JP3997798B2 - 光モジュール - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光モジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
光モジュールには様々な形態があり、その１つとして、金属製のステムと、キャップと、スリーブと、これらステムおよびキャップよって封止されたフォトダイオードとを備えるものがある。この光モジュールは、金属製のステム上にフォトダイオードが搭載されている。このフォトダイオードは、ステムと、このステム上に溶接されたキャップによって封止されている。ステムには、フォトダイオードに接続された端子が設けられており、これらの端子は、シールガラス部材によってステムから絶縁されている。このガラス部材は、端子とステムとの間を気密に封止している。スリーブは、キャップの外側に位置しており、ステムの外周で溶接されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
発明者は、このような光モジュールに対してキャップの外径に対する小型化の要求があることを見出した。そこで、その小型化の検討に着手した。ところが、小型化された光モジュールを検査している際に、パッケージの気密封止が十分でない不具合品を発見した。不具合品はかなりの割合で発生していた。更なる検討によれば、不具合品では、端子とステムとの間のガラス製の気密封止部においてリークが生じていることを発見した。
【０００４】
しかしながら、製造工程において採用された技術は、これまで十分な実績を有する手法であった。そこで、発明者は、いずれの製造工程はリークを生じさせているかを細かく調査した。その結果、キャップをステムに溶接する工程において、気密封止部に加わる力が原因であることを発見した。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、光モジュールの小型化する際にハウジングの気密性不具合の発生を低減可能な構造を有する光モジュールを提供することとした。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の一側面に係わる光モジュールは、ステムと、レンズ保持部材とを備える。ステムは、搭載部と、支持面と、半導体光学素子に電気的に接続された端子とを有する。搭載部は、半導体光学素子を搭載するように設けられている。端子は搭載部に設けられている。支持面は搭載部を囲むように設けられている。
【０００７】
レンズ保持部材は、一端部、他端部、側壁部及び保持部を有する。側壁部および保持部は、一端部と他端部との間に所定の軸に沿って設けられている。レンズ保持部材は、半導体光学素子を覆うようにステムの支持面に配置されている。光モジュールは、レンズ保持部材の一端部と支持面とを接合する溶接部を備える。レンズ保持部材の他端部はスリーブホルダを搭載するための搭載面を有する。
【０００８】
保持部は、半導体光学素子と光学的に結合されたレンズを保持している。側壁部は、第１および第２の内壁面を有する。第１の内壁面は一端部から所定の軸に沿って伸びている。第２の内壁面は保持部から所定の軸に沿って伸びている。第１の内壁面は、搭載部を囲むように支持面上で規定された所定の閉曲線を含み所定の軸に沿って伸びる基準面の外側にあり、第２の内壁面は基準面の内側にある。
レンズ保持部材は、ステムの外周に接触するように設けられ所定の軸に沿って伸びる別の基準面の内側に位置しており、レンズ保持部材は所定の軸に沿って配置された第１および第２の外表面と、第１および第２の外表面の間に設けられた第３の外表面とを有し、第３の外表面は所定の軸に沿った力をシームシーラ装置用の電極を介して受けることができるように設けられており、第２の内表面の長さは半導体光学素子と光ファイバとを光学的に結合するようにレンズ保持部材の保持部を提供できるように決定されており、第１の内表面の長さは半導体光学素子を搭載すると共に半導体光学素子と端子とをボンディングワイヤで接続できるような収容空間を提供できるように決定されており、第２の内表面の下端と支持面との距離がボンディングワイヤと支持面との距離の最大値より大きい。
【０００９】
第１の内壁面が第２の内壁面より外側に位置している。このため、光モジュールを小型化しても、半導体光学素子を収容するための空間を確保できる。また第１の内壁面が基準面の外側に位置している。故に、搭載部に位置する端子と、レンズ保持部材との距離が確保できる。この構造により、レンズ保持部材をステムに固定する際にステムを介して端子の近傍の加わる力を低減できる。
光モジュールがこのような構造を備えると、レンズ保持部材が外径４．５ｍｍの円筒内に含まれるような光モジュールを実現できる。また、スリーブが外径４．０ｍｍの円筒内に含まれるような光モジュールを実現できる。
【００１０】
また、本発明の光モジュールは、半導体光学素子に光学的に結合される光ファイバを保持するフェルールを備えた光コネクタを受け入れるためのスリーブを更に備えることができる。
【００１１】
光モジュールでは、搭載部材の搭載部には、第１および第２のダイキャップ並びに半導体素子が更に搭載されているようにしてもよい。半導体光学素子は、第１のダイキャップ上に搭載されている。
【００１２】
光モジュールでは、レンズ保持部材は、所定の軸に沿って配置された第１および第２の外表面とを有する。第１の外表面は、レンズ保持部材がシームシーラ装置用の電極によって保持されるように設けられている。第２の外表面は、シームシーラ装置用の電極に保持されるように設けられていると共に、前記レンズ保持部材の一端部から前記所定の軸に沿って伸びている。
【００１３】
第２の外表面は、シームシーラ装置用の電極に保持されると共に、レンズ保持部材の一端部から伸びている。
【００１４】
光モジュールでは、レンズ保持部材は第３の外表面を有する。第３の外表面は、第１および第２の外表面の間に配置されている。また、第３の外表面は、所定の軸に沿った力をシームシーラ装置用の電極を介して受けることができるように設けられている。これにより、レンズ保持部材の変形を低減しながら、レンズ保持部材に第３の外表面を介して力を加えることができる。
【００１５】
光モジュールは、当該光モジュールと光学的に結合される光コネクタを受け入れるスリーブをさらに備えるようにしてもよい。レンズ保持部材は、スリーブと搭載部材の間に配置されている。
【００１６】
光モジュールでは、レンズ保持部材は、第１〜第３の外表面を有している。第１の外表面は一端部から所定の軸に沿って伸びており、第２の外表面は他端部から所定の軸に沿って伸びている。支持面および第３の外表面は、共通の基準平面に沿って伸びている。搭載部材は、複数の追加の端子と、搭載部が設けられた第１の面と、この面に対向する第２の面と、端子及び複数の端子が通過する複数の孔とを有している。各孔は、第１の面から第２の面に所定の軸に沿って伸びる側面を有している。レンズ保持部材の第２の内表面は、全ての孔の側面に外接するように規定され所定の軸に沿って伸びる基準円筒の内側に位置している。レンズ保持部材の第１の内表面は、基準円筒の外側に位置している。
【００１７】
この構成によれば、レンズ保持部材の一端の内縁と端子との距離を離すことができる。第２の内表面が基準円筒の内側に位置するので、第２の外表面よりも 中心側に配置して第３の外表面を設けることができる。
【００１８】
光モジュールでは、レンズ保持部材の他端部は、スリーブホルダまたはスリーブを搭載するための搭載面を有している。レンズ保持部材は、搭載部材の外周に接触するように設けられ所定の軸に沿って伸びる別の基準面の内側に設けられている。
【００１９】
