KR20180116978A - 수동 광정렬 패키징된 광전모듈 및 그 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 광전모듈에 결합되는 광섬유 홀더를 포함하는 광전모듈에 관한 것으로, 광기 광섬유 홀더는 상기 광섬유 홀더의 상면에 길이방향으로 형성되어 있는 하나 이상의 광섬유 장착홈, 상기 광섬유 홀더의 일 부분에 형성되어 있는 적어도 하나의 정렬마크, 상기 광섬유 홀더의 일 부분에 형성되어 있는 적어도 하나의 광섬유 홀더 정렬홈, 상기 광섬유 장착홈에 결합되어 있고 45도 종단면을 포함하는 광섬유를 포함하고; 상기 광섬유 홀더가 결합되는 보드부; 상기 보드부는 정렬홈부, 광 능동소자, 전자 능동소자, 전자 수동조사를 포함하고; 상기 정렬홈부는 상기 광섬유 홀더 정렬홈과 대응되고, 상기 정렬홈부와 상기 광섬유 홀더 정렬홈은 정렬핀에 의해서 결합되어져서, 상기 45도 종단면이 상기 광 능동소자의 출력부 및 또는 입력부에 광학적으로 커플링되는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 광모듈을 패키징하는 방법 및 그 방법을 이용하여 패키징된 광모듈에 관한 것이다. 자세하게는 광모듈을 패키징함에 있어서, 모든 정렬을 수동정렬 방식을 통하여 정렬한 완전 수동정렬 패키징된 광모듈에 관한 것이다.
전 세계적으로 스마트 전자기기의 신제품 출시와 더불어 초고속화 데이터 전송 및 고화질 영상신호가 가능할 수 있도록 고객의 편리성과 고속 데이터 전송 욕구를 충족시켜주기 위해 인터페이스 개발이 증가되고 있으며, 그에 맞는 기술력이 요구되고 있다. 이에 10Gbps 대의 고속 데이터 전송이 가능하고, 전송 거리 10m 이상 연결이 가능한 기술이 필요하다.
통상 고속의 광전송을 하기 위해서는 전기신호를 광신호로 변경해주는 광송수신기가 별도로 필요하고, 그 사이를 광섬유를 포함하는 광케이블로 연결해주는 것이 일반적인 기술이다.
그러나, 광송수신기를 이용하는 경우에는 별도의 공간을 필요로 하는 단점이 있고, 일반적으로 많이 사용하는 케이블 규격을 맞출 수 없는 단점이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위해서, 전기신호를 광신호로, 광신호를 전기신호로 변경할 수 있는 초소형 광송수신기를 포함하는 능동광케이블 광전모듈 등이 이슈화되고 있다.
능동광케이블형 광전모듈, 어레이형 광연결용 광전모듈, 광USB, 광HDMI, 광DVI, 광Display-port 등의 광전모듈에서는, 경우에 따라 다소 차이가 있지만, 대략적으로 싱글모드인 경우는 광섬유와 광원/광검출기 사이의 정렬 정밀도를 ±1㎛ 이하를 요구하고, 멀티모드인 경우는 ±5㎛ 정도의 정렬 정밀도를 요구하고 있다.
이렇게 매우 정밀한 구조의 광결합 장치를 제작하기 위해서 종래의 기술에서는 고정밀의 스테이지와 외부 전원을 이용하는 능동정렬 방식으로 광섬유와 광원/광검출기를 광결합시키고 고정시켰다. 이 능동정렬 방식은 광원/광검출기가 동작 상태를 유지하게 한 상태에서 광섬유를 X-Y-Z축뿐만 아니라 회전축까지 정밀 조절하면서, 최대 광결합이 이루어지는 위치를 찾기 때문에 작업 시간 및 공정 장비, 공정 비용 등이 많이 든다.
