CN103392138B - 线缆支架装置、使用了该线缆支架装置的光模块及光模块的制造方法 - Google Patents

线缆支架装置、使用了该线缆支架装置的光模块及光模块的制造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN103392138B
CN103392138B CN201280009990.4A CN201280009990A CN103392138B CN 103392138 B CN103392138 B CN 103392138B CN 201280009990 A CN201280009990 A CN 201280009990A CN 103392138 B CN103392138 B CN 103392138B
Authority
CN
China
Prior art keywords
laser
main body
auxiliary stand
absorption layer
bond pad
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201280009990.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103392138A (zh
Inventor
丰原望
坂元明
葛西洋平
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujikura Ltd
Fujikura Co Ltd
Original Assignee
Fujikura Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujikura Ltd filed Critical Fujikura Ltd
Publication of CN103392138A publication Critical patent/CN103392138A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103392138B publication Critical patent/CN103392138B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/36Mechanical coupling means
    • G02B6/3628Mechanical coupling means for mounting fibres to supporting carriers
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/42Coupling light guides with opto-electronic elements
    • G02B6/4201Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
    • G02B6/4202Packages, e.g. shape, construction, internal or external details for coupling an active element with fibres without intermediate optical elements, e.g. fibres with plane ends, fibres with shaped ends, bundles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K1/00Soldering, e.g. brazing, or unsoldering
    • B23K1/005Soldering by means of radiant energy
    • B23K1/0056Soldering by means of radiant energy soldering by means of beams, e.g. lasers, E.B.
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/42Coupling light guides with opto-electronic elements
    • G02B6/4201Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
    • G02B6/4219Mechanical fixtures for holding or positioning the elements relative to each other in the couplings; Alignment methods for the elements, e.g. measuring or observing methods especially used therefor
    • G02B6/4236Fixing or mounting methods of the aligned elements
    • G02B6/424Mounting of the optical light guide
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/42Coupling light guides with opto-electronic elements
    • G02B6/4201Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
    • G02B6/4256Details of housings
    • G02B6/4257Details of housings having a supporting carrier or a mounting substrate or a mounting plate

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
  • Light Guides In General And Applications Therefor (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)

Abstract

本发明提供能够通过简单的结构来实现偏差小的光模块的线缆支架装置、使用了该线缆支架装置的光模块以及光模块的制造方法。线缆支架装置(2)具备:由使规定波长的激光透过的陶瓷形成的线缆辅助支架主体(31);被设置于线缆辅助支架主体(31)的上表面的接合焊盘(33);被设置于线缆辅助支架主体(31)的下表面的至少一部分,吸收规定波长的激光的激光吸收层(32)。

