JP2015106577A - 光通信用半導体パッケージ - Google Patents

Abstract

【課題】温度上昇に起因する光源部分における不具合を補償しつつ、コストアップの上昇を抑えることも可能な光通信用半導体パッケージを提供する。
【解決手段】 半導体レーザ部６を冷却素子９とともに装着する基台１と、凹部４ａ及びレンズ５を有し半導体レーザ部を凹部内に収納してレーザ光の光軸に対向してレンズが位置するキャップ部材４とを有する光通信用半導体パッケージにおいて、キャップ部材の熱膨張係数よりも小さい熱膨張係数を有し、キャップ部材の外面又は凹部の内面を覆って取り付けられる熱膨張制止部材１３をさらに有する。
【選択図】図１Ａ

Description

本発明は、高速大容量通信を実現する光ファイバー通信に用いるレーザダイオードを含む光通信用半導体パッケージに関する。

インターネットの普及とモバイル通信の発展に伴い、光ファイバーを用いた通信網の構築が進められており、その光源に用いられるレーザダイオードの高出力化が求められている。一方、レーザダイオードの高出力化に伴い、レーザダイオードの発熱が大きくなる。その結果、光源部分からの波長変動が発生し、高速通信時の信号劣化が問題となる。また、光源部分の熱膨張に伴う焦点距離の変動も発生し、これに対してはフレネルレンズを用いて補償する提案がなされている（例えば特許文献１）。
さらにまた、光源部分の温度を一定に制御するために、光源パッケージ内にペルチェ素子を設けた構造も提案されている。

特開平６−１１８３４６号公報

上述のように、高出力化に伴うレーザダイオードにおける発熱増加は避けられず、温度上昇に対する補償が必要である。一方、上述した特許文献１に記載の技術では、レーザダイオードを有する光源部分の外側に、フレネルレンズと球面レンズとを組み合わせた補正用のレンズ構造を配置している。よって部品点数が増え、構造の大型化が避けられないという問題がある。またフレネルレンズは、設計が難しく高価である。これらのことから、コストアップも発生する。

本発明は、上述したような問題点を解決するためになされたもので、温度上昇に起因する光源部分における不具合を補償しつつ、コストアップの上昇を抑えることも可能な光通信用半導体パッケージを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は以下のように構成する。
即ち、本発明の一態様における光通信用半導体パッケージは、光源としての半導体レーザ部を冷却素子とともに装着する基台と、凹部、及び上記半導体レーザ部が発するレーザ光を光ファイバーへ出射するレンズを有するキャップ部材であって、上記凹部の開口端を上記基台に接合して上記半導体レーザ部を上記凹部内に収納し、この収納状態において上記レーザ光の光軸に対向して上記レンズが位置するキャップ部材と、を備えた光通信用半導体パッケージにおいて、上記キャップ部材の熱膨張係数よりも小さい熱膨張係数を有し、上記キャップ部材の外面又は上記凹部の内面を覆って取り付けられる熱膨張制止部材をさらに備えたことを特徴とする。

本発明の一態様における光通信用半導体パッケージによれば、キャップ部材の熱膨張係数よりも小さい熱膨張係数を有する熱膨張制止部材をキャップ部材に取り付けることで、半導体レーザ部の発熱に伴うキャップ部材の熱膨張を抑えることができる。また、半導体レーザ部は冷却素子とともに設けられている。したがって、半導体レーザ部の発熱に起因する波長変動、信号劣化の発生を抑制することができ、また、熱膨張に伴う焦点距離の変動も抑制することができる。また、レンズを有するキャップ部材は、熱膨張係数の比較的大きい、従来使用していた材質のものが使用でき、その結果、従来と同様に、生産性の高い熱ばめ工法にてレンズをキャップ部材に固定することができる。したがって、加工の困難な低熱膨張係数を有する材料は、単純な形状、例えば円筒形状とすることができる。その結果、従来使用したフレネルレンズ等を用いた構成を採る必要もなく、構造の大型化を最小限に留めることができ、周辺部材の変更無しに従来品との置き換えが容易である。これらのことから、コストアップの低下を図ることが可能である。