능동정렬 조립방식에 의한 종래의 양방향 광 송수신기는 측면 발광 레이저(Edge Emitting Laser)가 사용되므로 고온에서 성능 저하가 극심하고, 모니터 포토다이오드를 사용한 피드백 제어가 요구되며 재료비가 비쌀 뿐만 아니라 타원형 빔을 원형으로 만들기 위해 렌즈 광학계의 구조가 복잡해지는 문제점이 있다. 또한 종래의 양방향 광 송수신기에서는 통신 채널의 한쪽에 수직 발광 다이오드(Vertical Cavity Surface Emitting Lasers : VCSEL)를 사용하였더라도 반대쪽에는 Non-VCSEL을 사용하므로써 VCSEL의 장점을 극대화시키지 못할 뿐만 아니라 능동 정렬 공정이 5분 이상 소요되므로 시장에서 대량 수요가 있더라도 이를 충족시킬 수가 없었다. 그리고 TO 캔을 광 모듈의 하우징에 고정시키기 위하여 접착제를 사용하는 경우, 모듈의 온도가 변하게 되면 접착제와 주변 금속과의 온도 팽창 계수 차이로 인하여 TO 캔이 미세하게 이동하여 이에 따라 초점이 이동하므로 접착제를 사용하는 대신 레이저로 국부 용접을 하는 공정이 필수적이기 때문에 대량 생산하기에 부적합하고 고가의 조립 설비를 필요로 하는 문제점이 있다.
이에 반해 픽엔 플레이스 (pick and place) 방식의 수동정렬 조립은 광원/광검출기를 동작시킬 별도의 장치가 필요하지 않으며, 단순히 각 부품을 제 위치에 가져다가 놓은 방식을 취하기 때문에 공정 시간, 장비, 비용 등이 적게 든다. 이 수동정렬 방식에서의 가장 큰 걸림돌은 고정밀의 구조물을 가지는 광전모듈을 패키징하는 것이다.
다른 한편, 능동광케이블형 광전모듈, 어레이형 광연결용 광전모듈, 광USB, 광HDMI, 광DVI, 광Display-port 등의 두께가 얇은 광전모듈을 구성을 하기 위해서는 도 1과 같이 광섬유의 종단을 45도로 구성하여, 광능동소자에 커플링을 시켜야 한다. (도 1) 하지만 광섬유를 45도를 갖도록 구성하는 것은 연마를 하는 과정이 필요해서, 공수가 많이 들어가는 문제가 있고, 복수의 광섬유를 이용하는 경우에는 각각을 연마해서, 길이를 맞추는 것이 어려운 문제가 있어서, 복수의 광섬유를 이용하는 광전모듈에는 적용이 어렵다.
이런 문제를 해결하기 위해서는 도 2에 개시된 것과 같은 45도 미러블럭(1)을 중간에 포함시켜서 구성을 하고, 렌즈(2)를 이용하는 구조가 제시되었다. 이러한 구조는 미러블럭(1)과 렌즈(2)를 파지하기 위한 별도의 홀더를 구성해야 하기 때문에 두께가 두꺼워지고, 광학계를 이용하기 때문에 공차 등의 문제가 발생한다.
