JP4085919B2

JP4085919B2 - Optical module

Info

Publication number: JP4085919B2
Application number: JP2003277061A
Authority: JP
Inventors: 一郎唐内
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2003-07-18
Filing date: 2003-07-18
Publication date: 2008-05-14
Anticipated expiration: 2023-07-18
Also published as: JP2005037839A

Description

本発明は、発光素子や受光素子などの半導体光素子を内蔵した光モジュールに関する。 The present invention relates to an optical module including a semiconductor optical device such as a light emitting device or a light receiving device.

発光素子や受光素子等の半導体光素子を収納する光モジュールとしては、例えば特許文献１に開示された光モジュールが知られている。図７は、この光モジュールの構成を示す断面図である。図７を参照すると、この光モジュール５０は、封止部５１及びスリーブ５２を備えている。封止部５１は、光素子５７といった半導体光素子が樹脂体５３により封止されて形成されている。スリーブ５２は、光ファイバ５８の端部を保持したフェルール５９を筒状部５５において受容している。スリーブ５２には封止部５１が挿入される嵌合孔５６が形成されており、光素子５７から出射された光が光ファイバ５８に効率よく入射するように嵌合孔５６に封止部５１が挿入されている。そして、封止部５１とスリーブ５２とは、紫外線硬化樹脂５４によって互いに固定されている。
特開平１１−１８６６０９号公報 As an optical module that houses a semiconductor optical element such as a light emitting element or a light receiving element, for example, an optical module disclosed in Patent Document 1 is known. FIG. 7 is a cross-sectional view showing the configuration of this optical module. Referring to FIG. 7, the optical module 50 includes a sealing portion 51 and a sleeve 52. The sealing portion 51 is formed by sealing a semiconductor optical element such as the optical element 57 with a resin body 53. The sleeve 52 receives the ferrule 59 holding the end of the optical fiber 58 in the cylindrical portion 55. A fitting hole 56 into which the sealing portion 51 is inserted is formed in the sleeve 52, and the sealing portion 51 is inserted into the fitting hole 56 so that light emitted from the optical element 57 efficiently enters the optical fiber 58. Has been inserted. The sealing portion 51 and the sleeve 52 are fixed to each other by the ultraviolet curable resin 54.
Japanese Patent Laid-Open No. 11-186609

しかしながら、特許文献１に開示された光モジュールでは、次の問題が生じる。すなわち、この光モジュール５０では封止部５１とスリーブ５２とを紫外線硬化樹脂５４により固定しているため、紫外線硬化樹脂５４の硬化時の収縮や紫外線硬化樹脂５４の経時的なクリープによってスリーブ５２と封止部５１との相対位置及び相対角度が変化し、光素子５７と光ファイバ５８との相対位置にずれが生じる恐れがある。 However, the optical module disclosed in Patent Document 1 has the following problems. That is, in this optical module 50, since the sealing portion 51 and the sleeve 52 are fixed by the ultraviolet curable resin 54, the sleeve 52 and the sleeve 52 are caused by shrinkage when the ultraviolet curable resin 54 is cured or creep of the ultraviolet curable resin 54 over time. There is a possibility that the relative position and the relative angle with the sealing portion 51 change, and the relative position between the optical element 57 and the optical fiber 58 is shifted.

本発明は、上記した課題を解決するために、半導体光素子と光ファイバとの光軸のずれを抑えることができる光モジュールを提供することを目的とする。 In order to solve the above-described problems, an object of the present invention is to provide an optical module that can suppress the deviation of the optical axis between a semiconductor optical element and an optical fiber.

本発明による光モジュールは、半導体光素子を樹脂で封止した封止部と、光ファイバを保持し、光ファイバの端部が半導体光素子に光結合されるように配置されたスリーブと、を備え、封止部が、スリーブに対する接触面を有する金属部材を備え、金属部材の接触面において、金属部材とスリーブとが溶接されていることを特徴とする。 An optical module according to the present invention includes a sealing portion in which a semiconductor optical element is sealed with a resin, and a sleeve that holds the optical fiber and is arranged so that the end of the optical fiber is optically coupled to the semiconductor optical element. The sealing portion includes a metal member having a contact surface with the sleeve, and the metal member and the sleeve are welded to each other on the contact surface of the metal member.

上記した光モジュールでは、スリーブに対する接触面を有する金属部材を封止部が有することによって、封止部とスリーブとを溶接により固定することが可能となる。上記した光モジュールによれば、封止部とスリーブとが溶接により互いに固定されることによって、接着剤を用いたときに生じる硬化時の収縮や経時的なクリープがなくなり、半導体光素子と光ファイバとの光軸のずれを抑えることができる。 In the optical module described above, the sealing portion and the sleeve can be fixed by welding because the sealing portion has the metal member having the contact surface with the sleeve. According to the optical module described above, the sealing portion and the sleeve are fixed to each other by welding, so that there is no shrinkage at the time of curing or creep over time that occurs when an adhesive is used, and the semiconductor optical device and the optical fiber Deviation of the optical axis can be suppressed.

また、光モジュールは、金属部材が、半導体光素子に入射する光または半導体光素子から出射される光が通過する部分を除く封止部の一部を覆っていることを特徴としてもよい。また、光モジュールは、金属部材が、半導体光素子に入射する光または半導体光素子から出射される光が通過する部分を除き、半導体光素子に対してスリーブ側に位置する封止部の表面を覆っていることを特徴としてもよい。これによって、樹脂体に水分が浸入して該水分が半導体光素子へ到達することを防止できる。さらに、樹脂体の外部から樹脂体内への雑音光の入射、及び樹脂体内から外部への光の漏洩を防ぐことができる。
The optical module may be characterized in that the metal member covers a part of the sealing portion excluding a portion through which light incident on the semiconductor optical element or light emitted from the semiconductor optical element passes. In addition, the optical module has a surface of the sealing portion positioned on the sleeve side with respect to the semiconductor optical element, except for a portion through which the metal member passes light incident on the semiconductor optical element or light emitted from the semiconductor optical element. It may be characterized by covering. This prevents moisture from entering the resin body and reaching the semiconductor optical device. Furthermore, it is possible to prevent noise light from entering the resin body from the outside of the resin body and light leakage from the resin body to the outside.

