KR100872748B1 - 광전변환모듈 및 그 제조방법 - Google Patents

광전변환모듈 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 광전변환모듈 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 인쇄회로기판에 홈을 형성하고, 인쇄회로기판의 홈에 광소자 어레이가 형성된 연성 IC 기판의 일단을 휘어져 놓이게 하며, 광소자 어레이를 인쇄회로기판에 매립된 광 도파로 어레이와 직접 광 접속시킨 후, 연성 IC 기판 및 광소자 어레이를 감싸며 인쇄회로기판의 홈에 에폭시를 충진하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 광소자 어레이와 광 도파로 어레이를 인쇄회로기판의 홈에서 직접 광 접속시켜 광 결합 효율을 향상시킬 수 있다.
연성 기판, 광소자, 광 도파로, 광 결합, 에폭시, 홈

Description

광전변환모듈 및 그 제조방법{ Photoelectric conversion module and Fabricating method thereof }
도 1은 종래의 광전변환모듈을 나타낸 단면도.
도 2는 본 발명의 광전변환모듈의 제1 실시예를 나타낸 단면도.
도 3은 본 발명의 광전변환모듈의 제2 실시예를 나타낸 단면도.
도 4는 본 발명의 광전변환모듈의 제조방법을 나타낸 순서도.
도 5는 본 발명의 광전변환모듈의 제3 실시예를 나타낸 단면도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
100 : 인쇄회로기판 105 : 홈
110 : 연성 IC 기판 120 : 광소자 어레이
130 : 광 도파로 어레이 140 : 반도체 칩
150 : 에폭시
본 발명은 광전변환모듈 및 그 제조방법에 관한 것이다.
최근, 정보통신기술은 전송되는 데이터의 고속화 및 대용량화의 경향에 있으 며, 그에 따른 고속 통신 환경을 실현하기 위한 광 통신 기술의 개발이 진행되고 있다.
일반적으로 광 통신에서는 송신 측의 광전변환소자에서 전기 신호를 광신호로 변환하고, 변환된 광신호를 광 파이버 또는 광 도파로를 이용하여 수신 측으로 전송하며, 수신 측의 광전변환소자에서 수신한 광신호를 전기 신호로 변환한다.
이러한 광전변환소자가 시스템 내에 적용되어 상용화되기 위해서는 전기 접속 및 광 접속이 효율적으로 이루어지도록 구성되어야 한다.
도 1은 종래의 광전변환모듈을 나타낸 단면도이다.
이에 도시된 바와 같이, 인쇄회로기판(Printed Circuit Board : PCB)(10) 상부에 광 소자(30)가 실장된 볼 그리드 어레이(Ball Grid Array : BGA) 패키지(20)가 솔더 볼(Solder Ball)(23)에 의해 접합되어 있다.
상기 인쇄회로기판(10)과 볼 그리드 어레이 패키지(20)는 인쇄회로기판의 V-홈(V-Groove)(11)에 형성된 얼라인먼트 볼(Alignment Ball)(12)에 의해 정렬되어 접합되며, 이와 같은 정렬을 통해 상기 볼 그리드 어레이 패키지의 광 소자(30)에서 발생한 빛이 인쇄회로기판(10)의 광 도파로(15)에 입사되는 구조를 가진다.
상기 볼 그리드 어레이 패키지(20)는 전자회로가 집적되어 있는 반도체칩(21)과, 상기 반도체칩(21)을 실장하기 위한 회로기판(22)과, 상기 회로기판(22)의 하부면에 융착되어 인쇄회로기판(10)과 볼 그리드 어레이 패키지(20)를 접합시키는 솔더 볼(23)과, 상기 반도체칩(21)을 외부환경으로부터 보호하기 위하여 상기 회로기판(22) 상부에 반도체칩(21)을 감싸며 형성된 보호 수지(24)로 이루어진다.
상기 볼 그리드 어레이 패키지(20)의 반도체칩(21)의 하부에는 상기 반도체칩(21)에서 전달된 신호에 따라 구동되는 광 소자(30)가 솔더 범프(Solder Bump)(35)에 의해 접합되어 있다.
상기 솔더 범프(35)에 의해 상기 반도체칩(21)과 광 소자(30)가 전기적으로 접속되며, 상기 반도체칩(21)의 하부에 접합된 광 소자(30)가 광 도파로(15)와 대응되는 위치에 고정되게 된다.
