WO2019078485A1 - 광 모듈 - Google Patents

광 모듈 Download PDF

Info

Publication number
WO2019078485A1
WO2019078485A1 PCT/KR2018/010272 KR2018010272W WO2019078485A1 WO 2019078485 A1 WO2019078485 A1 WO 2019078485A1 KR 2018010272 W KR2018010272 W KR 2018010272W WO 2019078485 A1 WO2019078485 A1 WO 2019078485A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
optical
guide
optical element
optical fiber
pattern
Prior art date
Application number
PCT/KR2018/010272
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
이재천
오동훈
박상용
이준규
김건우
Original Assignee
주식회사 네패스
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from KR1020180080688A external-priority patent/KR102054375B1/ko
Application filed by 주식회사 네패스 filed Critical 주식회사 네패스
Priority to CN201890001306.0U priority Critical patent/CN212933054U/zh
Publication of WO2019078485A1 publication Critical patent/WO2019078485A1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements

Definitions

  • the technical idea of the present invention relates to an optical module.
  • optical connection technology can transmit high-speed data by transmitting signals by using optical phenomenon and can solve technical problems such as noise, EMI / EMC, impedance matching, cross talk, and miniaturization of connection structure.
  • An object of the present invention is to provide an optical module capable of transmitting data using optical fibers.
  • the technical idea of the present invention is to provide a semiconductor package including an optical element, a semiconductor chip, and a wiring pattern for electrically connecting the optical element and the semiconductor chip,
  • an optical module including a guide structure provided on a first surface of a device and including a guide pattern for guiding optical fibers configured to transmit and receive an optical signal with the optical device.
  • the guide pattern includes a guide groove for receiving the optical fiber, the guide groove extending in a first direction parallel to the first surface of the optical element, And the fibers are guided in the first direction.
  • the guide pattern includes a guide hole for receiving the optical fiber, the guide hole extending in a second direction perpendicular to the first surface of the optical element, And guiding the fibers in the second direction.
  • the guide pattern includes a step portion configured to contact one end of the optical fiber in contact with the guide pattern.
  • the guide structure further includes a reinforcing layer provided on a surface of the guide structure, and a shielding layer disposed between the reinforcing layer and the surface of the guide structure, so as to contact the optical fibers accommodated in the guide pattern .
  • it further comprises a lens layer provided above the optical element, and a lens protective layer covering the lens layer and including a transparent material.
  • the semiconductor package may include a molding part for molding the semiconductor chip and the optical element, a frame provided in the molding part, and a through wiring vertically penetrating the frame and connected to the wiring pattern And further includes a penetrating electrode structure.
  • the semiconductor package further includes a heat sink in contact with the optical element and the semiconductor chip.
  • the guide structure further comprises a holder inserted into the guide pattern and configured to support the optical fiber.
  • the holder is characterized in that it comprises a stopper provided on the inner wall to contactably support one end of the optical fiber.
  • the optical module according to the technical idea of the present invention includes a semiconductor package in which an optical element is packaged and a guide structure disposed on the semiconductor package, and can stably support and guide the optical fiber using a guide structure.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing an optical module according to some embodiments of the technical idea of the present invention.
  • FIG. 2 and FIG. 3 are views schematically showing a state in which an optical signal is transmitted between the optical fiber and the optical device shown in FIG.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line IV-IV 'in Fig.
  • FIG. 5 is a view showing the V region of FIG. 1.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view showing an optical module according to some embodiments of the technical idea of the present invention.
  • FIG. 7 is a view showing a state in which an optical module according to some embodiments of the technical idea of the present invention is mounted on a substrate.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view showing an optical module according to some embodiments of the technical idea of the present invention.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view showing an optical module according to some embodiments of the technical idea of the present invention.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view showing an optical module according to some embodiments of the technical idea of the present invention.
  • FIG. 13 is a sectional view showing an optical module according to some embodiments of the technical idea of the present invention.
  • An optical module includes a semiconductor package including an optical element, a semiconductor chip, and a wiring pattern for electrically connecting the optical element and the semiconductor chip, and a semiconductor package on the first surface of the optical element provided with the pad of the optical element And a guide structure including a guide pattern for guiding optical fibers configured to transmit and receive an optical signal with the optical element.
  • first, second, etc. may be used to describe various components, but the components are not limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.
  • first component may be referred to as a second component, and conversely, the second component may be referred to as a first component.
  • the semiconductor chip 120 may generate a signal necessary for driving the optical element 110 or may receive an electrical signal generated from the optical element 110.
  • the semiconductor chip 120 may be configured to receive an electrical signal generated at the optical element 110, and configured to process the received electrical signal.
  • the semiconductor chip 120 may include an amplification circuit that amplifies the electrical signal provided from the optical element 110.
  • the semiconductor chip 120 may be configured to provide an optical signal for driving the optical device 110 to the optical device 110 when the optical device 110 is configured as a light emitting device.
  • the semiconductor chip 120 may include a driver circuit that provides an electrical signal to the optical element 110.
  • the semiconductor chip 120 may include at least one pad 121.
  • the top surface 123 of the semiconductor chip 120 provided with the pads 121 can be in contact with the wiring structure 140 disposed on the sub-package 101.
  • the pads 121 of the semiconductor chip 120 may be electrically connected to the wiring patterns 141 of the reordering structure 140.
  • the optical device 110 and the semiconductor chip 120 may be horizontally spaced apart.
  • the optical element 110 and the semiconductor chip 120 may be vertically stacked.
  • the optical element 110 may be disposed such that the top surface 113 thereof is connected to the wiring structure 140, and the semiconductor chip 120 is disposed on the bottom surface of the optical element 110.
  • the semiconductor chip 120 may be disposed such that the upper surface 123 thereof is connected to the wiring structure 140, and the optical device 110 is disposed on the lower surface of the semiconductor chip 120.
  • the molding part 130 may mold the semiconductor chip 120 and the optical element 110.
  • the molding part 130 may surround at least a part of the semiconductor chip 120 and the optical element 110.
  • the molding part 130 may cover the side walls and the bottom surface of the semiconductor chip 120, and may cover the side walls and the bottom surface of the optical element 110.
  • the upper surface of the molding part 130, the upper surface 113 of the optical element 110 and the upper surface 123 of the semiconductor chip 120 may be coplanar.
  • the molding part 130 may be made of an epoxy resin, but is not limited thereto.
  • the re-wiring structure 140 may be disposed on the sub-package 101 and may include a wiring pattern 141 and an insulation pattern 143.
  • the insulating pattern 143 is formed on the upper surface of the sub package 101 and is used for connecting the pad 111 of the optical element 110 and the pad 121 of the semiconductor chip 120 to the wiring pattern 141 It may have an opening.
  • the insulation pattern 143 is made of a passivation material, for example, polyimide.
  • the insulating pattern 143 may be made of epoxy, silicon oxide, silicon nitride, or a combination thereof.
  • the wiring pattern 141 is formed on the insulating pattern 143 and may be connected to the pad 111 of the optical element 110 and the pad 121 of the semiconductor chip 120. At least a part of the wiring pattern 141 extends between the optical element 110 and the semiconductor chip 120 and can electrically connect the optical element 110 and the semiconductor chip 120.
