KR20220067274A - TO-can type optical module with interposer, and manufacturing method thereof - Google Patents

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KR20220067274A
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이종진
강은규
권상진
권원배
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한국전자통신연구원
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Abstract

The present invention relates to a TO-can module structure, wherein impedance mismatch section occurring in a section for connecting high-frequency electric signals such as a lead pin and a bonding wire of a TO-stem can be minimized to transmit high-speed signals. According to an embodiment of the present invention, provided is a TO-can-type optical module comprising: a TO-stem having a hole, which penetrates upper and lower surfaces, and a lead pin formed with a coaxial structure; a substrate mounted on the TO-stem; an element mounted on the substrate; and an interposer including a dielectric, which is placed in the TO-stem and has a height extending to a position adjacent to the upper surface of the substrate, a penetrating electrode, which is an electrode penetrating the dielectric and has a lower part electrically connected to the lead pin of the TO-stem, and a wiring electrode formed above the penetrating electrode and electrically connected to the penetrating electrode, wherein the wiring electrode is electrically connected to the lead of the element.

Description

인터포저가 구비된 티오캔 타입 광모듈 및 그 제조방법 {TO-can type optical module with interposer, and manufacturing method thereof}Tiocan type optical module with interposer and manufacturing method thereof

본 발명은 열전 냉각소자(TEC, Thermoelectric Cooler) 또는 방열판 등 일정 두께를 가지는 기판 위에 광소자나 전자소자가 실장된 티오캔 타입 광모듈에서 고속신호의 전송을 위한 인터포저 활용에 관한 것이다.The present invention relates to the use of an interposer for high-speed signal transmission in a thiocan-type optical module in which an optical device or an electronic device is mounted on a substrate having a predetermined thickness, such as a thermoelectric cooling device (TEC) or a heat sink.

티오캔(TO-can) 타입 패키지는 저가의 대량생산이 가능하여 광통신 분야에서 많이 사용되고 있는 패키지 타입이다. 일반적으로 티오캔 타입 패키지를 적용한 광모듈의 경우 도 1과 같이 티오 스템(TO-stem)(10) 상부 표면에 얇은 기판(60)을 사용하거나 사용하지 않고 광소자, 전자소자 등의 소자(20)를 실장하는 방식으로 제작된다. 통상, 티오 스템(10)은 상하면을 관통하는 홀(40)과 리드핀(Lead Pin)(50), 그리고 그 사이에 채워진 유전체(Dielectric Material) 특성을 갖는 충전재로써 티오 스템(10)의 하부와 상부 소자(20)간 고속 전기신호 연결이 가능하다. 이러한 티오 스템(10)을 적용한 광모듈 구현을 위해서 티오 스템(10) 상부 표면에 광소자, 전자 소자(20) 등을 배치하고 본딩 와이어(30)를 리드핀(50)과 전기적으로 연결한다.The TO-can type package is a package type widely used in the optical communication field because it can be mass-produced at low cost. In general, in the case of an optical module to which a thiocan-type package is applied, as shown in FIG. 1 , with or without a thin substrate 60 on the upper surface of the TO-stem 10, elements such as optical elements and electronic elements 20 ) is manufactured in such a way that it is mounted. In general, the thio stem 10 is a filler having a hole 40 passing through the upper and lower surfaces and a lead pin 50, and a dielectric material filled therebetween, and the lower portion of the thio stem 10 and High-speed electrical signal connection between the upper elements 20 is possible. In order to implement an optical module to which the TIO stem 10 is applied, an optical device, an electronic device 20, etc. are disposed on the upper surface of the TIO stem 10 and the bonding wire 30 is electrically connected to the lead pin 50 .

리드핀(50)을 통한 고속 전기신호 연결의 경우 고주파영역으로 갈수록 임피던스 불일치에 따른 손실이 발생하기 때문에 전송선로의 임피던스 매칭이 중요하다. 일반적으로 도 1의 티오캔 타입 패키지의 경우 고속 전송선로는 도 1과 같이 동축선로 (Coaxial Line) 형태로 내부 도전체(리드핀)(50), 충전재, 외부 도전체(관통 홀)(40)의 형상, 저항, 유전율 등 물성치들로 고주파 저항값인 임피던스가 결정된다. 이러한 동축구조의 선로는 정확한 임피던스 특성을 구현할 수 있어 고주파 신호전달을 위해서는 매우 이상적인 구조이다.In the case of high-speed electrical signal connection through the lead pin 50, the impedance matching of the transmission line is important because loss occurs due to impedance mismatch toward the high-frequency region. In general, in the case of the thiocan type package of FIG. 1 , the high-speed transmission line has an inner conductor (lead pin) 50, a filler, and an outer conductor (through hole) 40 in the form of a coaxial line as shown in FIG. 1 . Impedance, which is a high frequency resistance value, is determined by physical properties such as shape, resistance, and permittivity. Such a coaxial line can realize accurate impedance characteristics, making it an ideal structure for high-frequency signal transmission.

