KR100836658B1 - 광 변조기 모듈 패키지 및 그 제조 방법 - Google Patents

광 변조기 모듈 패키지 및 그 제조 방법 Download PDF

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Abstract

소정의 신호에 상응하는 광을 출사하여 신호를 변조하는 광 변조기; 상기 광 변조기로부터 출사하는 출사광을 출사하기 위한 홀이 형성되고, 상기 광 변조기의 입력단이 일면에 형성된 출력단에 직접 연결되어 상기 광 변조기를 구동하기 위한 드라이버 IC; 및 상기 드라이버 IC의 타면에 결합하며, 상기 광 변조기로부터 출사하는 출사광을 통과시키는 광 투과성 덮개를 포함하는 광 변조기 모듈 패키지가 제시된다. 본 발명에 따른 광 변조기 모듈 패키지 및 그 제조 방법은 광 변조기와 드라이버 IC를 직접 연결함으로써 모듈 패키지를 최소화할 수 있는 효과가 있다.
광 변조기, 기판, 드라이버 IC, 모듈.

Description

광 변조기 모듈 패키지 및 그 제조 방법{Optical modulator module package and Manufacturing Method thereof}
도 1a는 종래 기술에 따른 광 변조기 모듈 패키지의 분해 사시도.
도 1b는 본 발명에 적용 가능한 압전체를 이용한 회절형 광 변조기 모듈의 사시도.
도 2는 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 광 변조기 모듈 패키지의 분해 사시도.
도 3a는 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 광 변조기 모듈 패키지의 단면도.
도 3b는 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 금속부재를 이용한 광 변조기 모듈 패키지의 단면도.
도 4는 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 광 변조기 모듈 패키지의 평면도.
도 5는 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 광 변조기 모듈 패키지의 저면도.
도 6은 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 광 변조기 모듈 패키지의 분 해 사시도.
도 7은 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 광 변조기 모듈 패키지의 단면도.
도 8은 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 광 변조기 모듈 패키지의 평면도.
도 9는 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 광 변조기 모듈 패키지의 저면도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
210 : 기판
220 : 드라이버 IC
230 : 광 변조기
240 : 광 투과성 덮개
본 발명은 광 변조기에 관한 것으로, 특히 광 변조기 모듈 패키지 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 광신호처리는 많은 데이타 양과 실시간 처리가 불가능한 기존 의 디지탈 정보처리와는 달리 고속성과 병렬처리 능력, 대용량의 정보처리의 장점을 지니고 있으며, 공간 광변조이론을 이용하여 이진위상 필터 설계 및 제작, 광논리게이트, 광증폭기 등과 영상처리 기법, 광소자, 광 변조기 등의 연구가 진행되고 있다. 이중 광 변조기는 광메모리, 광디스플레이, 프린터, 광인터커넥션, 그리고 홀로그램 등의 분야에 사용되며, 이를 이용한 광빔 스캐닝 장치의 연구 개발이 진행되어 오고 있다.
광 변조기는 광섬유 또는 광주파수대(光周波數帶)의 자유공간을 전송매체로 하는 경우에 송신기에서 신호를 빛에 싣는(광변조) 회로 또는 장치이다. 광 변조기는 광메모리, 광디스플레이, 프린터, 광인터커넥션, 홀로그램 등의 분야에 사용되며, 현재 이를 이용한 표시장치의 개발 연구가 활발히 진행되고 있다. 이러한 광 변조기는 멤스 기술과 관련되는데, 멤스(MEMS : Micro Electro Mechanical System)는 반도체 제조기술을 이용해 실리콘 기판 위에 3차원의 구조물을 형성하는 기술이다. 이러한 멤스의 응용 분야는 매우 다양하며, 예를 들면, 차량용 각종 센서, 잉크젯 프린터 헤드, HDD 자기헤드 및 소형화 및 고기능화가 급진전되고 있는 휴대형 통신기기 등을 들 수 있다. 멤스 소자는 기계적인 동작을 하기 위해서 기판상에서 요동 가능하도록 부상된 부분을 가진다. 멤스는 초소형 전기기계시스템 또는 소자라고 부를 수 있는데, 그 응용의 하나로서 광학분야에 응용되고 있다. 마이크로머시닝 기술을 이용하면 1mm보다 작은 광학부품을 제작할 수 있으며, 이들로서 초소형 광시스템을 구현할 수 있다. 별도로 제작한 반도체 레이저를 미리 마이크로머시닝 기술로 제작한 고정대에 장착하고 마이크로 프레넬 렌즈, 빔스플리터, 45ㅀ반사 미러를 마이크로머시닝 기술로 제작하여 조립할 수 있다. 기존의 광학시스템은 크고 무거운 광학대 위에 미러, 렌즈 등을 조립기구를 이용하여 시스템을 구성한다. 또한, 레이저의 크기도 크다. 이렇게 구성한 광학시스템의 성능을 얻기 위해서는 정밀한 스테이지를 이용하여 광축 및 반사각, 반사면 등을 꽤 많은 노력을 거쳐서 정렬해야 하는 문제점이 있다.
