JP2007147841A - レンズ部品の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明の目的は、保護材の貼布や剥離処理を行なわなくても容易に歩留まり良く作製できるレンズ部品の製造方法を提供することである。
【解決手段】本発明のレンズ部品の製造方法は、一端に接続開口端を有する筒状の側壁部と、側壁部の他端に外周側に向かって張り出された鍔部とを有する金属部品と、側壁部の内周面に固定されたレンズと、金属部品の接続開口端には形成されず鍔部の平坦面に形成されたＮｉ膜またはＡｕ膜とを備えたレンズ部品の製造方法において、膜材料を金属部品の鍔部の平坦面側から鍔部の平坦面に向けてＰＶＤによって成膜した後にレンズを固定することを特徴とし、また、レンズを固定した後にレンズにＮｉ膜またはＡｕ膜が形成されないように覆いを設けて、膜材料を金属部品の鍔部の平坦面側から鍔部の平坦面に向けてＰＶＤによって成膜することを特徴とする。
【選択図】図３

Description

本発明は、光通信の光源に使用される半導体レーザ、発光ダイオード等の発光素子やフォトダイオード等の受光素子と、光ファイバとを光学的に接続するために用いられるレンズ部品の製造方法に関するものである。

半導体レーザ、発光ダイオード等の発光素子やフォトダイオード等の受光素子を備えた光通信用モジュールは、これらの素子を光ファイバと光学的に結合させるために集光レンズとしての球面レンズを備えている。通常、球面レンズは発光素子または受光素子と接合した筒状の金属部品の内周面に固定される（例えば、特許文献１参照。）。

金属部品は、筒状の側壁部の一端に接続開口端と、その他端に側壁部の外周側に向かって張り出された鍔部を備えている。その接続開口端には、光ファイバを挿置したフェルールを固定するためのフランジ付きスリーブが溶接により固定される。また、鍔部は、受発光素子のステムに溶接固定される平坦面を有する。

一般に、金属部品が鍔部の平坦面で発光素子または受光素子のステムと溶接される場合、気密封止が要求されるため抵抗溶接が用いられ、接続開口端でフランジ付きスリーブと溶接される場合、フェルールを精度良く固定するために寸法精度を高く溶接できるＹＡＧ溶接が用いられる。

金属部品は、錆等の経時的な劣化や熱的に劣化しにくいステンレス材料が一般に使用されるが、ステンレス材料は抵抗溶接する場合、その表面に酸化膜が形成されてステムと接触する溶接面の電気抵抗値にバラツキが生じ気密不良が発生するため、溶接面（平坦面）にＮｉ膜またはＡｕ膜を形成して、ステンレス材料の酸化を防止している。

一方、ＹＡＧ溶接する場合、金属部品の接続開口端にＮｉ膜またはＡｕ膜が形成されていると、溶接部で割れが発生しやすい。そのため、Ｎｉ膜またはＡｕ膜が無い方が好ましい。

そのため、これまで、接続開口端にＮｉ膜またはＡｕ膜が形成されないように接続開口端にテープ等の保護材を貼布してマスキングを施してＮｉ膜またはＡｕ膜をメッキするか、金属部品全体にＮｉ膜またはＡｕ膜をメッキした後、接続開口端に乾式切削、湿式切削または研磨等による剥離処理を施して金属部品を作製していた。
特開平５−１２１８４１号公報

上記方法では、マスキングのための保護材を貼布するにしても、メッキを剥がすにしても、工程が多くなるため金属部品の作製に時間やコストがかかるとともに、歩留まりが低くなる傾向があった。

また、メッキは金属部品をバレル（籠）に入れて行なうため、バレル中で金属部品同士またはバレルとの接触により、金属部品が変形したり傷がついたりして歩留まりが低くなる傾向があった。

本発明の目的は、保護材の貼布や剥離処理を行なわなくても容易に歩留まり良く作製できるレンズ部品の製造方法を提供することである。

本発明者は、鋭意検討を行なった結果、金属部品の平坦面側からＰＶＤを用いてＮｉ膜またはＡｕ膜を形成すると、鍔部の平坦面のみに成膜できるため、保護材の貼布や剥離処理の必要が無く、歩留まり良く生産できることを見い出し、本発明として提案するものである。

すなわち、本発明のレンズ部品の製造方法は、一端に接続開口端を有する筒状の側壁部と、側壁部の他端に外周側に向かって張り出された鍔部とを有する金属部品と、側壁部の内周面に固定されたレンズと、金属部品の接続開口端には形成されず鍔部の平坦面に形成されたＮｉ膜またはＡｕ膜とを備えたレンズ部品の製造方法において、膜材料を金属部品の鍔部の平坦面側から鍔部の平坦面に向けてＰＶＤによって成膜した後にレンズを固定することを特徴とする。