この構成によれば、レンズ保持部材が支持面上に設けられると共に、スリーブホルダはレンズ保持部材の他端部上に設けられている。レンズ保持部材の外側にスリーブが不要になる。故に、光モジュールのサイズを小さくできる。
【００２０】
光モジュールは、搭載部材の一端部と支持面とを接合する溶接部を更に備えることができる。レンズ保持部材は、所定の軸に沿って一端部から伸びる第１の外表面を有している。溶接部の内縁と外縁との中央位置は、第１の外表面と第１の内表面との中央位置より外側に位置している。
【００２１】
この構成によれば、搭載部材の端子から溶接部を離すことができる。溶接の際に、金属の溶融片により不具合が発生することを低減できる。
【００２２】
光モジュールでは、レンズ保持部材は、第１〜第３の外表面を有している。第１の外表面は一端部から所定の軸に沿って第１の長さだけ伸びている。第２の外表面は他端部から所定の軸に沿って第２の長さだけ伸びている。第１の外表面は基準面の外側にあり、第２の外表面は基準面の内側にある。基準面は、搭載部を囲むように搭載部材上に規定された所定の閉曲線を含み所定の軸に沿って伸びるように定義されている。第３の外表面は、第１及び第２の外表面のそれぞれに接続されている。支持面および第３の外表面は、共通の基準平面に沿って伸びている。第１の長さは第２の長さより短い。
【００２３】
この構成によれば、搭載部材とレンズ保持部材を溶接するときに流れる溶接電流の経路を短縮できる。
【００２４】
光モジュールでは、レンズ保持部材の側壁部は、所定の軸に沿って配置された第１及び第２の部分を有している。第１の内表面は第１の部分に設けられており、第２の内表面は第２の部分に設けられている。第１の部分の長さは、第２の部分の長さより短い。
【００２５】
この構成によれば、第１の内壁面が基準面の外側に位置しているので、搭載部に位置する端子とレンズ保持部材との距離が確保できると共に半導体光学素子を収容するための空間を確保できる。加えて、第１の部分の長さは第２の部分の長さより短いので、光モジュールのサイズを小さくできる。
【００２６】
光モジュールは、端子と半導体光学素子とを接続するボンディングワイヤを更に備えることができる。第２の内表面の下端と支持面との距離は、ボンディングワイヤと支持面との距離の最大値より大きい。
【００２７】
この構成によれば、一般には様々な形状であるボンディングワイヤで端子と半導体光学素子とを接続する場合であっても、ボンディングワイヤがレンズ保持部材の内表面と接触することを防止できる。
【００２８】
光モジュールは、端子と半導体光学素子とを接続するボンディングワイヤを更に備えることができる。支持面と第１の外表面の上端との距離は、第１の内表面と第１の外表面との間隔の３倍以下であることが好ましい。発明者の知見によれば、この値の範囲において好適な溶接を実現できる程度に電気抵抗を低減できる。
【００２９】
光モジュールは、端子と半導体光学素子とを接続するボンディングワイヤを更に備えることができる。第１の外表面の上端と支持面との距離は１．０ｍｍ以下であることが好ましく、第１の内表面の上端と支持面との距離は０．５ｍｍより大きいことが好ましい。側壁厚が０．４ｍｍ以下であるときは、良好な溶接部を得るためには、この距離は１．０ｍｍ以下であることが好ましい。この距離が０．５ｍｍを越えると、レンズ保持部材の配置位置ズレに対する製造マージン、およびボンディングワイヤと内表面との間に十分な間隔が得られる。
【００３０】
搭載部材の端子は、第１の面から突出した内部端子部と、第２の面から突出した外部端子部とを有する。内部端子の長さは０．２ｍｍ以上０．４ｍｍ以下である。搭載部材は、ガラスシール部材を介して端子を保持している。端子の長さが０．２ｍｍ未満であると、搭載部材のシールガラス材がボンディングワイヤと接続される端子の部分を覆う可能性がある。端子の長さが０．４ｍｍ以下であると、内表面と端子との間に十分な間隔を得るためにレンズ保持部材の幅を大きくする必要が無い。このため、溶接電流に関する電気抵抗が増加することも無いのでレンズ保持部材と搭載部材との良好な溶接部を得ることができる。
【００３１】
光モジュールでは、レンズ保持部材は、第１〜第３の外表面を有する。第１の外表面は一端部から所定の軸に沿って伸びている。第２の外表面は他端部から所定の軸に沿って伸びている。第１の外表面は、基準面の外側にある。第２の外表面は、基準面の内側にある。この基準面は、搭載部を囲むように支持面上に規定された所定の閉曲線を含み、所定の軸に沿って伸びる。第３の外表面は、第１及び第２の外表面のそれぞれに接続されている。側壁部は、第１及び第２の内表面のそれぞれに接続された第３の内表面を更に有している。支持面および第３の外表面は、共通の基準平面に沿って伸びている。第３の内表面は、基準平面に交差する別の基準平面に沿って伸びている。
【００３２】
第３の外表面には溶接用電極が突き当てられる。第３の内表面は第３の外表面に対して傾斜しているので、第３の内表面と第３の外表面との間隔を他の部位の厚さに比べて大きくできる。故に、この部分の機械的強度を強めることができる。
【００３３】
光モジュールでは、第１の内表面の長さは、半導体光学素子を搭載すると共に半導体光学素子と端子とをボンディングワイヤで接続できるような収容空間を提供できるように決定されている。第２の内表面の長さは、半導体光学素子と光ファイバとを光学的に結合するようにレンズの位置を提供できるように決定されている。この構成によれば、レンズ保持部材を２つの部分に分けているので、それぞれ異なる機能を達成するような寸法をそれぞれに規定できる。
【００３４】
光モジュールでは、レンズ保持部材の一端部にフランジを備えていない。故に、レンズ保持部材は、基準面に沿って一端部から第１の長さだけ伸びる第１の外表面と、基準面に沿って一端部から第２の長さだけ伸びる第１の内表面とを有しており、第１の長さは第２の長さより長い。したがって、レンズ保持部材の横幅が小さくできる。
【００３５】
光モジュールは、レンズ保持部材の一端部と支持面とを接合する溶接部を更に備えることができる。レンズ保持部材は、一端部から所定の軸に沿って伸びる第１の外表面を有する。第１の内表面は、傾斜面を一端部に有している。溶接部は、傾斜面のエッジと第１の外表面のエッジとの間に位置している。
【００３６】
この構成によれば、傾斜面が設けられているので、搭載部材の端子から溶接部を離すことができる。また、圧力を加えながら溶接する際に、溶融金属の塊が傾斜面と支持面との間に溶け出して固化する。故に、金属の溶融片により不具合が発生することを低減できる。
【００３７】
光モジュールは、レンズ保持部材の一端部と支持面とを接合する溶接部を更に備えることができる。レンズ保持部材の第１の外表面は、傾斜面を一端部に有している。溶接部は、傾斜面のエッジと第１の内表面のエッジとの間に位置している。
【００３８】
この構成によれば、圧力を加えながら溶接する際に、溶融金属の塊が傾斜面と支持面との間に溶け出して固化する。この溶け出しは、光モジュールの外側に向いて生じる。故に、金属の溶融片により不具合が発生することを低減できる。
【００３９】
光モジュールは、光ファイバと、スリーブと、スリーブホルダとを更に備えることができる。光ファイバは、半導体光学素子に光学的に結合されている。スリーブは、フェルールを介して光ファイバを保持している。レンズ保持部材の他端部は、スリーブを搭載するための搭載面を有している。
【００４０】
この構成によれば、レンズ保持部材の外側に別個の部材を設けることなく、半導体発光素子と光ファイバとの光学的結合を実現できる小型の光モジュールを提供できる。
【００４１】
光モジュールでは、搭載部材に搭載された半導体素子を更に備えることができる。半導体光学素子は、半導体受光素子を含む。半導体素子は、半導体受光素子からの信号を処理する。搭載部材は、半導体素子に接続された端子を有する。
