JP3187706B2 - Optical module manufacturing method - Google Patents

Optical module manufacturing method

Info

Publication number
JP3187706B2
JP3187706B2 JP05673396A JP5673396A JP3187706B2 JP 3187706 B2 JP3187706 B2 JP 3187706B2 JP 05673396 A JP05673396 A JP 05673396A JP 5673396 A JP5673396 A JP 5673396A JP 3187706 B2 JP3187706 B2 JP 3187706B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
lens
holder
glass
optical
moisture
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP05673396A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH09230179A (en
Inventor
秀樹 橋爪
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Sheet Glass Co Ltd
Original Assignee
Nippon Sheet Glass Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Sheet Glass Co Ltd filed Critical Nippon Sheet Glass Co Ltd
Priority to JP05673396A priority Critical patent/JP3187706B2/en
Publication of JPH09230179A publication Critical patent/JPH09230179A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3187706B2 publication Critical patent/JP3187706B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Optical Couplings Of Light Guides (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、レンズを低融点ガ
ラスによってホルダに溶着する光モジュールの製造方法
に関し、更に詳しく述べると、低融点ガラスを用いてレ
ンズをホルダ内部に溶着した後、レンズ及びガラス溜ま
りのホルダ開口部を臨む面に耐湿保護膜を形成し、その
後、ホルダと光半導体素子とを結合する光モジュールの
製造方法に関するものである。この光モジュールは、例
えば光LAN等における発光装置や受光装置、あるいは
バーコード読取り装置における光源等として有用であ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing an optical module in which a lens is welded to a holder by using a low-melting glass. More specifically, the method comprises the steps of: The present invention relates to a method for manufacturing an optical module in which a moisture-resistant protective film is formed on a surface of a glass pool facing a holder opening, and thereafter, a holder and an optical semiconductor element are joined. This optical module is useful as, for example, a light emitting device or a light receiving device in an optical LAN or the like, or a light source in a bar code reader.

【0002】[0002]

【従来の技術】光モジュールは各種の光半導体素子を組
み込んだ光部品であって、光コネクタや光コリメータ等
があり、様々な分野で使用されている。例えば光通信の
分野で用いられている光コネクタは、半導体発光素子又
は半導体受光素子と光ファイバを光学的に結合する光モ
ジュールである。光LAN等でデータ通信を行うコンピ
ュータシステムでは、半導体発光素子のモジュールと半
導体受光素子のモジュールを回路基板上に対にして設置
している。具体的には、光半導体素子(例えばレーザダ
イオード等の半導体発光素子あるいはフォトダイオード
等の半導体受光素子)とレンズ、及び接続相手の光プラ
グのフェルールを嵌合保持するレセプタクルコア等を具
備し、光プラグ接続時に光半導体素子とフェルールの光
ファイバとがレンズを介して光学的に結合する構造とな
っている。その他、バーコード読取り装置の光源である
光コリメータは、レーザダイオードからの出射光をレン
ズによって集光し、所定の距離だけ離れた位置で規定の
ビームサイズが得られるようにする機能を有する。
2. Description of the Related Art An optical module is an optical component incorporating various optical semiconductor elements, such as an optical connector and an optical collimator, and is used in various fields. For example, an optical connector used in the field of optical communication is an optical module that optically couples a semiconductor light emitting element or a semiconductor light receiving element with an optical fiber. 2. Description of the Related Art In a computer system that performs data communication using an optical LAN or the like, a semiconductor light emitting element module and a semiconductor light receiving element module are installed on a circuit board in pairs. Specifically, an optical semiconductor element (for example, a semiconductor light emitting element such as a laser diode or a semiconductor light receiving element such as a photodiode), a lens, and a receptacle core for fitting and holding a ferrule of an optical plug to be connected are provided. At the time of plug connection, the optical semiconductor element and the optical fiber of the ferrule are optically coupled via a lens. In addition, an optical collimator, which is a light source of a bar code reader, has a function of condensing light emitted from a laser diode with a lens so that a specified beam size can be obtained at a position separated by a predetermined distance.

【0003】光モジュールに用いるレンズとしては、球
レンズとロッドレンズが一般的である。勿論、それ以外
の種々の形状のレンズを使用することもある。それらの
中で球レンズは、機械加工のみによって高精度の製品を
容易に製造できるため安価であり、またレンズに方向性
が全く無いためにレンズ実装の際の方位調整が不要であ
り組み立て易いという利点もあり多用されている。レン
ズをホルダに固定するには、低融点ガラスによる溶着、
樹脂接着剤による接着、半田付け、リング状の弾性部材
を嵌め込むような機械的な固定等がある。これらのうち
接着法は、狭い領域に液状の接着剤を流し込む必要があ
り、硬化前のハンドリングに難がある。半田付けを行う
には、レンズにメタライズを行う必要があり、特に球レ
ンズに対してはメタライズすることが難しいし、メタラ
イズすることで方向性が生じるために実装作業が煩瑣と
なる。機械的な圧入固定は、リング状の弾性部材等の別
の部品を必要とし、組立作業が煩雑でありコストもかか
る。これらの理由で、低融点ガラスを用いる溶着法が有
利であり、広く採用されている。
[0003] As lenses used in optical modules, ball lenses and rod lenses are generally used. Of course, lenses of various other shapes may be used. Among them, spherical lenses are inexpensive because high-precision products can be easily manufactured only by machining, and because the lenses have no directionality, azimuth adjustment at the time of lens mounting is unnecessary and easy to assemble. It has many advantages and is often used. To fix the lens to the holder, welding with low melting glass,
Adhesion with a resin adhesive, soldering, mechanical fixing such as fitting a ring-shaped elastic member, and the like are available. Among these, the bonding method requires a liquid adhesive to be poured into a narrow area, and has difficulty in handling before curing. In order to perform the soldering, it is necessary to metallize the lens. Particularly, it is difficult to metallize a spherical lens, and since the metallization generates a direction, the mounting operation is complicated. Mechanical press-fitting and fixing requires other parts such as a ring-shaped elastic member, and the assembling work is complicated and costly. For these reasons, the welding method using low melting point glass is advantageous and widely used.

