KR100872748B1 - Photoelectric conversion module and fabricating method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 종래의 광전변환모듈을 나타낸 단면도.1 is a cross-sectional view showing a conventional photoelectric conversion module.
도 2는 본 발명의 광전변환모듈의 제1 실시예를 나타낸 단면도.2 is a cross-sectional view showing a first embodiment of a photoelectric conversion module of the present invention.
도 3은 본 발명의 광전변환모듈의 제2 실시예를 나타낸 단면도.3 is a cross-sectional view showing a second embodiment of a photoelectric conversion module of the present invention.
도 4는 본 발명의 광전변환모듈의 제조방법을 나타낸 순서도.Figure 4 is a flow chart showing a manufacturing method of a photoelectric conversion module of the present invention.
도 5는 본 발명의 광전변환모듈의 제3 실시예를 나타낸 단면도.5 is a cross-sectional view showing a third embodiment of a photoelectric conversion module of the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
100 : 인쇄회로기판 105 : 홈100: printed circuit board 105: groove
110 : 연성 IC 기판 120 : 광소자 어레이110: flexible IC substrate 120: optical element array
130 : 광 도파로 어레이 140 : 반도체 칩130: optical waveguide array 140: semiconductor chip
150 : 에폭시150: epoxy
본 발명은 광전변환모듈 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a photoelectric conversion module and a method of manufacturing the same.
최근, 정보통신기술은 전송되는 데이터의 고속화 및 대용량화의 경향에 있으 며, 그에 따른 고속 통신 환경을 실현하기 위한 광 통신 기술의 개발이 진행되고 있다. In recent years, information and communication technology has tended to increase the speed and capacity of data to be transmitted, and the development of optical communication technology for realizing a high-speed communication environment has been in progress.
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. In general, optical communication converts an electrical signal into an optical signal in a photoelectric conversion element on a transmitting side, transmits the converted optical signal to a receiving side using an optical fiber or an optical waveguide, and receives the optical signal received in the photoelectric conversion element on the receiving side. Converts to an electrical signal.
이러한 광전변환소자가 시스템 내에 적용되어 상용화되기 위해서는 전기 접속 및 광 접속이 효율적으로 이루어지도록 구성되어야 한다.In order for such a photoelectric conversion element to be applied and commercialized in a system, an electrical connection and an optical connection must be efficiently configured.
도 1은 종래의 광전변환모듈을 나타낸 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing a conventional photoelectric conversion module.
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.As shown in the drawing, a ball grid array (BGA)
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.The printed
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.The ball
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.An
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.The
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.The
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.In the conventional photoelectric conversion module configured as described above, the
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.The optical signal output from the
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.The conventional photoelectric conversion module having such a configuration has no problem in the electrical connection between the ball
즉, 종래의 광전변환모듈은 상기 광 소자(30)와 광 도파로(15) 간의 상호 이격된 거리로 인하여 광 접속 효율이 매우 낮다는 단점이 있다.That is, the conventional photoelectric conversion module has a disadvantage in that the optical connection efficiency is very low due to the mutually spaced distance between the
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.For example, when the VCSEL is used as the
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.In order to solve this problem, a method of improving optical coupling efficiency by providing a lens between the
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.Meanwhile, the conventional photoelectric conversion module forms a 45
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.Accordingly, an object of the present invention is to form a groove in a printed circuit board, and to make one end of the flexible IC substrate having the optical element array bent in the groove of the printed circuit board, and then an optical waveguide embedded in the optical element array and the printed circuit board. By directly connecting the array, to provide a photoelectric conversion module and a method of manufacturing the improved optical coupling efficiency.
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.A preferred embodiment of the photoelectric conversion module of the present invention is a printed circuit board having a groove, a flexible IC substrate formed at an upper portion of the printed circuit board and curved at one end thereof, and a flexible IC substrate having a curved portion thereof. An optical element array formed in the substrate, an optical waveguide array embedded in the printed circuit board, one end of which is optically connected to the optical element array in the groove, and enclosing the flexible IC substrate and the optical element array in the groove of the printed circuit board. And a semiconductor chip having a filled epoxy and a driving circuit formed on the flexible IC substrate and driving the optical element array.
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.A preferred embodiment of the method of manufacturing a photoelectric conversion module of the present invention comprises the steps of: forming a semiconductor chip on the flexible IC substrate, and forming an optical element array driven by the semiconductor chip on one end of the flexible IC substrate; Forming a groove in which one end of the flexible IC substrate having the optical element array formed on the printed circuit board is bent, and bonding the flexible IC substrate to the printed circuit board, and the optical element array of the flexible IC substrate Bonding the optical element array and the optical waveguide array embedded in the printed circuit board to optically connect the formed part to be bent into the groove of the printed circuit board, and connecting the flexible IC to the groove of the printed circuit board. Wrapping the substrate and the array of optical devices, characterized in that it comprises a step of filling the epoxy.