【００４２】
この構成によれば、光モジュールは、半導体素子及び半導体受光素子といった複数の電子素子を内蔵できる小型の光モジュールを提供できる。
【００４３】
本発明の別の側面に係わるシームシーラ装置用の電極部品は、光モジュールの搭載部材にレンズ保持部材を固定するために利用される。レンズ保持部材は、所定の軸に沿って配置された側壁部およびレンズ保持部を有する。
【００４４】
シームシーラ装置用の電極部品は収容部および保持部を備える。収容部および保持部は、レンズ保持部材を収容するように所定に軸に沿って設けられている。保持部は第１の内表面を有し、この第１の内表面は、所定の軸に沿って伸びレンズ保持部材の側壁部と対面するように設けられている。収容部は所定の軸に沿って伸びる共に、レンズ保持部材を保持するように設けられている。シームシーラ置用の電極がレンズ保持部材を収容するとき、第１の内表面がレンズ保持部材の側壁部と対面する。
【００４５】
本発明に係わるシームシーラ装置用の電極部品では、収容部は所定の軸に沿って伸びる複数の割溝を有するようにしてもよい。割溝により収容部が弾性的に変形し易くなるので、レンズ保持部材の取り付けおよび取り外しが容易になる。
【００４６】
本発明に係わるシームシーラ装置用の電極部品は、保持部と収容部との間に設けられ加圧部を更に備えるようにしてもよい。加圧部は、所定の軸に交差する平面に沿って伸びる第３の内表面を有する。
【００４７】
加圧部の第３の内表面は所定の軸に交差する平面に沿って伸びるので、レンズ保持部材に接触してレンズ保持部材に圧力を加えることができる。つまり、第３の内表面は、レンズ保持部材を加圧できるように設けられている。
【００４８】
また、本発明に係わるシームシーラ装置用の電極部品は、加圧部の第３の内表面上に位置する絶縁部材を更に備えるようにしてもよい。絶縁部材は第３の内表面を通してレンズ保持部材に電流が流れることを防止する。故に、絶縁部材は、レンズ保持部材を搭載部材に固定するための電流の経路制御を可能にする。
【００４９】
本発明の更に別の側面に係わる光モジュールの製造方法は、これまでに説明されたシームシーラ装置用の電極部品だけでなく、これから説明されるシームシーラ装置用の電極部品を用いることができる。
【００５０】
この光モジュールを製造する方法は、(１)シームシーラ装置用等の第１の電極部品と第２の電極部品との間に、搭載部材およびレンズ保持部材を配置するステップと、(２)搭載部材およびレンズ保持部材を加圧しながら、第１の電極部品と第２の電極部品との間に搭載部材およびレンズ保持部材を介して通電するステップとを備える。この通電により、レンズ保持部材が搭載部材に固定される。
【００５１】
シームシーラ装置用の第１の電極部品はレンズ保持部材の変形を低減するので、レンズ保持部材を搭載部材に固定する際に搭載部材を介して端子の近傍の加わる力を低減できる。
【００５２】
【発明の実施の形態】
本発明の上記の目的および他の目的、特徴、並びに利点は、添付図面を参照して進められる本発明の好適な実施の形態の以下の詳細な記述からより容易に明らかになる。可能な場合には、同一の部分には同一の符号を付する。
【００５３】
(第１の実施の形態)
図１を参照しながら、本発明の実施の形態に係る光モジュール１０ａを説明する。光モジュール１０ａは、ステムといった搭載部材２０と、半導体光学素子２２と、キャップといったレンズ保持部材３０と、スリーブガイド３６と、光導波路部材３９とを備える。光モジュール１０ａは、また、半導体光学素子２２と光導波路３９との間に設けられたレンズ３２といった集光手段を更に備えるようにしてもよい。さらに、光モジュール１０ａは、スリーブ３４およびフェルール３８を備えることができ、スリーブ３４にはフェルール３８が挿入されている。スリーブ３４およびフェルール３８は、スリーブガイド３６に収納されることができ、光導波路部材３９は、フェルール３８に保持された光ファイバを含むことができる。
【００５４】
光モジュール１０ａにおいては、以下のものが所定の方向に伸びる軸１２に沿って配置される。つまり、光モジュール１０ａは、搭載部材２０、半導体光学素子２２、レンズ保持部材３０、レンズ３２、スリーブ３４、スリーブホルダ３６、フェルール３８、および光導波路部材３９を備える。所定の軸１２は、光半導体素子２２に関連する光軸に一致するように配置されることができる。以下の説明は、光導波路部材３９として光ファイバを適用した場合について行われる。光ファイバは、コア部およびこの周囲に設けられたクラッド部を有する光導波路である。光ファイバ素線は、周囲が樹脂によって被覆された状態のフィラメントを意味し、図１においては、フェルールに挿入されている。
【００５５】
搭載部材２０は、所定の軸１２に交差する平面に沿って伸びる板状の部材であり、例えば所定形状の鉄板に金メッキを施して形成した金属製部材であり、搭載部材２としては、ステムが例示される。搭載部材２０は、平面に沿って伸びる部品搭載面２０ａおよび端子配置面２０ｂを有する。部品搭載面２０ａ上には、チップキャリアといった部品搭載部材２６が配置されている。部品搭載部材２６は、半導体光学素子２２を支持するための支持面(図２の２６ａ)を有する。この支持面上には、半導体受光素子および半導体発光素子といった半導体光学素子２２が配置されている。半導体受光素子としてはフォトダイオードがあり、また半導体発光素子としては、発光ダイオードおよび半導体レーザがある。
【００５６】
図１に示された光モジュール１０ａは、面受光型フォトダイオードを備えている。この場合には、半導体受光素子の受光面が所定の軸１２に、例えば直角といった所定の角度で交差している。図１は、フォトダイオードといった半導体受光素子を採用した光モジュール１０ａを例示的に示しているけれども、光モジュール１０ａには、半導体レーザといった半導体発光素子も適用できる。
【００５７】
レンズ保持部材３０は、管状部３０ａ、第１の端部３０ｂ、および第２の端部３０ｃを有する。管状部３０ａは、所定の軸１２に沿って伸びている。第１の端部３０ｂは、管状部３０ａの一端に設けられている。第２の端部３０ｃは、管状部３０ａの他端に設けられている。レンズ保持部材３０は、ステンレスといった金属から成る。第１の端部３０ｂは、搭載部材２０に接触する固定面３０ｄを備えている。固定面３０ｄには、軸１２を囲むように連続した環状突起３０ｅが設けられている。レンズ保持部材３０は、固定面３０ｄが搭載部材２０の支持面(図２の参照番号２０ｅ)と対面するように固定されている。この固定は、例えば以下のように行うことができる。レンズ保持部材３０は、環状突起３０ｅを部品搭載面２０ａに接触させるように、搭載部材２０上に配置されている。
【００５８】
管状部３０ａは、所定の軸１２に沿って伸びる側壁部を有し、側壁部は、第１の内壁面３０ｇおよび第２の内壁面３０ｆを有する。第１の内壁面３０ｇは、第１の端部３０ｂから伸びている。第２の内壁面３０ｆには、レンズ３２を配置するように設けられた環状の延出部３０ｈが設けられている。延出部３０ｈは、軸１２を囲むように設けられた保持面３０ｉによって規定されるレンズ配置孔を形成する。レンズ配置孔によって、レンズ３２の位置決めが可能になる。レンズ３２は、レンズ配置孔に収容され、低融点ガラスといった接着部材４２を介してレンズ保持部材３０に固定される。固定されたレンズ３２は、半導体発光素子２２に対面している。接着部材４２は、レンズ３２と保持面３０ｉとの間を接着するように環状に設けられ、これによって、接着部位における気密性が確保される。第２の端部３０ｃは、スリーブホルダ３６を支持するための端面３０ｊを有する。
【００５９】
