KETI-RD-2005034

용 파장분할다중화용 파장분할다중화용 파장분할다중화용 파장분할다중화Multi-portMulti-portMulti-portMulti-port

광소자 제조 기술지원광소자 제조 기술지원광소자 제조 기술지원광소자 제조 기술지원

2005. 5. 31.2005. 5. 31.2005. 5. 31.2005. 5. 31.

지원기관지원기관지원기관지원기관 :::: 전자부품연구원전자부품연구원전자부품연구원전자부품연구원지원기업지원기업지원기업지원기업 :::: 이스트포토닉스 주이스트포토닉스 주이스트포토닉스 주이스트포토닉스 주( )( )( )( )

산 업 자 원 부산 업 자 원 부산 업 자 원 부산 업 자 원 부

- 2 -

관리번호:

종합기술지원사업 기술지원성과보고서종합기술지원사업 기술지원성과보고서종합기술지원사업 기술지원성과보고서종합기술지원사업 기술지원성과보고서

사업명 용 파장분할다중화 광소자 제조 기술지원Multi-port

지원책임자소속 전자부품연구원:

성명 김명진:지원기간

부터2004. 6. 1.

까지2005. 5. 31.

사업비 규모

총 백만원200

지원기관의

참여연구원

김희경

김제민

정 부 출 연 금 백만원: 100

기업부담금현금 백만원: 60

현물 백만원: 40

부품소재종합기술지원사업운영요령 제 조의 규정에 의해 종합기술지원사업18

수행에 대한 기술지원성과보고서를 제출합니다.

첨 부 기술지원성과보고서 부: 5

년 월 일년 월 일년 월 일년 월 일2005 5 312005 5 312005 5 312005 5 31

작성자 지원책임자 김 명 진( ) :

지원기관장 전자부품연구원장 김 춘 호( ) :

확인자 지원기업 대표 석 호 준( ) :

부품소재통합연구단장 귀하부품소재통합연구단장 귀하부품소재통합연구단장 귀하부품소재통합연구단장 귀하․․․․

- 3 -

제 출 문제 출 문제 출 문제 출 문

산 업 자 원 부 장 관 귀 하산 업 자 원 부 장 관 귀 하산 업 자 원 부 장 관 귀 하산 업 자 원 부 장 관 귀 하

본 보고서를 용 파장분할다중화 광소자 제조 기술지원 지원기간"Multi~port “( :

과제의 기술지원성과 보고서로 제출합니다2004.6.1. ~ 2005.5.31.) .

2005. 5. 31.2005. 5. 31.2005. 5. 31.2005. 5. 31.

지원기관지원기관지원기관지원기관 :::: 전 자 부 품 연 구 원전 자 부 품 연 구 원전 자 부 품 연 구 원전 자 부 품 연 구 원

김 춘 호김 춘 호김 춘 호김 춘 호

지원기업지원기업지원기업지원기업 :::: 주식회사 이스트포토닉스주식회사 이스트포토닉스주식회사 이스트포토닉스주식회사 이스트포토닉스

석 호 준석 호 준석 호 준석 호 준

지원책임자지원책임자지원책임자지원책임자 :::: 김명진김명진김명진김명진

참여연구원참여연구원참여연구원참여연구원 :::: 김희경김희경김희경김희경

〃〃〃〃 :::: 김재민김재민김재민김재민

- 4 -

기술지원성과 요약서기술지원성과 요약서기술지원성과 요약서기술지원성과 요약서

사업목표사업목표사업목표사업목표1.1.1.1.

형 광소자 제작 공정 기술지원Multi-port■

용 광소자의 광경로 해석 및 광학구조 설계기술 지원* Multi-port

광소자 광경로 해석- WDM

파장분할 다중화 광소자 제작 공정기술 지원* 2×4 port

삽입손는실- : 1.2dB(TIL), 0.5dB(RIL)

- Operating Temp.: < 0.5db(@-5~70 )℃

- Storage Temp. : < 0.5dB(@-40~85 )℃

진동특성- : < 0.5 dB

광특성 측정 및 신뢰성 분석*

광특성 및 환경특성 온도 습도 진동- ( / / )

기술세미나 및 정보 지원 광학박막 설계 결과 기술자료* ( / )

기술지원내용 및 범위기술지원내용 및 범위기술지원내용 및 범위기술지원내용 및 범위2.2.2.2.

용 광소자의 광경로 해석 및 광학구조 설계기술 지원1. Multi-port

광학박막형 광소자의 광경로 해석-

에 의한 및 의 광학경로 설계Simulation fiber to lens lens to filter․

광소자의 광학계 구조 설계Multi-port․

광학정렬 및 광패키징 공정 기술 지원2.

광학정렬 기술-

광학박막의 입사각에 따른 용 광학정렬multi-port optical collimator․

형 광소자의 및 광학정렬2×4 port collimator to filter optical link․

패키징 공정기술-

고주파 코일을 이용한 솔더링 공정의 정량화․

솔더 프리폼의 정량화 및 최적 온도 곡선 분석․

에폭시 공정조건 분석 경화 조건 분석- ( )

광특성 측정 및 신뢰성 분석3.

온도 습도 진동 분석 기준- / / test (Bellcore )

기술세미나 및 정보 지원4.

광학박막 설계 및 특성 측정 세미나-

마이크로 옵틱스형 광부품 기술 및 시장 동향 세미나 및 자료 제공-

- 5 -

지원실적지원실적지원실적지원실적3.3.3.3.

지원항목지원내용

비고기술지원前 기술지원後

설계 및 공정 기술지원*

광학박막 설계 및1.

운용기술S/W-

광통신용 광학박막

설계 및 운영기S/W

술 확보

광학박막 사양 결정

및 특성 예측

광학구조 설계 기술2. -

구성품 최적화 위치

및 공정 에러허용치

분석

특성 향상

광학정렬 기술3. 수작업광학정렬 변수의 최

적화제품 재현성 확보

기술4. PKG 수작업

에폭시 및 솔더링

에 대한 정량화PKG

기술 확보

제품 재현성 확보 수

율 향상

물성 분석5. -솔더링 게면 에폭시,

경화조건 분석자체 기술력 확보

특성 분석 기술지원*

온습도 사이클 특성1. / - < 0.5 dB기준Telcodia 12.9

14days

특성2. Vibration - < 0.5 dB기준Telcodia 1209

분 축10~2000Hz, 20 , 3

제품 특성*

수1. port 1×2 2×4 3 channel module

채널당 삽입손실2.TIL : 1.2 dB

RIL : 0.5 dB

TIL : 1.0 dB

RIL : 0.5 dB3 channel module

기술 시장정보 및 지원* / marketing

기술 세미나1.현장 기술 교육의

어려움생산 현장 적용 활용

광학박막 및 패키징

이론 세미나

기술 홍보2. 국내 업체 대상 국내 외 업체 대상/홍보 기술 지원

OFC 2005, SKOE

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기술지원 성과 및 효과기술지원 성과 및 효과기술지원 성과 및 효과기술지원 성과 및 효과4.4.4.4.

해당기술 적용제품해당기술 적용제품해당기술 적용제품해당기술 적용제품1)1)1)1)

적용제품명 파장분할 다중화용 광필터o : (WDM)

모 델 명o

- FPIF-3CW-ASBAD

- EPIF-CW-series, FPIF-DW-seris

품질 및 가격품질 및 가격품질 및 가격품질 및 가격2)2)2)2)

구 분 경쟁 제품해당기술 적용제품

비고지원전 지원후

경쟁제품 대비 품질 1×4 module 1×4 module 2×4 device 중CASIX( )

경쟁제품 대비 가격 150 USD 160 USD 120 USD 중CASIX( )

객관화 된 를 근거로 작성DATA※

원가절감 효과원가절감 효과원가절감 효과원가절감 효과3)3)3)3)

구 분 절 감 금 액 비 고

원부자재 절감 백만원 년50 / ( 30 %) 페룰 절감lens,

인건비 절감 백만원 년40 / ( 30 %)

계 백만원 년90 / ( %)

공정개선 및 품질향상 등으로 인한 절감효과반영※

적용제품 시장전망 매출성과적용제품 시장전망 매출성과적용제품 시장전망 매출성과적용제품 시장전망 매출성과4) ( )4) ( )4) ( )4) ( )

구 분당해연도 매출

년 예상(2005 )

차년도 예상매출

년 예상(2006 )

전년대비

증가비율비고

내 수 백만원 년600 / 백만원 년1,000 / 165%

수 출 천달러 년50 / 천달러 년100 / 200%

계 백만원 년650 / 백만원 년1,100 / 170%

참고) 적용제품 주요수출국 미국1. :

작성당시 환율기준 월 기준2. : 1,00 \/$(2005. 5 )

- 7 -

수입대체효과수입대체효과수입대체효과수입대체효과5)5)5)5)

모델명 당해연도 수입액 차년도수입액 수입대체금액 비 고

EPIF-3CW 천달러 년500 / 천달러 년200 / 천달러 년300 /

EPIF-3CW 천달러 년1,000 / 천달러 년500 / 천달러 년500 /

계 천달러 년100 / 천달러 년700 / 천달러 년800 /

해당기술의 기술력 향상 효과해당기술의 기술력 향상 효과해당기술의 기술력 향상 효과해당기술의 기술력 향상 효과6)6)6)6)

본 지원 사업에서는 기존 개의 형 단위광소자의 기능을 하나의3 1×2 port 2×4

광소자로 대치할 수 있는 제품을 제작하기 위한 기술지원으로서 이를 통해port ,

제품의 소형화와 구성 부품의 절감으로 가격 경쟁력을 확보할 수 있다 기존의.

