운트 기판은 연성 인쇄 회로 기판일 수 있다.
또한, 상기 마운트 기판에는, 상기 기준 홀에 대응하는 가이드 홀이 구비되어, 상기 기준 홀과 상기 가이드 홀의 정렬을 통하여 상기 광소자부를 상기 금속 홀더 상에 실장할 수 있다.
또한, 상기 렌즈 블록에는 렌즈가 구비되어, 상기 광소자에서 상기 금속 홀더와 수직한 방향으로 발광된 빛을 집광하여 상기 금속 홀더와 수직하게 배열된 광섬유로 인가할 수 있다.
또한, 상기 렌즈 블록에 장착되어 상기 광섬유를 안착시키는 광섬유 블록을 더 포함할 수 있다.
이때, 상기 광섬유 블록에는 광섬유가 안착되는 복수의 광섬유 안착홈이 구비되며, 상기 복수의 광섬유 안착홈은, 상기 광섬유가 안착되는 지점에서 외부 방향으로 홈의 간격이 벌어지는 티어드롭(teardrop) 형상을 이루어 서로 다른 방향으로 배열된 구조를 가질 수 있다.
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 광통신 모듈 제조 방법은, 정밀 가공된 기준 홀을 구비하는 금속 홀더 상에 상기 금속 홀더와 수직한 방향으로 발광하는 광소자부를 안착시키는 광소자부 안착 단계; 상기 기준 홀을 이용하여 상기 금속 홀더 상에 상기 광소자에서 발광되는 빛을 상기 금속 홀더와 수직하게 배열된 광섬유로 인가하는 렌즈 블록을 상기 금속 홀더와 수직하게 장착하는 렌즈 블록 장착 단계; 및 상기 광소자부와 상기 렌즈 블록이 장착된 상기 금속 홀더를 기판에 수직하게 장착하는 금속 홀더 장착 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 렌즈 블록에는 상기 기준 홀에 대응하는 돌출부가 구비되며, 상기 렌즈 블록 장착 단계에서는, 상기 돌출부가 상기 기준 홀에 삽입되어 상기 렌즈 블록을 상기 금속 홀더에 고정될 수 있다.
또한, 상기 광소자부 안착 단계는, 광소자를 마운트 기판에 실장하여 광소자부를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
이때, 상기 마운트 기판은 연성 인쇄 회로 기판일 수 있다.
나아가, 상기 광소자부의 마운트 기판에는 상기 기준 홀에 대응하는 가이드 홀이 구비되고, 상기 렌즈 블록에는 상기 기준 홀에 대응하는 돌출부가 구비되어, 상기 렌즈 블록 장착 단계에서는, 상기 돌출부가 상기 가이드 홀을 관통하여 금속 홀더의 기준 홀에 삽입되어 상기 광소자부와 상기 렌즈 블록을 상기 금속 홀더에 고정할 수 있다.
또한, 상기 광섬유를 안착시키는 광섬유 블록을 상기 렌즈 블록에 장착하는 단계를 더 포함할 수 있다.
이때, 상기 광섬유 블록에는 광섬유가 안착되는 복수의 광섬유 안착홈이 구비되며, 상기 복수의 광섬유 안착홈은, 상기 광섬유가 안착되는 지점에서 외부 방향으로 홈의 간격이 벌어지는 티어드롭(teardrop) 형상을 이루어 서로 다른 방향으로 배열된 구조를 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 광통신 모듈은 기판에 수직하게 장착되며 정밀 가공된 기준 홀을 구비하는 금속 홀더 상에 상기 기준 홀을 이용하여 광소자부와 렌즈 블록을 장착하여 광통신 모듈을 구성함으로써, 상기 광소자와 렌즈 간의 광축 오차를 최소화하여 효율을 개선할 수 있으며, 나아가 상기 광소자와 렌즈의 정렬을 위한 별도의 조정 작업을 거치지 않고도 상기 광소자와 렌즈를 정확하게 정렬할 수 있게 된다.
본 발명에 관한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함되는, 첨부도면은 본 발명에 대한 실시예를 제공하고, 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 설명한다.
도 1은 종래 기술에 따른 광통신 모듈의 예시도이다.
