JP2012215622A - 光デバイスの封止構造、及び光デバイスの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】光ファイバの挿通部位を簡便に封止することができる光デバイスの封止構造を提供する。
【解決手段】本発明の光デバイスの封止構造は、光学素子が内部に配置された金属の筐体と、筐体の貫通孔に挿通された光ファイバとを備えた光デバイスの封止構造において、光ファイバの被覆を部分的に除去し裸線を露出させてなる裸線部の表面にＺｎを含む面が形成され、Ｚｎを含む面と貫通孔の内周面との間にＳｎを含む封止材が充填されていることを特徴とする。
【選択図】図２
【解決手段】本発明の光デバイスの封止構造は、光学素子が内部に配置された金属の筐体と、筐体の貫通孔に挿通された光ファイバとを備えた光デバイスの封止構造において、光ファイバの被覆を部分的に除去し裸線を露出させてなる裸線部の表面にＺｎを含む面が形成され、Ｚｎを含む面と貫通孔の内周面との間にＳｎを含む封止材が充填されていることを特徴とする。
【選択図】図２
Description
本発明は、光デバイスの封止構造、及び光デバイスの製造方法に関するものである。
光学素子を収容した筐体に貫通孔を設け、当該貫通孔を介して挿入された光ファイバを上記光学素子に接続した光デバイスが知られており、これらの光デバイスでは、光ファイバを挿通させた貫通孔を、半田封止している（例えば特許文献１，２参照）。
光ファイバが挿通された貫通孔を半田封止する場合、半田と光ファイバの密着性が悪く、そのままでは封止することができないため、光ファイバ表面に、密着性を向上させるため、通常ＡｕめっきによりＡｕ膜が形成されていた。しかしこの場合、少なくとも光ファイバの先端部分のＡｕ膜は、光ファイバの先端部分をＶ溝に配置する際の位置精度の劣化防止や、ファイバ先端部分を他部品へ接着する際に接着強度補強用として用いる部材のファイバ挿入穴に光ファイバの先端部分が挿入できないという問題を回避するために除去しなければならず、手間とコストが掛かるものであった。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、光ファイバの挿通部位を簡便に封止することができる光デバイスの封止構造、及び光デバイスの製造方法を提供することを目的とする。
本発明の光デバイスの封止構造は、光学素子が内部に配置された金属の筐体と、前記筐体の貫通孔に挿通された光ファイバとを備えた光デバイスの封止構造において、前記光ファイバの被覆を部分的に除去し裸線を露出させてなる裸線部の表面にＺｎを含む面が形成され、前記Ｚｎを含む面と前記貫通孔の内周面との間にＳｎを含む封止材が充填されていることを特徴とする。
前記封止材はＺｎを含有する構成としてもよい。
前記封止材に含まれるＺｎが前記裸線部の表面に偏在している構成としてもよい。
前記封止材に含まれるＺｎが前記裸線部の表面に偏在している構成としてもよい。
本発明の光デバイスの製造方法は、光学素子が内部に配置された金属の筐体と、前記筐体の貫通孔に挿通された光ファイバとを備えた光デバイスの製造方法において、前記光ファイバの被覆を部分的に除去することにより裸線が露出した裸線部を形成する工程と、前記裸線部の表面にＺｎを有する層を形成する工程と前記光ファイバを前記貫通孔に挿入し、前記Ｚｎを含む面と前記貫通孔の内周面との間にＳｎを含む封止材を充填する工程と、を有することを特徴とする。