Description

线缆支架装置、使用了该线缆支架装置的光模块及光模块的制造方法
技术领域
本发明涉及线缆支架(fiber mount)装置、使用了该线缆支架装置的光模块以及光模块的制造方法,更详细而言,涉及通过简单的结构能够实现特性偏差小的光模块的线缆支架装置、使用了该线缆支架装置的光模块以及光模块的制造方法。
背景技术
公知有一种将从半导体激光元件输出的激光输入至光纤的芯的光模块。在该光模块中,一般在基台上配置有激光辅助支架和线缆支架,并且半导体激光元件和光纤的端部的相对位置被准确地对齐,半导体激光元件被固定在激光辅助支架上,光纤被固定在线缆支架上。
光纤一般通过钎料被固定于在线缆支架上表面形成的接合焊盘。在钎焊时,该钎料通常通过由激光产生的热而熔化,但为了防止氧化等钎料的变质,激光不被直接照射于钎料,而被照射于线缆支架,通过来自被加热了的线缆支架的热传导来溶化钎料。
存在从耐热性等观点出发而对线缆支架使用陶瓷的情况。但是,能够用于线缆支架的几种陶瓷会使加热用的激光透过,可能存在难以如上述那样利用激光对线缆支架进行加热的情况。鉴于此,在下述专利文献1所记载的光模块中,在线缆支架上设置由钛形成、吸收激光而转换成热的激光吸收层。然而,该激光吸收层由于热传导性差,所以在位于相同面内的接合焊盘的表面产生大的热梯度。若接合焊盘的表面的热梯度如此大,则会产生接合焊盘的钎料润湿性好的部分和差的部分,导致钎料固化时光纤的位置会发生偏移,光模块的特性可能产生偏差。鉴于此,在下述专利文献1中,除了激光吸收层,还设置由镍形成的热传导层,来向接合焊盘整体传导由激光吸收层发出的热。
专利文献1:美国专利第6,758,610号说明书
但是,上述专利文献1除了激光吸收层之外还需要设置热传导层,存在结构复杂的问题。
发明内容
鉴于此,本发明的目的在于,提供一种能够通过简单的结构实现特性偏差小的光模块的线缆支架装置、使用了该线缆支架装置的光模块以及光模块的制造方法。
为了解决上述课题,本发明的线缆支架装置的特征在于,具备:由使规定波长的激光透过的陶瓷形成的线缆辅助支架主体、被设置在上述线缆辅助支架主体的上表面的接合焊盘、以及被设置在上述线缆辅助支架主体的下表面的至少一部来吸收上述规定波长的激光的激光吸收层。
根据这样的线缆支架装置,能够使规定波长的激光透过线缆辅助支架主体而照射于激光吸收层。通过如此向激光吸收层照射激光,激光吸收层吸收该激光而发热,该热从线缆辅助支架主体的下表面向上表面传导来加热接合焊盘。而且,在热从线缆辅助支架主体的下表面向上表面传导的过程中,由于热向接合焊盘的面方向扩展,所以能够抑制接合焊盘中的热梯度。由于这样能够不需要如专利文献1那样设置热传导层,就能够抑制接合焊盘的热梯度,所以能够成为简单的结构。
而且,在使用该线缆支架装置来制造光模块的情况下,当将光纤钎焊于接合焊盘时,能够在接合焊盘上的热梯度被抑制的状态下进行钎焊。因此,能够抑制光纤的钎焊的偏差,从而可实现特性偏差小的光模块。
并且,在上述线缆支架装置中,优选上述激光吸收层被设置成超出所述接合焊盘。
由此,能够使规定波长的激光不被接合焊盘遮挡而透过线缆辅助支架主体,从而容易地照射于激光吸收层。
另外,在上述线缆支架装置中,也可以在上述激光吸收层的与上述线缆辅助支架主体相反侧设置基台。
而且,该情况下,优选在上述激光吸收层和上述基台之间设置有热传导率比上述线缆辅助支架主体低的隔热部件。
通过设置这样的隔热部件,能够抑制激光吸收层中产生的热向基台侧传导,使该热经由线缆辅助支架主体更有效率地传导至接合焊盘。
或者,优选上述线缆辅助支架主体具有与上述基台之间被空间隔开的梁部,上述接合焊盘被设置在上述梁部的上表面,上述激光吸收层被设置在上述梁部的下表面的至少一部分。
通过采用这样的结构,激光吸收层中产生的热能够通过空间被抑制向基台侧简单地传导,可将该热经由线缆辅助支架主体更有效率地传导至接合焊盘。
另外,本发明的光模块具备:上述任意一种线缆支架装置;和通过由被照射到上述激光吸收层的上述规定波长的激光产生的热而被钎焊到上述接合焊盘上的光纤。
对这样的光模块而言,由于光纤被钎焊于热梯度受到抑制的接合焊盘上,所以能够使特性偏差小。
另外,本发明的光模块的制造方法具备:准备上述任意一种线缆支架装置以及光纤的准备工序;在上述接合焊盘上配置钎料和上述光纤的配置工序;向上述激光吸收层照射上述规定波长的激光来加热上述激光吸收层,通过该热将上述光纤钎焊于上述接合焊盘上的钎焊工序。
对这样的光模块的制造方法而言,由于光纤被钎焊于热梯度受到抑制的接合焊盘上,所以能够制造特性偏差小的光模块。
综上所述,根据本发明,能够提供可通过简单的结构来实现偏差小的光模块的线缆支架装置、使用了该线缆支架装置的光模块以及光模块的制造方法。
附图说明
图1是表示本发明的第1实施方式所涉及的光模块的图。
图2是表示与光纤的长边方向垂直的截面的结构的图。
图3是表示光模块的制造方法的工序的流程图。
图4是表示配置工序之后的状态的图。
图5是表示钎焊工序的状态的图。
图6是表示本发明的第2实施方式所涉及的光模块的图。
图7是表示本发明的第3实施方式所涉及的光模块的图。
图8是表示本发明的第3实施方式中的钎焊工序的状态的图。
图9是表示本发明的第4实施方式所涉及的光模块的图。
具体实施方式
下面,参照附图对本发明所涉及的线缆支架装置、使用了该线缆支架装置的光模块以及光模块的制造方法的优选实施方式进行详细说明。
(第1实施方式)
图1是本发明的第1实施方式所涉及的光模块。