【0004】具体的には、低融点ガラス(例えば融点が
365℃程度)の粉末をリング状に圧粉成形した低融点
ガラスリング成形体を用いる。この低融点ガラスリング
成形体を、レンズを支持しているホルダの内壁段部に挿
入し、それを加熱炉に入れて400℃前後の温度で熱処
理を行う。これにより、低融点ガラスリング成形体が溶
融し、図6に示すように、レンズ50はホルダ52に溶
着される。低融点ガラスリング成形体が溶融した後に凝
固したガラス溜まりを符号54で示す。
[0004] Specifically, a low-melting glass ring molded product obtained by compacting a powder of low-melting glass (for example, having a melting point of about 365 ° C) into a ring shape is used. This low-melting glass ring molded body is inserted into the step on the inner wall of the holder supporting the lens, and is placed in a heating furnace to perform heat treatment at a temperature of about 400 ° C. Thereby, the low-melting glass ring molded body is melted, and the lens 50 is welded to the holder 52 as shown in FIG. A glass pool solidified after the low-melting glass ring molded body has melted is indicated by reference numeral 54.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】光半導体素子として気
密封止されたパッケージ内に素子を組み込んだ構造の部
品を用いる場合には、レンズを保持するホルダの部分は
特に気密封止を行う必要がない。従って、ホルダ内部に
は湿気を含んだ外気が容易に出入りすることになる。と
ころでガラス溶着に用いる低融点ガラスリング成形体
は、上記のように低融点ガラスの粉末を圧粉成形したも
のであるから、所定の位置に落とし込む際に微細な破片
や粉末が飛散し、それがレンズ表面に付着することが生
じる。レンズを固着するためにそのまま加熱溶融処理を
行うと、付着していた破片や粉末が溶融したり、低融点
ガラス自体の回り込み等によって、レンズ表面に局部的
な低融点ガラスの被膜ができる。ところが低融点ガラス
は、特に湿気に弱く、時間が経過するにつれて失透(白
濁)が発生することが多い。そのため図6に示すよう
に、低融点ガラスの被膜による失透部分56ができる。
このような失透部分ができると、光モジュールの光量低
下が生じることになる。
When a component having a structure in which an element is incorporated in a hermetically sealed package is used as an optical semiconductor element, it is necessary to particularly hermetically seal the holder holding the lens. Absent. Therefore, outside air containing moisture easily enters and exits inside the holder. By the way, since the low-melting glass ring molded body used for glass welding is formed by compacting the powder of the low-melting glass as described above, when it is dropped into a predetermined position, fine fragments and powder are scattered. It may adhere to the lens surface. If the heating and melting treatment is directly performed to fix the lens, the adhered debris and powder are melted, or the low-melting glass itself is wrapped around to form a local coating of the low-melting glass on the lens surface. However, low-melting glass is particularly vulnerable to moisture, and devitrification (cloudiness) often occurs over time. Therefore, as shown in FIG. 6, a devitrified portion 56 made of a low-melting glass film is formed.
When such a devitrified portion is formed, the light amount of the optical module is reduced.

【0006】またホルダ内部のガラス溜まり(低融点ガ
ラス)の部分にも湿気を含んだ外気が容易に出入りす
る。この湿気によって、ガラス溜まりの表面に微細なク
ラックが入り、脆くなる現象が生じる。これは、レンズ
の固定強度の低下をもたらし、甚だしい場合にはレンズ
の脱落が生じてしまうことさえある。
[0006] In addition, outside air containing moisture easily enters and exits the glass pool (low-melting glass) inside the holder. Due to this moisture, fine cracks are formed on the surface of the glass pool, and a phenomenon that the glass pool becomes brittle occurs. This results in a decrease in the fixing strength of the lens, and in some cases, the lens may fall off.