상기 광 소자(30)는 발광 소자 또는 수광 소자로서, 발광 소자의 경우 VCSEL(Vertical Cavity Surface Emitting Laser) 또는 LED(Light Emitting Diode) 등이 사용될 수 있으며, 수광 소자의 경우 PD(Photo Diode) 등이 사용된다.
이와 같이 구성된 종래의 광전변환모듈에 있어서, 반도체칩(21)에서 발생된 제어 신호에 따라 광 소자(30)가 구동하게 되며, 이때 광 소자(30)는 전기신호를 광신호로 변환하여 출력한다.
상기 광 소자(30)로부터 출력된 광신호는 인쇄회로기판(10)의 광 도파로(15)의 한쪽 단면에 형성된 45도 미러(16)를 통해 반사되어 광 도파로(15) 내부를 진행하게 된다.
이러한 구성의 종래의 광전변환모듈은 광 소자(30)를 실장한 볼 그리드 어레이 패키지(20)와 인쇄회로기판(10) 간의 전기적 접속에는 문제가 없지만, 광 소자(30)와 인쇄회로기판의 광 도파로(15) 간의 광 접속(Optical Interconnection)에 는 많은 문제점을 포함하고 있다.
즉, 종래의 광전변환모듈은 상기 광 소자(30)와 광 도파로(15) 간의 상호 이격된 거리로 인하여 광 접속 효율이 매우 낮다는 단점이 있다.
예를 들어, 광 소자(30)로서 VCSEL을 사용하는 경우, 상기 VCSEL은 공기 중에 빛을 출사할 때의 발산각이 25도 ~ 30도 정도가 되기 때문에 광 도파로(15)와의 이격된 거리가 길어질수록 광 결합 효율은 크게 떨어지게 된다.
이러한 문제점을 해결하기 위해, 광 소자(30)와 광 도파로(15) 사이에 렌즈를 설치하여 광 결합 효율을 향상시키려는 방안이 제시되었으나, 이 경우 렌즈를 상기 광 소자(30)와 광 도파로(15) 사이에 설치하기 위한 추가적인 공정이 필요하며, 이는 대량 생산에 걸림돌이 된다는 문제점이 있다.
한편, 종래의 광전변환모듈은 인쇄회로기판(10)의 광 도파로(15)의 한쪽 단면에 45도 미러(16)를 형성하여, 광 소자(30)에서 출사된 광을 반사시켜 광 도파로(15) 내부로 진행시키는데, 광전변환모듈의 제조 공정 시 상기 45도 미러(16)를 형성하는 데는 많은 공정을 필요로 하며, 그 과정에서 광전변환모듈의 신뢰성을 크게 떨어뜨린다는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 인쇄회로기판에 홈을 형성하고, 광소자 어레이가 형성된 연성 IC 기판의 일단을 인쇄회로기판의 홈에 휘어져 놓이게 한 후, 광소자 어레이와 인쇄회로기판에 매립된 광 도파로 어레이가 직접 접속되도록 함으로써, 광 결합 효율을 향상시킨 광전변환모듈 및 그 제조방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 광전변환모듈의 바람직한 실시예는, 홈이 형성된 인쇄회로기판과, 상기 인쇄회로기판 상부에 형성되며 일단이 상기 홈으로 휘어져 있는 연성 IC 기판과, 상기 홈으로 휘어진 부분의 연성 IC 기판상에 형성된 광소자 어레이와, 상기 인쇄회로기판에 매립되며, 일단이 상기 홈에서 상기 광소자 어레이와 광 접속되는 광 도파로 어레이와, 상기 인쇄회로기판의 홈에 상기 연성 IC 기판 및 광소자 어레이를 감싸며 충진된 에폭시와, 상기 연성 IC 기판의 상부에 형성되며, 상기 광소자 어레이를 구동시키는 구동 회로가 내장된 반도체 칩을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 광전변환모듈의 제조방법의 바람직한 실시예는, 연성 IC 기판 상부에 반도체 칩을 형성하고, 상기 연성 IC 기판의 일단의 상부에 상기 반도체 칩에 의해 구동되는 광소자 어레이를 형성하는 단계와, 인쇄회로기판에 상기 광소자 어레이가 형성된 연성 IC 기판의 일단이 휘어져 놓여 질 홈을 형성하는 단계와, 상기 연성 IC 기판을 상기 인쇄회로기판상에 접합하고, 상기 연성 IC 기판의 광소자 어레이가 형성된 부분이 상기 인쇄회로기판의 홈으로 휘어져 놓이도록 한 후, 상기 광소자 어레이와 상기 인쇄회로기판에 매립된 광 도파로 어레이가 광 접속되도록 접합하는 단계와, 상기 인쇄회로기판의 홈에 상기 연성 IC 기판 및 광소자 어레이를 감싸며 에폭시를 충전하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이하, 도 2 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 광전변환모듈 및 그 제조방법에 대해 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명과 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 2는 본 발명의 광전변환모듈의 제1 실시예를 나타낸 단면도이다.