본 발명의 과제는 상기 문제점들을 해결하기 위한 것으로, 수동 광정렬 패키징이 가능한 45도 절단면을 가지는 광섬유를 포함하는 광섬유 홀더를 제공하는데 있다. 또한 상기 광섬유 홀더를 이용하여 수동 광정렬 패키징된 광모듈을 그 제조방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 과제를 해결하기 위한 수단으로 광전모듈에 결합되는 광섬유 홀더의 일 실시예는 상기 광섬유 홀더의 상면에 길이방향으로 형성되어 있는 하나 이상의 광섬유 장착홈; 상기 광섬유 홀더의 일 부분에 형성되어 있는 적어도 하나의 정렬마크; 상기 광섬유 홀더의 상기 정렬마크, 상기 광섬유 장착홈과 다른 소정의 부분에 적어도 하나의 광섬유 홀더 정렬홈. 상기 광섬유 장착홈에 결합되어 있는 광섬유; 상기 광섬유의 종단에 45도의 종단면을 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 있어서, 상기 광섬유의 종단과 상기 정렬마크와의 거리는 소정의 거리만큼 이격되어 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 과제를 해결하기 위한 수단으로 소정의 각도를 갖는 광섬유의 종단 형성장치는 적어도 하나의 광섬유를 위치시킬 수 있는 광섬유 장착홈; 상기 광섬유 장착홈을 포함하는 광섬유 홀더; 상기 광섬유 홀더가 위치하는 지지부; 상기 적어도 하나의 광섬유는 상기 광섬유 홀더보다 더 길어서, 상기 광섬유 홀더의 일측으로 돌출되어 있고; 상기 돌출되어 있는 광섬유를 소정의 거리만큼 이격하고 회전하여 절삭하고, 제1각도를 갖는 절삭날을 포함하는 절삭부; 상기 광섬유 장착홈은 상기 광섬유 홀더의 상면에 길이방향으로 형성되어 있으며, 상기 광섬유 홀더의 상면을 바닥으로 하게 하여, 상기 지지부의 상면에 위치시킨 후, 상기 절삭부가 소정의 거리만큼 이격하여 상기 적어도 하나의 광섬유를 절삭을 통해서, 상기 광섬유의 종단을 상기 소정의 각도를 갖도록 하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 있어서, 상기 광섬유 홀더는 정렬마크를 더 포함하고, 상기 광섬유 홀더를 지지부에 위치시킨 후, 상기 정렬마크를 센싱장치를 이용하여 확인하여, 상기 정렬마크에서 상기 소정의 거리만큼 상기 절삭부를 이동하여, 상기 적어도 하나의 광섬유를 절삭하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 있어서, 상기 광섬유 홀더를 상기 지지부의 상면에 위치시킨 후, 상기 돌출되어 있는 광섬유의 적어도 일부를 고정시키는 고정부재를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1각도는 거의 90도이고, 상기 소정의 각도는 거의 45도인것을 특징으로 한다.
본 발명의 과제를 해결하기 위한 수단으로 소정의 각도를 갖는 광섬유의 종단 형성방법은 적어도 하나의 광섬유를 위치시키실 수 있는 광섬유 장착홈을 상면에 포함하고 있는 광섬유 홀더에 상기 적어도 하나의 광섬유를 상기 광섬유 홀더의 일면으로 돌출되게 위치시키는 단계; 상기 위치시킨 광섬유를 고정시키는 단계; 상기 광섬유 홀더를 뒤집어서 지지부에 위치시키는 단계; 상기 돌출되어 있는 광섬유를 제1각도의 종단을 가지는 절삭날을 포함하는 절삭부를 이용하여 절삭하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 있어서, 상기 광섬유 홀더를 뒤집어서 지지부에 위치시키는 단계 후, 고정부재를 이용하여 상기 돌출되어 있는 광섬유를 고정시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 소정의 각도를 갖는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 있어서, 상기 광섬유 홀더는 정렬마크를 더 포함하고; 상기 광섬유 홀더를 뒤집어서 지지부에 위치시키는 단계 후, 상기 정렬마크의 위치를 촬영하는 단계; 상기 정렬마크의 위치로부터 소정의 거리만큼 절삭부를 이용하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 소정의 각도를 갖는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 과제를 해결하기 위한 수단으로 광전모듈에 결합되는 광섬유 홀더를 포함하는 광전모듈은 광기 광섬유 홀더는 상기 광섬유 홀더의 상면에 길이방향으로 형성되어 있는 하나 이상의 광섬유 장착홈, 상기 광섬유 홀더의 일 부분에 형성되어 있는 적어도 하나의 정렬마크, 상기 광섬유 홀더의 일 부분에 형성되어 있는 적어도 하나의 광섬유 홀더 정렬홈, 상기 광섬유 장착홈에 결합되어 있고 45도 종단면을 포함하는 광섬유를 포함하고; 상기 광섬유 홀더가 결합되는 보드부; 상기 보드부는 정렬홈부, 광 능동소자, 전자 능동소자, 전자 수동조사를 포함하고; 상기 정렬홈부는 상기 광섬유 홀더 정렬홈과 대응되고, 상기 정렬홈부와 상기 광섬유 홀더 정렬홈은 정렬핀에 의해서 결합되어져서, 상기 45도 종단면이 상기 광 능동소자의 출력부 및/또는 입력부에 광학적으로 커플링되는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 있어서, 상기 광섬유 장착홈은 광섬유의 직경보다 깊은 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 있어서, 상기 광섬유 장착홈의 단면형상은 U형, V형, 사각형 모양 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 과제를 해결하기 위한 수단으로 광전모듈 제작방법은 상면에 길이방향으로 형성되어 있는 하나 이상의 광섬유 장착홈, 상기 광섬유 홀더의 일 부분에 형성되어 있는 적어도 하나의 정렬마크를 포함하는 광섬유 홀더에 광섬유를 결합하는 단계; 상기 광섬유의 종단면을 45도가 되게끔 절삭하는 단계; 상기 절삭된 광섬유를 포함하는 광섬유 홀더를 보드부에 결합하는 단계를 포함한다.
