CN103529523B - 光学组件用外壳 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能够高密度配置，通过缓解在热膨胀时在陶瓷配线基板上的应力集中以防止龟裂的发生，获得可靠性高的光学组件用外壳。光学组件用外壳配备有：平板状的金属基底；和陶瓷配线基板，所述陶瓷配线基板在长度方向上排列配置有多个端子，并且所述陶瓷配线基板钎焊接合到前述金属底板的上表面上，所述陶瓷配线基板具有形状沿着长度方向变化的形状变化部，不包含该形状变化部的区域与所述金属基底钎焊接合。所述陶瓷配线基板的形状变化部是沿着所述长度方向的宽度变化的部分或者沿着所述长度方向的厚度变化的部分。

Description

光学组件用外壳

技术领域

本发明涉及光学组件用外壳。

背景技术

近年来，正在开展数字相干信号接收用光前置组件的开发。作为信号接收用光前置组件，例如，已知有专利文献1中记载的组件。在这种组件中使用的外壳，其形状、引线配置等是标准化的，在外壳的两侧面，以1.27mm的间隔配置每侧20条的DC引线。在与之正交的侧面的一方配置光输入端子，在另一方以1mm间隔配置20条RF引线。

作为用于上述组件的外壳，大多采用以将配备有SMT引线的陶瓷配线基板埋设到侧壁面中的形式接合的金属外壳。例如，如图1A及图1B所示，在现有技术的外壳中，大多通过将平板罩的顶盖（图中未示出）缝焊焊接到浴缸形状的外壳基底10上，获得气密性密封。信号接收用光前置组件，如图1A所示，通过在外壳10内部安装波导型光学元件20、光学部件30和光半导体或电子回路40等而构成。进而，在外壳10的两侧面设置有连接多个DC引线60的陶瓷配线基板60，在与之正交的侧面设置光纤F和输出端子70。

现有技术

【专利文献】

日本特许第4934733号说明书

发明内容

发明所要解决的课题

但是，在如图1B所示的浴缸状的外壳10中，将光学部件30安装到外壳10内部并不容易。如图1B所示，一边在浴缸状的外壳10内对光学部件30的光学透镜31进行调心并把持该光学透镜31，一边通过YAG激光器（钇铝石榴石激光器）焊接，将其固定到透镜架32上，但是，由于周围没有足够的空间，所以，不得不从上部成角度地进行焊接。但是，在YAG激光焊接中，从上部成角度地进行焊接时，会产生固定精度恶化的问题。从而，在如图1B所示的外壳中，有必要在浴缸形状的内部确保足够的空间，难以高密度地配置光学部件。

因此，如图2A及图2B所示，提出了不将外壳基底制成浴缸状而是制成平板状的方案。通过采用平板状的外壳基底80，光学部件30的安装变得容易，其结果是，如图3A及图3B所示，可以高密度地配置光学部件30。例如，在OIF（theopticalinternetworkingForum：光纤互连网络论坛）中，对应于100Gbit的数字相干(digitalcoherent)信号接收前置组件是标准化的，但是，部件数目多，高密度配置是必要的。如果采用平板状的外壳基底80，则也可以构成在该OIF中标准化的数字相干信号接收前置组件。即使在高密度配置的情况下，也可以如图3B所示容易地进行YAG激光焊接L。

配备有SMT引线的陶瓷配线基板90，设置有与将来自于引线的输入引回的配线图形一起对光学半导体或电子回路施加偏压或提供DC电压用的垫片。陶瓷配线基板的垫片部92，为了与配置在外壳内的输出侧的光学半导体或电子电路40接合连接，有必要配置在这些部件的两侧。由于光学半导体或电子电路配置的区域40需要由高频配线的制约所决定的面积，所以，根据不同的情况，位于该两侧的陶瓷配线基板90的垫片部92有必要缩小宽度。另一方面，由于为了将配线图形引回，需要一定程度的面积，所以，在设置了垫片部的部分之外的部分（引回部分）91中，被构成宽度宽的或者多层的结构。这样，伴随着高密度配置，陶瓷配线基板在长度方向上没有恒定的形状。

由于在这种平板状的外壳基底80中，与具有硬壳结构的浴缸状相比刚性降低，所以，如图3B所示，陶瓷配线基板将用筛网状表示的区域、即整个背面接合到外壳基底80上。但是，当将电配线用的陶瓷配线基板90的一个面整体接合到外壳基底80上时，在插件安装时，当进行钎焊接合产生热膨胀时，应力集中在陶瓷配线基板90的引回部分91和衬垫92的交界部分，存在着在陶瓷配线基板90上发生龟裂等的担忧。