本発明の光デバイスの製造方法は、光学素子が内部に配置された金属の筐体と、前記筐体の貫通孔に挿通された光ファイバとを備えた光デバイスの製造方法において、前記光ファイバの被覆を部分的に除去することにより裸線が露出した裸線部を形成する工程と、前記裸線部にＺｎ含有半田を塗布する工程と、前記Ｚｎ含有半田を除去することにより前記裸線部の表面にＺｎを含む面を形成する工程と、前記光ファイバを前記貫通孔に挿入し、前記Ｚｎを含む面と前記貫通孔の内周面との間にＳｎを含む封止材を充填する工程と、を有することを特徴とする。
本発明の光デバイスの製造方法は、光学素子が内部に配置された金属の筐体と、前記筐体の貫通孔に挿通された光ファイバとを備えた光デバイスの製造方法において、前記光ファイバの被覆を部分的に除去することにより裸線が露出した裸線部を形成する工程と、前記裸線部にＺｎ含有半田を塗布する工程と、前記光ファイバを前記貫通孔に挿入し、前記裸線部上のＺｎ含有半田と前記貫通孔の内周面との間にＳｎを含む封止材を充填する工程と、を有することを特徴とする。
本発明の光デバイスの製造方法は、光学素子が内部に配置された金属の筐体と、前記筐体の貫通孔に挿通された光ファイバとを備えた光デバイスの製造方法において、前記光ファイバの被覆を部分的に除去することにより裸線が露出した裸線部を形成する工程と、前記光ファイバを前記貫通孔に挿入し、前記裸線部と前記貫通孔の内周面との間にＺｎ含有半田を充填する工程と、を有することを特徴とする。
本発明の光デバイスの封止構造によれば、裸線部の表面に形成されたＺｎを含む面において、Ｓｎを含む封止材と強固な結合が得られる。これにより、従来用いていたＡｕ膜などの高価な部材を用いる必要がなくなるため、部材コストを削減できるとともに、良好な封止性を得ることができる。
また本発明の光デバイスの製造方法によれば、裸線部の表面にＺｎを含む面を浸漬などにより形成した後、あるいはＺｎを含む面を形成しつつ、貫通孔に半田を充填して封止を行うので、従来用いていたＡｕなどの高価な部材を用いることはなく、且つマスクパターン等を用いて裸線部に部分的にめっきを形成する必要がなくなるため、部材コストを削減し、工程を簡素化しつつも、良好な封止性を有する光デバイスを製造することができる。
また本発明の光デバイスの製造方法によれば、裸線部の表面にＺｎを含む面を浸漬などにより形成した後、あるいはＺｎを含む面を形成しつつ、貫通孔に半田を充填して封止を行うので、従来用いていたＡｕなどの高価な部材を用いることはなく、且つマスクパターン等を用いて裸線部に部分的にめっきを形成する必要がなくなるため、部材コストを削減し、工程を簡素化しつつも、良好な封止性を有する光デバイスを製造することができる。
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳しく説明する。
なお、以下では、光学素子の一例として光導波路素子を挙げ、光デバイスの一例として光導波路パッケージを挙げて説明するが、本発明に係る光学素子及び光デバイスはこれらに限定されるものではない。例えば、レーザーダイオードとそのパッケージや、フォトダイオードとそのパッケージであってもよい。
なお、以下では、光学素子の一例として光導波路素子を挙げ、光デバイスの一例として光導波路パッケージを挙げて説明するが、本発明に係る光学素子及び光デバイスはこれらに限定されるものではない。例えば、レーザーダイオードとそのパッケージや、フォトダイオードとそのパッケージであってもよい。
（第１の実施形態）
図１は、本発明の光デバイスの一実施の形態である光導波路パッケージを示す図である。図２は、光導波路パッケージの封止構造の説明図である。
図１は、本発明の光デバイスの一実施の形態である光導波路パッケージを示す図である。図２は、光導波路パッケージの封止構造の説明図である。
図１に示す光導波路パッケージ（光デバイス）１００は、有底箱状の筐体１０と、筐体１０の内部に実装された光導波路素子（光学素子）２０と、筐体１０の開口端に被せられ固着された蓋部１１と、光導波路素子２０に接続された入力用及び出力用の光ファイバ３１と、を有する。