また、光モジュールは、光モジュールはさらにリードフレームを有し、半導体光素子はリードフレームに搭載され樹脂で封止されていることを特徴としてもよい。 The optical module may further include a lead frame, and the semiconductor optical device may be mounted on the lead frame and sealed with resin.

また、光モジュールは、半導体光素子が半導体レーザであり、光モジュールはさらに半導体レーザの出射光を検知するフォトダイオードと、リードフレームを有し、半導体レーザとフォトダイオードは、リードフレームに搭載されて樹脂で封止されていることを特徴としてもよい。 The optical module includes a semiconductor laser whose semiconductor optical element is a semiconductor laser, and the optical module further includes a photodiode that detects light emitted from the semiconductor laser and a lead frame. The semiconductor laser and the photodiode are mounted on the lead frame. It may be characterized by being sealed with resin.

本発明による光モジュールによれば、半導体光素子と光ファイバとの光軸のずれを抑えることができる。 According to the optical module of the present invention, it is possible to suppress the deviation of the optical axis between the semiconductor optical element and the optical fiber.

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the description of the drawings, the same elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.

（第１の実施の形態）
図１及び図２は、本発明による光モジュールの第１実施形態を説明するための図である。図１は、本実施形態による光モジュールの断面図である。図２は、本実施形態による光モジュールが備える封止部２の斜視図である。 (First embodiment)
1 and 2 are views for explaining a first embodiment of an optical module according to the present invention. FIG. 1 is a cross-sectional view of the optical module according to the present embodiment. FIG. 2 is a perspective view of the sealing portion 2 included in the optical module according to the present embodiment.

図１を参照すると、光モジュール１は、封止部２及びスリーブ３を備えている。封止部２は、樹脂体４、金属部材５、リードフレーム６、レーザダイオード８といった半導体光素子、及びフォトダイオード９を有している。封止部２は、所定の軸１８を中心とする略円柱形状を呈している。封止部２は、樹脂体４を有する。樹脂体４は、レーザダイオード８及びフォトダイオード９が所定の軸１８上に樹脂によってそれぞれ封止されて形成されている。樹脂体４に用いられる樹脂としては、レーザダイオード８から出射される光の波長に対して透明な樹脂、例えばエポキシ樹脂などが好適である。 Referring to FIG. 1, the optical module 1 includes a sealing portion 2 and a sleeve 3. The sealing portion 2 includes a resin body 4, a metal member 5, a lead frame 6, a semiconductor optical element such as a laser diode 8, and a photodiode 9. The sealing part 2 has a substantially cylindrical shape with a predetermined axis 18 as the center. The sealing part 2 has a resin body 4. The resin body 4 is formed by sealing a laser diode 8 and a photodiode 9 on a predetermined shaft 18 with resin. As the resin used for the resin body 4, a resin transparent to the wavelength of light emitted from the laser diode 8, such as an epoxy resin, is suitable.

リードフレーム６は、例えばＣｕなどの金属からなる板状の部材である。リードフレーム６は、レーザダイオード８及びフォトダイオード９を搭載するための搭載部６ａと、搭載部６ａから樹脂体４の外部に延びる所定本数のリード端子６ｂとを有している。搭載部６ａ上には、直方体状の搭載部材７が載置されており、搭載部材７の側面には、部材７ａを介してレーザダイオード８が搭載されている。 The lead frame 6 is a plate-like member made of a metal such as Cu. The lead frame 6 has a mounting portion 6 a for mounting the laser diode 8 and the photodiode 9, and a predetermined number of lead terminals 6 b extending from the mounting portion 6 a to the outside of the resin body 4. A rectangular parallelepiped mounting member 7 is mounted on the mounting portion 6a, and a laser diode 8 is mounted on the side surface of the mounting member 7 via the member 7a.

レーザダイオード８は、光出射面８ａ及び光反射面８ｂを有している。レーザダイオード８は、光出射面８ａ及び光反射面８ｂにおける光の共振作用によりレーザ光を発生し、光出射面８ａから該レーザ光を出射する機能を有している。レーザダイオード８は、光反射面８ｂがリードフレーム６と対向するように搭載部材７の側面に搭載されている。レーザダイオード８のアノード電極及びカソード電極は、それぞれリード端子６ｂのうちの所定の端子に、ボンディングワイヤ等によって電気的に接続されている。レーザダイオード８は、光モジュール１の外部からリード端子６ｂを介して受ける電気的な駆動信号に基づいて、レーザ光を発生する。 The laser diode 8 has a light emitting surface 8a and a light reflecting surface 8b. The laser diode 8 has a function of generating laser light by the resonance action of light on the light emitting surface 8a and the light reflecting surface 8b and emitting the laser light from the light emitting surface 8a. The laser diode 8 is mounted on the side surface of the mounting member 7 so that the light reflecting surface 8 b faces the lead frame 6. The anode electrode and the cathode electrode of the laser diode 8 are electrically connected to predetermined terminals of the lead terminals 6b by bonding wires or the like. The laser diode 8 generates laser light based on an electrical drive signal received from the outside of the optical module 1 via the lead terminal 6b.

