KR102666812B1 - Multi-channel Optical Sub-Assembly - Google Patents

Abstract

본 발명의 다채널 광 모듈은이 개시된다. 다채널 광 모듈은 전자 소자가 실장 되는 인쇄 회로 기판; 상기 인쇄 회로 기판 상에 실장 되는 투명한 재질의 패키지 윈도우; 상기 패키지 윈도우 상에 실장 되는 패키지; 및 상기 패키지의 내부 공간에 수용되고, 상기 전자 소자로부터 입력된 전기 신호를 광 신호로 변환하는 광학 소자를 포함한다. 여기서, 상기 전기 신호는 상기 패키지 윈도우의 내부에 매설된 윈도우 관통 전극과 상기 패키지 내부에 매설된 패키지 관통 전극을 순차적으로 경유하여 상기 광학 소자로 입력되는 것을 특징으로 한다.A multi-channel optical module of the present invention is disclosed. A multi-channel optical module includes a printed circuit board on which electronic elements are mounted; a package window made of transparent material mounted on the printed circuit board; A package mounted on the package window; and an optical element accommodated in the internal space of the package and converting the electrical signal input from the electronic element into an optical signal. Here, the electrical signal is input to the optical element through a window penetration electrode buried inside the package window and a package penetration electrode buried inside the package sequentially.

Description

다채널 광 모듈{Multi-channel Optical Sub-Assembly}Multi-channel optical module {Multi-channel Optical Sub-Assembly}

본 발명은 광통신 네트워크에 사용되는 고속 광 모듈로서, 더욱 상세하게는 신호 처리 모듈의 인쇄회로기판(PCB) 위에 실장 되는 광송신 모듈에 관한 것이다The present invention relates to a high-speed optical module used in an optical communication network, and more specifically, to an optical transmission module mounted on a printed circuit board (PCB) of a signal processing module.

최근 5G 및 데이터센터 네트워크의 데이터 트래픽이 급격히 증가함에 따라 대용량 데이터를 신호의 왜곡없이 고속으로 전송할 수 있는 광네트워크용 광모듈의 시장 수요가 급증하고 있으며, 다채널을 통해 데이터 전송 속도를 더욱 높일 수 있는 광모듈이 제안되고 있다.Recently, as data traffic in 5G and data center networks has rapidly increased, market demand for optical modules for optical networks that can transmit large amounts of data at high speed without signal distortion is rapidly increasing, and data transmission speeds can be further increased through multiple channels. An optical module is being proposed.

도 1은 기존의 광 모듈의 구조를 나타낸 도면이다.Figure 1 is a diagram showing the structure of an existing optical module.

도 1을 참조하면, 기존 광 모듈은 전기 신호를 생성하는 신호 처리 모듈(ESA, Electrical sub-assembly)(10), 신호 처리 모듈(10)로부터 입력된 전기 신호를 광신호로 변환하는 광송신 모듈(TOSA, Transmitter Optical sub-assembly)(20) 및 신호 처리 모듈(10)과 광송신 모듈(20)을 연결하는 연성 회로 기판(FPCB, Flexible Print Circuit Board)(30)으로 구성된다. 한편, 도 1에 도시한 기존 광모듈 구조는 광송신을 위한 광모듈 구조로서, 광수신을 위한 광모듈인 경우, 도 1에 도시한 광송신 모듈(20)은 광수신 모듈(ROSA, Receiver Optical sub-assembly)로 대체된다.Referring to Figure 1, the existing optical module includes a signal processing module (ESA, Electrical sub-assembly) 10 that generates an electrical signal, and an optical transmission module that converts the electrical signal input from the signal processing module 10 into an optical signal. It consists of (TOSA, Transmitter Optical sub-assembly) 20 and a flexible printed circuit board (FPCB) 30 that connects the signal processing module 10 and the optical transmission module 20. Meanwhile, the existing optical module structure shown in FIG. 1 is an optical module structure for optical transmission. In the case of an optical module for optical reception, the optical transmission module 20 shown in FIG. 1 is an optical reception module (ROSA, Receiver Optical). sub-assembly).

기존의 ESA(10)는 인쇄회로기판(PCB, Printed Circuit Board)(11)과 PCB(11)에 실장된 신호 처리를 위한 전자 소자(signal processor)(12)로 구성된다.The existing ESA (10) consists of a printed circuit board (PCB) (11) and an electronic device (signal processor) (12) for signal processing mounted on the PCB (11).

기존의 TOSA(20)는 패키지(package)(21)와 패키지(21) 내부에 실장되는 광학소자들 및 광소자들로 구성된다. 패키지(21)에 내부 실장되는 광학소자들은, 예를 들면, 서브 마운트(22), 서브 마운트(22) 상에 실장되는 광원 소자(22), 평행광 렌즈(Collimation lens)(24), 광파장 다중화기(Optical Multiplexer)(25), 집속 렌즈(Focusing lens)(26) 등으로 이루어질 수 있다.The existing TOSA (20) consists of a package (21) and optical elements and optical elements mounted inside the package (21). The optical elements mounted inside the package 21 include, for example, a sub-mount 22, a light source element 22 mounted on the sub-mount 22, a collimation lens 24, and an optical wavelength multi-layer. It may be composed of an optical multiplexer (25), a focusing lens (26), etc.

이러한 광학소자들 및 광소자들(22~26)은 신뢰성 확보 및 안정적인 동작을 위해 패키지(21) 내부에 실장 되어 물리적, 화학적, 전기적인 외부 영향으로부터 보호된다. 특히, 광 신호 발생을 담당하는 광원 소자(23)의 신뢰성은 수광 소자에 비해 상대적으로 매우 취약하기 때문에, 고신뢰성이 요구되는 광 모듈의 경우 광학 소자들(22~26)을 패키지 내부에 실장 하는 구조는 필수적이다.These optical elements and optical elements 22 to 26 are mounted inside the package 21 to ensure reliability and stable operation and are protected from external physical, chemical, and electrical influences. In particular, since the reliability of the light source element 23, which is responsible for generating the optical signal, is relatively very weak compared to the light receiving element, in the case of an optical module requiring high reliability, the optical elements 22 to 26 are mounted inside the package. Structure is essential.

한편, 도 1에서 참조 번호 27이 지시하는 구성은 패키지 피드스루(Package Feedthrough)이고, 참조 번호 28이 지시하는 구성은 패키지 윈도우(Package window)이다. 그리고 참조 번호 29가 지시하는 구성은 본딩 와이어(Bonding wire)이다.Meanwhile, in FIG. 1, the configuration indicated by reference number 27 is a package feedthrough, and the configuration indicated by reference number 28 is a package window. And the configuration indicated by reference number 29 is a bonding wire.

도 2는 도 1에 도시된 연성 회로 기판의 확대도이다.FIG. 2 is an enlarged view of the flexible circuit board shown in FIG. 1.

도 2를 참조하면, FPCB(30)을 통해ESA(10)로부터 전달되는 전기 신호는 패키지 피드스루(package feedthrough)와 본딩 와이어(도 1의 29) 등과 같은 전기적 연결 방법에 의해 패키지(21)의 내부에 실장된 광원 소자(23)로 입력되어 광신호로 변환된다. 이때, 다채널화를 위해 복수개의 광원 소자들이 일정한 방향으로 병렬로 배치되며, 광학 구조에 따라 복수개의 렌즈들이 광원 소자에 대응하여 배치된다.Referring to FIG. 2, the electrical signal transmitted from the ESA (10) through the FPCB (30) is connected to the package (21) by electrical connection methods such as package feedthrough and bonding wire (29 in FIG. 1). It is input to the light source element 23 mounted inside and converted into an optical signal. At this time, a plurality of light source elements are arranged in parallel in a certain direction for multi-channelization, and a plurality of lenses are arranged corresponding to the light source elements according to the optical structure.

복수개의 광원 소자로부터 출력되는 서로 다른 파장을 갖는 광신호를 하나의 광섬유에 집속하기 위해, 도 1에 도시된 바와 같이, 광파장 다중화기(Optical Multiplexer)가 적용된다.In order to focus optical signals with different wavelengths output from a plurality of light source elements onto one optical fiber, an optical multiplexer is applied, as shown in FIG. 1.

이러한 구조의 경우, 광송신 모듈의 패키지(21)와 ESA(10)의 PCB(11) 상의 전극을 연결하기 위해, FPCB(30)가 접합 공정 작업 중에서 유연성 확보를 위해 통상 15mm 이상의 길이(L_fpcb)가 필요하다. 이에 따라 고속으로 전달되는 전기 신호의 전송 길이가 길어지고, 고주파 신호 손실이 증가하여 주파수 대역폭이 감소하는 단점이 있다.In the case of this structure, in order to connect the package 21 of the optical transmission module and the electrode on the PCB 11 of the ESA 10, the FPCB 30 is usually 15 mm or more in length (L _fpcb ) to ensure flexibility during the joining process. ) is required. Accordingly, there is a disadvantage in that the transmission length of electrical signals transmitted at high speed becomes longer, and the loss of high-frequency signals increases, thereby reducing the frequency bandwidth.

또한, 도 2와 같이 FPCB(30)의 양 끝단 전극들과 TOSA(20)의 패키지 피드스루 전극 및 PCB(11)의 전극 간의 접합 공정 시, 통상 불투명한 재질의 유전체로 구성되는 전극들의 위치가 육안상 식별이 어려워 이로 인해 접합부에서 전극간 정렬 오차가 발생한다. 이는 전극간 접합부에서 발생하는 임피던스 부정합의 원인이고, 이러한 임피던스 부정합에 의해 고주파 신호 손실이 증가하고, 주파수 대역폭이 감소한다.In addition, as shown in FIG. 2, during the bonding process between the electrodes at both ends of the FPCB 30, the package feed-through electrode of the TOSA 20, and the electrode of the PCB 11, the positions of the electrodes, which are usually made of an opaque dielectric material, are It is difficult to identify with the naked eye, resulting in misalignment between electrodes at the joint. This is the cause of impedance mismatch that occurs at the junction between electrodes, and this impedance mismatch increases high-frequency signal loss and reduces frequency bandwidth.

상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 연성 회로 기판 없이,The purpose of the present invention to solve the above-described problems is to, without a flexible circuit board,

FPCB없이, 신호 처리 모듈에 포함된 인쇄회로기판의 전극과 광송신 모듈의 패키지 전극간 거리를 최대한 단축하여, 전기 신호의 전송 손실을 최소화할 수 있는 구조를 갖는 다채널 광 모듈을 제공하는 데 있다.The aim is to provide a multi-channel optical module with a structure that can minimize transmission loss of electrical signals by shortening the distance between the electrodes of the printed circuit board included in the signal processing module and the package electrodes of the optical transmission module as much as possible without an FPCB. .

본 발명의 전술한 목적 및 그 이외의 목적과 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부된 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.The above-described object and other objects, advantages and features of the present invention, and methods for achieving them will become clear by referring to the embodiments described in detail below along with the accompanying drawings.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일면에 따른 다채널 광 모듈은, 전자 소자가 실장 되는 인쇄 회로 기판; 상기 인쇄 회로 기판 상에 실장 되는 투명한 재질의 패키지 윈도우; 상기 패키지 윈도우 상에 실장 되는 패키지; 및A multi-channel optical module according to one aspect of the present invention for achieving the above-described object includes a printed circuit board on which electronic devices are mounted; a package window made of transparent material mounted on the printed circuit board; A package mounted on the package window; and

상기 패키지의 내부 공간에 수용되고, 상기 전자 소자로부터 입력된 전기 신호를 광 신호로 변환하는 광학 소자를 포함한다. 여기서, 상기 전기 신호는 상기 패키지 윈도우의 내부에 매설된 윈도우 관통 전극과 상기 패키지 내부에 매설된 패키지 관통 전극을 순차적으로 경유하여 상기 광학 소자로 입력되는 것을 특징으로 한다.It is accommodated in the internal space of the package and includes an optical element that converts an electrical signal input from the electronic element into an optical signal. Here, the electrical signal is input to the optical element through a window penetration electrode buried inside the package window and a package penetration electrode buried inside the package sequentially.