이에 도시된 바와 같이, 홈(105)이 형성된 인쇄회로기판(100)과, 상기 인쇄회로기판(100) 상부에 형성되며 일단이 상기 홈(105)으로 휘어져 있는 연성(Flexible) IC 기판(110)과, 상기 홈(105)으로 휘어진 연성 IC 기판(110)의 상부에 형성된 광소자 어레이(120)와, 상기 인쇄회로기판(100)에 매립되며, 일단이 상기 광소자 어레이(120)와 광 접속되는 광 도파로 어레이(130)와, 상기 연성 IC 기판(110)의 상부에 형성되며, 상기 광소자 어레이(120)를 구동시키는 구동 회로가 내장된 반도체칩(140)을 포함하여 구성된다.
여기서, 상기 인쇄회로기판(100)으로는 절연 기판의 일면에만 배선을 형성한 단면 인쇄회로기판, 절연 기판의 양면에 배선을 형성한 양면 인쇄회로기판 및 다층으로 배선한 다층 인쇄회로기판(Multi Layered Board : MLB) 등이 사용될 수 있으 며, 최근 고밀도 및 소형화 회로에 대한 요구의 증가에 따라 다층 인쇄회로기판이 주로 사용된다.
상기 다층 인쇄회로기판은 배선 영역을 확대하기 위해 배선 패턴의 형성이 가능한 층을 추가로 형성한 것인데, 구체적으로 다층 인쇄회로기판은 내층과 외층으로 구분된다.
상기 내층에는 전원 회로, 접지 회로, 신호 회로 등의 회로 패턴(107)을 형성하며, 내층과 외층 간 또는 외층 사이에는 절연층을 형성한다. 이때, 각 층의 배선은 비아 홀(Via Hole)을 이용하여 연결한다.
상기 인쇄회로기판(100)의 소정 영역에는 홈(105)이 형성되는데, 상기 홈(105)은 연성 IC 기판(110)이 상기 홈(105)으로 휘어져 놓이게 될 때, 광소자 어레이(120)와 광 도파로 어레이(130)가 동일한 위치에 놓이도록 깊이를 조절하여 형성한다.
상기 연성(Flexible) IC 기판(110)은 반도체칩(140)이 인쇄회로기판(100)에 전기적으로 쉽게 접속되도록 해주는 중간 매개체로서 사용된다.
즉, 상기 반도체칩(140)은 전극의 수가 많고 전극 간격이 수십 ㎛에 불과하여 이를 인쇄회로기판(100)에 직접 접합시키려면, 인쇄회로기판(100)의 구조가 복잡해지고 비용도 크게 상승하게 되는데, 이를 방지하기 위해 반도체칩(140)과 인쇄회로기판(100) 사이에 연성 IC 기판(110)을 사용하여 반도체칩(140)과 인쇄회로기판(100)을 전기적으로 접속시킨다.
상기 인쇄회로기판(100)과 연성 IC 기판(110)은 솔더 볼(101) 및 범프(102)를 이용한 플립 칩 본딩(Flip Chip Bonding) 방식에 의해 접합되어 전기적으로 연결된다.
이때, 상기 범프(102)는 상기 인쇄회로기판(100)의 내층에 형성된 회로 패턴(107)들과 각각 전기적으로 연결된다.