【0007】このような問題を解決するには、幾つかの
方法が考えられる。レンズ表面における低融点ガラスに
よる失透を防止するには、加熱溶融処理の前にレンズ表
面に付着している微細な粉末や破片を取り除くことが考
えられるが、そのような低融点ガラスの微細な粉末の完
全な除去作業は、実際には非常に難しい。また除去でき
たとしても加熱溶融の際に生じる低融点ガラスの回り込
みは避けられず、更にガラス溜まりの表面に発生するク
ラックの防止は不可能である。レンズを保持するホルダ
の内部を気密構造にすることも考えられるが、コストが
かかるし構造的にも複雑になってしまう。別の手段とし
て比較的失透が生じ難いガラスを用いることも考えられ
るが、耐湿性に優れたものは融点が高く、レンズの溶着
材料としては使い難い。
To solve such a problem, several methods can be considered. In order to prevent devitrification due to the low-melting glass on the lens surface, it is conceivable to remove fine powder and debris adhering to the lens surface before the heating and melting treatment. The task of completely removing the powder is very difficult in practice. Even if it can be removed, it is inevitable that the low-melting glass wraparound generated during heating and melting is inevitable, and it is impossible to prevent cracks generated on the surface of the glass pool. Although it is conceivable that the inside of the holder holding the lens has an airtight structure, it is costly and structurally complicated. As another means, it is conceivable to use glass that is relatively resistant to devitrification. However, glass having excellent moisture resistance has a high melting point, and is difficult to use as a lens welding material.

【0008】本発明の目的は、上記のような従来技術の
問題を解決し、低融点ガラスによる溶着のためレンズ表
面に低融点ガラスの微細な破片や粉末が付着するにもか
かわらず、失透が生じるのを防止でき、そのため光モジ
ュールの光量は低下せず、またレンズ固着強度の低下も
生じずに信頼性の高い製品を得ることができる光モジュ
ールの製造方法を提供することである。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art and to devitrify despite the fact that fine fragments or powder of the low melting point glass adhere to the lens surface due to welding with the low melting point glass. Accordingly, it is an object of the present invention to provide a method of manufacturing an optical module capable of obtaining a highly reliable product without reducing the amount of light of the optical module and without reducing the lens fixing strength.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明は、レンズを内蔵
したホルダと気密封止された光半導体素子を、レンズと
光半導体素子とが同軸上に位置するように結合する光モ
ジュールの製造方法である。前記ホルダは、内壁にレン
ズを取り付けるためのリング状の段部を有するほぼ筒状
の部材であって、レンズをホルダ内部に落とし込み、前
記段部の上のレンズとホルダの間に載置した低融点ガラ
スリングを加熱溶融することによって、レンズをホルダ
内部に溶着する構造である。ここで本発明の特徴は、低
融点ガラスを用いてレンズをホルダ内部に溶着した後、
前記レンズ及び形成されたガラス溜まりの両方のホルダ
開口部を臨む面に物理的気相成長法により耐湿保護膜を
形成する点にある。ここで用いるレンズとしては球レン
ズが好適である。また、ホルダとしては、その開口部の
直径aと開口部から球レンズまでの深さbとの比a/b
が1以上となるようにするのが望ましい。形成する耐湿
保護膜としては、例えば膜厚30〜200nmのSiO2
膜があり、この膜は蒸着法で形成できる。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a method of manufacturing an optical module in which a holder having a built-in lens and an optical semiconductor element hermetically sealed are coupled such that the lens and the optical semiconductor element are located coaxially. It is. The holder holds the lens on the inner wall.
Substantially cylindrical with ring-shaped steps for mounting
Of the lens, drop the lens into the holder
Low melting point glass placed between the lens and holder on the step
Hold the lens by heating and melting the sling
It is a structure that is welded inside. Here, the feature of the present invention is that after welding the lens inside the holder using low melting point glass,
The present invention is characterized in that a moisture-resistant protective film is formed by a physical vapor deposition method on a surface of both the lens and the formed glass pool facing the holder opening. The lens used here is preferably a spherical lens. The ratio a / b between the diameter a of the opening and the depth b from the opening to the spherical lens is used as the holder.
There that is desirable to so as to be 1 or more. The moisture-resistant protective film to be formed is, for example, SiO 2 having a thickness of 30 to 200 nm.
There is a film, and this film can be formed by an evaporation method.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】レンズは低融点ガラスを用いてホ
ルダに溶着される。この溶着は、低融点ガラスの粉末を
リング状に圧粉成形した低融点ガラスリング成形体を、
レンズとホルダの間のホルダ内壁段部に落とし込み、加
熱溶融することで行う。低融点ガラスリング成形体を落
とし込む際に、微細なガラスの破片や粉末が飛散してレ
ンズ表面に付着し、それが溶融し広がることで局部的な
被膜が生じる。この薄い付着物は、長期間にわたる使用
中に、周囲の外気中の湿気を吸収して失透(白濁)する
ことがある。しかし本発明では、このような低融点ガラ
スの局部的な膜が形成されても、そのままの状態で溶着
直後にレンズ表面及びガラス溜まりの表面のホルダ開口
部を臨む面に耐湿保護膜を形成してしまう。すると、こ
の耐湿保護膜によって低融点ガラスが覆われるために、
湿気は低融点ガラスまで浸透せず、その結果、失透現象
が生じることはない。ガラス溜まり表面に微細なクラッ
クが入ることも防止できる。これによって長期間にわた
り信頼性の高い光モジュールが得られる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A lens is welded to a holder using low melting point glass. This welding is performed by molding a low-melting glass ring compact obtained by compacting a low-melting glass powder into a ring shape.
This is carried out by dropping into the holder inner wall step between the lens and the holder, and heating and melting. When dropping the low-melting glass ring compact, fine glass fragments and powder are scattered and adhere to the lens surface, which melts and spreads to form a local coating. The thin deposits may become devitrified (cloudy) by absorbing moisture in the surrounding air during long-term use. However, in the present invention, even if such a local film of the low-melting glass is formed, a moisture-resistant protective film is formed on the surface of the lens surface and the surface of the glass pool facing the holder opening immediately after welding in this state. Would. Then, since the low melting point glass is covered with this moisture resistant protective film,
Moisture does not penetrate into the low melting glass, so that no devitrification phenomenon occurs. Fine cracks can also be prevented from entering the surface of the glass pool. Thereby, a highly reliable optical module can be obtained for a long period of time.