실시 예에서, 상기 전자 소자와 상기 윈도우 관통 전극의 한쪽 단부는 제1 전극 접합부에 의해 전기적으로 연결되고, 상기 제1 전극 접합부는, 상기 인쇄 회로 기판의 표면에 형성되고, 상기 전자 소자와 전기적으로 연결된 전극; 및 상기 인쇄 회로 기판의 표면과 마주하는 상기 패키지 윈도우의 제1 면에 형성되고, 상기 전극과 전기적으로 연결되는 윈도우 외부 전극을 포함한다.In an embodiment, the electronic device and one end of the window penetration electrode are electrically connected by a first electrode joint, and the first electrode joint is formed on the surface of the printed circuit board and electrically connected to the electronic device. connected electrodes; and a window external electrode formed on a first surface of the package window facing the surface of the printed circuit board and electrically connected to the electrode.

실시 예에서, 상기 전극과 상기 윈도우 외부 전극의 접합 공정을 수행하기 위해, 상기 패키지의 측면에는 홈이 형성된다.In an embodiment, in order to perform a bonding process between the electrode and the window external electrode, a groove is formed on a side of the package.

실시 예에서, 상기 전극과 상기 윈도우 외부 전극은, 상기 패키지를 위에서 바라볼 때, 상기 홈에 의해 상부로 노출되는 상기 투명한 재질의 패키지 윈도우를 투과하는 고출력 레이저와 상기 전극과 상기 윈도우 외부 전극 사이에 개재된 솔더에 의해 수행되는 상기 솔더링 공정을 통해 전기적으로 연결된다.In an embodiment, when the package is viewed from above, the electrode and the window external electrode are connected to a high-power laser that penetrates the transparent package window exposed upwardly by the groove and between the electrode and the window external electrode. They are electrically connected through the soldering process performed by intervening solder.

실시 예에서, 상기 인쇄 회로 기판과 상기 패키지 윈도우의 접합 공정을 위해, 상기 인쇄 회로 기판의 표면과 상기 인쇄 회로 기판의 표면과 마주하는 상기 패키지 윈도우의 제1 면에 각각 본딩 패드가 형성된다.In an embodiment, for a bonding process between the printed circuit board and the package window, bonding pads are formed on a surface of the printed circuit board and a first surface of the package window facing the surface of the printed circuit board, respectively.

실시 예에서, 상기 패키지의 측면에는 홈이 형성되고, 상기 인쇄 회로 기판의 본딩 패드와 상기 패키지 윈도우의 본딩 패드는, 상기 패키지를 위에서 바라볼 때, 상기 홈에 의해 상부로 노출되는 상기 투명한 재질의 패키지 윈도우를 투과하는 고출력 레이저에 의해 본딩된다.In an embodiment, a groove is formed on a side of the package, and the bonding pad of the printed circuit board and the bonding pad of the package window are made of the transparent material that is exposed to the top by the groove when the package is viewed from above. Bonding is achieved by a high-power laser that penetrates the package window.

실시 예에서, 상기 윈도우 관통 전극의 다른쪽 단부와 상기 패키지 관통 전극의 한쪽 단부는 제2 전극 접합부에 의해 전기적으로 연결되고, 상기 제2 전극 접합부는, 상기 패키지 윈도우의 제2 면에 형성되고, 상기 윈도우 관통 전극의 다른쪽 단부와 전기적으로 연결되는 윈도우 내부 전극; 및 상기 패키지 윈도우의 제2 면이 안착되는 상기 패키지의 상부면에 형성되고, 상기 윈도우 내부 전극과 상기 패키지 관통 전극의 한쪽 단부를 전기적으로 연결하는 패키지 외부 전극을 포함한다.In an embodiment, the other end of the window through-electrode and one end of the package through-electrode are electrically connected by a second electrode joint, and the second electrode joint is formed on the second side of the package window, a window internal electrode electrically connected to the other end of the window penetration electrode; and a package external electrode formed on the upper surface of the package on which the second surface of the package window is seated, and electrically connecting the window internal electrode and one end of the package penetration electrode.

실시 예에서, 상기 패키지는, 상기 패키지의 내부 공간을 형성하는 4개의 측벽들 중에서 상기 패키지의 상부면에 인접한 어느 하나의 측벽으로부터 돌출된 단턱부를 더 포함하고, 상기 단턱부의 표면에는 상기 패키지 관통 전극의 다른쪽 단부와 상기 광학 소자를 전기적으로 연결하는 패키지 내부 전극이 형성된다.In an embodiment, the package further includes a step protruding from one of the four side walls adjacent to the upper surface of the package among the four side walls forming the internal space of the package, and the package penetrating electrode is disposed on the surface of the step portion. An electrode inside the package is formed to electrically connect the other end of the package to the optical element.

실시 예에서, 상기 패키지 내부 전극의 일부는 상기 패키지 관통 전극의 다른쪽 단부와 전기적으로 연결되도록 상기 패키지의 내부에 매설된다.In an embodiment, a portion of the package internal electrode is buried inside the package to be electrically connected to the other end of the package penetration electrode.

실시 예에서, 상기 패키지 내부 전극은, 와이어 본딩 공정을 통해, 상기 광학 소자에 포함된 광원 소자와 도전성 와이어에 의해 전기적으로 연결된다.In an embodiment, the package internal electrode is electrically connected to the light source element included in the optical element by a conductive wire through a wire bonding process.

실시 예에서, 상기 광학 소자는 서브 마운트에 의해 상기 내부 공간의 바닥면 상에 실장 되고, 상기 바닥면은 상기 패키지 윈도우를 사이에 두고 상기 인쇄 회로 기판의 상부에 위치한다.In an embodiment, the optical element is mounted on the bottom of the interior space by a sub-mount, and the bottom is located on the upper part of the printed circuit board with the package window interposed therebetween.

실시 예에서, 상기 광학 소자에서 발생한 열은 상기 서브 마운트과 상기 바닥면을 경유하여 상기 패키지의 외부로 방출된다.In an embodiment, heat generated from the optical element is emitted to the outside of the package via the submount and the bottom surface.

실시 예에서, 상기 윈도우 관통 전극은 채널 단위로 구분되는 복수의 윈도우 관통 전극들을 포함하고, 상기 패키지 관통 전극은 상기 복수의 윈도우 관통 전극들과 각각 전기적으로 연결되는 복수의 패키지 관통 전극들을 포함한다.In an embodiment, the window through-electrode includes a plurality of window through-electrodes divided into channel units, and the package through-electrode includes a plurality of package through-electrodes each electrically connected to the plurality of window through-electrodes.

실시 예에서, 상기 광학 소자는, 상기 복수의 윈도우 관통 전극들 및 상기 복수의 패키지 관통 전극들을 경유하여, 상기 전자 소자로부터 입력되는 복수의 전기 신호들을 복수의 광들로 변환하는 복수의 광원 소자들; 상기 복수의 광들을 복수의 평행광들로 변환하는 복수의 평행광 렌즈들; 상기 복수의 평행광들을 하나의 광 경로를 진행하는 하나의 광으로 합성하는 광파장 다중화기; 및 상기 광파장 다중화기로부터 수평 방향으로 입사되는 상기 합성된 광의 광 경로를 수직 방향의 광 경로로 변환하여 상기 패키지 윈도우로 출사하는 제1 반사판을 포함한다.In an embodiment, the optical element may include a plurality of light source elements that convert a plurality of electrical signals input from the electronic device into a plurality of lights via the plurality of window penetration electrodes and the plurality of package penetration electrodes; a plurality of parallel light lenses converting the plurality of lights into a plurality of parallel lights; an optical wavelength multiplexer that combines the plurality of parallel lights into one light traveling through one optical path; and a first reflector that converts the optical path of the synthesized light incident in the horizontal direction from the optical wavelength multiplexer into a vertical optical path and outputs the light to the package window.

실시 예에서, 상기 광학 소자는, 상기 패키지 윈도우를 통해, 상기 제1 반사판으로부터 출사된 상기 합성된 광을 집속하는 집속 렌즈와 상기 집속된 광의 광 경로를 수평 방향의 광 경로로 변환하여, 상기 집속된 광을 광 섬유로 전달하는 제2 반사판을 포함하는 광섬유 블록을 더 포함하고, 상기 광섬유 블록은, 상기 인쇄 회로 기판의 표면에 접합되는 상기 패키지 윈도우의 제1 면에 실장 된다.In an embodiment, the optical element includes a focusing lens that focuses the synthesized light emitted from the first reflector through the package window, and converts the optical path of the focused light into a horizontal optical path to focus the focusing lens. It further includes an optical fiber block including a second reflector that transmits the light to the optical fiber, and the optical fiber block is mounted on a first surface of the package window bonded to the surface of the printed circuit board.

실시 예에서, 상기 인쇄 회로 기판의 일단부에는 홈이 형성되고, 상기 인쇄 회로 기판과 상기 패키지 윈도우의 접합 시, 상기 패키지 윈도우의 제1 면에 실장된 상기 광섬유 블록이 상기 홈에 수용된다.In an embodiment, a groove is formed in one end of the printed circuit board, and when the printed circuit board and the package window are bonded, the optical fiber block mounted on the first side of the package window is received in the groove.

본 발명의 다른 일면에 따른 다채널 광 모듈의 제조 방법은, 상부가 개방된 패키지의 내부에 전기 신호를 광 신호로 변환하는 광학 소자를 실장하는 단계; 상기 패키지의 상부를 패키지 윈도우로 밀봉하는 단계; 상기 패키지의 내부에 매설된 패키지 관통 전극의 단부와 상기 패키지 윈도우의 내부에 매설된 윈도우 관통 전극의 단부를 접합하는 단계; 상기 전기 신호를 생성하는 전자 소자가 실장된 인쇄 회로 기판 상에 상기 패키지의 상부를 밀봉한 상기 패키지 윈도우를 실장 하는 단계; 및 상기 윈도우 관통 전극의 다른쪽 단부와 상기 인쇄 회로 기판 상에 형성된 상기 전자 소자의 전극을 접합하는 단계를 포함한다.A method of manufacturing a multi-channel optical module according to another aspect of the present invention includes mounting an optical element that converts an electrical signal into an optical signal inside a package with an open top; sealing the top of the package with a package window; Bonding an end of a package through-electrode buried inside the package and an end of a window through-electrode buried inside the package window; Mounting the package window sealing the top of the package on a printed circuit board on which the electronic device generating the electrical signal is mounted; and bonding the other end of the window penetration electrode to the electrode of the electronic device formed on the printed circuit board.

본 발명에 따르면, 연성 회로 기판 없이, 신호 처리 모듈에 포함된 인쇄회로기판의 전극과 광송신 모듈의 패키지 전극 간의 거리를 최대한 단축함으로써, 전기 신호의 전송 손실을 최소화할 수 있다.According to the present invention, transmission loss of electrical signals can be minimized by shortening the distance between the electrodes of the printed circuit board included in the signal processing module and the package electrode of the optical transmission module as much as possible, without the need for a flexible circuit board.