도 2는 광통신 모듈에서의 광축 오차에 따른 효율 변화 그래프이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 광통신 모듈의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 광통신 모듈의 구성을 설명하는 단면도이다.
도 5a 내지 도 5d는 본 발명의 일 실시예에 따른 광통신 모듈의 각 구성요소들의 사시도이다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 블록과 광섬유 블록의 구조를 설명하는 도면이다.
도 7은 종래 기술에 따른 광섬유 블록의 예시도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 광통신 모듈에서의 광섬유 블록의 예시도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 광통신 모듈 제작 방법의 순서도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 첨가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 실시될 수 있음은 물론이다.
이하에서는, 본 발명에 따른 광통신 모듈(100)의 예시적인 실시형태들을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
먼저, 도 3에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 광통신 모듈(100)의 사시도를 도시하고 있고, 도 4에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 광통신 모듈(100)의 단면도를 도시하고 있다.
도 3 및 도 4에서 볼 수 있는 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 광통신 모듈(100)은, 기판(150), 상기 기판(150)에 수직하게 장착되며 기준 홀(111)을 구비하는 금속 홀더(110), 상기 금속 홀더(110) 상에 안착되어 상기 금속 홀더(110)와 수직한 방향으로 발광하는 광소자부(120) 및 상기 기준 홀(111)을 이용하여 상기 금속 홀더(110) 상에 상기 금속 홀더(110)와 수직하게 장착되며, 상기 광소자부(120)에서 발광되는 빛을 상기 금속 홀더(110)와 수직하게 배열된 광섬유(141)로 인가하는 렌즈 블록(130)을 포함하여 구성될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 광통신 모듈(100)은, 상기 렌즈 블록(130)에 장착되어 상기 광섬유(141)를 안착시키는 광섬유 블록(140)을 더 포함할 수도 있다.
즉, 도 1에서 볼 수 있는 바와 같이, 종래 기술에 따라 렌즈가 구비되는 렌즈 블록을 기판에 장착하여 송신단 또는 수신단을 구성하는 경우, 상기 기판에 형성되는 홀은 공차가 크기 때문에, 상기 광소자와 렌즈의 광축 오차가 커지면서 효율이 저하될 수 있었고, 이에 따라 제품의 효율 특성 등 편차가 커질 수 있었으며, 나아가 상기 제품 편차를 줄이기 위하여 상기 광소자와 상기 렌즈 등의 광축을 조정하는 공정을 거치게 되면서 작업 시간 및 비용이 늘어나는 문제가 나타날 수 있었다.
이에 대하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 광통신 모듈(100)에서는 정밀 가공된 기준 홀(reference hole)(111)을 구비하는 금속 홀더(110) 상에 상기 기준 홀(111)을 이용하여 광소자부(120)와 렌즈 블록(130)을 장착하여 광통신 모듈(100)을 구성함으로써, 상기 광소자(121)와 렌즈(131) 간의 광축 오차를 최소화하여 효율을 개선할 수 있으며, 나아가 상기 광소자(121)와 렌즈(131)의 정렬을 위한 별도의 조정 작업을 거치지 않고도 상기 광소자(121)와 렌즈(131)를 정확하게 정렬할 수 있게 된다.
이에 따라, 도 4에서 볼 수 있는 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 광통신 모듈(100)에서는, 광소자(121)에서 발광된 빛은 상기 렌즈(131)를 거쳐 광섬유(141)로 인가되어 전송되게 되는데, 이때 상기 광소자(121)와 상기 렌즈(131)를 정확하게 정렬하여 상기 광소자(121)와 상기 렌즈(131) 간의 광축 오차를 최소화함으로써, 상기 광소자(121)와 상기 렌즈(131) 간의 광축 오차에 따른 빛의 손실을 효과적으로 억제하여 상기 광통신 모듈(100)에서의 효율을 개선할 수 있게 된다.
또한, 여기서 정밀 가공이라 함은 HPCB(Hard Printed Circuit Board) 등 기판의 통상적인 가공 오차(약 30μm)의 공차보다 적은 공차로 가공되는 것을 말하며, 특히 본 발명에서는 광축 틀어짐에 의한 효율 저하가 10% 이내로 한정될 수 있도록 공차가 10μm 이내로 가공되는 경우를 의미하는 것으로 본다.