なお、図１においては、内部に実装された光導波路素子２０が見えるように、筐体１０及び蓋部１１の一部を切り欠いて描いている。
なお、図１においては、内部に実装された光導波路素子２０が見えるように、筐体１０及び蓋部１１の一部を切り欠いて描いている。
光導波路素子２０は、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３；ＬＮ）基板上にマッハツェンダー型の光導波路２１と電極２２を形成したものであり、筐体１０内の台座１４上に所定の接着剤を用いて固定されている。
光導波路２１の一方の端部には、ファイバ固定具２３を介して入力用の光ファイバ３１が接続されている。入力用の光ファイバ３１は、筐体１０の側壁に設けられた貫通孔を通じて筐体１０の内部から外部へ引き出され、光源４１に接続されている。光ファイバ３１が挿通された筐体１０の貫通孔１０ａには、半田が充填され、筐体１０を密閉する封止部１２とされている。
一方、光導波路素子２０における光導波路２１の他方の端部にも、上記と同様に出力用の光ファイバ３１が接続されている。出力用の光ファイバ３１は筐体１０の他方の貫通孔を通して筐体１０の外部に引き出されるとともに、入力用の光ファイバ３１と同様、筐体１０の他方の貫通孔には半田が充填され封止されている。そして出力用の光ファイバ３１は受光器４２に接続される。さらに受光器４２は配線を介して測定器４３と接続されている。また、光導波路素子２０の電極２２には、ＲＦコネクタ及び配線を介して駆動回路４４が接続されている。
このような構成により、光導波路素子２０は光強度変調器として機能する。すなわち、入力用の光ファイバ３１から入力部へ信号光が入力され、光導波路２１中を所定数の経路に分岐されて伝搬する間に電極２２から位相変調を受けた後、再び出力部において合波される。電極２２へは、所定の変調信号電圧が印加され、この変調信号電圧に基づく電界が基板内（光導波路２１部分）に印加されて、電気光学効果を介して上記変調信号に応じた屈折率変化が誘起される。この屈折率変化により、分岐された光導波路２１中を伝搬する光が位相変調された後に合波されることにより、強度変調された信号光が得られる。
図２（ａ）は、図１に示す封止部１２を拡大して示す図である。図２（ｂ）は、光ファイバ３１の先端構造を示す図である。図２（ｃ）は、光ファイバ３１の先端部分の断面図である。
本実施形態において、光導波路パッケージ１００と接続される光ファイバ３１は、図２（ｂ）に示すように、その先端部分において被覆３２が除去され、光ファイバの裸線（コア及びクラッド）が露出した裸線部３３が形成されている。また本実施形態の場合、図２（ｃ）に示すように、裸線部３３の表面に、Ｚｎを少なくとも含むＺｎ被膜（Ｚｎを含む面）３３ｚが形成されている。
裸線部３３は、筐体１０に形成された貫通孔１０ａに挿通され、裸線部３３の先端が光導波路素子２０のファイバ固定具２３に挿入されている。裸線部３３が挿通された貫通孔１０ａには、少なくとも裸線部３３表面のＺｎ被膜３３ｚと貫通孔１０ａの内壁との間に、半田材（封止材）４５が充填されており、これにより貫通孔１０ａを封止する封止部１２が形成されている。
封止部１２に充填されている半田材４５は少なくともＳｎを含有する半田であり、例えばＳｎ−Ａｇ系半田、Ｓｎ−Ｉｎ系半田、Ｓｎ−Ａｇ―Ｃｕ系半田、Ｓｎ−Ｃｕ系半田、Ｓｎ−Ａｇ−Ｉｎ系半田、Ｓｎ−Ｂｉ系半田、Ｓｎ−Ｚｎ−Ｂｉ系半田、Ｓｎ−Ｚｎ−Ａｌ系半田等を用いることができる。