また、リードフレーム６の搭載部６ａ上には、斜面を有する搭載部材１０が載置されており、搭載部材１０の斜面上にはフォトダイオード９が搭載されている。フォトダイオード９は、レーザダイオード８が発生するレーザ光の強度を測定するための受光素子である。フォトダイオード９は、光を受光するための受光面を有しており、該受光面がレーザダイオード８の光反射面８ｂと光学的に結合されるように配置されている。そして、フォトダイオード９は、光反射面８ｂからの光を受光する。フォトダイオード９のアノード電極及びカソード電極は、それぞれリード端子６ｂのうちの所定の端子に、ボンディングワイヤ等によって電気的に接続されている。フォトダイオード９は、光反射面８ｂから受けた光の強度に基づいて、電気信号を生成し、この電気信号をリード端子６ｂを介して光モジュール１の外部へ提供する。 A mounting member 10 having a slope is mounted on the mounting portion 6 a of the lead frame 6, and a photodiode 9 is mounted on the slope of the mounting member 10. The photodiode 9 is a light receiving element for measuring the intensity of the laser light generated by the laser diode 8. The photodiode 9 has a light receiving surface for receiving light, and is arranged so that the light receiving surface is optically coupled to the light reflecting surface 8 b of the laser diode 8. The photodiode 9 receives light from the light reflecting surface 8b. The anode electrode and the cathode electrode of the photodiode 9 are electrically connected to predetermined terminals of the lead terminals 6b by bonding wires or the like. The photodiode 9 generates an electrical signal based on the intensity of light received from the light reflecting surface 8b, and provides the electrical signal to the outside of the optical module 1 through the lead terminal 6b.

ここで、図２を参照すると、封止部２の樹脂体４は、レーザダイオード８及びフォトダイオード９を封止する円錐台形状の台部４ａと、台部４ａの頂上部分に位置し、レーザダイオード８からのレーザ光を集光するレンズ１１と、リードフレーム６の裏面側に突出する基部４ｂとが一体に成型された構造を有している。レンズ１１は、レーザダイオード８の光出射面８ａ（図１参照）に光学的に結合されている。 Here, referring to FIG. 2, the resin body 4 of the sealing portion 2 is positioned at the truncated cone-shaped base portion 4 a that seals the laser diode 8 and the photodiode 9, and the top portion of the base portion 4 a. The lens 11 that condenses the laser light from the diode 8 and the base portion 4 b that protrudes to the back surface side of the lead frame 6 are integrally formed. The lens 11 is optically coupled to the light emitting surface 8a (see FIG. 1) of the laser diode 8.

また、封止部２は、金属部材５を有している。本実施形態では、金属部材５は台部４ａの周囲に設けられている。金属部材５は、端面５ａ及び側面５ｂを有するリング状の部材であり、例えばＳＵＳ３０３、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ４３０Ｆといったステンレスなどの金属からなる。金属部材５は、端面５ａ及び側面５ｂが露出するように樹脂体４の台部４ａに一体的に固定されている。すなわち、金属部材５は、樹脂体４を介してレーザダイオード８との相対位置が固定されている。金属部材５の端面５ａは、後述するスリーブ３と接触する接触面である。なお、金属部材５の寸法の一例としては、リングの外径を７ｍｍとし、内径を４ｍｍとし、厚さを２ｍｍとするとよい。 Further, the sealing portion 2 has a metal member 5. In this embodiment, the metal member 5 is provided around the base part 4a. The metal member 5 is a ring-shaped member having an end surface 5a and a side surface 5b, and is made of a metal such as stainless steel such as SUS303, SUS304, and SUS430F. The metal member 5 is integrally fixed to the base portion 4a of the resin body 4 so that the end surface 5a and the side surface 5b are exposed. That is, the relative position of the metal member 5 to the laser diode 8 is fixed via the resin body 4. The end surface 5a of the metal member 5 is a contact surface that comes into contact with a sleeve 3 described later. As an example of the dimensions of the metal member 5, the outer diameter of the ring is 7 mm, the inner diameter is 4 mm, and the thickness is 2 mm.

再び図１を参照すると、スリーブ３は、所定の軸１８の方向に延びる略円筒形状を呈している。スリーブ３は、例えばＳＵＳ３０３、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ４３０Ｆといったステンレスなどの金属からなる。スリーブ３は、その一端に端面２０及び凹状部分１３を有しており、該凹状部分１３に封止部２の台部４ａが挿入されている。そして、スリーブ３の端面２０と封止部２の金属部材５の端面５ａ（接触面）とが互いに接合されることにより、スリーブ３と封止部２とが互いに固定されている。端面２０と金属部材５の端面５ａとは、ＹＡＧレーザ光を用いて接合部分１９がスポット溶接されることにより互いに接合されている。 Referring again to FIG. 1, the sleeve 3 has a substantially cylindrical shape extending in the direction of the predetermined axis 18. The sleeve 3 is made of a metal such as stainless steel such as SUS303, SUS304, or SUS430F. The sleeve 3 has an end surface 20 and a concave portion 13 at one end thereof, and the base portion 4 a of the sealing portion 2 is inserted into the concave portion 13. The sleeve 3 and the sealing portion 2 are fixed to each other by joining the end surface 20 of the sleeve 3 and the end surface 5a (contact surface) of the metal member 5 of the sealing portion 2 to each other. The end face 20 and the end face 5a of the metal member 5 are joined to each other by spot welding the joint portion 19 using YAG laser light.