이하, 도 3 및 도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 광통신 모듈(100)을 각 구성별로 보다 자세하게 살핀다.
먼저, 본 발명의 일 실시예에 따른 광통신 모듈(100)에서 상기 기판(150)으로서 HPCB(Hard Printed Circuit Board) 등 다양한 종류의 기판이 사용될 수 있다. 그런데, 상기 HPCB 등 기판(150)에 홀을 가공하는 경우 통상적으로 30μm 이상의 큰 가공 공차를 가지게 된다. 이에 따라, 상기 HPCB 등의 기판에 가공된 홀을 기준 홀(reference hole)로 사용하여 광소자(121)와 렌즈(131) 등을 실장하고 정렬하는 경우 상기 광소자(121)와 상기 렌즈(131) 간의 광축 오차가 커지면서 빛의 손실이 급격하게 커질 수 있고, 나아가 도 2에서 볼 수 있는 바와 같이 광통신 모듈의 효율이 빠르게 저하되는 문제가 따르게 된다.
이에 대하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 광통신 모듈(100)에서는 알루미늄 등 높은 정밀도로 가공이 가능한 금속 재질로 구성되는 금속 홀더(110)에 기준 홀(reference hole)(111)을 정밀 가공한 후, 정밀 가공된 상기 기준 홀(111)을 이용하여 광소자(121)가 실장된 광소자부(120)와 렌즈(131)가 구비되는 렌즈 블록(130)을 상기 금속 홀더(110)에 고정함으로써, 상기 광소자(121)와 상기 렌즈(131)를 높은 정밀도로 정렬하여 상기 광소자(121)와 상기 렌즈(131) 간의 광축 오차를 최소화하고 상기 광통신 모듈(100)의 효율 저하를 효과적으로 억제할 수 있게 된다.
나아가, 본 발명의 일 실시예에 따른 광통신 모듈(100)에서는, 상기 렌즈 블록(130)에 구비되는 렌즈(131)가 상기 광소자(121)에서 상기 금속 홀더(110)와 수직한 방향으로 발광된 빛을 집광하여 상기 금속 홀더(110)와 수직하게 배열된 광섬유(141)로 인가하도록 함으로써, 도 1의 종래 기술의 경우와 달리 프리즘 등을 사용하지 않고도 상기 광소자(121)에서 발광된 빛을 집광하여 상기 광섬유(141)로 인가할 수 있게 된다.
즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 광통신 모듈(100)에서는, 상기 금속 홀더(110) 상에 상기 금속 홀더(110)와 수직한 방향으로 발광하는 광소자부(120)를 안착하고, 또한 상기 금속 홀더(110) 상에 상기 광소자부(120)에서 발광되는 빛을 상기 금속 홀더(110)와 수직하게 배열된 광섬유(141)로 인가하는 렌즈 블록(130)을 상기 금속 홀더(110)와 수직하게 장착하여 광통신 모듈(100)을 구성함으로써, 상기 광소자부(120)에서 발광되는 빛의 진행 방향을 바꿔주기 위한 프리즘 등을 사용하지 않고도 상기 광섬유(141)로 빛을 인가할 수 있는 바, 광통신 모듈(100)의 구조를 단순화하여 소요되는 부품의 종류 및 숫자를 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 부품 간의 정렬 오차에 따른 손실도 줄여 효율도 높일 수 있게 된다.
나아가, 도 4에서 볼 수 있는 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 광통신 모듈(100)에서, 상기 렌즈 블록(130)은 상기 금속 홀더(110)의 기준 홀(111)에 대응하는 돌출부(133)를 구비할 수 있으며, 상기 돌출부(133)는 상기 기준 홀(111)에 삽입되어 상기 렌즈 블록(130)을 상기 금속 홀더(110) 상의 미리 정해진 위치에 고정시킬 수도 있다. 이에 따라, 상기 렌즈 블록(130)은 상기 기준 홀(111)에 의하여 정해지는 위치에 정확하게 고정되어 상기 광소자(121)와 상기 렌즈(131)를 보다 정확하게 정렬할 수 있게 된다.