현재, 초소형 광시스템은 빠른 응답속도와 작은 손실, 집적화 및 디지털화의 용이성 등의 장점으로 인하여 정보통신장치, 정보 디스플레이 및 기록장치에 채택되어 응용되고 있다. 예를 들면, 마이크로 미러, 마이크로렌즈, 광섬유고정대 등의 마이크로 광학부품은 정보저장기록장치, 대형화상 표시장치, 광통신소자, 적응광학에 응용할 수 있다.
여기에서, 마이크로 미러는 상하방향, 회전방향, 미끄러지는 방향 등의 방향과 동적 및 정적인 운동에 따라 여러가지로 응용된다. 상하방향의 운동은 위상보정기나 회절기 등으로 응용되고, 기울어지는 방향의 운동은 스캐너나 스위치, 광신호 분배기, 광신호감쇠기, 광원어레이 등으로, 미끄러지는 방향의 운동은 광차폐기나 스위치 광신호 분배기 등으로 응용된다.
마이크로 미러의 크기는 10∼1000㎛ 정도이고, 미러의 개수는 1∼106 개 정도가 제작되어 응용되고 있다. 대형화상표시장치는 크기가 10∼50㎛ 정도로 작지만 미러수가 화소수만큼 필요하기 때문에 백 만 개 정도의 미러가 필요하다. 그러나, 적응광학이나 광신호분배기의 경우에는 미러의 크기는 수백 ㎛정도로 다소 커지나, 개수는 줄어서 수백 개 정도가 필요하다. 스캐너나 광학 픽업장치의 경우, 미러는 수 mm정도로 커지고 1개로도 응용이 충분하다. 이와 같이 응용에 따라 크기와 개수가 매우 다르며, 동작 방향 및 동적 또는 정적인 동작에 따라서 응용이 달라진다. 물론 그에 따른 마이크로 미러의 제작방법도 달라진다. 대형 화상표시장치의 미러는 크기가 수십 ㎛정도인데 응답시간은 수십 ㎲정도로 상당히 빠르고, 적응광학이나 광신호 분배기의 미러는 크기가 수백 ㎛정도이고 수백 ㎲정도이다. 크기가 수 mm 정도인 미러는 스캐너 등에 쓰이는데 응답시간은 수 ㎲정도이다.
도 1a는 종래 기술에 따른 광 변조기 모듈 패키지의 분해 사시도이다. 도 1a를 참조하면, 광 변조기 모듈 패키지(100)는 기판(110), 광 투과성 기판(120), 광 변조기(130), 드라이버 IC(140, 145, 150, 155), 열방출판(160) 및 커넥터(170)를 포함한다.
기판(110)은 일반적으로 사용되는 반도체 패키지용 기판이다. 광 투과성 기판(120)은 하면이 기판(110) 상에 부착된다. 그리고 기판(110)에 형성된 구멍에 대응하여 광 변조기(130)가 광 투과성 기판(120)의 상면에 부착된다. 커넥터(170)는 기판(110)을 외부 기판과 전기적으로 연결하는 역할을 수행한다.
광 변조기(130)는 기판(110)의 구멍을 통하여 입사되는 입사광을 변조하여 회절광을 출사한다. 광 변조기(130)는 광 투과성 기판(120) 상에 플립칩 접속되어 있다. 드라이버 IC(140, 145, 150, 155)는 광 투과성 기판(120)이 부착된 광 변조기(130)의 주변에 플립칩 접속되어 외부로부터 입력되는 제어신호에 따라 광 변조기(130)에 구동전압을 제공하는 역할을 한다.
열방출판(160)은 광 변조기(130)와 드라이버 IC(140, 145, 150, 155)에서 발생된 열을 방출하기 위하여 구비되며 열을 잘 방출하는 금속성 물질이 사용된다.