如图1所示,作为主要的构成,光模块1具备:基台20、被配置在基台20上的激光辅助支架91、被配置在激光辅助支架91上的半导体激光元件92、被配置于基台20上的线缆辅助支架30、以及通过钎料50被钎焊于线缆辅助支架30上的光纤10。这样,本实施方式的光模块1是通过光纤10将从半导体激光元件92输出的激光向外部输出的光模块。
其中,在本实施方式中,由基台20和线缆辅助支架30构成线缆支架装置2。
光模块1被收纳于由金属等形成的未图示的框体内。基台20例如由金属或陶瓷制的板状部件构成。在构成基台20的材料为金属的情况下,作为该金属,没有特别限制,可以举出例如铜、铜钨合金,在构成基台20的材料为陶瓷的情况下,作为该陶瓷,没有特别限制,可以举出例如氮化铝(AlN)或三氧化二铝(Al2O3)等。另外,在基台20与框体为相同材料的情况下,基台20也可以由框体的一部分构成。
基台20上配置的激光辅助支架91呈近似长方体的形状,通过未图示的钎料材料被固定于基台20上。作为构成该激光辅助支架91的材料,没有特别限制,可以举出例如AlN或Al2O3等陶瓷,其中,从热传导性出色的观点出发优选AlN。另外,在基台20和激光辅助支架91由相同的陶瓷形成的情况下,也可以通过一体成型来构成基台20和激光辅助支架91。
半导体激光元件92通过未图示的钎料材料被固定于激光辅助支架91上。在该半导体激光元件92中,层叠有多个半导体层,由这些半导体层形成共振器结构。而且,从半导体激光元件92的光纤10侧的面输出例如波长为900nm波段的激光。
被设置于基台20上的线缆辅助支架30具备:线缆辅助支架主体31、被设置在线缆辅助支架主体31的下表面的激光吸收层32、以及被设置于线缆辅助支架主体31的上表面的接合焊盘33。
线缆辅助支架主体31呈近似长方体的形状。而且,线缆辅助支架主体31使规定波长的激光透过。该规定的波长没有特别限制,例如为约800nm~约10μm的至少一部分的波长。在设α为吸光系数、t为线缆辅助支架主体31的厚度的情况下,从上表面向下表面透过线缆辅助支架主体31的激光的透过率T被表示为T=e-αt,优选透过率T为25%以上。作为构成这样的线缆辅助支架主体31的材料,还基于线缆辅助支架主体31的厚度来决定,没有特别限制,可以举出例如AlN或Al2O3、氧化铅(ZnO)、石英玻璃(SiO2)等陶瓷。其中,从热传导率比较大的方面考虑优选AlN。如果是AlN,则波长约为300nm~6000μm的光能够透过,例如波长为808nm的激光能够以每0.3mm厚度约25%的透过率来透过。
激光吸收层32被设置在线缆辅助支架主体31的下表面整体。该激光吸收层32被构成为对透过线缆辅助支架主体31的规定波长的激光进行吸收。这样的激光吸收层32只要吸收激光即可,没有特别限定,例如线缆辅助支架主体31侧由镀了钛(Ti)或镍(Ni)等的金属层形成,该金属层的与线缆辅助支架主体31侧相反侧由层叠了Au的层叠体构成。线缆辅助支架主体31侧的金属层由Ti形成是因为其激光的吸收率高、发热效率好,所以优选。例如,在线缆辅助支架主体31侧的金属层由Ti形成的情况下,能够约100%地吸收波长为808nm的激光来转换成热。Au层是为了保护主要吸收激光的线缆辅助支架主体31侧的金属层而设置的保护层。
接合焊盘33被设置于线缆辅助支架主体31的上表面的一部分,近似呈四边形状。该接合焊盘33被构成为能够固定钎料,例如在线缆辅助支架主体31侧层叠钛(Ti)层,在Ti层上层叠铂(Pt)层,在Pt层上层叠金(Au)层,该Au层的表面成为接合焊盘33的与线缆辅助支架主体31侧相反侧的表面。
其中,由于如上所述,激光吸收层32被设置在线缆辅助支架主体31的下表面整体,接合焊盘33被设置在线缆辅助支架主体31的上表面的一部分,所以激光吸收层32被设置为超出接合焊盘33。换言之,从激光的光源所处的上面观察,激光吸收层32处于具有未被接合焊盘33的阴影遮挡的区域的位置关系。
对该线缆辅助支架30而言,激光吸收层32的下表面(与线缆辅助支架主体31侧相反侧)和激光辅助支架91同样地被固定于基台20上。
在接合焊盘33上固定有钎料50。作为该钎料50,可以举出例如金锡系的共晶钎料,作为Au和锡(Sn)的比,可以例举Au80%-Sn20%或Au10%-Sn90%。在钎料50为Au80%-Sn20%的情况下,钎料50的融点为约280度。
图2是表示光模块1中的与光纤10的长边方向垂直的截面的结构的图。如图2所示,光纤10由芯体11和包围芯体11的外周面的包层12构成。包层12的折射率比芯体11的折射率小,芯体由例如添加了锗等使折射率提高的掺杂剂的玻璃形成,包层例如由没有添加任何掺杂剂的纯石英构成。另外,虽未特别图示,但在光模块1的外部,包层12被由紫外线固化树脂等形成的覆盖层覆盖。
另外,在本实施方式中,光纤10的端部被加工成尖端,具有作为透镜的功能。
而且,光纤10被配置成贯通钎料50,光纤10的被加工成尖端的端部朝向半导体激光元件92的出射面,从半导体激光元件92输出的激光向芯体11输入。
并且,光纤10至少在钎料50内被敷金属层15覆盖,该敷金属层15被钎料50固定。该敷金属层15成为易于被钎料50湿润、易于被固定的结构。作为敷金属层的结构,没有特别限定,由Ni层和Au层的层叠体构成,Ni层覆盖包层12的外周面,Au层覆盖Ni层的外周面。另外,Ni层、Au层的厚度没有特别限定,例如Ni层为2μm~3μm、Au层为0.1μm~0.2μm。一般在光模块中,由于无焊剂地进行钎焊,所以为了提高润湿性优选敷金属层15的表面是Au。光纤侧的Ni层作为基础层而形成,用于提高Au相对于石英的粘附性。