나아가, 본 발명에서는 상기 광소자(121)가 빛을 발광하는 송신단의 경우를 중심으로 설명하고 있으나, 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 광소자(121)가 빛을 수광하는 수신단의 경우도 본 발명이 적용될 수 있다.
이에 따라, 본 발명에서 상기 광소자(121)는 수직 캐비티 표면 광방출 레이저(vertical-cavity surface-emitting laser, VCSEL) 등 발광소자일 수 있으나, 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 이외에 다양한 수광소자가 사용될 수 도 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 광통신 모듈(100)에서, 상기 광소자부(120)는 광소자(121) 및 상기 광소자(121)가 실장되는 마운트 기판(122)을 포함하여 구성될 수 있다. 이때, 상기 마운트 기판(122)에는 상기 광소자(121)가 실장되는 패드와 상기 광소자(121)를 구동시키기 위한 신호 패턴이 구비될 수 있다. 이때, 상기 마운트 기판(122)은 연성 인쇄 회로 기판(Flexible Printed Circuit Board, FPCB)일 수 있다. 이에 따라, 상기 광소자(121)가 실장된 연성 회로 기판(FPCB)를 상기 금속 홀더(110)에 안착하여 광통신 모듈(100)을 구성할 수 있다.
나아가, 상기 연성 회로 기판(FPCB)에는 상기 기준 홀(111)에 대응하는 가이드 홀(123)이 구비되어, 상기 기준 홀(111)과 상기 가이드 홀(123)의 정렬을 통하여 상기 광소자부(120)를 상기 금속 홀더(110) 상의 미리 정해진 위치에 정확하게 실장할 수 있다.
더 나아가, 본 발명의 일 실시예에 따른 광통신 모듈(100)에서는, 상기 렌즈 블록(130)에 상기 기준 홀(111)에 대응하는 돌출부(132)가 구비되어, 상기 돌출부(132)가 상기 가이드 홀(123)을 관통하여 금속 홀더(110)의 기준 홀(111)에 삽입되어 상기 광소자부(120)와 상기 렌즈 블록(130)을 상기 금속 홀더(110)의 미리 정해진 위치에 고정함으로써, 상기 광소자(121)와 상기 렌즈(131)를 보다 정확하게 정렬할 수 있게 된다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 광통신 모듈(100)에는, 상기 렌즈 블록(130)에 장착되어 상기 광섬유(141)를 안착시키는 광섬유 블록(140)이 더 포함될 수 있다.
이때, 상기 광섬유 블록(140)에는 광섬유(141)가 안착되는 복수의 광섬유 안착홈(142)이 구비될 수 있으며, 상기 복수의 광섬유 안착홈(142)은 상기 광섬유(141)가 안착되는 지점에서 외부 방향으로 홈의 간격이 벌어지는 티어드롭(teardrop) 형상을 이루어 서로 다른 방향으로 배열된 구조를 가짐으로써, 작업자가 복수의 광섬유(141)를 용이하게 안착시킬 수 있도록 하는 구조를 제한된 공간 내에 효율적으로 배치할 수 있게 된다.
또한, 도 5a 내지 도 5d에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 광통신 모듈(100)을 구성하는 금속 홀더(110), 광소자부(120), 렌즈 블록(130) 및 광섬유 블록(140)의 실시예들을 예시하고 있다.
먼저, 도 5a에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 금속 홀더(110)의 사시도를 예시하고 있다. 도 5a에서 볼 수 있는 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 금속 홀더(110)에는 정밀 가공된 기준 홀(111)이 구비되며, 이에 따라 상기 기준 홀(111)을 이용하여 상기 광소자부(120)와 상기 렌즈 블록(130)이 상기 금속 홀더(110) 상에 정확하게 실장됨으로써, 상기 광소자(121)와 상기 렌즈(131) 간의 광축 오차 발생을 효과적으로 억제할 수 있게 된다.
