JP2970635B2 - 半導体レーザーモジュール及び金属フェルール - Google Patents
半導体レーザーモジュール及び金属フェルールInfo
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- JP2970635B2 JP2970635B2 JP35405797A JP35405797A JP2970635B2 JP 2970635 B2 JP2970635 B2 JP 2970635B2 JP 35405797 A JP35405797 A JP 35405797A JP 35405797 A JP35405797 A JP 35405797A JP 2970635 B2 JP2970635 B2 JP 2970635B2
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- semiconductor laser
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光ファイバ通信等
に用いられる半導体レーザーモジュール及びそれに用い
る金属フェルールに関するものである。
に用いられる半導体レーザーモジュール及びそれに用い
る金属フェルールに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体レーザーモジュールは、一般に、
半導体レーザーの酸化等による特性劣化を抑制するた
め、外気と半導体レーザーとを遮断する構造をとってい
る。
半導体レーザーの酸化等による特性劣化を抑制するた
め、外気と半導体レーザーとを遮断する構造をとってい
る。
【０００３】図３に従来の半導体レーザーモジュールの
構造の一例を示す。パッケージ５の内部に半導体レーザ
ー１を冷却するための冷却素子７、レンズ付基板８、半
導体レーザー１を固定するためのヒートシンク１０とチ
ップオンキャリア９、レンズ２、光ファイバピグテール
４を固定するためのホルダ１１、光ファイバピグテール
４が備え付けられている。
構造の一例を示す。パッケージ５の内部に半導体レーザ
ー１を冷却するための冷却素子７、レンズ付基板８、半
導体レーザー１を固定するためのヒートシンク１０とチ
ップオンキャリア９、レンズ２、光ファイバピグテール
４を固定するためのホルダ１１、光ファイバピグテール
４が備え付けられている。
【０００４】半導体レーザー１から出射されたレーザー
光は、レンズ２によって集光され、光ファイバヘと入射
される。パッケージ５の上部はキャップ６抵抗溶接等に
より密封されている。
光は、レンズ２によって集光され、光ファイバヘと入射
される。パッケージ５の上部はキャップ６抵抗溶接等に
より密封されている。
【０００５】パッケージ５の側壁に光ファイバピグテー
ル４をパッケージ外部に引き出すための穴が空いる。光
ファイバの光入射端面付近は金属製のフエルール３取り
付けられており、この金属フェルール３とパッケージ側
壁の穴との隙間にハンダ付けをすることによって、パッ
ケージ５の内部と外部は遮断される。
ル４をパッケージ外部に引き出すための穴が空いる。光
ファイバの光入射端面付近は金属製のフエルール３取り
付けられており、この金属フェルール３とパッケージ側
壁の穴との隙間にハンダ付けをすることによって、パッ
ケージ５の内部と外部は遮断される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従来の技術では、前記
金属フェルール３の表面にハンダ付けを容易にするた
め、金メッキが施されていた。また、パッケージ側壁の
穴とフェルールを固定するハンダ材として、ＰｂＳｎ等
のハンダ材が使用されていたが、ＰｂＳｎの硬度が高い
ため、パッケージ５の経時変化による歪みに対して光フ
ァイバピグテール４の光軸ずれが発生し、ファイバから
の光出力が変動するという信頼度上の問題があった。
金属フェルール３の表面にハンダ付けを容易にするた
め、金メッキが施されていた。また、パッケージ側壁の
穴とフェルールを固定するハンダ材として、ＰｂＳｎ等
のハンダ材が使用されていたが、ＰｂＳｎの硬度が高い
ため、パッケージ５の経時変化による歪みに対して光フ