또한, 인쇄 회로 기판 상에 광송신 모듈(TOSA)을 배치함으로써, 전기 신호의 전송 거리를 수mm 이내로 최소화할 수 있고, 이로 인해 고주파 신호 손실을 더욱 최소화할 수 있다. 동시에 신호 복원에 필요한 전력 소모를 줄이고 광송신 모듈(TOSA)의 신호 대역폭을 확장할 수 있다.Additionally, by placing an optical transmission module (TOSA) on a printed circuit board, the transmission distance of electrical signals can be minimized to within a few millimeters, thereby further minimizing high-frequency signal loss. At the same time, the power consumption required for signal restoration can be reduced and the signal bandwidth of the optical transmission module (TOSA) can be expanded.

또한, 패키지와 패키지 윈도우를 고출력 레이저 광원을 활용한 국부 가열 방식의 비접촉식 레이저 솔더링 공정을 이용하여 솔더링함으로써, 공정 온도 상승에 따른 수명단축 등의 신뢰성 문제를 해결할 수 있다.In addition, by soldering the package and package window using a non-contact laser soldering process using local heating using a high-power laser light source, reliability problems such as shortened lifespan due to an increase in process temperature can be solved.

도 1은 기존의 광모듈 구조를 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 연성 회로 기판의 확대도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 광모듈 구조의 단면 구조를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 패키지 윈도우의 사시도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 패키지의 사시도이다.
도 6은 도 5에 도시된 패키지를 패키지 윈도우와 접합한 상태에서 상기 패키지를 위에서 바라본 평면도이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 패키지 윈도우와 패키지가 결합된 상태에서 볼 수 있는 광송신 모듈의 전체 외관 형상을 나타내는 사시도이다.
도 8은 도 7에 도시된 패키지 윈도우와 패키지를 분리한 상태에서 패키지의 내부 구조를 나타내는 사시도이다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 패키지와 패키지 윈도우를 전기적으로 연결하기 위한 솔더링 공정을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 인쇄 회로 기판의 사시도이다.
도 11은 도 10에 도시된 인쇄 회로 기판에 위에 광송신 모듈을 실장하는 과정에서 인쇄 회로 기판의 전극과 패키지 윈도우의 윈도우 외부 전극 간의 위치 정렬 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 고출력 레이저를 이용하여 윈도우 외부 전극과 인쇄 회로 기판의 전극을 전기적으로 연결하기 위한 솔더링 공정을 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 본 발명의 실시 예에 따른 다채널 광 모듈의 제조 방법을 나타내는 흐름도이다.Figure 1 is a diagram showing the structure of an existing optical module.
FIG. 2 is an enlarged view of the flexible circuit board shown in FIG. 1.
Figure 3 is a diagram showing a cross-sectional structure of an optical module structure according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a perspective view of a package window according to an embodiment of the present invention.
Figure 5 is a perspective view of a package according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a plan view of the package shown in FIG. 5 viewed from above when the package is bonded to a package window.
Figure 7 is a perspective view showing the overall external shape of the optical transmission module that can be seen when the package window and package are combined according to an embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a perspective view showing the internal structure of the package when the package window shown in FIG. 7 is separated from the package.
Figure 9 is a diagram for explaining a soldering process for electrically connecting a package and a package window according to an embodiment of the present invention.
Figure 10 is a perspective view of a printed circuit board according to an embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a diagram for explaining the position alignment process between the electrodes of the printed circuit board and the window external electrodes of the package window in the process of mounting the optical transmission module on the printed circuit board shown in FIG. 10.
FIG. 12 is a diagram illustrating a soldering process for electrically connecting an external electrode of a window and an electrode of a printed circuit board using a high-power laser according to an embodiment of the present invention.
Figure 13 is a flowchart showing a method of manufacturing a multi-channel optical module according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시예는 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다. 또한, 이하의 도면에서 각 구성은 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것이며, 도면 상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "및/또는"는 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.The embodiments of the present invention are provided to more completely explain the present invention to those skilled in the art, and the following examples may be modified into various other forms, and the scope of the present invention is as follows. It is not limited to the examples. Rather, these embodiments are provided to make the disclosure more faithful and complete, and to fully convey the spirit of the invention to those skilled in the art. In addition, in the drawings below, each component is exaggerated for convenience and clarity of explanation, and like symbols refer to the same elements in the drawings. As used herein, the term “and/or” includes any one and all combinations of one or more of the listed items.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 광 모듈의 단면 구조를 나타낸 도면이다.Figure 3 is a diagram showing the cross-sectional structure of an optical module according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 광 모듈(Optical Sub-Assembly: OSA)(100)은, 신호 처리 모듈(도 1의 10)의 전극과 광송신 모듈(도 1의 20)의 전극이 연성 회로 기판(30)을 이용하여 수평 방향으로 연결되는 전극 연결 구조를 갖는 기존의 광 모듈과는 다르게, 전기 신호의 전송 거리를 줄이기 위해, 신호 처리 모듈의 전극과 광송신 모듈의 전극이 후술하는 관통 전극을 통해 수직 방향으로 연결되는 전극 연결 구조로 구성됨을 특징으로 한다.Referring to FIG. 3, an optical module (Optical Sub-Assembly: OSA) 100 according to an embodiment of the present invention includes electrodes of a signal processing module (10 in FIG. 1) and an optical transmission module (20 in FIG. 1). Unlike existing optical modules that have an electrode connection structure in which electrodes are connected in the horizontal direction using a flexible circuit board 30, in order to reduce the transmission distance of electrical signals, the electrodes of the signal processing module and the electrodes of the optical transmission module are It is characterized by being composed of an electrode connection structure connected in the vertical direction through a through electrode described later.

이를 위해, 본 발명의 실시 예에 따른 광 모듈(300)은 신호 처리 모듈(Electrical Sub-Assembly: ESA)(100)과 광송신 모듈(Transmitter Optical Sub-Assembly: TOSA)(200)을 포함한다. To this end, the optical module 300 according to an embodiment of the present invention includes a signal processing module (Electrical Sub-Assembly: ESA) 100 and an optical transmission module (Transmitter Optical Sub-Assembly: TOSA) 200.

본 발명에서는 광송신 모듈(200)을 포함하는 광 모듈의 구조에 대해서만 설명하지만, 광수신 모듈을 포함하는 광 모듈에서도 본 발명의 구조적 특징이 동일하게 적용될 수 있다. 따라서, 도 3에 도시된 광송신 모듈(200)은 광수신 모듈로 대체될 수 있다.In the present invention, only the structure of the optical module including the optical transmission module 200 is described, but the structural features of the present invention can be equally applied to the optical module including the optical reception module. Accordingly, the optical transmission module 200 shown in FIG. 3 can be replaced with an optical reception module.

신호 처리 모듈(100)은 인쇄 회로 기판(110)과 상기 인쇄 회로 기판(110)의 상면에 정의된 제1 영역(60)에 실장된 전자 소자(120)를 포함한다. 전자 소자(120)는 전기 신호를 생성한다.The signal processing module 100 includes a printed circuit board 110 and an electronic device 120 mounted in a first region 60 defined on the upper surface of the printed circuit board 110. The electronic device 120 generates an electrical signal.

광송신 모듈(200)은 상기 전자 소자(120)로부터 입력된 전기 신호를 광신호로 변환하는 구성으로서, 상기 인쇄 회로 기판(110)의 상면에 정의된 제2 영역(70)에 실장 된다.The optical transmission module 200 is a component that converts the electrical signal input from the electronic device 120 into an optical signal, and is mounted in the second area 70 defined on the upper surface of the printed circuit board 110.

상기 광송신 모듈(200)은, 상기 전자 소자(120)로부터 상기 전기 신호를 수신하기 위해, 도 3에서는 도시하지 않았으나, 상기 인쇄 회로 기판(110) 상에 패터닝된 전극에 의해 상기 전자 소자(120)와 전기적으로 연결될 수 있다. 여기서, 상기 인쇄 회로 기판(110) 상에 패터닝된 전극은 전자 소자(120)의 전극으로 지칭될 수 있다.Although not shown in FIG. 3, the optical transmission module 200 receives the electrical signal from the electronic device 120 by using electrodes patterned on the printed circuit board 110. ) can be electrically connected to. Here, the electrode patterned on the printed circuit board 110 may be referred to as the electrode of the electronic device 120.

이처럼 본 발명의 실시 예에 따른 광송신 모듈(200)은 상기 신호 처리 모듈(100)에 포함된 인쇄 회로 기판(110) 위에 실장되기 때문에, 도 1에 도시된 기존의 광 모듈과 같이, 물리적으로 분리된 신호 처리 모듈(도 1의 10)과 광송신 모듈(도 1의 20)을 전기적으로 연결하기 위한 연성 회로 기판(도 1의 30)이 불필요하다.As such, since the optical transmission module 200 according to an embodiment of the present invention is mounted on the printed circuit board 110 included in the signal processing module 100, like the existing optical module shown in FIG. 1, it is physically There is no need for a flexible circuit board (30 in FIG. 1) to electrically connect the separated signal processing module (10 in FIG. 1) and the optical transmission module (20 in FIG. 1).

상기 인쇄 회로 기판(110)에 실장되는 광송신 모듈(200)은 크게 패키지(201)와 패키지 윈도우(Package window)(202)를 포함하도록 구성될 수 있다.The optical transmission module 200 mounted on the printed circuit board 110 may be largely configured to include a package 201 and a package window 202.

상기 패키지(201)는 상부가 개방된 내부 공간(203)을 가지며, 상기 내부 공간(203)은 바닥면(204)과 측벽(205)으로 구성된다. 상기 바닥면(204)에는 광학 소자(206, 207, 208 및209)가 실장 된다. 추가로, 광학 소자는 집속 렌즈(222)와 제2 반사판(223)을 포함하는 광섬유 블록을 더 포함하다. 여기서, 광섬유 블록은 상기 패키지(201)의 내부 공간(203)을 구성하는 바닥면(204)에 실장되지 않고, 패키지 윈도우(202)의 상부면에 실장된다. 패키지 윈도우(202)의 상부면은 인쇄 회로 기판(110)의 표면과 접합되는 면으로서, 본 명세서에 첨부된 청구범위에서는 '제1 면'으로 표기된다.The package 201 has an internal space 203 with an open top, and the internal space 203 is composed of a bottom surface 204 and a side wall 205. Optical elements 206, 207, 208, and 209 are mounted on the bottom surface 204. Additionally, the optical element further includes an optical fiber block including a focusing lens 222 and a second reflector 223. Here, the optical fiber block is not mounted on the bottom surface 204 constituting the internal space 203 of the package 201, but on the upper surface of the package window 202. The upper surface of the package window 202 is a surface bonded to the surface of the printed circuit board 110, and is referred to as the 'first surface' in the claims appended to this specification.

상기 내부 공간(203)의 바닥면(204)에 실장되는 광학 소자는, 예를 들면, 레이저 다이오드와 같은 광원 소자(206), 평행광 렌즈(Collimation lens)(207), 광파장 다중화기(Optical Wavelength Multiplexer)(208) 및 제1 반사판(a first mirror)(209)을 포함한다. 이때, 광원 소자(206), 평행광 렌즈 (207), 광파장 다중화기(208) 및 제1 반사판(209)은 하나 또는 둘 이상의 서브 마운트(210)에 의해 상기 내부 공간(203)의 바닥면(204)에 실장 될 수 있다.The optical elements mounted on the bottom surface 204 of the internal space 203 include, for example, a light source element 206 such as a laser diode, a collimation lens 207, and an optical wavelength multiplexer. Multiplexer (208) and a first reflector (a first mirror) (209). At this time, the light source element 206, the parallel light lens 207, the light wavelength multiplexer 208, and the first reflector 209 are connected to the bottom surface of the internal space 203 by one or more sub-mounts 210. 204).