나아가, 본 발명의 일 실시예에 따른 광통신 모듈(100)에서, 상기 금속 홀(110)의 기준 홀(111)는 상기 마운트 기판(122)의 가이드 홀(123)와 정렬되고, 또한 상기 렌즈 블록(130)의 돌출부(132)가 상기 가이드 홀(123)을 관통하여 금속 홀더(110)의 기준 홀(111)에 삽입되어 상기 광소자부(120)와 상기 렌즈 블록(130)을 상기 금속 홀더(110)의 미리 정해진 위치에 고정시킴으로써, 상기 광소자(121)와 상기 렌즈(131)를 보다 정밀하게 정렬하여 상기 광소자(121)와 상기 렌즈(131) 간의 광축 오차 발생을 최소화할 수 있게 된다.
또한, 도 5b에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 광소자부(120)의 사시도를 예시하고 있다. 도 5b에서 볼 수 있는 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 광소자부(120)는 광소자(121)와 상기 광소자(121)가 실장되는 마운트 기판(122)를 포함하여 구성될 수 있다.
나아가, 상기 마운트 기판(122)에는 상기 금속 홀더(110)의 기준 홀(111)에 대응하는 가이드 홀(123)이 구비되어, 앞서 살핀 바와 같이 상기 기준 홀(111)과 상기 가이드 홀(123)의 정렬을 통하여 상기 광소자부(120)를 상기 금속 홀더(110) 상의 미리 정해진 위치에 실장함으로써, 상기 광소자(121)와 상기 렌즈(131) 간의 광축 오차 발생을 줄여 광통신 모듈(100)의 효율을 개선할 수 있게 된다.
또한, 도 5c에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 블록(130)의 사시도를 예시하고 있다. 나아가, 도 6a에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 블록(130)의 구조를 설명하기 위한 단면도(도 6a의 (a))와 상면 투시도(도 6a의 (b))를 도시하고 있다.
도 5c 및 도 6a에서 볼 수 있는 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 블록(130)에는 렌즈(131)가 구비되어, 상기 광소자(121)에서 상기 금속 홀더(110)와 수직한 방향으로 발광된 빛을 집광하여 상기 금속 홀더(110)와 수직하게 배열된 광섬유(141)로 인가하게 된다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 블록(130)에는 상기 금속 홀더(110)의 기준 홀(111)에 대응하는 돌출부(132)가 구비되어, 상기 돌출부(132)가 상기 기준 홀(111)에 삽입되어 상기 렌즈 블록(130)을 상기 금속 홀더(110)의 미리 정해진 위치에 정확하게 고정시킬 수 있다.
나아가, 본 발명의 일 실시예에 따른 광소자부(120)의 마운트 기판(122)에는 상기 기준 홀(111)에 대응하는 가이드 홀(123)이 구비될 수 있으며, 이때 상기 돌출부(132)가 상기 광소자부(120)의 가이드 홀(123)을 관통하여 금속 홀더(110)의 기준 홀(111)에 삽입되어 상기 광소자부(120)와 상기 렌즈 블록(130)을 상기 금속 홀더의 미리 정해진 위치에 정확하게 고정하도록 함으로써, 상기 광소자(121)와 상기 렌즈(131) 간의 광축 오차 발생을 줄여 광통신 모듈(100)의 효율을 개선할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 블록(130)에는 상기 광섬유 블록(140)을 미리 정해진 위치에 고정시키기 위한 광섬유 블록 고정홈(133)이 구비될 수 있다. 이에 따라, 상기 광섬유 블록(140)은 상기 광섬유 블록 고정홈(133)에 의하여 정해지는 위치에 정확하게 고정되어 상기 렌즈(131)를 거쳐 집광된 빛을 효율적으로 인가 받을 수 있게 된다.
마지막으로, 도 5d에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 광섬유 블록(140)의 사시도를 예시하고 있다. 나아가, 도 6b에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 광섬유 블록(140)의 구조를 설명하기 위한 단면도(도 6b의 (a))와 상면 투시도(도 6b의 (b))를 도시하고 있다.
도 5d 및 도 6b에서 볼 수 있는 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 광섬유 블록(130)에는 광섬유(141)가 안착되는 복수의 광섬유 안착홈(142)이 구비될 수 있으며, 또한 상기 광섬유 블록(140)을 상기 렌즈 블록(130)의 미리 정해진 위치에 고정하기 위한 광섬유 블록 고정 돌출부(143)가 구비될 수 있다.