ァイバピグテール４の光軸ずれが発生し、ファイバから
の光出力が変動するという信頼度上の問題があった。
【０００７】さらに、ＰｂＳｎのハンダの融点は約１８
３℃であり、ファイバの熱的劣化を防ぐため、２００
℃、５秒という高温で短時間での作業を終える必要があ
り、組立作業性にも問題があった。
３℃であり、ファイバの熱的劣化を防ぐため、２００
℃、５秒という高温で短時間での作業を終える必要があ
り、組立作業性にも問題があった。
【０００８】またハンダ材としてＰｎＳｎよりも融点が
低温で柔らかいＩｎハンダを用いた場合、Ｎｉ及びＡｕ
メッキされたフェルールとＩｎハンダとの付きが悪く、
２０〜３０％の割合でＨｅリーク試験において１０-9を
上回る気密の完全にとれていない製品が発生する問題が
あった。
低温で柔らかいＩｎハンダを用いた場合、Ｎｉ及びＡｕ
メッキされたフェルールとＩｎハンダとの付きが悪く、
２０〜３０％の割合でＨｅリーク試験において１０-9を
上回る気密の完全にとれていない製品が発生する問題が
あった。
【０００９】よって、本発明は、従来の光ファイバピグ
テールのフェルールとパッケージとの気密封止ハンダ付
けに関して、パッケージ内部と外部とを十分に遮断する
ためのハンダ密着性と、光軸ずれを低減できる柔らかさ
と、低温での作業が可能なハンダ材及びハンダ付けでき
る技術を提供することを目的とする。
テールのフェルールとパッケージとの気密封止ハンダ付
けに関して、パッケージ内部と外部とを十分に遮断する
ためのハンダ密着性と、光軸ずれを低減できる柔らかさ
と、低温での作業が可能なハンダ材及びハンダ付けでき
る技術を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明では、外気と遮断するためにパッケージ内に
収納した半導体レーザーと、その半導体レーザーからの
レーザー光を、パッケージの壁部に設けた穴を貫通して
外部に導く光ファイバピグテールとを備え、その光ファ
イバピグテールの表面部分のうち、少なくとも穴を貫通
する部分に金属フェルールを有し、その金属フェルール
を穴の部分でパッケージにハンダ付けして貫通部の気密
保持を図る構造とした、半導体レーザーモジュールにお
いて、金属フェルールの表面に、その表面を覆うＳｎ金
属膜及びＳｎ金属膜を覆うＡｕ金属膜を設け、Ａｕ金属
膜を介してパッケージにハンダ付けする構成とした。そ
の場合、金属フェルールとパッケージを接着するハンダ
にＩｎ（インジウム）を使用するのが大変好適である。
また、Ｓｎ金属膜及びＡｕ金属膜は、金属フェルールの
表面にＳｎをメタライズし、その表面にＡｕをメタライ
ズして形成することもできる。また、Ｓｎ金属膜の膜厚
が４μｍ前後でＡｕ金属膜の膜厚が１μｍ前後とするこ
ともできる。また、金属フェルールは一端部と他端部を
有し、一端部がパッケージの壁部を貫通してパッケージ
の外部へ突出している構成とすることもできる。一方、
本発明では、外気と遮断するためにパッケージ内に収納
した半導体レーザーからのレーザー光をパッケージの壁
部に設けた穴を貫通して外部に導く光ファイバピグテー
ルと前記穴との間に配置する金属フェルールであって、
表面を覆うＳｎ金属膜及びＳｎ金属膜を覆うＡｕ金属膜
を有することを特徴とする。
め、本発明では、外気と遮断するためにパッケージ内に
収納した半導体レーザーと、その半導体レーザーからの
レーザー光を、パッケージの壁部に設けた穴を貫通して
外部に導く光ファイバピグテールとを備え、その光ファ
イバピグテールの表面部分のうち、少なくとも穴を貫通
する部分に金属フェルールを有し、その金属フェルール
を穴の部分でパッケージにハンダ付けして貫通部の気密
保持を図る構造とした、半導体レーザーモジュールにお
いて、金属フェルールの表面に、その表面を覆うＳｎ金
属膜及びＳｎ金属膜を覆うＡｕ金属膜を設け、Ａｕ金属
膜を介してパッケージにハンダ付けする構成とした。そ
の場合、金属フェルールとパッケージを接着するハンダ
にＩｎ（インジウム）を使用するのが大変好適である。
また、Ｓｎ金属膜及びＡｕ金属膜は、金属フェルールの
表面にＳｎをメタライズし、その表面にＡｕをメタライ
ズして形成することもできる。また、Ｓｎ金属膜の膜厚
が４μｍ前後でＡｕ金属膜の膜厚が１μｍ前後とするこ