상기 패키지(201)의 측벽(205) 내부에는 수직한 방향으로 연장되는 패키지 관통 전극(211)이 매설되며, 상기 광원 소자(206)와 상기 패키지 관통 전극(211)의 한쪽 단부로부터 연장되는 패키지 내부 전극(212)은 와이어 본딩 공정을 통해 도전성 와이어(213)에 의해 전기적으로 연결된다. 상기 패키지 관통 전극(211)의 다른쪽 단부는 제2 전극 접합부(second electrode junction)(214)에 의해 패키지 윈도우(202)와 전기적으로 연결된다.A package penetration electrode 211 extending in a vertical direction is embedded inside the side wall 205 of the package 201, and the inside of the package extends from one end of the light source element 206 and the package penetration electrode 211. The electrode 212 is electrically connected by a conductive wire 213 through a wire bonding process. The other end of the package through-electrode 211 is electrically connected to the package window 202 by a second electrode junction 214.

후술하겠지만, 상기 제2 전극 접합부(second electrode junction)(214)는 상기 패키지(201)의 상부면(215)에 형성된 패키지 외부 전극과 상기 패키지 윈도우(202)의 하부면(216, 제2 면)에 형성된 윈도우 내부 전극을 포함한다. 여기서, 패키지 윈도우(202)의 하부면(216, 제2 면)은 패키지 윈도우(202)의 상부면(218, 제1 면)의 반대면으로서, 상기 패키지(201)의 상부면(215)에 안착되는 면으로 정의한다. 본 명세서에 첨부된 청구범위에서는 패키지 윈도우(202)의 하부면(216)은 '제2 면'으로 지칭된다.As will be described later, the second electrode junction 214 is formed by the package external electrode formed on the upper surface 215 of the package 201 and the lower surface 216 (second surface) of the package window 202. A window formed in the window includes an internal electrode. Here, the lower surface 216 (second surface) of the package window 202 is the opposite surface of the upper surface 218 (first surface) of the package window 202, and is attached to the upper surface 215 of the package 201. It is defined as the surface on which it rests. In the claims appended to this specification, the lower surface 216 of the package window 202 is referred to as the 'second surface'.

상기 패키지 윈도우(202)의 하부면(216, 제2 면)은 밀봉 접합부(217)에 의해 상기 패키지(201)의 상부면(215, 제1 면)에 접합되어, 상기 패키지(201)의 개방된 상부를 커버하는 동시에 상기 패키지(201)의 내부 공간(203)을 밀봉한다.The lower surface (216, second surface) of the package window 202 is joined to the upper surface (215, first surface) of the package 201 by a sealing joint 217, thereby opening the package 201. It covers the upper part and at the same time seals the internal space 203 of the package 201.

상기 패키지 윈도우(202)는 솔더링 공정을 통해 상기 인쇄 회로 기판(110)의 표면과 본딩되도록 상기 패키지 윈도우(202)의 상부면(218, 제1 면)에는 본딩 패드(bonding pad)(219)가 형성된다.The package window 202 has a bonding pad 219 on the upper surface 218 (first surface) of the package window 202 to be bonded to the surface of the printed circuit board 110 through a soldering process. is formed

또한, 상기 패키지 윈도우(202)의 상부면(218)은 제1 전극 접합부(first electrode junction)(220)에 의해 상기 인쇄 회로 기판(110)의 상부면과 전기적으로 연결된다.Additionally, the top surface 218 of the package window 202 is electrically connected to the top surface of the printed circuit board 110 by a first electrode junction 220.

후술하겠지만, 제1 전극 접합부(220)는 상기 패키지 윈도우(202)의 상부면(218)에 형성된 윈도우 외부 전극과 인쇄 회로 기판(110)의 상부면(110')에 형성된 전극을 포함한다.As will be described later, the first electrode joint 220 includes a window external electrode formed on the upper surface 218 of the package window 202 and an electrode formed on the upper surface 110' of the printed circuit board 110.

또한 상기 패키지 윈도우(202)의 내부에는 상기 패키지 윈도우(202)를 관통하는 윈도우 관통 전극(221)이 매설되며, 윈도우 관통 전극(221)의 한쪽 끝단부는 상기 제2 전극 접합부(214)와 전기적으로 연결되고, 윈도우 관통 전극(221)의 다른쪽 끝단부는 상기 제1 전극 접합부(220)와 전기적으로 연결된다.Additionally, a window penetrating electrode 221 that penetrates the package window 202 is embedded inside the package window 202, and one end of the window penetrating electrode 221 is electrically connected to the second electrode joint 214. connected, and the other end of the window penetration electrode 221 is electrically connected to the first electrode joint 220.

또한, 상기 패키지 윈도우(202)의 상부면(218, 제1면)에는 집속 렌즈(focusing lens)(222)와 상기 집속 렌즈(222)와 결합되는 제2 반사판(a second mirror)(223)이 실장 된다.In addition, a focusing lens 222 and a second reflector 223 coupled to the focusing lens 222 are provided on the upper surface 218 (first surface) of the package window 202. It is implemented.

이하, 본 발명의 실시 예에 따른 광 모듈의 동작 과정에 대해 설명한다.Hereinafter, the operation process of the optical module according to an embodiment of the present invention will be described.

신호 처리 모듈(100)의 전자 소자(120)로부터 전달되는 전기 신호는 신호 처리 모듈(100)의 인쇄 회로 기판(110) 상에 패터닝된 전극(도 11의 112)을 통해 상기 제1 전극 접합부(220)으로 전달된다.The electrical signal transmitted from the electronic device 120 of the signal processing module 100 is transmitted through the first electrode junction (112 in FIG. 11) patterned on the printed circuit board 110 of the signal processing module 100. 220).

이후, 상기 제1 전극 접합부(220)로 전달된 전기 신호는 패키지 윈도우(202) 내부에 매설된 윈도우 관통 전극(221)을 경유하여 제2 전극 접합부(214)로 전달된다.Thereafter, the electrical signal transmitted to the first electrode joint 220 is transmitted to the second electrode joint 214 via the window penetration electrode 221 buried inside the package window 202.

이후, 상기 제2 전극 접합부(214)로 전달된 전기 신호는 패키지(201)의 내부에 매설된 패키지 관통 전극(211), 상기 패키지 관통 전극(211)의 한쪽 단부로부터 연장되는 패키지 내부 전극(212) 및 도전성 와이어(213)를 순차적으로 경유하여, 광원 소자(206)로 전달된다.Thereafter, the electrical signal transmitted to the second electrode joint 214 is transmitted to the package penetration electrode 211 embedded inside the package 201 and the package internal electrode 212 extending from one end of the package penetration electrode 211. ) and sequentially through the conductive wire 213, and is transmitted to the light source element 206.

이후, 광원 소자(206)는 상기 도전성 와이어(213)로부터 전달된 상기 전기 신호를 광으로 변환하고, 상기 변환된 광은 상기 평행광 렌즈(207)에 의해 평행광으로 변환되고, 상기 평행광은 상기 광파장 다중화기(208)로 입사된다.Thereafter, the light source element 206 converts the electrical signal transmitted from the conductive wire 213 into light, and the converted light is converted into parallel light by the parallel light lens 207, and the parallel light is It is incident on the light wavelength multiplexer 208.

이후, 상기 광파장 다중화기(208)는, 파장 다중화 과정을 통해, 상기 평행광 렌즈(207)로부터 입사된 평행광과 다른 광 경로를 통해 다른 채널의 평행광 렌즈(도시하지 않음)로부터 입사된 다른 파장을 갖는 다른 평행광을 합성한다.Thereafter, the optical wavelength multiplexer 208, through a wavelength multiplexing process, divides the parallel light incident from the parallel light lens 207 and the parallel light incident from the parallel light lens (not shown) of another channel through a different optical path. Synthesize parallel light with different wavelengths.

상기 광파장 다중화기(208)에 의해 합성된 평행광의 광 경로는 제1 반사판(209)에 의해 패키지 윈도우 방향으로 변환되고, 광 경로가 변환된 평행광은 패키지 윈도우(202)를 통과한다.The optical path of the parallel light synthesized by the optical wavelength multiplexer 208 is converted to the package window direction by the first reflector 209, and the parallel light whose optical path is converted passes through the package window 202.

최종적으로, 상기 패키지 윈도우(202)를 통과한 평행광은 상기 패키지 윈도우(202)의 상부면에 실장된 집속 렌즈(222)를 통과하여, 상기 제2 반사판(223)에 의해 광 경로가 변환되고, 상기 제2 반사판(223)에 의해 광 경로가 변환된 평행광은 광 섬유(224)에 집속 된다.Finally, the parallel light passing through the package window 202 passes through the focusing lens 222 mounted on the upper surface of the package window 202, and the optical path is converted by the second reflector 223. , the parallel light whose optical path is converted by the second reflector 223 is focused on the optical fiber 224.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 광 모듈(100)은 신호 처리 모듈(100)에 포함된 인쇄 회로 기판(110) 위에 광송신 모듈(200)이 실장되는 구조, 즉, 신호 처리 모듈(100)과 광송신 모듈(200)이 하나의 인쇄 회로 기판(110)을 공유하는 구조로 설계됨으로써, 기존의 연성 회로 기판 없이, 신호 처리 모듈(100)과 광송신 모듈(200)이 수직 방향으로 연결되는 전극 연결 구조로 설계가 가능하다. 이에 따라, 신호 처리 모듈(100)과 광송신 모듈(200) 사이의 전기 신호의 전송 거리를 대폭 줄일 수 있다.As described above, the optical module 100 according to an embodiment of the present invention has a structure in which the optical transmission module 200 is mounted on the printed circuit board 110 included in the signal processing module 100, that is, the signal processing module. (100) and the optical transmission module 200 are designed to share a single printed circuit board 110, so that the signal processing module 100 and the optical transmission module 200 can be aligned in a vertical direction without an existing flexible circuit board. It is possible to design with an electrode connection structure connected to . Accordingly, the transmission distance of the electric signal between the signal processing module 100 and the optical transmission module 200 can be significantly reduced.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 광송신 모듈(200)은 광학 소자가 수용되는 내부 공간을 갖는 상기 패키지(201)와 상기 패키지(201)의 상부를 커버하는 패키지 윈도우(202)를 포함하도록 구성되며, 상기 패키지 윈도우(202)가 신호 처리 모듈(100)에 포함된 인쇄 회로 기판(110)의 위에 본딩되는 실장 구조로 설계된다. 즉, 패키지(201)의 바닥면이 상부를 향하도록 광송신 모듈(200)이 뒤집힌 형태로 인쇄 회로 기판(110) 상에 실장 된다. 이러한 실장 구조에 의해, 광송신 모듈(200)의 방열 특성이 향상될 수 있다.In addition, the optical transmission module 200 according to an embodiment of the present invention is configured to include the package 201 having an internal space in which an optical element is accommodated and a package window 202 covering the top of the package 201. The package window 202 is designed as a mounting structure in which the package window 202 is bonded onto the printed circuit board 110 included in the signal processing module 100. That is, the optical transmission module 200 is mounted on the printed circuit board 110 in an inverted form so that the bottom surface of the package 201 faces upward. With this mounting structure, the heat dissipation characteristics of the optical transmission module 200 can be improved.