因此,在本实施方式中,接合焊盘33的表面、钎料50以及敷金属层15的表面都含有Au而构成。
这样的光模块1基于未图示的来自外部的电力供给,从半导体激光元件92输出激光。输出的激光的波长如上所述,例如为900nm的波段。输出的激光向光纤10的芯体11输入,在芯体11中传播,从而被输出至光模块1的外部。
其中,在激光输入至光纤10时,激光如上述那样输入至芯体11,但由于光纤10的端面处的折射、光纤10以及半导体激光元件92中的光轴的偏离等,存在激光的一部分作为漏光而输入至包层12的情况。该情况下,漏光主要在包层12中传播,到达光纤10被敷金属层15覆盖的部分,漏光的至少一部分被敷金属层15吸收而转换成热。此时生成的热经由钎料50、线缆辅助支架30以及基台20向外部释放。
接下来,对光模块1的制造方法进行说明。
图3是表示图1的光模块1的制造方法的工序的流程图。如图3所示,光模块1的制造方法具备:准备线缆支架装置2、光纤10以及钎料50的准备工序P1;将光纤10、钎料50配置到接合焊盘33上的配置工序P2;和通过钎料50将光纤10钎焊于接合焊盘33的钎焊工序P3。
<准备工序P1>
首先,准备线缆支架装置2、光纤10以及钎料50。
在线缆支架装置2的准备中,准备基台20以及线缆辅助支架30。在线缆辅助支架30的准备中,准备线缆辅助支架主体31,在线缆辅助支架主体31的上表面设置接合焊盘33。接合焊盘33只要通过蒸镀法、溅射法、镀覆法等成模加工来设置即可。另外,在线缆辅助支架主体31的下表面设置激光吸收层32。激光吸收层32只要通过与接合焊盘33相同的方法来设置即可。
然后,通过未图示的钎料将线缆辅助支架30的激光吸收层32钎焊于基台20,来将线缆辅助支架30固定于基台20上。
另且,在本工序中,通过未图示的钎料将激光辅助支架91钎焊固定于基台20,并且通过未图示的钎料材料将半导体激光元件92固定到激光辅助支架91上。
在光纤10中,包含被钎焊于接合焊盘33的区域,比该区域长地设置上述的敷金属层15。具体而言,按向被钎焊的区域的两侧突出的方式设置敷金属层15。在如图1所示那样光纤10被钎焊于接合焊盘33的情况下,只要认为该被钎焊的区域的长度与接合焊盘33中的沿着光纤10的长边方向的长度相同即可。因此,该情况下,只要按照敷金属层15的长度比接合焊盘33中的沿着光纤10的长边方向的幅度长的方式来设置敷金属层15即可。
在敷金属层15如上所述例如是Ni层和Au层的层叠体的情况下,优选通过镀覆法来设置敷金属层15。这是因为根据镀覆法,能够对与长度方向垂直的截面为圆形的光纤10的侧面,以更为均匀的厚度来设置敷金属层15。
为了将光纤10固定到线缆辅助支架30上,准备合适量的钎料50,按照将必要量的钎料配置到线缆辅助支架30上的方式准备一块。其中,从能够防止焊剂附着于光纤10的尖端化的端部或半导体激光元件92的出射面、能够防止钎料50的氧化或硫化、能够提高光模块1的可靠性的观点出发,优选在钎料50中不添加焊剂。
<配置工序P2>
接下来,在准备好的线缆辅助支架30上配置光纤10以及钎料50。图4是表示配置工序P2之后的状态的图。具体而言,图4的(A)是从光纤10的轴向观察线缆辅助支架30的图,图4的(B)是俯视观察接合焊盘33的图。其中,在图4的(B)中省略了基台20的记载。
如图4所示,在本工序中,在接合焊盘33上的端部配置钎料50。
另外,按照光纤10的中心轴与从半导体激光元件92射出的激光的光轴重合的方式配置光纤10。在该光纤10的配置中,使用未图示的夹具,如图4的(A)所示,按照光纤10从接合焊盘33稍微浮起的方式来固定光纤10的位置。在该固定位置,如图4的(B)所示,敷金属层15的两个端部从接合焊盘33突出。
这样,如图4所示,在线缆辅助支架30上配置了光纤10以及钎料50。
<钎焊工序P3>
接下来,通过加热使配置在接合焊盘33上的钎料50溶化而附着于接合焊盘33及敷金属层15。图5是从与图4的(A)相同的视点观察钎焊工序P3的状态的图。如图5所示,钎料的加热通过激光L的照射来进行。
激光L被照射到线缆辅助支架主体31的上表面的没有接合焊盘33的区域。该激光L是含有与能够透过线缆辅助支架主体31的规定波长的光相同波长的激光。因此,激光L的至少一部分透过线缆辅助支架主体31而到达激光吸收层32,被激光吸收层32吸收而变为热。激光L例如是从半导体激光器输出的波长808nm的激光。
其中,在本实施方式中,优选如图5所示,激光L从线缆辅助支架主体31的上表面的没有接合焊盘33的区域向激光吸收层32中的接合焊盘33之下的区域照射。通过如此照射激光,能够更有效地抑制下述的接合焊盘33中的热梯度。或者,在如本实施方式那样,激光吸收层32被设置成超出接合焊盘33的情况下,从不被接合焊盘33遮挡、能够容易地将激光L经由线缆辅助支架主体31照射至激光吸收层32的观点考虑,激光L也可以从线缆辅助支架主体31的上表面的没有接合焊盘33的区域照射至激光吸收层32中的超出接合焊盘33的区域。
激光吸收层32中产生的热一边在线缆辅助支架主体31中扩散一边传导而到达至接合焊盘33。这样,接合焊盘33被来自激光吸收层32的热传导加热,进而该热传导至钎料50而使钎料50溶化。
其中,从防止钎料50氧化的观点考虑,优选在惰性气体的气氛下进行本工序。