본 발명은 보드에 직접 정렬홈을 설치하고 그 정렬홈과 정렬핀을 이용하여 상기 제안한 광섬유 블록을 수동 광정렬 조립하는 기술. 보드 상부에 광/전자 능동/수동소자를 Chip-on-board 형태로 패키징 할 수 있다. (특징 : 정렬 조립 시간 단축, compact한 구조 형성 가능, 정렬 부품 수 감소)
고속 데이터 신호 품질면에서의 채널당 25Gbps급의 초고속 데이터 신호가 보드 상면의 전송선을 통하고 전자 소자와 광소자를 통해서 광섬유로 장거리 전송되어야 한다. 이렇게 초고속 데이터 신호를 왜곡 없이 잘 전달하기 위해서 본 제안기술과 같이 chip-on-board로 signal flow가 보드 상면에서 signal discontinuity가 없이 in-plane으로 흘러가야 유리하다.
또한, 박형 패키지가 가능하다. 스마트 전자기기 (TV, 태블릿, 스마트폰 등)의 박형화 추세와 맞추어 향후 이들 인터페이스가 기존의 전기 인터페이스에서 광으로 바뀔 경우, 박형 패키지인 본 제안 기술은 많은 장점을 가질 것이다. 박형 패키지가 가능하면, 다른 부품을 실장 할 수 있는 공간이 넓어져서 기구 설계상 유리한 점도 많다.
도 1 종단이 45도 연마된 광섬유를 이용한 종래 광섬유 홀더 및 패키징 구성.
도 2 종래 45도 광학 미러를 이용한 광섬유 홀더 및 패키징 구성.
도 3 본 발명의 광섬유 홀더
도 4 본 발명의 광섬유 홀더에 광섬유를 장착하는 구조
도 5 본 발명의 광섬유 홀더에 광섬유를 고정하는 구조
도 6 내지 11 본 발명의 광섬유 홀더를 이용하여 광섬유의 종단을 절삭하는 실시예
도 12 본 발명의 광전모듈의 보드부
도 13 본 발명의 광전모듈의 보드부에 광섬유 홀더가 장착된 구조
도 14 보드부에 광섬유 홀더가 장착된 구조의 단면도
도 2 종래 45도 광학 미러를 이용한 광섬유 홀더 및 패키징 구성.
도 3 본 발명의 광섬유 홀더
도 4 본 발명의 광섬유 홀더에 광섬유를 장착하는 구조
도 5 본 발명의 광섬유 홀더에 광섬유를 고정하는 구조
도 6 내지 11 본 발명의 광섬유 홀더를 이용하여 광섬유의 종단을 절삭하는 실시예
도 12 본 발명의 광전모듈의 보드부
도 13 본 발명의 광전모듈의 보드부에 광섬유 홀더가 장착된 구조
도 14 보드부에 광섬유 홀더가 장착된 구조의 단면도
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 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.
제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에서, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서 "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해서 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다.
일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하에서, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 수동 광정렬 패키징된 광전모듈 및 그 제조방법에 대해 상세하게 설명한다.