일반적으로 인쇄 회로 기판(110)은 열전달 특성이 취약하기 때문에, 광송신 모듈(200)에서 발생하는 열을 효과적으로 방출할 수 없다. 특히, 고온 환경에서 성능이 저하되는 광원 소자(206)의 방열은 매우 중요한 고려 사항이다. In general, since the printed circuit board 110 has weak heat transfer characteristics, it cannot effectively dissipate heat generated from the optical transmission module 200. In particular, heat dissipation of the light source element 206, whose performance deteriorates in a high temperature environment, is a very important consideration.

본 발명에서는 패키지(201)의 바닥면이 상부를 향하도록 광송신 모듈(200)이 뒤집힌 형태로 인쇄 회로 기판(110) 상에 실장되기 때문에, 서브 마운트(210)가 열전달 매개체로 작용하여 광원 소자(206)로부터 전달된 열을 패키지(201)의 바닥면(204)을 통해 외부로 용이하게 방출시킬 수 있고, 이로 인해, 광원 소자(206)의 방열 특성이 향상될 수 있다.In the present invention, since the optical transmission module 200 is mounted on the printed circuit board 110 in an inverted form so that the bottom surface of the package 201 faces upward, the submount 210 acts as a heat transfer medium to maintain the light source element. Heat transferred from 206 can be easily dissipated to the outside through the bottom surface 204 of the package 201, and as a result, the heat dissipation characteristics of the light source element 206 can be improved.

이하, 본 발명의 실시 예에 따른 광 모듈(100)에 포함된 핵심적인 구성들의 세부 구조에 대해 상세하 설명하기로 한다.Hereinafter, the detailed structure of key components included in the optical module 100 according to an embodiment of the present invention will be described in detail.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 패키지 윈도우의 사시도이다.Figure 4 is a perspective view of a package window according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 전술한 바와 같이, 상기 패키지 윈도우(202)는 패키지(201)의 개방된 상부를 커버하는 동시에 제1 반사판(209)에 의해 반사된 광을 통과시키는 역할을 한다.Referring to FIG. 4, as described above, the package window 202 covers the open top of the package 201 and serves to pass the light reflected by the first reflector 209.

제1 반사판(209)에 의해 반사된 광을 통과시키기 위해, 상기 패키지 윈도우(202)는 글라스(glass), 쿼츠 글라스(Quartz glass: 석영 유리) 등과 같은 투명한 재질로 이루어질 수 있다.In order to pass the light reflected by the first reflector 209, the package window 202 may be made of a transparent material such as glass or quartz glass.

패키지 윈도우(202)의 상부면(218, 제1 면)은 인쇄 회로 기판(도 3의 110)의 표면(도 3의 110')에 접합되는 면으로서, 상기 상부면(218, 제1 면)의 상측 영역에는 채널 단위로 구분되는 다수의 윈도우 외부 전극(202A)들이 나란히 배치된다.The upper surface (218, first surface) of the package window 202 is a surface bonded to the surface (110' in FIG. 3) of the printed circuit board (110 in FIG. 3), and the upper surface (218, first surface) In the upper area of , a plurality of window external electrodes 202A divided by channel are arranged side by side.

패키지 윈도우(202)의 하부면(216, 제2 면)은 패키지(201)의 상부면에 접합되는 면으로서, 상기 하부면(216, 제2 면) 상에는 다수의 윈도우 내부 전극(202B)들이 형성된다.The lower surface 216 (second surface) of the package window 202 is a surface joined to the upper surface of the package 201, and a plurality of window internal electrodes 202B are formed on the lower surface 216 (second surface). do.

패키지 윈도우(202)의 내부에는 상기 다수의 윈도우 외부 전극(202A)들과 상기 다수의 윈도우 내부 전극(202B)들을 각각 전기적으로 연결하는 다수의 윈도우 관통 전극(221)들이 매설된다.A plurality of window penetrating electrodes 221 are buried inside the package window 202 to electrically connect the plurality of window external electrodes 202A and the plurality of window internal electrodes 202B, respectively.

각 윈도우 외부 전극(202A)은 상기 인쇄 회로 기판(도 3의 110)의 표면(도 3의 110')에 형성된 전극(전자 소자(120)의 전극)과 전기적으로 연결되고, 상기 인쇄 회로 기판(도 3의 110)의 전극과 함께 상기 제1 전극 접합부(도 3의 220)를 구성한다.Each window external electrode 202A is electrically connected to an electrode (electrode of the electronic device 120) formed on the surface (110' of FIG. 3) of the printed circuit board (110 of FIG. 3), and is connected to the printed circuit board (110 of FIG. 3). Together with the electrode 110 in FIG. 3, the first electrode joint (220 in FIG. 3) is formed.

각 윈도우 내부 전극(202B)은 후술하는 패키지 외부 전극과 전기적으로 연결되어, 상기 패키지 외부 전극과 함께 상기 제2 전극 접합부(도 3의 214)를 구성한다.Each window internal electrode 202B is electrically connected to a package external electrode, which will be described later, and forms the second electrode joint (214 in FIG. 3) together with the package external electrode.

패키지 윈도우(202)의 상부면(218, 제1 면)을 솔더링 공정을 이용하여 인쇄 회로 기판(110)의 표면(도 3의 110')에 접합하기 위해, 패키지 윈도우(202)의 상부면(218, 제1 면)의 좌우측 영역에는 적어도 하나의 본딩 패드(219)가 각각 형성된다.In order to bond the upper surface 218 (first surface) of the package window 202 to the surface of the printed circuit board 110 (110' in FIG. 3) using a soldering process, the upper surface (110' in FIG. 3) of the package window 202 is At least one bonding pad 219 is formed in the left and right areas of 218 (first surface), respectively.

또한, 패키지 윈도우(202)의 하부면(216, 제2 면)을 솔더링 공정을 이용하여 패키지(201)의 상부면에 접합하기 위해, 패키지 윈도우(202)의 하부면(216, 제2 면)에서 테두리 영역에는 밀봉 접합부(217)가 형성된다.In addition, in order to bond the lower surface (216, second surface) of the package window 202 to the upper surface of the package 201 using a soldering process, the lower surface (216, second surface) of the package window 202 is A sealing joint 217 is formed in the border area.

한편, 패키지 윈도우(202)의 하부면(216, 제2 면)에서 제1 반사판(209)에 의해 반사된 광이 입사되는 표면과 패키지 윈도우(202)의 상부면(218)에서 광이 출사되는 표면은, 광의 반사율을 최소화하기 위해(광의 투과율을 높이기 위해), 무반사 코팅(AR coating: Anti-Reflection coating) 방식에 따라 반사 방지 코팅막이 코팅될 수 있다.Meanwhile, the surface where the light reflected by the first reflector 209 is incident on the lower surface (216, second surface) of the package window 202, and the light is emitted from the upper surface 218 of the package window 202. The surface may be coated with an anti-reflection coating film according to an anti-reflection coating (AR coating) method in order to minimize light reflectance (increase light transmittance).

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 패키지의 사시도이고, 도 6은 도 5에 도시된 패키지를 패키지 윈도우와 접합한 상태에서 상기 패키지를 위에서 바라본 평면도이다.FIG. 5 is a perspective view of a package according to an embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a top view of the package shown in FIG. 5 when the package is bonded to a package window.

도 5를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 패키지(201)는 상부가 개방된 내부 공간(203)을 가지며, 상기 내부 공간(203)은 바닥면(204)과 4개의 측벽들에 의해 형성되며, 상기 바닥면(204) 상에는 서브 마운트(도 3의 210)에 의해, 광원 소자(206), 평행광 렌즈(207) 광파장 다중화기(208) 및 제1 반사판(209)과 같은 광학 소자가 실장 된다.Referring to FIG. 5, the package 201 according to an embodiment of the present invention has an internal space 203 with an open top, and the internal space 203 is formed by the bottom surface 204 and four side walls. On the bottom surface 204, optical elements such as a light source element 206, a parallel light lens 207, an optical wavelength multiplexer 208, and a first reflector 209 are installed by a sub-mount (210 in FIG. 3). It is implemented.

4개의 측벽들 중에서 어느 하나의 측벽(201B)에는, 그 측벽(201B)으로부터 돌출된 단차부(201A)가 형성된다. 그 단차부(201A)의 표면에는 다수의 패키지 내부 전극(212A)들이 나란히 형성된다. 이때, 각 패키지 내부 전극(212A)의 일부는 패키지 관통 전극(211)의 한쪽 단부와 전기적으로 연결되기 위해 패키지(201)의 내부에 매설된다. 그리고, 상기 측벽(201B)에 인접한 상부면에는 다수의 패키지 외부 전극(212B)들이 나란히 배치된다.A step portion 201A protruding from the side wall 201B is formed on one of the four side walls 201B. A plurality of package internal electrodes 212A are formed side by side on the surface of the step portion 201A. At this time, a portion of each package internal electrode 212A is buried inside the package 201 to be electrically connected to one end of the package penetration electrode 211. Additionally, a plurality of package external electrodes 212B are arranged side by side on the upper surface adjacent to the side wall 201B.

상기 측벽(201B)의 내부에는 다수의 패키지 관통 전극(211)들이 매설되고, 패키지 내부 전극(212A)과 패키지 외부 전극(212B)은 해당 패키지 관통 전극(211)에 의해 전기적으로 연결된다.A plurality of package penetration electrodes 211 are embedded inside the side wall 201B, and the package internal electrode 212A and the package external electrode 212B are electrically connected by the corresponding package penetration electrodes 211.

각 패키지 내부 전극(212A)은 도전성 와이어(도 3의 213)에 의해 해당 광원 소자(도 3의 206)와 전기적으로 연결되고, 각 패키지 외부 전극(212B)은 패키지 윈도우(202)의 하부면(216, 제2면)에 형성되는 해당 윈도우 내부 전극(202B)과 전기적으로 연결된다.Each package internal electrode 212A is electrically connected to the corresponding light source element (206 in FIG. 3) by a conductive wire (213 in FIG. 3), and each package external electrode 212B is connected to the lower surface of the package window 202 ( It is electrically connected to the corresponding window internal electrode 202B formed on (216, second surface).

패키지(201)의 상부면, 즉, 패키지 윈도우(202)의 하부면(216, 제2 면)이 안착되는 면에는 상기 하부면(216, 제2 면)의 테두리를 따라 형성된 밀봉 접합부(217)와 접합되는 밀봉 접합부(217')가 형성된다.The upper surface of the package 201, that is, the surface on which the lower surface 216 (second surface) of the package window 202 is seated, has a sealing joint 217 formed along the edge of the lower surface 216 (second surface). A sealing joint 217' is formed that is joined to.

패키지(201)의 측면에는 홈(201C)이 형성된다. 패키지(201)와 패키지 윈도우(202)를 접합한 상태에서 상기 패키지(201)를 위에서 바라보면, 도 6에 도시된 바와 같이, 패키지(201)의 측면에 형성된 홈(201C)에 의해 패키지 윈도우(202)의 일부면(하부면 또는 제2 면의 일부)이 상부로 노출된다. A groove 201C is formed on the side of the package 201. When the package 201 is viewed from above when the package 201 and the package window 202 are joined, as shown in FIG. 6, the package window (201C) is formed on the side of the package 201. A portion of the surface (part of the lower surface or the second surface) of 202) is exposed to the top.

상기 패키지 윈도우(202)는 투명한 재질로 이루어지므로, 상기 상부로 노출된 패키지 윈도우(202)를 통해, 패키지 윈도우(202)의 상부면(도 3의 218)에 실장된 윈도우 외부 전극(202A)과 본딩 패드(219)가 육안으로 관찰될 수 있다. Since the package window 202 is made of a transparent material, the window external electrode 202A mounted on the upper surface (218 in FIG. 3) of the package window 202 is exposed through the upwardly exposed package window 202. Bonding pad 219 can be observed with the naked eye.