溶化了的钎料50湿润扩散到接合焊盘33露出的整个表面,附着于接合焊盘30,并且按照包裹光纤10的敷金属层15的方式湿润扩散而敷附着于金属层15。而且,在激光L的照射结束之后,溶化的钎料50凝固,光纤10被固定于线缆支架装置2的线缆辅助支架30,得到图1所示的光模块1。
如上面说明那样,根据使用了本实施方式的线缆支架装置2的光模块的制造方法,由于激光吸收层32产生的热在从线缆辅助支架主体31的下表面向上表面传导的过程中,沿接合焊盘33的面方向扩散,所以能够抑制接合焊盘33的热梯度。即,由于对接合焊盘33的整个面而言,可成为与基于吸收激光而形成的热源的距离的偏差小的位置,所以和基于吸收激光而形成的热源与接合焊盘33位于同一平面内的现有方法相比,能够抑制接合焊盘33上的热梯度。由于能够在如此抑制了接合焊盘33上的热梯度的状态下进行钎焊,所以可抑制光纤10的钎焊位置的偏差,能够实现特性偏差小的光模块1。
另外,由于在线缆辅助支架主体31中,激光吸收层32产生的热沿接合焊盘33的面方向扩散,所以线缆支架装置2不需要特别设置热传导层,能够通过简单的结构实现偏差小的光模块。
(第2实施方式)
接下来,参照图6对本发明的第2实施方式进行详细说明。其中,对与第1实施方式相同或相似的组成部分,除了在特别说明的情况下,都赋予相同的参照标记而省略重复的说明。图6是表示本发明的第2实施方式所涉及的光模块的图。
如图6所示,本实施方式的光模块3使用线缆支架装置4来代替第1实施方式中的线缆支架装置2,线缆支架装置4与第1实施方式的线缆支架装置2的不同之处在于,在激光吸收层32和基台20之间设有热传导率比线缆辅助支架主体31低的隔热部件34。
隔热部件34可以设置于激光吸收层32中的基台20侧的整个面,也可以设置于一部分。作为隔热部件34的材料,只要热传导率比线缆辅助支架主体31低即可,没有特别限定,例如在线缆辅助支架主体31由AlN构成的情况下,可以举出钼(Mo)、镍(Ni)、氧化铝(Al2O3)、氧化锆(ZrO2)、玻璃等,在线缆辅助支架主体31由Al2O3构成的情况下,可以举出ZrO2、玻璃等,在线缆辅助支架主体31由ZnO构成的情况下,可以举出ZrO2、玻璃等。
这样的光模块3能够如下那样制造。
首先,在准备工序P1中,与第1实施方式同样地准备光纤10及钎料50,并且准备线缆支架装置4。
在线缆支架装置4的准备中,与第1实施方式同样地对线缆辅助支架主体31设置激光吸收层32及接合焊盘33。而且,在激光吸收层32的与线缆辅助支架主体31侧相反侧的面的至少一部分设置隔热部件34。
隔热部件34例如可以通过溅射法或镀覆法等直接设置于激光吸收层32的表面,也可以通过将另外准备的隔热部件34粘贴于激光吸收层32来设置。
而且,在隔热部件34被设于激光吸收层32的整个面的情况下,通过钎焊将隔热部件34固定于基台20,在隔热部件34被设置于激光吸收层32的一部分的情况下,通过钎焊将隔热部件34和激光吸收层32固定于基台20。
接着,与第1实施方式同样地将光纤10及钎料50配置到所准备的线缆支架装置4上,进行配置工序P2。
接下来,与第1实施方式同样地照射激光L,进行钎焊工序P3。此时,激光吸收层32产生的热通过隔热部件34被抑制向基台20传导,而向线缆辅助支架主体31传导。因此,由于能够更高效率地将热向线缆辅助支架主体31传导,所以优选激光L向激光吸收层32中的与隔热部件34重叠的区域照射。
根据使用了本实施方式中的线缆支架装置4的光模块3的制造方法,通过设置隔热部件34,能够将激光吸收层32产生的热经由线缆辅助支架主体31更有效地传导至接合焊盘33。
此外,当隔热部件34被设置于激光吸收层32的整个面时,由于在钎焊工序P3中,能够将激光吸收层32生成的热更高效率地传递至线缆辅助支架主体31侧,所以优选,在隔热部件34被设置于激光吸收层32的一部分的情况下,由于能够将使用光模块3时由光纤10的敷金属层15产生的热容易地从未设置隔热部件34的部分向基台20传导,使得热释放效率好,所以优选。
(第3实施方式)
接下来,参照图7、8对本发明的第3实施方式进行详细说明。其中,对与第1实施方式相同或相似的组成部分,除了在特别说明的情况下,都赋予相同的参照标记而省略重复的说明。图7是表示本发明的第3实施方式所涉及的光模块的图。
如图7所示,本实施方式的光模块使用线缆支架装置6来代替第1实施方式中的线缆支架装置2,线缆支架装置6与第1实施方式的线缆支架装置2的不同之处在于,线缆辅助支架主体31具有在与基台20之间通过空间隔开的梁部36,接合焊盘33被设置在梁部36的上表面,激光吸收层32被设置在梁部36的下表面的至少一部分。
线缆辅助支架主体31由梁部36、和比梁部36厚的柱部37构成,梁部36为悬臂结构。而且,柱部37通过钎料被固定于基台20,梁部36和基台20之间被空间隔开。
这样的光模块如下面那样制造。
首先,在准备工序P1中,准备具有梁部36的线缆辅助支架主体31。梁部36、柱部37可以通过削磨作为线缆辅助支架主体31的长方体陶瓷来形成,也可以通过将烧成前的陶瓷的材料成形为具有梁部36、柱部37的线缆辅助支架主体31的形状后进行烧成来形成。
接着,与第1实施方式同样地在所准备的线缆辅助支架主体31的梁部36的上表面设置接合焊盘33。并且,与第1实施方式同样地在梁部36的下表面设置激光吸收层32。接下来,通过钎焊将线缆辅助支架主体31的柱部37的下表面固定于基台20。这样,得到梁部36和基台20之间被空间隔开的线缆支架装置6。