도 1a에 도시된 광 변조기 모듈 패키지(100)의 제조방법은 기판(110)에 커넥터(170)를 부착하는 단계, 광 투과성 기판(120)에 광 변조기(130) 및 드라이버 IC(140, 145, 150, 155)를 부착시키는 단계, 방열판(160)을 제공하는 단계, 기판(110)에 광 투과성 기판(120)를 적층하고 와이어 본딩을 수행하는 단계, 광 변조기(130) 및 드라이버 IC(140, 145, 150, 155)에 열방출판(160)을 부착하는 단계 및 광 변조기(130) 및 드라이버 IC(140, 145, 150, 155)를 실장하여 광 변조기 모듈 패키지(100)를 형성하는 단계를 포함하여 이루어진다.
도 1a에 도시된 광 변조기 모듈 패키지(100)는 구성 부품이 매우 많은 편이며, 따라서 다수의 부품을 적정 공간에 실장해야 하므로, 모듈 패키지를 최소화하는데 한계가 있다. 또한, 광 변조기(130)를 광 투과성 기판(120)에 직접 실장하기 위해서 광 투과성 기판(120)에 전기적/광학적 특성이 집중화 되며, 이를 구현하기 위한 광 투과성 기판(120)의 제작 비용이 증가하는 문제점이 있다. 또한, 광 변조기(130)가 광 투과성 기판(120)에 직접 실장됨으로써, 광 변조기(130)와 광 투과성 기판(120) 간의 좁은 간격에 따라 이물 영향이 확대되는 문제점이 있다. 또한, 광 변조기(130)를 광 투과성 기판(120)에 직접 실장하는 공정 중에 이물에 의한 오염의 문제, 스크래치가 발생할 수 있는 문제점이 있다.
본 발명은 광 변조기와 드라이버 IC를 직접 연결함으로써 모듈 패키지를 최 소화할 수 있는 광 변조기 모듈 패키지 및 그 제조 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 광 변조기를 광 투과성 덮개에 직접 실장하지 않음으로써 광 투과성 덮개에 전기적/광학적 특성이 구현되지 않는 광 변조기 모듈 패키지 및 그 제조 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 광 투과성 덮개에 전기적/광학적 특성이 집중되지 않음으로써 제작 비용이 저렴한 광 변조기 모듈 패키지 및 그 제조 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 광 변조기가 광 투과성 덮개에 직접 실장되지 않음으로써 광 변조기와 광 투과성 덮개 간의 이물 영향을 줄일 수 있는 광 변조기 모듈 패키지 및 그 제조 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 광 변조기가 광 투과성 덮개에 직접 실장되지 않음으로써 광 변조기를 광 투과성 기판에 직접 실장하는 공정 중 발생하는 이물에 의한 오염의 문제를 줄일 수 있는 광 변조기 모듈 패키지 및 그 제조 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 광 변조기가 광 투과성 덮개에 직접 실장되지 않음으로써 파인 피치(fine pitch)가 가능한 광 변조기 모듈 패키지 및 그 제조 방법을 제공한다.
본 발명이 제시하는 이외의 기술적 과제들은 하기의 설명을 통해 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 소정의 신호에 상응하는 광을 출사하여 신호 를 변조하는 광 변조기; 상기 광 변조기로부터 출사하는 출사광을 출사하기 위한 홀이 형성되고, 상기 광 변조기의 입력단이 일면에 형성된 출력단에 직접 연결되어 상기 광 변조기를 구동하기 위한 드라이버 IC; 및 상기 드라이버 IC의 타면에 결합하며, 상기 광 변조기로부터 출사하는 출사광을 통과시키는 광 투과성 덮개를 포함하는 광 변조기 모듈 패키지를 제공할 수 있다.
여기서, 상기 드라이버 IC의 출력단은 상기 홀 주변에 형성될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 소정의 신호에 상응하는 광을 출사하여 신호를 변조하는 광 변조기; 상기 광 변조기의 입력단이 일면에 형성된 출력단에 직접 연결되어 상기 광 변조기를 구동하며, 상기 광 변조기로부터 출사하는 출사광을 통과시키기 위한 소정의 간격으로 이격된 복수의 드라이버 IC; 및 상기 드라이버 IC의 타면에 결합하며, 상기 광 변조기로부터 출사하는 출사광을 통과시키는 광 투과성 덮개를 포함하는 광 변조기 모듈 패키지를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 광 변조기 모듈 패키지는 상기 광 변조기를 수용하기 위한 홀이 형성되어 있으며, 상기 드라이버 IC의 입력단에 소정의 신호를 전달하는 기판을 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 기판은 연성회로기판일 수 있다.