本发明是鉴于上述问题完成的，本发明的课题是提供一种能够高密度配置，并且通过缓解在热膨胀时在陶瓷配线基板上的应力集中并防止龟裂的发生，而使得可靠性高的光学组件外壳。

解决课题的手段

为了解决上述课题，根据方案1的发明，是一种光学组件用外壳，其特征在于，配备有陶瓷配线基板和平板状的金属基底，所述陶瓷配线基板在长度方向上排列配置有多个端子，并且所述陶瓷配线基板钎焊接合到所述金属基底的上表面上，所述陶瓷配线基板具有形状沿着长度方向变化的形状变化部，不包含该形状变化部的区域被与所述金属基底钎焊接合。

根据方案2的发明，在方案1所述的光学组件用外壳中，其特征在于，所述陶瓷配线基板的形状变化部是沿着所述长度方向的宽度变化的部分。

根据方案3的发明，在方案1所述的光学组件用外壳中，其特征在于，所述陶瓷配线基板的形状变化部是沿着所述长度方向的厚度变化的部分。

根据方案4的发明，在方案1至3中任何一项所述的光学组件用外壳中，其特征在于，用于所述钎焊的焊料是AuSn钎料。

附图说明

图1A是表示采用现有技术的光学组件用外壳的光学组件的图。

图1B是图1A的1B－1B剖视图。

图2A是表示采用现有技术的光学组件用外壳的光学组件的图。

图2B是图2A的IIB－IIB剖视图。

图3A是表示采用现有技术的光学组件用外壳的光学组件的图。

图3B是图3A的IIIB－IIIB剖视图。

图4A是表示采用第一种实施方式的光学组件用外壳的光学组件的图。

图4B是图4A的IVB－IVB剖视图。

图4C是图4A的IVC－IVC剖视图。

图5A是表示采用第二种实施方式的光学组件用外壳的光学组件的图。

图5B是图5A的VB－VB剖视图。

【附图标记说明】

10浴缸状的外壳

20波导型光学元件

30光学部件

40光学半导体或电子回路

60DC引线

70输出端子

80外壳基底

90、100陶瓷配线基板

91、101配线图形部

92、102垫片部

F光纤

具体实施方式

下面，详细地说明本发明的实施方式。

（第一种实施方式）

图4A至图4C是表示采用本实施方式的光学组件用外壳的光学组件的图。图4A是俯视图，图4B是IVB－IVB剖视图，图4C是IVC－IVC剖视图。如图4A所示，光学组件是通过将波导型光学元件20、光学部件30、和光学半导体或电子回路40等安装到平板状的外壳基底80的上表面上而构成的。另外，在外壳基底80的上表面的两侧部，设置有连接多个DC引线60的陶瓷配线基板90，在与所述两侧部正交的两侧部的上表面，配置有输出端子70和成为光输入端子的光纤F。另外，外壳基底80通过从上表面被箱状的盖（图中未示出）覆盖而被封装，由此，构成光学组件。

外壳基底80可以采用在Kovar（可伐，铁钴镍合金）等金属制造的躯体的表面上实施了镀镍的底板。如图4B所示，所谓平板状是指在进行YAG激光焊接时，在周围没有成为障碍的侧壁，并不局限于是平坦的，也可以是凹凸构造物。

多个DC引线60是用于输入驱动控制安装在外壳80内的部件用的电信号的端子。所述多个DC引线60沿着其长度方向设置在陶瓷配线基板90的一端。

陶瓷配线基板90具有：形成有将从多个DC引线60输入的信号引回的配线图形的配线图形部91；以及，设置有成为与配线图形一起将被引回的输入信号提供给光学半导体或电子回路40用的连接部的垫片的垫片部92。垫片部92为了对光学半导体或电子回路40接合连接，配置光学半导体或电子回路40的两侧。在本实施方式中，由于光学半导体或电子回路40遍及宽度宽的区域配置，所以，垫片部92的宽度W1不能设定得太大。另一方面，配线图形部91为了进行必要的配线引回，其宽度W2被设定得大。