  • the wiring pattern 141 may be formed of a conductive material such as W, Cu, Zr, Ti, Ta, Al, Ru, Pd, Pt, Co, Ni or a combination thereof.
  • the guide structure 200 may serve to support and guide the optical fibers 400.
  • the guide structure 200 is coupled to the semiconductor package 100 and may form one body with the semiconductor package 100.
  • the guide structure 200 may include a guide body 210 and a guide pattern 220 formed on the guide body 210.
  • the guide body 210 may be formed on the semiconductor package 100.
  • the guide body 210 may be provided on the upper surface 113 of the optical element 110 and the upper surface of the semiconductor chip 120 and may cover the reedaround structure 140.
  • the guide body 210 covers and protects the wiring pattern 141.
  • the guide body 210 may be made of an insulating film such as polyimide. In some embodiments, the guide body 210 is comprised of an insulating film and may be formed by a laminating method.
  • the guide body portion 210 may be formed to have a thickness between about 50 micrometers and about 300 micrometers.
  • the guide pattern 220 is provided in the guide body 210 and can provide a space in which the optical fiber 400 can be accommodated. 2, the guide pattern 220 may be configured to guide the optical fibers 400 in a horizontal direction (e.g., in a direction parallel to the top surface 113 of the optical element 110, (In a direction parallel to the upper surface of the package 100)).
  • the guide pattern 220 may have a width W close to the diameter of the optical fiber 400 and the optical fiber 400 received in the guide pattern 220 may have a side wall formed by the guide pattern 220, And can be contact-supported by the bottom wall.
  • the lens unit 300 may be provided to efficiently transmit an optical signal between the optical fiber 400 and the optical device 110.
  • the lens unit 300 is disposed above the optical element 110 and may be disposed in a space provided in the guide body 210.
  • the lens portion 300 may be disposed so as to be in direct contact with the semiconductor package 100.
  • the lens unit 300 may have a convex surface, but is not limited thereto.
  • the lens portion 300 may have a concave surface, or a concave surface and a convex surface may have a combined surface.
  • the optical fiber 400 transmits an optical signal and may include a core 410 and a clad 420 surrounding the core.
  • the optical fiber 400 may supply an optical signal to the optical device 110 or may receive the optical signal generated by the optical device 110.
  • the signal transmission path between the optical fiber 400 and the optical element 110 may be provided with a reflection portion 211 and a lens portion 300.
  • the reflection unit 211 may be provided above the lens unit 300 to change the traveling direction of the optical signal.
  • the reflective portion 211 is provided on the guide body portion 210 and may include a material suitable for light reflection.
  • the optical fiber 400 is guided by the guide pattern 220 and one end of the optical fiber 400 inserted in the guide pattern 220 is positioned in the vicinity of the lens portion 300 .
  • the optical signal emitted from one end of the optical fiber 400 may be reflected by the reflection portion 211 provided above the lens portion 300 and transmitted to the optical element 110 through the lens portion 300.
  • the optical signal generated by the optical element 110 may be transmitted to the optical fiber 400 through the lens unit 300 and the reflection unit 211.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line IV-IV 'in Fig.
  • the shielding layer 240 may be interposed between the surface of the guide structure 200 provided by the reinforcing layer 230 and the guide pattern 220.
  • the shielding layer 240 shields the optical fibers 400 inserted in the guide pattern 220 from electromagnetic waves by blocking electromagnetic waves.
  • FIG. 5 is a view showing the V region of FIG. 1.
  • the optical module 10 may include a lens protective layer 310 covering and protecting the lens portion 300.
  • the lens protective layer 310 may be formed of a transparent material.
  • the lens protective layer 310 may be formed of at least one selected from the group consisting of ITO (indium tin oxide), IZO (indium zinc oxide), IZTO (indium zinc tin oxide), IAZO (indium aluminum zinc oxide), IGZO gallium tin oxide, aluminum zinc oxide (AZO), antimony tin oxide (ATO), gallium zinc oxide (GZO), or combinations thereof.
  • the lens protective layer 310 may be formed by a sputtering process.
  • the penetrating electrode structure 160 may include a frame 161, and a through wiring 163 provided in a through hole of the frame 161.
  • the upper part of the molding part 130 is connected to the wiring pattern 141 and the lower part of the through wiring 163 is connected to the external connection terminal 150 Can be connected.
  • the lower insulating pattern 183 may have a structure in which a plurality of insulating films are stacked, and may include, for example, a first lower insulating pattern 183a and a second lower insulating pattern 183b sequentially stacked .
  • the lower wiring pattern 181 may be electrically connected to the through wiring 163 of the penetrating electrode structure 160.
  • the lower wiring pattern 181 may have a multilayer structure and may include a first lower wiring pattern 181a connected to the through wiring 163 through an opening of the first lower insulating pattern 183a, And a second lower wiring pattern 181b connected to the first lower wiring pattern 181a through an opening of the insulating pattern 183b.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view showing an optical module 10c according to some embodiments of the technical idea of the present invention.
  • the optical module 10c shown in FIG. 9 may have substantially the same configuration as the optical module 10 shown in FIGS. 1 to 3, except that it further includes a heat sink 170.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view showing an optical module 10c according to some embodiments of the technical idea of the present invention.
  • the optical module 10c shown in FIG. 9 may have substantially the same configuration as the optical module 10 shown in FIGS. 1 to 3, except that it further includes a heat sink 170.
  • the molding unit 130 may be formed to expose the bottom surface of the optical element 110 and the bottom surface of the semiconductor chip 120 and the heat sink 170 may be formed on the bottom surface of the optical element 110, And the lower surface of the semiconductor chip 120.
  • the molding part 130 may be formed to cover the lower surface of the optical element 110 and the lower surface of the semiconductor chip 120, and the heat sink 170 may be formed to cover the optical element 110 and semiconductor Or may be in contact with the molding part 130 covering the chip 120.
  • 10 is a sectional view showing an optical module 10d according to some embodiments of the technical idea of the present invention.
  • 11 is a view showing the guide pattern 220a of FIG. 10 in more detail.
  • the guide pattern 220a may be formed by vertically orienting the optical fibers 400 (e.g., in a direction perpendicular to the top surface 113 of the optical element 110 or a direction perpendicular to the top surface of the semiconductor package 100) A guide hole extending in the vertical direction may be included.
  • the optical fibers 400 may be inserted perpendicularly to the guide pattern 220a and the optical fibers 400 may be vertically aligned with the optical elements 110.
  • the optical fiber 400 can transmit / receive an optical signal to / from the optical device 110 without means for reflecting the optical signal, for example, a prism or a mirror, so that the loss of the optical signal can be reduced.
  • FIG. 12 is a view for explaining a guide structure 200b according to some embodiments of the technical idea of the present invention.
  • the holder 260 is shown to guide and support the optical fiber 400 in the vertical direction, but unlike the one shown in FIG. 12, the holder 260 is arranged in the horizontal direction shown in FIGS. 1 to 3
  • the optical fiber 400 can be guided and supported in the horizontal direction by being inserted into a guide pattern of an elongated guide groove shape (220 in Fig. 1).
  • the holder 260 may comprise a metallic material or a plastic material. Also, in some embodiments, a stiffening layer (see 230 in FIG. 4) and / or a shielding layer (see 240 in FIG. 4) described above with reference to FIG. 4 may be formed on the surface of the holder 260.
  • an optical module including the holder 260
  • a step of disposing a holder 260 on the semiconductor package 100, a guide structure 200b covering the holder 260, And a grinding step of removing a portion of the guide structure 200b and a portion of the holder 260 until the space 263 of the holder 260 is exposed can be sequentially performed.
  • the guide structure 200c can fix the optical fiber 400.
  • at least a portion of the optical fibers 400 may be inserted and fixed in the guide structure 200c. That is, the optical fiber 400 is guided by the guide pattern 220c, and a part of the optical fiber 400 can be inserted and fixed to the fixing portion 229 of the guide structure 200c.
  • the guide structure 200c may be referred to as a ferrule or an optical engine.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Optical Couplings Of Light Guides (AREA)