然后,与第1实施方式同样地在接合焊盘33上配置光纤10及钎料50,来进行配置工序P2。
接下来,如图8所示,与第1实施方式同样地经由线缆辅助支架主体31向激光吸收层32照射激光L,来进行钎焊工序P3。此时,激光L可以被从线缆辅助支架主体31的上表面的没有接合焊盘33的区域照射至激光吸收层32中的接合焊盘33之下的区域,也可以如图8所示,从线缆辅助支架主体31的上面的没有接合焊盘33的区域照射至激光吸收层32中的超出接合焊盘33的区域。在本实施方式中,由于激光吸收层32的基台20侧为空间,所以激光吸收层32中产生的热几乎全部在线缆辅助支架主体31的梁部36中传导。而且,设于梁部36的上表面的接合焊盘33被在梁部36中传导的热加热。这样,钎料50溶化,与第1实施方式同样,光纤10被钎焊于接合焊盘33。
根据使用了本实施方式中的线缆支架装置6的光模块的制造方法,激光吸收层32中产生的热通过空间被防止向基台20侧传导,能够将该热经由线缆辅助支架主体31的梁部36更高效率地向接合焊盘33传导。因此,可更高效率地进行钎焊工序。
并且,在使用光模块时,光纤10的敷金属层15中产生的热能够从线缆辅助支架主体31中的梁部36经由梁部36以外的部分向基台20传导而释放热。
(第4实施方式)
接下来,参照图9对本发明的第4实施方式进行详细说明。其中,对于与第3实施方式相同或相似的组成部分,除了在特别说明的情况下,都赋予相同的参照标记而省略重复的说明。图9是表示本发明的第4实施方式所涉及的光模块的图。
如图9所示,本实施方式的光模块使用线缆支架装置8来代替第3实施方式中的线缆支架装置6,线缆支架装置8与第3实施方式的线缆支架装置6的不同之处在于,线缆辅助支架主体31的梁部36为两端支承结构,接合焊盘33设于线缆辅助支架主体中的梁部36以外的上表面。
线缆辅助支架主体31由梁部36、以及连接在梁部36的两侧且厚度比梁部36厚的一组柱部37a、37b构成,梁部36为两端支承结构。而且,一个柱部37a通过钎料被固定于基台20,另一个柱部37b不被固定于基台20而从基台20稍微浮起。这样,梁部36和基台20之间被空间隔开。而且,接合焊盘33被形成在从基台20稍微浮起的柱部37b的上表面。换言之,本实施方式的线缆辅助支架主体31是第3实施方式的悬臂结构的梁部36中的与接合焊盘重叠的位置的厚度和柱部37大致相同的结构。
根据这样的线缆支架装置,即使在对光纤10施加外力的情况下,柱部37b也与基台20抵接而能够防止梁部36破损。因此,能够提高可靠性。
这样的光模块如下面那样制造。
首先,在准备工序P1中,准备具有梁部36的线缆辅助支架主体31。梁部36、柱部37a、37b可以通过削磨成为线缆辅助支架主体31的长方体陶瓷而形成,也可以通过将烧成前的陶瓷的材料成形为具有梁部36、柱部37a、37b的线缆辅助支架主体31的形状后进行烧成来形成。
接着,与第1实施方式同样地在所准备的线缆辅助支架主体31的柱部37b上表面设置接合焊盘33。并且,在梁部36的下表面与第1实施方式同样地设置激光吸收层32。然后,通过钎焊将线缆辅助支架主体31的柱部37a的部位的下表面固定于基台20。这样,得到梁部36和基台20之间被空间隔开的线缆支架装置6。
接下来,与第1实施方式同样地在接合焊盘33上配置光纤10及钎料50,来进行配置工序P2。
接着,与第1实施方式同样地经由线缆辅助支架主体31向激光吸收层32照射激光L,进行钎焊工序P3。此时,由于激光吸收层32的基台20侧存在空间,所以激光吸收层32中产生的热几乎全部在线缆辅助支架主体31的梁部36中传导。而且,设置在柱部37b的上表面的接合焊盘33被从梁部36向柱部37b传导的热加热。这样,钎料50溶化,与第1实施方式同样,光纤10被钎焊于接合焊盘33。
根据使用了本实施方式中的线缆支架装置6的光模块5的制造方法,激光吸收层32中产生的热通过空间被抑制向基台20侧简单地传导,能够将该热经由线缆辅助支架主体31的梁部36、柱部37b高效率地向接合焊盘33传导。并且,由于柱部37b比梁部36厚,所以热容量大,能够更多地存留激光吸收层32中产生的热,可在接合焊盘33的热梯度更少的状态下进行钎焊工序。
以上,以第1~第4实施方式为例对本发明进行了说明,但本发明并不限定于此。
例如,上述实施方式的光模块被设为将由半导体激光元件92输出的激光从光纤10输出的光模块,但本发明不局限于此,也可以应用于LiNbO3调制器等光模块,还可以应用于使用光接收元件来代替半导体激光元件92而利用光接收元件接收从光纤10输入的光的光模块。
另外,在上述实施方式中,由基台20及线缆辅助支架30构成线缆支架装置,但在能够单独使用线缆辅助支架30的情况下,也可以省略基台20,仅由线缆辅助支架30构成线缆支架装置。
产业上的可利用性
如上面说明那样,根据本发明,能够提供可通过简单的结构实现偏差小的光模块的线缆支架装置、使用了该线缆支架装置的光模块以及光模块的制造方法。
附图标记说明:1、3...光模块;2、4、6、8...线缆支架装置;10...光纤;11...芯体;12...包层;15...敷金属层;20...基台;30...线缆辅助支架;31...线缆辅助支架主体;32...激光吸收层;33...接合焊盘;34...隔热部件;36...梁部;37、37a、37b...柱部;91...激光辅助支架;92...半导体激光元件;P1...准备工序;P2...配置工序;P3...钎焊工序。