【0011】耐湿保護膜の形成は、レンズを内蔵した多
数のホルダを成膜室の内部に並べて蒸着処理などを行え
ばよく、製造も容易である。特に、ホルダの形状を、開
口部が広く且つ浅い構造にすれば、レンズの表面及びガ
ラス溜まりの表面に蒸着材料を十分に供給できるため、
効率良く且つ良好な耐湿保護膜を所望の厚みに形成する
ことができる。
The formation of the moisture-resistant protective film can be achieved by arranging a large number of holders each having a built-in lens inside the film forming chamber and performing a vapor deposition process or the like. In particular, if the shape of the holder is configured to have a wide and shallow opening, the vapor deposition material can be sufficiently supplied to the surface of the lens and the surface of the glass chamber.
Efficient and favorable moisture-resistant protective film can be formed to a desired thickness.

【0012】[0012]

【実施例】図1及び図2は本発明に係る光モジュールの
製造方法の一実施例を示す工程説明図である。図1はレ
ンズ内蔵ホルダの完成までの製造工程を示し、図2は完
成したレンズ内蔵ホルダと光半導体素子の結合工程を示
している。なお、この実施例ではレンズとして球レンズ
を用いている。
1 and 2 are process explanatory views showing one embodiment of a method for manufacturing an optical module according to the present invention. FIG. 1 shows a manufacturing process up to completion of the lens built-in holder, and FIG. 2 shows a joining process of the completed lens built-in holder and the optical semiconductor element. In this embodiment, a spherical lens is used as a lens.

【0013】先ず図1のAに示すように、ホルダ10の
内部に球レンズ12を実装する。ホルダ10は、例えば
ステンレス鋼等からなるほぼ筒状の部材であり、内壁に
球レンズ12を取りつけるための第1の段部10a、及
び気密封止された光半導体素子(図示せず)を取り付け
るための第2の段部10bを有する構造である。ホルダ
10の内部に球レンズ12を落とし込むと、レンズ径が
ホルダ先端部の円形貫通孔10cの直径よりも大きいた
めに、該球レンズ12は第1の段部10aのエッジで支
えられる。これによって自動的に球レンズ12の中心と
貫通孔10cの中心軸は一致するようになる。次に低融
点ガラスリング成形体14を第1の段部10aの上の球
レンズ12とホルダ10の間に落とし込む。この低融点
ガラスリング成形体14は、低融点ガラス(例えば融点
が365℃程度)の粉末をリング状に圧粉成形した部材
である。なおこの順序は、逆に、先ず低融点ガラスリン
グ成形体14を装填した後、球レンズ12を落とし込む
ようにしてもよい。
First, as shown in FIG. 1A, a spherical lens 12 is mounted inside a holder 10. The holder 10 is a substantially cylindrical member made of, for example, stainless steel, and has a first step portion 10a for mounting the spherical lens 12 on the inner wall, and a hermetically sealed optical semiconductor element (not shown). Having a second stepped portion 10b. When the spherical lens 12 is dropped into the holder 10, the spherical lens 12 is supported by the edge of the first step 10a because the lens diameter is larger than the diameter of the circular through hole 10c at the tip of the holder. As a result, the center of the spherical lens 12 automatically coincides with the center axis of the through hole 10c. Next, the low-melting glass ring molded body 14 is dropped between the spherical lens 12 and the holder 10 on the first step portion 10a. The low-melting glass ring molded body 14 is a member obtained by compacting a powder of low-melting glass (for example, having a melting point of about 365 ° C.) into a ring shape. Conversely, in this order, after the low-melting glass ring molded body 14 is loaded, the spherical lens 12 may be dropped.