작업자는, 광송신 모듈(200)을 인쇄 회로 기판(110)에 접합할 때, 상기 홈(201C)에 의해 상부로 노출된 패키지 윈도우(202)를 통해, 윈도우 외부 전극(202A)과 인쇄 회로 기판(110)의 전극의 위치를 확인하면서, 위치 정렬을 수행할 수 있다.When bonding the optical transmission module 200 to the printed circuit board 110, the operator connects the window external electrode 202A and the printed circuit board through the package window 202 exposed upwardly by the groove 201C. Position alignment can be performed while checking the position of the electrode (110).

윈도우 외부 전극(202A)과 본딩 패드(219)는, 솔더링 공정을 이용하여 인쇄 회로 기판(110) 상에 형성된 전극과 본딩 패드에 각각 접합되며, 이때, 대량생산 및 국부 가열 등의 장점을 갖는 비접촉식 레이저 솔더링 공정이 이용될 수 있다.The window external electrode 202A and the bonding pad 219 are respectively bonded to the electrode and bonding pad formed on the printed circuit board 110 using a soldering process. At this time, the non-contact type has advantages such as mass production and local heating. A laser soldering process may be used.

즉, 상기 홈(201C)에 의해 선택적으로 노출된 패키지 윈도우(202)를 투과하는 고출력 레이저와 솔더를 이용하여, 윈도우 외부 전극(202A)과 본딩 패드(219)가 인쇄 회로 기판(110)의 전극과 본딩 패드에 각각 접합될 수 있다. That is, using a high-power laser and solder that penetrate the package window 202 selectively exposed by the groove 201C, the window external electrode 202A and the bonding pad 219 are connected to the electrode of the printed circuit board 110. and can be bonded to the bonding pad, respectively.

본 발명의 실시 예에 따른 패키지(201)의 재질은 열 전달이 용이한 다양한 유전체(예, Al₂O₃, AlN, Si 등)로 이루어질 수 있으며, 패키지(201)의 측면에 형성된 홈(201C)의 형상은 원형, 사각형 등 다양한 형상으로 형성될 수 있다.The material of the package 201 according to an embodiment of the present invention may be made of various dielectrics that facilitate heat transfer (e.g., Al ₂ O ₃ , AlN, Si, etc.), and the groove 201C formed on the side of the package 201 ) can be formed in various shapes such as circular, square, etc.

도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 패키지 윈도우와 패키지를 분리한 상태에서 다채널로 구성된 패키지의 내부 구조를 나타내는 사시도이고, 도 8은 도 7에 도시된 패키지 윈도우와 패키지가 결합된 상태에서 볼 수 있는 광송신 모듈의 전체 외관 형상을 나타내는 사시도이다.FIG. 7 is a perspective view showing the internal structure of a multi-channel package with the package window and package separated according to an embodiment of the present invention, and FIG. 8 is a view showing the package window and package shown in FIG. 7 combined. This is a perspective view showing the overall exterior shape of the optical transmission module.

먼저, 도 7을 참조하면, 패키지(201)의 내부 바닥면에는 채널 단위로 구분되는 다수의 광원 소자(206)들, 채널 단위로 구분되는 다수의 평행광 렌즈(207)들, 광파장 다중화기(208) 및 제1반사판(209)이 서브 마운트에 의해 실장 된다.First, referring to FIG. 7, on the inner bottom surface of the package 201 are a plurality of light source elements 206 divided by channel, a plurality of parallel light lenses 207 divided by channel, and an optical wavelength multiplexer ( 208) and the first reflector 209 are mounted by a sub mount.

도 8을 참조하면, 패키지 윈도우(202)의 상부면(218, 제1 면)에는, 집속 렌즈(222)와 제2 반사판(223)을 포함하는 광섬유 블록(Optical Fiber Block)(230)이 상기 패키지(201)의 내부에 실장된 광학 소자들(206, 207, 208 및 209)과의 광 정렬 과정을 통해 실장 된다.Referring to FIG. 8, on the upper surface 218 (first surface) of the package window 202, an optical fiber block 230 including a focusing lens 222 and a second reflector 223 is provided. It is mounted through an optical alignment process with the optical elements 206, 207, 208, and 209 mounted inside the package 201.

이처럼 본 발명의 실시 예에 따른 광송신 모듈에서는, 광학 소자를 구성하는 일부 소자들(206, 207, 208, 209)은 패키지(201)의 내부에 실장되고, 나머지 소자들(광섬유 블록: 222 및 223)은 패키지 윈도우(202)의 상부면(218, 제1 면)에 실장 된다.In this way, in the optical transmission module according to an embodiment of the present invention, some elements (206, 207, 208, 209) constituting the optical element are mounted inside the package 201, and the remaining elements (optical fiber block: 222 and 223 is mounted on the upper surface 218 (first surface) of the package window 202.

도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 고출력 레이저를 이용하여 패키지와 패키지 윈도우를 전기적으로 연결하기 위한 솔더링 공정을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 9 is a diagram illustrating a soldering process for electrically connecting a package and a package window using a high-power laser according to an embodiment of the present invention.

도 9를 참조하면, 패키지 외부 전극(212B)과 윈도우 내부 전극(202B) 사이는 솔더층(90)을 개재한 상태에서, 패키지 윈도우(202)를 투과한 고출력 레이저(80)를 윈도우 내부 전극(202B)에 조사한 후, 금속 재질로 제작된 전극(212B, 202B)에서 일어나는 레이저 흡수에 의한 국부적인 발열 반응을 유도하여 솔더층(90)을 용융시킨 후, 고출력 레이저(80)를 차단하여 솔더층을 응고시킨다. Referring to FIG. 9, with a solder layer 90 interposed between the package external electrode 212B and the window internal electrode 202B, the high-power laser 80 passing through the package window 202 is applied to the window internal electrode ( After irradiating 202B), a local exothermic reaction caused by laser absorption occurring in the electrodes 212B and 202B made of metal is induced to melt the solder layer 90, and then the high-power laser 80 is blocked to melt the solder layer. coagulates.

이와 마찬가지로 밀봉 접합부(217)에도 선택적으로 고출력 레이저를 조사하는 방식으로 솔더층을 용융 및 응고시키는 방식으로, 패키지(201)와 패키지 윈도우(202)를 접합함으로써, 그 접합 부위에서 기밀성(Hermeticity)을 유지할 수 있다.Similarly, by selectively irradiating a high-power laser to the sealed joint 217 to melt and solidify the solder layer, the package 201 and the package window 202 are joined to maintain hermeticity at the joint area. It can be maintained.

도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 인쇄 회로 기판의 사시도이다.Figure 10 is a perspective view of a printed circuit board according to an embodiment of the present invention.

도 10을 참조하면, 인쇄 회로 기판(110) 상에는 전자 소자(120)가 실장 되고, 복수의 입출력 단자(111)들이 형성된다. 또한, 인쇄 회로 기판(110) 상에는 전자 소자(120)의 전극(112)들 및 패키지의 윈도우(202)의 상부면(218)에 형성된 본딩 패드(219)들과 솔더링 공정(비접촉식 레이저 솔더링 공정)을 통해 본딩되는 본딩 패드(113)들이 더 형성된다.Referring to FIG. 10, an electronic device 120 is mounted on a printed circuit board 110, and a plurality of input/output terminals 111 are formed. In addition, on the printed circuit board 110, electrodes 112 of the electronic device 120 and bonding pads 219 formed on the upper surface 218 of the window 202 of the package are formed through a soldering process (non-contact laser soldering process). Bonding pads 113 bonded through are further formed.

전극(112)들은 솔더링 공정(비접촉식 레이저 솔더링 공정)을 통해 패키지의 윈도우(202)의 상부면(218)에 형성된 윈도우 외부 전극(202A)들과 전기적으로 접합된다.The electrodes 112 are electrically connected to the window external electrodes 202A formed on the upper surface 218 of the window 202 of the package through a soldering process (non-contact laser soldering process).

인쇄 회로 기판(110)의 한쪽 단부에는 패키지의 윈도우(202)의 상부면(218)에 실장된 광섬유 블록(230)이 수용되는 홈(114)이 형성된다.At one end of the printed circuit board 110, a groove 114 is formed to accommodate the optical fiber block 230 mounted on the upper surface 218 of the window 202 of the package.

인쇄 회로 기판(110)과 광송신 모듈(200)의 접합 과정에서, 광섬유 블록(230)이 인쇄 회로 기판(110)의 홈(114)에 수용됨으로써, 광섬유 블록을 외부의 물리적인 충격으로부터 안전하게 보호될 수 있다.In the process of joining the printed circuit board 110 and the optical transmission module 200, the optical fiber block 230 is accommodated in the groove 114 of the printed circuit board 110, thereby safely protecting the optical fiber block from external physical shock. It can be.

전술한 바와 같이, 광송신 모듈(200)의 효율적인 방열을 위해, 광송신 모듈(200)은, 인쇄 회로 기판(110) 상에 실장 될 때, 패키지(201)의 바닥이 상부로 노출되도록 실장 된다.As described above, for efficient heat dissipation of the optical transmission module 200, when the optical transmission module 200 is mounted on the printed circuit board 110, the bottom of the package 201 is mounted so that the bottom of the package 201 is exposed to the top. .

도 11은 도 10에 도시된 인쇄 회로 기판에 위에 광송신 모듈을 실장 하는 과정에서 인쇄 회로 기판의 전극과 패키지 윈도우의 윈도우 외부 전극 간의 위치 정렬 과정을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 11 is a diagram for explaining the position alignment process between the electrodes of the printed circuit board and the window external electrodes of the package window in the process of mounting the optical transmission module on the printed circuit board shown in FIG. 10.

도 11에 도시된 바와 같이, 패키지(201)의 측면에 형성된 홈(201C)에 의해 상부로 노출되는 투명한 패키지 윈도우(202)를 통해, 제1 전극 접합부(220))를 구성하는 윈도우 외부 전극(202A)과 전자 소자(120)의 전극(112)을 육안으로 확인할 수 있기 때문에, 윈도우 외부 전극(202A)과 인쇄 회로 기판(110)의 전극(112) 간의 위치 정렬을 정밀하게 수행할 수 있다.As shown in FIG. 11, through the transparent package window 202 exposed at the top by the groove 201C formed on the side of the package 201, the window external electrode constituting the first electrode joint 220) Since 202A) and the electrode 112 of the electronic device 120 can be confirmed with the naked eye, positional alignment between the window external electrode 202A and the electrode 112 of the printed circuit board 110 can be precisely performed.

도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 고출력 레이저를 이용하여 윈도우 외부 전극과 인쇄 회로 기판의 전극을 전기적으로 연결하기 위한 솔더링 공정을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 12 is a diagram illustrating a soldering process for electrically connecting an external electrode of a window and an electrode of a printed circuit board using a high-power laser according to an embodiment of the present invention.