여기서, 상기 광 변조기는 상기 드라이버 IC에 솔더를 이용하여 실장될 수 있다.
여기서, 상기 광 투과성 덮개는 상기 드라이버 IC에 에폭시 또는 솔더를 이용하여 실장될 수 있다.
여기서, 상기 광 변조기는 상기 드라이버 IC에 이방성 도전 필름(ACF), 비전도성 필름(NCF), 비전도성 페이스트(NCP) 및 이방성 도전 페이스트(ACP) 중 어느 하나의 접착제를 이용하여 플립칩 실장될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 광 변조기 모듈 패키지는 상기 광 투과성 덮개의 주변에 상기 광 투과성 덮개를 보호하기 위한 금속부재를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 측면에 따르면, (a) 광을 투과시킬 수 있는 홀이 형성되고, 상기 광 변조기의 입력단이 일면에 형성된 출력단에 직접 연결되어 상기 광 변조기를 구동하기 위한 드라이버 IC 상에 소정의 신호에 상응하는 광을 상기 홀에 출사함으로써 신호를 변조하는 광 변조기를 실장하는 단계; 및 (b) 상기 드라이버 IC의 타면에 상기 광 변조기로부터 출사하는 출사광을 통과시키는 광 투과성 덮개를 실장하는 단계를 포함하는 광 변조기 모듈 패키지 제조 방법을 제공할 수 있다.
여기서, 상기 드라이버 IC의 출력단은 상기 홀 주변에 형성되며, 상기 광 변조기는 상기 홀의 위에 실장될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 광 변조기 모듈 패키지 제조 방법은 (c) 상기 광 변조기를 수용하기 위한 홀이 형성되어 있으며, 상기 드라이버 IC의 입력단에 소정의 신호를 전달하는 기판 상에 상기 드라이버 IC를 실장하는 단계를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 기판은 연성회로기판일 수 있다.
여기서, 상기 단계 (a)에서, 상기 광 변조기는 상기 드라이버 IC에 솔더를 이용하여 실장될 수 있다.
여기서, 상기 단계 (b)에서, 상기 광 투과성 덮개는 상기 드라이버 IC에 에폭시 또는 솔더를 이용하여 실장될 수 있다.
여기서, 상기 단계 (a)에서, 상기 광 변조기는 상기 드라이버 IC에 이방성 도전 필름(ACF), 비전도성 필름(NCF), 비전도성 페이스트(NCP) 및 이방성 도전 페이스트(ACP) 중 어느 하나의 접착제를 이용하여 플립칩 실장될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 광 변조기 모듈 패키지 제조 방법은 (d) 상기 광 투과성 덮개의 주변에 상기 광 투과성 덮개를 보호하기 위한 금속부재를 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 광 변조기 모듈 패키지 및 그 제조 방법의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 또한, 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기에 앞서 본 발명에 적용 가능한 광 변조기에 대해서 먼저 설명하기로 한다.
광 변조기는 크게 직접 광의 온/오프를 제어하는 직접 방식과 반사 및 회절을 이용하는 간접 방식으로 나뉘며, 또한 간접 방식은 정전기 방식과 압전 방식으로 나뉠 수 있다. 여기서, 광변조기 소자는 구동되는 방식 또는 제조 회사의 제품명(예를 들면, 실리콘 라이트 머신사(社)의 광변조기인 GLV(Grating Light Valve) 디바이스)에 상관없이 본 발명에 적용이 가능하다.
미국특허번호 제5,311,360 호에 개시된 정전기 방식 격자 광 변조기는 반사 표면부를 가지며 기판 상부에 부유(suspended)하는 다수의 일정하게 이격하는 변형 가능 반사형 리본을 포함한다. 절연층이 실리콘 기판상에 증착된다. 다음으로, 희생 폴리실리콘 막 및 질화실리콘 막의 증착 공정이 후속한다.
질화물 막은 리본으로부터 패터닝되고 폴리실리콘층의 일부가 에칭되어 리본이 질화물 프레임에 의해 산화물 스페이서층상에 유지되도록 한다. 단일 파장 λ0를 가진 광을 변조시키기 위해, 변조기는 리본의 두께와 산화물 스페이서의 두께가 λ0/4가 되도록 설계된다.
리본상의 반사 표면과 기판의 반사 표면 사이의 수직 거리 d로 한정된 이러한 변조기의 격자 진폭은 리본 (제 1 전극으로서의 역할을 하는 리본의 반사 표면)과 기판(제 2 전극으로서의 역할을 하는 기판 하부의 전도막) 사이에 전압을 인가함으로써 제어된다.