특히, 본 발명의 일 실시예에 따른 광섬유 블록(140)에 구비되는 복수의 광섬유 안착홈(142)은 상기 광섬유(141)가 안착되는 지점에서 외부 방향으로 홈의 간격이 벌어지는 티어드롭(teardrop) 형상을 이루어 서로 다른 방향으로 배열된 구조를 가질 수 있다.
보다 구체적으로, 종래 기술에 따른 광섬유 안착홈(142)은, 도 7에서 볼 수 있는 바와 같이, 상기 광섬유(141)가 안착되어 안정적으로 고정될 수 있도록 좁게 형성되어 작업자가 광섬유(141)를 상기 광섬유 안착홈(142) 안으로 안착시키는 조립 공정에 상당한 어려움이 따랐다.
이에 대하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 광섬유 블록(140)에서는, 도 8에서 볼 수 있는 바와 같이, 상기 광섬유 안착홈(142)에서는 상기 광섬유(141)가 안착되는 지점에서 외부 방향으로 홈의 간격이 벌어지는 티어드롭(teardrop) 형상을 이루도록 함으로써, 작업자가 보다 용이하게 상기 광섬유(141)를 상기 광섬유 안착홈(142) 안으로 안착시켜 조립할 수 있도록 하며, 나아가 광섬유 안착홈(142)의 티어드롭(teardrop) 형상이 서로 다른 방향으로 배열된 구조를 가지도록 함으로써, 복수의 티어드롭 형상을 가지는 광섬유 안착홈(142)을 제한된 공간 내에 효율적으로 배치할 수 있게 된다.
또한, 도 9에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 광통신 모듈(100) 제조 방법의 순서도를 도시하고 있다.
도 9에서 볼 수 있는 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 광통신 모듈(100) 제조 방법은, 정밀 가공된 기준 홀(111)을 구비하는 금속 홀더(110) 상에 상기 금속 홀더(110)와 수직한 방향으로 발광하는 광소자부(120)를 안착시키는 광소자부 안착 단계(S110), 상기 기준 홀(111)을 이용하여 상기 금속 홀더(110) 상에 상기 광소자부(120)에서 발광되는 빛을 상기 금속 홀더(110)와 수직하게 배열된 광섬유(141)로 인가하는 렌즈 블록(130)을 상기 금속 홀더(110)와 수직하게 장착하는 렌즈 블록 장착 단계(S120) 및 상기 광소자부(120)와 상기 렌즈 블록(130)이 장착된 상기 금속 홀더(110)를 기판(150)에 수직하게 장착하는 금속 홀더 장착 단계(S130)를 포함할 수 있다.
이하 본 발명의 일 실시예에 따른 광통신 모듈(100) 제조 방법을 각 단계별로 나누어 살핀다. 다만, 앞서 설명한 본 발명의 일 실시예에 따른 광통신 모듈(100)과 겹치는 부분은 추가적인 설명을 생략하고, 본 발명의 일 실시예에 따른 광통신 모듈(100) 제조 방법의 특징적인 부분을 중심으로 설명한다.
먼저, 상기 광소자부 안착 단계(S110)에서는 정밀 가공된 기준 홀(111)을 구비하는 금속 홀더(110) 상에 상기 금속 홀더(110)와 수직한 방향으로 발광하는 광소자부(120)를 안착시키게 된다.
또한, 상기 광소자부 안착 단계(S110)는 광소자(121)를 마운트 기판(122)에 실장하여 광소자부(120)를 생성하는 단계를 포함할 수 있다. 이때, 상기 마운트 기판(122)은 연성 인쇄 회로 기판(FPCB)일 수 있다.
또한, 상기 마운트 기판(122)에는 상기 금속 홀더(110)의 기준 홀(111)에 대응하는 가이드 홀(123)이 구비될 수 있으며, 이때 광소자부 안착 단계(S110)에서는 상기 기준 홀(111)과 상기 가이드 홀(123)을 정렬하여 상기 광소자부(120)를 상기 금속 홀더(110) 상의 미리 정해진 위치에 안착시킬 수도 있다.