レンズ保持部材３０が搭載部材２０上に固定されると、部品搭載面２０ａ、内壁面３０ｆ及び３０ｇ、延出部３０ｈ、およびレンズ３２によって、半導体光学素子２２が収容される空間が規定される。このため、搭載部材２０およびレンズ保持部材３０は、ハウジングまたは収容部材の役割を有している。環状突起３０ｅおよび接着部材４２によって、収容空間の気密性が確保されるばかりでなく、ＴＯ型ＣＡＮケースを用いないので小型化が可能な構造が提供される。
【００６０】
搭載部材２０の端子配置面２０ｂには、所定の軸に沿って伸びる１またはそれ以上の端子電極２８、本実施例では４本の端子電極が設けられている。端子電極２８は、所定の軸１２に沿って伸び、部品搭載面２０ａから端子配置面２０ｂに貫通する孔に挿入されている。孔内に充填されたガラス部材２８ａによって、搭載部材２０と端子電極２８との接続部は気密に封止されている。端子電極２８は、端子配置面２０ｂから突出する外部端子部と、部品搭載面２０ａから突出する内部端子部とを含む。
【００６１】
レンズ保持部材３０では、第１の内壁面３０ｇおよび第２の内壁面３０ｆを設けた。２つの壁面により、第１の内壁面３０ｇと端子電極２８との間隔を第２の内壁面３０ｆと端子電極２８との間隔よりも大きくできる。レンズ保持部材３０の構造によれば、レンズ保持部材３０を搭載部材２０に固定する際にガラス部材２８ａに加えられる力を低減できる。これにより、ガラス部材のところの気密性を保つことができる構造が提供できる。
【００６２】
スリーブホルダ３６は、ステンレスといった金属製であり、所定の軸１２に沿って伸びる管状部材である。スリーブホルダ３６は、スリーブ３４を保持するための内側面３６ａを有する。スリーブホルダ３６の一端部には、スリーブ３４を挿入する開口が設けられている。他端部は、レンズ保持部材３０の第２の端部３０ｃの端面３０ｊ上に配置されている。
【００６３】
スリーブ３４は、ステンレスといった金属製部材であり、所定の軸１２に沿って伸びる管状部３４ａを有する。管状部３４ａの一端部３４ｃには、フェルール３８を挿入する開口が設けられている。このため、一端部３４ｃには、テーパ面３４ｄが設けられている。他端部３４ｂには、半導体光学素子２２への光が通過する開口が設けられている。スリーブ３４は、軸１２に沿って伸びる内壁面３４ｅを有する。内壁面３４ｅは、フェルール３８を収納するために空間と、フェルール３８をガイドする方向とを規定している。
【００６４】
スリーブ３４は、レンズ保持部材３０の第２の端面３０ｊに配置される。スリーブ３４は、光ファイバ３９からの光を半導体受光素子が確実に受けるようにレンズ保持部材３０に対して位置合わせされる。スリーブ３４は、スリーブホルダ３６の一端部において固定されている。固定は、例えばＹＡＧレーザ光を用いたレーザ溶接によって複数の位置に固定部を同時に形成するように行われる。この固定部を対称性高く配置すると、固定によって生じる可能性のある歪みを低減できる。これによって、光ファイバ３９と半導体光学素子２２との光学的な結合の低下を小さくできる。
【００６５】
フェルール３８は、スリーブ３６内に収納されている。また、スリーブ３６へのフェルール３８の固定は、例えば溶接によって行われる。スリーブ３４に対してフェルール３８の位置が固定されるので、光ファイバといった光同は炉部材３９の一端３９ａとレンズ３２との光学的な結合が安定化される。また、フェルール３８の配置位置は、レンズ３２の焦点距離に応じて決定されている。
【００６６】
フェルール３８は、第１の端面３８ａ、第２の端面３８ｂ、および第１の端面３８ａから第２の端面３８ｂに軸１２に沿って伸びる孔３８ｃを有する。孔３８ｃには、樹脂が剥がされた光ファイバが挿入される。好ましくは、第１の端面３８ａおよび第２の端面３８ｂは、光ファイバを孔３８ｃに挿入した後に研磨される。この研磨によって、それぞれの端面３８ａ、３８ｂに光ファイバ３９の端部が確実に現れる。
【００６７】
第１の端面３８ｂは、軸１２に対して第１の角度、例えば略直角になるように研磨されていることができる。この研磨により、光ファイバの端部と光ファイバ４６との光学的な結合が強くなる。第２の端面３８ａは、軸１２に、角度９０゜より大きい第１の角度α、例えば６°程度に傾斜されている。この端面３８ｂを採用すると、フェルール４４の端万における反射光が提言される。この傾斜された端面３８ａを採用すると、この端面３８ａからの反射光が光モジュール１０に戻ることが抑制される。また、光モジュールからの反射光が端面３８ａに戻ることも抑制される。
【００６８】
スリーブ３４の管状部３４ａは、軸１２に沿って隣接している第１および第２の部分３４ｆ、３４ｇを有する。第１の部分３４ｆはフェルール３８を収容している。第２の部分３４ｇは、別のフェルール４４を挿入可能なように設けられている。別のフェルールは、光ファイバ３９と光学的に結合されるべき別の光ファイバ４６を保持している。
【００６９】
図２は、搭載部材２０の部品搭載面２０ａを示している。図２を参照すると、部品搭載面２０ａには、プリアンプといった半導体電子素子２３および半導体光学素子２２が配置されている。半導体光学素子２２は、ダイキャップまたはサブマウントといった絶縁性の搭載部品２６上に配置されている。搭載部品２６は、部品搭載面２０ａ上に配置されている。
【００７０】
半導体光学素子２２は一対の電極を有し、その一方の電極は、搭載部品２６上の電極およびボンディングワイヤ２９を介して、端子電極２８の一つ、例えばＶｐｄ用の端子電極に電気的に接続されている。半導体光学素子２２の他方の電極は、ボンディングワイヤ２９を介して半導体電子素子２３に電気的に接続されている。半導体光学素子２２がフォトダイオードのときは、半導体電子素子２３は、フォトダイオードからの電気信号を処理して、一対の端子電極２８、例えばＯＵＴ端子用およびＯＵＴＢ端子用の端子電極に、処理された電気信号を提供する。半導体電子素子２３は、ボンディングワイヤ２９を介して搭載部材２０に電気的に接続されており、搭載部材２０を介して接地電位線に接続される。半導体電子素子２３は、また、ダイキャップ２７およびボンディングワイヤ２９を介して端子電極２８、例えばＶｃｃ用の端子電極に電気的に接続されている。
【００７１】
部品搭載面２０ａは、搭載領域３１ａおよび支持領域３１ｂに境界線３１によって分割される。搭載領域３１ａには、半導体光学素子２２および半導体電子素子２３といった電子部品が配置されており、図２の実施例では直径Ｌ₂＝３．２９ｍｍで示される領域である。端子電極は、この領域内において直径Ｌ₃＝２．５４ｍｍで示される円周上に位置している。また、封止用ガラス部材２８ａも、直径Ｌ₂の領域に含まれている。搭載部材２０は、直径Ｌ₁＝４．５ｍｍで示される外周を有し、この外周上には位置決め突起２０ｃが設けられている。支持領域３１ｂは、搭載領域３１ａを囲むように設けられている。支持領域３１ｂには、搭載部材３０が固定される。
【００７２】
図２には、閉曲線３３が、搭載領域３１ａを囲むように支持領域３１ｂに示されている。また、図３には、この閉曲線３３を含み所定の軸に沿って伸びる仮想的な基準面３３ａが示されている。レンズ保持部材３０では、この基準面３３ａの外側に第１の内壁面３０ｇが位置すると共に第２の内壁面２０ｆが基準面３３ａの内側に位置するように、搭載部材２０上に位置決めされる。この位置決めによって、ガラス封止部材２８ａによる気密封止を弱めることなく、レンズ保持部材３０を搭載部材２０に固定可能な構造を持つ光モジュール１０が提供される。
【００７３】
(第２の実施の形態)
図４は、光モジュール１０ａを組み立てるためのシームシーラ装置に搭載部材２０およびレンズ保持部材３０を配置する様子を示している。シームシーラ装置は、下部電極４０、上部電極６０、および絶縁性のステムガイド５０を備える。