도 1b는 본 발명에 적용 가능한 간접 광 변조기 중 압전체를 이용한 회절형 광 변조기 모듈의 사시도이다. 도 1b를 참조하면, 기판(111), 절연층(112), 희생층(113), 리본 구조물(114) 및 압전체(115)를 포함하는 광 변조기가 도시되어 있다.
기판(111)은 일반적으로 사용되는 반도체 기판이며, 절연층(112)은 식각 정지층(etch stop layer)으로서 증착되며, 희생층으로 사용되는 물질을 식각하는 에천트(여기서 에천트는 식각 가스 또는 식각 용액임)에 대해서 선택비가 높은 물질로 형성된다. 여기서 절연층(112)은 입사광을 반사하기 위해 반사층(미도시)이 도 포될 수 있다.
희생층(113)은 리본 구조물이 절연층(112)과 일정한 간격으로 이격될 수 있도록 양 사이드에서 리본 구조물(114)을 지지하고, 중심부에서 공간을 형성하는 역할을 한다.
리본 구조물(114)은 상술한 바와 같이 입사광의 회절 및 간섭을 일으켜서 신호를 광변조하는 역할을 한다. 리본 구조물(114)의 형태는 정전기 방식에 따라 복수의 리본 형상으로 구성될 수도 있고, 압전 방식에 따라 리본의 중심부에 복수의 오픈홀을 구비할 수도 있다. 또한, 압전체(115)는 압전 방식에 따라 리본 구조물(114)을 상하로 움직이도록 제어한다.
빛의 파장이 λ인 경우 광 변조기가 변형되지 않은 상태에서(어떠한 전압도 인가되지 않은 상태에서) 리본 구조물(114)과 하부 반사층이 형성된 절연층(112) 간의 간격은 λ/2와 같다. 따라서 리본 구조물(114)과 절연층(112)으로부터 반사된 광 사이의 전체 경로차는 λ와 같아서 빛은 보강 간섭을 한다.
또한, 적정 전압이 압전체(115)에 인가될 때, 리본 구조물(114)과 하부 반사층이 형성된 절연층(112) 간의 간격은 λ/4와 같게 된다. 따라서 리본 구조물(114)과 절연층(112)으로부터 반사된 광 사이의 전체 경로차는 λ/2와 같아서 빛은 상쇄 간섭을 한다. 이러한 간섭의 결과, 광 변조기는 입사광의 광량을 조절하여 신호를 빛에 실을 수 있다. 여기서 광 변조기는 리본 구조물(114)의 형태에 따라서 함몰형과 돌출형으로 분류될 수도 있다. 본 발명에서는 광변조기를 드라이버 IC에 직접 실장함으로써, 전체적인 크기를 줄일 수 있다.
이상에서 광 변조기 모듈 패키지 및 그 제조 방법에 적용되는 광 변조기를 일반적으로 도시한 사시도를 설명하였으며, 이하에서는 첨부 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 광 변조기 모듈 패키지 및 그 제조 방법을 구체적인 실시예를 기준으로 설명하기로 한다. 본 발명에 따른 실시예는 드라이버 IC의 형상에 따라 크게 2가지로 구분되는데, 이하에서 차례대로 설명한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 광 변조기 모듈 패키지의 분해 사시도이다. 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 광 변조기 모듈 패키지는 기판(210), 드라이버 IC(220), 광 변조기(230) 및 광 투과성 덮개(240)를 포함할 수 있다.
기판(210)은 일반적으로 사용되는 반도체 패키지용 기판으로서, 드라이버 IC(220)에 광 변조기(230)를 구동하기 위한 신호를 출력한다. 그리고 기판(210)에 형성된 홀에 대응하여 광 변조기(230)가 드라이버 IC(220)의 일면에 부착된다. 커넥터(미도시)는 기판(210)을 외부 기판과 전기적으로 연결하는 역할을 수행한다. 기판(210)에는 광 변조기(230)를 수용할 수 있는 소정의 홀의 형성되며, 광 변조기(230)는 이러한 홀에 수용되어 드라이버 IC(220)의 출력단에 접속된다. 여기서, 기판(210)은 파일 피치(fine-pitch) 배선과 범프 어레이(bump array) 제작이 가능한 기판으로서 인쇄회로기판뿐만 아니라, 유리기판, 실리콘기판, LTCC 기판, multi-layer PCB 등이 될 수 있다. 또한, 기판(210)은 연성회로기판(FPC:Flexible Printed Circuit Board)가 될 수 있다. 여기서, 드라이버 IC(220)가 직접 외부 기 판과 연결될 수 있는 구조를 가지면, 기판(210)은 생략될 수 있음은 자명하다.