상기 인쇄회로기판(100)과 IC 기판(110) 간의 접합은 플립 칩 본딩 방식뿐만 아니라 본딩 와이어(Bonding Wire)를 이용한 와이어 본딩 방식으로 이루어질 수 있으며, 상기 플립 칩 본딩과 와이어 본딩 방식을 혼용하여 이루어질 수도 있다.
상기 연성 IC 기판(110)은 일단이 상기 인쇄회로기판의 홈(105)으로 휘어져 놓이게 된다.
상기 광소자 어레이(120)는 상기 인쇄회로기판의 홈(105)으로 휘어진 연성 IC 기판(110)의 상부에 형성되며, 상기 반도체칩(140)의 제어에 따라 구동되어 전기신호를 광신호로 또는 광신호를 전기 신호로 변환한다.
본 발명에 의하면, 상기 광소자 어레이(120)를 상기 인쇄회로기판의 홈(105)으로 휘어진 연성 IC 기판(110)의 상부에 형성함으로써, 광소자 어레이(120)가 광 도파로 어레이(130)와 직접 접속(Butt Coupled)되도록 할 수 있으며, 그로 인해 광 접속 효율을 향상시킬 수 있다.
상기 광소자 어레이(120)는 수광 소자 또는 발광 소자, 예를 들어 VCSEL(Vertical Cavity Surface Emitting Laser), LED(Light Emitting Diode), PD(Photo Diode) 등이 동일 평면상에 M×N 배열되어 있는 형태를 가진다.
상기 광소자 어레이(120)는 상기 연성 IC 기판(110)의 상부에 접합되어 형성되는데, 이때 상기 연성 IC 기판(110)과 광소자 어레이(120) 간의 접합은 솔더 볼(111) 및 범프(112)를 이용한 플립 칩 본딩방식에 의한다.
상기 연성 IC 기판(110)과 광소자 어레이(120) 간의 접합은 상기 플립 칩 본딩 방식뿐만 아니라, 본딩 와이어(Bonding Wire)를 이용한 와이어 본딩 방식 및 상기 플립 칩 본딩과 와이어 본딩 방식을 혼용한 방식으로 이루어질 수 있다.
상기 광 도파로 어레이(130)는 인쇄회로기판(100)에 매립(Embeded)되어 형성되며, 동일 평면상에 광 도파로가 M×N 배열되어 있는 형태를 가지는데, 상기 광 도파로 어레이(130)의 광 도파로는 상기 광소자 어레이(120)의 광소자들과 동일한 배열 형태를 가진다.
상기 광 도파로 어레이(130)는 상기 광소자 어레이(120)와 접합되는데, 이때 광 투과성 에폭시(125)가 상기 광소자 어레이(120)와 광 도파로 어레이(130) 사이에 개재되어 접합되며, 상기 광 도파로 어레이(130)의 각 광 도파로는 상기 광소자 어레이(120)의 각 광소자와 일대일 대응되어 접합된다.
여기서, 상기 광 투과성 에폭시(125)는 광 도파로 어레이(130)의 광 도파로와 비슷한 굴절률을 가지며, 광소자 어레이(120)의 사용 파장에서 광 투과성이 좋은 폴리머 계열의 에폭시를 사용하는 것이 바람직하다.
예를 들어, 상기 광 투과성 에폭시(125)는 1.4 ~ 1.6의 굴절률을 가지고, 상 기 광소자 어레이(120)에서 출사되는 광의 파장에서 80 ~ 95%의 광 투과율을 가지는 에폭시인 것이 바람직하다.
상기 반도체칩(140)은 상기 광소자 어레이(120)를 구동시키기 위한 것으로, 반도체칩(140)에는 광소자 어레이(120)를 구동시키기 위한 구동 회로가 내장되어 있다.
그리고, 상기 반도체칩(140)은 상기 광소자 어레이(120)로 제어신호를 발생시켜 전기 신호를 광신호로 또는 광신호를 전기 신호로 변환시킨다.
상기 반도체칩(140)은 상기 연성 IC 기판(110)의 상부에 솔더 볼(111) 및 범프(112)를 통하여 접합되는데, 상기 플립 칩 본딩 방식뿐만 아니라 와이어 본딩 방식으로 접합 될 수 있으며, 또한 상기 플립 칩 본딩과 와이어 본딩 방식을 혼용한 방식으로 접합 될 수도 있다.