本発明の実施の形態１における光通信用半導体パッケージを含む構成の概略を示す断面図である。 図１Ａに示す光通信用半導体パッケージの変形例の概略を示す断面図である。 本発明の実施の形態２における光通信用半導体パッケージを含む構成の概略を示す断面図である。 図２Ａに示す光通信用半導体パッケージの変形例の概略を示す断面図である。 本発明の実施の形態３における光通信用半導体パッケージを含む構成の概略を示す断面図である。 光通信用半導体パッケージを含む基本的構成の概略を示す断面図である。 図４に示す基本的構成にさらにペルチェクーラーを設けた光通信用半導体パッケージを含む構成の概略を示す断面図である。

本発明の実施形態である光通信用半導体パッケージについて、図を参照しながら以下に説明する。尚、各図において、同一又は同様の構成部分については同じ符号を付している。また、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け当業者の理解を容易にするため、既によく知られた事項の詳細説明及び実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。また、以下の説明及び添付図面の内容は、特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。

実施の形態１．
本実施の形態１における光通信用半導体パッケージについて説明する前に、まず、光通信用半導体パッケージの基本的構成について説明する。
図４には、この、光通信に用いるレーザ光を発生する光源を備えた光通信用半導体パッケージ１００を示す。光源としては半導体レーザ部に相当するレーザダイオード６を用いる。光通信用半導体パッケージ１００は、レーザダイオード６を装着するステム１と、レンズ５を有するキャップ部材４とを有し、さらに光ファイバー１１を保持する保持部材に相当するレセプタクル１２がキャップ部材４に取り付けられている。以下に各構成部分について詳しく説明する。

ステム１は、基台に相当する板状の金属製部材であり、このステム１を貫通して外部電極２が配置されている。ステム１と外部電極２とはガラス３で絶縁され互いに固定されている。またステム１には、ブロック７が設けられており、ブロック７に取り付けたサブマウント８にレーザダイオード６が配置されている。レーザダイオード６は、外部電極２の一端とワイヤボンド１０で電気的に接続され、光通信に用いるレーザ光を発生する。また、通常、ステム１とブロック７との間には、図５に示すように、例えばペルチェ素子を有するペルチェクーラー９を配置している。このペルチェクーラー９によって、ブロック７、サブマウント８、及びレーザダイオード６を含めて凹部４ａ内は、除熱され冷却される。尚、図示を省略しているが、ペルチェ素子には外部から電力供給がなされている。

キャップ部材４は、コップ形状の金属製部材であり、レーザダイオード６を収納する凹部４ａ及びレンズ５を有する。レーザダイオード６として、ＧａＡｓあるいはＧａＮなど耐候性に乏しい半導体素子を用いていることが多いことから、キャップ部材４は、レーザダイオード６の気密封止のための部材としても機能する。即ち、レーザダイオード６が発するレーザ光の光束６ａの光軸とキャップ部材４の軸方向４ｃとを平行に配置して、凹部４ａの開口端４ｂをステム１に接合して、レーザダイオード６の気密封止を行う。このように配置したとき、レーザ光の光軸とレンズ５の光軸とが一致もしくはほぼ一致するように、レンズ５は、キャップ部材４の凹部４ａの底部４ｄに取り付けられている。尚、底部４ｄは、開口端４ｂに対向する部分である。キャップ部材４は、通常、低炭素鋼あるいはステンレス鋼を用い、ガラス材のレンズ５よりも大きな熱膨張率を有する部材を用いる。よってキャップ部材４へのレンズ５の取り付けは、キャップ部材４の熱膨張を利用して熱ばめによって行う。

以上の構成にて、基本的な光通信用半導体パッケージ１００は構成されるが、ここではさらにレセプタクル１２をキャップ部材４の外側に設けている。レセプタクル１２は、その中央に光ファイバー１１を保持する金属製の部材であり、キャップ部材４のレンズ５に対応して光ファイバー１１が位置するように、キャップ部材４の底部４ｄの外側に固定される。これにより、レーザダイオード６で発生したレーザ光は、レンズ５を介して光ファイバー１１に入射する。