이러한 점에 착안하여, 최근에는 티오캔 타입 패키지가 다양한 형태의 고속 광모듈에 적용되고 있다. 예를 들어, 데이터 처리 용량을 확대하기 위해 광파장을 세분화하여 다채널로 병렬 전송하는 WDM(Dense Wavelength Division Multiplexing) 광모듈의 경우, 파장 가변형(Wavelength Tunable) 혹은 파장 고정형(Fixed Wavelength) 등 다양한 기능이 요구되고 있다. 이를 위해 도 2에 나타낸 것과 같이 티오 스템(10) 상부에 온도 제어용 열전 냉각소자, 방열판, 기타 특정 높이를 가지는 기판 등의 부품(65)이 추가로 실장되고 그 위에 소자(20)가 실장되는 구조가 일반화되고 있다. In view of this, recently, a thiocan-type package has been applied to various types of high-speed optical modules. For example, in the case of a Dense Wavelength Division Multiplexing (WDM) optical module that subdivides optical wavelengths and transmits them in parallel to multiple channels to expand data processing capacity, various functions such as Wavelength Tunable or Fixed Wavelength are available. is being demanded For this purpose, as shown in FIG. 2 , a thermoelectric cooling element for temperature control, a heat sink, and other components 65 such as a board having a specific height are additionally mounted on the TOS stem 10 and the element 20 is mounted thereon. is becoming common.

하지만, 기존 티오 스템을 적용할 경우 전기신호 연결을 위해서는 도 2와 같이 리드핀(50)으로부터 광소자 및 전자소자(20)까지의 거리(a: 수직거리, b: 수평거리)가 길어지게 되고, 이 때문에 전기접속을 위한 리드핀(50) 또는 본딩 와이어(30)의 길이가 길어지는 문제가 생기게 된다. 이러한 구간에서 임피던스는 통상 50옴(Ohm, Ω) 정도인 기준 임피던스보다 급상승하여 임피던스 불일치에 의한 반사손실 증가, 이에 따른 고주파 삽입손실 증가 등이 발생하여 전기적 신호 대역폭 감소 등 부작용이 발생한다. 이러한 이유로 티오캔 패키지의 고속화를 위해서는 고주파 대역에서 임피던스 매칭을 위한 대책이 필요하다.However, when applying the existing Tio stem, the distance (a: vertical distance, b: horizontal distance) from the lead pin 50 to the optical device and the electronic device 20 from the lead pin 50 becomes longer as shown in FIG. 2 for electrical signal connection. , this causes a problem in that the length of the lead pin 50 or the bonding wire 30 for electrical connection becomes longer. In this section, the impedance rises sharply from the reference impedance, which is usually about 50 ohms (Ohm, Ω), resulting in an increase in return loss due to impedance mismatch and an increase in high-frequency insertion loss accordingly, resulting in side effects such as a decrease in electrical signal bandwidth. For this reason, in order to speed up the Tiocan package, measures for impedance matching in the high frequency band are required.