【0014】これを加熱炉に入れ400℃前後の熱処理
を施す。これによって低融点ガラスリング成形体14は
溶融し、図1のBに示すように、球レンズ12をホルダ
10にガラス溶着できる。ガラス溜まりの部分を符号1
5で示す。このようにホルダ内部に球レンズを溶着した
後、図1のCに示すように、真空蒸着法により球レンズ
12及びガラス溜まり15のホルダ開口部を臨む面に耐
湿保護膜16を形成する。具体的には、坩堝20内に成
膜に必要な蒸着材料(例えばSiO2 あるいはMgFな
ど)22を入れ、電子ビーム法あるいは抵抗加熱法等に
より加熱して蒸着材料を蒸発させて球レンズ12及びガ
ラス溜まり15の表面に付着させる。これによって球レ
ンズ12およびガラス溜まり15のホルダ開口部を臨む
面に耐湿保護膜16が形成される(図1のD参照)。球
レンズ12及びガラス溜まり15の表面に効率よく成膜
するには、ホルダ10の形状は、ホルダ開口部の直径a
と開口部から球レンズまでの深さbとの比a/bが1以
上となるようにするのがよい。好ましい耐湿保護膜16
としては例えば膜厚30〜200nm程度のSiO2膜が
ある。
This is placed in a heating furnace and subjected to a heat treatment at about 400 ° C. As a result, the low-melting glass ring molded body 14 is melted, and the spherical lens 12 can be glass-welded to the holder 10 as shown in FIG. 1B. Symbol 1 for the glass pool
Indicated by 5. After the spherical lens is welded inside the holder in this way, as shown in FIG. 1C, a moisture-resistant protective film 16 is formed on the surface of the spherical lens 12 and the glass reservoir 15 facing the holder opening by a vacuum evaporation method. Specifically, a vapor deposition material (for example, SiO 2 or MgF) 22 necessary for film formation is put in the crucible 20 and heated by an electron beam method or a resistance heating method to evaporate the vapor deposition material to form the spherical lens 12 and It is attached to the surface of the glass pool 15. Thereby, the moisture-resistant protective film 16 is formed on the surface of the spherical lens 12 and the glass pool 15 facing the holder opening (see D in FIG. 1). In order to efficiently form a film on the surfaces of the spherical lens 12 and the glass reservoir 15, the shape of the holder 10 must be the diameter a of the holder opening.
It is preferable that the ratio a / b of the depth b from the opening to the spherical lens be 1 or more. Preferred moisture-resistant protective film 16
For example, there is a SiO 2 film having a thickness of about 30 to 200 nm.

【0015】次に図2に示すように、球レンズ12を内
蔵したホルダ10とパッケージに収納されて気密封止さ
れた光半導体素子18とを結合する。球レンズ12及び
ガラス溜まり15の表面には図1に示す手順によって耐
湿保護膜16が形成されている。光半導体素子18のパ
ッケージのベース部分18aをホルダ10の第2の段部
10bに押し当てるように嵌合させることで位置決めを
行い、接着剤あるいはYAGレーザ溶接等によって固定
する。光半導体素子18の実装位置はホルダ10の加工
寸法で決定するものとし、光軸方向の調芯は行っていな
い。このようにして、図2のBに示すような光モジュー
ルが得られる。勿論、必要に応じて光軸方向の調芯が行
える結合構造としてもよい。
Next, as shown in FIG. 2, the optical semiconductor element 18 housed in a package and hermetically sealed is connected to the holder 10 containing the spherical lens 12. A moisture-resistant protective film 16 is formed on the surfaces of the spherical lens 12 and the glass pool 15 by the procedure shown in FIG. Positioning is performed by fitting the base portion 18a of the package of the optical semiconductor element 18 to the second step portion 10b of the holder 10 so as to be pressed against the second step portion 10b, and is fixed by an adhesive or YAG laser welding. The mounting position of the optical semiconductor element 18 is determined by the processing size of the holder 10, and the alignment in the optical axis direction is not performed. In this way, an optical module as shown in FIG. 2B is obtained. Needless to say, a coupling structure that can perform alignment in the optical axis direction as necessary may be used.

【0016】図3は球レンズに代えてロッドレンズを用
いた場合の例である。基本的な製造手順は、図1及び図
2に示すものと同様であるので、対応する部分には同一
符号を付し、それらについての詳しい説明は省略する。
ホルダ10内にロッドレンズ13を嵌め込み、低融点ガ
ラスを加熱溶融することにより溶着する。ガラス溜まり
の部分を符号15で示す。そして、ロッドレンズ12の
一方の端面及びガラス溜まり15の表面に耐湿保護膜1
6を形成する。
FIG. 3 shows an example in which a rod lens is used instead of a spherical lens. Since the basic manufacturing procedure is the same as that shown in FIGS. 1 and 2, corresponding parts are denoted by the same reference numerals and detailed description thereof will be omitted.
The rod lens 13 is fitted into the holder 10, and the low-melting glass is fused by heating. The portion of the glass pool is indicated by reference numeral 15. Then, the moisture-resistant protective film 1 is formed on one end surface of the rod lens 12 and the surface of the glass pool 15.
6 is formed.

【0017】光半導体素子としてレーザダイオードを組
み込んだ場合、図2のBのような光半導体素子とレンズ
の組合せでバーコード読取り装置用光源となる光コリメ
ータが得られる。
When a laser diode is incorporated as an optical semiconductor element, an optical collimator serving as a light source for a bar code reader can be obtained by combining an optical semiconductor element and a lens as shown in FIG. 2B.