このように構成される光通信用半導体パッケージ１００において、仮に、ペルチェクーラー９を設けなかった場合には、レーザダイオード６が発するレーザ光の焦点ズレは生じない。即ち、キャップ部材４として熱膨張係数が約１２ｐｐｍ／Ｋである低炭素鋼を用い、一方、ブロック７及びサブマウント８は、熱膨張係数が約１７ｐｐｍ／ＫのＣｕと、約５ｐｐｍ／ＫのＡｌＮとの各厚みを調整し組み合わせることで、ほぼ低炭素鋼と同じ熱膨張係数に設計する。このような両者を用いることで、ペルチェクーラー９がない場合には、環境温度による熱膨張はバランスが取れている。よってキャップ部材４の伸縮に応じて、凹部４ａ内におけるレーザダイオード６を含む内部構造も伸縮し、レーザダイオード６が発するレーザ光の焦点ズレは生じない。

一方、上述のように発熱による波長変動を抑えるべくペルチェクーラー９を設けて構成した光通信用半導体パッケージ１００では、キャップ部材４は、周囲の環境温度に応じて熱膨張する。一方、キャップ部材４の凹部４ａ内におけるレーザダイオード６を含む内部構造は、レーザダイオード６の作動により発熱するがペルチェクーラー９によってその温度はほぼ一定に維持され、熱膨張がほとんど発生しない。したがって、環境温度の上昇に伴うキャップ部材４とレーザダイオード６を含む内部構造との間の熱膨張差に起因して、レーザダイオード６とレンズ５との間の距離が変化して、レーザダイオード６が発するレーザ光の焦点ズレが問題となる。

このような問題を解決するために、キャップ部材４の材質に熱膨張係数の小さい素材を用いることも考えられる。しかしながら、特にガラス（熱膨張係数：６〜７ｐｐｍ／Ｋ）よりも熱膨張係数が小さい素材を用いた場合、キャップ部材４へのレンズ５の取付方法として従来から行われ、簡易でしっかり気密した固定が可能な上述の熱ばめ手法が採れなくなるという問題が発生する。

また、レンズ５の固定方法として熱ばめを用いない場合、熱膨張係数の小さい材料、例えばコバール（熱膨張係数：約５ｐｐｍ／Ｋ）あるいはインバー（熱膨張係数：約２ｐｐｍ／Ｋ）、でキャップ部材４を製作することは可能である。しかしながらこれらの材料は、切削性が乏しいため生産性が低いという問題もある。また、熱ばめではなくレンズ５を固定する場合、樹脂接着あるいは金属接合による方法があるが、樹脂接着で気密を得ることは難しく、金属接合するためにはレンズ５の接合面だけをメタライズする必要があり、生産性に与える影響は非常に大きいという問題がある。

そこでこれらの問題を解決するために、上述した光通信用半導体パッケージ１００に改良を加えた光通信用半導体パッケージについて以下に説明する。

図１Ａを参照して、実施の形態１に対応する光通信用半導体パッケージ１０１について、より具体的に説明を行う。尚、上述した光通信用半導体パッケージ１００と同一あるいは類似の構成部分については、同じ符号を付し、重複説明を省略する場合がある。
光通信用半導体パッケージ１０１は、光通信用半導体パッケージ１００に対して、キャップ部材４の外面に熱膨張制止部材１３を取り付けた構成で相違する。その他の構成は、基本的に光通信用半導体パッケージ１００の構成に同じである。以下に一つの実施例を交えながら説明を行う。

ステム１は、低炭素鋼製であり、一例として、φ５．６ｍｍ×厚さ１．２ｍｍのサイズを有し、その表面をＮｉ／Ａｕにてメタライズしている。
外部電極２は、コバール製の棒材であり、一例としてφ０．４ｍｍ、長さ６ｍｍのサイズを有し、表面をＮｉ／Ａｕにてメタライズし、低融点封止ガラスであるガラス３によってステム１に気密固定されている。
ペルチェクーラー９は、一例として３ｍｍ角、厚さ１．２ｍｍのサイズであり、ステム１の表面にはんだ付けされている。このペルチェクーラー９には、Ｃｕ製であり、一例として１．２ｍｍ×１．５ｍｍ×２．５ｍｍのサイズを有するブロック７がはんだ付けされている。