도 12를 참조하면, 투명한 패키지 윈도우(202)를 통해 보여지는 인쇄회로 기판(110)의 전극(112)과 윈도우 외부 전극(202A)을 육안으로 정밀하게 정렬한 후, 도 9에서 설명한 바와 같이, 고출력 레이저(80)를 윈도우 외부 전극(202A)에 조사하여, 인쇄 회로 기판(110)의 전극(112)과 윈도우 외부 전극(202A) 사이에 개재된 솔더층(90)을 순차적으로 용융 및 냉각시키는 솔더링 공정(비접촉식 레이저 솔더링 공정)을 통해, 인쇄 회로 기판(110)의 전극(112)과 윈도우 외부 전극(202A)은 전기적으로 연결될 수 있다.Referring to FIG. 12, after precisely aligning the electrode 112 of the printed circuit board 110 visible through the transparent package window 202 and the window external electrode 202A with the naked eye, as described in FIG. 9, A high-power laser 80 is irradiated to the window external electrode 202A to sequentially melt and cool the solder layer 90 interposed between the electrode 112 of the printed circuit board 110 and the window external electrode 202A. Through a soldering process (non-contact laser soldering process), the electrode 112 of the printed circuit board 110 and the window external electrode 202A may be electrically connected.

또한, 인쇄 회로 기판(110)의 본딩 패드(113)들과 패키지 윈도우(202)의 본딩 패드(219)들 역시 동일한 솔더링 공정(비접촉식 레이저 솔더링 공정)을 통해 접합된다.Additionally, the bonding pads 113 of the printed circuit board 110 and the bonding pads 219 of the package window 202 are also bonded through the same soldering process (non-contact laser soldering process).

도 13을 본 발명의 실시 예에 따른 다채널 광 모듈의 제조 방법을 나타내는 흐름도이다.Figure 13 is a flowchart showing a method of manufacturing a multi-channel optical module according to an embodiment of the present invention.

도 13을 참조하면, S110에서, 상부가 개방된 패키지의 내부에 전기 신호를 광 신호로 변환하는 광학 소자를 실장 한다.Referring to FIG. 13, in S110, an optical element that converts an electrical signal into an optical signal is mounted inside a package with an open top.

이어, S120에서, 상기 패키지의 상부를 패키지 윈도우로 밀봉한다.Next, in S120, the top of the package is sealed with a package window.

이어, S130에서, 상기 패키지의 내부에 매설된 패키지 관통 전극의 단부와 상기 패키지 윈도우의 내부에 매설된 윈도우 관통 전극의 단부를 접합한다.Next, in S130, the end of the package through-electrode buried inside the package and the end of the window through-electrode buried inside the package window are bonded.

이어, S140에서, 상기 전기 신호를 생성하는 전자 소자가 실장된 인쇄 회로 기판 상에 상기 패키지의 상부를 밀봉한 상기 패키지 윈도우를 실장 한다.Next, in S140, the package window sealing the top of the package is mounted on the printed circuit board on which the electronic device that generates the electrical signal is mounted.

이어, S150에서, 상기 윈도우 관통 전극의 다른쪽 단부와 상기 인쇄 회로 기판 상에 형성된 상기 전자 소자의 전극을 접합한다.Next, in S150, the other end of the window penetration electrode and the electrode of the electronic device formed on the printed circuit board are bonded.

실시 예에서, 상기 S130은, 상기 패키지를 위에서 바라볼 때, 상기 패키지의 측면에 형성된 홈에 의해 상부로 노출되는 상기 패키지 윈도우를 통해 육안으로 관찰되는 상기 패키지 외부 전극과 상기 윈도우 내부 전극 간의 위치를 정렬하는 단계 및 상기 위치가 정렬된 상기 패키지 외부 전극과 상기 윈도우 내부 전극을 상기 홈에 의해 상부로 노출된 패키지 윈도우를 투과한 고출력 레이저와 솔더를 이용하여 접합하는 단계를 포함할 수 있다.In an embodiment, when the package is viewed from above, the S130 determines the position between the external electrode of the package and the internal electrode of the window, which is observed with the naked eye through the package window exposed upwardly by the groove formed on the side of the package. It may include aligning and bonding the aligned package external electrode and the window internal electrode using solder and a high-power laser that penetrates the package window upperly exposed by the groove.

실시 예에서, 상기 S140은 상기 패키지를 위에서 바라볼 때, 상기 인쇄 회로 기판의 본딩 패드와 상기 패키지 윈도우의 본딩 패드가 상기 패키지의 측면에 형성된 홈에 의해 상부로 노출된 패키지 윈도우를 투과한 고출력 레이저에 의해 본딩되는 단계일 수 있다.In an embodiment, when the package is viewed from above, S140 is a high-power laser that passes through the package window, where the bonding pad of the printed circuit board and the bonding pad of the package window are exposed upwardly by a groove formed on a side of the package. It may be a bonding step.

실시 예에서, 상기 S150은 상기 패키지를 위에서 바라볼 때, 상기 패키지의 측면에 형성된 홈에 의해 상부로 노출되는 상기 패키지 윈도우를 통해 육안으로 관찰되는 상기 윈도우 외부 전극과 상기 전자 소자의 전극 간의 위치를 정렬하는 단계 및 상기 정렬된 상기 윈도우 외부 전극과 상기 전자 소자의 전극을 상기 홈에 의해 상부로 노출된 패키지 윈도우를 투과한 고출력 레이저와 솔더를 이용하여 접합하는 단계를 포함할 수 있다.In an embodiment, when the package is viewed from above, the S150 determines the position between the window external electrode and the electrode of the electronic device, which is observed with the naked eye through the package window exposed upwardly by the groove formed on the side of the package. It may include the step of aligning and bonding the aligned external electrode of the window and the electrode of the electronic device using solder and a high-power laser that passes through the package window upperly exposed by the groove.

본 명세서에 개시된 실시 예들은 한정적인 관점이 아니라 설명을 위한 예시적인 관점에서 고려되어야 하며, 다양하게 변경될 수 있다. 따라서, 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.Embodiments disclosed herein should be considered from an illustrative perspective rather than a limiting perspective, and may be changed in various ways. Accordingly, the scope of the present invention is indicated in the claims rather than the foregoing description, and all differences within the equivalent scope should be construed as being included in the present invention.

Claims (20)