Abstract

본 발명의 기술적 사상은 광 소자, 반도체 칩, 및 상기 광 소자와 상기 반도체 칩을 전기적으로 연결하는 배선 패턴을 포함하는 반도체 패키지, 및 상기 광 소자의 패드가 마련된 상기 광 소자의 제1 면 상에 마련되고, 상기 광 소자와 광 신호를 송수신하도록 구성된 광 섬유를 안내하는 가이드 패턴을 포함하는 가이드 구조체를 포함하는 광 모듈을 제공한다.

Description

광 모듈
본 발명의 기술적 사상은 광 모듈에 관한 것이다.
최근 기기 내 또는 기기 간에 고화질, 3D 영상 콘텐츠와 같은 대용량 데이터 고속 전송 기술이 대두되고 있다. 일반적으로, 기기 내 또는 기기 간 데이터 전송에 있어, 즉 기기 내에서는 구리 배선 기반의 전기 리드가 사용되고, 기기 간에서는 이를 이용한 케이블이 사용되고 있으나, 구리 배선은 대용량 데이터의 고속 전속에 대한 요구를 충족시키기 못하고 있다. 이를 해결하기 위하여, 최근 광 연결 기술이 연구 개발되고 있다. 광 모듈은 광학적 현상을 이용하여 신호를 전송함으로써 대용량 데이터의 고속 전송이 가능하며, 나아가 노이즈, EMI/EMC, impedance matching, cross talk, 연결 구조의 소형화 등의 기술적 문제를 해소할 수 있다.
본 발명의 기술적 사상이 해결하고자 하는 과제는 광 섬유를 이용하여 데이터를 전송할 수 있는 광 모듈을 제공하는데 있다.
상술한 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 기술적 사상은 광 소자, 반도체 칩, 및 상기 광 소자와 상기 반도체 칩을 전기적으로 연결하는 배선 패턴을 포함하는 반도체 패키지, 및 상기 광 소자의 패드가 마련된 상기 광 소자의 제1 면 상에 마련되고, 상기 광 소자와 광 신호를 송수신하도록 구성된 광 섬유를 안내하는 가이드 패턴을 포함하는 가이드 구조체를 포함하는 광 모듈을 제공한다.
예시적인 실시예들에서, 상기 가이드 패턴은 상기 광 섬유를 수용하는 가이드 홈(guide groove)을 포함하고, 상기 가이드 홈은 상기 광 소자의 상기 제1 면과 평행한 제1 방향으로 연장되어 상기 광 섬유를 상기 제1 방향으로 안내하는 것을 특징으로 한다.
예시적인 실시예들에서, 상기 가이드 패턴은 상기 광 섬유를 수용하는 가이드 홀(guide hole)을 포함하고, 상기 가이드 홀은 상기 광 소자의 상기 제1 면과 수직한 제2 방향으로 연장되어 상기 광 섬유를 상기 제2 방향으로 안내하는 것을 특징으로 한다.
예시적인 실시예들에서, 상기 가이드 패턴은 상기 광 섬유의 일단을 접촉 지지하도록 구성된 단차부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
예시적인 실시예들에서, 상기 가이드 구조체는, 상기 가이드 패턴에 수용된 광 섬유에 접하도록, 상기 가이드 구조체의 표면 상에 마련된 보강층과, 상기 보강층과 상기 가이드 구조체의 표면 사이에 마련된 차폐층을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
예시적인 실시예들에서, 상기 광 소자의 상방에 마련된 렌즈층과, 상기 렌즈층을 덮고, 투명한 물질을 포함하는 렌즈 보호층을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
예시적인 실시예들에서, 상기 반도체 패키지는, 상기 반도체 칩 및 상기 광 소자를 몰딩하는 몰딩부와, 상기 몰딩부 내에 마련된 프레임 및 상기 프레임을 수직으로 관통하여 상기 배선 패턴에 연결된 관통 배선을 포함하는 관통 전극 구조를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
예시적인 실시예들에서, 상기 반도체 패키지는 상기 광 소자 및 상기 반도체 칩에 접하는 히트 싱크를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
예시적인 실시예들에서, 상기 가이드 구조체는 상기 가이드 패턴 내에 삽입되고 상기 광 섬유를 지지하도록 구성된 홀더를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
예시적인 실시예들에서, 상기 홀더는 상기 광 섬유의 일단을 접촉 지지하도록 내측벽 상에 마련된 스타퍼를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 기술적 사상에 따른 광 모듈은 광 소자가 패키징된 반도체 패키지 및 상기 반도체 패키지 상에 배치된 가이드 구조체를 포함하며, 가이드 구조체를 이용하여 광 섬유를 안정적으로 지지 및 안내할 수 있다.
도 1은 본 발명의 기술적 사상의 일부 실시예들에 따른 광 모듈을 나타내는 단면도이다.
도 2는 및 도 3은 도 1에 도시된 광 섬유와 광 소자 사이에 광 신호가 전송되는 모습을 개략적으로 보여주는 도면들이다.
도 4는 도 2의 Ⅳ-Ⅳ'선에 따른 단면도이다.
도 5는 도 1의 Ⅴ 영역을 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 기술적 사상의 일부 실시예들에 따른 광 모듈을 나타내는 단면도이다.
도 7은 본 발명의 기술적 사상의 일부 실시예들에 따른 광 모듈이 기판에 실장된 상태를 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 기술적 사상의 일부 실시예들에 따른 광 모듈을 나타내는 단면도이다.
도 9는 본 발명의 기술적 사상의 일부 실시예들에 따른 광 모듈을 나타내는 단면도이다.
도 10은 본 발명의 기술적 사상의 일부 실시예들에 따른 광 모듈을 나타내는 단면도이다.
도 11은 도 10의 가이드 패턴을 좀 더 상세히 보여주는 도면이다.
도 12는 본 발명의 기술적 사상의 일부 실시예들에 따른 가이드 구조체를 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 본 발명의 기술적 사상의 일부 실시예들에 따른 광 모듈을 나타내는 단면도이다.
도 14는 도 13에 도시된 가이드 구조체를 반도체 패키지에 체결하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명에 따른 광 모듈은 광 소자, 반도체 칩, 및 상기 광 소자와 상기 반도체 칩을 전기적으로 연결하는 배선 패턴을 포함하는 반도체 패키지, 및 상기 광 소자의 패드가 마련된 상기 광 소자의 제1 면 상에 마련되고, 상기 광 소자와 광 신호를 송수신하도록 구성된 광 섬유를 안내하는 가이드 패턴을 포함하는 가이드 구조체를 포함한다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명 개념의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명 개념의 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명 개념의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들로 인해 한정되어지는 것으로 해석되어져서는 안 된다. 본 발명 개념의 실시예들은 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명 개념을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것으로 해석되는 것이 바람직하다. 동일한 부호는 시종 동일한 요소를 의미한다. 나아가, 도면에서의 다양한 요소와 영역은 개략적으로 그려진 것이다. 따라서, 본 발명 개념은 첨부한 도면에 그려진 상대적인 크기나 간격에 의해 제한되어지지 않는다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는 데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명 개념의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성 요소는 제 2 구성 요소로 명명될 수 있고, 반대로 제 2 구성 요소는 제 1 구성 요소로 명명될 수 있다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명 개념을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함한다" 또는 "갖는다" 등의 표현은 명세서에 기재된 특징, 개수, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 개수, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