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.Hereinafter, the photoelectric conversion module of the present invention and a manufacturing method thereof will be described in detail with reference to FIGS. 2 to 5. In describing the present invention, when it is determined that the detailed description of the known technology related to the present invention may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. In addition, terms to be described below are terms defined in consideration of functions in the present invention, which may vary according to the intention or custom of a user or an operator. Therefore, the definition should be made based on the contents throughout the specification.
도 2는 본 발명의 광전변환모듈의 제1 실시예를 나타낸 단면도이다.2 is a cross-sectional view showing a first embodiment of a photoelectric conversion module of the present invention.
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.As shown therein, the flexible printed
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.Here, the printed
상기 다층 인쇄회로기판은 배선 영역을 확대하기 위해 배선 패턴의 형성이 가능한 층을 추가로 형성한 것인데, 구체적으로 다층 인쇄회로기판은 내층과 외층으로 구분된다. The multilayer printed circuit board further includes a layer capable of forming a wiring pattern in order to enlarge a wiring area. Specifically, the multilayer printed circuit board is divided into an inner layer and an outer layer.
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.A
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.The
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.That is, the
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.The printed
이때, 상기 범프(102)는 상기 인쇄회로기판(100)의 내층에 형성된 회로 패턴(107)들과 각각 전기적으로 연결된다.In this case, the
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.Bonding between the printed
상기 연성 IC 기판(110)은 일단이 상기 인쇄회로기판의 홈(105)으로 휘어져 놓이게 된다.One end of the
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.The
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.According to the present invention, the
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.The
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.The
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.Bonding between the
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.The
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.The
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.Here, the
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.For example, the
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.The
그리고, 상기 반도체칩(140)은 상기 광소자 어레이(120)로 제어신호를 발생시켜 전기 신호를 광신호로 또는 광신호를 전기 신호로 변환시킨다.The
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.The
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.In addition, an epoxy 150 is filled between the printed
상기 에폭시(150)는 외부 온도 변화시 각 부품들 간의 열팽창계수 차이에 의해 발생하는 스트레스를 완화시키고, 각 부품들 사이의 접합 상태를 유지시키는 역할을 한다.The epoxy 150 serves to relieve stress caused by the difference in thermal expansion coefficient between the components when the external temperature changes, and to maintain the bonding state between the components.
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.In the present invention, a protective resin (not shown) surrounding the
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.As described above, the present invention forms a
즉, 본 발명에서는 광소자와 광 도파로 사이의 간격을 수십 ㎛ 이내로 유지시킬 수 있기 때문에, 기존의 광전변환모듈에 비하여 우수한 광 결합 효율을 가지게 된다.That is, in the present invention, since the distance between the optical element and the optical waveguide can be maintained within several tens of micrometers, the optical coupling efficiency is superior to that of the conventional photoelectric conversion module.
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.In addition, the optical coupling efficiency is improved between the
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.In addition, in the present invention, since the optical connection between the optical element and the optical waveguide is made on the same plane between the optical waveguides having the same arrangement as that of the optical element, the multi-channel optical connection can be easily made, and thus the optical design can be facilitated. Can be.
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.On the other hand, as shown in Figure 3, the printed
도 4는 본 발명의 광전변환모듈의 제조방법을 나타낸 순서도이다.4 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a photoelectric conversion module of the present invention.
이에 도시한 바와 같이, 먼저 연성 IC 기판(110)의 상부에 광소자 어레이(120) 및 반도체칩(140)을 접합한다(S 100). As shown in the drawing, first, the
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.That is, the
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.Here, the
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.In this case, the
다음으로, 상기 인쇄회로기판(100)에 홈(105)을 형성한다(S 110). Next, the
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.The
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).Subsequently, one end of the flexible IC substrate, that is, the portion where the
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.The
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.Here, a
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.Meanwhile, the
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).Subsequently, the
도 5는 본 발명의 광전변환모듈의 제3 실시예를 나타낸 단면도이다.5 is a cross-sectional view showing a third embodiment of a photoelectric conversion module of the present invention.
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.As shown in the drawing, the printed
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.Here, the first
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.In addition, an epoxy 270 is filled between the printed
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. Although the present invention has been described in detail with reference to exemplary embodiments above, those skilled in the art to which the present invention pertains can make various modifications to the above-described embodiments without departing from the scope of the present invention. I will understand.
그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위 뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be defined by the claims below and equivalents thereof.
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.As described above, according to the present invention, a groove is formed in the printed circuit board, and one end of the flexible IC substrate having the optical device array is bent in the groove of the printed circuit board, and then embedded in the optical device array and the printed circuit board. The optical coupling efficiency can be improved by allowing the arrayed optical waveguide arrays to be directly connected.
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.In the present invention, since the optical connection between the optical element and the optical waveguide is made on the same plane between the optical waveguides having the same arrangement as that of the optical element, the multi-channel optical connection is easily made, and thus the optical design can be easily performed. Can be.
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KR101012757B1 (en) | 2009-05-14 | 2011-02-08 | 전자부품연구원 | A photoelectric conversion module formed in a printed circuit board and a lsi package comprising the same |
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KR20060017054A (en) * | 2004-08-19 | 2006-02-23 | 인하대학교 산학협력단 | Optical printed circuit board |
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