JP2015014803A - Aspherical-lensed cap, manufacturing method therefor, and manufacturing method for light source module - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、非球面レンズ付きキャップ、非球面レンズ付きキャップの製造方法及び光源モジュールの製造方法に関する。 The present invention relates to a cap with an aspheric lens, a method for manufacturing a cap with an aspheric lens, and a method for manufacturing a light source module.
近年、光通信に代表されるように幅広い分野で光技術は活用されている。光技術というカテゴリに含まれるキーデバイスとしては、半導体レーザ素子、及び半導体受光素子といった半導体光素子が代表的である。 In recent years, optical technology has been utilized in a wide range of fields as represented by optical communication. Typical key devices included in the category of optical technology are semiconductor optical elements such as semiconductor laser elements and semiconductor light receiving elements.
特許文献1には、半導体レーザ素子で発生する熱を効率よく拡散させるための構造が開示されている。特許文献1では、半導体レーザ素子の寿命特性を向上させるため、半導体レーザ素子を実装基板上に実装した後、キャップで気密封止し、半導体レーザ素子を外界から保護する。
キャップを実装基板上に固定させる方法としては様々な方法がある。そのうちの1つとしては抵抗溶接と呼ばれる方法がある。抵抗溶接を採用した場合、互いに位置決めされた実装基板及びキャップを一対の電極で挟み、この状態で電極間を通電させて実装基板に対してキャップを接合させる。なお、キャップは筒状体であることから、キャップに鍔部を設け、この鍔部と実装基板間を一対の電極で挟持し、この状態でキャップの鍔部と実装基板間を通電させる方法が一般的である。 There are various methods for fixing the cap on the mounting substrate. One of them is a method called resistance welding. When resistance welding is employed, the mounting substrate and the cap positioned with respect to each other are sandwiched between a pair of electrodes, and in this state, the electrodes are energized to join the cap to the mounting substrate. Since the cap is a cylindrical body, there is a method in which a flange is provided on the cap, the flange and the mounting substrate are sandwiched between a pair of electrodes, and the cap and the mounting substrate are energized in this state. It is common.
ところで、抵抗溶接によって実装基板にキャップを固着させる場合には、電極をキャップの鍔部上に意図したように配置させることが重要である(なお、この意義は、実施形態における説明からより明らかになる)。 By the way, when the cap is fixed to the mounting substrate by resistance welding, it is important to arrange the electrodes as intended on the flange portion of the cap (this significance is more apparent from the description in the embodiment). Become).
高性能レンズを保持するためのキャップは、切削加工によって製造されることが多い。しかしながら、特に大量生産時には、使用に応じた加工刃物の磨耗等によって意図したようにキャップの外形を出すことは難しい場合がある。より具体的には、切削刃物の磨耗によってキャップの外形は各キャップ間でばらついてしまう。 A cap for holding a high-performance lens is often manufactured by cutting. However, particularly in mass production, it may be difficult to bring out the outer shape of the cap as intended due to wear of the processing blade according to use. More specifically, the outer shape of the cap varies between caps due to wear of the cutting blade.
このようにキャップの外形が意図しないものになった場合、抵抗溶接時にキャップを実装基板上に固定させようとしたとしても、電極をキャップの鍔部上に意図したように配置することができない場合がある(例えば、後述の図5に示す比較例のような場合がある)。 When the outer shape of the cap becomes unintended as described above, the electrode cannot be arranged as intended on the collar of the cap even if the cap is fixed on the mounting board during resistance welding. (For example, there may be a comparative example shown in FIG. 5 described later).
このように、キャップの製造誤差(キャップ外形のばらつき)に起因して、キャップの鍔部上に電極を意図したように配置することができない場合がある。 As described above, due to the manufacturing error of the cap (variation in the outer shape of the cap), the electrode may not be arranged as intended on the collar portion of the cap.
本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、キャップの製造誤差に起因して、キャップの鍔部上に電極を意図したように配置できなくなることを抑制することを目的とする。 The present invention has been made to solve such a problem, and it is possible to prevent the electrode from being arranged as intended on the collar portion of the cap due to a manufacturing error of the cap. Objective.