달리 정의되지 않는 한, 여기에 사용되는 모든 용어들은 기술 용어와 과학 용어를 포함하여 본 발명 개념이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 공통적으로 이해하고 있는 바와 동일한 의미를 지닌다. 또한, 통상적으로 사용되는, 사전에 정의된 바와 같은 용어들은 관련되는 기술의 맥락에서 이들이 의미하는 바와 일관되는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 여기에 명시적으로 정의하지 않는 한 과도하게 형식적인 의미로 해석되어서는 아니 될 것임은 이해될 것이다.
도 1은 본 발명의 기술적 사상의 일부 실시예들에 따른 광 모듈(10)을 나타내는 단면도이다. 도 2는 및 도 3은 도 1에 도시된 광 섬유(400)와 광 소자(110) 사이에 광 신호가 전송되는 모습을 개략적으로 보여주는 도면들이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 광 모듈(10)은 반도체 패키지(100), 가이드 구조체(200), 렌즈부(300), 광 섬유(optical fiber, 400)를 포함할 수 있다.
반도체 패키지(100)는 서브 패키지(101), 서브 패키지(101) 상의 재배선 구조체(140), 및 외부 장치와의 전기적 연결을 위한 외부 연결 단자(150)를 포함하며, 서브 패키지(101)는 광 소자(110), 반도체 칩(120), 및 몰딩부(130)를 포함할 수 있다. 상기 반도체 패키지(100)는, 예컨대 팬-아웃(fan-out) 타입의 반도체 패키지(100)일 수 있다. 일부 실시예들에서, 반도체 패키지(100)는 광 소자(110), 반도체 칩(120)과 함께, 신호 처리 등의 기능을 수행하는 다양한 회로 소자들, 수동 소자 등이 패키징된 시스템 인 패키지(system in package) 구조를 가질 수 있다.
광 소자(110)는 광 신호를 수신하고 수신된 광 신호에 대응하는 전기적 신호를 생성하거나, 또는 전기적 신호를 수신하고 수신된 전기적 신호에 대응하는 광 신호를 생성할 수 있다. 예를 들어 광 소자(110)가 수신된 광 신호에 대응하는 전기적 신호를 생성하도록 구성된 수광 소자인 경우, 광 소자(110)는 포토 다이오드를 포함할 수 있다. 예를 들어 광 소자(110)가 수신된 전기적 신호에 대응하는 광 신호를 생성하도록 구성된 발광 소자인 경우, 광 소자(110)는 발광 다이오드 및 빅셀(vertical cavity surface emitting laser, VCSEL) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
광 소자(110)는 적어도 하나의 패드(111)를 구비할 수 있다. 패드(111)가 마련된 광 소자(110)의 상면(113)은 서브 패키지(101) 상에 배치된 재배선 구조체(140)와 접할 수 있다. 광 소자(110)의 패드(111)는 재배선 구조체(140)의 배선 패턴(141)과 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 광 소자(110)의 상면(113)에는 광 센서 어레이부가 마련될 수 있다.
반도체 칩(120)은 광 소자(110)의 구동에 필요한 신호를 생성하거나, 광 소자(110)로부터 생성된 전기적 신호를 수신할 수 있다. 광 소자(110)가 수광 소자로 구성된 경우, 반도체 칩(120)은 광 소자(110)에서 생성된 전기적 신호를 수신하도록 구성되고, 상기 수신된 전기적 신호를 처리하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 반도체 칩(120)은 광 소자(110)로부터 제공된 전기적 신호를 증폭시키는 증폭 회로를 포함할 수 있다. 또한, 광 소자(110)가 발광 소자로 구성된 경우, 반도체 칩(120)은 광 소자(110)를 구동시키기 위한 전기적 신호를 광 소자(110)에 제공하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 반도체 칩(120)은 광 소자(110)에 전기적 신호를 제공하는 드라이버 회로를 포함할 수 있다.
반도체 칩(120)은 적어도 하나의 패드(121)를 구비할 수 있다. 패드(121)가 마련된 반도체 칩(120)의 상면(123)은 서브 패키지(101) 상에 배치된 재배선 구조체(140)와 접할 수 있다. 반도체 칩(120)의 패드(121)는 재배선 구조체(140)의 배선 패턴(141)에 전기적으로 연결될 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 광 소자(110) 및 반도체 칩(120)은 수평으로 이격되어 배치될 수 있다. 다만, 도 1에 도시된 것과 다르게, 광 소자(110) 및 반도체 칩(120)은 수직으로 적층될 수 있다. 예를 들어, 광 소자(110)는 그 상면(113)이 재배선 구조체(140)와 접속되도록 배치되고, 반도체 칩(120)은 광 소자(110)의 하면 상에 배치될 수 있다. 또는, 반도체 칩(120)은 그 상면(123)이 재배선 구조체(140)와 접속되도록 배치되고, 광 소자(110)는 반도체 칩(120)의 하면 상에 배치될 수 있다.
몰딩부(130)는 반도체 칩(120) 및 광 소자(110)를 몰딩할 수 있다. 몰딩부(130)는 반도체 칩(120) 및 광 소자(110)의 적어도 일부를 둘러쌀 수 있다. 예컨대, 몰딩부(130)는 반도체 칩(120)의 측벽 및 하면을 덮고, 광 소자(110)의 측벽 및 하면을 덮을 수 있다. 몰딩부(130)의 상면, 광 소자(110)의 상면(113), 및 반도체 칩(120)의 상면(123)은 동일 평면(coplanar)에 있을 수 있다. 예를 들어, 몰딩부(130)는 에폭시 수지로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
재배선 구조체(140)는 서브 패키지(101) 상에 배치될 수 있으며, 배선 패턴(141) 및 절연 패턴(143)을 포함할 수 있다.
절연 패턴(143)은 서브 패키지(101)의 상면 상에 형성되는 것으로, 광 소자(110)의 패드(111) 및 반도체 칩(120)의 패드(121)를 배선 패턴(141)과 연결시키기 위한 개구부를 가질 수 있다. 예를 들어, 절연 패턴(143)은 패시베이션(passivation) 물질, 예를 들면 폴리이미드로 이루어질 있다. 또는, 절연 패턴(143)은 에폭시, 실리콘 산화물, 실리콘 질화물, 또는 이들의 조합으로 이루어질 수 있다.
배선 패턴(141)은 절연 패턴(143) 상에 형성되며, 광 소자(110)의 패드(111) 및 반도체 칩(120)의 패드(121)와 연결될 수 있다. 배선 패턴(141)의 적어도 일부는 광 소자(110)와 반도체 칩(120) 사이에서 연장되며, 광 소자(110)와 반도체 칩(120)을 전기적으로 연결할 수 있다. 배선 패턴(141)은 도전성 물질, 예를 들면 W, Cu, Zr, Ti, Ta, Al, Ru, Pd, Pt, Co, Ni, 또는 이들의 조합으로 이루어질 수 있다.
가이드 구조체(200)는 광 섬유(400)를 지지하고 안내하는 역할을 수행할 수 있다. 가이드 구조체(200)는 반도체 패키지(100)에 결합되며, 반도체 패키지(100)와 일체(one body)를 형성할 수 있다. 가이드 구조체(200)는 가이드 몸체부(210) 및 상기 가이드 몸체부(210)에 형성된 가이드 패턴(220)을 구비할 수 있다.
가이드 몸체부(210)는 반도체 패키지(100) 상에 형성될 수 있다. 가이드 몸체부(210)는 광 소자(110)의 상면(113) 및 반도체 칩(120)의 상면 상에 마련되고, 재배선 구조체(140)를 덮을 수 있다. 예를 들어, 가이드 몸체부(210)는 배선 패턴(141)을 덮어 보호할 수 있다.
가이드 몸체부(210)는 폴리이미드와 같은 절연막으로 이루어질 수 있다. 일부 실시예들에서, 가이드 몸체부(210)는 절연 필름으로 구성되며, 라미네이팅 방법에 의하여 형성될 수 있다.
또는, 가이드 몸체부(210)는 에폭시 수지로 이루어질 수 있고, 몰딩 공정에 의해 형성될 수도 있다.