ともできる。また、金属フェルールは一端部と他端部を
有し、一端部がパッケージの壁部を貫通してパッケージ
の外部へ突出している構成とすることもできる。一方、
本発明では、外気と遮断するためにパッケージ内に収納
した半導体レーザーからのレーザー光をパッケージの壁
部に設けた穴を貫通して外部に導く光ファイバピグテー
ルと前記穴との間に配置する金属フェルールであって、
表面を覆うＳｎ金属膜及びＳｎ金属膜を覆うＡｕ金属膜
を有することを特徴とする。
【００１１】ハンダ材としてＩｎを用いることにより、
従来よりも低温で作業できるため作業性が改善できる。
また、金属フエルールのメタライズとして、Ａｕのメタ
ライズの前にＳｎをメタライズすることにより、Ｉｎと
のハンダ接着性が増しパッケージ内部と外部とを十分に
遮断することができる。
従来よりも低温で作業できるため作業性が改善できる。
また、金属フエルールのメタライズとして、Ａｕのメタ
ライズの前にＳｎをメタライズすることにより、Ｉｎと
のハンダ接着性が増しパッケージ内部と外部とを十分に
遮断することができる。
【００１２】さらに、Ｉｎハンダを用いることにより、
ＰｎＳｎに比ベＩｎの方が柔らかいため、経時変化によ
るパッケージの歪みに対しても金属フェルールの歪みを
抑えることができ、光ファイバピグテールからの光強度
の変動を抑えられ、信頼度を向上させることができる。
ＰｎＳｎに比ベＩｎの方が柔らかいため、経時変化によ
るパッケージの歪みに対しても金属フェルールの歪みを
抑えることができ、光ファイバピグテールからの光強度
の変動を抑えられ、信頼度を向上させることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
について、図面を参照して説明する。図１及び図２は、
本実施の形態に係る半導体レーザーモジュールの構成図
である。
について、図面を参照して説明する。図１及び図２は、
本実施の形態に係る半導体レーザーモジュールの構成図
である。
【００１４】この例では、パッケージ５内部の底面に冷
却素子７、レンズ付基板８、チップオンキャリア９、ヒ
ートシンク１０、半導体レーザー１がハンダによりマウ
ントされている。レンズ付基板８にはレンズ２がはめ込
まれている。
却素子７、レンズ付基板８、チップオンキャリア９、ヒ
ートシンク１０、半導体レーザー１がハンダによりマウ
ントされている。レンズ付基板８にはレンズ２がはめ込
まれている。
【００１５】半導体レーザー１から出射されたレーザー
光はレンズ２により集光され、レンズ２の出射側にホル
ダ１１を介して取り付けられた光ファイバピグテール４
ヘと入射される。
光はレンズ２により集光され、レンズ２の出射側にホル
ダ１１を介して取り付けられた光ファイバピグテール４
ヘと入射される。
【００１６】図２は、本実施の形態で用いた光ファイバ
ピグテール４及び金属フェルール３の断面図である。光
ファイバピグテール４の光入射端に長さ約２０ｍｍの金
属フェルール３が取り付けられている。
ピグテール４及び金属フェルール３の断面図である。光
ファイバピグテール４の光入射端に長さ約２０ｍｍの金
属フェルール３が取り付けられている。
【００１７】金属フェルール３は、光入射端から約５ｍ
ｍに至る部分において、金属フェルール３とホルダ１１
とをＹＡＧ溶接する目的のためにもメッキされておら
ず、他の部分には金属層１５が形成されている。
ｍに至る部分において、金属フェルール３とホルダ１１
とをＹＡＧ溶接する目的のためにもメッキされておら
ず、他の部分には金属層１５が形成されている。
【００１８】この金属層１５は、金属フェルール３の表
面部から順に厚さ約４μｍのＳｎメッキ（Ｓｎ金属膜）
と、Ｓｎメッキの酸化防止のため厚さ約１μｍのＡｕメ
ッキ（Ａｕ金属膜）とが施されて形成されている。
面部から順に厚さ約４μｍのＳｎメッキ（Ｓｎ金属膜）
と、Ｓｎメッキの酸化防止のため厚さ約１μｍのＡｕメ
ッキ（Ａｕ金属膜）とが施されて形成されている。
【００１９】光ファイバピグテール心線１２の光入射端
面付近は約３ｍｍの長さでＡｕメッキされており、気密
をとるためＡｕＳｎハンダにより金属フェルール３内部
にハンダ付けされている。
面付近は約３ｍｍの長さでＡｕメッキされており、気密