도 3은 수동 광정렬 패키징된 광전모듈에 사용할 광섬유 홀더(100)이다.
상기 광섬유 홀더(100)는 광섬유 장착홈(110), 정렬마크(120), 정렬홈(130)을 포함한다.
상기 정렬홈(130)은 관통홀 형태로 구성될 수 있으며, 정렬핀(후술)과 삽입이 가능한 거의 동일한 직경을 갖도록 형성될 수 있다.. 또한, 관통홀의 형태는 1개 이상으로 형성할 수 있으며, 전체적인 광전모듈의 크기를 고려해볼 때, 2개의 정렬홈(130)을 포함하는 것이 바람직하다.
광섬유 장착홈(110)은 통상적인 광섬유가 깊이만큼 들어간 형태이면 되고, 다양한 모양으로 형성할 수 있다. 그 형상은 사각형, V자홈, U자홈 등이 있을 수 있다. 광섬유 장착홈(110)의 개수는 하나 이상으로 형성할 수 있다. 하나의 광섬유로 양방향 전송이 가능한 광전모듈의 경우에는 하나의 광섬유 장착홈(110)을 형성하면 되고, 두개의 광섬유로 양방향 전송을 하는 광전모듈의 경우에는 두 개의 광섬유 장착홈(110)을 형성할 수 있다.
정렬마크(120)는 광전모듈의 설계단계에서 정해진 위치에 형성되어 지고, 다양한 모양 및 형태로 형성할 수 있고, 그 개수를 하나 이상으로 형성할 수 있다. 도면처럼 통공된 형태로 구성할 수 도 있고, 모양이 형성된 표시로 형성할 수 있다.
하지만, 한 방향의 정렬마크보다는 도면에 개시된 것과 같은 두 방향의 정렬마크 모양이 바람직하다. 그 이유는 한 방향으로만 정렬마크가 있는 경우에는 약간의 오차가 발생될 수 있지만, 두 방향의 정렬마크 모양을 사용하는 경우에는 정렬마크 오차를 최소화할 수 있다.
또한, 복수로 구성하는 것이 바람직하고, 그 이유는 하나의 정렬마크를 확인하는 것보다는 복수의 정렬마크를 사용하는 것이 바람직하기 때문이다.
상기 광섬유 홀더(100)는 거의 투명한 소재가 바람직하다. 그 이유는 후술할 정렬마크(120)를 반대면에서 비젼으로 확인하기 위함이다.
광섬유 홀더(100)는 PMMA와 같은 폴리머 소재 등을 이용하여 임프린트 방식으로 제작할 수 있다. 상기와 같은 방식으로 제작을 하면 웨이퍼 단위의 대량 생산이 가능한 장점이 있다. 유리나 기타 다른 재료로도 사출 성형 방식으로 제작이 가능하나 단가가 높아질 수 있다. 또한. 전체적인 형상이 대칭적으로 구성하면, 제작을 용이하게 할 수 있다.
광섬유 홀더(100)의 광섬유 장착홈(110)에 광섬유 장착홈(110)의 일 방향으로 소정의 길이 이상으로 노출되게끔 광섬유(200)를 위치시키고, 에폭시(3)를 이용하여 경화시켜 광섬유(200)를 고정 시킨다. 상기 일 방향의 반대방향으로는 광전모듈의 출력 또는 입력되는 방향이 된다. (도 4 및 도5)
경화되어 고정된 광섬유를 포함하는 광섬유 홀더(100)는 도 6에 개시된 것과 같이 뒤집어 광섬유가 지지부(300)와 거의 맞닿도록 위치시킨다. 지지부(300)는 블루테이프와 같은 것으로 이용될 수 있고, 점착력이 있어서, 점착된 후에 UV를 조사하면 점착력이 없어져서 위치한 구성을 분리할 수 있는 것도 될 수 있다. 또는 표면장력 및 정전기 등을 이용하여 고정할 수 있다.