また、スリーブ３は、円筒形状の他端に筒状部分１２を有している。筒状部分１２の内部には、所定の軸１８の方向に延びる挿入孔１５が形成されており、光ファイバ１７を保持したフェルール１６が該挿入孔１５に挿入される。このとき、光ファイバ１７は、その光軸が所定の軸１８と一致するように保持される。また、スリーブ３は、挿入孔１５と凹状部分１３との間を貫通する貫通孔１４を有しており、光ファイバ１７の端面１７ａとレーザダイオード８の光出射面８ａとが貫通孔１４を介して互いに光学的に結合されている。 The sleeve 3 has a cylindrical portion 12 at the other end of the cylindrical shape. An insertion hole 15 extending in the direction of a predetermined axis 18 is formed inside the cylindrical portion 12, and the ferrule 16 holding the optical fiber 17 is inserted into the insertion hole 15. At this time, the optical fiber 17 is held so that its optical axis coincides with a predetermined axis 18. Further, the sleeve 3 has a through hole 14 penetrating between the insertion hole 15 and the concave portion 13, and the end surface 17 a of the optical fiber 17 and the light emitting surface 8 a of the laser diode 8 are interposed through the through hole 14. Are optically coupled to each other.

以上の構成を備える光モジュール１の動作について説明する。光モジュール１の外部からリード端子６ｂを介してレーザダイオード８に駆動信号が供給されると、レーザダイオード８はレーザ光を発生し、該レーザ光が光出射面８ａから出射される。レーザ光は、レンズ１１によって集光された後、貫通孔１４を通過して光ファイバ１７の端面１７ａに入射する。レーザ光は、光ファイバ１７を介して光モジュール１の外部へ提供される。 The operation of the optical module 1 having the above configuration will be described. When a drive signal is supplied from the outside of the optical module 1 to the laser diode 8 via the lead terminal 6b, the laser diode 8 generates laser light, and the laser light is emitted from the light emitting surface 8a. The laser light is collected by the lens 11, passes through the through hole 14, and enters the end face 17 a of the optical fiber 17. The laser light is provided to the outside of the optical module 1 through the optical fiber 17.

また、レーザダイオード８がレーザ光を発生する際に、光反射面８ｂからも光が出射される。この光反射面８ｂからの光を、フォトダイオード９が受光する。フォトダイオード９は、光反射面８ｂからの光の強度に応じた電気信号を生成し、この電気信号をリード端子６ｂを介して光モジュール１の外部へ提供する。光モジュール１の外部では、例えばレーザダイオード８に駆動信号を供給する回路がフォトダイオード９からの電気信号を受け、該回路が駆動信号の電流量を制御することによってレーザダイオード８の発光強度が制御される。 Further, when the laser diode 8 generates laser light, the light is also emitted from the light reflecting surface 8b. The photodiode 9 receives the light from the light reflecting surface 8b. The photodiode 9 generates an electrical signal corresponding to the intensity of light from the light reflecting surface 8b, and provides the electrical signal to the outside of the optical module 1 via the lead terminal 6b. Outside the optical module 1, for example, a circuit that supplies a drive signal to the laser diode 8 receives an electrical signal from the photodiode 9, and the circuit controls the amount of current of the drive signal, thereby controlling the emission intensity of the laser diode 8. Is done.

続いて、図３（ａ）及び図３（ｂ）、並びに図４（ａ）及び図４（ｂ）を参照しながら、上記した光モジュール１の製造方法について説明する。図３（ａ）及び図３（ｂ）は、光モジュール１の封止部２を形成する工程を説明するための断面図である。また、図４（ａ）及び図４（ｂ）は、封止部２とスリーブ３とを互いに固定する工程を説明するための断面図である。 Next, a method for manufacturing the above-described optical module 1 will be described with reference to FIGS. 3 (a) and 3 (b) and FIGS. 4 (a) and 4 (b). FIG. 3A and FIG. 3B are cross-sectional views for explaining the process of forming the sealing portion 2 of the optical module 1. 4A and 4B are cross-sectional views for explaining a process of fixing the sealing portion 2 and the sleeve 3 to each other.

まず、図３（ａ）を参照すると、封止部２を形成する工程では、金型２１及び２２を用いる。金型２１は、樹脂体４の基部４ｂを成型するための凹状のキャビティー２１ａを有している。また、金型２２は、凹状のキャビティー２２ａを有している。キャビティー２２ａは、金属部材５を収容するための凹部２２ｃ、台部４ａを成型するための凹部２２ｅ、及びレンズ１１を成型するための凹部２２ｂを有している。封止部２において、凹部２２ｃの底面２２ｄに対応する部分が、スリーブ３との接合予定部分となる。以上のような形状の金型２１及び２２の間に、レーザダイオード８及びフォトダイオード９を搭載したリードフレーム６と金属部材５とを配置する。 First, referring to FIG. 3A, in the process of forming the sealing portion 2, dies 21 and 22 are used. The mold 21 has a concave cavity 21 a for molding the base 4 b of the resin body 4. The mold 22 has a concave cavity 22a. The cavity 22a has a recess 22c for housing the metal member 5, a recess 22e for molding the base portion 4a, and a recess 22b for molding the lens 11. In the sealing portion 2, a portion corresponding to the bottom surface 22 d of the concave portion 22 c is a portion to be joined to the sleeve 3. The lead frame 6 on which the laser diode 8 and the photodiode 9 are mounted and the metal member 5 are disposed between the molds 21 and 22 having the above shapes.