【0018】その他、光コネクタを構成する場合の例を
図4に示す。これは、図2のBに示すような光モジュー
ルに加えて、接続相手の光プラグのフェルール(図示せ
ず)が嵌入するレセプタクルコア30を有する。ここで
レセプタクルコア30は、ステンレス鋼(例えばSUS
304)製の筒状の一体成形品であり、その少なくとも
ボア内周面に、CVD法(化学的気相成長法)によりT
iC等の高硬度膜31を形成したものである。なお、こ
のレセプコクルコア30のボアの基端側にはフェルール
ストッパ32が装着されている。勿論、高硬度膜を形成
する代わりにレセプタクルコア内にセラミックスリーブ
を嵌合した構造等でもよい。このようなレセプタクルコ
ア30をホルダ10に対して調芯状態においてYAG溶
接(溶接箇所を符号Wで示す)する。レセプタクルコア
30に光プラグのフェルールを嵌入して光ファイバから
の出射光量、あるいは半導体受光素子での検出光量をモ
ニタし、合わせ面方向の精密調芯を行い、ピーク結合位
置でYAGレーザビームを照射してスポット溶接する。
そして、その外周側にプラスチック製のコネクタハウジ
ング34を装着する。このような光コネクタを使用する
際は、相手方の光フェルールがレセプタクルコア30の
ボア内に嵌入すると共に、光プラグのプラグフレームが
コネクタハウジング34と嵌合して機械的に結合する。
この状態で、光半導体素子とフェルールの光ファイバと
の光学的な軸合わせと結合が同時に達成される。
FIG. 4 shows another example in which an optical connector is formed. This has a receptacle core 30 into which a ferrule (not shown) of an optical plug to be connected is fitted, in addition to the optical module as shown in FIG. 2B. Here, the receptacle core 30 is made of stainless steel (for example, SUS).
304), and is formed on at least the inner peripheral surface of the bore by CVD (chemical vapor deposition).
In this case, a high hardness film 31 such as iC is formed. A ferrule stopper 32 is mounted on the base end side of the bore of the receptacle core 30. Of course, instead of forming a high hardness film, a structure in which a ceramic sleeve is fitted in a receptacle core may be used. Such a receptacle core 30 is YAG-welded to the holder 10 in a centered state (weld portions are indicated by reference characters W). The ferrule of an optical plug is inserted into the receptacle core 30 to monitor the amount of light emitted from the optical fiber or the amount of light detected by the semiconductor light-receiving element, perform precise alignment in the mating direction, and irradiate the YAG laser beam at the peak coupling position. And spot welding.
Then, a plastic connector housing 34 is mounted on the outer peripheral side. When such an optical connector is used, a mating optical ferrule is fitted into the bore of the receptacle core 30, and a plug frame of the optical plug is fitted and mechanically coupled to the connector housing.
In this state, optical alignment and coupling between the optical semiconductor element and the optical fiber of the ferrule are simultaneously achieved.

【0019】光半導体素子としてレーザダイオードのよ
うな半導体発光素子を組み込むことで、レーザダイオー
ドからの出射光が球レンズで集光されてフェルールの光
ファイバに入射するような光LAN用の発光装置が構成
できる。また半導体発光素子の代わりにフォトダイオー
ドのような半導体受光素子を組み込めば、光LAN用の
受光素子が構成できる。
By incorporating a semiconductor light emitting element such as a laser diode as an optical semiconductor element, a light emitting device for an optical LAN in which light emitted from the laser diode is condensed by a spherical lens and enters an optical fiber of a ferrule is provided. Can be configured. If a semiconductor light receiving element such as a photodiode is incorporated in place of the semiconductor light emitting element, a light receiving element for an optical LAN can be configured.

【0020】次に、本発明による耐湿保護膜の形成方法
について、更に詳しく説明する。先ず球レンズをホルダ
内部に低融点ガラスを用いて溶着した試料40(図1の
Bに示す状態)を多数個用意する。その製造に際して
は、球レンズの表面に低融点ガラスの微粉末が付着して
いても特に支障は無い。これらを、球レンズのホルダ開
口部を臨む面が下向きとなるように治具42等により整
列固定し、真空蒸着用の成膜室44の内部に設置する。
そして、下方に坩堝46を設け、該坩堝46内に必要と
する蒸着材料48(例えばSiO2 あるいはMgF等)
を入れる。そして真空ポンプ(図示せず)で必要な高真
空状態まで排気し、電子ビーム(EB)法や抵抗加熱法
等によって加熱する。高真空中で薄膜材料を加熱蒸発さ
せることにより、この蒸発粒子が球レンズの表面及びガ
ラス溜まりの表面に沈着して薄膜が形成される。薄膜の
厚さは30〜200nm程度に制御する。これによって、
レンズの表面(低融点ガラスが付着していればそれを覆
うようなレンズの表面)及びガラス溜まりの表面にSi
2 等の膜が形成され、外気中の湿気が低融点ガラスに
浸入し、該低融点ガラスが失透するのを防止できる。真
空蒸着法に代えてスパッタ法で成膜することもできる。
Next, the method for forming a moisture-resistant protective film according to the present invention will be described in more detail. First, a large number of samples 40 (the state shown in FIG. 1B) in which spherical lenses are welded to the inside of the holder using low-melting glass are prepared. At the time of its manufacture, there is no particular problem even if fine powder of low melting point glass adheres to the surface of the spherical lens. These are aligned and fixed by a jig 42 or the like such that the surface of the spherical lens facing the opening of the holder faces downward, and is installed inside a film forming chamber 44 for vacuum evaporation.
Then, a crucible 46 is provided below, and a vapor deposition material 48 (for example, SiO 2 or MgF) required in the crucible 46 is provided.
Insert Then, the air is evacuated to a necessary high vacuum state by a vacuum pump (not shown) and heated by an electron beam (EB) method, a resistance heating method, or the like. By heating and evaporating the thin film material in a high vacuum, the evaporated particles are deposited on the surface of the spherical lens and the surface of the glass pool to form a thin film. The thickness of the thin film is controlled to about 30 to 200 nm. by this,
The surface of the lens (the surface of the lens that covers low-melting glass if it adheres) and the surface of the glass pool
A film of O 2 or the like is formed, so that it is possible to prevent moisture in the outside air from entering the low-melting glass and devitrifying the low-melting glass. The film can be formed by a sputtering method instead of the vacuum evaporation method.