レーザダイオード６は、例えばＧａＡｓ製であり、一例として０．７ｍｍ×０．３ｍｍ、厚さ０．２ｍｍのサイズを有し、放熱のためサブマウント８を介してブロック７に搭載されている。サブマウント８は、ＡｌＮ製であり、一例として１．５ｍｍ×２ｍｍ、厚さ０．１５ｍｍのサイズを有し、その両面をＴｉ／Ｎｉ／Ａｕでメタライズしている。レーザダイオード６と外部電極２とは、ワイヤ１０、一例としてφ０．０３ｍｍ、Ａｕ線、を用いて接続し、電気回路を形成する。ペルチェクーラー９も同様に外部電極２に対して接続する。

キャップ部材４は、従来と同じ低炭素鋼製あるいはステンレス鋼であり、一例としてφ５．０ｍｍ×長さ７．０ｍｍのサイズを有する。このような材質によってキャップ部材４の加工性は、従来同様に良好である。よってキャップ部材４は、切削加工によって凹部４ａを有するコップ形状に形成され、その底部４ｄの貫通穴にはレンズ５が焼きばめによって位置決め固定されている。ここでレンズ５は、ガラス製であり、一例としてφ１．５ｍｍ×厚さ０．８ｍｍのサイズを有する。さらにこのようなキャップ部材４は、その開口端４ｂをステム１上に位置決めして、プロジェクション溶接によって接合され、凹部４ａの気密封止が完了する。

本実施の形態１において特徴的な構成部分の一つである熱膨張制止部材１３は、例えばコバール製であり、一例として外径５．６ｍｍ、内径５．０５ｍｍ、長さ６．５ｍｍのサイズを有する円筒形状である。このような熱膨張制止部材１３は、キャップ部材４の外周を覆って配置され、両者の界面に設けた接着剤１４にてキャップ部材４に固定する。設置された熱膨張制止部材１３は、軸方向４ｃに沿って、キャップ部材４の全長又はほぼ全長にわたり延在する。
以上の構成により、光通信用半導体パッケージ１０１が完成する。

その後、キャップ部材４のレンズ５の光軸と光ファイバー１１の中心軸とを一致させてキャップ部材４の底部４ｄの外側に対してレセプタクル１２を配置する。そして、キャップ部材４とレセプタクル１２との接合部における周辺部をＹＡＧレーザによって溶接して、両者を接合する。
以上の構成により光通信モジュールとなる。

以上のような構成を有する光通信用半導体パッケージ１０１によれば、キャップ部材４に熱膨張制止部材１３を取り付けたことから、キャップ部材４の軸方向４ｃへの熱膨張を抑制でき、レーザダイオード６が発するレーザ光の焦点ズレの発生を抑制することができる。またこれにより、フレネルレンズ等を用いた従来の構成を採る必要もなく、構造の大型化を最小限に留めることも可能となる。また、キャップ部材４に取り付ける熱膨張制止部材１３は、熱膨張係数の小さい部材であり加工性に難点があるが、比較的加工が容易な円筒形状としたことで生産性の低下を抑制あるいは防止することができる。さらにまた、熱膨張制止部材１３を用いることで、レンズ５を有するキャップ部材４は、熱膨張係数の比較的大きい従来使用していた材料が使用できる。その結果、従来と同様に、生産性の高い熱ばめ工法にてレンズ５をキャップ部材４に固定することができ、また、周辺部材を変更することなく従来品との置き換えも容易に行うことができる。これらのことから、コストアップの低下を図ることが可能である。
また、ペルチェクーラー９を設けているので、レーザダイオード６の温度上昇を抑えることができ、レーザ光の波長変動を抑え、信号劣化の発生を抑制することも可能である。

上述したように本実施の形態１では、接着剤１４を用いてキャップ部材４と熱膨張制止部材１３とを固定したが、これに限定されず、例えば圧入、はんだ付け、ろう付け等によって固定を行っても、同様の効果を得ることができる。

また本実施の形態１では、熱膨張制止部材１３の素材としてコバールを用いたが、これに限定されず、キャップ部材４よりも低熱膨張で、例えば円筒形状のような加工性が良好な素材、例えばインバー等を用いることができ、同様の効果を得ることができる。

また本実施の形態１では、熱膨張制止部材１３は円筒形状としたが、これに限定するものではなく、キャップ部材４に対して接点を有し、接合可能な面積を有する形態であれば、その形状は問わない。例えば、その外形は直方体であり、外部への放熱ブロックを兼ねるような形状でもよい。この場合でも同様の効果が得られる。