이어서, 상기 렌즈 블록 장착 단계(S120)에서는, 상기 기준 홀(111)을 이용하여 상기 금속 홀더(110) 상에 상기 광소자부(120)에서 발광되는 빛을 상기 금속 홀더(110)와 수직하게 배열된 광섬유(141)로 인가하는 렌즈 블록(130)을 상기 금속 홀더(110)와 수직하게 장착하게 된다.
이때, 상기 렌즈 블록(130)에는 상기 기준 홀(111)에 대응하는 돌출부(132)가 구비될 수 있으며, 이에 따라 상기 렌즈 블록 장착 단계(S120)에서는, 상기 돌출부(132)가 상기 기준 홀(111)에 삽입되어 상기 렌즈 블록(130)을 상기 금속 홀더(110)의 미리 정해진 위치에 정확하게 고정하도록 할 수 있다.
나아가, 상기 광소자부(120)의 마운트 기판(122)에는 상기 기준 홀(111)에 대응하는 가이드 홀(123)이 구비될 수 있으며, 이에 따라 상기 렌즈 블록 장착 단계(S120)에서는 상기 돌출부(132)가 상기 광소자부(120)의 가이드 홀(123)을 관통하여 금속 홀더(110)의 기준 홀(111)에 삽입되어 상기 광소자부(120)와 상기 렌즈 블록(130)을 상기 금속 홀더(110)의 미리 정해진 위치에 고정하도록 함으로써, 상기 광소자(121)와 상기 렌즈(131) 간의 광축 오차 발생을 줄여 광통신 모듈(100)의 효율을 개선할 수 있다.
다음으로, 상기 금속 홀더 장착 단계(S130)에서는 상기 광소자부(120)와 상기 렌즈 블록(130)이 장착된 상기 금속 홀더(110)를 기판(150)에 수직하게 장착하게 된다.
나아가, 본 발명의 일 실시예에 따른 광통신 모듈 제조 방법에는, 상기 광섬유(141)를 미리 정해진 위치에 안착시키는 광섬유 블록(142)을 상기 렌즈 블록(130)의 미리 정해진 위치에 장착하는 단계를 더 포함할 수도 있다.
또한, 상기 광섬유 블록(140)에는 광섬유(141)가 안착되는 복수의 광섬유 안착홈(142)이 구비될 수 있으며, 이때 상기 복수의 광섬유 안착홈(142)은, 상기 광섬유(141)가 안착되는 지점에서 외부 방향으로 홈의 간격이 벌어지는 티어드롭(teardrop) 형상을 이루어 서로 다른 방향으로 배열된 구조를 가지는 것이 바람직하다.
이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 광통신 모듈 제조 방법에서는 상기 광소자(121)와 렌즈(131) 간의 광축 오차를 최소화하여 효율을 개선할 수 있으며, 나아가 상기 광소자(121)와 렌즈(131)의 정렬을 위한 별도의 조정 작업을 거치지 않고도 상기 광소자(121)와 렌즈(131)를 정확하게 정렬할 수 있게 된다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경, 및 치환이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면들에 의해서 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구 범위에 의해서 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100 : 광통신 모듈 110 : 금속 홀더
111 : 기준 홀 120 : 광소자부
121 : 광소자 122 : 마운트 기판
123 : 가이드 홀 130 : 렌즈 블록
131 : 렌즈 132 : 돌출부
133 : 광섬유 블록 고정홈 140 : 광섬유 블록
141 : 광섬유 142 : 광섬유 안착홈
143 : 광섬유 블록 고정 돌출부 150 : 기판

Claims (15)

  1. 기판;
    상기 기판에 수직하게 장착되며 기준 홀을 구비하는 금속 홀더;
    상기 금속 홀더 상에 안착되어 상기 금속 홀더와 수직한 방향으로 발광하는 광소자부; 및
    상기 기준 홀을 이용하여 상기 금속 홀더 상에 상기 금속 홀더와 수직하게 장착되며, 상기 광소자부에서 발광되는 빛을 상기 금속 홀더와 수직하게 배열된 광섬유로 인가하는 렌즈 블록;을 포함하는 것을 특징으로 하는 광통신 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 렌즈 블록은 상기 기준 홀에 대응하는 돌출부를 구비하며,
    상기 돌출부는 상기 기준 홀에 삽입되어 상기 렌즈 블록을 상기 금속 홀더에 고정하는 것을 특징으로 하는 광통신 모듈.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 광소자부는,
    광소자; 및
    상기 광소자가 실장되는 마운트 기판;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 광통신 모듈.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 마운트 기판은 연성 인쇄 회로 기판인 것을 특징으로 하는 광통신 모듈.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 마운트 기판에는,
    상기 기준 홀에 대응하는 가이드 홀이 구비되어,
    상기 기준 홀과 상기 가이드 홀의 정렬을 통하여 상기 광소자부를 상기 금속 홀더 상에 실장하는 것을 특징으로 하는 광통신 모듈.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 렌즈 블록에는 렌즈가 구비되어,
    상기 광소자에서 상기 금속 홀더와 수직한 방향으로 발광된 빛을 집광하여 상기 금속 홀더와 수직하게 배열된 광섬유로 인가하는 것을 특징으로 하는 광통신 모듈.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 렌즈 블록에 장착되어 상기 광섬유를 안착시키는 광섬유 블록을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광통신 모듈.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 광섬유 블록에는 광섬유가 안착되는 복수의 광섬유 안착홈이 구비되며,
    상기 복수의 광섬유 안착홈은,
    상기 광섬유가 안착되는 지점에서 외부 방향으로 홈의 간격이 벌어지는 티어드롭(teardrop) 형상을 이루어 서로 다른 방향으로 배열된 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 광통신 모듈.
  9. 정밀 가공된 기준 홀을 구비하는 금속 홀더 상에 상기 금속 홀더와 수직한 방향으로 발광하는 광소자부를 안착시키는 광소자부 안착 단계;
    상기 기준 홀을 이용하여 상기 금속 홀더 상에 상기 광소자부에서 발광되는 빛을 상기 금속 홀더와 수직하게 배열된 광섬유로 인가하는 렌즈 블록을 상기 금속 홀더와 수직하게 장착하는 렌즈 블록 장착 단계; 및
    상기 광소자부와 상기 렌즈 블록이 장착된 상기 금속 홀더를 기판에 수직하게 장착하는 금속 홀더 장착 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 광통신 모듈 제조 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 렌즈 블록에는 상기 기준 홀에 대응하는 돌출부가 구비되며,
    상기 렌즈 블록 장착 단계에서는,
    상기 돌출부가 상기 기준 홀에 삽입되어 상기 렌즈 블록을 상기 금속 홀더에 고정되는 것을 특징으로 하는 광통신 모듈 제조 방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 광소자부 안착 단계는,
    광소자를 마운트 기판에 실장하여 광소자부를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광통신 모듈 제조 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 마운트 기판은 연성 인쇄 회로 기판인 것을 특징으로 하는 광통신 모듈 제조 방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 광소자부의 마운트 기판에는 상기 기준 홀에 대응하는 가이드 홀이 구비되고,
    상기 렌즈 블록에는 상기 기준 홀에 대응하는 돌출부가 구비되어,
    상기 렌즈 블록 장착 단계에서는,
    상기 돌출부가 상기 가이드 홀을 관통하여 금속 홀더의 기준 홀에 삽입되어 상기 광소자부와 상기 렌즈 블록을 상기 금속 홀더에 고정하는 것을 특징으로 하는 광통신 모듈 제조 방법.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 광섬유를 안착시키는 광섬유 블록을 상기 렌즈 블록에 장착하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광통신 모듈 제조 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 광섬유 블록에는 광섬유가 안착되는 복수의 광섬유 안착홈이 구비되며,
    상기 복수의 광섬유 안착홈은,
    상기 광섬유가 안착되는 지점에서 외부 방향으로 홈의 간격이 벌어지는 티어드롭(teardrop) 형상을 이루어 서로 다른 방향으로 배열된 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 광통신 모듈 제조 방법.
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