図３（ｂ）を参照すると、封止部２を形成する工程において、金属部材５を金型２２の凹部２２ｃの底面２２ｄに配置する。続いて、リード端子６ｂを金型２１と金型２２との間に挟むことによってリードフレーム６を固定し、金型２１及び２２の各キャビティー２１ａ及び２２ａに樹脂を流し込んだ後、樹脂を硬化させて樹脂体４を成型するとともに金属部材５と樹脂体４とを一体的に固定する。そして、金型２１及び２２を開いて、封止部２を取り出す。以上の工程によって、レーザダイオード８及びフォトダイオード９が樹脂体４によって封止されると同時に、金属部材５が樹脂体４に一体に固定されることとなる。 Referring to FIG. 3B, in the step of forming the sealing portion 2, the metal member 5 is disposed on the bottom surface 22 d of the concave portion 22 c of the mold 22. Subsequently, the lead frame 6 is fixed by sandwiching the lead terminal 6b between the mold 21 and the mold 22, and the resin is poured into the cavities 21a and 22a of the molds 21 and 22, and then the resin is cured. Then, the resin body 4 is molded and the metal member 5 and the resin body 4 are integrally fixed. Then, the molds 21 and 22 are opened, and the sealing portion 2 is taken out. Through the above steps, the laser diode 8 and the photodiode 9 are sealed with the resin body 4, and at the same time, the metal member 5 is integrally fixed to the resin body 4.

続いて、図４（ａ）及び図４（ｂ）を参照すると、封止部２とスリーブ３とを互いに固定する工程では、まず、封止部２の台部４ａをスリーブ３の凹状部分１３に挿入する。このとき、スリーブ３の端面２０と金属部材５の端面５ａとを接触させる。次に、光ファイバ１７にレーザダイオード８から出射されるレーザ光を効率良く入射させるために、フェルール１６をスリーブ３の挿入孔１５に挿入した状態で、光ファイバ１７へ入射するレーザ光の強度を測定しながら封止部２とスリーブ３との相対位置を所定の軸１８と交差する方向に調整する。その後、スリーブ３の端面２０と金属部材５の端面５ａとを、接合部分１９にＹＡＧレーザ光３０を照射することによってスポット溶接する。こうして、封止部２とスリーブ３とが互いに固定され、光モジュール１が完成する。 4A and 4B, in the step of fixing the sealing portion 2 and the sleeve 3 to each other, first, the base portion 4a of the sealing portion 2 is moved to the concave portion 13 of the sleeve 3. Insert into. At this time, the end surface 20 of the sleeve 3 and the end surface 5a of the metal member 5 are brought into contact with each other. Next, in order to efficiently enter the laser light emitted from the laser diode 8 into the optical fiber 17, the intensity of the laser light incident on the optical fiber 17 is set with the ferrule 16 inserted into the insertion hole 15 of the sleeve 3. While measuring, the relative position between the sealing portion 2 and the sleeve 3 is adjusted in a direction crossing the predetermined axis 18. Thereafter, the end surface 20 of the sleeve 3 and the end surface 5 a of the metal member 5 are spot welded by irradiating the joint portion 19 with the YAG laser beam 30. Thus, the sealing portion 2 and the sleeve 3 are fixed to each other, and the optical module 1 is completed.

本実施形態による光モジュール１及びその製造方法は、以下の効果を有する。すなわち、本実施形態による光モジュール１及びその製造方法では、スリーブ３に対する接触面（端面５ａ）を有する金属部材５を封止部２が有することによって、封止部２とスリーブ３とを溶接によって固定することが可能となる。本実施形態の光モジュール１及びその製造方法によれば、封止部２とスリーブ３とをＹＡＧレーザ光３０を用いたスポット溶接により固定しているので、従来の光モジュールのように接着剤を用いたときに生じる硬化時の収縮や経時的なクリープがなくなり、レーザダイオード８と光ファイバ１７との光軸のずれを抑えることができる。 The optical module 1 and the manufacturing method thereof according to the present embodiment have the following effects. That is, in the optical module 1 and the manufacturing method thereof according to the present embodiment, the sealing portion 2 has the metal member 5 having the contact surface (end surface 5a) with respect to the sleeve 3, so that the sealing portion 2 and the sleeve 3 are welded. It can be fixed. According to the optical module 1 and the manufacturing method thereof of the present embodiment, the sealing portion 2 and the sleeve 3 are fixed by spot welding using the YAG laser beam 30, so that an adhesive is used like a conventional optical module. There is no shrinkage during curing or creep over time that occurs when used, and the optical axis shift between the laser diode 8 and the optical fiber 17 can be suppressed.

ここで、従来の光モジュールには、発光素子、受光素子等の半導体光素子を収納するとともに、集光レンズが取り付けられた金属製のＣＡＮパッケージを備えているものがある。ＣＡＮパッケージには、光ファイバの先端に取り付けられたフェルールを受容するための金属からなるスリーブがＹＡＧレーザ溶接により接合される。しかし、ＣＡＮパッケージを備える光モジュールでは、半導体光素子を金属基板上に配置する工程と、集光レンズが取り付けられた金属キャップを該金属基板に接合する工程との２つの工程が必要となる。また、金属基板及び金属キャップを所定形状に加工するための工程も別に必要となる。これに対し、本実施形態による光モジュール１及びその製造方法によれば、レーザダイオード８が樹脂体４で封止されるので、ＣＡＮパッケージを備える光モジュールと比べて製造工程を少なくできる。 Here, some conventional optical modules are provided with a metal CAN package in which a semiconductor optical element such as a light emitting element and a light receiving element is accommodated and a condenser lens is attached. A sleeve made of metal for receiving a ferrule attached to the tip of an optical fiber is joined to the CAN package by YAG laser welding. However, in an optical module including a CAN package, two steps are required: a step of placing a semiconductor optical element on a metal substrate and a step of bonding a metal cap to which a condenser lens is attached to the metal substrate. In addition, a separate process for processing the metal substrate and the metal cap into a predetermined shape is required. On the other hand, according to the optical module 1 and the manufacturing method thereof according to the present embodiment, since the laser diode 8 is sealed with the resin body 4, the number of manufacturing steps can be reduced as compared with an optical module including a CAN package.