【００７４】
図４を参照すると、下部電極４０には、軸１２に沿って設けられた端子電極２８を収容する収容孔４０ａを有する。ステムガイド５０は、搭載部材２０を収容する収容孔５０ａと、収容孔５０ａの内周壁に設けられた位置決め凹部５０ｂを有する。位置決め凹部５０ｂは、搭載部材２０の位置決め突起２０ｃを収容できるように設けられている。また、絶縁性のステムガイド５０は、上部電極６０と下部電極４０との偶発的な接触による短絡を防止できる。
【００７５】
図４、図５(ａ)〜図５(ｄ)を参照しながら、上部電極６０を説明する。図５(ａ)は上部電極６０の側面図を示し、図５(ｂ)は図５(ａ)のI−Ｉ断面における断面図を示し、図５(ｃ)は上部電極６０を図５(ｂ)の矢印Ａ方向から眺めた外観を示し、 図５(ｄ)は、上部電極６０を図５(ｂ)の矢印Ｂ方向から眺めた外観を示す。
【００７６】
図４を参照すると、上部電極６０は、レンズ保持部材３０を収容するための収容孔６０ａを有する。収容孔６０ａは、第１および第２の部分６０ｂ、６０ｃを有する。第１の部分６０ｂは第１の内壁面６０ｄを有し、第１の内壁面６０ｄはレンズ保持部材３０の第１の外壁面３０ｋを保持する。この対面により、第１の内壁面６０ｂはレンズ保持部材３０の変形を低減する。第２の部分６０ｃは第２の内壁面６０ｆを有し、第２の内壁面６０ｆはレンズ保持部材３０の第２の外壁面３０ｍと対面する。第２の内壁面６０ｆはレンズ保持部材３０を保持する。上部電極６０は、第１の内壁面６０ｂと第２の内壁面６０ｆとを接続する第３の内壁面６０ｅを有し、第３の内壁面６０ｅはレンズ保持部材３０の第３の外壁面３０ｌと対面する。第１の内壁面６０ｄおよび第２の内壁面６０ｆは、所定の軸１２に沿って伸び、第３の内壁面６０ｆは所定の軸１２に交差する平面に沿って伸びる。第３の内壁面６０ｅは、第３の外壁面３０ｍを介してレンズ保持部材３０に力を加えることができる。
【００７７】
上部電極６０は、また、所定の軸１２に沿って伸びる複数の割溝６０ｇを備える。割溝６０ｇは、上部電極６０の外壁面６０ｊから内壁面６０ｄ〜６０ｆまで到達する。図４の実施例では、上部電極６０は３つの割溝６０ｇを備える。３つの割溝は、上部電極６０の先端部を３片に分離する。好ましいことに、３つの割溝によりレンズ保持部材６０の位置決めが容易になる。
【００７８】
図５(ａ)および図５(ｂ)に示されるように、上部電極６０では、割溝６０ｇが伸びる側面にネジ山６０ｈが設けられている。ナット６４は、軸１２に沿って伸び上部電極６０を受け入れるための孔６４ａを備え、この孔の内面には、ネジ山６０ｈに対応するネジ山６４ｂが設けられている。ネジ山６０ｈにはナット６０がはめ合わされる。上部電極６０およびナット６４は、上部電極６０にはめ合わせたナット６４の位置に応じて上部電極６０の先端部の孔６０ａの大きさが変更されるように設けられている。これは、例えば上部電極６０の外壁面は僅かなテーパを付けることにより実現される。
【００７９】
レンズ保持部材(図１の３０)を電極に固定するためには、孔６０ａにレンズ保持部材を配置する。ナット６４を締めると、このレンズ保持部材は電極に固定される。溶接後に、ナット６４を緩めると、このレンズ保持部材は電極から外れる。つまり、孔の大きさの変更によって、レンズ保持部材３０の取付および取外を実行できる。
【００８０】
図４を参照しながら、光モジュール１０を組み立てる工程を説明する。下部電極４０上に、ステムガイド５０が配置される。ステムガイド５０の収容孔５０ａ内に搭載部材２０が配置される。下部電極４０には、搭載部材２０の端子配置面２０ｂが対面している。搭載部材２０の部品搭載面２０ａ上には、半導体光学素子２２および半導体電子素子２３といった電子部品が既に組立されている。
【００８１】
上部電極６０に取り付けられたナット６２をゆるめた状態にして、その収容孔６０ａにレンズ保持部材３０の端部３０ｃを挿入する。ナット６２を閉めると、上部電極６０にレンズ保持部材３０を固定できると共に、上部電極６０に対してレンズ保持部材３０を位置決めできる。割溝６０ｇおよびねじ６２によって、レンズ保持部材３０の取付及び取外を速やかに実行できる。
【００８２】
これによって、下部電極４０上への搭載部材２０の配置だけでなく、上部電極６０にレンズ保持部材３０の取付が完了した。下部電極４０および上部電極６０は予めシームシーラ装置に対して位置決めされているので、搭載部材２０とレンズ保持部材３０との位置決めが完了した。
【００８３】
次いで、搭載部材２０上にレンズ保持部材３０を配置して、上部電極６０と下部電極４０との間に圧力６８を印加する。図６は、搭載部材２０および、この上に配置されたレンズ保持部材３０を示している。上部電極６０と下部電極４０との間には、電源６４およびスイッチ６６が接続されている。スイッチ６６を閉じると、搭載部材２０とレンズ保持部材３０との間に所定値を超える電流７０が流される。この電流は環状突起３０ｅに集中するので、ジュール熱が、主にこの部分において発生し温度が上昇する。この温度が融点を超えると環状突起３０ｅが溶融するので、搭載部材２０は、レンズ保持部材３０と溶接によって固定されることになる。この固定によれば、連続した溶接部分は形成されるので、この接合部分における気密性が確保されると共に、搭載部材２０は、レンズ保持部材３０と電気的に接続される。レンズ保持部材３０(および金属製のスリーブ３４)は、搭載部材２０を介して接地される。
【００８４】
これら工程によって、レンズ保持部材３０は搭載部材２０に溶接より固定された。この後にレンズ３２をレンズ保持部材３０に固定する。図７(ａ)は、レンズ３２がレンズ保持部材３０に取り付けられた光モジュール中間生産物を示す。
【００８５】
図７(ｂ)は、スリーブホルダ３６およびスリーブ３４がレンズ保持部材３０に取り付けられた光モジュール中間生産物を示している。この工程の完了により、光モジュール１０ａが完成される。光モジュール１０は、端子電極２８と搭載部材２０との間のガラス封止部において優れた気密性を示す。故に、ガラス封止部の封止が十分でないという不良品が生じ難い。
【００８６】
図８(ａ)、図８(ｂ)、図９、図１０(ａ)および図１０(ｂ)を参照しながら、光モジュール１０ａが優れた気密性を備える理由を説明する。図９は、比較用の上部電極を備えるシームシーラ装置を示している。図１０(ａ)および図１０(ｂ)は、比較用の上部電極を示している。図９、図１０(ａ)および図１０(ｂ)に示されるように、第１の電極７６は、レンズ保持部材７４を収容するための収容孔７６ａを有する。収容部７６ａは、レンズ保持部材７６を保持する。第２の電極４２上に、ステムガイド５２が配置される。ステムガイド５２の収容孔５２ａ内に搭載部材７２が配置される。
【００８７】
図８(ａ)は、上部電極６０を使用しないで光モジュール１０ａを製造するときの様子を示している。光モジュール１０は、搭載部材２０およびレンズ保持部材３０を備える。シームシーラ用電極７６上にレンズ保持部材３０が配置される。搭載部材２０は、電極７６の位置に合わせて配置されたステムガイド５１にガイドされた状態で、レンズ保持部材３０上に配置されている。ステムガイド５１および搭載部材２０上には、電極４０が配置される。電極４０と電極７６との間に力７８および溶接電流が加えられる。この力７８によってレンズ保持部材３０の側壁部に力８０が働いて、レンズ保持部材７４の側壁部は変形してしまう。この変形のため、ガラス封止部の気密性が損なわれることがある。
【００８８】
図８(ｂ)は、上部電極６０を使用して光モジュール１０ａを製造するときの様子を示している。レンズ保持部材３０は、上部電極６０の内壁面から力７８が加えられても、上部電極６０の内壁面６０ｄがレンズ保持部材７４の側壁３０ｋの変形を抑制する。つまり、力７８の働きにより側壁３０ｋを変形させようとする力８０が作用しても、上部電極６０の内壁面６０ｄにおける力８２により変形が低減される。故に、ガラス封止部の気密性が損なわれる可能性が低くなる。