また、キャップ部材４をステム１にプロジェクション溶接する前に、キャップ部材４に対して熱膨張制止部材１３を接着してもよく、この場合でも同様の効果が得られる。この構成の場合、図１Ｂに示すように、光通信用半導体パッケージ１０１−１は、キャップ部材４の凹部４ａの内周面に沿って熱膨張制止部材１３１を配置してもよく接着剤１４にて固定してもよい。このときの熱膨張制止部材１３１は、インバー製であり、一例として外径４．９５ｍｍ、内径４．６ｍｍ、長さ３．０ｍｍの円筒形状を有する。

このようにキャップ部材４の凹部４ａ内に熱膨張制止部材１３を設けることで、光通信用半導体パッケージ１０１−１は、キャップ部材４の外径寸法をそのまま維持した状態で、特性改善を行うことが可能となるという利点がある。

実施の形態２．
上述の実施の形態１では、キャップ部材４と熱膨張制止部材１３との取り付けは、接着剤１４による構成を示したが、本実施の形態２では、溶接により取り付ける構成を示す。尚、実施の形態２におけるその他の構成は、実施の形態１における構成と同じであり、ここでの説明を省略する。よって以下では、相違部分についてのみ説明を行う。

図２Ａ及び図２Ｂに示すように、本実施の形態２の光通信用半導体パッケージ１０２、１０２−１においても、上述の光通信用半導体パッケージ１０１の場合と同様に、キャップ部材４の開口端４ｂをステム１にプロジェクション溶接した後、キャップ部材４の外面に対して、円筒形状の熱膨張制止部材１３を挿入する。そして、熱膨張制止部材１３の外周面に対して、その周方向に沿って例えば６０°おきにスポット的にＹＡＧレーザ装置１５にてレーザを照射して周方向に６箇所でスポット溶接１６を行う。このような一列の溶接群をキャップ部材４の軸方向４ｃに沿って例えば４列にスポット溶接１６を行う。これらのスポット溶接１６により、キャップ部材４と熱膨張制止部材１３との固定を行い、光通信用半導体パッケージ１０２、１０２−１を完成する。
尚、図２Ａに図示する熱膨張制止部材１３において、光通信用半導体パッケージ１０２の中心軸よりも上側はスポット溶接１６が行われた状態を示し、その下側はスポット溶接１６前の状態を示している。

その後、実施の形態１の場合と同様に、キャップ部材４の底部４ｄの外側にレセプタクル１２をＹＡＧレーザによって溶接して光通信モジュールを完成する。

このように構成される本実施の形態２の光通信用半導体パッケージ１０２、１０２−１においては、キャップ部材４と熱膨張制止部材１３とをレーザ溶接にて取り付けたことから、両部材間の伸縮を考慮する必要がなく、残留熱応力による接合部へのダメージを軽減することができる。即ち、キャップ部材４と熱膨張制止部材１３との接合をはんだ付けで行う場合はもちろん、接着剤で行う場合であっても加熱プロセスが必要な場合がある。その結果、キャップ部材４及び熱膨張制止部材１３が常温まで冷却される間に、両部材間の伸縮差に伴う熱応力が問題となる場合がある。一方、本実施の形態２のようにレーザ溶接を行う場合には、局所加熱による接合が可能なため、部材間の伸縮を考慮する必要がなくなる。さらに、キャップ部材４におけるレンズ５の焼きばめによる固定部分の気密性に与える影響も少ないという効果もある。

また、実施の形態１の場合と同様に、本実施の形態２においてもキャップ部材４に熱膨張制止部材１３を取り付けたことから、既に説明したように、レーザ光の焦点ズレの発生の抑制、構造の大型化の抑制、生産性の低下抑制、及びコストアップの低下、等の効果を得ることができる。

さらにまた、上述のスポット溶接１６に関して、図２Ｂに示す光通信用半導体パッケージ１０２−１のように、熱膨張制止部材１３の外周面に、他箇所に比べて肉厚の薄い薄肉凹部１３２を形成した熱膨張制止部材１３３を使用することもできる。薄肉凹部１３２に対してスポット溶接１６が行われる。尚、熱膨張制止部材１３３は、薄肉凹部１３２を有する以外、上述の熱膨張制止部材１３と変わる部分はない。また、図２Ｂに図示する熱膨張制止部材１３３において、光通信用半導体パッケージ１０２−１の中心軸よりも上側はスポット溶接１６が行われた状態を示し、その下側はスポット溶接１６前の薄肉凹部１３２の状態を示している。