지지부(300)의 상면에 위치한 상기 광섬유 홀더(100)에서 노출된 광섬유(200) 위에 노출된 광섬유를 보호 및 고정하기 위해서 고정부재필름은 별도의 점착력이 없는 것이 바람직하고, 블루테이프와 표면장력에 의해서 노출된 광섬유를 고정할 수 있다.
또한 별도의 필름(310)외에도 별도의 부재를 통해서 고정할 수 있다. 하지만, 별도의 부재를 이용할 경우 광섬유 홀더(100)에서 노출된 광섬유(200)가 절삭된 후 길이가 짧기 때문에 제조가 어려운 문제가 있다. (도 7)
상기 필름(310)을 덧댄 다음, 정렬마크를 인식하고, 정렬마크로부터 설계상 정해진 만큼 이격하여 소잉장치(400)를 이용하여 소잉을 한다.
상기 소잉장치(400)는 소정의 절삭날(410)을 포함하고, 절삭날(410)은 회전축에 의해서 회전을 하여 소잉을 한다. 절삭날(410)의 종단은 약90도의 각도를 갖고, 테이퍼되어 있는 형태이다. 약90도 각도를 갖고 광섬유를 소잉하면, 광섬유는 약 90도의 각도를 갖고 절삭된다. 그러면, 절삭된 한쪽 부분은 상대적으로 45도의 각도를 가지게 된다. 절삭후에는 필름(310)을 제거하고, 지지부(300)에서 광섬유 홀더(100)을 분리한다. (도 8 내지 도 10) 그러면, 결과적으로 광섬유 홀더(10)에 결합되어 있는 광섬유의 종단은 45도를 갖게 된다.
이런 방식을 이용하면 도 11처럼 복수 개의 광섬유가 어레이 형태로 존재하여도 한번의 소잉으로 동일한 이격거리를 갖고 45도의 종단 면을 가지는 광섬유를 포함하는 광섬유 홀더(100)를 제작할 수 있다. 개별 광섬유를 연마하는 기존의 방식보다 훨씬 빠른 속도로 제작이 가능하고, 또한 정렬위치도 이미 정렬마크로 부터 정해진 위치에서 형성되므로 이후에 있을 수동 광정렬 조립이 가능한 장점이 있다.
또한, 별도의 필름이 없이 절삭을 하게 되면, 광섬유는 원통형으로 구성되어 있기 때문에, 정확한 45도의 소잉이 안되고, 광섬유가 부서지는 문제가 발생할 수 있다. 그리고 지지부(300)의 점착력을 보유하면, 홀더(100)가 망가지는 문제가 있다. 이러한 문제점을 본 발명에서 제안하는 기술로 해결을 할 수 있게 되었다.
도 12는 광모듈에 포함되어 있는 보드부(500)이다.
상기 보드부(500)는 정렬홈부(510), 광 능동소자(520), 전자 능동소자(530), 전자 수동소자(540)를 포함한다. 보드부(500)의 상부에 전자 수동소자와 전자 능동소자와 광 능동소자들을 대량생산에 유리한 pick-and-place 방식으로 실장하여 패키징(다이본딩, 와이어본딩, 솔더링 등)을 한다.
정렬홈부(510)는 광섬유홀더 정렬홈(310)과 대응되고, 두 홈은 정렬핀(610)을 이용하여 광섬유 홀더(100)와 보드부(500)가 결합할 수 있다. (도 13)
보드부(500)의 상부에 스페이서(600)를 부착하고 이미 제작해 둔 광섬유 홀더(100)를 정렬핀(610)으로 보드의 정렬홈(310)에 맞추어 장착하고 에폭시 등을 이용하여 고정한다. 결합 시, 정렬마크는 비젼을 이용하여 최종적으로 확인할 수 있는 형태를 갖는다.
고정이 완료가 되면 정렬핀은 제거 할 수도 있다. 보드 상의 높이가 요즘 광모듈(박형화 추세)에서는 중요한 고려대상이 되는데 이러한 제안기술을 통하면 박형의 광전모듈을 보드 상(CoB)에 바로 제작이 가능하다. 광전모듈 조립시 광 정렬이 중요한 문제인데 이와 같은 방식을 이용하면 쉽고 빠르게 할 수 있어서 대량 생산에 유리하다. 또한 복수의 광섬유를 이용하는 광전모듈의 경우에도 상기 장점을 그대로 유지할 수 있기에, 다양한 형태의 광전모듈에 적용할 수 있다.