以上の構成を備えた本実施形態の封止構造によれば、光ファイバ３１の裸線部３３の表面にＺｎ被膜３３ｚが形成されていることで、Ｚｎ被膜３３ｚと半田材４５との間で高い密着性を得ることができる。これにより、良好な封止性を有する封止部１２を形成することができる。
より詳しくは、Ｚｎ被膜３３ｚが、裸線部３３の構成成分であるＳｉＯ２の酸素（Ｏ）と共有結合したＺｎを含むものであることから、裸線部３３表面に対して強固に結合している。さらに、Ｚｎ被膜３３ｚのＺｎの一部に対して、半田材４５に含まれるＳｎが金属結合することから、Ｚｎ被膜３３ｚと半田材４５との間でも強固な接合が得られる。以上から、裸線部３３と半田材４５と間で良好な封止性が得られるものと考えられる。
［製造方法］
次に、光導波路パッケージ１００の製造方法について、図３を参照しつつ説明する。
図３は、第１実施形態の光導波路パッケージの製造方法を示す図である。
なお、本実施形態は光ファイバと筐体の封止構造に特徴を有するものであるから、光導波路パッケージの製造工程のうち、光ファイバの接続工程についてのみ詳細に説明する。
次に、光導波路パッケージ１００の製造方法について、図３を参照しつつ説明する。
図３は、第１実施形態の光導波路パッケージの製造方法を示す図である。
なお、本実施形態は光ファイバと筐体の封止構造に特徴を有するものであるから、光導波路パッケージの製造工程のうち、光ファイバの接続工程についてのみ詳細に説明する。
本実施形態の製造方法は、光ファイバの被覆を部分的に除去することにより裸線が露出した裸線部を形成する工程と、裸線部にＺｎ含有半田を塗布する工程と、Ｚｎ含有半田を除去することにより裸線部の表面にＺｎを含む面を形成する工程と、光ファイバを貫通孔に挿入し、Ｚｎを含む面と前記貫通孔の内周面との間にＳｎを含む封止材を充填する工程と、を有する製造方法である。
まず、光導波路パッケージ１００に接続される光ファイバ３１を用意する。
光ファイバ３１は、通常、図３（ａ）に示すように、その先端部分まで被覆３２が形成されているので、ジャケットリムーバーを用いて先端部分の被覆３２を除去し、裸線を露出させた裸線部３３を形成する。ジャケットリムーバーとしては、ブレードで被覆３２をそぎ落とす装置や、ＣＯ２レーザー等により被覆３２を焼失させる装置を用いることができる。形成する裸線部３３の長さは、図２（ａ）に示したように、光導波路素子２０に接続したときに被覆３２が筐体１０の外側に位置する長さとする。
光ファイバ３１は、通常、図３（ａ）に示すように、その先端部分まで被覆３２が形成されているので、ジャケットリムーバーを用いて先端部分の被覆３２を除去し、裸線を露出させた裸線部３３を形成する。ジャケットリムーバーとしては、ブレードで被覆３２をそぎ落とす装置や、ＣＯ２レーザー等により被覆３２を焼失させる装置を用いることができる。形成する裸線部３３の長さは、図２（ａ）に示したように、光導波路素子２０に接続したときに被覆３２が筐体１０の外側に位置する長さとする。
次に、図３（ｂ）に示すように、裸線部３３を、Ｚｎ含有半田槽５１に浸漬し、裸線部３３の表面にＺｎ含有半田を塗布する。Ｚｎ含有半田槽５１は、超音波槽中に、液状のＳｎ−Ｚｎ−Ｂｉ系半田、Ｓｎ−Ｚｎ−Ａｌ系半田等を張ったものである。Ｚｎ含有半田槽５１に裸線部３３を浸漬すると、超音波印加と熱の作用により、裸線部３３上にＺｎ含有半田が付着する。その後、裸線部３３をＺｎ含有半田槽５１から引き上げ、半田を硬化させると、図３（ｃ）に示すように、裸線部３３を覆ってＺｎ含有半田４６が形成される。
次に、図３（ｃ）に示すように、Ｚｎ含有半田４６を、溶解槽５２に浸漬することで、裸線部３３上のＺｎ含有半田４６を溶解させる。溶解槽５２は、硝酸や触媒を含む塩酸等の半田を溶解させる溶液を張った槽である。