전자 소자가 실장 되는 인쇄 회로 기판;
상기 인쇄 회로 기판 상에 실장 되는 투명한 재질의 패키지 윈도우;
상기 패키지 윈도우 상에 실장 되는 패키지; 및
상기 패키지의 내부 공간에 수용되고, 상기 전자 소자로부터 입력된 전기 신호를 광 신호로 변환하는 광학 소자를 포함하고,
상기 전기 신호는 상기 패키지 윈도우의 내부에 매설된 윈도우 관통 전극과 상기 패키지 내부에 매설된 패키지 관통 전극을 순차적으로 경유하여 상기 광학 소자로 입력되고,
상기 인쇄 회로 기판과 상기 패키지 윈도우의 접합 공정을 위해, 상기 인쇄 회로 기판의 표면과 상기 인쇄 회로 기판의 표면과 마주하는 상기 패키지 윈도우의 제1 면에 각각 본딩 패드가 형성되고,
상기 패키지의 측면에는 홈이 형성되고,
상기 인쇄 회로 기판의 본딩 패드와 상기 패키지 윈도우의 본딩 패드는,
상기 패키지를 위에서 바라볼 때, 상기 홈에 의해 상부로 노출되는 상기 투명한 재질의 패키지 윈도우를 투과하는 고출력 레이저에 의해 본딩되는 것인 다채널 광 모듈.A printed circuit board on which electronic elements are mounted;
a package window made of transparent material mounted on the printed circuit board;
A package mounted on the package window; and
It is accommodated in the internal space of the package and includes an optical element that converts an electrical signal input from the electronic element into an optical signal,
The electrical signal is sequentially input to the optical element via a window penetration electrode buried inside the package window and a package penetration electrode buried inside the package,
For the bonding process of the printed circuit board and the package window, bonding pads are formed on a surface of the printed circuit board and a first side of the package window facing the surface of the printed circuit board, respectively,
A groove is formed on the side of the package,
The bonding pad of the printed circuit board and the bonding pad of the package window are,
A multi-channel optical module that is bonded by a high-power laser that passes through the transparent package window exposed upwardly by the groove when the package is viewed from above. 제1항에서,
상기 전자 소자와 상기 윈도우 관통 전극의 한쪽 단부는 제1 전극 접합부에 의해 전기적으로 연결되고,
상기 제1 전극 접합부는,
상기 인쇄 회로 기판의 표면에 형성되고, 상기 전자 소자와 전기적으로 연결된 전극; 및
상기 인쇄 회로 기판의 표면과 마주하는 상기 패키지 윈도우의 제1 면에 형성되고, 상기 전극과 전기적으로 연결되는 윈도우 외부 전극
을 포함하는 것을 특징으로 하는 다채널 광 모듈.In paragraph 1:
One end of the electronic device and the window penetration electrode is electrically connected by a first electrode joint,
The first electrode junction is,
an electrode formed on the surface of the printed circuit board and electrically connected to the electronic device; and
A window external electrode is formed on a first side of the package window facing the surface of the printed circuit board and is electrically connected to the electrode.
A multi-channel optical module comprising: 제2항에서,
상기 전극과 상기 윈도우 외부 전극의 접합 공정을 수행하기 위해, 상기 패키지의 측면에는 홈이 형성된 것을 특징으로 하는 다채널 광 모듈.In paragraph 2,
A multi-channel optical module, wherein a groove is formed on a side of the package to perform a bonding process between the electrode and the window external electrode. 제3항에서,
상기 전극과 상기 윈도우 외부 전극은,
상기 패키지를 위에서 바라볼 때, 상기 홈에 의해 상부로 노출되는 상기 투명한 재질의 패키지 윈도우를 투과하는 고출력 레이저와 상기 전극과 상기 윈도우 외부 전극 사이에 개재된 솔더에 의해 수행되는 솔더링 공정을 통해 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 다채널 광 모듈.In paragraph 3,
The electrode and the window external electrode are,
When the package is viewed from above, it is electrically electrically generated through a soldering process performed by a high-power laser that penetrates the transparent package window exposed upwardly by the groove and solder interposed between the electrode and the external electrode of the window. A multi-channel optical module characterized in that it is connected. 삭제delete 삭제delete 제1항에서,
상기 윈도우 관통 전극의 다른쪽 단부와 상기 패키지 관통 전극의 한쪽 단부는 제2 전극 접합부에 의해 전기적으로 연결되고,
상기 제2 전극 접합부는,
상기 패키지 윈도우의 제2 면에 형성되고, 상기 윈도우 관통 전극의 다른쪽 단부와 전기적으로 연결되는 윈도우 내부 전극; 및
상기 패키지 윈도우의 제2 면이 안착되는 상기 패키지의 상부면에 형성되고, 상기 윈도우 내부 전극과 상기 패키지 관통 전극의 한쪽 단부를 전기적으로 연결하는 패키지 외부 전극
을 포함하는 것을 특징으로 하는 다채널 광 모듈.In paragraph 1:
The other end of the window through-electrode and one end of the package through-electrode are electrically connected by a second electrode joint,
The second electrode junction is,
a window internal electrode formed on a second surface of the package window and electrically connected to the other end of the window penetrating electrode; and
A package external electrode is formed on the upper surface of the package on which the second surface of the package window is seated, and electrically connects one end of the window internal electrode and the package penetration electrode.
A multi-channel optical module comprising: 제7항에서,
상기 패키지는,
상기 패키지의 내부 공간을 형성하는 4개의 측벽들 중에서 상기 패키지의 상부면에 인접한 어느 하나의 측벽으로부터 돌출된 단턱부를 더 포함하고,
상기 단턱부의 표면에는 상기 패키지 관통 전극의 다른쪽 단부와 상기 광학 소자를 전기적으로 연결하는 패키지 내부 전극이 형성된 것을 특징으로 하는 다채널 광 모듈.In paragraph 7:
The package is,
Among the four side walls forming the internal space of the package, it further includes a step protruding from one side wall adjacent to the upper surface of the package,
A multi-channel optical module, characterized in that a package internal electrode is formed on the surface of the step portion to electrically connect the other end of the package through electrode and the optical element. 제8항에서,
상기 패키지 내부 전극의 일부는 상기 패키지 관통 전극의 다른쪽 단부와 전기적으로 연결되도록 상기 패키지의 내부에 매설되는 것을 특징으로 하는 다채널 광 모듈.In paragraph 8:
A multi-channel optical module, wherein a portion of the package internal electrode is buried inside the package so as to be electrically connected to the other end of the package penetration electrode. 제8항에서,
상기 패키지 내부 전극은,
와이어 본딩 공정을 통해, 상기 광학 소자에 포함된 광원 소자와 도전성 와이어에 의해 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 다채널 광 모듈.In paragraph 8:
The electrode inside the package is,
A multi-channel optical module, characterized in that the light source element included in the optical element is electrically connected to the light source element by a conductive wire through a wire bonding process. 제1항에서,
상기 광학 소자는 서브 마운트에 의해 상기 내부 공간의 바닥면 상에 실장되고,
상기 바닥면은 상기 패키지 윈도우를 사이에 두고 상기 인쇄 회로 기판의 상부에 위치하는 것을 특징으로 하는 다채널 광 모듈.In paragraph 1:
The optical element is mounted on the bottom of the interior space by a sub-mount,
The bottom surface is located on an upper part of the printed circuit board with the package window interposed therebetween. 제11항에서,
상기 광학 소자에서 발생한 열은 상기 서브 마운트과 상기 바닥면을 경유하여 상기 패키지의 외부로 방출되는 것을 특징으로 하는 다채널 광 모듈.In paragraph 11:
A multi-channel optical module, wherein heat generated from the optical element is emitted to the outside of the package via the sub-mount and the bottom surface. 제1항에서,
상기 윈도우 관통 전극은 채널 단위로 구분되는 복수의 윈도우 관통 전극들을 포함하고,
상기 패키지 관통 전극은 상기 복수의 윈도우 관통 전극들과 각각 전기적으로 연결되는 복수의 패키지 관통 전극들을 포함하는 것을 특징으로 하는 다채널 광 모듈.In paragraph 1:
The window through-electrode includes a plurality of window through-electrodes divided into channel units,
The multi-channel optical module, wherein the package through-electrode includes a plurality of package through-electrodes each electrically connected to the plurality of window through-electrodes. 제13항에서,
상기 광학 소자는,
상기 복수의 윈도우 관통 전극들 및 상기 복수의 패키지 관통 전극들을 경유하여, 상기 전자 소자로부터 입력되는 복수의 전기 신호들을 복수의 광들로 변환하는 복수의 광원 소자들;
상기 복수의 광들을 각각 수신하는 복수의 렌즈들;
상기 복수의 렌즈들를 통해 입사된 상기 복수의 광들을 하나의 광 경로를 진행하는 하나의 광으로 합성하는 광파장 다중화기; 및
상기 광파장 다중화기로부터 수평 방향으로 입사되는 상기 합성된 광의 광 경로를 수직 방향의 광 경로로 변환하여 상기 패키지 윈도우로 출사하는 제1 반사판을 포함하는 다채널 광 모듈.In paragraph 13:
The optical element is,
a plurality of light source elements that convert a plurality of electrical signals input from the electronic device into a plurality of lights via the plurality of window penetration electrodes and the plurality of package penetration electrodes;
a plurality of lenses each receiving the plurality of lights;
an optical wavelength multiplexer that synthesizes the plurality of lights incident through the plurality of lenses into one light traveling through one optical path; and
A multi-channel optical module including a first reflector that converts the optical path of the synthesized light incident in the horizontal direction from the optical wavelength multiplexer into a vertical optical path and emits it to the package window. 제14항에서,
상기 광학 소자는,
상기 패키지 윈도우를 통해, 상기 제1 반사판으로부터 출사된 상기 합성된 광을 집속하는 집속 렌즈와 상기 집속된 광의 광 경로를 수평 방향의 광 경로로 변환하여, 상기 집속된 광을 광 섬유로 전달하는 제2 반사판을 포함하는 광섬유 블록을 더 포함하고,
상기 광섬유 블록은,
상기 인쇄 회로 기판의 표면에 접합되는 상기 패키지 윈도우의 제1 면에 실장되는 것을 특징으로 하는 다채널 광 모듈.In paragraph 14:
The optical element is,
A focusing lens that focuses the synthesized light emitted from the first reflector through the package window, and a second device that converts the optical path of the focused light into a horizontal optical path and transmits the focused light to an optical fiber. 2 further comprising an optical fiber block including a reflector,
The optical fiber block is,
A multi-channel optical module, characterized in that it is mounted on the first side of the package window bonded to the surface of the printed circuit board. 제15항에서,
상기 인쇄 회로 기판의 일단부에는 홈이 형성되고,
상기 인쇄 회로 기판과 상기 패키지 윈도우의 접합 시, 상기 패키지 윈도우의 제1 면에 실장된 상기 광섬유 블록이 상기 홈에 수용되는 것을 특징으로 하는 다채널 광 모듈.In paragraph 15:
A groove is formed in one end of the printed circuit board,
When bonding the printed circuit board and the package window, the optical fiber block mounted on the first side of the package window is accommodated in the groove. 상부가 개방된 패키지의 내부에 전기 신호를 광 신호로 변환하는 광학 소자를 실장하는 단계;
상기 패키지의 상부를 패키지 윈도우로 밀봉하는 단계; 및
상기 패키지의 내부에 매설된 패키지 관통 전극의 단부와 상기 패키지 윈도우의 내부에 매설된 윈도우 관통 전극의 단부를 접합하는 단계;
상기 전기 신호를 생성하는 전자 소자가 실장된 인쇄 회로 기판 상에 상기 패키지의 상부를 밀봉한 패키지 윈도우를 실장 하는 단계; 및
상기 윈도우 관통 전극의 다른쪽 단부와 상기 인쇄 회로 기판 상에 형성된 상기 전자 소자의 전극을 접합하는 단계를 포함하고,
상기 패키지 윈도우의 제1면은 상기 인쇄 회로 기판의 표면에 실장되는 면이고, 상기 패키지 윈도우의 제1면에는 본딩 패드가 형성되고, 상기 인쇄 회로 기판의 표면에는 본딩 패드가 형성될 때,
상기 전기 신호를 생성하는 전자 소자가 실장된 인쇄 회로 기판 상에 상기 패키지 윈도우를 실장 하는 단계는,
상기 패키지를 위에서 바라볼 때, 상기 인쇄 회로 기판의 본딩 패드와 상기 패키지 윈도우의 본딩 패드가 상기 패키지의 측면에 형성된 홈에 의해 상부로 노출된 패키지 윈도우를 투과한 고출력 레이저에 의해 본딩되는 단계인 것인 다채널 광 모듈의 제조 방법.Mounting an optical element that converts an electrical signal into an optical signal inside a package with an open top;
sealing the top of the package with a package window; and
bonding an end of a package through-electrode buried inside the package and an end of a window through-electrode buried inside the package window;
Mounting a package window sealing the top of the package on a printed circuit board on which the electronic device that generates the electrical signal is mounted; and
A step of bonding the other end of the window penetration electrode and the electrode of the electronic device formed on the printed circuit board,
When the first surface of the package window is a surface mounted on the surface of the printed circuit board, a bonding pad is formed on the first surface of the package window, and a bonding pad is formed on the surface of the printed circuit board,
The step of mounting the package window on a printed circuit board on which the electronic device that generates the electrical signal is mounted,
When the package is viewed from above, the bonding pad of the printed circuit board and the bonding pad of the package window are bonded by a high-power laser that passes through the package window exposed upwardly by a groove formed on the side of the package. Method for manufacturing a multi-channel optical module. 제17항에서,
상기 패키지 윈도우의 제1면은 상기 인쇄 회로 기판에 실장되는 면이고, 상기 패키지 윈도우의 제2면은 상기 제1면의 반대면이고, 상기 패키지의 상부면은 상기 패키지 윈도우의 제2면이 안착되는 면이고, 상기 패키지의 상부면에는 상기 패키지 관통 전극의 단부와 전기적으로 연결되는 패키지 외부 전극이 형성되고, 상기 패키지 윈도우의 제2면에는 윈도우 내부 전극이 형성될 때,
상기 패키지의 내부에 매설된 패키지 관통 전극의 단부와 상기 패키지 윈도우의 내부에 매설된 윈도우 관통 전극의 단부를 접합하는 단계는,
상기 패키지를 위에서 바라볼 때, 상기 패키지의 측면에 형성된 홈에 의해 상부로 노출되는 상기 패키지 윈도우를 통해 육안으로 관찰되는 상기 패키지 외부 전극과 상기 윈도우 내부 전극 간의 위치를 정렬하는 단계; 및
상기 위치가 정렬된 상기 패키지 외부 전극과 상기 윈도우 내부 전극을 상기 홈에 의해 상부로 노출된 패키지 윈도우를 투과한 고출력 레이저와 솔더를 이용하여 접합하는 단계를 포함하는 다채널 광 모듈의 제조 방법.In paragraph 17:
The first surface of the package window is a surface mounted on the printed circuit board, the second surface of the package window is an opposite surface of the first surface, and the upper surface of the package is a surface on which the second surface of the package window is seated. When a package external electrode electrically connected to an end of the package through electrode is formed on the upper surface of the package, and a window internal electrode is formed on the second surface of the package window,
The step of bonding the end of the package through-electrode buried inside the package and the end of the window through-electrode buried inside the package window,
When the package is viewed from above, aligning positions between the external electrodes of the package and the internal electrodes of the window, which are visible to the naked eye through the package window exposed upwardly by a groove formed on a side of the package; and
A method of manufacturing a multi-channel optical module comprising the step of bonding the aligned package external electrode and the window internal electrode using solder and a high-power laser that passes through the package window upwardly exposed by the groove. 삭제delete 제17항에서,
상기 패키지 윈도우의 제1면은 상기 인쇄 회로 기판에 실장되는 면이고, 상기 패키지 윈도우의 제1면에는 상기 윈도우 관통 전극의 다른쪽 단부와 전기적으로 연결된 윈도우 외부 전극이 형성될 때,
상기 윈도우 관통 전극의 다른쪽 단부와 상기 전자 소자의 전극을 접합하는 단계는,
상기 패키지를 위에서 바라볼 때, 상기 패키지의 측면에 형성된 홈에 의해 상부로 노출되는 상기 패키지 윈도우를 통해 육안으로 관찰되는 상기 윈도우 외부 전극과 상기 전자 소자의 전극 간의 위치를 정렬하는 단계; 및
상기 정렬된 상기 윈도우 외부 전극과 상기 전자 소자의 전극을 상기 홈에 의해 상부로 노출된 패키지 윈도우를 투과한 고출력 레이저와 솔더를 이용하여 접합하는 단계를 포함하는 다채널 광 모듈의 제조 방법.In paragraph 17:
When the first surface of the package window is a surface mounted on the printed circuit board, and a window external electrode electrically connected to the other end of the window penetration electrode is formed on the first surface of the package window,
The step of bonding the other end of the window penetration electrode and the electrode of the electronic device,
When the package is viewed from above, aligning a position between the window external electrodes observed with the naked eye through the package window exposed upwardly by a groove formed on a side of the package and the electrodes of the electronic device; and
A method of manufacturing a multi-channel optical module comprising the step of bonding the aligned external electrode of the window and the electrode of the electronic device using solder and a high-power laser that passes through the package window upwardly exposed by the groove.