JP2011175008A - 光デバイス用部品および光デバイス - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 外側面に金属層4が被着されたレンズ3と、少なくとも内側面の一部が金属材料で形成され、金属材料の表面にはんだ層2が被着されたレンズ鏡筒1とを含み、金属層4がレンズ鏡筒1の金属材料にはんだ層2を介して接合される光デバイス用部品であって、はんだ層2は、レンズ鏡筒1側から順に配置された、錫と金属材料の金属成分との合金相を主成分とする第1はんだ層2aと、ビスマス相を主成分として錫−ビスマス合金相を含む、第1はんだ層2aよりも融点が低い第2はんだ層2bとからなる光デバイス用部品である。錫−金属成分の合金相およびビスマス相の融点が比較的高いため、外部への接合時の溶融が抑制され、受発光の信頼性が高い。また、はんだ層2は鉛を含まない。
【選択図】 図1
Description
共晶はんだ)が用いられていた。
鉛を使用しないようにすること(いわゆる鉛フリー化)が求められるようになってきている。そのため、従来の鉛系の高温はんだに代わるはんだを1次はんだとして用いた光デバイス用部品および光デバイスを提供する必要が生じている。
い。そのため、1次はんだについても、従来よりも融点の高いものが必要になってきている。
際にはレンズの外側面に被着されたはんだ付け用の金属層)を接合するための第2はんだ
層がビスマス相を主成分として錫−ビスマス合金相を含んでなり、第1はんだ層よりも融点が低い。そのため、従来の鉛はんだに代わり、有害な鉛を含有しないはんだによるレンズ(金属層)の接合が可能になる。
はんだ層を、従来の鉛系高温はんだと同様に1次はんだの層として機能させることができる。また、第2はんだ層は、ビスマス相に比べて融点が低い錫−ビスマス相を含有しているため、レンズ接合時の加熱温度を低く抑えることができる。このレンズとレンズ鏡筒との接合時、第1はんだ層の融点が上記のように第2はんだ層の融点よりも高くなっているため、第2はんだ層による接合時に第1はんだ層が溶融せず、レンズ鏡筒に対するはんだ層の接合を維持することができる。さらに、この第2はんだ層による接合時に、第2はんだ層の錫成分がレンズの金属層の金属成分と合金化して、ビスマスよりも融点が高い合金相を形成することもできる。そのため、例えばレンズとレンズ鏡筒とを接合して光デバイスを作製した後に、錫−銀系等の鉛フリーはんだを用いて光デバイスの配線基板に対する接合を行なうような場合でも、はんだ層が溶融することはなく、受発光の信頼性が高い。したがって、レンズ鏡筒に接合されたはんだ層が鉛を含有せず、さらにこのはんだ層を介してレンズ鏡筒にレンズが接合されたときの受発光の信頼性が高い光デバイス用部品を提供することができる。
ラジウムの少なくとも1種である場合には、上記本発明の光デバイス用部品の場合と同様に、受発光の信頼性をより確実に高くすることが可能であり、光デバイスとしての実用性も良好な光デバイスを提供することができる。
等のセラミック粉末等の原料粉末を有機溶剤およびバインダとともに所定のレンズ鏡筒1の形状に成形した後、約900〜1000℃程度の温度で焼成する方法で製作することができる
。
る。このような金属層4は、上記レンズ鏡筒1の金属材料と同様の金属成分(鉄,ニッケル,コバルト,銅,金,パラジウムおよび白金、または鉄−ニッケル−コバルト合金等のこれらの金属材料の合金の少なくとも1種)を用いればよい。
レンズ鏡筒1にレンズ3(実際にはレンズ3に形成されるはんだ付け用の金属層4)を接合するための第2はんだ層2bがビスマス相を主成分として錫−ビスマス合金相を含んでなり、第1はんだ層2aよりも融点が低い。そのため、従来の鉛系高温はんだ等に代わり、有害な鉛を含有しないはんだによるレンズ3の接合が可能になる。