溶解槽５２への浸漬により、Ｚｎ含有半田４６の大部分は溶解除去される。しかし、裸線部３３の表面では、ガラスの構成成分であるＳｉＯ２と強固に固着したＺｎが存在する。このＺｎはほとんど溶出しないため、溶解槽５２から裸線部３３を引き上げると、その表面にＺｎ被膜３３ｚが形成されたものが得られる。
以上の工程により、裸線部３３表面にＺｎ被膜３３ｚを有する光ファイバ３１を作製することができる。
溶解槽５２への浸漬により、Ｚｎ含有半田４６の大部分は溶解除去される。しかし、裸線部３３の表面では、ガラスの構成成分であるＳｉＯ２と強固に固着したＺｎが存在する。このＺｎはほとんど溶出しないため、溶解槽５２から裸線部３３を引き上げると、その表面にＺｎ被膜３３ｚが形成されたものが得られる。
以上の工程により、裸線部３３表面にＺｎ被膜３３ｚを有する光ファイバ３１を作製することができる。
次に、図２（ａ）に示したように、Ｚｎ被膜３３ｚが形成された裸線部３３を筐体１０の貫通孔１０ａに挿入し、さらに裸線部３３の先端を、筐体１０内に実装されている光導波路素子２０のファイバ固定具２３の接続孔に挿入する。これにより、光ファイバ３１と光導波路素子２０とを接続する。
このとき、裸線部３３の表面にはＺｎ被膜３３ｚが形成されているが、Ｚｎ被膜３３ｚはごく薄い層であるため、Ｚｎ被膜３３ｚの膜厚を考慮した穴径を有するファイバ固定具２３を新たに用意する必要はなく、裸線部３３の径に合わせて形成されているこれまで使用していたファイバ固定具２３を使用することができる。
このとき、裸線部３３の表面にはＺｎ被膜３３ｚが形成されているが、Ｚｎ被膜３３ｚはごく薄い層であるため、Ｚｎ被膜３３ｚの膜厚を考慮した穴径を有するファイバ固定具２３を新たに用意する必要はなく、裸線部３３の径に合わせて形成されているこれまで使用していたファイバ固定具２３を使用することができる。
次に、貫通孔１０ａにおいて、Ｚｎ被膜３３ｚと貫通孔１０ａの内壁面との間に、半田材４５を充填することで、貫通孔１０ａを閉塞し、封止部１２を形成する。
本実施形態では、裸線部３３の表面にＺｎ被膜３３ｚが形成されているため、半田材４５としては、ガラスに付着しにくいＳｎ−Ａｇ系半田、Ｓｎ−Ｉｎ系半田、Ｓｎ−Ａｇ―Ｃｕ系半田、Ｓｎ−Ｃｕ系半田、Ｓｎ−Ａｇ−Ｉｎ系半田、Ｓｎ−Ｂｉ系半田等を用いることができる。これらを用いた場合にも、半田材４５に含まれるＳｎとＺｎ被膜３３ｚのＺｎとが金属結合するため、強固な結合を得ることができる。
本実施形態では、裸線部３３の表面にＺｎ被膜３３ｚが形成されているため、半田材４５としては、ガラスに付着しにくいＳｎ−Ａｇ系半田、Ｓｎ−Ｉｎ系半田、Ｓｎ−Ａｇ―Ｃｕ系半田、Ｓｎ−Ｃｕ系半田、Ｓｎ−Ａｇ−Ｉｎ系半田、Ｓｎ−Ｂｉ系半田等を用いることができる。これらを用いた場合にも、半田材４５に含まれるＳｎとＺｎ被膜３３ｚのＺｎとが金属結合するため、強固な結合を得ることができる。
上記の製造方法により作製した光導波路パッケージを、８５℃／８５％ＲＨ雰囲気に５００時間放置し、その後に筐体内部の水分量を測定したところ、５０００ｐｐｍ以下であり、Telcordia GR-468(*)規格を満たす良好な封止性が得られることが確認された。
(*) Telcordia:Generic Reliability Assurance Requirements for Optoelectronic Devices Used in Telecommunications Equipment ,GR-468-CORE(1998).
(*) Telcordia:Generic Reliability Assurance Requirements for Optoelectronic Devices Used in Telecommunications Equipment ,GR-468-CORE(1998).