薄肉凹部１３２は、円筒形状である熱膨張制止部材１３３の肉厚ｔを約１／２まで減肉加工した部分である。本実施の形態２では、熱膨張制止部材１３３の外周面の全周にわたり形成し、軸方向４ｃにおいて４列にて形成したストライプ状である。そして図２Ａを参照して説明したように、各薄肉凹部１３２において、上述のように例えば６０°毎にスポット的にレーザ溶接を行う。尚、薄肉凹部１３２の形成位置は、これに限定されず、熱膨張制止部材１３３の外周面に、上述のように例えば６０°毎に一定間隔で、あるいはランダムにて、スポット的に配置してもよい。

このような薄肉凹部１３２に対してレーザ溶接を行うことで、図２Ａに示すように熱膨張制止部材１３を用いてスポット溶接１６を行う場合に比べると、肉厚が薄いことからより短時間で容易に溶接ができ、溶接性の向上を図ることができる。よって、入熱量をさらに抑えることができ、上述の熱応力に関する問題をさらに低減することができるという利点がある。

本実施の形態２においても実施の形態１で既に説明したように、熱膨張制止部材１３３の素材のコバールからインバーあるいはアンバーなどへの変更も可能であり、同様の効果が得られる。また、実施の形態１で既に説明したように、キャップ部材４をステム１に溶接する前に、キャップ部材４に熱膨張制止部材１３を溶接してもよく、同様の効果を得ることができる。この場合、熱膨張制止部材１３４は、凹部４ａの内側に溶接によって取り付けられても良い。

実施の形態３．
上述の実施の形態１では、キャップ部材４と熱膨張制止部材１３との取り付けは、接着剤１４による構成を示したが、本実施の形態３では、螺合により取り付ける構成を示す。尚、実施の形態３におけるその他の構成は、実施の形態１における構成と同じであり、ここでの説明を省略する。よって以下では、相違部分についてのみ説明を行う。

図３に示すように、本実施の形態３の光通信用半導体パッケージ１０３では、実施の形態１におけるキャップ部材４に代えてキャップ部材４１を用いる。キャップ部材４１は、低炭素鋼製あるいはステンレス鋼製で、その外面が円形状（円周面）の部材であり、その外周面に雄ねじ４１ａを形成した。キャップ部材４１の一実施例として、その材質及びサイズは実施の形態１にて説明したキャップ部材４の実施例の場合と同じであり、例えばφ５．０ｍｍ×長さ７．０ｍｍのサイズである。尚、このキャップ部材４１の一実施例における外径φ５．０ｍｍは、雄ねじ４１ａの山径に対応する。

キャップ部材４１に対応して、実施の形態１における熱膨張制止部材１３に代えて熱膨張制止部材１３４を用いる。熱膨張制止部材１３４は、コバール製の円筒形状の部材であり、その内周面には、キャップ部材４１の雄ねじ４１ａに螺合する雌ネジ１３４ａを形成している。熱膨張制止部材１３４の一実施例として、その材質及びサイズは実施の形態１にて説明した熱膨張制止部材１３の実施例の場合と同じであり、例えば外径５．６ｍｍ、内径５．０５ｍｍ、長さ６．５ｍｍのサイズである。尚、この熱膨張制止部材１３４の一実施例における内径５．０５ｍｍは、雌ネジ１３４ａの谷径に対応する。

上述のキャップ部材４１及び熱膨張制止部材１３４を有する、本実施の形態３における光通信用半導体パッケージ１０３においても、上述の光通信用半導体パッケージ１０１の場合と同様に、キャップ部材４１の開口端４ｂをステム１にプロジェクション溶接した後、キャップ部材４１の外面に形成した雄ねじ４１ａに、円筒形状の熱膨張制止部材１３４の雌ネジ１３４ａを螺合して、キャップ部材４１に熱膨張制止部材１３４を取り付ける。このようにして光通信用半導体パッケージ１０３を完成する。