また、本発明のレンズ部品の製造方法は、一端に接続開口端を有する筒状の側壁部と、側壁部の他端に外周側に向かって張り出された鍔部とを有する金属部品と、側壁部の内周面に固定されたレンズと、金属部品の接続開口端には形成されず鍔部の平坦面に形成されたＮｉ膜またはＡｕ膜とを備えたレンズ部品の製造方法において、レンズを固定した後にレンズにＮｉ膜またはＡｕ膜が形成されないように覆いを設けて、膜材料を金属部品の鍔部の平坦面側から鍔部の平坦面に向けてＰＶＤによって成膜することを特徴とする。

本発明のレンズ部品の製造方法は、マスキングのための保護材の貼布や剥離処理を行なう必要がなく、工程が少なくなるため、金属部品を作製するためにかかる時間やコストを節約できるとともに、歩留まり良く生産することができる。

本発明のレンズ部品の製造方法は、以下に４つの工程を経て製造される。

（ａ）まず、一端に接続開口端を有する筒状の側壁部と、側壁部の他端には外周側に向かって張り出された鍔部とを備えたステンレス製の金属部品を作製する。

（ｂ）次に、アルカリ水溶液、酸水溶液、有機溶媒、純水等で金属部品前駆体を洗浄した後、乾燥する。

（ｃ）続いて、鍔部の平坦面が外を向くようにホルダーに金属部品をセットした後、ＰＶＤを用いて平坦面にＮｉ膜またはＡｕ膜からなる薄膜を形成する。

（ｄ）最後に、Ｎｉ膜またはＡｕ膜からなる薄膜が形成された金属部品の側壁部の内周面にレンズを固定する。

上記記載のように（ａ）→（ｂ）→（ｃ）→（ｄ）の順にレンズ部品を作製しても良いが、（ａ）→（ｂ）→（ｄ）→（ｃ）の順にレンズ部品を作製しても良い。なお、後者の場合はレンズに薄膜が成膜されないように覆い等を設ける必要がある。

金属部品は、プレス成形や切削等によって作製される。

また、ステンレス材料は、フェライト系ステンレス（ＳＵＳ４３０系）やオーステナイト系ステンレス（ＳＵＳ６３０系）であると、固定するガラス製のレンズとの熱膨張係数の差が小さくなるため熱衝撃によるレンズの剥離が起こりにくく好ましい。

アルカリ水溶液としては、ＮａＯＨ水溶液、ＫＯＨ水溶液等が使用され、酸水溶液としては、希塩酸、希硫酸等が使用され、有機溶媒としては、メタノール、イソプロパノール（ＩＰＯ）、アセトン、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）等が使用可能である。

ホルダーは、金属部品の接続開口端のみを覆うことのできる形状であっても、側壁部の外周面を全面にわたって覆うことのできる形状であってもよい。

薄膜の形成にはＰＶＤによる公知の技術が使用可能であるが、特にスパッタ法やイオンプレーティング法、真空蒸着法であると緻密な膜を形成しやすいためステンレスの酸化を防止でき好ましい。

薄膜は、少なくともＮｉ膜またはＡｕ膜を含んでいれば良く、Ｎｉ膜とＡｕ膜がともに形成されていても良い。

金属部品の鍔部の平坦面にプロジェクション部が形成されていると、気密にしかも容易に抵抗溶接しやすいため好ましい。

金属部品の内周面に突起部が形成されていると、レンズを所定の位置に容易に固定できるため好ましい。

レンズにはガラス製のレンズが一般に用いられ、球レンズ、ロッドレンズ、扁平レンズ、非球面レンズ等が使用される。

金属部品とレンズとの接着には、低融点ガラスや金属ハンダが用いられる。

低融点ガラスとしては、鉛−ホウ酸系ガラスが一般的に用いられてきたが、鉛が環境負荷物質であることから、亜鉛−ホウ酸系ガラス、ビスマス系ガラス、スズ−リン酸系ガラス等を用いることが好ましい。

このようにして製造されたレンズ部品を用いた光通信用モジュールは、鍔部の平坦面と、発光素子または受光素子のステムとを抵抗溶接して、発光素子または受光素子が気密封止されている。

また、上記のレンズ部品は、接続開口端においてフランジ付きスリーブがＹＡＧ溶接されている。なお、フランジ付きスリーブには光ファイバを挿通したフェルールが挿置される。

