JPH08130269A - 光デバイスの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は光半導体モジュールにおいて、光
素子と外郭部との接続方法に関し、使用する金属素材
や、表面処理に左右されずに安定でコストを安く、且つ
多量に光素子と外郭部分を固定する条件が得られる手段
を提供する。 【構成】 光素子を搭載したステム２を光デバイス１
の外郭部３に溶接するにおいて、前記外郭部３あるいは
ステム２に複数個の各個が独立した突起部４を設け、該
外郭部３とステム２とを突起部４の点接触により抵抗溶
接する。また、前記光デバイス１の外郭部３あるいはス
テム２のうち、前記突起部４が点接触する部位に凹部５
を設け、該凹部５に前記突起部４を位置合わせして、前
記ステム２と前記外郭部３を点接触により抵抗溶接す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光半導体モジュール
（以下、光デバイスと称する）において、光素子と外郭
を成す胴体（光学系を組み上げる際の基準となる部分）
との接続を容易に、且つ安定してコストを安く供給する
ことが要求される。

【０００２】また、近年の情報量の増加に伴い、従来の
幹線系から各家庭にまで光ファイバが敷設される動きが
活発となってきているが、これらが普及するには、光デ
バイスのコストダウンが重要なキーポイントとなってい
る。

【０００３】

【従来の技術】図４は従来例の説明図である。図におい
て、１は光デバイス（光半導体モジュール）、２はステ
ム、３は外郭部、６は孔、７はキャップ、８はレンズ、
９はリード、11は光ファイバ、12はゴムキャップ、13は
固定部、14はフェルールである。

【０００４】従来の光デバイスの組立方法は、完成図を
図４に示すように光デバイス１の外郭部３の一部である
フランジをはんだ、樹脂、レーザ溶接によって光素子を
搭載し、キャップ７を被せたステム２に固定する方法が
多かったが、樹脂や半田は近年の広い温度範囲や、高温
高湿度下での動作試験では不安定で問題が多かった。

【０００５】また、レーザ溶接では、溶接の信頼度の点
では良いものの、ステム等の被溶接部材を選択する必要
があり、金めっきを行ったステム等の、特に部材に表面
処理が施してある部材の溶接においては、表面被膜のク
ラックや飛び散り等の不具合が発生しやすい。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従って、それらの溶接
部分の不具合をチェックするにあたって、目視試験工程
を導入する必要があり、光デバイスの量産化の阻害要因
となっていた。

【０００７】本発明は、上記の問題点を解決し、使用す
る金属素材や、表面処理に左右されずに安定でコストを
安く、且つ多量に光素子と外郭部分を固定する条件が得
られる手段を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】図１は本発明の原理説明
図、図２、図３は実施例の説明図である。図において、
２はステム、３は外郭部、６は孔、７はキャップ、８は
レンズ、９はリード、10は抵抗溶接部である。

【０００９】上記の問題点を解決する手段として、図１
に示すような光素子を搭載したステム２と外郭部３とを
溶接する際に、ステム２と外郭部とを、ステム２あるい
は外郭部３に設けた突起部４を用いて、抵抗加熱による
点接触で、複数箇所を溶接して固定する。

【００１０】近年の技術力の向上に伴い、この様な微小
点の溶接プロジェクションでも容易に作成することが可
能となった。すなわち、本発明の目的は、図１ないし図
３に示すように、光素子を搭載したステム２を光デバイ
ス１の外郭部３に溶接するにおいて、前記外郭部３ある
いはステム２に複数個の各個が独立した突起部４を設
け、該外郭部３とステム２とを突起部４の点接触により
抵抗溶接する。また、前記光デバイス１の外郭部３ある
いはステム２のうち、前記突起部４が点接触する部位に
凹部５を設け、該凹部５に前記突起部４を位置合わせし
て、前記ステム２と前記外郭部３を点接触により抵抗溶
接することにより達成される。

【００１１】

【作用】本発明では、光デバイスの外郭部、あるいはス
テムのフランジ等の部分に形成された少なくとも６点以
上の点接触突起物で、光半導体素子のステムベース余地
部分（キャップシールの部分の外側）に溶接されるが、
この時、通常の連続プロジェクションを有する抵抗溶接
を用いると、ステムの外周部の組立て時の基準となるス
テム（φ５．６ＣＤ）凹部のエッジ部分に集中電流が流
れ、安定した溶接どころか、最悪の場合、部材が溶断す
ることがある。