드라이버 IC(220)의 출력단은 광 변조기(230)의 입력단과 결합하며, 드라이버 IC(220)의 입력단은 광 변조기(230)의 주변에서 기판(210)에 플립칩 접속되어 있다. 따라서 드라이버 IC(220)는 외부로부터 입력되는 제어신호에 따라 광 변조기(230)에 구동전압을 제공하는 역할을 한다. 여기서, 드라이버 IC(220)에는 광 변조기(230)로부터 출사하는 출사광을 출사하기 위한 홀이 형성된다. 이러한 홀은 광원으로부터 조사된 입사광 및 광 변조기(230)로부터 출사된 회절광을 통과시키는 역할을 한다. 여기서, 드라이버 IC(220)의 출력단은 드라이버 IC(220)에 형성된 홀 주변의 일부 또는 전부에 형성될 수 있다.
광 변조기(230)는 기판(210)에 형성된 홀을 통하여 입사되는 입사광을 변조하여 회절광을 출사한다. 광 변조기(230)는 드라이버 IC(220) 상에 접속되어 있다. 드라이버 IC(220)는 주위에 접착제 등이 형성되어 있어 외부 환경으로부터 밀봉이 제공되고, 기판(210)의 표면을 따라 형성된 전기 배선에 의하여 전기적 접속이 유지된다.
여기서, 광 변조기(230)와 드라이버 IC(220)는 에폭시 또는 솔더로 결합할 수 있으며, 드라이버 IC(220)도 기판(210)에 에폭시 또는 솔더로 결합할 수 있다. 또한, 광 변조기(230)는 이방성 도전 필름(ACF, Anisotropic Conductive Film), 비전도성 필름(NCF, Non Conductive Film), 비전도성 페이스트(NCP, Non Conductive Paste) 및 이방성 도전 페이스트(ACP, Anisotropic Conductive Paste) 중 어느 하나 또는 그들의 조합으로 제조된 접착제에 의해 드라이버 IC(220)에 실장될 수 있 다.
광 투과성 덮개(240)는 드라이버 IC(220)의 타면에 결합하며, 광 변조기(230)로부터 출사하는 출사광을 통과시키는 역할을 한다. 따라서 광 투과성 덮개(240)는 투명한 재질로 형성되며, 예를 들면, 광 투과성 덮개(240)는 유리로 형성될 수 있다.
도 3a는 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 광 변조기 모듈 패키지의 단면도이며, 도 3b는 금속 부재를 이용하여 광 투과성 덮개(240)를 보호 및 지탱하기 위한 구조를 나타낸다. 도 3a 및 도 3b를 참조하면, 본 발명에 따른 광 변조기 모듈 패키지는 기판(210), 드라이버 IC(220), 광 변조기(230) 및 광 투과성 덮개(240)를 포함할 수 있으며, 금속 부재(260)가 광 투과성 덮개(240)를 보호하며 형성될 수 있다.
도 3a를 참조하면, 광 변조기(230)는 드라이버 IC(220)에 솔더 등을 이용하여 플립칩 실장되며, 에폭시 수지와 같은 몰딩 부재로 드라이버 IC(220)에 몰딩된다. 여기서, 광 투과성 덮개(240)는 드라이버 IC(220)에 에폭시 또는 솔더를 이용하여 실장될 수 있다.
도 3b를 참조하면, 광 투과성 덮개(240)를 지탱 및 보호하는 금속 부재(260)가 도시된다. 여기서, 금속 부재(260)는 광 변조기(230)에 입사 및 출사되는 광이 광 투과성 덮개(240)를 통과할 수 있는 형태를 가지면, 본 발명에 적용될 수 있다.
도 4는 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 광 변조기 모듈 패키지의 위에서 바라본 평면도이며, 도 5는 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 광 변조기 모듈 패키지의 아래에서 바라본 저면도이다.
도 4를 참조하면, 광 변조기(230)는 기판(210)에 형성된 홀에 수용된다. 따라서 기판(210)에 형성된 홀은 광 변조기(230)를 수용할 수 있는 형태를 가지면 본 발명에 적용될 수 있다.
도 5를 참조하면, 기판(210)에 형성된 홀에 수용된 광 변조기(230)는 또 다른 홀이 형성된 드라이버 IC(220)에 직접 실장된다. 또한, 드라이버 IC(220)의 또 다른 측면에서는 광 투과성 덮개(240)가 실장된다.