결과적으로 본 발명의 경우에는 복수의 광섬유의 종단을 45도를 가지게 끔 구성할 수 있고, 동시에 광전모듈의 보드부의 정확한 위치에 별도의 장치없이 정렬하여 실장을 할 수 있는 장점이 있다.
이상에서 본 발명이 구체적인 구성요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명이 상기 실시예들에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형을 꾀할 수 있다.
따라서, 본 발명의 사상은 상기 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등하게 또는 등가적으로 변형된 모든 것들은 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
100 광섬유 홀더
110 광섬유 장착홈
120 정렬마크
130 정렬홈
200 광섬유
300 지지부
310 필름부
400 소잉장치
410 절삭날
500 보드부
510 정렬홈부
520 광 능동소자
530 전자 능동소자
540 전자 수동소자
600 스페이서
110 광섬유 장착홈
120 정렬마크
130 정렬홈
200 광섬유
300 지지부
310 필름부
400 소잉장치
410 절삭날
500 보드부
510 정렬홈부
520 광 능동소자
530 전자 능동소자
540 전자 수동소자
600 스페이서
Claims (13)
- 광전모듈에 결합되는 광섬유 홀더에 있어서,
상기 광섬유 홀더의 상면에 길이방향으로 형성되어 있는 하나 이상의 광섬유 장착홈;
상기 광섬유 홀더의 일 부분에 형성되어 있는 적어도 하나의 정렬마크;
상기 광섬유 홀더의 상기 정렬마크, 상기 광섬유 장착홈과 다른 소정의 부분에 적어도 하나의 광섬유 홀더 정렬홈.
상기 광섬유 장착홈에 결합되어 있는 광섬유;
상기 광섬유의 종단에 45도의 종단면을 포함하는 것을 특징으로 하는 광섬유 홀더. - 제1항에 있어서,
상기 광섬유의 종단과 상기 정렬마크와의 거리는 소정의 거리만큼 이격되어 형성되는 것을 특징으로 하는 광섬유 홀더. - 소정의 각도를 갖는 광섬유의 종단 형성장치에 있어서,
적어도 하나의 광섬유를 위치시킬 수 있는 광섬유 장착홈;
상기 광섬유 장착홈을 포함하는 광섬유 홀더;
상기 광섬유 홀더가 위치하는 지지부;
상기 적어도 하나의 광섬유는 상기 광섬유 홀더보다 더 길어서, 상기 광섬유 홀더의 일측으로 돌출되어 있고;
상기 돌출되어 있는 광섬유를 소정의 거리만큼 이격하고 회전하여 절삭하고, 제1각도를 갖는 절삭날을 포함하는 절삭부;
상기 광섬유 장착홈은 상기 광섬유 홀더의 상면에 길이방향으로 형성되어 있으며, 상기 광섬유 홀더의 상면을 바닥으로 하게 하여, 상기 지지부의 상면에 위치시킨 후, 상기 절삭부가 소정의 거리만큼 이격하여 상기 적어도 하나의 광섬유를 절삭을 통해서, 상기 광섬유의 종단을 상기 소정의 각도를 갖도록 하는 소정의 각도를 갖는 광섬유의 종단 형성장치.
- 제3항에 있어서,
상기 광섬유 홀더는 정렬마크를 더 포함하고,
상기 광섬유 홀더를 지지부에 위치시킨 후, 상기 정렬마크를 센싱장치를 이용하여 확인하여, 상기 정렬마크에서 상기 소정의 거리만큼 상기 절삭부를 이동하여, 상기 적어도 하나의 광섬유를 절삭하는 것을 특징으로 하는 소정의 각도를 갖는 광섬유의 종단 형성장치.