광소자의 제작에서 수작업에 의한 공정 기술은 제품특성의 재현성 신뢰성 수율, ,

확보의 어려움이 있어 이를 해결하기 위해 본 지원 사업에서는 광학정렬 및 패,

키징 시 공정변수의 정량화를 수행하였다 특히 광콜리메이터에 대한 렌즈와 광.

섬유 그리고 렌즈와 광학박막에 대한 위치에 대한 설계와 분석을 수행하였으며,

공정실험을 통해 정량화를 실현하였다 또한 솔더링 시의 가열열량 솔더양 솔. , ,

더 위치를 일정하게 유지함으로서 제품의 수율 및 신뢰성을 향상 시켰다 이를.

통해 제품의 집적화와 고밀도화를 통해 저가격화 소형화를 실현할 수 있으며 특

성 향상에 큰 효과를 갖으리라 사료된다.

기술적 파급효과기술적 파급효과기술적 파급효과기술적 파급효과7)7)7)7)

본 지원 사업에서는 광통신 및 광중계기에 적용되는 파장분할 다중화 광소자의

소형화 및 저가격화를 위한 용 광소자에 대한 설계 및 공정기술을 지multi-port

원하였다 생산되는 제품의 재현성 및 신뢰성 향상과 특성을 향상시키기 위해.

구성품에 대한 광학정렬 및 패키징 변수의 정량화와 광학적 특성 향상을 위한

광학박막 및 광학 경로 설계의 최적화를 수행하였다 이러한 핵심기술들은 수작.

업을 기본 공정으로 한 기존 제품에 적용이 가능하여 지원업체가 생산하고 있는

제품에 대한 품질향상에 큰 기여를 하리라 생각한다.

- 8 -

적용기술 인증 지적재산권 획득여부적용기술 인증 지적재산권 획득여부적용기술 인증 지적재산권 획득여부적용기술 인증 지적재산권 획득여부5. ,5. ,5. ,5. ,

규격 인증획득규격 인증획득규격 인증획득규격 인증획득1) ,1) ,1) ,1) ,

인증명 품목 인증번호 승인기관 인증일자

해당사항 없음

지적재산권지적재산권지적재산권지적재산권2)2)2)2)

종류 명칭 번호발명자

고안자( )권리자 실시권자

비고

등록 출원( , )

해당사항 없음

세부지원실적세부지원실적세부지원실적세부지원실적6.6.6.6.

항 목지원

건수지 원 성 과

기술정보제공 건7 기술 문서 및 선진 업체 기술 자료 제공

시제품제작 건

양산화개발 건

공정개선 건21 광학정렬 및 패키징 정량화 공정 지원

품질향상 건15최적화 설계 기술지원

광콜리메이터 및 솔더링 특성 향상 지원

시험분석 건8에폭시 경화 특성 및 계면특성 분석 지원

온 습도 진동 등 환경특성 분석 지원/ ,

수출 및 해외바이어발굴 건

교육훈련 건3 기술세미나 및 교육 훈련

기술마케팅 경영자문/ 건1 업체 기술 홍보 지원

정책자금알선 건

논문게재 및 학술발표 건

기 타 건6 기업체 미보유 장비지원

- 9 -

종합의견종합의견종합의견종합의견7.7.7.7.

본 사업에서 지원된 광학박막 및 광학경로에 대한 설계 및 분석은 광소자의 제

작 시 공정에 대한 에러 허용치 등에 대한 예측이 가능하며 이를 기본으로 한,

제조 공정의 변수 정량화는 제품 특성의 재현성 일정성 신뢰성 향상을 실현할, ,

수 있다 특히 패키징 공정 시의 변수인 에폭시와 솔더링 접착에 대한 열량 시. , ,

간 양에 대한 일정화는 기존 제품에 대해서도 범용적으로 적용한 기술로서 지원

업체의 기술력 향상과 제품에 대한 생산성 향상에 매우 기여를 하였다.

제품에 대한 환경 영향 특성 및 물성분석은 기존에 경험에 의한 수작업으로 수

행하던 공정을 정량적으로 분석함으로서 불량 원인 분석을 가능하게 하여 제품

의 수율을 향상 시킬 수 있었다 또한 지속적인 기술 세미나와 교육으로 작업자.

의 기술적 지식 습득과 이를 통한 현장에서의 적용으로 지원업체의 인적기술적․

경쟁력이 향상되었으며 제품에 대한 성능 향상과 응용제품의 개발이 강화될 것

으로 예상된다.

- 10 -

목 차목 차목 차목 차

제 장 서론제 장 서론제 장 서론제 장 서론1111

제 절 기술지원 필요성제 절 기술지원 필요성제 절 기술지원 필요성제 절 기술지원 필요성1111

제 절 기술지원 목표제 절 기술지원 목표제 절 기술지원 목표제 절 기술지원 목표2222

제 절 기술지원 내용제 절 기술지원 내용제 절 기술지원 내용제 절 기술지원 내용3333

제 장 본론제 장 본론제 장 본론제 장 본론2222

제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과1111

기술지원의 달성정도기술지원의 달성정도기술지원의 달성정도기술지원의 달성정도1.1.1.1.

기술지원 내용기술지원 내용기술지원 내용기술지원 내용2.2.2.2.

가 광학 경로 분석 및 구조설계가 광학 경로 분석 및 구조설계가 광학 경로 분석 및 구조설계가 광학 경로 분석 및 구조설계....

용 파장분할 다중화 광소자의 구성용 파장분할 다중화 광소자의 구성용 파장분할 다중화 광소자의 구성용 파장분할 다중화 광소자의 구성(1) Multi-port(1) Multi-port(1) Multi-port(1) Multi-port

파장분할 다중화 광소자에서의 광학경로 분석파장분할 다중화 광소자에서의 광학경로 분석파장분할 다중화 광소자에서의 광학경로 분석파장분할 다중화 광소자에서의 광학경로 분석(2)(2)(2)(2)

나 광학정렬 정량화 실험 및 분석나 광학정렬 정량화 실험 및 분석나 광학정렬 정량화 실험 및 분석나 광학정렬 정량화 실험 및 분석....

패키징 공정 변수의 정량화패키징 공정 변수의 정량화패키징 공정 변수의 정량화패키징 공정 변수의 정량화(1)(1)(1)(1)

에폭시 경화 조건에폭시 경화 조건에폭시 경화 조건에폭시 경화 조건(2)(2)(2)(2)

솔더링 변수의 정량화솔더링 변수의 정량화솔더링 변수의 정량화솔더링 변수의 정량화(3)(3)(3)(3)

다 고주파 가열 시슽 에 의한 패키징 공정의 정량화다 고주파 가열 시슽 에 의한 패키징 공정의 정량화다 고주파 가열 시슽 에 의한 패키징 공정의 정량화다 고주파 가열 시슽 에 의한 패키징 공정의 정량화.... ㅁㅁㅁㅁ

솔더링 패키징 공정 정량화솔더링 패키징 공정 정량화솔더링 패키징 공정 정량화솔더링 패키징 공정 정량화(1)(1)(1)(1)

솔더링 접합계면 특성 분석솔더링 접합계면 특성 분석솔더링 접합계면 특성 분석솔더링 접합계면 특성 분석(2)(2)(2)(2)

라 용 광소자 제작 및 특성분석라 용 광소자 제작 및 특성분석라 용 광소자 제작 및 특성분석라 용 광소자 제작 및 특성분석. 2×4 port. 2×4 port. 2×4 port. 2×4 port

용 광소자의 제작 및 광특성 분석용 광소자의 제작 및 광특성 분석용 광소자의 제작 및 광특성 분석용 광소자의 제작 및 광특성 분석(1) 2×4 port(1) 2×4 port(1) 2×4 port(1) 2×4 port

신뢰성 특성 분석신뢰성 특성 분석신뢰성 특성 분석신뢰성 특성 분석(2)(2)(2)(2)

지원내용의 기업전략에의 기여도지원내용의 기업전략에의 기여도지원내용의 기업전략에의 기여도지원내용의 기업전략에의 기여도3.3.3.3.

제 절 기술기원 수행제 절 기술기원 수행제 절 기술기원 수행제 절 기술기원 수행2222

기술지원 추진일정 및 담당업무 성과기술지원 추진일정 및 담당업무 성과기술지원 추진일정 및 담당업무 성과기술지원 추진일정 및 담당업무 성과1.1.1.1.

수행방법 및 기자재 활용수행방법 및 기자재 활용수행방법 및 기자재 활용수행방법 및 기자재 활용2.2.2.2.

제 장 결론제 장 결론제 장 결론제 장 결론3333

부 록부 록부 록부 록

기술지원 일지기술지원 일지기술지원 일지기술지원 일지1.1.1.1.

국외출장보고서국외출장보고서국외출장보고서국외출장보고서2.2.2.2.

기술지원 활용 기자재기술지원 활용 기자재기술지원 활용 기자재기술지원 활용 기자재3.3.3.3.

- 11 -

제 장 서론제 장 서론제 장 서론제 장 서론1111

제 절 기술지원 필요성제 절 기술지원 필요성제 절 기술지원 필요성제 절 기술지원 필요성1111

대용량의 정보를 고속으로 전달하기 위해 하나의 광섬유에 다수개의 광신호 채널을

전송시킬 수 있는 파장분할 다중화 은 기(WDM; Wavelength Division Multiplexing)

존의 음성 화상 동영상 등의 정보전송의 보편화를 가능케 하여 정보통신의 대중화를‧ ‧

이루는 원동력이 되었으며 근래에 들어와 가입자망 및 광중계기 시스템 등의 새로

운 정보통신 서비스에 적용되어 초고속 대용량 영상정보 전송 및 교환을 가능케 하

고 있다 이러한 파장분할 다중화 시스템에서 가장 중요한 핵심부품의 하나인. MUX

및 용 광필터의 기술은 크게 박막간섭형 도파로형 광섬유 격자형으로 분류DEMUX , ,

되며 성능 및 특성에 대한 각각의 장단점이 있으나 광학적 특성 및 기계적 특성에

서 다른 기술에 비해 상대적인 우수성을 갖고 있는 광학박막형 파장분할 다중화용

광소자가 보편적으로 널리 사용되고 있다 광학박막형 다중화용 광소자는 낮은 손.