【００８９】
(第３の実施の形態)
図１１は、上部電極のための別の実施形態を示している。上部電極部品８６は、上部電極６０および絶縁部品６８を備える。絶縁部品６８は、例えばセラミックス製であり、第３の内壁面６０ｅ上に配置される。絶縁部品６８は、これに限定されるものではないが、第３の内壁面６０ｅ上沿って設けられた環状の部材であることができる。絶縁部材６０ｅが第３の内壁面６０ｅとレンズ保持部材との間に配置されると、電流は、図１１に示された矢印８４に沿って主に流れる。上部電極６０はレンズ保持部材３０よりも電気抵抗が低いので、レンズ保持部材３の溶接部に電流が集中する。このため、レンズ保持部材の側面での余分な夏の発生が抑えられ、側面の変形が抑制される。このため、ガラス封止の気密性はさらに向上する。また、第３の外壁面３０ｌは、第３の内壁面６０ｅおよび絶縁部材６８を介して力を受ける。
【００９０】
以上詳細に形態の説明したように、光モジュール１０ａでは、レンズ保持部材３０は、軸１２を中心とする直径Ｌ≦４．５ｍｍの円筒領域内に含まれる。また、光モジュール１０ａでは、スリーブ３４は、軸１２を中心とする直径Ｌ≦４ｍｍの円筒領域内に含まれる。小型化可能な構造だけでなく、ガラス封止部のリークが低減可能な構造を有する光モジュール１０ａが提供された。さらに、光モジュール１０ａを製造するために利用されるシームシーラ用電極部品が提供された。
【００９１】
(第４の実施の形態)
図１２は、別の実施の形態に係わる光モジュールの搭載部材とレンズ保持部材の位置関係を示す図面である。図１３は、光モジュール１０ｂの断面図である。
【００９２】
図１２を参照すると、光モジュール１０ｂでは、レンズ保持部材９０は、管状部９０ａ、第１の端部９０ｂ、および第２の端部９０ｃを有する。管状部９０ａは、所定の軸１２に沿って伸びている。第１の端部９０ｂは、管状部９０ａの一端に設けられている。第２の端部９０ｃは、管状部９０ａの他端に設けられている。レンズ保持部材９０は、溶接可能な金属から成る。第１の端部９０ｂは、搭載部材２０に接触する溶接面９０ｄを備えている。溶接面９０ｄには、軸１２を囲むように連続した環状突起９０ｅが設けられている。レンズ保持部材９０は、溶接面９０ｄが搭載部材２０の支持面２０ｅと対面するように固定されている。
【００９３】
管状部９０ａは、所定の軸１２に沿って伸びる側壁部を有し、側壁部は、第１の内壁面９０ｇおよび第２の内壁面９０ｆを有する。第１の内壁面９０ｇは、第１の端部９０ｂから伸びている。第２の内壁面９０ｆには、環状の延出部９０ｈが設けられている。延出部９０ｈは、軸１２を囲むように設けられた保持面９０ｉによって規定されるレンズ配置孔を形成する。レンズ３２がレンズ配置孔に収容されると、レンズ配置孔によってレンズ３２の位置決めが可能になる。レンズ３２は、接着部材４２を介してレンズ保持部材９０に固定される。固定されたレンズ３２は、半導体光学素子２２に対面している。接着部材４２は、レンズ３２と保持面９０ｉとの間を接着するように環状に設けられ、これによって、接着部位における気密性が確保される。第２の端部９０ｃは、スリーブ(図１３の参照番号３５)を支持するための搭載面９０ｊを有する。
【００９４】
光モジュール１０ｂでは、レンズ保持部材９０を支持部２０ｅ上に配置することができると共に、スリーブホルダ(図１の参照番号３６)をレンズ保持部材９０の搭載面９０ｊ上に配置できる。この構成によれば、レンズ保持部材９０の外側にスリーブが不要になるので、光モジュール１０ｂのサイズを小さくできる。レンズ保持部材９０は、搭載部材２０の外周に接触するように設けられ所定の軸１２に沿って伸びる別の基準面９３ａの内側に位置する。また、この構成によれば、光モジュールが発光モジュールであるとき、レンズ保持部材９０の外側に別個のスリーブを設けることなく半導体発光素子と光ファイバとの光学的結合を実現できる小型の光モジュールを提供できる。
【００９５】
レンズ保持部材９０が搭載部材２０上に固定されると、部品搭載面２０ａ、内壁面９０ｆ及び９０ｇ、延出部９０ｈ、およびレンズ３２によって、半導体光学素子２２が収容される空間が規定される。レンズ保持部材９０では、搭載部材２０およびレンズ保持部材９０は、ハウジングまたは収容部材の役割を有している。溶接された環状突起９０ｅおよび固化した接着部材４２によって、収容空間の気密性が確保されるばかりでなく、ＴＯ型ＣＡＮケースを用いないので小型化が可能な構造が提供される。
【００９６】
図１３を参照すると、搭載部材２０は、複数の孔９６を備えている。端子２８が、それぞれ、孔９６を貫通している。各孔９６は側面９６ａを有しており、孔９６の側面９６ａと端子２８の側面との間は、ガラス部材２８ａで満たされている。スリーブ３５は、搭載面９０ｊに直接に搭載されており、また、溶接部といった接続部３７によりレンズ保持部材９０に固定されている。スリーブ３５は、スリーブ３４と同一の構造を有することができるが、これに限定されるものではない。図１２及び図１３には、基準円筒面９３ｂ(以下、基準面９３ｂとも呼ぶ)が示されている。基準円筒面９３ｂは、全ての孔９６の側面９６ａに外接するように規定され所定の軸１２に沿って伸びている。レンズ保持部材９０は、第１の内表面９０ｇおよび第２の内表面９０ｆを備えている。２つの壁面を設けることにより、第１の内表面９０ｇと基準面９３ｂとの間隔が正値になり、第２の内表面９０ｆと基準面９３ｂとの間隔が負値になる。レンズ保持部材９０の構造によれば、レンズ保持部材９０を搭載部材２０に固定する際にガラス部材２８ａに加えられる力を低減できる。これにより、シールガラス部材のところの気密性を保つことができる構造が提供できる。
【００９７】
また、レンズ保持部材９０は、第１〜第３の外表面９０ｍ、９０ｎ、９０ｐを有する。第１の外表面９０ｍは一端部９０ｂから所定の軸に沿って伸びている。第２の外表面９０ｎは他端部９０ｃから所定の軸１２に沿って伸びている。第１の外表面９０ｍは、基準面９３ｃの外側にある。第２の外表面９０ｎは、基準面９３の内側にある。例示的な基準面９３ｃは、搭載部材２０の搭載部を囲むように支持面２０ｅ上に規定された所定の環状突起９０ｅを通過し、所定の軸１２に沿って伸びる。第３の外表面９０ｐは、第１及び第２の外表面９０ｍ、９０ｎのそれぞれに接続されている。
【００９８】
レンズ保持部材９０の側壁部は、第１の内表面９０ｇと第２の内表面９０ｆとを接続する第３の内表面９０ｋを備える。支持面２０ｅおよび第３の外表面９０ｐは、共通の基準平面に沿って伸びている。レンズ保持部材９０は、第３の外表面９０ｐを介して溶接用電極(図４の参照番号６０)から圧力を受ける。
【００９９】
さらに、第３の内表面９０ｋは、基準平面に交差する別の基準平面に沿って伸びている。この傾斜により、第３の内表面９０ｋと第３の外表面９０ｐとの間隔を他の部位の厚さに比べて大きくできる。第３の外表面９０ｐには溶接用電極(図４の参照番号６０)の面(図４の参照番号６０ｅ)が突き当てられるので、この構造は、この部分の機械的強度を強めることに役立つ。
【０１００】
図１３を参照すると、光モジュール２０ｂでは、第１の外表面９０ｍは一端部９０ｂから所定の軸１２に沿って第１の長さＤ₁だけ伸びている。第２の外表面９０ｎは他端部９０ｃから所定の軸１２に沿って第２の長さＤ₂だけ伸びている。レンズ保持部材９０では、第１の距離Ｄ₁は第２の距離Ｄ₂より短いので、搭載部材２０とレンズ保持部材９０を溶接するときに流れる溶接電流の経路を短縮できる。
【０１０１】