【００１２】よって、溶接部を不連続にして、この凹部
の部分を避けて溶接するとともに、フランジ取りつけ時
に生ずるフランジ部分の歪みも溶接部が連続でないため
に、光学系に与える影響は非常に少なくなる。特に軟ら
かい部材を選定すれば、効果は絶大となるが、この時は
実施例で説明したような組み合わせで突起を作成すれば
良い。

【００１３】また、既にハーメチック封止された光素子
を使用するので、この封止部分にストレスを与えること
は信頼度を確保する上で絶対に避けなければならない。

【００１４】

【実施例】図２、図３は本発明の実施例の説明図であ
る。図において、２はステム、３は外郭部、４は突起
部、５は凹部、６は孔、７はキャップ、８はレンズ、９
はリード、10は抵抗溶接部である。

【００１５】本発明の第１の実施例について説明する。
光素子はマイクロレンズ、若しくは、球状のレンズ８を
取りつけたキャップ７でハーメチック封止を行ない、そ
の外周部と外郭部３であるフランジとを、図２（ａ）に
断面図で示すような突起部４により均等に分散した８か
所を点接触で抵抗溶接する。

【００１６】ステム２の材質はフランジと同じコバール
の場合は、高さ（Ｈ）が０．１５ｍｍ、径（Ｄ）が０．
２ｍｍの突起部４を採用したが、ステム２の材質が冷間
圧延鋼の場合は、コバールに比べて軟らかく、突起部４
がステムに潜って、抵抗溶接の場合点接触とならず、面
接触になってしまうため、抵抗値が下がってしまい、溶
接不良となってしまう。

【００１７】このため、突起部４の高さを０．４ｍｍ、
径を０．５ｍｍとして突起部４がステム２に潜らないよ
うにして点接触を保って抵抗加熱を行った。抵抗溶接に
コンデンサタイプを用いた場合には、１００〜１４０Ｖ
の電圧で、５０ｍｓｅｃのスポット溶接を行う。そし
て、その上に図３に示したように光ファイバ11等の部品
を順次積み上げて、光デバイス１となる半導体モジュー
ルを製造する。

【００１８】また、第２の実施例として、図１の抵抗溶
接部の位置決めを確実にするために、更に、図２（ｂ）
に示すように、ステム２の表面に皿状の凹部５を設け、
外郭部３のフランジの突起部４と点接触させる。こうす
ると、位置合わせが容易にでき、スループットも向上す
る。

【００１９】また、第３の実施例として、図３（ａ）に
示すように、突起部４を外郭部３ではなくステム２に設
けて、外郭部３とステム２とを抵抗溶接しても良く、更
に、図３（ｂ）に示すように、突起部４の位置決めを確
実にするために、外郭部３の表面に凹部５を設け、ステ
ム２のフランジの突起部４と点接触させる。こうする
と、第２の実施例と同様に位置合わせが容易にでき、ス
ループットも向上する。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ハーメチック封止された光半導体素子の信頼度を低下さ
せることなく、フランジ等の外郭部をステム等の被溶接
部に固定することが可能となり、出来上がった光デバイ
スは在る程度の取りつけ下地の凹凸にも光出力変動が起
こりにくく、安定な取りつけと素子の品質・性能の維持
が補償され、光デバイスの高信頼度に寄与するところが
大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の原理説明図

【図２】 本発明の実施例の説明図（その１）

【図３】 本発明の実施例の説明図（その２）

【図４】 従来例の説明図

【符号の説明】

図において １ 光デバイス ２ ステム ３ 外郭部 ４ 突起部 ５ 凹部 ６ 孔 ７ キャップ ８ レンズ ９ リード 10 抵抗溶接部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光素子を搭載したステムを光デバイスの
   外郭部に溶接するにおいて、前記外郭部あるいはステム
   に複数個の各個が独立した突起部を設け、該外郭部とス
   テムとを突起部の点接触により抵抗溶接することを特徴
   とする請求項１記載の光デバイスの製造方法。
2. 【請求項２】 前記光デバイスの外郭部あるいはステム
   のうち、前記突起部が点接触する部位に凹部を設け、該
   凹部に前記突起部を位置合わせして、前記ステムと前記
   外郭部を点接触により抵抗溶接することを特徴とする請
   求項１記載の光デバイスの製造方法。