또한, 상기 인쇄회로기판(100)과 연성 IC 기판(110) 사이 및 상기 연성 IC 기판(110)과 반도체칩(140) 사이에 에폭시(150)가 충진되고, 상기 인쇄회로기판의 홈(105)에 연성 IC 기판(110) 및 광소자 어레이(120)를 감싸며 에폭시(150)가 충진된다.
상기 에폭시(150)는 외부 온도 변화시 각 부품들 간의 열팽창계수 차이에 의해 발생하는 스트레스를 완화시키고, 각 부품들 사이의 접합 상태를 유지시키는 역할을 한다.
그리고, 본 발명에서는 상기 반도체칩(140)을 외부 환경으로부터 보호하기 위해 상기 연성 IC 기판(110) 상부에 반도체칩(140)을 감싸는 보호 수지(미도시)를 더 형성할 수 있다.
이와 같이, 본 발명은 인쇄회로기판(100)에 홈(105)을 형성하고 연성 IC 기판(110)의 일단을 상기 홈(105)으로 휘어져 놓이게 하며, 휘어진 연성 IC 기판(110)의 상부에 광소자 어레이(120)를 형성하여 광 도파로 어레이(130)와 직접 접합되도록 함으로써, 광소자와 광 도파로 간의 광 결합 효율을 향상시킬 수 있다.
즉, 본 발명에서는 광소자와 광 도파로 사이의 간격을 수십 ㎛ 이내로 유지시킬 수 있기 때문에, 기존의 광전변환모듈에 비하여 우수한 광 결합 효율을 가지게 된다.
그리고, 광소자 어레이(120)와 광 도파로 어레이(130) 사이에 광 도파로와 굴절률이 비슷하고 광소자 어레이의 사용 파장에서 광 투과성이 좋은 광 투과성 에폭시(125)를 사용함으로써, 광 커플링 효율을 더 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명에서는 광소자와 광 도파로 간의 광 접속이 광소자의 배열 형태와 동일한 배열 형태를 갖는 광 도파로 사이에 같은 평면상에서 이루어지므로, 다채널 광 접속이 손쉽게 이루어지며, 그에 따른 광학설계도 용이하게 할 수 있다.
한편, 도 3에 도시된 바와 같이, 인쇄회로기판(100)에 인쇄회로기판(100)을 관통하는 공간부(106)를 형성하고, 광소자 어레이(120)가 접합된 부분의 연성 IC 기판(110)을 상기 공간부(106)로 휘어져 놓이게 한 후, 광소자 어레이(120)와 광 도파로 어레이(130)를 정렬하여 접합하고, 상기 공간부(106)에 연성 IC 기판(110) 및 광소자 어레이(120)를 감싸며 에폭시(150)를 충진 할 수도 있다.
도 4는 본 발명의 광전변환모듈의 제조방법을 나타낸 순서도이다.
이에 도시한 바와 같이, 먼저 연성 IC 기판(110)의 상부에 광소자 어레이(120) 및 반도체칩(140)을 접합한다(S 100).
즉, 플레이트(Plate) 위에 상기 연성 IC 기판(110)을 올려놓고, 연성 IC 기판(110)의 양끝을 고정 지그로 고정한 후, 연성 IC 기판(110) 상부에 광소자 어레이(120) 및 반도체칩(140)을 접합한다.
여기서, 상기 광소자 어레이(120)는 연성 IC 기판(110)의 일단을 인쇄회로기판(100)의 홈(105)으로 휘어져 놓이게 하였을 때, 인쇄회로기판(100)에 매립된 광 도파로 어레이(130)와 대응되는 위치에 놓이도록 연성 IC 기판(110)의 한쪽 끝 부분에 접합한다.
이때, 상기 광소자 어레이(120) 및 반도체칩(140)의 접합은 솔더 볼 및 범프를 이용한 플립 칩 본딩 방식 또는 본딩 와이어를 이용한 와이어 본딩 방식 등을 통해 이루어진다.
다음으로, 상기 인쇄회로기판(100)에 홈(105)을 형성한다(S 110).
상기 인쇄회로기판의 홈(105)은 상기 연성 IC 기판(110)의 일단이 상기 홈(105)으로 휘어져 놓여 질 때, 상기 홈(105)으로 휘어진 연성 IC 기판(110)의 상부에 접합된 광소자 어레이(120)가 인쇄회로기판(100)에 매립된 광 도파로 어레 이(130)와 대응되는 위치에 놓이도록 깊이와 폭을 조절하여 형성한다.