일부 실시예들에서, 가이드 몸체부(210)는 약 50 마이크로미터 내지 약 300 마이크로미터 사이의 두께를 가지도록 형성될 수 있다.
가이드 패턴(220)은 가이드 몸체부(210)에 제공된 것으로서, 광 섬유(400)가 수용될 수 있는 공간을 제공할 수 있다. 예시적인 실시예들에서, 도 2에 도시된 것과 같이, 가이드 패턴(220)은 광 섬유(400)를 수평 방향(예를 들어, 광 소자(110)의 상면(113)에 평행한 방향 또는 반도체 패키지(100)의 상면에 평행한 방향)으로 안내하도록 상기 수평 방향으로 연장된 가이드 홈(guide groove)을 포함할 수 있다.
이 때, 가이드 패턴(220)은 광 섬유(400)의 직경에 근접한 폭(W)을 가질 수 있으며, 가이드 패턴(220)에 수용된 광 섬유(400)는 가이드 패턴(220)에 의해 형성된 측벽 및 바닥벽에 의해 접촉 지지될 수 있다.
이러한 가이드 패턴(220)은 가이드 몸체부(210)에 대한 패터닝 공정을 통해 형성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 가이드 구조체(200)를 형성하기 위하여, 라미미네이팅 방법에 의해 재배선 구조체(140)를 덮는 감광성 드라이 필름을 형성한 후, 노광 및 현상 공정을 통해 상기 감광성 드라이 필름의 일부를 제거할 수 있다.
렌즈부(300)는 광 섬유(400)와 광 소자(110) 사이에서 광 신호를 효율적으로 전달하기 위하여 구비될 수 있다. 렌즈부(300)는 광 소자(110)의 상방에 배치되며, 가이드 몸체부(210) 내에 마련된 공간 내에 배치될 수 있다. 또는, 렌즈부(300)는 반도체 패키지(100)에 직접 접하도록 배치될 수도 있다. 도 1에 도시된 바와 같이 렌즈부(300)는 볼록한 표면을 가질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 렌즈부(300)는 오목한 표면을 가지거나, 또는 오목한 표면과 볼록한 표면이 조합된 표면을 가질 수도 있다.
광 섬유(400)는 광 신호를 전달하며, 코어(410) 및 상기 코어를 감싸는 클래드(420)를 포함할 수 있다. 광 섬유(400)는 광 소자(110)로 광 신호를 공급하거나, 광 소자(110)에서 생성된 광 신호를 수신할 수 있다. 광 섬유(400)와 광 소자(110) 간의 신호 전송 경로에는 반사부(211) 및 렌즈부(300)가 제공될 수 있다. 이 때, 상기 반사부(211)는 렌즈부(300)의 상방에 마련되어 광 신호의 진행 방향을 변경하도록 구성될 수 있다. 반사부(211)는 가이드 몸체부(210) 상에 마련되며, 광 반사에 적합한 물질을 포함할 수 있다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 광 섬유(400)는 가이드 패턴(220)에 안내되며, 가이드 패턴(220)에 삽입된 광 섬유(400)의 일단은 렌즈부(300) 근방에 위치될 수 있다. 광 섬유(400)의 일단에서 방출된 광 신호는 렌즈부(300)의 상방에 마련된 반사부(211)에 반사되고, 렌즈부(300)를 거쳐 광 소자(110)로 전송될 수 있다. 또한, 광 소자(110)에서 생성된 광 신호는 렌즈부(300) 및 반사부(211)를 거쳐 광 섬유(400)로 전송될 수 있다.
도 4는 도 2의 Ⅳ-Ⅳ'선에 따른 단면도이다.
도 4를 참조하면, 가이드 구조체(200)는 가이드 패턴(220)에 의해 제공된 표면 상에 형성된 보강층(230) 및 차폐층(240)을 포함할 수 있다.
보강층(230)은 가이드 패턴(220)에 수용된 광 섬유(400)에 접할 수 있다. 보강층(230)은 가이드 패턴(220)에 의해 제공된 가이드 구조체(200)의 표면 강도를 강화하는 역할을 수행할 수 있다.
일부 실시예들에서, 보강층(230)은 금속 물질 또는 플라스틱 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 보강층(230)은 도금 방법에 의하여 형성될 수 있다. 또한, 일부 실시예들에서, 보강층(230)은 광 섬유(400)를 탄성 지지하기 위한 소정의 탄성을 가지는 물질을 포함할 수도 있다.
차폐층(240)은 보강층(230)과 가이드 패턴(220)에 의해 제공된 가이드 구조체(200)의 표면 사이에 개재될 수 있다. 차폐층(240)은 전자파를 차단함으로써, 가이드 패턴(220)에 삽입된 광 섬유(400)를 전자파로부터 보호할 수 있다.
예를 들어, 차폐층(240)은 구리(Cu), 은(Ag), 백금(Pt), 팔라듐(Pd)을 포함할 수 있다.
도 5는 도 1의 Ⅴ 영역을 나타내는 도면이다.
도 5를 참조하면, 광 모듈(10)은 렌즈부(300)를 덮어 보호하는 렌즈 보호층(310)을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 렌즈 보호층(310)은 투명한 물질로 형성될 수 있다. 예컨대, 렌즈 보호층(310)은 ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), IZTO(indium zinc tin oxide), IAZO(indium aluminum zinc oxide), IGZO(indium gallium zinc oxide), IGTO(indium gallium tin oxide), AZO(aluminum zinc oxide), ATO(antimony tin oxide), GZO(gallium zinc oxide), 또는 이들의 조합으로 이루어질 수 있다. 일부 실시예들에서, 렌즈 보호층(310)은 스퍼터링 공정에 의해 형성될 수 있다.
도 6은 본 발명의 기술적 사상의 일부 실시예들에 따른 광 모듈(10a)을 나타내는 단면도이다. 도 6에 도시된 광 모듈(10a)은 관통 전극 구조(160)를 포함한다는 점을 제외하고는 도 1 내지 도 3에 도시된 광 모듈(10)과 대체로 동일한 구성을 가질 수 있다.
도 6을 참조하면, 반도체 패키지(100)는 관통 전극 구조(160)를 포함할 수 있다. 관통 전극 구조(160)는 몰딩부(130) 내에 마련되며, 재배선 구조체(140)의 배선 패턴(141)과 반도체 패키지(100)의 하면 상에 배치된 외부 연결 단자(150) 간의 전기적 연결 경로를 제공할 수 있다.
예를 들어, 관통 전극 구조(160)는 프레임(161), 프레임(161)의 관통홀 내에 마련된 관통 배선(163)을 포함할 수 있다. 관통 배선(163)은 몰딩부(130) 내에서 수직으로 연장하며, 몰딩부(130)의 상부는 배선 패턴(141)에 연결되고, 관통 배선(163)의 하부는 외부 연결 단자(150)에 연결될 수 있다.
도 7은 본 발명의 기술적 사상의 일부 실시예들에 따른 광 모듈(10a)이 기판(500)에 실장된 상태를 나타내는 도면이다.
도 7을 참조하면, 광 모듈(10a)은 기판(500) 상에 실장될 수 있다. 외부 연결 단자(150)는 광 모듈(10a)과 기판(500) 사이에 개재되며, 반도체 패키지(100)의 관통 전극 구조(160)와 기판(500)의 기판 패드(510)를 전기적으로 연결할 수 있다. 상기 기판(500)은 외부 연결 단자(150), 관통 전극 구조(160) 및 배선 패턴(141)을 통해 광 소자(110) 및/또는 반도체 칩(120)과 전기적 신호를 송수신할 수 있다. 상기 기판(500)은, 예컨대 PCB(Printed Circuit Board), MCPCB(Metal Core PCB), MPCB(Metal PCB), FPCB(Flexible PCB) 등의 회로 기판일 수 있다.
도 8은 본 발명의 기술적 사상의 일부 실시예들에 따른 광 모듈(10b)을 나타내는 단면도이다. 도 8에 도시된 광 모듈(10b)은 하부 재배선 구조체(180)를 더 포함한다는 점을 제외하고는 도 6에 도시된 광 모듈(10a)과 대체로 동일한 구성을 가질 수 있다.
도 8을 참조하면, 반도체 패키지(100a)는 서브 패키지(101)의 하면 상에 형성된 하부 재배선 구조체(180)를 포함할 수 있다. 하부 재배선 구조체(180)는 서브 패키지(101)의 하면 상에 마련된 하부 절연 패턴(183) 및 하부 배선 패턴(181)을 포함할 수 있다. 하부 재배선 구조체(180)의 하부 배선 패턴(181)은 관통 배선(163)을 통해 서브 패키지(101)의 상면 상에 마련된 배선 패턴(141)에 전기적으로 연결될 수 있다. 이 경우, 광 소자(110)와 반도체 칩(120), 그리고 반도체 패키지(100a)에 구비된 다양한 회로 간의 인터커넥션은 하부 재배선 구조체(180)를 이용하여 구현될 수 있다