以上に説明した本実施形態の製造方法によれば、裸線部３３をＺｎ含有半田槽５１と溶解槽５２に順次浸漬するという簡便な工程により、裸線部３３の表面にＺｎ被膜３３ｚを形成することができ、半田材４５と裸線部３３との良好な密着性を得ることができる。また、液槽への浸漬であるため、大量の光ファイバ３１を一括して処理することができる。したがって、従来のように裸線部３３上にＡｕのめっき層をパターン形成する場合と比較して、大幅に工程を簡素化することができ、且つ、従来用いていたＡｕなどの高価な部材を用いることがなくなるため製造コストを大幅に削減することができる。
また、貫通孔１０ａを封止する半田材４５として、ガラスに付着しない半田を用いても、Ｚｎ被膜３３ｚと良好な密着性を得ることができるため、半田付け作業に超音波印加が不要になり、作業性を向上させることができる。
また、上記実施の形態では、Ｚｎ被膜３３ｚの形成にＺｎ含有半田槽５１を用いる場合について説明したが、Ｚｎ被膜３３ｚの形成方法は、これに限られるものではない。
例えば、スパッタやＣＶＤなどの成膜法を用いてＺｎ膜又はＺｎ合金膜を裸線部３３上に形成した後、これを加熱して裸線部３３の表面とＺｎとを反応させることによりＺｎを有する層を形成し、その後にＺｎ膜又はＺｎ合金膜を溶解させることで、図３（ｄ）に示したＺｎ被膜３３ｚを得ることができる。
例えば、スパッタやＣＶＤなどの成膜法を用いてＺｎ膜又はＺｎ合金膜を裸線部３３上に形成した後、これを加熱して裸線部３３の表面とＺｎとを反応させることによりＺｎを有する層を形成し、その後にＺｎ膜又はＺｎ合金膜を溶解させることで、図３（ｄ）に示したＺｎ被膜３３ｚを得ることができる。
（第２の実施形態）
次に、図４を参照して第２の実施形態について説明する。
図４は、第２実施形態に係る光導波路パッケージの製造方法を示す説明図である。
次に、図４を参照して第２の実施形態について説明する。
図４は、第２実施形態に係る光導波路パッケージの製造方法を示す説明図である。
本実施形態の製造方法は、光ファイバ３１の被覆を部分的に除去することにより裸線が露出した裸線部３３を形成する工程と、裸線部３３にＺｎ含有半田４６を塗布する工程と、光ファイバ３１を筐体１０の貫通孔１０ａに挿入し、裸線部３３上のＺｎ含有半田４６と貫通孔１０ａの内周面との間にＳｎを含む半田材４５を充填する工程と、を有する製造方法である。
まず、図４（ａ）に示すように、光ファイバ３１に裸線部３３を形成する。具体的な手順は、先の第１実施形態と同様である。
次に、図４（ｂ）に示すように、光ファイバ３１の裸線部３３上の所定の位置に、Ｚｎ含有半田４６を部分的に塗布する。Ｚｎ含有半田４６は、先の実施形態と同様に、ガラスに付着する半田であり、例えば、Ｓｎ−Ｚｎ−Ｂｉ系半田や、Ｓｎ−Ｚｎ−Ａｌ系半田を用いることができる。Ｚｎ含有半田４６の塗布方法は特に限定されず、手付けのほか、リフローにより実施してもよい。
上記の塗布工程により、比較的厚いＺｎ含有半田４６が裸線部３３の表面に形成されるが、塗布時の超音波印加と加熱により、裸線部３３とＺｎ含有半田４６とは強固に固着される。
次に、図４（ｃ）に示すように、Ｚｎ含有半田４６が形成された裸線部３３を筐体１０の貫通孔１０ａに挿入し、さらに裸線部３３の先端を、筐体１０内に実装されている光導波路素子２０のファイバ固定具２３の接続孔に挿入する。これにより、光ファイバ３１と光導波路素子２０とを接続する。なお、本実施形態では、裸線部３３の先端部にはＺｎ含有半田４６は形成されていないため、ファイバ固定具２３の接続孔への挿入に不具合を生じることはない。
また上記の挿入工程において、裸線部３３上のＺｎ含有半田４６を貫通孔１０ａ内に配置する。Ｚｎ含有半田４６は、裸線部３３のうちファイバ固定具２３に挿入される部分以外の表面に形成することができるため、Ｚｎ含有半田４６の塗布長さを貫通孔１０ａの長さよりも大きくしておくことで、精密な位置決めは不要になる。
次に、貫通孔１０ａにおいて、Ｚｎ含有半田４６と貫通孔１０ａの内壁面との間に、半田材４５を充填することで、貫通孔１０ａを閉塞し、封止部１２を形成する。