Claims (7)

1.一种线缆支架装置,具备:线缆辅助支架主体,其由使规定波长的激光透过的陶瓷形成;以及接合焊盘,其被设置在所述线缆辅助支架主体的上表面;其特征在于,
还具备激光吸收层,该激光吸收层被设置在所述线缆辅助支架主体的下表面的至少一部分,并吸收所述规定波长的激光。
2.根据权利要求1所述的线缆支架装置,其特征在于,
所述激光吸收层被设置成超出所述接合焊盘。
3.根据权利要求1所述的线缆支架装置,其特征在于,
在所述激光吸收层的与所述线缆辅助支架主体相反侧设置有基台。
4.根据权利要求3所述的线缆支架装置,其特征在于,
在所述激光吸收层与所述基台之间设置有热传导率比所述线缆辅助支架主体低的隔热部件。
5.根据权利要求3所述的线缆支架装置,其特征在于,
所述线缆辅助支架主体具有与所述基台之间被空间隔开的梁部,
所述接合焊盘被设置在所述梁部的上表面,
所述激光吸收层被设置在所述梁部的下表面的至少一部分。
6.一种光模块,其特征在于,具备:
权利要求1至5中任意一项所记载的线缆支架装置;以及
通过由被照射到所述线缆支架装置的激光吸收层的规定波长的激光产生的热而被钎焊到所述接合焊盘上的光纤。
7.一种光模块的制造方法,其特征在于,具备:
准备权利要求1至5中任意一项所记载的线缆支架装置和光纤的准备工序;
在所述线缆支架装置的接合焊盘上配置钎料和所述光纤的配置工序;以及
向所述线缆支架装置的激光吸收层照射规定波长的激光,对所述激光吸收层进行加热,通过该热将所述光纤钎焊于所述接合焊盘的钎焊工序。
CN201280009990.4A 2011-02-24 2012-01-10 线缆支架装置、使用了该线缆支架装置的光模块及光模块的制造方法 Expired - Fee Related CN103392138B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011037926A JP5102380B2 (ja) 2011-02-24 2011-02-24 ファイバマウント装置、及び、それを用いた光モジュール、及び、光モジュールの製造方法
JP2011-037926 2011-02-24
PCT/JP2012/050244 WO2012114785A1 (ja) 2011-02-24 2012-01-10 ファイバマウント装置、及び、それを用いた光モジュール、及び、光モジュールの製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103392138A CN103392138A (zh) 2013-11-13
CN103392138B true CN103392138B (zh) 2015-02-25

Family

ID=46720575

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201280009990.4A Expired - Fee Related CN103392138B (zh) 2011-02-24 2012-01-10 线缆支架装置、使用了该线缆支架装置的光模块及光模块的制造方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US8818159B2 (zh)
EP (1) EP2680052A4 (zh)
JP (1) JP5102380B2 (zh)
CN (1) CN103392138B (zh)
WO (1) WO2012114785A1 (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5281122B2 (ja) * 2011-06-16 2013-09-04 株式会社フジクラ 接合方法、及び、製造方法
CN104625299B (zh) * 2014-12-11 2017-12-15 大族激光科技产业集团股份有限公司 锡焊夹具和激光锡焊方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1447142A (zh) * 2001-12-10 2003-10-08 Jds尤尼费斯公司 光学元件在光电包装中的固定
EP1785260A2 (en) * 2000-06-28 2007-05-16 Coloplast A/S Method for welding components of a multi-layer construction
CN101210982A (zh) * 2006-12-27 2008-07-02 Jds尤尼弗思公司 元件组件及其制造方法

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4722586A (en) * 1985-04-12 1988-02-02 Tektronix, Inc. Electro-optical transducer module
JPH01319713A (ja) * 1988-06-22 1989-12-26 Oki Electric Ind Co Ltd 光ファイバ固定装置
US5307434A (en) * 1992-07-16 1994-04-26 At&T Bell Laboratories Article that comprises a laser coupled to an optical fiber
US5495089A (en) * 1993-06-04 1996-02-27 Digital Equipment Corporation Laser soldering surface mount components of a printed circuit board
JPH0737911A (ja) * 1993-07-19 1995-02-07 Mitsubishi Electric Corp 半導体素子のダイボンド装置、及びダイボンド方法
US6164837A (en) 1998-12-30 2000-12-26 Mcdonnell Douglas Corporation Integrated microelectromechanical alignment and locking apparatus and method for fiber optic module manufacturing
US6841024B2 (en) * 2002-10-24 2005-01-11 Lexmark International, Inc. Compensation plates and compliant members for laser welding a non-uniformly thick work piece including inkjet printheads with non-uniformly thick printhead lids
CA2509530C (en) 2002-12-10 2013-07-23 Picometrix, Inc. Precision optical fiber attachment using solder glass preform
KR100590853B1 (ko) * 2004-03-12 2006-06-19 오리엔트 가가쿠 고교 가부시키가이샤 레이저광 투과성 조성물 및 레이저 용착 방법
JP4466408B2 (ja) * 2005-03-02 2010-05-26 トヨタ自動車株式会社 ガス容器およびその製造方法
US7512306B2 (en) * 2007-01-03 2009-03-31 Jds Uniphase Corporation Polarization maintaining fiber pigtail assembly
JP4924144B2 (ja) * 2007-03-29 2012-04-25 日本電気株式会社 光通信モジュール及び半導体レーザ出力制御方法
WO2010110068A1 (ja) * 2009-03-25 2010-09-30 古河電気工業株式会社 半導体レーザモジュールおよび半導体レーザモジュールの製造方法
EP2555351A4 (en) * 2010-03-31 2018-01-17 Fujikura Co., Ltd. Laser device

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1785260A2 (en) * 2000-06-28 2007-05-16 Coloplast A/S Method for welding components of a multi-layer construction
CN1447142A (zh) * 2001-12-10 2003-10-08 Jds尤尼费斯公司 光学元件在光电包装中的固定
CN101210982A (zh) * 2006-12-27 2008-07-02 Jds尤尼弗思公司 元件组件及其制造方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP2680052A1 (en) 2014-01-01
US8818159B2 (en) 2014-08-26
WO2012114785A1 (ja) 2012-08-30
US20130336625A1 (en) 2013-12-19
JP2012173671A (ja) 2012-09-10
CN103392138A (zh) 2013-11-13
JP5102380B2 (ja) 2012-12-19
EP2680052A4 (en) 2017-12-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104570236B (zh) 高速蝶形封装光发射器组件
JP2013080900A (ja) 発光モジュール
CN101986179A (zh) 半导体器件组件
JP5511944B2 (ja) レーザ装置
CN103392138B (zh) 线缆支架装置、使用了该线缆支架装置的光模块及光模块的制造方法
CN102822710B (zh) 激光装置及其制造方法
JP2009146979A (ja) 光電変換装置
JP5898916B2 (ja) 光モジュールおよびその実装構造および光モジュールの製造方法
EP2633550A1 (en) Photonics module and method of manufacturing
JP2014150130A (ja) 半導体装置の製造方法
JP2010114410A (ja) 小型高出力レーザダイオード装置
JP5111644B2 (ja) 光ファイバ固定方法、及びレーザモジュールの製造方法
JP2002111113A (ja) 光モジュール
EP2824490A1 (en) Water removing method, optical fiber soldering method, and semiconductor laser module manufacturing method
CN103608908A (zh) 接合方法和制造方法
JP2020184577A (ja) 半導体装置の製造方法および接合材供給治具ならびにその製造方法
JP6089732B2 (ja) 導電性部材の接続構造、導電性部材の接続方法、及び光モジュール
Tokunari et al. Optoelectronic chip assembly process of optical MCM
JPS61208283A (ja) 光フアイバを発光素子に結合させる方法
JP2011108700A (ja) デバイス、及びデバイス製造方法
WO2013018426A1 (ja) レーザモジュールの製造方法、及び、それに用いる光ファイバ用ハンド
JP2004012855A (ja) 光モジュール
JP5508249B2 (ja) 光モジュールの製造方法
JP2014170187A (ja) 封止部品、光デバイス封止構造体、封止部品の製造方法および光デバイス封止構造体の製造方法
Kaufmann et al. Laser beam joining of optical fibers in silicon V-grooves

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20150225

Termination date: 20190110