また、本実施形態による光モジュール１の製造方法では、封止部２を形成する際に、所定の金型２１及び２２内にレーザダイオード８及び金属部材５を配置し、レーザダイオード８を樹脂で封止して樹脂体４を形成するとともに金属部材５を樹脂体４に固定している。このようにすれば、レーザダイオード８を樹脂で封止する作業と金属部材５を樹脂体４に固定する作業とをまとめて行うことができるので、金属部材５を有する封止部３を簡易な方法によって形成することができる。 Further, in the method for manufacturing the optical module 1 according to the present embodiment, when the sealing portion 2 is formed, the laser diode 8 and the metal member 5 are disposed in the predetermined molds 21 and 22, and the laser diode 8 is made of resin. The resin body 4 is formed by sealing and the metal member 5 is fixed to the resin body 4. In this way, the operation of sealing the laser diode 8 with the resin and the operation of fixing the metal member 5 to the resin body 4 can be performed together, so that the sealing portion 3 having the metal member 5 can be simplified. It can be formed by a method.

（第２の実施の形態）
図５は、本発明による光モジュールの第２実施形態を示す断面図である。図５を参照すると、本実施形態の光モジュール１ａは、封止部２ａ及びスリーブ３を備えている。このうち、スリーブ３の構成は前述した第１実施形態のスリーブ３の構成と同様なので、詳細な説明を省略する。 (Second Embodiment)
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a second embodiment of the optical module according to the present invention. Referring to FIG. 5, the optical module 1 a of the present embodiment includes a sealing portion 2 a and a sleeve 3. Among these, since the configuration of the sleeve 3 is the same as the configuration of the sleeve 3 of the first embodiment described above, detailed description thereof is omitted.

封止部２ａは、樹脂体４、金属部材２５、リードフレーム６、レーザダイオード８、及びフォトダイオード９を有している。このうち、リードフレーム６、レーザダイオード８、及びフォトダイオード９の構成は、第１実施形態と同様の構成となっている。 The sealing portion 2 a includes a resin body 4, a metal member 25, a lead frame 6, a laser diode 8, and a photodiode 9. Among these, the configurations of the lead frame 6, the laser diode 8, and the photodiode 9 are the same as those in the first embodiment.

金属部材２５は、以下の構成を除き、前述した第１実施形態の金属部材５と同様の構成を有している。すなわち、本実施形態の金属部材２５は、樹脂体４の表面のうち、レーザダイオード８から出射されるレーザ光が通過する部分を除く少なくとも一部の表面を覆っている。本実施形態では、金属部材２５は、台部４ａの周囲に設けられるリング状部分２５ｃと、拡張部分２５ｄとからなる。リング状部分２５ｃは、第１実施形態の金属部材５と同様の形状を呈しており、スリーブ３と接触する接触面である端面２５ａを有する。拡張部分２５ｄは、レーザ光が通過する部分を除く樹脂体４の表面のうち、台部４ａの表面、すなわちレーザダイオード８に対してスリーブ３側に位置する樹脂体４の表面を覆っている。拡張部分２５ｄは、レーザ光が通過する部分に開口２５ｅを有している。金属部材２５は、リング状部分２５ｃの端面２５ａ及び側面２５ｂ、並びに拡張部分２５ｄの側面が露出するように樹脂体４の台部４ａに一体的に固定されている。 The metal member 25 has the same configuration as the metal member 5 of the first embodiment described above except for the following configuration. That is, the metal member 25 of the present embodiment covers at least a part of the surface of the resin body 4 excluding the part through which the laser light emitted from the laser diode 8 passes. In the present embodiment, the metal member 25 includes a ring-shaped portion 25c provided around the base portion 4a and an extended portion 25d. The ring-shaped portion 25 c has the same shape as the metal member 5 of the first embodiment, and has an end surface 25 a that is a contact surface that contacts the sleeve 3. The extended portion 25 d covers the surface of the base portion 4 a, that is, the surface of the resin body 4 located on the sleeve 3 side with respect to the laser diode 8 among the surfaces of the resin body 4 excluding the portion through which the laser beam passes. The extended portion 25d has an opening 25e at a portion through which the laser beam passes. The metal member 25 is integrally fixed to the base portion 4a of the resin body 4 so that the end surface 25a and the side surface 25b of the ring-shaped portion 25c and the side surface of the extended portion 25d are exposed.

図６（ａ）及び図６（ｂ）は、光モジュール１ａの製造工程のうち、封止部２ａを形成する工程を説明するための図である。図６（ａ）を参照すると、封止部２ａを形成する工程では、金型２１及び２３を用いる。金型２１は、樹脂体４の基部４ｂを成型するための凹状のキャビティー２１ａを有している。また、金型２３は、凹状のキャビティー２３ａを有している。キャビティー２３ａは、金属部材２５を収容するための凹部２３ｆ及び２３ｃ、並びにレンズ１１を成型するための凹部２３ｂからなっている。凹部２３ｃは金属部材２５のリング状部分２５ｃの外形に沿った形状をしており、凹部２３ｆは金属部材２５の拡張部分２５ｄの外形に沿った形状をしている。封止部２ａにおいては、凹部２３ｃの底面２３ｄに対応する部分が、スリーブ３との接合予定部分となる。以上のような形状の金型２１及び２３の間に、レーザダイオード８及びフォトダイオード９を搭載したリードフレーム６と金属部材２５とを配置する。 FIGS. 6A and 6B are diagrams for explaining a process of forming the sealing portion 2a in the manufacturing process of the optical module 1a. Referring to FIG. 6A, the molds 21 and 23 are used in the step of forming the sealing portion 2a. The mold 21 has a concave cavity 21 a for molding the base 4 b of the resin body 4. The mold 23 has a concave cavity 23a. The cavity 23 a includes recesses 23 f and 23 c for housing the metal member 25 and a recess 23 b for molding the lens 11. The recess 23 c has a shape along the outer shape of the ring-shaped portion 25 c of the metal member 25, and the recess 23 f has a shape along the outer shape of the extended portion 25 d of the metal member 25. In the sealing portion 2a, a portion corresponding to the bottom surface 23d of the recess 23c is a portion to be joined to the sleeve 3. The lead frame 6 on which the laser diode 8 and the photodiode 9 are mounted and the metal member 25 are disposed between the molds 21 and 23 having the above shapes.