이어서, 상기 연성 IC 기판의 일단 즉, 광소자 어레이(120)가 접합된 부분을 상기 인쇄회로기판의 홈(105)으로 휘어져 놓이게 한 후, 상기 광소자 어레이(120)와 광 도파로 어레이(130)를 접합한다(S 120).
상기 광소자 어레이(120)는 수광 소자 또는 발광 소자들이 동일 평면상에 M×N 배열되어 있는 형태를 가지는데, 상기 광 도파로 어레이(130)는 광 도파로들이 상기 광소자 어레이(120)의 광소자들과 동일한 배열로 형성되어 상기 광소자 어레이(120)의 광소자들과 일대일 광 접속된다.
여기서, 광소자 어레이(120)와 광 도파로 어레이(130) 사이에 광 투과성 에폭시(125)가 개재되며, 상기 광소자 어레이(120)와 광 도파로 어레이(130)는 광 투과성 에폭시(125)에 의해 접합되어 광 접속된다.
한편, 상기 광소자 어레이(120)와 광 도파로 어레이(130)를 광 접속시키는 동시에, 상기 연성 IC 기판(110)을 플립 칩 본딩 또는 와이어 본딩 방식을 통해 인쇄회로기판(100)상에 접합한다.
연이어, 상기 인쇄회로기판의 홈(105)에 상기 연성 IC 기판(110) 및 광소자 어레이(120)를 감싸며 에폭시(150)를 충진하여 연성 IC 기판(110)을 홈(105)에 접합 및 고정시키고, 상기 인쇄회로기판(100)과 연성 IC 기판(110) 사이 및 상기 연성 IC 기판(110)과 반도체칩(140) 사이에 에폭시(150)를 충진한다(S 130).
도 5는 본 발명의 광전변환모듈의 제3 실시예를 나타낸 단면도이다.
이에 도시된 바와 같이, 제1 홈(203) 및 제2 홈(206)이 형성된 인쇄회로기판(200)과, 상기 인쇄회로기판(200) 상부에 형성되며 일단이 상기 제1 홈(203)으로 휘어져 있고, 타단이 상기 제2 홈(206)으로 휘어져 있는 연성(Flexible) IC 기판(210)과, 상기 제1 홈(203)으로 휘어진 연성 IC 기판(210)의 상부에 형성된 제1 광소자 어레이(220)와, 상기 제2 홈(206)으로 휘어진 연성 IC 기판(210)의 상부에 형성된 제2 광소자 어레이(230)와,상기 인쇄회로기판(200)에 매립되며, 일단이 상기 제1 광소자 어레이(220)와 광 접속되는 제1 광 도파로 어레이(240)와, 상기 인쇄회로기판(200)에 매립되며, 일단이 상기 제2 광소자 어레이(230)와 광 접속되는 제2 광 도파로 어레이(250)와, 상기 연성 IC 기판(210)의 상부에 형성되며, 상기 제1 광소자 어레이(220) 및 제2 광소자 어레이(230)를 구동시키는 구동 회로가 내장된 반도체칩(260)을 포함하여 구성된다.
여기서, 상기 제1 광소자 어레이(220) 및 제1 광 도파로 어레이(240)는 그 사이에 제1 광 투과성 에폭시(225)가 개재되어 접합되고, 제2 광소자 어레이(230) 및 제2 광 도파로 어레이(250)는 그 사이에 제2 광 투과성 에폭시(235)가 개재되어 접합된다.
그리고, 상기 인쇄회로기판(200)과 연성 IC 기판(210) 사이 및 상기 연성 IC 기판(210)과 반도체칩(260) 사이에 에폭시(270)가 충진되며, 상기 인쇄회로기판의 제1 홈(203) 및 제2 홈(206)에 상기 연성 IC 기판(210)과 제1 광소자 어레이(220) 및 제2 광소자 어레이(230)를 감싸며 에폭시(270)가 충진된다.
이상에서 대표적인 실시예를 통하여 본 발명에 대하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다.