半田材４５としては、先の実施形態と同様のものを用いることができる。本実施形態では、裸線部３３上にＺｎ含有半田４６が塗布されているため、半田材４５として、ガラスに付着しにくいＳｎ−Ａｇ系半田、Ｓｎ−Ｉｎ系半田、Ｓｎ−Ａｇ―Ｃｕ系半田、Ｓｎ−Ｃｕ系半田、Ｓｎ−Ａｇ−Ｉｎ系半田、Ｓｎ−Ｂｉ系半田等を用いてもよい。これらを用いた場合にもＺｎ含有半田４６と半田材４５とは強固に固着する。
半田材４５としては、先の実施形態と同様のものを用いることができる。本実施形態では、裸線部３３上にＺｎ含有半田４６が塗布されているため、半田材４５として、ガラスに付着しにくいＳｎ−Ａｇ系半田、Ｓｎ−Ｉｎ系半田、Ｓｎ−Ａｇ―Ｃｕ系半田、Ｓｎ−Ｃｕ系半田、Ｓｎ−Ａｇ−Ｉｎ系半田、Ｓｎ−Ｂｉ系半田等を用いてもよい。これらを用いた場合にもＺｎ含有半田４６と半田材４５とは強固に固着する。
なお、半田材４５を充填する過程で、Ｚｎ含有半田４６の一部又は全部が溶融し、半田材４５と一体の封止材を形成してもよい。このようにＺｎ含有半田４６が溶融した場合にも、裸線部３３の表面には、ＳｉＯ２と強固に固着したＺｎが存在するため、このＺｎと半田材４５に含まれるＳｎとが金属結合することにより、強固な結合を得ることができる。
上記の製造方法により作製した光導波路パッケージを、８５℃／８５％ＲＨ雰囲気に５００時間放置し、その後に筐体内部の水分量を測定したところ、５０００ｐｐｍ以下であり、良好な封止性が得られることが確認された。
以上に説明した本実施形態の製造方法によれば、裸線部３３に部分的にＺｎ含有半田を塗布するという簡便な工程により、裸線部３３の表面にＺｎ含有半田４６を形成することができる。そして、かかるＺｎ含有半田４６上に半田材４５を塗布することで、半田材４５をＺｎ含有半田４６に対して強固に接合させ、あるいは、Ｚｎ含有半田４６と溶融一体化させて、裸線部３３に対して強固に接合させることができる。これにより、良好な封止性を有する封止部１２を簡便な工程で形成することができる。
したがって、従来のように裸線部３３上にＡｕのめっき層をパターン形成する場合と比較して、大幅に工程を簡素化することができ、且つ、従来用いていたＡｕなどの高価な部材を用いることがなくなるため製造コストを大幅に削減することができる。また、貫通孔１０ａを封止する半田材４５として、ガラスに付着しない半田を用いることができるため、半田付け作業に超音波印加が不要になり、作業の煩雑性の低減及び工程の簡素化を図ることができる。
したがって、従来のように裸線部３３上にＡｕのめっき層をパターン形成する場合と比較して、大幅に工程を簡素化することができ、且つ、従来用いていたＡｕなどの高価な部材を用いることがなくなるため製造コストを大幅に削減することができる。また、貫通孔１０ａを封止する半田材４５として、ガラスに付着しない半田を用いることができるため、半田付け作業に超音波印加が不要になり、作業の煩雑性の低減及び工程の簡素化を図ることができる。
（第３の実施形態）
次に、図５を参照して第３の実施形態について説明する。
図５は、第３実施形態に係る光導波路パッケージの製造方法を示す説明図である。
次に、図５を参照して第３の実施形態について説明する。
図５は、第３実施形態に係る光導波路パッケージの製造方法を示す説明図である。
本実施形態の製造方法は、光ファイバ３１の被覆を部分的に除去することにより裸線が露出した裸線部３３を形成する工程と、光ファイバ３１を筐体１０の貫通孔１０ａに挿入し、裸線部３３と貫通孔１０ａの内周面との間にＺｎ含有半田４６を充填する工程と、を有する製造方法である。
まず、図５（ａ）に示すように、光ファイバ３１に裸線部３３を形成する。具体的な手順は、先の第１実施形態と同様である。
次に、図５（ｂ）に示すように、光ファイバ３１の裸線部３３を筐体１０の貫通孔１０ａに挿入し、さらに裸線部３３の先端を、筐体１０内に実装されている光導波路素子２０のファイバ固定具２３の接続孔に挿入する。これにより、光ファイバ３１と光導波路素子２０とを接続する。なお、本実施形態では、裸線部３３の表面には何も形成されていないため、ファイバ固定具２３の接続孔への挿入に不具合を生じることはない。