본 발명에서는 티오 스템의 리드핀이나 본딩 와이어 등 고주파 전기신호를 연결하는 구간에서 발생하는 임피던스 불일치 구간을 최소화하여 고속 신호를 전달할 수 있는 티오캔 모듈 구조를 제안한다.The present invention proposes a thiocan module structure capable of transmitting high-speed signals by minimizing an impedance mismatch period that occurs in a section for connecting high-frequency electrical signals such as lead pins or bonding wires of the thiostem.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 한 측면에 따르면, 상하면을 관통하는 홀과 리드핀이 동축 구조로 형성된 티오 스템; 상기 티오 스템에 탑재된 기판; 상기 기판에 탑재된 소자; 및 상기 티오 스템에 위치하며 상기 기판의 상면에 인접한 위치까지 확장된 높이의 유전체와, 이 유전체를 관통하는 전극으로 하부는 상기 티오 스템의 리드핀과 전기적으로 연결되는 관통전극과, 이 관통전극의 상부에 형성되어 관통전극과 전기적으로 연결되는 배선전극이 포함된 인터포저를 포함하되, 상기 배선전극은 상기 소자의 리드와 전기적으로 연결되는 티오캔 타입 광모듈이 제공된다.According to one aspect of the present invention for solving the above problems, a thio stem in which a hole and a lead pin passing through the upper and lower surfaces are formed in a coaxial structure; a substrate mounted on the thio stem; a device mounted on the substrate; and a dielectric located on the thio stem and extending to a position adjacent to the upper surface of the substrate, an electrode penetrating the dielectric, and a through electrode having a lower portion electrically connected to the lead pin of the thio stem; There is provided a thiocan-type optical module comprising an interposer formed on an upper portion and including a wiring electrode electrically connected to a through electrode, wherein the wiring electrode is electrically connected to a lead of the device.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따르면, 상하면을 관통하는 홀과 리드핀이 동축 구조로 티오 스템을 형성하고; 상기 티오 스템에 기판을 탑재하고; 상기 기판에 소자를 탑재하고; 상기 기판의 상면에 인접한 위치까지 확장된 높이의 유전체와, 이 유전체를 관통하는 전극으로 하부는 상기 티오 스템의 리드핀과 전기적으로 연결되는 관통전극과, 이 관통전극의 상부에 형성되어 관통전극과 전기적으로 연결되는 배선전극이 포함된 인터포저를 제작하여 상기 티오 스템에 탑재하고; 상기 인터포저의 배선전극과 상기 소자의 리드를 전기적으로 연결하는 것을 포함하는 티오캔 타입 광모듈 제조방법이 제공된다.According to another aspect of the present invention for solving the above problems, a hole and a lead pin passing through the upper and lower surfaces form a thio stem in a coaxial structure; mounting a substrate on the thio stem; mounting the device on the substrate; A dielectric having a height extended to a position adjacent to the upper surface of the substrate, an electrode penetrating the dielectric and a lower portion of the through electrode electrically connected to the lead pin of the thiostem, and a through electrode formed on the upper portion of the through electrode manufacturing an interposer including electrically connected wiring electrodes and mounting it on the TIO stem; There is provided a method for manufacturing a thiocan type optical module comprising electrically connecting a wiring electrode of the interposer and a lead of the device.

또한 상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 또다른 측면에 따르면, 상하면을 관통하는 홀과 리드핀이 동축 구조로 티오 스템을 형성하는 단계; 상기 티오 스템에 기판을 탑재하는 단계; 상기 기판에 소자를 탑재하는 단계; 상기 기판의 상면에 인접한 위치까지 확장된 높이의 유전체와, 이 유전체를 관통하는 전극으로 하부는 상기 티오 스템의 리드핀과 전기적으로 연결되는 관통전극과, 이 관통전극의 상부에 형성되어 관통전극과 전기적으로 연결되는 배선전극이 포함된 인터포저를 제작하여 상기 티오 스템에 탑재하는 단계; 및 상기 인터포저의 배선전극과 상기 소자의 리드를 전기적으로 연결하는 단계로 제조된 티오캔 타입 광모듈이 제공된다.In addition, according to another aspect of the present invention for solving the above problems, a hole and a lead pin passing through the upper and lower surfaces to form a thio stem in a coaxial structure; mounting a substrate on the thiostem; mounting a device on the substrate; A dielectric having a height extended to a position adjacent to the upper surface of the substrate, an electrode penetrating the dielectric and a lower portion of the through electrode electrically connected to the lead pin of the thiostem, and a through electrode formed on the upper portion of the through electrode manufacturing an interposer including electrically connected wiring electrodes and mounting the interposer on the TIO stem; and electrically connecting the interconnection electrode of the interposer and the lead of the device to a thiocan-type optical module.

본 발명의 구성 및 작용은 이후에 도면과 함께 설명하는 구체적인 실시예를 통하여 더욱 명확해질 것이다. The configuration and operation of the present invention will become clearer through specific embodiments described later in conjunction with the drawings.

본 발명에서는 열전냉각소자나 방열판과 같이 일정 높이를 가지는 기판으로 인해 티오캔 상면과 단차(높이 차)가 존재하는 광모듈에서 고속신호의 전송이 가능하도록 인터포저를 활용하여 전극구조를 연장하는 광모듈 구조를 제안하였다. In the present invention, an optical module that uses an interposer to extend the electrode structure so that high-speed signal transmission is possible in an optical module having a step (height difference) with the top surface of the thiocan due to a substrate having a certain height, such as a thermoelectric cooling device or a heat sink. A modular structure was proposed.

광소자 및 전자소자가 실장된 높이와 동일한 높이까지 임피던스 정합 상태를 유지하면서 전극을 연장할 수 있는 인터포저를 구비함으로써 고주파 영역에서의 신호손실을 최소화할 수 있다. Signal loss in a high frequency region can be minimized by providing an interposer that can extend an electrode while maintaining an impedance matching state to the same height as the height at which the optical device and the electronic device are mounted.

이는 생산단가가 저렴한 티오캔 타입 패키지를 사용하여 고속신호 전송이 가능한 다양한 구조의 광모듈에 적용가능하다.This is applicable to optical modules of various structures capable of high-speed signal transmission using a low-cost thiocan-type package.

도 1은 티오캔 타입 광모듈의 기본 구조
도 2는 높이가 확장된 기판을 적용한 티오캔 타입 광모듈의 구조 예시도
도 3a, 3b는 본 발명에 따른, 인터포저를 구비한 티오캔 타입 광모듈의 개념 구조도
도 4는 본 발명에 따른, 인터포저를 구비한 티오캔 타입 광모듈의 실시예 구조도
도 5는 삽입손실 시뮬레이션 결과 그래프1 is a basic structure of a thiocan type optical module;
2 is a structural example of a thiocan type optical module to which a substrate with an extended height is applied.
3a and 3b are conceptual structural diagrams of a thiocan type optical module having an interposer according to the present invention;
4 is a structural diagram of an embodiment of a thiocan type optical module having an interposer, according to the present invention;
5 is an insertion loss simulation result graph

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 이들을 달성하는 방법은 이하 첨부된 도면과 함께 상세하게 기술된 바람직한 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에 기술된 실시예에 한정되는 것이 아니라 다양한 다른 형태로 구현될 수 있다. 실시예는 단지 본 발명을 완전하게 개시하며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것일 뿐, 본 발명은 청구항의 기재 내용에 의해 정의되는 것이다. 또한, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예를 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것이 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 또한 명세서에 사용된 '포함한다(comprise, comprising 등)'라는 용어는 언급된 구성요소, 단계, 동작, 및/또는 소자 이외의 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작, 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는 의미로 사용된 것이다.Advantages and features of the present invention and methods of achieving them will become apparent with reference to the preferred embodiments described in detail below in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described below and may be implemented in various other forms. The examples are only provided to completely disclose the present invention and to completely inform those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains to the scope of the invention, and the present invention is defined by the claims will be. In addition, the terminology used herein is for the purpose of describing the embodiment and is not intended to limit the present invention. In this specification, the singular also includes the plural unless otherwise specified. Also, as used herein, the term 'comprise (comprise, comprising, etc.)' refers to the presence or absence of one or more other components, steps, operations, and/or elements other than the stated elements, steps, operations, and/or elements. It is used in a sense not to exclude addition.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 실시예의 설명에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the description of the embodiment, if a detailed description of a related well-known configuration or function may obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

본 발명에서는 도 3a, 도 3b와 같이 기판(65)의 상면 높이에 해당하는 위치까지 확장된 인터포저(70)를 사용하여 리드핀을 연장한 티오캔 타입 광모듈을 제안한다. The present invention proposes a thiocan-type optical module in which lead pins are extended using the interposer 70 extended to a position corresponding to the height of the top surface of the substrate 65 as shown in FIGS. 3A and 3B .

도 3a에서 인터포저(70)의 상면에 마련된 전극에 소자(20)의 리드(30)를 본딩 와이어로 연결하는 개념이다. 인터포저(70)는 실리콘(Si)이나 글라스 등의 유전체 재료로 제작할 수 있다. In FIG. 3A , it is a concept of connecting the lead 30 of the device 20 to the electrode provided on the upper surface of the interposer 70 with a bonding wire. The interposer 70 may be made of a dielectric material such as silicon (Si) or glass.

인터포저(70)는 도 3b와 같이 유전체(71)의 내부를 상,하부 관통하는 관통전극(Via)(72)과 이 관통전극(72)의 상면에 형성되어 소자(20)에 고주파 신호의 연결을 용이하게 하기 위한 배선전극(73)을 구비한다. 관통전극(72)은 유전체(71)를 상하로 관통하여 도 2에 나타낸 홀(40) 및 리드핀(50)의 동축 구조로 리드핀(50)에 연결된다. 배선전극(73)은 유전체(71)에 형성된 관통전극(72)의 상면에 메탈 증착 공정으로 형성되어, 소자(20)의 리드에 연결된다. 관통전극(72)과 배선전극(73)은 Copper, Al 등의 금속으로 제작할 수 있다.The interposer 70 is formed on the top surface of the through electrode 72 and the through electrode 72 penetrating the inside of the dielectric 71 at the top and bottom as shown in FIG. A wiring electrode 73 for facilitating connection is provided. The through electrode 72 penetrates vertically through the dielectric 71 and is connected to the lead pin 50 in the coaxial structure of the hole 40 and the lead pin 50 shown in FIG. 2 . The wiring electrode 73 is formed on the upper surface of the through electrode 72 formed on the dielectric 71 by a metal deposition process, and is connected to the lead of the device 20 . The through electrode 72 and the wiring electrode 73 may be made of a metal such as copper or Al.

인터포저(70)의 관통전극(72)과 배선전극(73)은 소정의 임피던스를 유지하도록 설계 제작되며, 관통전극의 길이(a)는 소자(20)가 위치하는 높이까지 연장될 수 있다. 인터포저(70) 상면에 위치한 배선전극(73)은 CPW(Co-Planar Waveguide) 구조의 전송선로로서 임피던스 매칭을 통해 수평거리(b)에서의 임피던스 불일치를 완화할 수 있다. The through electrode 72 and the wiring electrode 73 of the interposer 70 are designed and manufactured to maintain a predetermined impedance, and the length (a) of the through electrode may extend to a height at which the device 20 is located. The wiring electrode 73 located on the upper surface of the interposer 70 is a transmission line having a CPW (Co-Planar Waveguide) structure, and impedance mismatch at the horizontal distance b can be alleviated through impedance matching.

이와 같이 티오 캔의 리드핀과 임피던스가 매칭된 인터포저(70)를 활용함으로써 리드핀과 와이어 본딩으로 생길 수 있는 신호의 손실을 최소화할 수 있다.As described above, by using the interposer 70 in which the impedance is matched with the lead pin of the thiocan, signal loss that may occur due to the lead pin and wire bonding can be minimized.

특히, 광소자 및 전자소자의 냉각을 위해 열전냉각소자를 구비되는 광모듈의 경우에는 인터포저의 재질을 열전달계수가 낮은 실리콘 또는 유리 계열의 물질을 사용하여 리드핀이나 티오 스템에서 전달된 열이 본딩 와이어를 통해 열전냉각소자로 전달되는 것을 최소화하여 열전냉각소자의 냉각 부하를 줄여 소비전력을 감소시키는 효과를 얻을 수 있다. In particular, in the case of an optical module equipped with a thermoelectric cooling device for cooling optical devices and electronic devices, the material of the interposer is silicon or glass-based material with a low heat transfer coefficient, so that the heat transferred from the lead pin or the thiostem It is possible to obtain the effect of reducing power consumption by reducing the cooling load of the thermoelectric cooling device by minimizing the transfer to the thermoelectric cooling device through the bonding wire.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 인터포저(70)가 구비된 티오캔 타입 광모듈의 구성도이다..4 is a block diagram of a thiocan type optical module provided with an interposer 70 according to an embodiment of the present invention.

티오 스템(10) 위에 인터포저(70)의 유전체(71)가 넓게 형성된다. 이 인터포저(70)의 유전체(71)는 티오 스템(10)의 상부 면적에 상응하는 면적을 갖도록 형성되는데, 이 면적은 상기 티오 스템(10)의 상부 면적의 적어도 2/1 이상의 면적에 해당하는 것이 바람직하다. The dielectric 71 of the interposer 70 is formed widely on the thio stem 10 . The dielectric 71 of the interposer 70 is formed to have an area corresponding to the upper area of the thiostem 10 , and this area corresponds to at least 2/1 or more of the upper area of the thiostem 10 . It is preferable to do

또한 유전체(71)의 높이는 대략 광모듈 기판(65)의 높이에 해당한다. 유전체(71)의 중앙에는 소자(20) 및 기판(65)이 수용되는 캐비티(74)가 형성되어 있다. 그리고 유전체(71)의 캐비티(74)에 인접한 위치에 관통전극(72)과 배선전극(73)이 형성되어 있다. 관통전극(72)은 앞에서 언급한 것과 같이 티오 스템(10)의 홀(40) 및 리드핀(50)의 동축 구조로 리드핀(50)에 연결되며, 배선전극(73)은 이 관통전극(72)과 연결되도록 유전체(71)의 상면에 메탈 증착된다.Also, the height of the dielectric 71 corresponds to the height of the optical module substrate 65 . A cavity 74 in which the element 20 and the substrate 65 are accommodated is formed in the center of the dielectric 71 . In addition, a through electrode 72 and a wiring electrode 73 are formed at a position adjacent to the cavity 74 of the dielectric 71 . The through electrode 72 is connected to the lead pin 50 in the coaxial structure of the hole 40 of the thio stem 10 and the lead pin 50 as described above, and the wiring electrode 73 is connected to the through electrode ( A metal is deposited on the upper surface of the dielectric 71 so as to be connected to the 72 .

유전체(71)에 형성된 캐비티(74)에 소자(20) 및 기판(65)이 수용된 상태로 소자(20)의 리드(30)와 배선전극(73)이 짧은 본딩 와이어(32)로 연결된다. 도 2에 나타낸 종래 티오캔 광모듈의 본딩 와이어(30)에 비해 본 발명의 본딩 와이어(32)의 길이가 매우 짧아졌음을 알 수 있다. 이 본딩 와이어(32)의 짧아진 길이는 본 발명의 인터포저(70)의 유전체(71)와 관통전극(72) 및 배선전극(73), 그리고 티오 스템(10)의 홀(14) 및 여기에 충전된 유전체와 리드핀(50)의 동축 구조의 임피던스 설계에 의해 관통전극(72)의 길이 a에 흡수된다. 다시 말해서, 본 발명에 따르면 인터포저(70)의 유전체(71)와 관통전극(72) 및 배선전극(73)과 티오 스템(10)의 홀(14)과 리드핀(50)의 동축 구조의 적절한 임피던스 설계에 의해 본딩 와이어(32)의 길이는 무시해도 무방하며, 본딩 와이어(32)의 길이 증가에 따른 영향이 제거된다.In a state in which the device 20 and the substrate 65 are accommodated in the cavity 74 formed in the dielectric 71 , the lead 30 of the device 20 and the wiring electrode 73 are connected with a short bonding wire 32 . It can be seen that the length of the bonding wire 32 of the present invention is very short compared to the bonding wire 30 of the conventional thiocan optical module shown in FIG. 2 . The shortened length of the bonding wire 32 is the dielectric 71, the through electrode 72 and the wiring electrode 73 of the interposer 70 of the present invention, and the hole 14 and the excitation of the thio stem 10 It is absorbed by the length a of the through electrode 72 by the impedance design of the coaxial structure of the dielectric and the lead pin 50 filled in the electrode. In other words, according to the present invention, the dielectric 71 of the interposer 70, the through electrode 72, the wiring electrode 73, the hole 14 of the thio stem 10, and the coaxial structure of the lead pin 50 The length of the bonding wire 32 is negligible due to an appropriate impedance design, and the influence of an increase in the length of the bonding wire 32 is removed.

도 4에서 캐비티(74)의 내부에 소자(20)의 전체가 수용됨에 따른 쉴드 효과를 추가적으로 얻을 수 있고, 유전체(71)의 상부면에는 광학기기나 부가장치 등을 설치할 수 있어 제품 측면에서의 공간활용성 증대의 이득을 추가로 얻을 수 있다.In FIG. 4 , a shielding effect can be additionally obtained as the entire element 20 is accommodated in the cavity 74 , and optical devices or additional devices can be installed on the upper surface of the dielectric 71 , so that the It is possible to additionally obtain the benefit of increasing space utilization.

도 5는 본 발명에 따른 인터포저를 구비한 티오캔 타입 광모듈의 고주파 신호 전송특성 시뮬레이션 결과 그래프이다. 리드핀의 길이를 단순히 본딩 와이어로 연장한 기존 방식과, 동등 높이까지 확장된 인터포저를 사용한 본 발명의 경우의 고주파신호 삽입 손실을 비교하였다. 인터포저를 적용한 경우가 단순히 리드핀을 연장하여 적용한 광모듈에 비하여 3dB 신호의 대역폭이 현격히 개선됨을 알 수 있다.5 is a graph showing a simulation result of a high frequency signal transmission characteristic of a thiocan type optical module having an interposer according to the present invention. The insertion loss of a high-frequency signal in the case of the present invention using an interposer extended to the same height was compared with the conventional method in which the length of the lead pin was simply extended with a bonding wire. It can be seen that the bandwidth of the 3dB signal is significantly improved when the interposer is applied compared to the optical module applied by simply extending the lead pin.

지금까지 본 발명의 바람직한 실시예를 통하여 본 발명을 상세히 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 본 명세서에 개시된 내용과는 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야 한다. 또한 본 발명의 보호범위는 상기 상세한 설명보다는 후술한 특허청구범위에 의하여 정해지며, 특허청구의 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태는 본 발명의 기술적 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.Although the present invention has been described in detail through preferred embodiments of the present invention, those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains will not change the technical spirit or essential features of the present invention and differ from the contents disclosed in this specification It will be understood that the invention may be embodied in other specific forms. It should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive. In addition, the protection scope of the present invention is determined by the claims described below rather than the above detailed description, and all changes or modifications derived from the claims and their equivalent concepts should be interpreted as being included in the technical scope of the present invention. do.

Claims (12)

상하면을 관통하는 홀과 리드핀이 동축 구조로 형성된 티오 스템;
상기 티오 스템에 탑재된 기판;
상기 기판에 탑재된 소자; 및
상기 티오 스템에 위치하며 상기 기판의 상면에 인접한 위치까지 확장된 높이의 유전체와, 이 유전체를 관통하는 전극으로 하부는 상기 티오 스템의 리드핀과 전기적으로 연결되는 관통전극과, 이 관통전극의 상부에 형성되어 관통전극과 전기적으로 연결되는 배선전극이 포함된 인터포저를 포함하되,
상기 배선전극은 상기 소자의 리드와 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 티오캔 타입 광모듈.Tio stem in which a hole passing through the upper and lower surfaces and a lead pin are formed in a coaxial structure;
a substrate mounted on the thio stem;
a device mounted on the substrate; and
a dielectric located on the thio stem and extending to a position adjacent to the upper surface of the substrate; an electrode penetrating the dielectric; An interposer including a wiring electrode formed in the through electrode and electrically connected to the interposer,
The wiring electrode is a thiocan type optical module, characterized in that electrically connected to the lead of the device. 제1항에 있어서, 상기 배선전극은 상기 유전체에 형성된 관통전극에 전기적으로 연결되도록 상기 유전체에 메탈 증착 공정으로 형성되는 것을 특징으로 하는 티오캔 타입 광모듈.The thiocan type optical module according to claim 1, wherein the wiring electrode is formed on the dielectric by a metal deposition process so as to be electrically connected to the through electrode formed in the dielectric. 제1항에 있어서, 상기 소자의 리드와 상기 배선전극을 전기적으로 연결하는 본딩 와이어를 추가로 포함하는 티오캔 타입 광모듈.The thiocan type optical module according to claim 1, further comprising a bonding wire electrically connecting the lead of the element and the wiring electrode. 제1항에 있어서, 상기 인터포저의 유전체는 상기 티오 스템의 적어도 2/1 이상의 면적과 동일한 면적을 갖는 것을 특징으로 하는 티오캔 타입 광모듈.The thiocan type optical module according to claim 1, wherein the dielectric of the interposer has an area equal to at least 2/1 or more of the thio stem. 제1항에 있어서, 상기 인터포저의 유전체는 상기 소자 및 기판이 수용될 수 있는 캐비티를 포함하는 티오캔 타입 광모듈. The thiocan type optical module according to claim 1, wherein the dielectric of the interposer includes a cavity in which the device and the substrate can be accommodated. 상하면을 관통하는 홀과 리드핀이 동축 구조로 티오 스템을 형성하고;
상기 티오 스템에 기판을 탑재하고;
상기 기판에 소자를 탑재하고;
상기 기판의 상면에 인접한 위치까지 확장된 높이의 유전체와, 이 유전체를 관통하는 전극으로 하부는 상기 티오 스템의 리드핀과 전기적으로 연결되는 관통전극과, 이 관통전극의 상부에 형성되어 관통전극과 전기적으로 연결되는 배선전극이 포함된 인터포저를 제작하여 상기 티오 스템에 탑재하고;
상기 인터포저의 배선전극과 상기 소자의 리드를 전기적으로 연결하는 것을 포함하는 티오캔 타입 광모듈 제조방법.The hole and the lead pin passing through the upper and lower surfaces form a coaxial structure of the thio stem;
mounting a substrate on the thio stem;
mounting the device on the substrate;
A dielectric having a height extended to a position adjacent to the upper surface of the substrate, an electrode penetrating the dielectric and a lower portion of the through electrode electrically connected to the lead pin of the thiostem, and a through electrode formed on the through electrode and formed on the upper portion of the through electrode; manufacturing an interposer including electrically connected wiring electrodes and mounting it on the TIO stem;
and electrically connecting a wiring electrode of the interposer and a lead of the device. 제6항에 있어서, 상기 배선전극은 상기 유전체에 형성된 관통전극에 전기적으로 연결되도록 상기 유전체에 메탈 증착 공정으로 형성되는 것을 특징으로 하는 티오캔 타입 광모듈 제조방법.The method of claim 6, wherein the wiring electrode is formed on the dielectric by a metal deposition process so as to be electrically connected to the through electrode formed in the dielectric. 제6항에 있어서, 상기 소자의 리드와 상기 배선전극을 전기적으로 연결하는 것은 본딩 와이어를 솔더링하여 연결하는 것을 포함하는 티오캔 타입 광모듈 제조방법.[Claim 7] The method of claim 6, wherein electrically connecting the lead of the device and the wiring electrode comprises soldering a bonding wire. 제6항에 있어서, 상기 인터포저는
상기 유전체가 상기 티오 스템의 적어도 2/1 이상의 면적과 동일한 면적을 갖도록 제작되는 것을 특징으로 하는 티오캔 타입 광모듈 제조방법.The method of claim 6, wherein the interposer
The method for manufacturing a thiocan type optical module, characterized in that the dielectric is manufactured to have an area equal to or more than 2/1 of the thio stem. 제6항에 있어서, 상기 인터포저의 유전체에 상기 소자 및 기판이 수용될 수 있는 캐비티를 형성하는 것을 포함하는 티오캔 타입 광모듈 제조방법. The method of claim 6, further comprising forming a cavity in the dielectric of the interposer in which the device and the substrate can be accommodated. 상하면을 관통하는 홀과 리드핀이 동축 구조로 티오 스템을 형성하는 단계;
상기 티오 스템에 기판을 탑재하는 단계;
상기 기판에 소자를 탑재하는 단계;
상기 기판의 상면에 인접한 위치까지 확장된 높이의 유전체와, 이 유전체를 관통하는 전극으로 하부는 상기 티오 스템의 리드핀과 전기적으로 연결되는 관통전극과, 이 관통전극의 상부에 형성되어 관통전극과 전기적으로 연결되는 배선전극이 포함된 인터포저를 제작하여 상기 티오 스템에 탑재하는 단계; 및
상기 인터포저의 배선전극과 상기 소자의 리드를 전기적으로 연결하는 단계로 제조된 티오캔 타입 광모듈.forming a thio stem in a coaxial structure with a hole and a lead pin passing through the upper and lower surfaces;
mounting a substrate on the thio stem;
mounting a device on the substrate;
A dielectric having a height extended to a position adjacent to the upper surface of the substrate, an electrode penetrating the dielectric and a lower portion of the through electrode electrically connected to the lead pin of the thiostem, and a through electrode formed on the through electrode and formed on the upper portion of the through electrode; manufacturing an interposer including electrically connected wiring electrodes and mounting the interposer on the TIO stem; and
A thiocan-type optical module manufactured by electrically connecting the interconnection electrode of the interposer and the lead of the device. 제11항에 있어서, 상기 인터포저를 제작하여 상기 상기 티오 스템에 탑재하는 단계는 상기 인터포저의 유전체에 상기 소자 및 기판이 수용될 수 있는 캐비티를 형성하는 단계를 추가로 포함하여,
이 단계에 의해 제작된 인터포저를 상기 티오 스템에 탑재시에 상기 기판과 상기 소자가 상기 캐비티에 수용되도록 하는 것을 특징으로 하는 티오캔 타입 광모듈.The method of claim 11 , wherein the manufacturing of the interposer and mounting the interposer on the TIO stem further comprises forming a cavity in the dielectric of the interposer to accommodate the device and the substrate,
The thiocan type optical module, characterized in that when the interposer manufactured in this step is mounted on the thio stem, the substrate and the device are accommodated in the cavity.
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