はんだ層2bを、従来の鉛系高温はんだと同様にレンズ3を接合するためのはんだ層として機能させることができる。また、第2はんだ層2bは、錫−ビスマス相を含有している分、ビスマス相のみの場合に比べて融点が低いため、レンズ3の接合時の加熱温度を低く抑えることができる。この接合時、第1はんだ層2aの融点が、金属材料の金属成分の作用により第2はんだ層2bの融点よりも高くなっているため、第2はんだ層2bによる接合時に溶融せず、レンズ鏡筒1に対するはんだ層2の接合を維持することができる。さらに、この接合時に、第2はんだ層2bの錫成分が、レンズ3側の金属層4の金属材料とビスマスよりも融点が高い合金相を形成することもできる。そのため、例えば光デバイス用部品のレンズ鏡筒1にレンズ3を接合して光デバイスとした後に、錫−銀系等の鉛フリーはんだを用いて光デバイスを配線基板6に接合するような場合でも、はんだ層2(第1および第2はんだ層2a,2bのいずれも)が溶融することはなく、受発光の信頼性が高い。したがって、レンズ鏡筒1に接合されたはんだ層2が鉛を含有せず、さらにこのはんだ層2を介してレンズ鏡筒1がレンズ3に接合されたときの受発光の信頼性が高い光デバイス用部品を提供することができる。
が接合されて、上記のように受発光の信頼性が高い光デバイスが形成されている。
んだ層の第1はんだ層は、錫−ニッケルの合金相が主成分であり、ニッケルを含んでいた。また、第2はんだ層は、WDS解析によれば、ビスマス相に微量の錫−ビスマス合金相を含むものであった。
合し、外部から入射される光が正確に光電変換素子に伝わるか否かを、光電変換素子で光に応じて生じる電気信号で確認した。また、試験個数は100個とした。
正確に電気信号が発信され、受光の信頼性が高いことが確認された。なお、比較例の光デバイス用部品は、はんだ層および接合層中に鉛を数十質量%程度含有しているため、環境に対して悪影響を与えるものであり、また、受光不良が2個発生した。
2・・・はんだ層
2a・・第1はんだ層
2b・・第2はんだ層
3・・・レンズ
4・・・金属層
5・・・はんだ接合層
5a・・第1接合層
5b・・第2接合層
5c・・第3接合層
6・・・配線基板
7・・・光電変換素子
Claims (4)
- 外側面の全周に金属層が被着されたレンズと、少なくとも内側面の高さ方向の一部が該内側面の全周にわたって金属材料で形成されているとともに、該金属材料の表面にはんだ層が被着されたレンズ鏡筒とを含み、前記レンズの前記金属層が前記レンズ鏡筒の前記内側面の前記金属材料に前記はんだ層を介して接合される光デバイス用部品であって、
前記はんだ層は、前記レンズ鏡筒側から順に配置された、錫と前記金属材料の金属成分との合金相を主成分とする第1はんだ層と、ビスマス相を主成分として錫−ビスマス合金相を含む、前記第1はんだ層よりも融点が低い第2はんだ層とからなることを特徴とする光デバイス用部品。 - 前記金属材料が、ニッケル,コバルト,鉄,金,銀,銅,白金およびパラジウムの少なくとも1種からなることを特徴とする請求項1記載の光デバイス用部品。
- 外側面の全周に金属層が被着されたレンズと、少なくとも内側面の高さ方向の一部が該内側面の全周にわたって金属材料で形成されているレンズ鏡筒とを備え、前記レンズの前記金属層と前記レンズ鏡筒の前記内側面の前記金属材料とがはんだ接合層を介して接合された光デバイスであって、
前記はんだ接合層は、前記レンズ鏡筒側から順に配置された、錫と前記金属材料の金属成分との合金相を主成分とする第1接合層と、ビスマス相を主成分とする、前記第1接合層よりも融点が低い第2接合層と、錫と前記金属層の金属成分との合金相を主成分とする、前記第2接合層よりも融点が高い第3接合層とからなることを特徴とする光デバイス。 - 前記金属材料の金属成分および前記金属層の金属成分が、ニッケル,コバルト,鉄,金,銀,銅,白金およびパラジウムの少なくとも1種であることを特徴とする請求項3記載の光デバイス。
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