- 제3항에 있어서,
상기 광섬유 홀더를 상기 지지부의 상면에 위치시킨 후, 상기 돌출되어 있는 광섬유의 적어도 일부를 고정시키는 고정부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 소정의 각도를 갖는 광섬유의 종단 형성장치.
- 제3항에 있어서,
상기 제1각도는 거의 90도이고, 상기 소정의 각도는 거의 45도인것을 특징으로 하는 소정의 각도를 갖는 광섬유의 종단 형성장치.
- 소정의 각도를 갖는 광섬유의 종단 형성방법에 있어서,
적어도 하나의 광섬유를 위치시키실 수 있는 광섬유 장착홈을 상면에 포함하고 있는 광섬유 홀더에 상기 적어도 하나의 광섬유를 상기 광섬유 홀더의 일면으로 돌출되게 위치시키는 단계;
상기 위치시킨 광섬유를 고정시키는 단계;
상기 광섬유 홀더를 뒤집어서 지지부에 위치시키는 단계;
상기 돌출되어 있는 광섬유를 제1각도의 종단을 가지는 절삭날을 포함하는 절삭부를 이용하여 절삭하는 단계를 포함하는 소정의 각도를 갖는 광섬유의 종단 형성 방법.
- 제7항에 있어서,
상기 광섬유 홀더를 뒤집어서 지지부에 위치시키는 단계 후, 고정부재를 이용하여 상기 돌출되어 있는 광섬유를 고정시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 소정의 각도를 갖는 광섬유의 종단 형성 방법.
- 제7항에 있어서,
상기 광섬유 홀더는 정렬마크를 더 포함하고;
상기 광섬유 홀더를 뒤집어서 지지부에 위치시키는 단계 후, 상기 정렬마크의 위치를 촬영하는 단계;
상기 정렬마크의 위치로부터 소정의 거리만큼 절삭부를 이용하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 소정의 각도를 갖는 광섬유의 종단 형성 방법.
- 광전모듈에 결합되는 광섬유 홀더를 포함하는 광전모듈에 있어서,
광기 광섬유 홀더는 상기 광섬유 홀더의 상면에 길이방향으로 형성되어 있는 하나 이상의 광섬유 장착홈, 상기 광섬유 홀더의 일 부분에 형성되어 있는 적어도 하나의 정렬마크, 상기 광섬유 홀더의 일 부분에 형성되어 있는 적어도 하나의 광섬유 홀더 정렬홈, 상기 광섬유 장착홈에 결합되어 있고 45도 종단면을 포함하는 광섬유를 포함하고;
상기 광섬유 홀더가 결합되는 보드부;
상기 보드부는 정렬홈부, 광 능동소자, 전자 능동소자, 전자 수동조사를 포함하고;
상기 정렬홈부는 상기 광섬유 홀더 정렬홈과 대응되고, 상기 정렬홈부와 상기 광섬유 홀더 정렬홈은 정렬핀에 의해서 결합되어져서, 상기 45도 종단면이 상기 광 능동소자의 출력부 및/또는 입력부에 광학적으로 커플링되는 것을 특징으로 하는 광전모듈.
- 제10항에 있어서,
상기 광섬유 장착홈은 광섬유의 직경보다 깊은 것을 특징으로 하는 광전모듈.
- 제11항에 있어서,
상기 광섬유 장착홈의 단면형상은 U형, V형, 사각형 모양 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 광전모듈.
- 광전모듈 제작방법에 있어서,
상면에 길이방향으로 형성되어 있는 하나 이상의 광섬유 장착홈, 상기 광섬유 홀더의 일 부분에 형성되어 있는 적어도 하나의 정렬마크를 포함하는 광섬유 홀더에 광섬유를 결합하는 단계;
상기 광섬유의 종단면을 45도가 되게끔 절삭하는 단계;
상기 절삭된 광섬유를 포함하는 광섬유 홀더를 보드부에 결합하는 단계를 포함하는 광전모듈 제작방법.
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- 2017-04-18 KR KR1020170049980A patent/KR101959501B1/ko active IP Right Grant
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