次に、貫通孔１０ａにおいて、裸線部３３と貫通孔１０ａの内壁面との間に、Ｚｎ含有半田４６を充填する。Ｚｎ含有半田４６は、ガラスに付着する半田であり、例えば、Ｓｎ−Ｚｎ−Ｂｉ系半田や、Ｓｎ−Ｚｎ−Ａｌ系半田を用いることができる。Ｚｎ含有半田４６を充填することで、貫通孔１０ａを閉塞し、封止部１２を形成することができる。
本実施形態では、Ｚｎ含有半田４６を充填する過程での超音波印加と加熱により、裸線部３３とＺｎ含有半田４６とは強固に固着される。
上記の製造方法により作製した光導波路パッケージを、８５℃／８５％ＲＨ雰囲気に５００時間放置し、その後に筐体内部の水分量を測定したところ、５０００ｐｐｍ以下であり、良好な封止性が得られることが確認された。
以上に説明した本実施形態の製造方法によれば、裸線部３３にＡｕのめっきをパターン形成せずに筐体１０に装着し、その後にＺｎ含有半田を充填することで、封止部１２を形成する。したがって、従来のように裸線部３３上にＡｕのめっき層をパターン形成する場合と比較して、大幅に工程を簡素化することができ、且つ、従来用いていたＡｕなどの高価な部材を用いることがなくなるため製造コストを大幅に削減することができる。ただし、濡れ性の悪いＺｎ含有半田を用いて貫通孔１０ａを封止するため、半田付け作業に超音波印加が必要である。
１０…筐体、１０ａ…貫通孔、２０…光導波路素子（光学素子）、３１…光ファイバ、３２…被覆、３３…裸線部、３３ｚ…Ｚｎ被膜（Ｚｎを含む面）、４５…半田材（封止材）、４６…Ｚｎ含有半田、１００…光導波路パッケージ（光デバイス）
Claims (6)
- 光学素子が内部に配置された金属の筐体と、前記筐体の貫通孔に挿通された光ファイバとを備えた光デバイスの封止構造において、
前記光ファイバの被覆を部分的に除去し裸線を露出させてなる裸線部の表面にＺｎを含む面が形成され、
前記Ｚｎを含む面と前記貫通孔の内周面との間にＳｎを含む封止材が充填されていることを特徴とする光デバイスの封止構造。 - 請求項１に記載の光デバイスの封止構造において、前記封止材はＺｎを含有することを特徴とする光デバイスの封止構造。
- 光学素子が内部に配置された金属の筐体と、前記筐体の貫通孔に挿通された光ファイバとを備えた光デバイスの製造方法において、
前記光ファイバの被覆を部分的に除去することにより裸線が露出した裸線部を形成する工程と、
前記裸線部の表面にＺｎを有する層を形成する工程と
前記光ファイバを前記貫通孔に挿入し、前記Ｚｎを含む面と前記貫通孔の内周面との間にＳｎを含む封止材を充填する工程と、
を有することを特徴とする光デバイスの製造方法。 - 光学素子が内部に配置された金属の筐体と、前記筐体の貫通孔に挿通された光ファイバとを備えた光デバイスの製造方法において、
前記光ファイバの被覆を部分的に除去することにより裸線が露出した裸線部を形成する工程と、
前記裸線部にＺｎ含有半田を塗布する工程と、
前記Ｚｎ含有半田を除去することにより前記裸線部の表面にＺｎを含む面を形成する工程と、
前記光ファイバを前記貫通孔に挿入し、前記Ｚｎを含む面と前記貫通孔の内周面との間にＳｎを含む封止材を充填する工程と、
を有することを特徴とする光デバイスの製造方法。 - 光学素子が内部に配置された金属の筐体と、前記筐体の貫通孔に挿通された光ファイバとを備えた光デバイスの製造方法において、
前記光ファイバの被覆を部分的に除去することにより裸線が露出した裸線部を形成する工程と、
前記裸線部にＺｎ含有半田を塗布する工程と、
前記光ファイバを前記貫通孔に挿入し、前記裸線部上のＺｎ含有半田と前記貫通孔の内周面との間にＳｎを含む封止材を充填する工程と、
を有することを特徴とする光デバイスの製造方法。 - 光学素子が内部に配置された金属の筐体と、前記筐体の貫通孔に挿通された光ファイバとを備えた光デバイスの製造方法において、
前記光ファイバの被覆を部分的に除去することにより裸線が露出した裸線部を形成する工程と、
前記光ファイバを前記貫通孔に挿入し、前記裸線部と前記貫通孔の内周面との間にＺｎ含有半田を充填する工程と、
を有することを特徴とする光デバイスの製造方法。
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