をとるためＡｕＳｎハンダにより金属フェルール３内部
にハンダ付けされている。
【００２０】光入射端面は、光ファイバ心線１２の中心
軸に対し約８度傾けて鏡面研磨されている。
軸に対し約８度傾けて鏡面研磨されている。
【００２１】パッケージ５は、金属フェルール３と同様
にＳｎ及びＡｕメッキが施されている。
にＳｎ及びＡｕメッキが施されている。
【００２２】金属フェルール３はパッケージ５の側壁に
設けられた貫通孔を通っており、金属フェルール３のメ
ッキ部分とパッケージ側壁の貫通孔との位置が一致する
ように配置されている。
設けられた貫通孔を通っており、金属フェルール３のメ
ッキ部分とパッケージ側壁の貫通孔との位置が一致する
ように配置されている。
【００２３】パッケージ５と金属フェルール３は、Ｉｎ
ハンダ付けされており、このときのＩｎのハンダ付け条
件は温度約１６５℃、時間１５秒間以内で行われる。
ハンダ付けされており、このときのＩｎのハンダ付け条
件は温度約１６５℃、時間１５秒間以内で行われる。
【００２４】このようにして作成された半導体レーザー
モジュールは、Ｈｅリーク試験により９８％以上の割合
で１０-9以下の気密が保たれていることを確認してい
る。また、−４０〜８５℃の温度サイクル試験や８５℃
の高温保管試験により、光ファイバピグテール４からの
光出力の変動が十分少ないことを確認した。
モジュールは、Ｈｅリーク試験により９８％以上の割合
で１０-9以下の気密が保たれていることを確認してい
る。また、−４０〜８５℃の温度サイクル試験や８５℃
の高温保管試験により、光ファイバピグテール４からの
光出力の変動が十分少ないことを確認した。
【００２５】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、ハンダ材
としてＩｎを用いることにより、従来よりも低温で作業
できるため作業性が改善できる。また、金属フェルール
のメタライズとして、Ａｕのメタライズの前にＳｎをメ
タライズすることにより、Ｉｎとのハンダ接着性が増し
パッケージ内部と外部とを十分に遮断することができ
る。さらに、Ｉｎハンダを用いることにより、ＰｎＳｎ
ハンダに比ベＩｎの方が柔らかいため、経時変化による
パッケージの歪みに対しても金属フエルールの歪みを抑
えることができ、光ファイバピグテールからの光強度の
変動を抑えられ、信頼度の向上させることができる。
としてＩｎを用いることにより、従来よりも低温で作業
できるため作業性が改善できる。また、金属フェルール
のメタライズとして、Ａｕのメタライズの前にＳｎをメ
タライズすることにより、Ｉｎとのハンダ接着性が増し
パッケージ内部と外部とを十分に遮断することができ
る。さらに、Ｉｎハンダを用いることにより、ＰｎＳｎ
ハンダに比ベＩｎの方が柔らかいため、経時変化による
パッケージの歪みに対しても金属フエルールの歪みを抑
えることができ、光ファイバピグテールからの光強度の
変動を抑えられ、信頼度の向上させることができる。
【図１】本発明の実施の形態に係る半導体レーザーモジ
ュールの構成図である。
ュールの構成図である。
【図２】同実施の形態に係る半導体レーザーモジュール
の金属フェルール部分の拡大断面図である。
の金属フェルール部分の拡大断面図である。
【図３】従来例を説明するための半導体レーザーモジュ
ールの構成図である。
ールの構成図である。
１ 半導体レーザー ２ レンズ ３ 金属フェルール ４ 光ファイバピグテール ５ パッケージ ６ キャップ ７ Ｉｎハンダ ８ レンズ付基板 ３ チップオンキャリア １０ ヒートシンク １１ ホルダ １２ 光ファイバ心線 １３ ＰｎＳｎハンダ １５ 金属層
Claims (6)
- 【請求項１】 外気と遮断するためにパッケージ内に収
納した半導体レーザーと、その半導体レーザーからのレ
ーザー光を、パッケージの壁部に設けた穴を貫通して外
部に導く光ファイバピグテールとを備え、その光ファイ
バピグテールの表面部分のうち、少なくとも前記穴を貫
通する部分に金属フェルールを有し、その金属フェルー
ルを穴の部分でパッケージにハンダ付けして貫通部の気
密保持を図る構造とした、半導体レーザーモジュールに
おいて、前記金属フェルールの表面に、その表面を覆う
Ｓｎ金属膜及びＳｎ金属膜を覆うＡｕ金属膜を設け、Ａ