上記した光通信用モジュールでは、発光素子または受光素子はレンズ部品を介して光ファイバと光学的に接続される。

以下、本発明を、実施例を用いて詳細に説明する。

図１は金属部品の１つの実施形態を示す断面図であり、図２は金属部品の他の１つの実施形態を示す断面図である。また、図３は金属部品に薄膜を形成する方法を示し、図４は実施例を用いた光通信用モジュールを示す断面図を示す断面図である。

［実施例］
まず、フェライト系ステンレス（ＳＵＳ４３０）を切削加工して図１に示す形状の金属部品１１を作製した。金属部品１１は、一端に接続開口端１１ａを有する筒状の側壁部１１ｂと、側壁部１１ｂの内周面に設けられた突起部１１ｃと、側壁部１１ｂの他端に側壁部１１ｂの外周側に張り出した鍔部１１ｄを有し、鍔部１１ｄの平坦面１１ｄａには側壁部１１ｂと同心円のプロジェクション部１１ｄｂが形成されている。なお、この金属部品前駆体１１の替わりに図２に示す金属部品１２を用いてもよい。

次に、金属部品１１を１ＮのＮａＯＨ水溶液、純水、イソプロパノール、純水の順に洗浄した後、乾燥させた。

続いて、図３に示すように、金属部品１１を所定のホルダー３０に鍔部１１ｄの平坦面１１ｄａが覆われないようにセットし、スパッタ法を用いてＮｉからなる薄膜１３を鍔部１１ｄの平坦面１１ｄａに形成した。

最後に、薄膜１３が形成された金属部品１１の突起部１１ｃにガラス製の球レンズ１４を、低融点ガラス１５を用いて封着固定して、レンズ部品１６を作製した。

光通信用モジュール１７は、図４に示すように上記レンズ部品の鍔部１１ｄの平坦部１１ｄａが半導体レーザのステム１８に抵抗溶接されてあり、接続開口端にフランジ付きスリーブ１９がＹＡＧ溶接されており、フランジ付きスリーブ１９には光ファイバ２０を挿通したフェルール２１が挿置されている。

以上、実施例は、マスキングのための保護材を貼布したり、メッキしたり、メッキを剥離したりする必要がないため、作製において時間もコストも節約することができる。また、工程数が少なくなるため歩留まりも高くなるものと考えられる。

金属部品の１つの実施形態を示す断面図である。 金属部品の他の１つの実施形態を示す断面図である。 金属部品に薄膜を形成する方法を示す断面図である。 実施例を用いた光通信用モジュールを示す断面図である。

符号の説明

１１、１２ 金属部品
１１ａ 接続開口端
１１ｂ 側壁部
１１ｃ 突起部
１１ｄ 鍔部
１１ｄａ 平坦面
１１ｄｂ プロジェクション部
１３ 薄膜
１４ レンズ
１５ 低融点ガラス
１６ レンズ部品
１７ 光通信用モジュール
１８ ステム
１９ フランジ付きスリーブ
２０ 光ファイバ
２１ フェルール
３０ ホルダー

Claims (5)

1. 一端に接続開口端を有する筒状の側壁部と、側壁部の他端に外周側に向かって張り出された鍔部とを有する金属部品と、側壁部の内周面に固定されたレンズと、金属部品の接続開口端には形成されず鍔部の平坦面に形成されたＮｉ膜またはＡｕ膜とを備えたレンズ部品の製造方法において、膜材料を金属部品の鍔部の平坦面側から鍔部の平坦面に向けてＰＶＤによって成膜した後にレンズを固定することを特徴とするレンズ部品の製造方法。
2. 金属部品の接続開口端を覆うようにホルダーに載置し、ＰＶＤによってＮｉ膜またはＡｕ膜を成膜することを特徴とする請求項１に記載のレンズ部品の製造方法。
3. ＰＶＤがスパッタ法、イオンプレーティング法または真空蒸着法であることを特徴とする請求項１または２に記載のレンズ部品の製造方法。
4. 一端に接続開口端を有する筒状の側壁部と、側壁部の他端に外周側に向かって張り出された鍔部とを有する金属部品と、側壁部の内周面に固定されたレンズと、金属部品の接続開口端には形成されず鍔部の平坦面に形成されたＮｉ膜またはＡｕ膜とを備えたレンズ部品の製造方法において、レンズを固定した後にレンズにＮｉ膜またはＡｕ膜が形成されないように覆いを設けて、膜材料を金属部品の鍔部の平坦面側から鍔部の平坦面に向けてＰＶＤによって成膜することを特徴とするレンズ部品の製造方法。
5. ＰＶＤがスパッタ法、イオンプレーティング法または真空蒸着法であることを特徴とする請求項４に記載のレンズ部品の製造方法。