그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위 뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 의하면 인쇄회로기판에 홈을 형성하고, 광소자 어레이가 형성된 연성 IC 기판의 일단을 인쇄회로기판의 홈에 휘어져 놓이게 한 후, 광소자 어레이와 인쇄회로기판에 매립된 광 도파로 어레이가 직접 접속되도록 함으로써, 광 결합 효율을 향상시킬 수 있다.
그리고, 본 발명에서는 광소자와 광 도파로 간의 광 접속이 광소자의 배열 형태와 동일한 배열 형태를 갖는 광 도파로 사이에 같은 평면상에서 이루어지므로, 다채널 광 접속이 손쉽게 이루어지며, 그에 따른 광학설계도 용이하게 할 수 있다.

Claims (11)

  1. 홈이 형성된 인쇄회로기판;
    상기 인쇄회로기판 상부에 형성되며 일단이 상기 홈으로 휘어져 있는 연성 IC 기판;
    상기 홈으로 휘어진 부분의 연성 IC 기판상에 형성된 광소자 어레이;
    상기 인쇄회로기판에 매립되며, 일단이 상기 홈에서 상기 광소자 어레이와 광 접속되는 광 도파로 어레이;
    상기 인쇄회로기판의 홈에 상기 연성 IC 기판 및 광소자 어레이를 감싸며 충진된 에폭시; 및
    상기 연성 IC 기판의 상부에 형성되며, 상기 광소자 어레이를 구동시키는 구동 회로가 내장된 반도체 칩을 포함하여 이루어지는 광전변환모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 광소자 어레이는 플립 칩 본딩 또는 와이어 본딩 방식에 의해 상기 홈으로 휘어진 연성 IC 기판의 상부에 형성되는 것을 특징으로 하는 광전변환모듈.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 반도체 칩은 플립 칩 본딩 또는 와이어 본딩 방식에 의해 상기 연성 IC 기판의 상부에 형성되는 것을 특징으로 하는 광전변환모듈.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 광소자 어레이 및 광 도파로 어레이 사이에 광 투과성 에폭시가 개재되어 광 접속되는 것을 특징으로 하는 광전변환모듈.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 광소자 어레이는 발광 소자 또는 수광 소자가 M×N 형태로 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 광전변환모듈.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 광 도파로 어레이는 광 도파로가 상기 M×N 형태로 배열되며, 상기 광 도파로는 상기 광소자 어레이의 광소자와 일대일로 대응되어 광 접속되는 것을 특징으로 하는 광전변환모듈.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 광 투과성 에폭시는 1.4 ~ 1.6의 굴절률을 가지고, 상기 광소자에서 출사되는 광의 파장에서 80 ~ 95%의 광 투과율을 가지는 에폭시인 것을 특징으로 하는 광전변환모듈.
  8. 제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 연성 IC 기판 상부에 상기 반도체 칩을 감싸며 보호 수지가 더 형성된 것을 특징으로 하는 광전변환모듈.
  9. 연성 IC 기판 상부에 반도체 칩을 형성하고, 상기 연성 IC 기판의 일단의 상부에 상기 반도체 칩에 의해 구동되는 광소자 어레이를 형성하는 단계;
    인쇄회로기판에 상기 광소자 어레이가 형성된 연성 IC 기판의 일단이 휘어져 놓여 질 홈을 형성하는 단계;
    상기 연성 IC 기판을 상기 인쇄회로기판상에 접합하고, 상기 연성 IC 기판의 광소자 어레이가 형성된 부분이 상기 인쇄회로기판의 홈으로 휘어져 놓이도록 한 후, 상기 광소자 어레이와 상기 인쇄회로기판에 매립된 광 도파로 어레이가 광 접속되도록 접합하는 단계; 및
    상기 인쇄회로기판의 홈에 상기 연성 IC 기판 및 광소자 어레이를 감싸며 에 폭시를 충전하는 단계를 포함하여 이루어지는 광전변환모듈의 제조방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 광소자 어레이와 광 도파로 어레이는 광 투과성 에폭시가 개재되어 접합되는 것을 특징으로 하는 광전변환모듈의 제조방법.
  11. 제9항 또는 제10항에 있어서,
    상기 연성 IC 기판 상부에 반도체 칩을 접합한 이후에,
    상기 연성 IC 기판의 상부에 상기 반도체 칩을 감싸며 보호 수지를 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광전변환모듈의 제조방법.
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