図６（ｂ）を参照すると、封止部２ａを形成する工程において、金属部材２５のリング状部分２５ｃをキャビティー２３ａの底面２３ｄ上に配置し、拡張部分２５ｄを凹部２３ｆ上に配置する。そして、リード端子６ｂを金型２１と金型２３との間に挟むことによってリードフレーム６を固定し、金型２１及び２３の各キャビティー２１ａ及び２３ａに樹脂を流し込んだ後、樹脂を硬化させて樹脂体４を形成する。以上の工程によって、封止部２ａが形成される。 6B, in the step of forming the sealing portion 2a, the ring-shaped portion 25c of the metal member 25 is disposed on the bottom surface 23d of the cavity 23a, and the extended portion 25d is disposed on the recess 23f. Then, the lead frame 6 is fixed by sandwiching the lead terminal 6b between the mold 21 and the mold 23, the resin is poured into the cavities 21a and 23a of the molds 21 and 23, and then the resin is cured. Thus, the resin body 4 is formed. The sealing part 2a is formed by the above process.

なお、封止部２ａとスリーブ３とを固定する工程は、前述した第１実施形態の光モジュール１の製造方法における工程と同様であり、本実施形態の光モジュール１ａの動作については、前述した第１実施形態の光モジュール１の動作と同様なので、それぞれ詳細な説明を省略する。 In addition, the process of fixing the sealing part 2a and the sleeve 3 is the same as the process in the manufacturing method of the optical module 1 of 1st Embodiment mentioned above, About operation | movement of the optical module 1a of this embodiment, it mentioned above. Since it is the same as that of the optical module 1 of 1st Embodiment, detailed description is abbreviate | omitted, respectively.

本実施形態による光モジュール１ａ及びその製造方法は、以下の効果を有する。すなわち、本実施形態による光モジュール１ａ及びその製造方法によれば、封止部２ａが金属部材２５を有することによって、封止部２ａとスリーブ３とを溶接によって固定することが可能となり、レーザダイオード８と光ファイバ１７との光軸のずれを抑えることができる。 The optical module 1a and the manufacturing method thereof according to the present embodiment have the following effects. That is, according to the optical module 1a and the manufacturing method thereof according to the present embodiment, since the sealing portion 2a has the metal member 25, the sealing portion 2a and the sleeve 3 can be fixed by welding, and the laser diode. The shift of the optical axis between the optical fiber 8 and the optical fiber 17 can be suppressed.

また、本実施形態による光モジュール１ａ及びその製造方法では、金属部材２５の拡張部分２５ｄが、樹脂体４の表面のうち、レーザダイオード８から出射されるレーザ光が通過する部分を除く少なくとも一部の表面を覆っている。エポキシ樹脂などの透明樹脂は一般に水分を透過する性質があるが、本実施形態の光モジュール１ａによれば、金属部材２５の拡張部分２５ｄによって、封止部２ａの樹脂体４に水分が浸入して該水分がレーザダイオード８またはフォトダイオード９へ到達することを防止できる。さらに、金属部材２５の拡張部分２５ｄによって、樹脂体４の外部から樹脂体４内へ雑音光が入射することを防止できるので、例えばフォトダイオード９に外部雑音光が入射し、レーザダイオード８の発光強度を精度良く測定できなくなるといった現象を防ぐことができる。また、金属部材２５の拡張部分２５ｄによって、樹脂体４内から外部への光の漏洩を防ぐことができるので、光モジュール１に近接する受信器などへのクロストークを防ぐことができる。これらの効果は、本実施形態のようにレーザダイオード８に対してスリーブ３側に位置する樹脂体４の表面（レーザ光通過部分を除く）を金属部材２５の拡張部分２５ｄが覆うことによってより顕著となる。 Further, in the optical module 1a and the manufacturing method thereof according to the present embodiment, the extended portion 25d of the metal member 25 is at least a part of the surface of the resin body 4 excluding the portion through which the laser light emitted from the laser diode 8 passes. Covering the surface. A transparent resin such as an epoxy resin generally has a property of transmitting moisture. However, according to the optical module 1a of this embodiment, moisture enters the resin body 4 of the sealing portion 2a by the extended portion 25d of the metal member 25. Thus, the moisture can be prevented from reaching the laser diode 8 or the photodiode 9. Furthermore, since the extended portion 25d of the metal member 25 can prevent noise light from entering the resin body 4 from the outside of the resin body 4, for example, external noise light is incident on the photodiode 9 and the laser diode 8 emits light. It is possible to prevent the phenomenon that the intensity cannot be measured with high accuracy. In addition, since the extended portion 25d of the metal member 25 can prevent leakage of light from the inside of the resin body 4 to the outside, crosstalk to a receiver or the like that is close to the optical module 1 can be prevented. These effects are more remarkable when the extended portion 25d of the metal member 25 covers the surface of the resin body 4 (excluding the laser beam passage portion) located on the sleeve 3 side with respect to the laser diode 8 as in the present embodiment. It becomes.

また、光モジュール１ａ及びその製造方法によれば、金属部材２５によって樹脂体４の少なくとも一部が覆われているので、樹脂体４内から外部への電磁ノイズ放射を抑えることができるとともに、樹脂体４の外部から樹脂体４内への電磁ノイズの侵入を抑えることができる。 Moreover, according to the optical module 1a and its manufacturing method, since at least a part of the resin body 4 is covered with the metal member 25, electromagnetic noise radiation from the inside of the resin body 4 to the outside can be suppressed, and the resin Intrusion of electromagnetic noise from the outside of the body 4 into the resin body 4 can be suppressed.