这样，陶瓷配线基板90在配线图形部91和垫片部92的交界部分处沿着长度方向的宽度变化。即，陶瓷配线基板90具有沿着长度方向形状变化的形状变化部。在本实施方式中，不包含陶瓷配线基板90的形状变化部的区域，即，不包含配线图形部91和垫片部92的交界部分的区域，通过钎焊接合固定到作为金属基底的外壳基底80上。在图4A、图4C所示的例子中，只有配线图形部91被接合。在图4A中，在陶瓷配线基板90上，作为接合区域表示出了筛网部分，在图4C中，表示出了设置在接合区域中的钎料P。被接合的区域只要是不包含配线图形部91与垫片部92的交界部分的区域即可，可以是比图4A所示的区域小的区域，也可以只是垫片部92。接合面积大的接合区域由于接合力提高，所以是优选的。通过这样构成，即使钎焊接合后的金属基底产生底面凸出的畸变，也不存在陶瓷配线基板90接受拉伸应力而破坏的担忧。

用于钎焊接合的钎料P可以采用作为低温钎料的AuSn的钎料接合。当采用作为低温钎料的AuSn时，能够预先只在陶瓷配线基板90上进行镀金处理，由于可以减少光学部件30的安装所必要的金属基底80的上表面的镀金去除工序，所以，是优选的。顺便提及，当作为钎料采用SnCu时，由于钎焊接合变成高温，所以，接合之后，包含金属基底在内，镀金处理是必要的。另外，如果进行金锡钎焊接合，由于可以独立于基底金属地加工陶瓷的镀金处理，所以，能够更容易地进行光学安装。这时，金锡钎焊接合之后，由于基底金属侧产生凸状畸变，所以，在插件安装时，在陶瓷上产生拉伸应力，龟裂的危险大，但是，通过只接合一部分区域，由于可以确保可靠性，所以，特别有效。

为了进行AuSn钎焊接合，外壳底板80，在Kovar等的金属制的躯体的表面上进行镀镍，在与陶瓷配线基板的接合面上，将金镀层图形化。AuSn钎焊接合，利用50μm厚的金锡钎料片进行钎焊。

根据本实施方式的光学组件用外壳，可以提供能够高密度配置，即使在热膨胀或者施加接合安装应力的情况下，通过缓和陶瓷配线基板上的应力集中防止龟裂的发生，可靠性高的光学组件外壳。

（第二种实施方式）

本实施方式，是一种代替通过第一种实施方式的陶瓷配线基板90在长度方向上改变宽度形成形状变化部的形式，通过陶瓷配线基板100在长度方向上改变厚度形成形状变化部的形式。由于其它结构和第一种实施方式一样，所以，省略其说明。

陶瓷配线基板100的沿着长度方向的宽度是恒定的，但是，由于以多层形成配线图形部101，所以，配线图形部101的厚度D1比垫片部102的厚度D2大。从而，在宽度方向上存在垫片部102的区域，由于在长度方向上厚度变化，所以，不进行接合，只接合在宽度方向上没有垫片部102的区域。如图5A所示，在陶瓷配线基板100上，作为接合区域表示出了筛网部分。

根据本实施方式的光学组件用外壳，即使在采用了在长度方向上厚度变化的陶瓷配线基板的情况下，也可以提供能够高密度配置，并且即使在热膨胀时或者施加插件安装应力的情况下，也能够通过缓解陶瓷配线基板上的应力集中防止龟裂的发生而使得可靠性高的光学组件外壳。

在以上的实施方式中，举例说明了在配线图形部91、101与垫片部92、102的交界，沿着长度方向的宽度或厚度变化的情况，但是，本发明并不局限于此，在配线图形部91、101或垫片部92、102中也可以有宽度或厚度变化的交界。在这种情况下，不将包含在长度方向上宽度或厚度变化的交界的区域作为接合区域。

另外，在以上的实施方式中，对于信号接收组件进行了说明，但是，对于通过将安装的部件改变成信号发送用的部件，对于信号发送组件也可以采用。

Claims (4)

1.一种光学组件用外壳，其特征在于，配备有：

平板状的金属基底，

陶瓷配线基板，所述陶瓷配线基板在长度方向上排列配置有多个端子，并且所述陶瓷配线基板钎焊接合到所述金属基底的上表面上，

所述陶瓷配线基板具有形状沿着长度方向变化的形状变化部，不包含该形状变化部的区域与所述金属基底钎焊接合。

2.如权利要求1所述的光学组件用外壳，其特征在于，所述陶瓷配线基板的形状变化部是沿着所述长度方向的宽度变化的部分。

3.如权利要求1所述的光学组件用外壳，其特征在于，所述陶瓷配线基板的形状变化部是沿着所述长度方向的厚度变化的部分。

4.如权利要求1至3中任何一项所述的光学组件用外壳，其特征在于，用于所述钎焊的钎料是AuSn钎料。