도 6은 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 광 변조기 모듈 패키지의 분해 사시도이다. 도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 광 변조기 모듈 패키지는 기판(610), 드라이버 IC(620, 630), 광 변조기(640) 및 광 투과성 덮개(650)를 포함할 수 있다. 이하에서는 상술한 제1 실시예와의 차이점을 위주로 설명한다.
드라이버 IC(620, 630)의 출력단의 개수는 광 변조기(640)에 형성된 입력단의 개수에 맞게 형성된다. 일반적으로, 하나의 광 변조기(640)에 대응하는 드라이버 IC(620, 630)의 개수는 복수이므로, 제2 실시예에서는 복수의 드라이버 IC(620, 630)에 광 변조기(640)를 직접 실장하는 구조를 제시한다. 여기서, 드라이버 IC(620, 630)의 개수가 2인 경우를 제시하였으나, 본 발명은 이러한 개수에 제한되 지 않음은 자명하다.
복수의 드라이버 IC(620, 630)는 광 변조기(640)로부터 출사하는 출사광을 통과시키기 위한 소정의 간격으로 이격된다. 여기서, 소정의 간격은 광 변조기(640)의 출사광을 통과시킬 수 있는 간격이면 충분하다. 따라서 광 변조기(640)는 복수의 드라이버 IC(620, 630)의 출력단에 입력단이 직접 플립칩 실장되고, 드라이버 IC(620, 630)의 입력단은 광 변조기(640)의 주변에서 기판(610)에 플립칩 접속되어 있다. 따라서 드라이버 IC(220)는 외부로부터 입력되는 제어신호에 따라 광 변조기(230)에 구동전압을 제공하는 역할을 한다.
도 7은 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 광 변조기 모듈 패키지의 단면도이다. 도 7을 참조하면, 기판(610), 드라이버 IC(620, 630), 광 변조기(640) 및 광 투과성 덮개(650)가 도시되며, 도 3a와 비교하면, 복수의 드라이버 IC(620, 630)를 포함하는 구성이 서로 다르다.
도 8은 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 광 변조기 모듈 패키지의 위에서 바라본 평면도이며, 도 9는 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 광 변조기 모듈 패키지의 아래에서 바라본 저면도이다. 도 8은 제1 실시예의 평면도와 같다.
도 9를 참조하면, 기판(610)에 형성된 홀에 수용된 광 변조기(640)는 서로 소정의 간격으로 이격된 드라이버 IC(620, 630)의 출력단에 직접 실장된다. 또한, 드라이버 IC(620, 630)의 또 다른 측면에서는 광 투과성 덮개(650)가 실장된다.
본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 많은 변형이 본 발명의 사상 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 가능함은 물론이다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 광 변조기 모듈 패키지 및 그 제조 방법은 광 변조기와 드라이버 IC를 직접 연결함으로써 모듈 패키지를 최소화할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 광 변조기 모듈 패키지 및 그 제조 방법은 광 변조기를 광 투과성 덮개에 직접 실장하지 않음으로써 광 투과성 덮개에 전기적/광학적 특성이 구현되지 않는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 광 변조기 모듈 패키지 및 그 제조 방법은 광 투과성 덮개에 전기적/광학적 특성이 집중되지 않음으로써 제작 비용이 저렴한 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 광 변조기 모듈 패키지 및 그 제조 방법은 광 변조기가 광 투과성 덮개에 직접 실장되지 않음으로써 광 변조기와 광 투과성 덮개 간의 이물 영향을 줄일 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 광 변조기 모듈 패키지 및 그 제조 방법은 광 변조기가 광 투과성 덮개에 직접 실장되지 않음으로써 광 변조기를 광 투과성 기판에 직접 실장하는 공정 중 발생하는 이물에 의한 오염의 문제를 줄일 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 광 변조기 모듈 패키지 및 그 제조 방법은 광 변조기가 광 투과성 덮개에 직접 실장되지 않음으로써 파인 피치(fine pitch)가 가능한 효과가 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명 및 그 균등물의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (17)

  1. 소정의 신호에 상응하는 광을 출사하여 신호를 변조하는 광 변조기;
    상기 광 변조기로부터 출사하는 출사광을 출사하기 위한 홀이 형성되고, 상기 광 변조기의 입력단이 일면에 형성된 출력단에 직접 연결되어 상기 광 변조기를 구동하기 위한 드라이버 IC; 및
    상기 드라이버 IC의 타면에 결합하며, 상기 광 변조기로부터 출사하는 출사광을 통과시키는 광 투과성 덮개를 포함하는 광 변조기 모듈 패키지.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 드라이버 IC의 출력단은 상기 홀 주변에 형성되는 것을 특징으로 하는 광 변조기 모듈 패키지.
  3. 소정의 신호에 상응하는 광을 출사하여 신호를 변조하는 광 변조기;
    상기 광 변조기의 입력단이 일면에 형성된 출력단에 직접 연결되어 상기 광 변조기를 구동하며, 상기 광 변조기로부터 출사하는 출사광을 통과시키기 위한 소정의 간격으로 이격된 복수의 드라이버 IC; 및
    상기 드라이버 IC의 타면에 결합하며, 상기 광 변조기로부터 출사하는 출사 광을 통과시키는 광 투과성 덮개를 포함하는 광 변조기 모듈 패키지.
  4. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 광 변조기를 수용하기 위한 홀이 형성되어 있으며, 상기 드라이버 IC의 입력단에 소정의 신호를 전달하는 기판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광 변조기 모듈 패키지.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 기판은 연성회로기판인 것을 특징으로 하는 광 변조기 모듈 패키지.
  6. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 광 변조기는 상기 드라이버 IC에 솔더를 이용하여 실장되는 것을 특징으로 하는 광 변조기 모듈 패키지.
  7. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 광 투과성 덮개는 상기 드라이버 IC에 에폭시 또는 솔더를 이용하여 실장되는 것을 특징으로 하는 광 변조기 모듈 패키지.
  8. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 광 변조기는 상기 드라이버 IC에 이방성 도전 필름(ACF), 비전도성 필름(NCF), 비전도성 페이스트(NCP) 및 이방성 도전 페이스트(ACP) 중 어느 하나의 접착제를 이용하여 플립칩 실장되는 것을 특징으로 하는 광 변조기 모듈 패키지.
  9. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 광 투과성 덮개의 주변에 상기 광 투과성 덮개를 보호하기 위한 금속부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광 변조기 모듈 패키지.
  10. (a) 광을 투과시킬 수 있는 홀이 형성되고, 상기 광 변조기의 입력단이 일면에 형성된 출력단에 직접 연결되어 상기 광 변조기를 구동하기 위한 드라이버 IC 상에 소정의 신호에 상응하는 광을 상기 홀에 출사함으로써 신호를 변조하는 광 변조기를 실장하는 단계; 및
    (b) 상기 드라이버 IC의 타면에 상기 광 변조기로부터 출사하는 출사광을 통과시키는 광 투과성 덮개를 실장하는 단계를 포함하는 광 변조기 모듈 패키지 제 조 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 드라이버 IC의 출력단은 상기 홀 주변에 형성되며, 상기 광 변조기는 상기 홀의 위에 실장되는 것을 특징으로 하는 광 변조기 모듈 패키지 제조 방법.
  12. 제10항에 있어서,
    (c) 상기 광 변조기를 수용하기 위한 홀이 형성되어 있으며, 상기 드라이버 IC의 입력단에 소정의 신호를 전달하는 기판 상에 상기 드라이버 IC를 실장하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광 변조기 모듈 패키지 제조 방법.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 기판은 연성회로기판인 것을 특징으로 하는 광 변조기 모듈 패키지 제조 방법.
  14. 제10항에 있어서, 상기 단계 (a)에서,
    상기 광 변조기는 상기 드라이버 IC에 솔더를 이용하여 실장되는 것을 특징으로 하는 광 변조기 모듈 패키지 제조 방법.
  15. 제10항에 있어서, 상기 단계 (b)에서,
    상기 광 투과성 덮개는 상기 드라이버 IC에 에폭시 또는 솔더를 이용하여 실장되는 것을 특징으로 하는 광 변조기 모듈 패키지 제조 방법.
  16. 제10항에 있어서, 상기 단계 (a)에서,
    상기 광 변조기는 상기 드라이버 IC에 이방성 도전 필름(ACF), 비전도성 필름(NCF), 비전도성 페이스트(NCP) 및 이방성 도전 페이스트(ACP) 중 어느 하나의 접착제를 이용하여 플립칩 실장되는 것을 특징으로 하는 광 변조기 모듈 패키지 제조 방법.
  17. 제10항에 있어서,
    (d) 상기 광 투과성 덮개의 주변에 상기 광 투과성 덮개를 보호하기 위한 금속부재를 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광 변조기 모듈 패키지 제조 방법.
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