光モジュール２０ｂでは、側壁部は、所定の軸１２に沿って配置されている第１および第２の部分に分けられる。第１の内表面９０ｇは第１の部分に設けられている。第２の内表面９０ｆは、第２の部分に設けられている。レンズ保持部材９０では第２の長さＤ₄は第１の長さＤ₃より長いけれども、第１の内壁面９０ｇが基準面９３ｂの外側に位置しているので、端子２８とレンズ保持部材９０との距離が確保できると共に、半導体光学素子を収容するための空間を確保できる。
【０１０２】
また、搭載部材２０では、部品搭載面２０ａは電子部品を搭載しており、端子配置面２０ｂは部品搭載面２０ａに対向している。端子２８の各々は、部品搭載面２０ａから突出した内部端子部２８ｂと、端子配置面２０ｂから突出した外部端子部２８ｃとを有している。これらの端子２８は、基準円筒面９３ｂの内側に位置しており、この基準円筒面９３ｂは、各端子２８の側面に設けられたガラスシール部材２８ａの全てに外接するように規定されている。レンズ保持部材９０の内表面の位置は、基準面９３ｂを基準にして決められるので、ガラス部材２８ａにより優れた気密性が得られると共に、端子２８に接続されるボンディングワイヤ２９と内表面との間にも十分な間隔が得られる。
【０１０３】
光モジュール１０ｂでは、第２の内表面９０ｆを基準円筒面９３ｂの内側に設けることによって、第２の外表面９０ｎを第１の外表面９０ｍもより中心側に配置して第３の外表面９０ｐの面積を大きくできる。
【０１０４】
さらに、光モジュール１０ｂでは、レンズ保持部材９０の第１の端部９０ｂにフランジを備えていないので、レンズ保持部材の横幅が小さくできる。つまり、レンズ保持部材９０は、基準面９３ｃに沿って第１の端部９０ｂから長さＤ₁だけ伸びる第１の外表面９０ｍと、基準面９３ｃに沿って一端部９０ｂから長さＤ₃だけ伸びる第１の内表面９０ｇとを有しており、長さＤ₁は長さＤ₃より長い。
【０１０５】
図１４は、光モジュールの搭載部材の部品搭載面の配置を示す図面である。図１４には、基準円筒面９３ｂが示されている。光モジュール１０ｂでは、レンズ保持部材９０の第２の内表面９０ｆは、全端子２８である４本の端子に外接している。部品搭載面２０ａは、搭載領域３１ａおよび支持領域３１ｂに境界線３１によって分割される。
【０１０６】
図１４を参照すると、光モジュール１０ｂでは、搭載部材２０には半導体素子２３が搭載されている。半導体素子２３は、半導体受光素子といった半導体光学素子２２からの信号を処理する。搭載部材の端子２８は、ボンディングワイヤ２９といった接続部材を介して半導体光学素子２２及び半導体素子２３に接続されている。光モジュール１０ｂでは第１の内表面９０ｇを基準円筒面９３ｂの外側に設けているので、小型の光モジュール１０ｂが提供できるだけでなく、光モジュール１０ｂには、半導体素子２３及び半導体受光素子１２といった複数の電子素子を内蔵できる。
【０１０７】
図１５は、光モジュールの搭載部材及びレンズ保持部材を示す断面図である。光モジュール１０ｂは、端子２８と半導体光学素子２２とを接続するボンディングワイヤ２９を備える。
【０１０８】
第２の内表面９０ｆの下端Ｅ₁と支持面２０ｅとの距離Ｄ₅は、ボンディングワイヤ９０と支持面２０ｅとの距離の最大値Ｄ₆より大きい。この構成によれば、一般には様々な形状になるボンディングワイヤ２９で端子２８と半導体光学素子２２とを接続する場合であっても、ボンディングワイヤ２９がレンズ保持部材９０の内表面９０ｆ及び９０ｇと接触することを防止できる。
【０１０９】
また、支持面２０ｅと第１の外表面９０ｍの上端との距離Ｄ₁は、第１の内表面９０ｇと第１の外壁部９０ｍとの間隔Ｗ(側壁厚)の３倍以下であることが好ましい。第１の内表面９０ｇと第１の外壁部９０ｍとの間の部分に、溶接電流が流れる。発明者の実験によれば、このＤ₁／Ｗ≦３であるとき、好適な溶接を実現できる程度に、該当部分の電気抵抗を低減できる。
【０１１０】
さらに、発明者の実験によれば、第１の外表面９０ｍの上端と支持面２０ｅとの距離Ｄ₁は１．０ｍｍ以下であることが好ましく、また第１の内表面９０ｇの上端と支持面２０ｅとの距離Ｄ₇は０．５ｍｍより大きいことが好ましい。レンズ保持部材の配置位置ズレに対する製造マージン、およびボンディングワイヤと内表面との間に十分な間隔が得られる。この距離が１．０ｍｍ以下であれば、良好な溶接部を得ることができる。このとき、側壁厚が０．４ｍｍ以下であることが好ましい。
【０１１１】
加えて、発明者の実験によれば、内部端子部２８ｂの長さは０．２ｍｍ以上０．４ｍｍ以下であることが好ましい。搭載部材２０は、ガラスシール部材２８ａを介して端子２８を保持している。内部端子部２８ｂの長さＤ₈が０．２ｍｍ以下であると、搭載部材のシールガラス材がボンディングワイヤと接続される端子の部分を覆う可能性がある。端子２８の長さが０．４ｍｍ以下であると、レンズ保持部材９０のサイズを小さくできると共に、より良好な溶接部をレンズ保持部材９０と搭載部材２０との間に得ることができる。また、Ｄ₅−Ｄ₈は０，３ｍｍであることが、レンズ保持部材の配置位置ズレに対する製造マージン、およびボンディングワイヤと内表面との間に十分な間隔が得られる。
【０１１２】
光モジュール１０ｂでは、第１の内表面９０ｇの長さは、半導体光学素子２２を搭載すると共に半導体光学素子２２と端子２８とをボンディングワイヤ２９で接続できるような収容空間を提供できるように決定されている。第２の内表面９０ｆの長さは、半導体光学素子２２と光ファイバ(図１の参照番号３９)とを光学的に結合するようにレンズ３２の位置を提供できるように決定されている。この構成によれば、レンズ保持部材９０を２つの部分に分けて、それぞれに異なる機能を達成するような寸法を規定できる。
【０１１３】
(第５の実施の形態)
図１６(ａ)は、溶接前のレンズ保持部材９１と搭載部材２０とを示す図面である。図１６(ｂ)は、溶接後のレンズ保持部材９１と搭載部材２０とを示す図面である。光モジュール２０ｃは、光モジュール２０ｂのレンズ保持部材９０に替えてレンズ保持部材９１を備えている。レンズ保持部材９１の一端部には溶接面９１ｄが設けられている。溶接面９１ｄには、環状の溶接突起９１ｅが設けられている。レンズ保持部材９１は、レンズ保持部材９０と同様に、第１〜３の内表面９１ｆ、９１ｋ、９１ｇと、第１〜３の外表面９１ｍ、９１ｐ、９１ｎとを備えている。
【０１１４】
光モジュール２０ｃは、レンズ保持部材９１の一端部と支持面２０ｅとを接合する溶接部９５ａを更に備える。第１の外表面９１ｍと第１の内表面９１ｇとの中央位置(一点鎖線)Ｆ₁は、溶接部９５ａの内縁と外縁との中央位置(一点鎖線)Ｆ₂より内側に位置している。この構成によれば、搭載部材２０の端子２８を溶接部９５から離すことができる。レンズ保持部材９１の一端部と支持面２０ｅとを溶接する際に発生する金属の溶融塊により不具合が発生することを低減できる。
【０１１５】
(第６の実施の形態)
図１７(ａ)は、溶接前のレンズ保持部材９７と搭載部材２０とを示す図面である。図１７(ｂ)は、溶接後のレンズ保持部材９７と搭載部材２０とを示す図面である。光モジュール２０ｄは、光モジュール２０ｂのレンズ保持部材９０に替えてレンズ保持部材９７を備えている。レンズ保持部材９７の一端部には溶接面９７ｄが設けられている。溶接面９７ｄには、環状の溶接突起９７ｅが設けられている。レンズ保持部材９７は、レンズ保持部材９０と同様に、第１〜３の内表面９７ｆ、９７ｋ、９７ｇと、第１〜３の外表面９７ｍ、９７ｐ、９７ｎとを備えている。
【０１１６】
光モジュール２０ｄは、レンズ保持部材９７の一端部と支持面２０ｅとを接合する溶接部９５ｂを備える。レンズ保持部材９７では、第１の内表面９７ｇは、一端部において傾斜面９７ｑを有している。溶接部９５ｂは、傾斜面９７ｑのエッジと第１の外表面９７ｍのエッジとの間に位置している。この構成によれば、傾斜面９７ｑが設けられているので、搭載部材２０の端子２８から溶接部９５ｂを離すことができる。また、圧力を加えながら溶接する際に、溶融金属の塊が傾斜面９７ｑと支持面２０ｅとの間に溜まり固化する。故に、金属の溶融の塊により不具合が発生することを低減できる。
【０１１７】
光モジュール２０ｄは、レンズ保持部材９７の一端部と支持面とを接合する溶接部９５ｂを更に備えることができる。レンズ保持部材９７の第１の外表面９７ｍは、一端部において傾斜面９７ｒを有している。溶接部９５ｂは、傾斜面９７ｒのエッジと第１の内表面９７ｇのエッジとの間に位置している。この構成によれば、溶融金属の塊は、圧力を加えながら溶接する際に溶け出して、傾斜面９７ｒと支持面２０ｅとの間に溜まり固化する。この溶け出しは、光モジュール２０ｄの外側に向いて生じる。故に、金属の溶融塊により不具合が発生することを低減できる。
【０１１８】
上記のいずれの形態においても、第１の外表面９７ｍと第１の内表面９７ｇとの中央位置(一点鎖線)Ｇ₁は、溶接部９５ｂの内縁と外縁との中央位置(一点鎖線)Ｇ₂より内側に位置している。
【０１１９】
発明者の実験によれば、第４〜第６の実施の形態に示された光モジュールでは、図８(ｂ)に示された溶接手法だけでなく、図８(ａ)に示された溶接手法でも良好な溶接を行うことができる。
【０１２０】
好適な実施の形態において本発明の原理を図示し説明してきたが、本発明は、そのような原理から逸脱することなく配置および詳細において変更され得ることは、当業者によって認識される。例えば、絶縁部材６０ｅは、第３の内壁面６０ｅ上沿って設けられた複数の部材から構成されていてもよく、必要なように変更されることができる。したがって、特許請求の範囲およびその精神の範囲から来る全ての修正および変更に権利を請求する。
【０１２１】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明に係わる光モジュールでは、第１の内壁面が第２の内壁面より外側に位置している。このため、光モジュールを小型化しても、半導体光学素子を収容するための空間を確保できる。また、第１の内壁面が基準面の外側に位置している。故に、搭載部に位置する端子と、レンズ保持部材の距離が確保できる。この構造により、レンズ保持部材を搭載部材に固定する際に搭載部材を介して端子の近傍の加わる力を低減できる。
【０１２２】
したがって、光モジュールの小型化する際にハウジングの気密性不具合の発生を低減可能な構造を有する光モジュールが提供された。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、実施の形態に係わる光モジュールの断面図である。
【図２】図２は、光モジュールの搭載部材の部品搭載面の配置を示す図面である。
【図３】図３は、第１の内壁面、第２の内壁面、および基準面との位置関係を示す図面である。
【図４】図４は、シームシーラ装置に取り付けられた上部電極および下部電極を用いて光りモジュールを組み立てる様子を示す図面である。
【図５】図５(ａ)はシームシーラ用上部電極の側面図であり、図５(ｂ)はシームシーラ用上部電極の断面図であり、図５(ｃ)はシームシーラ用上部電極の背面図であり、図５(ｄ)はシームシーラ用上部電極の正面図である。
【図６】図６は、シームシーラ装置を用いて、搭載部材にレンズ保持部材を溶接する様子を示した図面である。
【図７】図７(ａ)は、光モジュールの中間生産物を示す図面である。図７(ｂ)は、完成された光モジュールを示す図面である。
【図８】図８(ａ)は、比較用のシームシーラ装置を用いて本実施の形態のレンズ保持部材を搭載部材に溶接する様子を示した図面である。図８(ｂ)は、本実施の形態のシームシーラ装置を用いて本実施の形態のレンズ保持部材を搭載部材に溶接する様子を示した図面である。
【図９】図９は、比較用シームシーラ装置を用いて、搭載部材にレンズ保持部材を溶接する様子を示した図面である。
【図１０】図１０(ａ)及び図１０(ｂ)は、比較用シームシーラ装置の上部電極を示した図面である。
【図１１】図１１は、別の実施の形態のシームシーラ装置を用いて、実施の形態のレンズ保持部材を搭載部材に溶接する様子を示した図面である。
【図１２】図１２は、更に別の実施の形態に係わる光モジュールの第１の内壁面、第２の内壁面、および基準面との位置関係を示す図面である。
【図１３】図１３は、更に別の実施の形態に係わる光モジュールの断面図である。
【図１４】図１４は、更に別の実施の形態に係わる光モジュールの搭載部材の部品搭載面の配置を示す図面である。
【図１５】図１５は、更に別の実施の形態に係わる光モジュールの搭載部材及びレンズ保持部材を示す断面図である。
【図１６】図１６(ａ)は、溶接前のレンズ保持部材と搭載部材とを示す図面である。図１６(ｂ)は、溶接後のレンズ保持部材と搭載部材とを示す図面である。
【図１７】図１７(ａ)は、溶接前のレンズ保持部材と搭載部材とを示す図面である。図１７(ｂ)は、溶接後のレンズ保持部材と搭載部材とを示す図面である。
【符号の説明】
１０…光モジュール、２０…搭載部材、２２…半導体光学素子、３０、９０、９１、９７…レンズ保持部材、３２…レンズ、３４…スリーブ、３６…スリーブガイド、３８…フェルール、３９…光導波路部材、４０…下部電極、５０…ステムガイド、６０…上部電極

Claims (2)

1. 半導体光学素子を搭載する搭載部と、前記搭載部を囲むように設けられた支持面と、前記搭載部に設けられ前記半導体光学素子に電気的に接続された端子とを有するステムと、
   一端部および他端部と、前記一端部と前記他端部との間に所定の軸に沿って設けられた側壁部および保持部とを有し、前記半導体光学素子を覆うように前記ステムの前記支持面上に配置されたレンズ保持部材と
   前記レンズ保持部材の前記一端部と前記支持面とを接合する溶接部と
   を備え、
   前記レンズ保持部材の前記他端部は、スリーブホルダを搭載するための搭載面を有しており、
   前記保持部は、前記半導体光学素子と光学的に結合されたレンズを保持し、
   前記側壁部は、第１および第２の内表面を有し、
   前記第１の内表面は前記一端部から前記所定の軸に沿って伸び、
   前記第２の内表面は前記保持部から前記所定の軸に沿って伸び、
   前記第１の内表面は、前記搭載部を囲むように前記支持面上に規定された所定の閉曲線を含み前記所定の軸に沿って伸びる基準面の外側にあり、
   前記第２の内表面は、前記基準面の内側にあり、
   前記レンズ保持部材は、前記ステムの外周に接触するように設けられ前記所定の軸に沿って伸びる別の基準面の内側に位置しており、
   前記レンズ保持部材は、前記所定の軸に沿って配置された第１および第２の外表面と、前記第１および第２の外表面の間に設けられた第３の外表面とを有し、前記第３の外表面は、前記所定の軸に沿った力をシームシーラ装置用の電極を介して受けることができるように設けられており、
   前記第２の内表面の長さは、前記半導体光学素子と光ファイバとを光学的に結合するように前記レンズ保持部材の前記保持部を提供できるように決定されており、
   前記第１の内表面の長さは、前記半導体光学素子を搭載すると共に前記半導体光学素子と前記端子とをボンディングワイヤで接続できるような収容空間を提供できるように決定されており、前記第２の内表面の下端と前記支持面との距離が前記ボンディングワイヤと前記支持面との距離の最大値より大きい、光モジュール。
2. 前記半導体光学素子に光学的に結合される光ファイバを保持するフェルールを備えた光コネクタを受け入れるためのスリーブを更に備える、請求項１に記載の光モジュール。

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