예를 들어, 하부 절연 패턴(183)은 복수의 절연막이 적층된 구조를 가질 수 있으며, 예를 들어 순차적으로 적층된 제1 하부 절연 패턴(183a) 및 제2 하부 절연 패턴(183b)을 포함할 수 있다. 하부 배선 패턴(181)은 관통 전극 구조(160)의 관통 배선(163)에 전기적으로 연결될 수 있다. 하부 배선 패턴(181)은 다층 구조를 가질 수 있으며, 예를 들어, 제1 하부 절연 패턴(183a)의 개구부를 통해 관통 배선(163)에 접속된 제1 하부 배선 패턴(181a) 및 제2 하부 절연 패턴(183b)의 개구부를 통해 제1 하부 배선 패턴(181a)에 연결된 제2 하부 배선 패턴(181b)을 포함할 수 있다.
도 9는 본 발명의 기술적 사상의 일부 실시예들에 따른 광 모듈(10c)을 나타내는 단면도이다. 도 9에 도시된 광 모듈(10c)은 히트 싱크(170)를 더 포함한다는 점을 제외하고는 도 1 내지 도 3에 도시된 광 모듈(10)과 대체로 동일한 구성을 가질 수 있다.
도 9를 참조하면, 반도체 패키지(100b)는 광 모듈(10c)의 열을 용이하게 방출시키기 위한 히트 싱크(heat sink, 170)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 히트 싱크(170)는 서브 패키지(101)의 하면 상에 마련될 수 있다.
일부 실시예들에서, 몰딩부(130)는 광 소자(110)의 하면 및 반도체 칩(120)의 하면을 노출시키도록 형성될 수 있으며, 히트 싱크(170)는 광 소자(110)의 상기 하면 및 반도체 칩(120)의 상기 하면에 접할 수 있다. 또는, 일부 실시예들에서, 몰딩부(130)는 광 소자(110)의 하면 및 반도체 칩(120)의 하면을 덮도록 형성될 수 있고, 히트 싱크(170)는 광 소자(110) 및 반도체 칩(120)을 덮는 몰딩부(130)에 접할 수도 있다.
도 10은 본 발명의 기술적 사상의 일부 실시예들에 따른 광 모듈(10d)을 나타내는 단면도이다. 도 11은 도 10의 가이드 패턴(220a)을 좀 더 상세히 보여주는 도면이다.
도 10 및 도 11을 참조하면, 가이드 구조체(200a)는 광 섬유(400)의 일단이 광 소자(110)와 마주하도록 광 섬유(400)를 안내할 수 있다. 가이드 패턴(220a)에 안내된 광 섬유(400)는 광 소자(110)의 상면(113)에 수직으로 정렬될 수 있다.
예를 들어, 가이드 패턴(220a)은 광 섬유(400)를 수직 방향(예를 들어, 광 소자(110)의 상면(113)에 수직한 방향 또는 반도체 패키지(100)의 상면에 수직한 방향)으로 안내하도록, 상기 수직 방향으로 연장된 가이드 홀(guide hole)를 포함할 수 있다. 광 섬유(400)는 가이드 패턴(220a)에 수직 방향으로 삽입되며, 광 섬유(400)는 광 소자(110)와 수직으로 정렬될 수 있다. 이 경우, 광 섬유(400)는 광 신호를 반사시키기 위한 수단, 예를 들어 프리즘이나 미러(mirror)없이 광 소자(110)와 광 신호를 송수신할 수 있으므로, 광 신호의 손실을 줄일 수 있다.
좀 더 구체적으로, 가이드 패턴(220a)은 광 섬유(400)가 수용되는 상부 공간(223U) 및 상기 상부 공간(223U)과 연결되고 렌즈부(300)가 마련된 하부 공간(223L)을 포함할 수 있다. 이 때, 상부 공간(223U)은 광 섬유(400)의 직경에 근접한 제1 폭(W1)을 가지도록 형성되며, 하부 공간(223L)은 제1 폭(W1)보다 작은 제2 폭(W2)을 가지도록 형성될 수 있다. 광 섬유(400)의 코어(410)는 상기 하부 공간(223L)으로 노출되며, 하부 공간(223L)으로 노출된 광 섬유(400)의 코어(410)는 상기 하부 공간(223L) 내에 제공된 렌즈부(300)와 마주할 수 있다.
상부 공간(223U)이 하부 공간(223L)보다 큰 폭을 가지므로, 가이드 패턴(220a)은 상부 공간(223U)과 하부 공간(223L)의 사이에 형성된 단차부(stepped portion, 221)를 포함할 수 있다. 단차부(221)는 상부 공간(223U)에 수용된 광 섬유(400)의 일단을 접촉 지지할 수 있는 스타퍼(stopper)로 기능할 수 있다.
도 12는 본 발명의 기술적 사상의 일부 실시예들에 따른 가이드 구조체(200b)를 설명하기 위한 도면이다.
도 12를 참조하면, 가이드 구조체(200b)는 광 섬유(400)를 가이드 패턴(220a)에 삽입되어, 광 섬유(400)를 지지하도록 구성된 홀더(260)를 포함할 수 있다. 홀더(260)는 광 섬유(400)를 수용할 수 있는 공간(263)을 제공하며, 광 섬유(400)를 지지 및 안내할 수 있다.
도 12에 도시된 바와 같이, 홀더(260)는 수직 방향으로 연장된 가이드 홀 형상의 가이드 패턴(220a)에 삽입되어 광 섬유(400)를 수직 방향으로 안내 및 지지할 수 있다. 즉, 홀더(260)는 광 섬유(400)의 일단이 렌즈부(300)와 마주하도록 광 섬유(400)를 수직 방향으로 안내할 수 있고, 광 섬유(400)와 광 소자(도 1의 110)를 수직으로 정렬할 수 있다.
이 때, 홀더(260)는 광 섬유(400)의 일단을 접촉 지지하도록 홀더(260)의 내측벽 상에 마련된 스타퍼(261)를 포함할 수 있다. 광 섬유(400)의 상기 일단으로 노출된 코어(410)는 렌즈부(300)와 마주할 수 있다.
다만, 도 12에서는 홀더(260)가 광 섬유(400)를 수직 방향으로 안내 및 지지하는 것으로 도시되었으나, 도 12에 도시된 것과 다르게 홀더(260)는 도 1 내지 도 3에 도시된 수평 방향으로 연장된 가이드 홈 형상의 가이드 패턴(도 1의 220)에 삽입되어 광 섬유(400)를 수평 방향으로 안내 및 지지할 수도 있다.
홀더(260)는 금속 물질 또는 플라스틱 물질을 포함할 수 있다. 또한, 일부 실시예들에서, 상기 홀더(260)의 표면 상에는 앞서 도 4를 참조하여 설명된 보강층(도 4의 230 참조) 및/또는 차폐층(도 4의 240 참조)이 형성될 수도 있다.
예시적인 실시예들에서, 상기 홀더(260)를 포함하는 광 모듈을 제조하기 위하여, 반도체 패키지(100) 상에 홀더(260)를 배치하는 단계, 상기 홀더(260)를 덮는 가이드 구조체(200b)를 형성하는 단계, 상기 홀더(260)의 공간(263)이 노출될 때까지 상기 가이드 구조체(200b)의 일부 및 상기 홀더(260)를 일부를 제거하는 그라인딩 단계를 순차적으로 수행할 수 있다.
도 13은 본 발명의 기술적 사상의 일부 실시예들에 따른 광 모듈(10e)을 나타내는 단면도이다. 도 14는 도 13에 도시된 가이드 구조체(200c)를 반도체 패키지(100b)에 체결하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 13을 참조하면, 가이드 구조체(200c)는 광 섬유(400)를 고정할 수 있다. 도 13에 도시된 바와 같이, 광 섬유(400)의 적어도 일부는 가이드 구조체(200c)에 삽입되어 고정될 수 있다. 즉, 광 섬유(400)는 가이드 패턴(220c)에 의해 안내되며, 광 섬유(400)의 일부는 가이드 구조체(200c)의 고정부(229)에 삽입되어 고정될 수 있다. 상기 가이드 구조체(200c)는 페룰(ferrule) 또는 옵티컬 엔진(optical engine)으로 지칭될 수도 있다.
도 14에 도시된 바와 같이, 가이드 구조체(200c)는 별도의 모듈로서 제조된 후, 반도체 패키지(100b)에 체결될 수 있다. 일부 실시예들에서, 가이드 구조체(200c)는 표면 실장 기술(surface mounting technology, SMT)를 통하여 반도체 패키지(100b) 상에 실장될 수 있다.
이상에서와 같이 도면과 명세서에서 예시적인 실시예들이 개시되었다. 본 명세서에서 특정한 용어를 사용하여 실시예들을 설명되었으나, 이는 단지 본 개시의 기술적 사상을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 청구범위에 기재된 본 개시의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 개시의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims (10)

  1. 광 소자, 반도체 칩, 및 상기 광 소자와 상기 반도체 칩을 전기적으로 연결하는 배선 패턴을 포함하는 반도체 패키지; 및
    상기 광 소자의 패드가 마련된 상기 광 소자의 제1 면 상에 마련되고, 상기 광 소자와 광 신호를 송수신하도록 구성된 광 섬유를 안내하는 가이드 패턴을 포함하는 가이드 구조체;
    를 포함하는 광 모듈.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 가이드 패턴은 상기 광 섬유를 수용하는 가이드 홈(guide groove)을 포함하고, 상기 가이드 홈은 상기 광 소자의 상기 제1 면과 평행한 제1 방향으로 연장되어 상기 광 섬유를 상기 제1 방향으로 안내하는 것을 특징으로 하는 광 모듈.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 가이드 패턴은 상기 광 섬유를 수용하는 가이드 홀(guide hole)을 포함하고, 상기 가이드 홀은 상기 광 소자의 상기 제1 면과 수직한 제2 방향으로 연장되어 상기 광 섬유를 상기 제2 방향으로 안내하는 것을 특징으로 하는 광 모듈.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 가이드 패턴은 상기 광 섬유의 일단을 접촉 지지하도록 구성된 단차부를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 모듈.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 가이드 구조체는,
    상기 가이드 패턴에 수용된 상기 광 섬유에 접하도록, 상기 가이드 구조체의 표면 상에 마련된 보강층과,
    상기 보강층과 상기 가이드 구조체의 표면 사이에 마련된 차폐층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광 모듈.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 광 소자의 상방에 마련된 렌즈층과,
    상기 렌즈층을 덮고, 투명한 물질을 포함하는 렌즈 보호층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광 모듈.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 반도체 패키지는,
    상기 반도체 칩 및 상기 광 소자를 몰딩하는 몰딩부와,
    상기 몰딩부 내에 마련된 프레임 및 상기 프레임을 수직으로 관통하여 상기 배선 패턴에 연결된 관통 배선을 포함하는 관통 전극 구조를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광 모듈.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 반도체 패키지는 상기 광 소자 및 상기 반도체 칩에 접하는 히트 싱크를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광 모듈.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 가이드 구조체는 상기 가이드 패턴 내에 삽입되고 상기 광 섬유를 지지하도록 구성된 홀더를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광 모듈.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 홀더는 상기 광 섬유의 일단을 접촉 지지하도록 내측벽 상에 마련된 스타퍼를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 모듈.
PCT/KR2018/010272 2017-10-20 2018-09-04 광 모듈 WO2019078485A1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201890001306.0U CN212933054U (zh) 2017-10-20 2018-09-04 光模块