ｕ金属膜を介してパッケージにハンダ付けする構成とし
たことを特徴とする、半導体レーザーモジュール。 - 【請求項２】 前記金属フェルールとパッケージを接着
するハンダにＩｎ（インジウム）を使用することを特徴
とする、請求項１記載の半導体レーザーモジュール。 - 【請求項３】 前記Ｓｎ金属膜及びＡｕ金属膜は、金属
フェルールの表面にＳｎをメタライズし、その表面にＡ
ｕをメタライズして形成してあることを特徴とする、請
求項１又は２記載の半導体レーザーモジュール。 - 【請求項４】 前記Ｓｎ金属膜の膜厚が４μｍ前後でＡ
ｕ金属膜の膜厚が１μｍ前後であることを特徴とする、
請求項３記載の半導体レーザーモジュール。 - 【請求項５】 前記金属フェルールは一端部と他端部を
有し、一端部が前記パッケージの壁部を貫通してパッケ
ージの外部へ突出していることを特徴とする、請求項１
〜４に記載の半導体レーザーモジュール。 - 【請求項６】 外気と遮断するためにパッケージ内に収
納した半導体レーザーからのレーザー光をパッケージの
壁部に設けた穴を貫通して外部に導く光ファイバピグテ
ールと前記穴との間に配置する金属フェルールであっ
て、表面を覆うＳｎ金属膜及びＳｎ金属膜を覆うＡｕ金
属膜を有することを特徴とする、半導体レーザーモジュ
ールの金属フェルール。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35405797A JP2970635B2 (ja) | 1997-12-09 | 1997-12-09 | 半導体レーザーモジュール及び金属フェルール |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35405797A JP2970635B2 (ja) | 1997-12-09 | 1997-12-09 | 半導体レーザーモジュール及び金属フェルール |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11174280A JPH11174280A (ja) | 1999-07-02 |
| JP2970635B2 true JP2970635B2 (ja) | 1999-11-02 |
Family
ID=18435012
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35405797A Expired - Fee Related JP2970635B2 (ja) | 1997-12-09 | 1997-12-09 | 半導体レーザーモジュール及び金属フェルール |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2970635B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007264424A (ja) * | 2006-03-29 | 2007-10-11 | Kyocera Corp | 光ファイバ部品と光デバイス |
| JP2007271674A (ja) * | 2006-03-30 | 2007-10-18 | Kyocera Corp | 光デバイス |
| CN103999302B (zh) * | 2011-12-19 | 2017-02-22 | Ipg光子公司 | 980纳米的大功率单模光纤泵浦激光器系统 |
| CN109683218B (zh) * | 2018-01-25 | 2022-02-15 | 苏州旭创科技有限公司 | 光学元件、光学组件、光模块及其制造方法 |
| CN110531471B (zh) * | 2019-09-02 | 2021-07-16 | 青岛海信宽带多媒体技术有限公司 | 一种光模块 |
-
1997
- 1997-12-09 JP JP35405797A patent/JP2970635B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11174280A (ja) | 1999-07-02 |
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