その後、実施の形態１の場合と同様に、キャップ部材４１の底部４ｄの外側にレセプタクル１２をＹＡＧレーザによって溶接して光通信モジュールを完成する。

このように構成される本実施の形態３の光通信用半導体パッケージ１０３によれば、螺合によってキャップ部材４１と熱膨張制止部材１３４とを固定することから、キャップ部材４１の軸方向４ｃのほぼ全長にわたり熱膨張制止部材１３４にて拘束が可能となる。よって、光通信用半導体パッケージ１０３の長期信頼性を確保することが可能となる。

また、雄ねじ４１ａ及び雌ネジ１３４ａの少なくとも一方に接着剤を塗布してキャップ部材４１と熱膨張制止部材１３４とを螺合し固定することで、より高い長期信頼性を得ることも可能である。

また、実施の形態１の場合と同様に、本実施の形態３においてもキャップ部材４１に熱膨張制止部材１３４を取り付けたことから、既に説明したように、レーザ光の焦点ズレの発生の抑制、構造の大型化の抑制、生産性の低下抑制、及びコストアップの低下、等の効果を得ることができる。

また、本実施の形態３においても実施の形態１で既に説明したように、熱膨張制止部材１３４の素材について、キャップ部材４１よりも熱膨張率が低く、ねじ溝加工が可能であれば、コバールをインバーあるいはアンバーなどへ変更してもよく、同様の効果が得られる。また、実施の形態１で既に説明したように、キャップ部材４１をステム１に溶接する前に、キャップ部材４１に熱膨張制止部材１３４を螺合してもよく、同様の効果を得ることができる。この場合、熱膨張制止部材１３４は、凹部４ａの内側に螺合によって取り付けられても良い。

また、上述した各実施の形態の内容を適宜組み合わせた構成を採ることも可能であり、その場合には各実施の形態における構成の効果が得られる。

１ ステム、４ キャップ部材、４ａ 凹部、４ｂ 開口端、４ｃ 軸方向、
５ レンズ、６ レーザダイオード、９ ペルチェクーラー、１１ 光ファイバー、
１３ 熱膨張制止部材、１４ 接着剤、１６ 溶接部
４１ キャップ部材、４１ａ 雄ねじ、
１０１，１０１−１、１０２，１０２−１、１０３ 光通信用半導体パッケージ、
１３１ 熱膨張制止部材、１３２ 薄肉凹部、１３３，１３４ 熱膨張制止部材、
１３４ａ 雌ネジ。

Claims (6)

1. 光源としての半導体レーザ部を冷却素子とともに装着する基台と、
   凹部、及び上記半導体レーザ部が発するレーザ光を光ファイバーへ出射するレンズを有するキャップ部材であって、上記凹部の開口端を上記基台に接合して上記半導体レーザ部を上記凹部内に収納し、この収納状態において上記レーザ光の光軸に対向して上記レンズが位置するキャップ部材と、を備えた光通信用半導体パッケージにおいて、
   上記キャップ部材の熱膨張係数よりも小さい熱膨張係数を有し、上記キャップ部材の外面又は上記凹部の内面を覆って取り付けられる熱膨張制止部材をさらに備えたことを特徴とする光通信用半導体パッケージ。
2. 上記キャップ部材の外面は円周状であり、上記熱膨張制止部材は円筒形状であり上記キャップ部材の外面に取り付けられる、請求項１に記載の光通信用半導体パッケージ。
3. 上記熱膨張制止部材は、当該熱膨張制止部材の外面に肉厚の薄い薄肉凹部を有し、この薄肉凹部はスポット状又はストライプ状にて上記外面に存在する、請求項１又は２に記載の光通信用半導体パッケージ。
4. 上記キャップ部材の外面は円周状であり、その外面に雄ねじを有し、上記熱膨張制止部材は円筒形状であり、その内周面に上記雄ねじに螺合する雌ネジを有する、請求項１に記載の光通信用半導体パッケージ。
5. 上記熱膨張制止部材は、上記キャップ部材の外面に接着剤によって取り付けられる、請求項１、２又は４のいずれか１項に記載の光通信用半導体パッケージ。
6. 上記熱膨張制止部材は、上記薄肉凹部に対するレーザ溶接によって上記キャップ部材の外面に取り付けられる、請求項３に記載の光通信用半導体パッケージ。

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