本発明の第1の態様にかかる非球面レンズ付きキャップの製造方法は、実装基板に対して固定される導電性の非球面レンズ付きキャップの製造方法であって、前記キャップは、本体部と、前記本体部から離間する方向へ前記本体部に連結した基端から延出する鍔部と、を備え、前記鍔部は板状であり、その上面側は平面であり、前記鍔部上面側と前記本体部の外周面の境界近傍には窪みが形成されており、切削刃物によってステンレス鋼からなる母材を加工して、前記本体部と前記鍔部を一体として製造する切削工程と、非球面レンズを前記キャップに設ける工程と、を備えるものである。 A manufacturing method of a cap with an aspheric lens according to a first aspect of the present invention is a manufacturing method of a cap with an aspheric lens that is fixed to a mounting substrate, the cap comprising: a main body; A flange extending from a base end connected to the main body in a direction away from the main body, the flange is plate-shaped, and the upper surface side is a plane, and the upper surface side of the flange A recess is formed in the vicinity of the boundary of the outer peripheral surface of the main body, and a cutting process of processing a base material made of stainless steel with a cutting blade to manufacture the main body and the flange as a unit, and an aspherical surface Providing a lens on the cap.
また、本発明の第2の態様にかかる光源モジュールの製造方法は、半導体光素子と、前記半導体光素子が実装された実装基板と、前記実装基板に対して固定され、前記半導体光素子を内部に収納する導電性のキャップと、前記キャップによって直接又は間接的に保持された非球面レンズと、を備える光源モジュールの製造方法であって、前記キャップは、本体部と、前記本体部から離間する方向へ前記本体部に連結した基端から延出する鍔部と、を備え、前記鍔部は板状であり、その上面側は平面であり、記鍔部は、抵抗溶接時に電極が載置される載置面を有し、前記鍔部上面側と前記本体部の外周面の境界近傍には窪みが形成されており、切削刃物によってステンレス鋼からなる母材を加工して、前記本体部と前記鍔部を一体として製造する切削工程と、前記非球面レンズを前記キャップに設ける工程と、前記鍔部の前記載置面と前記実装基板とを電極で挟み込み、抵抗溶接によりキャップを実装基板に固着する工程と、を備える光源モジュールの製造方法。 The method of manufacturing the light source module according to the second aspect of the present invention includes: a semiconductor optical device; a mounting substrate on which the semiconductor optical device is mounted; and the semiconductor optical device fixed to the mounting substrate. And a non-spherical lens held directly or indirectly by the cap, wherein the cap is separated from the main body and the main body. Extending from the base end connected to the main body in the direction, the flange is plate-shaped, the upper surface is a flat surface, and the electrode is placed on the flange when resistance welding is performed. A recess is formed in the vicinity of the boundary between the upper surface side of the flange portion and the outer peripheral surface of the main body, and a base material made of stainless steel is processed by a cutting blade, and the main body And the heel part as a unit A light source comprising: a cutting step; a step of providing the aspheric lens on the cap; and a step of sandwiching the mounting surface of the flange portion and the mounting substrate with electrodes and fixing the cap to the mounting substrate by resistance welding. Module manufacturing method.
本発明の第3の態様にかかる非球面レンズ付きキャップは、実装基板に対して固定される導電性のキャップと、前記キャップによって直接又は間接的に保持された非球面レンズと、を備えるレンズ付きキャップであって、前記キャップは、本体と、前記本体から離間する方向へ前記本体に連結した基端から延出する鍔部と、を備え、前記鍔部は板状であり、その上面側は平面であり、前記鍔部上面側と前記本体の外周面の境界近傍には窪みが形成されており、前記本体と前記鍔部は、一体として金属母材を切削加工することにより形成されている、非球面レンズ付きキャップ。 A cap with an aspheric lens according to a third aspect of the present invention is provided with a lens comprising a conductive cap fixed to a mounting substrate and an aspheric lens held directly or indirectly by the cap. A cap including a main body and a flange extending from a base end connected to the main body in a direction away from the main body, the flange being plate-shaped, It is a flat surface, and a recess is formed in the vicinity of the boundary between the upper surface side of the flange portion and the outer peripheral surface of the main body, and the main body and the flange portion are formed by cutting a metal base material integrally. , Cap with aspheric lens.
載置面と外周面の境界近傍に窪みを形成することによって、製造誤差に起因してキャップの鍔部上に電極を意図したように配置できなくなることを抑制することができる。 By forming a recess in the vicinity of the boundary between the mounting surface and the outer peripheral surface, it is possible to prevent the electrode from being arranged as intended on the collar portion of the cap due to a manufacturing error.
本発明によれば、キャップの製造誤差に起因して、キャップの鍔部上に電極を意図したように配置できなくなることを抑制することができる。 According to the present invention, it is possible to prevent the electrode from being arranged as intended on the collar portion of the cap due to a manufacturing error of the cap.
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。なお、各実施の形態は、説明の便宜上、簡略化されている。図面は簡略的なものであるから、図面の記載を根拠として本発明の技術的範囲を狭く解釈してはならない。図面は、もっぱら技術的事項の説明のためのものであり、図面に示された要素の正確な大きさ等は反映していない。同一の要素には、同一の符号を付し、重複する説明は省略するものとする。上下左右といった方向を示す言葉は、図面を正面視した場合を前提として用いるものとする。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Each embodiment is simplified for convenience of explanation. Since the drawings are simple, the technical scope of the present invention should not be interpreted narrowly based on the drawings. The drawings are only for explaining the technical matters, and do not reflect the exact sizes or the like of the elements shown in the drawings. The same elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted. Words indicating directions such as up, down, left, and right are used on the assumption that the drawing is viewed from the front.
〔第1の実施の形態〕
図1乃至5を参照して、本発明の第1実施形態について説明する。図1は、光通信モジュールの概略的な断面構成を示す模式図である。図2は、光源モジュールを斜視した概略的な模式図である。図3は、キャップの概略的な断面構成を示す模式図である。図4A及びBは、光源モジュールの製造方法を示す概略的な工程図である。図5は、比較例を説明するための説明図である。
[First Embodiment]
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a schematic cross-sectional configuration of an optical communication module. FIG. 2 is a schematic schematic view of the light source module in perspective. FIG. 3 is a schematic diagram showing a schematic cross-sectional configuration of the cap. 4A and 4B are schematic process diagrams showing a method for manufacturing a light source module. FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining a comparative example.
図1に示すように、光通信モジュール100は、コネクタ30、アイソレータ31、光ファイバ32、及び光源モジュール(光モジュール)50を有する。光源モジュール50は、実装基板1、リードピン2、台座3、半導体レーザ素子(半導体光素子)4、半導体受光素子(半導体光素子)5、キャップ10、レンズ(光学部品)20、及び封止ガラス25を有する。なお、レンズ20を保持した状態のキャップ10をレンズユニット(光学ユニット)と呼ぶこともある。
As shown in FIG. 1, the
光通信モジュール100は、半導体レーザ素子4から出力されたレーザ光を、光ファイバ32のコア32aにレンズ20を介して入力させる。光通信モジュール100は、半導体レーザ素子4を変調して駆動し、外部から伝達される電気信号に応じた光信号を光ファイバ32に入力させる。
The
なお、半導体レーザ素子4と光ファイバ32間には軸線AX(レンズ20の光軸AXに等しい)に沿って延在する光路が形成されている。半導体レーザ素子4からの出射光は、軸線AXに沿って前方に伝播し、レンズ20によってレンズ作用を受け、アイソレータ31を通過し、光ファイバ32のコア32aに光結合される。なお、光ファイバ32は、y軸に沿って延在する線状体であり、コア32aがクラッド32bによって囲まれた構造を有する。コア32aの屈折率は、クラッド32bの屈折率よりも高い。これによって、光ファイバ32に入力された光は、コア32aに閉じ込められた状態で、コア32a内を伝播する。
An optical path extending along the axis AX (equal to the optical axis AX of the lens 20) is formed between the
光源モジュール50は、コネクタ30を介して光ファイバ32に取り付けられる。光源モジュール50は、光ファイバ32のコア32aに光結合される光を出力する。
The
以下、図1乃至図3を参照してより具体的に説明する。 Hereinafter, a more specific description will be given with reference to FIGS. 1 to 3.
実装基板1は、金属(例えば、銅)からなる板状部材である。実装基板1の背面には、抵抗溶接時に電極が配置される。実装基板1を形成する導電材料は、キャップ10を形成する導電材料とは異なる。換言すると、実装基板1を形成する導電材料の抵抗値は、キャップ10を形成する導電材料の抵抗値とは異なる。なお、実装基板1上には、台座3、半導体レーザ素子4、及び半導体受光素子5が実装されている。
The mounting
リードピン2は、金属からなる棒状部材である。リードピン2は、実装基板1に形成された貫通孔内に挿通され、絶縁材料(軟質ガラス等)によって実装基板1とは電気的に絶縁された状態で実装基板1によって保持される。
The
台座3は、半導体レーザ素子4が固定される。台座3は、実装基板1と同様に金属であっても良いし、他の材料であっても良い。台座3は、実装基板1と一体成形されていても良い。
The
半導体レーザ素子4は、半導体層が積層されて形成されたチップ状の半導体光素子である。半導体レーザ素子4は、駆動電流に応じて所定波長のレーザ光を出力する。なお、半導体レーザ素子4の種類は任意である。半導体レーザ素子4は、面発光型のレーザ素子であっても良いし、端面発光型のレーザ素子であっても良い。
The
半導体受光素子5は、入射光量に応じた量の電流を生成するチップ状の半導体光素子である。半導体受光素子5は、半導体レーザ素子4の活性層の反射端から漏れる漏れ光を受光する。半導体受光素子5からの出力に応じて半導体レーザ素子4の駆動状態を制御することができる。
The semiconductor
なお、半導体レーザ素子4は、ボンディングワイヤーを介してリードピン2に接続される。同様に、半導体受光素子5も、ボンディングワイヤーを介してリードピン2に接続される。ここでは、半導体レーザ素子4のために2本のリードピン2を用意し、半導体受光素子5のために2本のリードピン2を用意している。半導体レーザ素子4及び半導体受光素子5は、実装基板1からは電気的に絶縁されている。
The
キャップ10は、抵抗溶接によって実装基板1上に固定される。キャップ10は、ステンレス鋼(SUS)からなる母材が切削刃物によって加工されることで製造される。キャップ10を切削加工で製造することによって、プレス加工の場合と比べて、キャップ10の高い加工精度を保持することができる。この点は、非球面レンズをキャップ10に保持させる場合には特に有利である。なお、鉄ニッケル合金のプレス加工によってキャップ10を製造しても良い。
The
キャップ10は、筒部11、及び鍔部12を有する。筒部11は、軸線AXに沿って延在し、軸線AXに沿う光路を囲む。筒部11の外周面は、実質的に平坦である。他方、筒部11の内周面は、筒部11の肉厚の変化に応じて非平坦である。
The
筒部11は、頂端から基端に向かって肉厚が肉厚W1〜W5に変化する。肉厚W2と肉厚W3の相違によって、筒部11の内周面には、レンズ20が配置される配置面13が形成される。
As for the
肉厚W4は、前方に近づくに従って肉厚が厚くなる。肉厚W4の筒部11の内周面は、前方に近づくに従って内側へ傾斜する。換言すると、筒部11には、前方に近づくに従って内側へ傾斜する傾斜面14が形成されている。
The wall thickness W4 increases as it approaches the front. The inner peripheral surface of the
なお、肉厚W1と肉厚W2の相違によって好適に封止ガラス25の注入空間を確保できる。また、キャップ10は、非常に薄肉である(肉厚W5=200μm程度である)。
In addition, the injection | pouring space of the sealing
鍔部12は、筒部11に連結した基端から外側へ延在する。鍔部12は、実装基板1の上面に対向配置される背面、この背面とは反対にある前面を有する板状の部分である。また、鍔部12の上面視形状は輪状である。なお、図1の状態のとき、鍔部12は、実装基板1に接合された状態であり、その背面は外部から視認することは難しい。
The
本実施形態では、筒部11と鍔部12の境界近傍に溝(窪み)15が形成されている。これによって、キャップ10の製造誤差に起因して、抵抗溶接時にキャップ10の鍔部12上に電極を意図したように配置できなくなることを抑制することができる。この点は、後述の説明から明らかになる。
In the present embodiment, a groove (depression) 15 is formed in the vicinity of the boundary between the
なお、溝15の深さDは、0<D<100μmが好ましい。溝15の深さDは、0<D<10μmであると好ましい。つまり、0%<肉厚W5/溝15の深さD<50%を満足すると良く、0%<肉厚W5/溝15の深さD<10%を満足すると更に良い。キャップ10の肉厚は、最低100μm程度保持すると良い。従って、W5=200μmの場合、逃げ加工深さは100μm程度とすると良い。加工長さについては、最大200μm程度とすれば良い。
The depth D of the
レンズ20は、平板状の非球面レンズであり、平板部21の両面にレンズ部22が形成されている。各レンズ部22のレンズ面は非球面である。レンズ20は、キャップ10の内側に完全に収納されている。レンズ20の材料は、樹脂であってもガラスであっても良い。
The
配置面13に配置されたレンズ20は、レンズ20の側面と筒部11の内周面とによって形成された空間内に低融点ガラス(固着手段)25を充填することでキャップ10に対して固着される。レンズ20をキャップ10内に取り付けることによって、半導体レーザ素子4が配置される空間は閉じられる。上述のように、キャップ10は、母材が切削加工されることで製造される。従って、比較的高精度にキャップ10に対してレンズ20を位置決めできる。
The
図2は、光源モジュール50を斜視した模式図である。光源モジュール50は、キャップ10の上面視形状は円状である。筒部11の上面視形状は円状である。鍔部12の上面視形状は輪状である。溝15は、円を描くように延在する。なお、実装基板1の上面視形状も円状である。
FIG. 2 is a schematic view of the
図3に、抵抗溶接によって実装基板1に対して固着される前のキャップ10を示す。
FIG. 3 shows the
図3に示すように、抵抗溶接前、鍔部12の背面12bには突起16が形成されている。突起16は、キャップ10の全周に亘る範囲で形成されている。突起16の背面視形状は輪状である。突起16を形成する斜面は、鍔部12の側面に連結している。このように突起16を設けることによって、抵抗溶接時、十分な接合強度及び気密性を確保しながら、キャップ10を実装基板1上に固着させることができる。なお、気密封止することで、半導体レーザ素子4の特性劣化を抑制することができる。
As shown in FIG. 3, the
突起16は、抵抗溶接時に流される大電流によって溶ける。従って、抵抗溶接後、図1に示すように突起16は、鍔部12の背面12bには残存していない。突起16の高さ、幅を所望の値に設定することによって抵抗溶接時に好適に気密封止することができる。
The
図3に示すように、溝15は、筒部11(筒部11の外周面11a)と鍔部12(鍔部12の上面12a)の境界に位置する。換言すると、溝15は、筒部11の外周面11aと鍔部12の上面12aの間に形成される。更に換言すると、上面12aは、溝15を介して、外周面11aに接続される。
As shown in FIG. 3, the
溝15は、筒部11の外周面11aが部分的に切削されることで形成され、筒部11の周方向に沿って輪状に延在する。
The
外周面11aの切削によって形成された露出面15aの断面視形状はC字状である。この露出面15aには、外側に向かって下方に傾斜し、外端が上面12aに連結するR面(アール面)が形成されている。ここでは、R面は、外周面11aを下方に延長させた仮想線よりも外側には形成されていない。なお、鍔部12の上面12aには電極が載置されるため、これを載置面と呼ぶこともある。
The cross-sectional view shape of the exposed
図4A及びBを参照しながら、光源モジュール50の製造方法について説明する。
A method for manufacturing the
まず、図4A(a)に示すように、切削刃物によってステンレス鋼からなる母材を加工してキャップ10を製造する。ここでは、共通の切削刃物を用いて、筒部11の外周面11aを面出しし、基準面としての外周面11aよりも内側まで母材を切削して溝15を形成し、その後、鍔部12の上面12aを面出しする。このように外周面11a、溝15、上面12aは、連続的に共通の切削刃物によって形成される。この製造方法によれば、キャップ10の量産性を高めることができる。
First, as shown in FIG. 4A (a), a
次に、図4A(b)に示すように、レンズ20をキャップ10に取り付ける。そして、封止ガラス25を充填し、レンズ20をキャップ10に対して固着させる。なお、レンズ20をキャップ10に対して嵌合させることで、レンズ20をキャップ10に対して固着させても良い。
Next, as shown in FIG. 4A (b), the
次に、図4B(c)に示すように、予め半導体レーザ素子4等が実装された実装基板1上にキャップ10を載置する。この状態で調芯をし、実装基板1に対してキャップ10を位置決めする。なお、通常のアセンブリ技術(いわゆる後工程)によって予め実装基板1に対して半導体レーザ素子4等は実装されているものとする。
Next, as shown in FIG. 4B (c), the
次に、図4B(d)に示すように、上部電極40と下部電極41で、積層された実装基板1とキャップ10を、キャップ10の鍔部12部分で挟み込む。そして、上部電極40を下方に押し付けながら、上部電極40と下部電極41間に電流を流す。このようにして、キャップ10は、実装基板1に対して固着される。
Next, as shown in FIG. 4B (d), the stacked mounting
上述のように、本実施形態では、筒部11と鍔部12の境界近傍に溝15を形成している(図3参照)。これによって、キャップ10の製造誤差に起因して、抵抗溶接時にキャップ10の鍔部12上に電極40を意図したように配置できなくなることを抑制することができる。
As described above, in this embodiment, the
上述の効果をより具体的に理解するため、図5及び図6の比較例を参照して更に説明する。図5に示す比較例では、筒部11と鍔部12の境界近傍に溝15が形成されていない。この場合、図5に模式的に示すように、上部電極40が、鍔部12の上面12a上に意図したように配置することができない場合がある。
In order to understand the above-described effect more specifically, it will be further described with reference to the comparative example of FIGS. In the comparative example shown in FIG. 5, the
キャップ10は切削加工によって製造されているため、切削刃物(切削工具)の磨耗等によってキャップ10の製造には誤差が含まれ得る。ここでは、筒部11の外周面11aと鍔部12の上面12aを共通の切削刃物で面出しする過程で、両者の間にR面(アール面)17が形成されている。本発明者らの検討により、R面17の形成によって様々な問題点が生じていることが明らかになっている。
Since the
第1の問題点としては、R面17によって上部電極40が鍔部12の上面12aに載置できない状態のまま抵抗溶接すると、極めて小さい面積の接点を介して上部電極40からキャップ10に大電流を流す必要が生じる。
As a first problem, when the
このようにキャップ10に対する上部電極40の接触面積を十分に確保できない場合、キャップ10に対する上部電極40の接触面積を十分に確保できた場合と比較して、上部電極40の表面の酸化速度が速まってしまう。上部電極40の表面の酸化が進行すると、上部電極40の表面を研磨等して上部電極40の通電性を高める必要が高い頻度で発生してしまう。
Thus, when the contact area of the
第2の問題点としては、R面17によって上部電極40が鍔部12の上面12aに載置できない状態のまま抵抗溶接すると、上部電極40からR面17に押し付けられる力が筒部11にも伝達し、レンズ20の保持状態が変化してしまうおそれがある。個々の光源モジュール50間でレンズ20の保持状態が変化してしまうと、個々の光源モジュール50間で特性にばらつきが生じ、均一な特性を維持することができない。具体的には、個々の光源モジュール50間で、焦点距離、光ファイバに対する光結合率にばらつきが生じてしまう。
As a second problem, if resistance welding is performed while the
第3の問題点としては、R面17によって上部電極40が鍔部12の上面12aに載置できない状態のまま抵抗溶接すると、実装基板1に対するキャップ10の気密封止による気密性が劣化してしまうおそれがある。これは、鍔部12の先端まで十分な電流が流れないことが原因として考えられる。
As a third problem, if resistance welding is performed while the
本実施形態では、上述のように、筒部11と鍔部12の境界近傍に溝15を形成している。これによって、キャップ10の製造誤差に起因して、抵抗溶接時にキャップ10の鍔部12上に電極を意図したように配置できなくなることを抑制することができる。そして、上述の各問題点が生じることを効果的に抑制できる。
In the present embodiment, as described above, the
具体的には、上部電極40のメンテナンスに要する労力が増大することを抑制することができる。なお、電極を表面研磨することが必要になるまでの抵抗溶接回数が従来よりも3倍程度になったことが確認できている。また、個々の光源モジュール50間で特性にばらつきが生じ、光源モジュール50の特性が不均一になることを抑制することができる。また、キャップ10による半導体レーザ素子4の気密性が劣化することを抑制することができる。
Specifically, an increase in labor required for maintenance of the
〔第2の実施の形態〕
図6を参照して、本発明の第2実施形態について説明する。図6は、筒体の概略的な断面構成を示す模式図である。
[Second Embodiment]
A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a schematic diagram showing a schematic cross-sectional configuration of the cylindrical body.
本実施形態では、溝15の深さが第1の実施形態とは異なる。このような場合であっても第1の実施形態と同様の効果を得ることができる。なお、外周面11aを下方に延長させた仮想線よりも外側にR面が形成されている。この場合であっても、溝15によってR面のはみ出し量は低減されているため、第1の実施形態と同様の効果を得ることができる。
In the present embodiment, the depth of the
〔第3の実施の形態〕
図7を参照して、本発明の第3実施形態について説明する。図7は、筒体の溝15の部分拡大図である。図7(a)に示すような場合に加えて、図7(b)に示すように溝15を形成しても良い。このような場合であっても、上述の実施形態と同様の効果を得ることができる。なお、図7(b)の場合は、溝15は、紙面を正面視して下方に延在している。
[Third Embodiment]
A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a partially enlarged view of the
本発明の技術的範囲は上述の実施形態に限定されるべきものではない。キャップは、切削加工以外の方法によって製造されていても良い。レンズは、非球面レンズに限らない。レンズをキャップと一体的に成形させても良い。抵抗溶接時に用いる電極の下角に対して、面加工(C面加工等)を施しても良い。キャップ内に収納される半導体光素子は、半導体レーザ素子に限らない。実装基板は、全体が導電性を有する必要はない。絶縁基板の表面に導電層を形成させて実装基板を形成しても良い。 The technical scope of the present invention should not be limited to the above-described embodiment. The cap may be manufactured by a method other than cutting. The lens is not limited to an aspheric lens. The lens may be formed integrally with the cap. Surface processing (C surface processing or the like) may be performed on the lower corner of the electrode used during resistance welding. The semiconductor optical element housed in the cap is not limited to the semiconductor laser element. The mounting board does not need to be conductive as a whole. A mounting substrate may be formed by forming a conductive layer on the surface of the insulating substrate.
100 光通信モジュール
50 光源モジュール
1 実装基板
2 リードピン
3 台座
3 第
4 半導体レーザ素子
5 半導体受光素子
10 キャップ
11 筒部
11a 外周面
12 鍔部
12a 上面
13 配置面
14 傾斜面
15 溝
15a 露出面
16 突起
20 レンズ
21 平板部
22 レンズ部
25 封止ガラス
30 コネクタ
31 アイソレータ
32 光ファイバ
40 上部電極
41 下部電極
DESCRIPTION OF
Claims (13)
前記キャップは、
本体部と、
前記本体部から離間する方向へ前記本体部に連結した基端から延出する鍔部と、
を備え、
前記鍔部は板状であり、その上面側は平面であり、
前記鍔部上面側と前記本体部の外周面の境界近傍には窪みが形成されており、
切削刃物によってステンレス鋼からなる母材を加工して、前記本体部と前記鍔部を一体
として製造する切削工程と、
非球面レンズを前記キャップに設ける工程と、
を備える非球面レンズ付きキャップの製造方法。 A method of manufacturing a cap with a conductive aspheric lens fixed to a mounting substrate,
The cap is
The main body,
A flange extending from a base end connected to the main body in a direction away from the main body,
With
The collar portion is plate-shaped, and the upper surface side is a plane,
A depression is formed in the vicinity of the boundary between the upper surface side of the flange and the outer peripheral surface of the main body,
Cutting a base material made of stainless steel with a cutting blade, and manufacturing the main body part and the flange part integrally;
Providing the cap with an aspheric lens;
A method for manufacturing a cap with an aspheric lens.
前記各ステップは共通の切削刃物を用いて切削することを特徴とする、請求項1乃至7のいずれか一項に記載の非球面レンズ付きキャップの製造方法。 The cutting step includes a step of chamfering the outer peripheral surface of the main body, a step of cutting the base material to the inside of the outer peripheral surface as a reference surface to form the depression, and the upper surface of the flange portion Chamfering, and
The method of manufacturing a cap with an aspheric lens according to any one of claims 1 to 7, wherein each step performs cutting using a common cutting blade.
前記半導体光素子が実装された実装基板と、
前記実装基板に対して固定され、前記半導体光素子を内部に収納する導電性のキャップと、
前記キャップによって直接又は間接的に保持された非球面レンズと、
を備える光源モジュールの製造方法であって、
前記キャップは、
本体部と、
前記本体部から離間する方向へ前記本体部に連結した基端から延出する鍔部と、
を備え、
前記鍔部は板状であり、その上面側は平面であり、
前記鍔部上面側と前記本体部の外周面の境界近傍には窪みが形成されており、
切削刃物によってステンレス鋼からなる母材を加工して、前記本体部と前記鍔部を一体として製造する切削工程と、
前記非球面レンズを前記キャップに設ける工程と、
前記鍔部の前記上面と前記実装基板とを電極で挟み込み、抵抗溶接によりキャップを実装基板に固着する工程と、
を備える光源モジュールの製造方法。 A semiconductor optical device;
A mounting substrate on which the semiconductor optical element is mounted;
A conductive cap fixed to the mounting substrate and containing the semiconductor optical element;
An aspheric lens held directly or indirectly by the cap;
A light source module manufacturing method comprising:
The cap is
The main body,
A flange extending from a base end connected to the main body in a direction away from the main body,
With
The collar portion is plate-shaped, and the upper surface side is a plane,
A depression is formed in the vicinity of the boundary between the upper surface side of the flange and the outer peripheral surface of the main body,
Cutting a base material made of stainless steel with a cutting blade, and manufacturing the main body part and the flange part integrally;
Providing the aspheric lens on the cap;
Sandwiching the upper surface of the flange and the mounting substrate with electrodes, and fixing the cap to the mounting substrate by resistance welding; and
A method of manufacturing a light source module.
前記キャップによって直接又は間接的に保持された非球面レンズと、
を備えるレンズ付きキャップであって、
前記キャップは、
本体と、
前記本体から離間する方向へ前記本体に連結した基端から延出する鍔部と、
を備え、
前記鍔部は板状であり、その上面側は平面であり、
前記鍔部上面側と前記本体の外周面の境界近傍には窪みが形成されており、
前記本体と前記鍔部は、一体として金属母材を切削加工することにより形成されている、
非球面レンズ付きキャップ。 A conductive cap fixed to the mounting substrate;
An aspheric lens held directly or indirectly by the cap;
A cap with a lens comprising:
The cap is
The body,
A flange extending from a base end connected to the main body in a direction away from the main body,
With
The collar portion is plate-shaped, and the upper surface side is a plane,
A recess is formed in the vicinity of the boundary between the upper surface side of the flange and the outer peripheral surface of the main body,
The main body and the flange portion are formed by cutting a metal base material as a unit,
Cap with aspheric lens.
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Cited By (2)
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WO2017134923A1 (en) * | 2016-02-03 | 2017-08-10 | ウシオ電機株式会社 | Semiconductor laser device and method for manufacturing same |
WO2017149573A1 (en) * | 2016-03-02 | 2017-09-08 | ソニー株式会社 | Light emitting device and method for manufacturing light emitting device |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009088309A (en) * | 2007-10-01 | 2009-04-23 | Shinko Electric Ind Co Ltd | Optical semiconductor device and method of manufacturing the same, and metal cap |
JP2009105288A (en) * | 2007-10-24 | 2009-05-14 | Nippon Electric Glass Co Ltd | Optical cap component |
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Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009088309A (en) * | 2007-10-01 | 2009-04-23 | Shinko Electric Ind Co Ltd | Optical semiconductor device and method of manufacturing the same, and metal cap |
JP2009105288A (en) * | 2007-10-24 | 2009-05-14 | Nippon Electric Glass Co Ltd | Optical cap component |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2017134923A1 (en) * | 2016-02-03 | 2017-08-10 | ウシオ電機株式会社 | Semiconductor laser device and method for manufacturing same |
TWI698058B (en) * | 2016-02-03 | 2020-07-01 | 日商牛尾電機股份有限公司 | Semiconductor laser device and manufacturing method thereof |
WO2017149573A1 (en) * | 2016-03-02 | 2017-09-08 | ソニー株式会社 | Light emitting device and method for manufacturing light emitting device |
CN108701956A (en) * | 2016-03-02 | 2018-10-23 | 索尼公司 | The method of light-emitting device and manufacture light-emitting device |
JPWO2017149573A1 (en) * | 2016-03-02 | 2018-12-20 | ソニー株式会社 | LIGHT EMITTING DEVICE AND LIGHT EMITTING DEVICE MANUFACTURING METHOD |
US10727144B2 (en) | 2016-03-02 | 2020-07-28 | Sny Corporation | Light emitting apparatus and method of manufacturing light emitting apparatus |
CN108701956B (en) * | 2016-03-02 | 2021-06-04 | 索尼公司 | Light emitting device and method of manufacturing light emitting device |
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