本発明による光モジュールは、上記した実施形態に限られるものではなく、様々な変形が可能である。例えば、上記した各実施形態では、光モジュールは半導体光素子としてレーザダイオードを備えている。光モジュールが備える半導体光素子としてはこれに限らず、例えば発光ダイオードなどの発光素子や、フォトダイオードなどの受光素子でもよい。また、スリーブ３は金属部材５または２５と溶接される部分のみが金属であれば良い。さらに、樹脂体基部４ｂ側も金属部材で覆うことにより、雑音光や電磁ノイズを防ぐことができる。 The optical module according to the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications are possible. For example, in each of the above-described embodiments, the optical module includes a laser diode as a semiconductor optical element. The semiconductor optical element included in the optical module is not limited to this, and may be a light emitting element such as a light emitting diode or a light receiving element such as a photodiode. Further, it is only necessary that the sleeve 3 is made of metal only at the portion to be welded to the metal member 5 or 25. Furthermore, by covering the resin base 4b side with a metal member, noise light and electromagnetic noise can be prevented.

図１は、本発明による光モジュールの第１実施形態を示す断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view showing a first embodiment of an optical module according to the present invention. 図２は、第１実施形態による光モジュールが備える封止部の斜視図である。FIG. 2 is a perspective view of a sealing portion provided in the optical module according to the first embodiment. 図３（ａ）及び図３（ｂ）は、第１実施形態による光モジュールの封止部を形成する工程を説明するための断面図である。FIG. 3A and FIG. 3B are cross-sectional views for explaining a process of forming the sealing portion of the optical module according to the first embodiment. 図４（ａ）及び図４（ｂ）は、封止部とスリーブとを互いに固定する工程を説明するための断面図である。4A and 4B are cross-sectional views for explaining a process of fixing the sealing portion and the sleeve to each other. 図５は、本発明による光モジュールの第２実施形態を示す断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view showing a second embodiment of the optical module according to the present invention. 図６（ａ）及び図６（ｂ）は、光モジュールの製造工程のうち、封止部を形成する工程を説明するための図である。FIG. 6A and FIG. 6B are diagrams for explaining a process of forming a sealing portion in the optical module manufacturing process. 図７は、従来の光モジュールの構成を示す断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view showing a configuration of a conventional optical module.

Explanation of symbols

１、１ａ…光モジュール、２、２ａ…封止部、３…スリーブ、４…樹脂体、４ａ…台部、４ｂ…基部、５…金属部材、５ａ…端面、５ｂ…側面、６…リードフレーム、６ａ…リード端子、７…搭載部材、８…レーザダイオード、８ａ…光出射面、８ｂ…光反射面、９…フォトダイオード、１０…搭載部材、１１…レンズ、１２…筒状部分、１３…凹状部分、１４…貫通孔、１５…挿入孔、１６…フェルール、１７…光ファイバ、１７ａ…端面、１８…所定の軸、１９…接合部分、２０…端面、２１〜２３…金型、２１ａ〜２３ａ…キャビティー、２２ｂ、２２ｃ、２２ｅ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｆ…凹部、２２ｄ、２３ｄ…底面、２５…金属部材、２５ａ…端面、２５ｂ…側面、２５ｃ…リング状部分、２５ｄ…拡張部分、２５ｅ…開口。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 1a ... Optical module 2, 2a ... Sealing part, 3 ... Sleeve, 4 ... Resin body, 4a ... Base part, 4b ... Base part, 5 ... Metal member, 5a ... End face, 5b ... Side face, 6 ... Lead frame , 6a ... lead terminal, 7 ... mounting member, 8 ... laser diode, 8a ... light emitting surface, 8b ... light reflecting surface, 9 ... photodiode, 10 ... mounting member, 11 ... lens, 12 ... cylindrical portion, 13 ... Concave part, 14 ... through hole, 15 ... insertion hole, 16 ... ferrule, 17 ... optical fiber, 17a ... end face, 18 ... predetermined axis, 19 ... joint part, 20 ... end face, 21-23 ... mold, 21a- 23a: Cavity, 22b, 22c, 22e, 23b, 23c, 23f ... Recess, 22d, 23d ... Bottom, 25 ... Metal member, 25a ... End face, 25b ... Side, 25c ... Ring-shaped part, 25d ... Expansion part, 25e ... opening.

Claims

A sealing portion in which the semiconductor optical element is sealed with resin;
A sleeve that holds the optical fiber and is arranged such that an end of the optical fiber is optically coupled to the semiconductor optical element;
With
The sealing portion includes a metal member having a contact surface with the sleeve;
An optical module, wherein the metal member and the sleeve are welded to each other at the contact surface of the metal member.

2. The optical module according to claim 1, wherein the metal member covers a part of the sealing portion excluding a portion through which light incident on the semiconductor optical element or light emitted from the semiconductor optical element passes.

The surface of the sealing portion located on the sleeve side with respect to the semiconductor optical element except for a portion through which the metal member passes light incident on the semiconductor optical element or light emitted from the semiconductor optical element. The optical module according to claim 2, wherein the optical module covers the optical module.

The optical module according to claim 1, further comprising a lead frame, wherein the semiconductor optical element is mounted on the lead frame and sealed with resin.

The semiconductor optical device is a semiconductor laser, the optical module further includes a photodiode for detecting light emitted from the semiconductor laser, and a lead frame, and the semiconductor laser and the photodiode are mounted on the lead frame. The optical module according to claim 1, which is sealed with a resin.