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20170136850 2017-10-20
KR10-2017-0136850 2017-10-20
KR10-2018-0080688 2018-07-11
KR1020180080688A KR102054375B1 (ko) 2017-10-20 2018-07-11 광 모듈

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2019078485A1 true WO2019078485A1 (ko) 2019-04-25

Family

ID=66174570

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2018/010272 WO2019078485A1 (ko) 2017-10-20 2018-09-04 광 모듈

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2019078485A1 (ko)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007057976A (ja) * 2005-08-25 2007-03-08 Nec Electronics Corp 光モジュール
JP2008015348A (ja) * 2006-07-07 2008-01-24 Seiko Epson Corp 光モジュール用パッケージおよび光モジュール
JP2012163649A (ja) * 2011-02-04 2012-08-30 Hitachi Cable Ltd 光モジュール
US20140072311A1 (en) * 2010-09-12 2014-03-13 Wojciech Piotr Giziewicz Optoelectronic component
US20140270632A1 (en) * 2013-03-12 2014-09-18 Samsung Electronics Co., Ltd. Integrated circuit device packages including optical elements

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007057976A (ja) * 2005-08-25 2007-03-08 Nec Electronics Corp 光モジュール
JP2008015348A (ja) * 2006-07-07 2008-01-24 Seiko Epson Corp 光モジュール用パッケージおよび光モジュール
US20140072311A1 (en) * 2010-09-12 2014-03-13 Wojciech Piotr Giziewicz Optoelectronic component
JP2012163649A (ja) * 2011-02-04 2012-08-30 Hitachi Cable Ltd 光モジュール
US20140270632A1 (en) * 2013-03-12 2014-09-18 Samsung Electronics Co., Ltd. Integrated circuit device packages including optical elements

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7905663B2 (en) Electronic apparatus and photoelectric conversion module
US7620272B2 (en) Photoelectric composite module and optical input/output device
US20090180733A1 (en) System package using flexible optical and electrical wiring and signal processing method thereof
EP2085802B1 (en) Optical-electrical transmission connector, optical-electrical transmission device and electronic device
US5061033A (en) Removable optical interconnect for electronic modules
EP2350845B1 (en) Variably configurable computer buses
JPH04254807A (ja) 光組立体
WO2021022749A1 (zh) 一种光模块
WO2020116731A1 (ko) 커넥터 플러그 및 이를 이용한 액티브 광 케이블 조립체
US7949211B1 (en) Modular active board subassemblies and printed wiring boards comprising the same
WO2013122358A1 (ko) 렌즈를 갖는 발광 모듈
WO2013081390A1 (ko) 광전 배선 모듈
CN212933054U (zh) 光模块
WO2020231171A1 (ko) 커넥터 플러그 및 이를 이용한 액티브 광 케이블 조립체
JP2011146259A (ja) 基板付光電気複合ケーブル
WO2019078485A1 (ko) 광 모듈
US7128472B2 (en) Method and apparatus for providing optoelectronic communication with an electronic device
KR102151160B1 (ko) 광 모듈
CN217693343U (zh) 一种光模块
JP2010067864A (ja) 光アクティブコネクタ
WO2022193733A1 (zh) 一种光模块
US6659656B2 (en) Packaging architecture for a multiple array transceiver using a winged flexible cable for optimal wiring
WO2021221375A1 (ko) 안테나 패키지 및 이를 포함하는 화상 표시 장치
JP2008145931A (ja) 光電気複合配線
US20010022370A1 (en) Transducer module with an optical semiconductor, and method for producing a transducer module

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 18868320

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 18868320

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1