【0021】なお、レンズの表面には光透過率調整用の
ND(ニュートラルデンシティ)フィルタ膜のような光
学的フィルタ膜を形成する場合がある。これは、レーザ
製品の安全基準を満たすために出射光量とスロープ効率
の調整等に用いられている。つまり、NDフィルタ膜に
よって光透過率を制御し、レーザダイオードからの出射
光量を見掛け上調整するものである。それら光透過率調
整用のNDフィルタ膜には、金属クロムあるいは金属チ
タンのような成膜材料を膜厚数十nm程度となるように形
成する。このような金属膜は、そのままでは外気に曝さ
れることで酸化される虞れがある。そのような場合にも
本発明の耐湿保護膜は有効である。つまり、図1のCに
示す状態で、必要な光学的フィルタ膜を形成した後、そ
の上に同じような手法で耐湿保護膜を形成すればよい。
この耐湿保護膜によって金属膜は保護され、長期間にわ
たる信頼性が確保される。
In some cases, an optical filter film such as an ND (neutral density) filter film for adjusting light transmittance is formed on the surface of the lens. This is used for adjusting the amount of emitted light and the slope efficiency in order to satisfy safety standards for laser products. That is, the light transmittance is controlled by the ND filter film, and the amount of light emitted from the laser diode is apparently adjusted. A film forming material such as metal chromium or metal titanium is formed on the ND filter film for adjusting the light transmittance so as to have a film thickness of about several tens nm. Such a metal film may be oxidized by being exposed to the outside air as it is. Even in such a case, the moisture-resistant protective film of the present invention is effective. That is, in the state shown in FIG. 1C, after forming a necessary optical filter film, a moisture-resistant protective film may be formed thereon in a similar manner.
The metal film is protected by this moisture-resistant protective film, and long-term reliability is ensured.

【0022】[0022]

【発明の効果】本発明は上記のように、低融点ガラスに
よってホルダ内部にレンズを溶着した後、レンズ及びガ
ラス溜まりのホルダ開口部を臨む面に耐湿保護膜を形成
する方法であるから、レンズ表面に低融点ガラスの微細
な破片や粉末等が付着していても、それは最終的に耐湿
保護膜で覆われるために、低融点ガラスの失透現象が生
じず、長期間にわたる使用の際に光量低下が生じる虞れ
は無い。また、ガラス溜まりの表面も耐湿保護膜で覆わ
れるため、吸湿による微小なクラックの発生を防止で
き、レンズを確実に且つ強固に保持できる。その点でも
長期間にわたる信頼性は著しく向上する。
As described above, the present invention is a method for forming a moisture-resistant protective film on a surface of a lens and a glass pool facing a holder opening after a lens is welded to the inside of a holder with low-melting glass. Even if fine particles or powder of the low-melting glass adhere to the surface, they are finally covered with the moisture-resistant protective film, so that the devitrification phenomenon of the low-melting glass does not occur, and when used for a long time, There is no possibility that the light amount will decrease. Further, since the surface of the glass pool is also covered with the moisture-resistant protective film, it is possible to prevent the generation of minute cracks due to moisture absorption, and it is possible to securely and firmly hold the lens. In this respect, the reliability over a long period is significantly improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係る光モジュールの製造工程の一例を
示す説明図。
FIG. 1 is an explanatory view showing an example of a manufacturing process of an optical module according to the present invention.

【図2】そのホルダと光半導体素子との結合構造を示す
説明図。
FIG. 2 is an explanatory view showing a coupling structure between the holder and the optical semiconductor element.

【図3】本発明により製造した光モジュールの他の例を
示す説明図。
FIG. 3 is an explanatory view showing another example of the optical module manufactured according to the present invention.

【図4】本発明により製造した光モジュールの他の使用
例を示す説明図。
FIG. 4 is an explanatory view showing another example of use of the optical module manufactured according to the present invention.

【図5】ホルダに溶着した球レンズに耐湿保護膜を形成
する工程の説明図。
FIG. 5 is an explanatory view of a step of forming a moisture-resistant protective film on a spherical lens welded to a holder.