실 높은 아이솔레이션 광대역 투과영역 높은 신뢰성 등의 장점을 갖고 있으나, , , ,

광신호 채널이 증가할 경우 단위소자를 연속적인 연결하여 구성되는 광학박막형 광

소자의 구조적인 특성으로 인해 크기의 대형화와 고가격화는 통신 시스템의 적용에

한계가 되고 있다.

현재까지 상용화되고 있는 일반적인 광학박막형 다중화용 단위 광소자의 구성은 하

나의 광학박막으로 하나의 광신호를 파장분할하는 기능을 갖고 있으나 현재 고가인

광부품의 소형화 및 저가격화를 해결하기 위한 방법으로 하나의 단위소자에서 여러

가지의 기능을 갖는 형 광소자에 대한 개발 및 생산이 세계적인 추세이multi-port

다.

- 12 -

용 광소자는 하나의 광학박막으로 다수개의 파장분할 기능의 구현이 가multi-port

능하여 제품의 소형화 및 저자격화를 실현 할 수 있으며 이를 통해 세계적인 기술

적 가격적 경쟁력을 갖는 광 모듈 및 시스템을 구현할 수 있다.‧

고정밀의 광학정렬 및 광패키징이 요구되는 용 파장분할 다중화 광소자multi-port

를 제작하는 선진 업체에서는 박막필터나 파라데이 로테이터와 같은 핵심 칩을 제

조하거나 제조경험을 보유함으로서 광소자의 제작 시 광학적 경로와 구조에 대한,

정확한 설계기술을 보유하고 있다 또한 설계에 의한 최적화 분석을 기본으로 제품.

을 제작하고 제품의 특성 균일성과 생산성 향상을 위해 패키징 공정 변수들의 정량

화가 세계적인 추세이다 기존의 경우 수작업에 의한 공저의 반복적인 작업에 의한.

제품의 제작이 이루어지고 있어 제품 특성의 균일성 및 신뢰성이 저하되고 설계변,

수에 의한 공정의 정량화가 이루어지고 있지 않다 특히 고정밀의 광학정렬 및 광. ,

패키징이 요구되는 용 파장분할 다중화 광소자를 제작하기 위해서는 제multi-port

작 이전에 박막필터에 대한 특성 예 입사각에 따른 광특성 변화 등 이해와 구성품( : )

광섬유 의 광학적 경로와 구조에 대한 정확한 설계가 요구된다( , GRIN lens, Filter) .

지원기업은 형 광학박막형 광소자의 집적화를 위한 형 광소자의1×2 port multi-port

초기 개발에 착수하였으나 광학설계 및 제작기술과 특성분석에 관한 전문인력 확보

의 어려움으로 인해 기술적으로 미진한 부분이 있었다 특히 광소자의 광학박막 설. ,

계 광학계 구조 설계 광학정렬기술 에폭시 혹은 솔더링에 의한 패키징 기술 신, , , ,

뢰성 특성 분석에 기술적 인적 확보에 애로가 있어 본 지원에서는 지원업체의 인,

력에게 설계에 대한 이해와 설계치를 이용하여 제품의 제작을 지원함으로서 패키,

징 공정 변수들의 분석과 패키징 공정의 핵심기술인 기술의 정량화를 통soldering

해 제품의 균일성과 신뢰성 향상시킬 것이다.

- 13 -

제 절 기술지원 목표제 절 기술지원 목표제 절 기술지원 목표제 절 기술지원 목표2222

본 기술지원 사업에서는 기존의 파장분할 다중화 광소자를 고밀도 및 집1×2 port

적화하여 소형화 및 저가격화 된 용 광소자의 제작을 위한 설계기술 공multi-port ,

정기술 환경에 대한 특성 분석과 이에 대한 적용 및 응용분야에 대한 기술지원을,

목표로 하고 있다.

기존의 파장분할 다중화 단위소자는 입력되는 다수개의 파장 신호를 각1×2 port

각의 광학박막 필터 혹은 로 분리함으로서 사용하는 파장 신호수에(TFF-1 TFF-2)

해당하는 단위소자가 필요하나 용 파장분할 다중화 광소자는 하나의 단, multi-port

위소자로 개 이상의 광신호 분리가 가능하여 기존의 광소자에 비해 상대적으로 소2

형이며 저가격화 실현이 가능하다 그러나 다수의 광섬유가 삽입된 다심 페룰과 렌.

즈 그리고 광학박막에 대한 광학정렬 및 패키징 공정이 상대적으로 난해하여 이를,

극복하기 위해서는 광소자 구조의 최적화 설계에 의한 결합특성 향상과 정량화된

광학정렬 및 패키징 공정 기술이 요구되며 이에 대한 신뢰성 분석과 검증이 필요하

다.

본 사업에서 지원되는 기술은 크게 설계기술 공정기술과 측정 분석 기술로서 제품, /

의 특성 개선 및 향상 부품 신뢰성 확보를 통한 가격 및 기술 경쟁력 확보 할 수,

있으리라 예상하며 지원기업이 현재 보유하고 있는 기본적인 제조기술 혹은, (1×1

형 광소자 제조 과 지원기관인 전자부품연구원에서 지원 가능한 광학박막1×2 port )

및 광학경로 설계기술 패키징 정량화기술 신뢰성 분석기술 등의 핵심기술의 결합, ,

은 제품의 특성 향상에 큰 효과를 갖으리라 사료된다.

- 14 -

따라서 본 사업에서는 소형화 및 저가격화를 실현할 수 있는 파장분할2×4 port

다중화 광소자에 대한 광학박막 및 광학구조 설계 광학정렬 및 패키징 공정 기술,

지원 신뢰성 확보 선진기술 정보지원을 목적으로 하였으며 이를 통해 가격 및 기, ,

술 경쟁력 확보와 응용제품의 확대가 기대되며 이러한 목적을 달성하기 위한 목표

를 다음과 같이 설정하였다.

지원목표 형 광소자 제작 공정 기술지원: Multi-port■

용 광소자의 광경로 해석 및 광학구조 설계기술 지원- Multi-port

광학박막 설계 및 광경로 해석 및 설계‧

파장분할 다중화 광소자 구조설계2×4 port‧

광학정렬 및 패키징 공정기술 지원-

다심 광소자 광학정렬 공정 기술 지원‧

에폭시 및 솔더링 패키징 공정 기술지원‧

파장분할 다중화 광소자 제작- 2×4 port

삽입손실: 1.2 dB(TIL), 0.5dB(RIL)‧

Operating Temp.: < 0.5dB (@-5~70 )℃‧

Storage Temp. : < 0.5dB(@-40~85 )℃‧

진동특성 : < 0.5 dB‧

광특성 측정 및 신뢰성 분석-

기술세미나 및 정보 지원-

- 15 -

제 절 기술지원 내용제 절 기술지원 내용제 절 기술지원 내용제 절 기술지원 내용3333

장거리 및 가입자망용 광전송 시스템과 광중게기용에 적용되는 파장분할 다중화 광

소자의 소형화와 저가격화를 위한 광소자는 기존의 파장분할2×4 port 1×2 port

다중화 광소자를 고밀도 및 집적화하는 설계 및 공정기술이다 본 기술 지원은.

용 광소자의 광학적 특성 더불어 신뢰성 특성을 향상시키기 위한 내용으multi-port

로서 광소자에 대한 구조설계 광학박막의 특성에 의한 패키지 특성 다채널 광학정, ,

렬과 에폭시 및 솔더링 패키징 공정기술 환경영향에 의한 신뢰성 분석 마이크로, ,

옵틱스형 광소자에 대한 기술 정보 및 세미나를 기술지원 하였다.

용 광소자를 구성하는 페룰 렌즈 광학박막의 정량적인 위치에 대한 최multi-port , ,

적화는 결합효율과 같은 과소자의 광학적 특성향상에 큰 영향을 주어 광섬유와 렌

즈 렌즈와 광학박막을 투과 반사하는 광학경로와 각각의 위치에 대한 분석 및 설,

계를 하였다 또한 광학박막의 특성에 의한 광소자 구조 및 구성부품 사양의 변화.

를 예측하기 위해 광학박막의 입사각 변화에 따른 중심파장 변화를 분석하였다 이.

러한 설계를 기본으로 하여 단심 및 다심 광콜리메이터를 구성하고 있는 광섬유와

렌즈 사이의 거리를 광학 현미경과 빔 크기 분석법을 사용하여 위치를 정량화 하였

다 또한 광링크 구성 시 적용되는 에폭시 및 솔더링 공정의 안정화를 위해 에폭시.

에 대한 열 특성 및 균일도 분석과 경화조건 분석을 지원하였으며 고주파 가열기,

에 의한 솔더링 공정을 적용하기 위해 고주파 코일을 이용한 솔더링 공정 솔더 프,

리폼의 정량화 및 최적 온도 곡선 분석을 수행하였다.

- 16 -

고주파 가열기에 의한 솔더링 공정 기술은 가해지는 고주파 전압에 의해 솔더에 적

용 되는 열량의 정량화와 솔더 프리폼의 정량화를 통해 패키지의 솔더 분포의 균일

성과 대칭성에 큰 영향을 주어 제품의 광학적 특성 및 환경에 대한 신뢰성을 향상

시킬 수 있으며 솔더링 후의 게면 및 단면분석을 통해 이를 확인하였다 광소자에.

대한 환경 영향 특성은 제품의 성능에 매우 중요한 요소이며 본 기술지원에서는 제

작된 용 광소자에 대해 온도 및 습도에 대한 특성을 분석하였다 또한multi-port . ,

광학박막 설계 및 특성 측정 세미나와 마이크로 옵틱스형 광부품 기술 및 시장 동

향 세미나 및 자료 제공을 통해 기술지원업체의 기술적 경쟁력을 강화하였다.

본 연구에서는 가입자 광통신망 및 광중계기에서 적용되고 있는 기존의 1×2 port

파장분할 다중화 광소자를 고밀도 및 집적화하여 소형화 및 저가의 용multi-port

다중화 광소자를 제작하기 위한 설계 및 공정기술을 지원하였으며 주요내용은 다,

음과 같이 요약된다.

설계기술 지원내용1.

에 의한 및 의 광학경로 설계- Simulation fiber to lens lens to filter

광소자의 광학계 구조 설계- Multi-port

광학정렬 및 광패키징 공정 기술 지원내용2.

광학박막의 입사각에 따른 용 광학정렬- multi-port optical collimator

형 광소자의 및 광학정렬- 2×4 port collimator to filter optical link

고주파 코일을 이용한 솔더링 공정의 정량화-

솔더 프리폼의 정량화 및 최적 온도 곡선 분석-

에폭시 공정조건 분석 경화 조건 분석- ( )

광특성 측정 및 신뢰성 분석 내용3.

온도 습도 진동 분석 기준- / / test (Telcodia 1209 )

광학박막 설계 및 특성 측정 세미나4.

마이크로 옵틱스형 광부품 기술 및 시장 동향 세미나-

- 17 -

제 장 본론제 장 본론제 장 본론제 장 본론2222

제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과1111

기술지원의 달성정도기술지원의 달성정도기술지원의 달성정도기술지원의 달성정도1.1.1.1.

지원항목 지원내용 달성도

* 설계 및 공정 기술지원

100%

광학박막 설계 기1.

술 지원

광학박막 설계 이론 및 운용기술S/W

광학박막의 입사각 변화에 의한 광학정렬→

및 패키징 시 수율 향상

용 광2. Multi-port

소자 구조 설계 기

술지원

용 광소자의 최적화 구성 구성품2×4 port →

최적화 위치 및 공정 에러 허용치 분석

공정변수의 정량3.

화 기술지원

구성품 광콜리메이터 광학박막 의 위치 정량화( , )

공정 기술 제품의 특성 향상 및 공정의 재→

현성 확보

패키징 공정 기술4.

지원

에폭시 경화 조건 고주파 가열기에 의한 솔더링,

정량화 제품의 재현성 확보 신뢰성 향상,→

물성 분석5. 에폭시 발열량 및 솔더링 계면특성 분석

* 특성 및 물성 분석 기술지원

100%

항 목 기술지원前 기술지원後 조 건

수1. port 1×2 port 2×4 port -

채널 손실2. -<1.2 dB(TIL)

<0.5 dB (RIL)-

온습도 사이클1. - 변화I.L. : 0.3 dBTelcodia

1209

특성2. Vibration - 변화I.L. : 0.2 dB Telcodia

* 기술 시장정보 및 지원/ marketing

100%

문헌 제공 및 기술1.

세미나

광학박막 광 특성 측정 장치 고주파 가열 원리/ /

등 기술 세미나 선진 제품 분석 자료,

홍보2.전시회 지원 및 관련 업체 홍보 (OFC 2005,

이스텔 외SKOE, HFR. )

- 18 -

기술지원 내용기술지원 내용기술지원 내용기술지원 내용2.2.2.2.

그림 에 기존의 파장분할 다중화 단위소자로 구성된 광모듈을 도해하였1 1×2 port

다 각각의 단위소자는 입력되는 다수개의 파장 신호를 각각의 광학박막 필터.

혹은 로 분리함으로서 개 이상의 단위소자로 구성되어 크기가 커(TFF-1 TFF-2) 2

지며 분할되는 신호파장의 개수에 비례하여 구성품 박막필터, (GRIN Iens, ferrule, ,

유리튜브 의 수량이 비례하여 증가함으로서 시스템 적용에 있어 가격적인 한계를)

갖는다 본 기술지원에서 목표로 하고 있는 파장분할 다중화 광소자는. 2×4 port

단위 광소자를 이용한 기존기술의 단점인 대형화와 고가격화를 극복하1×2 port ㅣ

고자 용 광소자 제작을 위한 설계 및 공정 기술과 신뢰성 확보를 위한multi-port

기술지원을 지원내용으로 하였다.

그림 기존 단위 광소자를 이용한 구성도그림 기존 단위 광소자를 이용한 구성도그림 기존 단위 광소자를 이용한 구성도그림 기존 단위 광소자를 이용한 구성도1. 1×2 port1. 1×2 port1. 1×2 port1. 1×2 port

- 19 -

가 광학 경로 분석 및 구조설계가 광학 경로 분석 및 구조설계가 광학 경로 분석 및 구조설계가 광학 경로 분석 및 구조설계....

용 파장분할 다중화 광소자의 구성용 파장분할 다중화 광소자의 구성용 파장분할 다중화 광소자의 구성용 파장분할 다중화 광소자의 구성(1) Multi-prt(1) Multi-prt(1) Multi-prt(1) Multi-prt

파장분할 다중화 광소자 그림 는 하나의 단위소자에 개 이상의 광섬2×4 port ( 2) 2

유가 삽입되어 있는 다심 페룰과 두 개의 광학박막필터를 동시에 광학정렬 후 패키

징 함으로서 다수개의 입력신호 에 대해 개 이상의 광신호를 출력(IN-port) 3 (T-1

시켜 파장분할 다중화를 구현할 수 있다 또한 광신호간port, T-2 port, R-2 port) .

의 아이솔레이션 특성의 자하를 방지하기 위해 반사단 의 광신호를 다시 입력(R-1)

시킴으로서 기존의 아이솔레이션 특성을 향상할 수 있다 이것은 기존의(IN-2) .

단위 광소자 개로 가능한 기능을 하나의 광소자로 대치할 수1×2 port 2 2×4 port

있어 소형화를 실현할 수 있을 뿐만 아니라 사용되는 구성품의 수량을 최소화할 수

있어 저가격화를 가능케 할 수 있다.

그림 파장분할 다중화 광소자의 구성도그림 파장분할 다중화 광소자의 구성도그림 파장분할 다중화 광소자의 구성도그림 파장분할 다중화 광소자의 구성도2. 2×4 port2. 2×4 port2. 2×4 port2. 2×4 port

- 20 -

파장분할 다중화 공소자에서의 광학경로 분석파장분할 다중화 공소자에서의 광학경로 분석파장분할 다중화 공소자에서의 광학경로 분석파장분할 다중화 공소자에서의 광학경로 분석(2)(2)(2)(2)

파장분할 다중화 광소자를 구성하는 구성품 간의 위치 설정은 광소자의 결합손실을

향상시키기 위한 변수이다 본 연구에서는 광축으로부터 입력 광섬유 간의 거리. (D)

가 인 다심 페룰 단일 모드 광섬유 사62.5 , (Corning SMF-28), GRIN㎛

사 를 적용하여 를 기준으로lens(SELFOC , SLW-1.8-0.23-1560) 1560nm GRIN

와 간의 거리lens Fiber (d1 와 와 사이의 거리) GRIN lens Filter (d2 를 변수로 하여)

구성품 간의 최적화된 위치를 설계하였다 그림 에서와 같이. 3 d1에 대한 변수 영역

으로서는 다심 페룰과 렌즈가 밀착된 위치로부터 까지이며GRIN 0.29mm , d2에 대

한 변수 영역은 이다0~2.0mm .

그림 와 는 광선 추적법을 사용하여 파장에 대해 다심 페룰 렌즈4 5 1560nm -GRIN

사이의 거리(d1 와 박막필터 렌즈 사이의 거리) -GRIN (d2 를 두 개의 변수로 하여 광)

선추적에 의한 결합요율의 변화를 나타내고 있다.

그림 다심 광소자 구성 및 변수 설정그림 다심 광소자 구성 및 변수 설정그림 다심 광소자 구성 및 변수 설정그림 다심 광소자 구성 및 변수 설정3.3.3.3.

그림 를 이용한 용 광소자 광학경로 설계그림 를 이용한 용 광소자 광학경로 설계그림 를 이용한 용 광소자 광학경로 설계그림 를 이용한 용 광소자 광학경로 설계4.CODE V multi-port4.CODE V multi-port4.CODE V multi-port4.CODE V multi-port

- 21 -

그림그림그림그림 5. d5. d5. d5. d1111과과과과 dddd2222 변화에 따른 결합효율 분석 결과변화에 따른 결합효율 분석 결과변화에 따른 결합효율 분석 결과변화에 따른 결합효율 분석 결과

d1의 영역은 다심 페룰과 렌즈가 밀착되어 있는GRIN d1 인 위치에서 까=0 0.29mm

지 변화시켰으며, d2의 경우에는 인 위치에서 까지 이동하였다0 2.0mm . d1과 d2 변

화에 따른 결합효율 분석 결과 일정한, d2에 대해 d1이 변화할 때0.19~0.29mm

약 이상의 결합효율 변화가 있으며 일정한4.0dB , d1에 대해 d2가 변화0~2.0mm

할 때 약 이하의 결합효율의 변화를 나타내었다 특히0.5dB . , d1이 근방0.24mm

에서 d2의 변화에 큰 영향을 받지 않으며 가장 큰 결합효율을 나타내었다 이것은.

박막필터형 광소자를 구성하는 광학계에서 결합효율 특성은 다심 페룰과 렌GRIN

즈 사이거리에 대해 매우 민감하며 렌즈와 박막필터의 거리에 대해서는 큰, GRIN

변화를 갖지 않는다는 것을 의미한다.

광선추적법에 의해 구해진 초점거리를 확인하기 위해 렌즈의 일차특성을 이GRIN

용한 작동거리와 비교하였다 본 연구에 적용된 렌즈는 작동파장이. GRIN 1560nm,

직경이 길이가 피치로써 광축상의 굴절률이1.8mm, 0.23 1.590, gradient

constant( 이) 0.326mm-1렌즈의 길이, 가 로써 다음 식에4.433mm

대입한 결과 후 초점거리가 을 알 수 있다0.2418mm .

- 22 -

이러한 결과는 광선추적법에 의해 구한 광섬유와 간의 거리 와 거의GRIN lens (d1)

일치한다.

결론적으로 상기와 같은 결과를 고려할 때 저손실을 갖는 다심 단위소자의 제작하,

기 위해서는 렌즈와 박막필터 사이의 거리보다는 광섬유와 렌즈 간의GRIN GRIN

거리의 거리 설정이 매우 중요한 광학정렬 및 패키징 공정변수이며 특히 렌, GRIN

즈와 박막필터 사이의 거리를 근방에 정확히 설정하기 위한 정량적이고0.24mm

정밀한 광학정렬 및 패키징 방식이 필요하다는 것을 알 수 있다.

나 광학정렬 정량화 실험 및 분석나 광학정렬 정량화 실험 및 분석나 광학정렬 정량화 실험 및 분석나 광학정렬 정량화 실험 및 분석....

패키징 공정 변수의 정량화패키징 공정 변수의 정량화패키징 공정 변수의 정량화패키징 공정 변수의 정량화(1)(1)(1)(1)

다심 광소자의 단위소자의 구성에서 광섬유와 렌즈의 거리 렌즈와 광학박막 필터,

의 거리에 따른 광특성 변화는 매우 민감하다 기존의 경우 페룰과 렌즈에. GRIN

대한 경사면과 거리 조절을 육안으로 광학정렬 함으로서 공정변수에 대한 정량화가

불가능하여 콜리메이터의 삽입손실과 빔 크기 등에 대한 광특성이 불균일하였다.

이로 인해 단위광소자의 특성에 큰 변화를 초래하여 페룰과 렌즈의 경사각GRIN

및 위치를 정량화하기 위한 공정 필요하다 본 연구에서는 설계된 광학경로의 결과.

를 기본으로 각각의 구성품에 대한 위치 설정의 정량화를 위해 축 정밀 스테이지6

에 광학박막을 고정하고 광축을 기준으로 다심 페룰과 렌즈를 정렬하여 위치GRIN

를 변화함으로서 변수에 대한 결합손실 변화를 측적할 수 있다 이를 위해. BLS

를 입력 광섬유에 입력하고 광학박막을 광학 정렬하여(Broadband Light Source) ,

반사되어 다른 쪽 광섬유에 출력되는 광파워를 측정하여 손실변화를 측정 한다.

- 23 -

(a)

(b)

그림 광학현미경을 이용한 광콜리메이터그림 광학현미경을 이용한 광콜리메이터그림 광학현미경을 이용한 광콜리메이터그림 광학현미경을 이용한 광콜리메이터6.6.6.6.

제작 공정 구성도 제작과정제작 공정 구성도 제작과정제작 공정 구성도 제작과정제작 공정 구성도 제작과정(a) (b)(a) (b)(a) (b)(a) (b)

그림 은 페룰과 렌즈의 경사각에 대한 정렬과 거리를 정량화하기 위해 광학현미6

경 페룰 렌즈 유리튜브로 구성된 실험 구조도이다 먼저 광학현미경, CCD, , GRIN , . ,

을 사용하여 유리 튜브 안에 삽입되어 있는 렌즈와 페룰 단면을 밀착시킨GRIN

후 렌즈 반대면에서 입사한 광원의 반사광 무늬로, GRIN 8o경사면을 서로 일치시

킨다 렌즈 단면과 페룰 사이의 거리 이동은 페룰에 부착되어 있는 고정밀. GRIN

스테이지를 사용하며 렌즈와 페룰 사이 거리 변화 시반사광 무늬 사이의 갭(gap)

변화를 측정하여 광섬유를 위치를 분석한다 이때 반사광의 무늬를 형상화하는 렌.

즈의 배율이 클수록 또한 입사광이 통과하는 슬릿 폭이 적을수록 광섬유와 렌즈간

의 거리 조절이 정밀하게 제어되며 렌즈 및 페룰에서 반사하는 무늬 띠의 위치 및

거리에 따라 경사각 및 위치 분석이 용이하다.

빔 분석기에 의한 거리 설정은 페룰에 광원을 입력하고 렌즈에서 출력된 광을 분석

함으로써 수행된다.

- 24 -

렌즈와 빔 분석기의 거리를 로 고정할 때 페룰과 렌즈의 거리를GRIN 55mm , GRIN

증가함에 따라 빔 크기는 그림 과 에 보여진 바와 같이 페룰과 렌즈의 거7 8 GRIN

리가 인 위치에서 까지 감소하다 다시 증가한다 이러한 빔의 크기0.325mm 270 .㎛

의 변화로부터 광섬유와 렌즈사이의 거리를 정확히 설정할 수 있으며 반사광에 의

해 8o경사와 거리가 조절된 페룰과 렌즈의 배치를 더욱 정확히 설정하기 위해 그,

림 와 같이 페룰에 광원을 입력시키고 렌즈에서 출력된 빔 크기를 로 미세9 394㎛

조절하여 광섬유와 렌즈 사이의 거리를 로 정확히 고정하였다0.25mm .

그림 빔 크기 분석에 의한 페룰과 렌즈의 거리 제어그림 빔 크기 분석에 의한 페룰과 렌즈의 거리 제어그림 빔 크기 분석에 의한 페룰과 렌즈의 거리 제어그림 빔 크기 분석에 의한 페룰과 렌즈의 거리 제어7.7.7.7.

그림 페룰과 렌즈 사이 거리변화에 따른 빔크기 변화그림 페룰과 렌즈 사이 거리변화에 따른 빔크기 변화그림 페룰과 렌즈 사이 거리변화에 따른 빔크기 변화그림 페룰과 렌즈 사이 거리변화에 따른 빔크기 변화8.8.8.8.

그림 반사광 방식에 의한 페룰과 렌즈의 경사면과 거리 조절그림 반사광 방식에 의한 페룰과 렌즈의 경사면과 거리 조절그림 반사광 방식에 의한 페룰과 렌즈의 경사면과 거리 조절그림 반사광 방식에 의한 페룰과 렌즈의 경사면과 거리 조절9.9.9.9.

- 25 -

에폭시 경화 조건에폭시 경화 조건에폭시 경화 조건에폭시 경화 조건(2)(2)(2)(2)

다심 콜리메이터 제작 시 렌즈와 유리튜브의 접착에는 를GRIN 353ND A(10) :

로 배합하여 을 두 점으로 도포하였다 그림 은 를 도포한 후B(1) 0.08mg . 10 353ND

시간에 따른 분포를 도해한 것으로 렌즈와 유리튜브 사이에 에폭시가 균일하GRIN

게 분포하는 조건은 상온에서 분 도포 후 에서 분 열처리를 하여야 한다30 80 30 .℃

에폭시가 도포된 후 분이 지나면 일정한 에폭시 분포가 이루어지나 에서30 80 30℃

분 열처리하여 에폭시의 점도를 낮게 함으로써 에폭시 사이의 기포 제거와 보다 균

일한 에폭시 분포를 갖게 한다 또한 에폭시의 완전경화 조건을 알아내기 위해.

를 이용하여 액상 사 와DSC (Differential Scanning Calorimetry) 353ND(EPO-TED )

와 를 로 배합한 에 대해 와 로 스캔하여A B A(10) : B(1) 6.5mg 30~300 10 /min.℃ ℃

흡열량을 측정한 결과 완전경화에 필요한 흡열량은 이었으며 에서, 498.44J/g 120℃

분 이상임을 확인할 수 있었다 렌즈와 다심페룰 사이의 고정은 초기에는30 . GRIN

자외선 경화 에폭시 사 을 두 점으로 도포하여 고정 시(EPO-TED , OG-154) 0.08mg

킨 후 를 사용하여 고온 챔버 내에서 동일한 조건으로 경화 시킨다, 353ND .

그림 에폭시의 분포 균일성그림 에폭시의 분포 균일성그림 에폭시의 분포 균일성그림 에폭시의 분포 균일성10.10.10.10.

- 26 -

솔더링 변수의 정량화솔더링 변수의 정량화솔더링 변수의 정량화솔더링 변수의 정량화(3)(3)(3)(3)

패키징 공정을 최적화하기 위한 솔더의 정량화는 솔더링 시 온도 분포를 결정하는

중요한 변수중의 하나이며 솔더 프리폼의 양에 따라 접합 계면의 면적이 달라진다.

따라서 솔더링 시의 온도분포와 접합면적을 일정하게 유지하여 균일한 접합특성을

갖는 광소자의 패키징을 위해서 정량의 솔더를 사용하여야하며 본 연구에서는 환,

형 형태의 정량화된 솔더 프리폼을 적용하고 솔더 프레스를 이용하여 필터홀더 내

에서 솔더 프리폼의 장착높이를 일정하게 유지하였다 그림 과 같은 솔더. 11(a) (b)

프리폼의 초기 외형은 질량 두께 외경 내경 이다56mg, 1mm, 3.6mm, 2.05mm .

솔더링 시 온도분포 조건의 최적화와 솔더링 후 콜리메이터와 필터홀더에 비대칭적

으로 작용하는 스트레스의 차이로 인한 손실 변화의 최소화를 위해 솔더 프리폼을

연마하여 두께를 조절하여 솔더의 무게 및 부피와 접합면적을 달리하여 단위소자의

구조에 적합한 공정의 최적화를 수행하였다 연마 지그에 고정된 솔더의 높이 변화.

를 주기적으로 확인하였으며 필요한 두께의 솔더 프리폼이 완성될 때까지 반복하여

작업을 수행하였다 연마 과정은 시간당 이며 분마다 두께의 변화를 측정. 1.2mm 10

하여 일정한 두께의 프리폼을 선별하였다.

(a)

(b)

그림 초기의 솔더 프리폼그림 초기의 솔더 프리폼그림 초기의 솔더 프리폼그림 초기의 솔더 프리폼11. (a)11. (a)11. (a)11. (a)

연마 후의 솔더 프리폼연마 후의 솔더 프리폼연마 후의 솔더 프리폼연마 후의 솔더 프리폼(b)(b)(b)(b)

- 27 -

솔더 프리폼을 염마한 후 의 분해능을 갖는 정밀 높이 측정기 를 사1 (Mitsutoyo)㎛

용하여 의 편차 이내에 있는 일정한 높이의 솔더 프리폼을 선별하였다 이때±15 .㎛

솔더 프리폼의 높이는 이내이며 높이를 를 기준으로 구분하0.4mm~0.7mm 0.05mm

였으며 그림 와 같이 연마후 선별된 솔더 프리폼으로 콜리메이터와 필터홀더의3.12

솔더링을 위해 제작된 가압 프레스를 이용하여 필터홀더에 안착되어 진다 솔더 프.

리폼의 압입 공정은 솔더 장착 높이를 일정하게 유지하고 솔더 프리폼의 압입 공정

은 솔더 장착 높이를 일정하게 유지하고 솔더 프리폼의 위치를 고정하기 위해 적용

된다 솔더링 공정을 최적화하기 위해 솔더 프리폼이 장착된 필터홀더와 고주파가.

열기 간의 정확한 위치를 일정하게 유지하는 것은 중요하며 이는 솔더링 공정의 재

현성에 중요한 역할을 한다 필더홀더의 상 하부에 솔더 프리폼을 장착하기 위해 깊. ‧

이 의 홈을 직경 로 가공하여 홀더를 제작하였다 이때 솔더 프레스0.2mm 3.9mm .

는 상하부의 축이 뒤틀림 없이 유지되어야 하며 장착 순서는(SCHMIDT. Presse)

다음과 같다 필터의 네 모서리에 열경화 에폭시 를 얇게 도포한. (Epotek, 353ND-T)

후 이 필터를 필터홀더에 삽입하고 필터 열경화 챔버에서 시간 경화를 한 후 꺼내1

어 솔더 프레스에 필터홀더를 장착한다 또한 하부 프레스 홀더에 연마된 솔더 프.

리폼을 장착한 후 솔더 프리폼이 필터홀더에 압착하여 솔더 프리폼의 상부 및 하부

장착을 완성한다 그림 는 솔더 프레스를 이용하여 솔더 프리폼을 필터홀더에. 11(b)

장착한 실제 샘플 사진을 나타낸다 필터홀더 내에서 솔더 프리폼의 일정한 위치.

고정은 고주파 가열기를 이용한 솔더링 시 가열 온도분포에 매우 중요한 변수이다.

장착된 솔더 프리폼의 위치 정확도를 측정한 결과 장착된 솔더 프리폼이 포함된 필

터홀더의 높이에 대한 편차는 이내임을 확인 하였다±15 .㎛

- 28 -

(a) (b)

그림 솔더 프레스 및 솔더 프리폼이 장착된 필터홀더그림 솔더 프레스 및 솔더 프리폼이 장착된 필터홀더그림 솔더 프레스 및 솔더 프리폼이 장착된 필터홀더그림 솔더 프레스 및 솔더 프리폼이 장착된 필터홀더12.12.12.12.

다 고주파 가열 시스템에 의한 패키징 공정의 정량화다 고주파 가열 시스템에 의한 패키징 공정의 정량화다 고주파 가열 시스템에 의한 패키징 공정의 정량화다 고주파 가열 시스템에 의한 패키징 공정의 정량화....

솔더링 패키징 공정 정량화솔더링 패키징 공정 정량화솔더링 패키징 공정 정량화솔더링 패키징 공정 정량화(1)(1)(1)(1)

일반적인 광학박막형 광소자의 패키징은 수작업에 의해 부정확한 솔더량과 인두에

의존하여 솔더량과 가해지는 열량을 정량화할 수 없었으며 이로 인해 제작된 광소

자에 대한 광특성 및 신뢰성과 같은 제품 특성의 불균일성과 불안정화를 초래하였

다 이를 해결하기 위해서는 주입되는 솔더량과 가해지는 열량을 일정하게 함으로.

서 공정에 대한 정량화가 필요하다 본 연구에서는 솔더링 시 가해지는 열량을 정.

량화하기 위한 방법으로서 고주파 가열기에 의한 공정의 정량화를 수행하였다.

고주파 유도가열은 전자 유도작용을 이용하여 코일에 고주파 전류를 흘려 고주파

자장이 발생하게 함으로써 이 고주파 자장 내에 있는 가열체에 유도전류가 흐르도

록 한다 이 유도전류는 물체 내에서 전류가 소용돌이치며 흐르는 와전류. (eddy

에 의해 생기는 손실과 히스테리시스 손실 에 의한 주울열eurrent) , (hysteresis loss)

이 발생하며 매우 단시간에 발열이 이루어진다 이렇게 발생된 열로써 가열하는 것.

을 유도가열 이라하며 고주파 전류를 이용한 것을 고주파 유도가(induced heating)

열이라 한다.

- 29 -

주파수가 높은 고주파 전류를 사용하기 때문에 전류의 표피작용 및 근(skin effect)

접효과에 의해서 피 가열물의 표면층에 자속 및 와전류가 집중하며 이때 발생하는

와전류손 히스테리시스 손실의 열손실이 피가열물의 표면층을 가열하게 된다 이러, .

한 원리로써 피가열물의 필요한 부분에 에너지를 집중시켜 효율적인 급속가열이 가

능하기 때문에 생산성 작업성이 높게 된다 중요한 것은 가열효율인데 코일전류, . ,

코일권수의 승에 비례하고 주파수 유효투자율 고유저항의 평방근에 비례한다 주, , .

파수가 높으면 가열효율은 높으나 표피효과에 의해 표면만 가열되므로 두꺼운 물체

를 가열 시에는 주파수를 낮춰야 한다 본 연구에서는 솔더링 시 가해지는 일원에.

대한 정량화를 위해 필터홀더와 렌즈의 접합을 환형 형태의 과GRIN (ring) preform

함께 고주파 유도가열방법을 사용하였다 고주파 가열 시스템의 가열효율은 코일에.

서 발생된 전 자장이 부하에 인가되는 정도를 말한다 여러 코일 중 원형 코일이.

제일 높으며 내부 코일이 가장 떨어진다 그러므로 부하의 형태와 가열부위 선정은.

생산성과 관계가 깊으므로 가열코일 설계 시 중요한 요소이다.

그림 은 본 연구에 적용된 고주파 가열기에 대한 구성도이며 그림 는 고주파13 14

가열기 헤드와 컨트롤 장비 사진이다 단권코일을 적용하였으며 국부적인 가열이.

가능하도록 하기위해 코일의 직경을 최소화 하였다 또한 내경 와 외경. , 6mm

의 구리 재질인 코일에 감긴 형상이 최적화 되도록 공업용 플라스틱을 사용10mm

하여 내경 높이 길이 가 되도록 코일을 몰딩 하였다 또한 제작5mm. 3mm, 95mm .

된 고주파 가열기의 사용 주파수는 이며 최대 부하는 로서 의 출력420kHz 23A 5kW

이 가능하다 가열기의 냉각을 위해 냉각시스템이 적용되었으며 그 사양은.

이다5liter/min .

- 30 -

고주파 가열에서 고려할 변수는 가열 재료의 종류 크기 외형 가열 시간 온도 상, , , ,

승 속도 및 침투깊이 등이 있으며 가열물의 중량 비열 가열 온도 및 가열조건에, ,

따라 가열에 필요한 전압이 계산된다 필터홀더와 메탈 도금된 그린 렌즈를 고주파.

로 가열하기 위해 금속 도금된 총 두께는 금속 도금된 길이는 그린0.7 , 4.5mm,㎛

렌즈의 외경은 글래스 튜브의 외경은 이다 필터홀더의 경우는1.8mm, 1.82mm . Ni

이 와 이 으로 금속 도금되어 있다 가열에 사용된 고주파 장비의 주파25. Au 1 .㎛ ㎛

수는 이며 렌즈의 금속 도금 두께는 무시할 수 있을 정도로 질량이400kHz , GRIN

적으므로 적은 전압이 인가되어도 가열이 된다 고주파 장비에 사용되는 주파수에.

따라 피가열물에 미치는 자기장에 의한 전류의 생성 깊이가 다르며 일반적으로 철

의 경우 의 주파수일 경우 전류 침투 깊이는 대략 이다 사용되는 주파400kHz 1mm .

수는 사용된 코일의 길이에 따라 변경이 되며 본 연구에 사용된 장비의10~20%

주파수는 임을 확인하였다 그림 는 고주파 가열기로 솔더링을 할 경우와420kHz . 15

인두를 사용하여 수동으로 솔더링을 수행할 경우의 접합 외관 상태를 비교하였다.

- 31 -

그림 고주파 가열기 헤드와 컨트롤러그림 고주파 가열기 헤드와 컨트롤러그림 고주파 가열기 헤드와 컨트롤러그림 고주파 가열기 헤드와 컨트롤러14.14.14.14.

그림 고주파 가열기 및 수동에 의한 솔더링의 비교그림 고주파 가열기 및 수동에 의한 솔더링의 비교그림 고주파 가열기 및 수동에 의한 솔더링의 비교그림 고주파 가열기 및 수동에 의한 솔더링의 비교15.15.15.15.

외관에서 알 수 있는 바와 같이 수동에 의한 솔더링의 경우는 솔더링의 양과 형상

을 조절할 수가 없으며 솔더의 분포가 비대칭적으로 일정하지 않고 원치 않는 접합

면까지 솔더링 분포가 확대되어 한쪽방향으로 응력이 집중되기 때문에 솔더링에 의

한 손실변화가 예상된다 반면 고주파 가열기에 의한 솔더링의 경우는 솔더링 후. ,

형상이 매끄러우며 솔더의 분포가 상대적으로 대칭으로 응력의 분포가 균일하여 응

력집중을 제거할 수 있으며 각 부위별 솔더의 양을 결정할 수 있어 솔더링에 의한

손실을 최소화 할 수 있다.

솔더링 접합계면 특성 분석솔더링 접합계면 특성 분석솔더링 접합계면 특성 분석솔더링 접합계면 특성 분석(2)(2)(2)(2)

솔더와 기판의 접합 시 일반적으로 계면에서는 솔더와 기판의 재료의 확산에 의해

금속간 화합물이 형성되며 형성된 금속간 화합물은 솔더링 중 또는 사용되는 환경

에 따라 성장하게 된다 금속간 화합물의 성장은 구성 원자의 확산과정에 따라 성.

장 장도가 차이가 나며 솔더 접합부의 신뢰성에 큰 영향을 미치는 것으로 알려져

있다 계면에서의 금속간 화합물 성장에는 고상 액상 확산 고상 고상확산에 의해. - , -

두께가 증가한다.

- 32 -

고상 액상 확산은 리폴로우 시 용융 솔더와 기판 계면에 형성되는 금속간- (reflow)

화합물의 형성 및 성장을 의미하고 고상 고상 확산은 리플로우 후 주어진 환경에서-

온도에 따른 금속간 화합물의 성장을 의미한다 계 금속간 화합물에서 는. Ni-Sn Ni

일반적으로 계 금속간 화합물의 형성을 억제하기 위한 목적으로 솔더와Cu-Sn Cu

기판 사이에 확산 벽 로서 사용된다 하지만 본 연구에서(diffusion barrier) . Ni-Sn

결합은 결합강도를 유지하기 위한 역할을 하며 이원계 상태도로부터Ni-Sn Ni3Sn,

Ni3Sn2, Ni3Sn4 종류의 금속간 화합물을 형성한다 솔더링 시 고상 액상 확산에서, 3 . -

용융 솔더와 기판은 반응하게 되며 는 솔더내로 용해되며 계면에서는Ni Ni Ni-Sn

금속간 화합물인 Ni3Sn4가 지속적으로 성장하게 된다 일단 금속간 화합물이 생성.

되면 금속간 화합물 사이에는 채널이 형성되며 는 이러한 채널을 통하여 우선적Ni

으로 확산하게 된다.

(a) (b)

그림 솔더링 전 도금 계면 렌즈 계면 필터홀더 계면그림 솔더링 전 도금 계면 렌즈 계면 필터홀더 계면그림 솔더링 전 도금 계면 렌즈 계면 필터홀더 계면그림 솔더링 전 도금 계면 렌즈 계면 필터홀더 계면16. (a)GRIN (b)16. (a)GRIN (b)16. (a)GRIN (b)16. (a)GRIN (b)

그림 솔더링 후 도금 계면 렌즈 솔더 필터홀더 솔더그림 솔더링 후 도금 계면 렌즈 솔더 필터홀더 솔더그림 솔더링 후 도금 계면 렌즈 솔더 필터홀더 솔더그림 솔더링 후 도금 계면 렌즈 솔더 필터홀더 솔더17. (a)GRIN - (b) -17. (a)GRIN - (b) -17. (a)GRIN - (b) -17. (a)GRIN - (b) -

- 33 -

그림 솔더링 후 필터홀더와 솔더 계면에서의 원소 함유 분포그림 솔더링 후 필터홀더와 솔더 계면에서의 원소 함유 분포그림 솔더링 후 필터홀더와 솔더 계면에서의 원소 함유 분포그림 솔더링 후 필터홀더와 솔더 계면에서의 원소 함유 분포18.18.18.18.

Ni3Sn, Ni3Sn2 및 Ni3Sn4와 같은 금속간 화합물의 생성 엔탈피는 에서 각각298K

로서-235.3KJ/mol, -192.5KJ/mol, -102.8KJ/mol Ni3Sn4의 생성 엔탈피가 가장 낮

다 따라서. Ni3Sn, Ni3Sn2는 Ni3Sn4 보다 핵생성이 어렵기 때문에 솔더링 시 계면에

서 생성되어 성장하는 금속간 화합물은 Ni3Sn4로 알려져 있다.

필터홀더와 그린렌즈를 솔더링으로 접합한 계면을 분석하기 위해 그림 과 같이16

시편을 절단하고 연마한 다음 광학현미경으로 관찰하였으며 그림 과 같이17 GRIN

렌즈와 필터홀더의 도금층 두께를 을 이용하여 측정한 결과 필터홀더의 경우SEM ,

층이 이고 가 임을 알 수 있으며 렌즈의 경우는Au 4.21 Ni barrier 1.12 GRIN㎛ ㎛

층 그리고 필터홀더의 경우는 와 층을 확인할 수 있다 솔더링의 조Au, Pt, Cr Au Ni .

건을 균일하기 위해 도금층의 두께 관리는 중요하다.

- 34 -

무전해 도금의 경우 균일한 도금층의 두께 관리에 장점이 있으나 형상이 복잡한 필

터홀더의 경우 부위에 따라 도금층의 두께가 달라질 가능성이 있다 또한 그림. 18

과 같이 을 이용하여 솔더링 후의 필터홀더와 렌즈 계면을 분석하여 접SEM GRIN

합 계면에서의 원소 함유 분포를 분석하였으며 그림 에서 보듯이 렌즈와18 GRIN

솔더의 접합계면에 AuSn4가 형성되어 있음을 볼 수 있으며 필터홀더와 솔더 접합

계면에서도 SuSn4가 형성되어 있고 도금층이 존재함을 확인할 수 있다 주된 함Ni .

유 원소는 필터홀더의 경우 와 임을 분석하였으며 필터홀더의 도금면에 와Fe Cr , Zr

가 잔존하며 의 경우는 과 결합하여 화합물을 형성하는데 소모되었음을Ni Au Pb-Sn

확인하였고 솔더면에는 와 이 함유되어 있음을 알 수 있다Pb Sn .

라 용 광소자 제작 및 특성분석라 용 광소자 제작 및 특성분석라 용 광소자 제작 및 특성분석라 용 광소자 제작 및 특성분석. 2×4 port. 2×4 port. 2×4 port. 2×4 port

용 광소자의 제작 및 광특성 분석용 광소자의 제작 및 광특성 분석용 광소자의 제작 및 광특성 분석용 광소자의 제작 및 광특성 분석(1) 2×4 port(1) 2×4 port(1) 2×4 port(1) 2×4 port

본 지원사업에서는 의 입력 파장에 대한 파장분할 다중1310nm, 1550nm, 1590nm

화용 용 광소자를 제작하였다 그림 에서와 같이 기존의 용 단2×4 port . 19 1×2 port

위 광소자로 구성하여 세 개의 파장분할 다중화 기능을 갖기 위해서는 개의3 1×2

단위 광소자가 연속적으로 연결된 구조로서 첫 번째 단위 광소자에port 1×2 port

서 광신호를 분할한 후 나머지 광신호는 반사하여 두 번째 단위 광소자로1310nm ,

입력한다 입력된 두 개의 광신호는 두 번째 단위 광소자에 의해. 1×2 port

광신호를 분할한 후 아이솔레이션 특성을 향상하기 위해 마지막1550nm , 1×2

단위 광소자로 광신호를 출력한다 이와 같은 기존의 단위port 1590nm . 1×2 port

광소자의 경우 하나의 광신호 채널에 대한 투과손실과 반사손실은 일반적으로 각각

와 로서 채널에 대한 투과손실은 두 번의 반사와 한번의 투과 특성에1.2dB 0.5dB 3

의해 를 갖는다2.2dB .

- 35 -

또한 세 개의 단위 광소자가 연속적으로 연결됨으로 인한 크기의 소형화와 집적화

에 한계가 있어 시스템장착에 어려움이 있다 그러나 그림 과 같이 본 지원사업. 20

에서 제작된 용 광소자의 경우 첫 번째 광학박막에서 의 광신호2×4 port , 1310nm

를 반사시키고 두 번째 광학박막에서 광신호를 반사시키는 동시에1590nm

광신호는 투과시킴으로서 한 개의 채널 당 동일한 손실을 갖으며 소형화1550nm

된 파장분할 다중화 광소자의 구현이 가능하다.

광신호 각 채널당 손실을 분석한 결과를 그림 에 도해 하였으며 특성 분석에 사22

용된 광원과 계측기는 사 와 사BLS(Licomm , BroadBand Light Source) OSA(ANDO ,

이다AQ6317B) .

그림 기존 단위소자로 구성된 광모듈 구조도그림 기존 단위소자로 구성된 광모듈 구조도그림 기존 단위소자로 구성된 광모듈 구조도그림 기존 단위소자로 구성된 광모듈 구조도19. 1×2 port19. 1×2 port19. 1×2 port19. 1×2 port

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그림 광소자 구조도그림 광소자 구조도그림 광소자 구조도그림 광소자 구조도20. 2×4 port20. 2×4 port20. 2×4 port20. 2×4 port

그림 광소자 시제품그림 광소자 시제품그림 광소자 시제품그림 광소자 시제품21. 2×4 port21. 2×4 port21. 2×4 port21. 2×4 port

채널(a) 1550nm 채널(b) 1590nm 채널(c) 1310nm

그림 광소자 광특성그림 광소자 광특성그림 광소자 광특성그림 광소자 광특성22. 2×4 port22. 2×4 port22. 2×4 port22. 2×4 port

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분석 결과 광신호들은 각각의 광학박막에 대해1310nm, 1550nm, 1590nm 2R,

의 경광로를 거처 의 손실을 가져 채널 투과손실3T, 2T+1R 1.1dB, 2.4dB, 1.6dB

과 반사손실 이 각각 이하와 이하로서 본 지원 사업의 목표(TIL) (RIL) 1.1dB 0.5dB

를 만족함을 알 수 있다 여기서 와 은 광학박막에 대한 투과 및 반사 삽입손실. T R

을 의미한다.

신뢰성 특성분석신뢰성 특성분석신뢰성 특성분석신뢰성 특성분석(2)(2)(2)(2)

광학박막 필터를 이용한 광소자는 통신용 부품으로 사용이 되며 신뢰성 특성 분석

은 매우 중요한 평가항목 중 하나로 본 지원사업에서는 국제Telcordia GR-1209

신뢰성 규격을 참조하여 다음과 같은 목표를 설정하였다 온도 사이클 시험. , 85℃

온습도 시험 진동시험의 신뢰성 시험 전 후의 손실 변화량이 미만이/85% , -0.5dB

되도록 목표설정을 하였으며 본 지원사업이 적용한 패키징 방법으로 제작된 광소자

의 신뢰성 특성 평가를 수행하였다 그림 은 온도 사이클 특성을 측정하기 위한. 23

온도 스케쥴을 나타내었으며 사이클은 시간으로 구성되며 사이클을 반복적으로1 8

수행하여 지정된 시간동안 챔버 테스트를 하였다 온도 사이클 시험에 사용된 샘플.

은 광소자를 챔버에 샘플을 넣기 전에 측정값을 기록하고 챔버 테스트 후 다시 측

정값을 기록하여 그 결과를 표시하였다.

그림 온도 사이클 신뢰성 검토를 위한 온도사이클그림 온도 사이클 신뢰성 검토를 위한 온도사이클그림 온도 사이클 신뢰성 검토를 위한 온도사이클그림 온도 사이클 신뢰성 검토를 위한 온도사이클23.23.23.23.

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그림 진동테스트 시험장비그림 진동테스트 시험장비그림 진동테스트 시험장비그림 진동테스트 시험장비24.24.24.24.

진동테스트 조건은 시험주파수 와 주기 로 분이며 시10~2000Hz 10-2000-10Hz 20

험시간은 서로 직각인 축에 대해서 분 주기 이며 주기 축 의 진동테스트 그3 (20 / ) (12 / ) (

림 를 수행하였다 신뢰성 시험 결과 비교항목 중 가장 중요한 것은 손실변화24) .

값이며 온도 사이를 및 진동 시험 전후에 따른 손실변화는 각 광신호 채널에 대해

각각 와 이하임을 확인하였다0.3dB 0.2dB .

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지원내용의 기업전략에의 기여도지원내용의 기업전략에의 기여도지원내용의 기업전략에의 기여도지원내용의 기업전략에의 기여도3.3.3.3.

최근 광통신 시장의 세계적인 경기 침체와 광중계기 구축에 대한 포화로 인해 적용

되는 부품에 대한 집적화 및 고밀도화를 통한 제품의 저가격화와 소형화에 대한 요

구가 커지고 있는 현실이다 기존 광부품의 경우 수작업에 의한 공정의 반복적인.

작업으로 제품의 제작이 이루어지고 있어 제품 특성의 균일성 및 신뢰성이 저하되

고 설계변수에 의한 공정의 정량화가 이루어지고 있지 않다 제품의 소형화와 저가, .

격화에 장점을 가지고 있는 다심용 파장분할 다중화 광소자를 제작하기 위해서는

제작 이전에 박막필터에 대한 특성 예 입사각에 따른 광특성 변화 등 이해와 구성( : )

품 광섬유 의 광학적 경로와 구조에 대한 정확한 설계가 요구된( , GRIN lens, Filter)

다.

본 사업에서 지원되는 기술은 크게 설계기술 공정기술과 측정 분석 기술로서 지원, /

업체의 인력에게 설계에 대한 이해와 설계치를 이용하여 제품 제작을 지원하고 패

키징 공정 변수들의 분석과 패키징 공정의 핵심기술인 기술의 정량화를soldering

통해 제품의 균일성과 신뢰성 향상시켰다 또한 다심용 파장분할 다중화 광소자가.

갖는 구조적인 기능상의 특성에서 기존의 여러 개의 단위 광소자가 갖는 기능을 하

나의 광소자로 그 기능을 수행할 수 있어 제품의 집적화에 따른 소형화 및 저가격

화를 실현할 수 있다 이를 통해 제품의 특성 개선 및 향상 부품 신뢰성 확보를 통. ,

한 가격 및 기술 경쟁력 확보 할 수 있다.

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제 절 기술지원 수행제 절 기술지원 수행제 절 기술지원 수행제 절 기술지원 수행2222

기술지원 추진일정 및 담당업무 성과기술지원 추진일정 및 담당업무 성과기술지원 추진일정 및 담당업무 성과기술지원 추진일정 및 담당업무 성과1.1.1.1.

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수행방법수행방법수행방법수행방법2.2.2.2.

본 사업은 지원업체인 이스트포토닉스 주 가 현재 보유하고 있는 기본적인 제조 공( )

정기술 혹은 형 광소자 제조 에 지원기관인 전자부품연구원에서 지원(1×1 1×2 port )

가능한 광학박막 및 광학경로 설계기술 패키징 정량화기술 신뢰성 분석기술 등에, ,

관한 기술지원이 이루어 졌다 기술은 전반적인 지원은 지원기업의 생산라인과 연.

구소의 방문을 통해 이루어졌으며 신뢰성 분석 박막특성 분석 기술교육은 지원기, ,

업 기술진을 대상으로 지원기관인 전자부품연구원의 측정 및 분석 장비를 이용하여

이루어졌다.

수행방법*

현장방문을 통한 기술지원-

광학정렬 공정기술지원 광콜리메이터 입사각 특성분석( , )‧

솔더링 패키징 공정 기술지원 변수 정량화 최적화 공정( / )‧

에폭시 패키징 공정 지원 경화조건 등( )‧

샘플 및 시제품 제작‧

기술세미나 광학박막 설계 구조설계( , )‧

주관기관 에서 기술지원- (KETI)

광학반막 설계 운용 지원S/W‧

물성 및 기계적 특성 분석 솔더링 단면 분석 에폭시 경화조건 분석 등( , , SEM )‧

온도 습도 진동에 따른 신뢰성 특성 분석/ /‧

기술세미나 및 홍보지원‧

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제 장 결론제 장 결론제 장 결론제 장 결론3333

본 사업에서 지원된 기술은 여러 개의 기존 단위 광소자로 구성된 파장1×2 port

분할 다중화 광모듈 기능을 하나의 용 광소자로 대치할 수 있는 설계기multi-port

술 공정기술과 측정 분석 기술에 관한 것으로서 구성품의 집적화 및 고밀도화에, / ,

의한 제품의 특성 개선 및 향상 부품 신뢰성 확보를 통한 가격 및 기술 경쟁력 확,

보를 목표로 하였다.

파장분할 다중화를 위한 용 광소자 제작에서 핵심기술인 광학정렬과 패multi-port

키징 공정 기술의 정량화를 위해 최대의 광특성을 얻기 위한 광학경로 구조해석을

통해 페룰 렌즈 광학박막 등과 같은 구성품에 대한 위치 최적화와 공정 에러 허용, ,

치를 분석하였다 또한 입사각 변화에 대한 중심파장 변화를 분석하여 광학박막의.

사양 결정과 제품의 수율을 향상할 수 있는 광섬유 위치를 분석하였다 이를 바탕.

으로 패키징 공정 변수를 정량화하기 위해 반사무늬와 빔 크기 분석기를 사용한 광

콜리메이터 특성에 대한 재현성 확보를 가능케 하였으며 솔더량 가열옅량 솔더 위, ,

치를 정량화하기 위해 솔더 프리폼 고주파 가열기 등을 사용하여 안정화된 공정을,

수행할 수 있었다.

이에 대한 결과로서 를 사용파장으로 하는 용1310nm, 1550nm, 1590nm 2×4 port

파장분할 다중화 광소자를 제작하였으며 각각의 투과 및 반사손실 특성, (TIL) (RIL)

이 이하 이하이고 채널에 대한 삽입손실이 각각 약1.2dB , 0.5dB 1.0dB, 2.4dB,

로서 기존의 를 이용한 광모듈과 유사한 광특성을 갖지만 크기가1.8dB , 1×2 port

정도로 작아지며 구성품의 수가 매우 적어 제품의 소형화 및 저가격화를 실현1/5

할 수 있다 또한 기술 세미나와 제품 홍보를 통해 직원 재교육 및 업체 기술력 향.

상과 기술 전략의 수립과 추진에 효과가 있었다 이러한 전체적인 핵심 설계 공정. , ,

신뢰성 관련 기술지원을 통해 지원기관의 제품에 대한 기술적경제적 경쟁력이 한‧

층 더 강화되었다.

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