【図6】従来技術の問題点を示す説明図。FIG. 6 is an explanatory diagram showing a problem of the related art.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 ホルダ 12 球レンズ 14 低融点ガラスリング成形体 15 ガラス溜まり 16 耐湿保護膜 18 光半導体素子 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Holder 12 Spherical lens 14 Low-melting glass ring molded object 15 Glass pool 16 Moisture-resistant protective film 18 Optical semiconductor element

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C23C 14/00 - 14/58 G02B 1/10 G02B 6/00 - 6/54 G02B 7/00 - 7/24 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) C23C 14/00-14/58 G02B 1/10 G02B 6/00-6/54 G02B 7/00-7 / twenty four

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 レンズを内蔵したホルダと気密封止され
ている光半導体素子を、レンズと光半導体素子とが同軸
上に位置するように結合する光モジュールの製造方法に
おいて、前記ホルダは、内壁にレンズを取り付けるためのリング
状の段部を有するほぼ筒状の部材であって、レンズをホ
ルダ内部に落とし込み、前記段部の上のレンズとホルダ
の間に載置した低融点ガラスリングを加熱溶融すること
によって レンズをホルダ内部に溶着した後、前記レンズ
及び形成されたガラス溜まりの両方のホルダ開口部を臨
む面に物理的気相成長法により耐湿保護膜を形成するこ
とを特徴とする光モジュールの製造方法。
1. A method for manufacturing an optical module, wherein an optical semiconductor element hermetically sealed with a holder having a built-in lens is coupled so that the lens and the optical semiconductor element are positioned coaxially. Ring for attaching a lens to
A substantially cylindrical member having a step-like shape,
Lens and holder on the step
Heating and melting the low melting glass ring placed between
Manufacture of an optical module and forming a moisture-resistant protective film by after welding the lens inside the holder, physical vapor deposition on a surface facing both of the holder opening of reservoir the lens and glass is formed by Method.
【請求項2】 レンズとして球レンズを用い、ホルダと
しては、その開口部の直径aと開口部から球レンズまで
の深さbとの比a/bが1以上のほぼ筒状の部材を用い
る請求項1記載の光モジュールの製造方法。
2. A substantially cylindrical member having a ratio of a / b between the diameter a of the opening and the depth b from the opening to the ball lens of 1 or more is used as the holder. A method for manufacturing an optical module according to claim 1.
【請求項3】 耐湿保護膜が、膜厚30〜200nmのS
iO2 膜であり、蒸着法で形成する請求項1又は2記載
の光モジュールの製造方法。
3. The moisture-resistant protective film has a thickness of 30 to 200 nm.
The method for manufacturing an optical module according to claim 1, wherein the optical module is an iO 2 film and is formed by a vapor deposition method.
JP05673396A 1996-02-20 1996-02-20 Optical module manufacturing method Expired - Fee Related JP3187706B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP05673396A JP3187706B2 (en) 1996-02-20 1996-02-20 Optical module manufacturing method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP05673396A JP3187706B2 (en) 1996-02-20 1996-02-20 Optical module manufacturing method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH09230179A JPH09230179A (en) 1997-09-05
JP3187706B2 true JP3187706B2 (en) 2001-07-11

Family

ID=13035723

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP05673396A Expired - Fee Related JP3187706B2 (en) 1996-02-20 1996-02-20 Optical module manufacturing method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3187706B2 (en)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4110970B2 (en) * 2001-05-17 2008-07-02 住友電気工業株式会社 Optical component and receiver module
US7036998B2 (en) 2001-05-17 2006-05-02 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Optical part, optical module sleeve, optical receiving module, optical communication module, and method of making optical part
JP4481750B2 (en) * 2004-07-08 2010-06-16 日本板硝子株式会社 Method for manufacturing optical component with holder
JP4822046B2 (en) * 2005-10-13 2011-11-24 日本電気硝子株式会社 Method and apparatus for manufacturing optical component
JP2007147841A (en) * 2005-11-25 2007-06-14 Nippon Electric Glass Co Ltd Manufacturing method of lens component

Also Published As

Publication number Publication date
JPH09230179A (en) 1997-09-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4355323A (en) Coupler comprising a light source and lens
US6035664A (en) Method of producing an optical module
JPS63228113A (en) Optically coupling element and manufacture thereof
EP0585007A2 (en) Optical subassembly with passive optical alignment
US5143531A (en) Hermetic fiber optic-to-metal connection technique
EP0112211B1 (en) Method of aligning an opto-electronic device
JP3187706B2 (en) Optical module manufacturing method
US5255333A (en) Opto-electronic transducer arrangement having a lens-type optical coupling
US5341235A (en) Optical isolator and method for preparing same
JP3187705B2 (en) Optical module manufacturing method
JP2002111112A (en) Optical module and method of manufacturing the same
GB2229856A (en) Electro-optic transducer and sheet-metal microlens holder
JPH03167514A (en) Molded lens with metallic holder and production thereof and optical semiconductor module provided with the lens
JP4436915B2 (en) Precision fiber attachment
IL154300A (en) Post assembly metallization of a device
US7534053B2 (en) Optoelectronic housings and methods of assembling optoelectronic packages
JPH07120643A (en) Semiconductor laser with lens and its manufacture
JP2000501856A (en) Photoelectric transmitting and / or receiving module and method of manufacturing the same
JPH08130320A (en) Optical semiconductor element module and its manufacture
JP2944109B2 (en) Spherical lens parts
JP2800760B2 (en) Optical semiconductor module
US20030161595A1 (en) Method of bonding optical devices
JPH04165313A (en) Photo semiconductor element module
JP3993083B2 (en) Fiber collimator and manufacturing method thereof
JP3489880B2 (en) Optical lens

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees