JPS61136275A - 光素子パツケ−ジ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の目的 産業上の利用分野 本発明は１発光ダイオードやフォトダイオード等の光素
子を収容するための光素子パッケージに関するものであ
る。

従来の技術 光通信゛システム等で使用される発光ダイオードやレー
ザー等の発光素子、あるいはフォトダイオード等の受光
素子は、長期間にわたって信頼性を保つ等の理由からパ
ッケージ内に気密度封１トされる。このようなパッケー
ジの構造は、気密性がよいだけでなく、光素子の長寿命
化を図るための放熱が容易であることや、光ファイバ等
の伝送路や他の光素子との光学的結合が容易であること
が必要である。

このようなパッケージとして、従来１円筒型金属パフを
一部や角型セラミック・パッケージが使用されている。

従来の円筒型金属パッケージは、第４図の一部破開正面
図に示すように１円板状の金属製ステム４上に固着され
た金属製ヒートシンク２上に、光ＷＰ＋が低融点ハンダ
付けにより固着されたのち。

ステム２ヒに円筒状の金属キャップ３が固着され。

発光素子１が気密封１トされる。ステム４からは電気的
絶縁部７を通してリード線６が引き出され。

金属キャップ３の頂部には透明材料の光学的窓５が形成
される。

また、従来の角型セラミック・パッケージは。

第５図（Ａ）の平面図、及びそのＢ、Ｃ方向からみた端
面図（Ｂ）、　　（Ｃ）に示すように９箱型のセラミッ
ク・パッケージ８の底部に固着されたヒートシンク２上
に低融点ハンダ付は等により光素子ｌが固着されたのち
、透明材料の窓５を有する蓋部により気密封Ｉヒされる
。セラミックパッケージ８の底部に形成されたリード線
６から電気信号が供給あるいは出力される。

第４図に例示した円筒型金属パッケージ内に収容された
光素子と光ファイバとを光学的に結合させる方法の一例
は、第６図の部分断面図で例示するように、金ｒｆｌｋ
製のホルダー２０に、光ファイバ３０とロッドレンズ２
１を予め固着しておき、このホルダー２０の開口部２２
に光素子パッケージの円筒状金属キャップ３を挿入して
両者をハンダ層２３でハンダ付けするものである。この
光学的結合構造においては、光素子１からの発熱は金属
製のヒートシンク２．ステム２．キャップ３及びハンダ
付は層を経て金属製のホルダー２０に拡散される。必要
に応じて、ホルダー２０がさらに大型の金属板等に固着
され、放熱が促進される６発明が解決しようとする問題
点 一ヒ記従来の円筒型金属パフケージは、ステムもキャッ
プも金属製のため放熱性が良好であるが。

金属製のステムを通してリード線を取的出す構造である
ため和瓦の電気的絶縁部７が必要となり。

その分ステムとキャップが大型になる。パッケージが大
型になれば、ホルダー等の結合用部品も大型化し、光学
装置全体の小型化が困難になる。

また、従来の円筒型金属パッケージは、第６図のホルダ
ー等で代表される相手側部品に対する当接面を有してい
ないので、第６図の場合には、ホルダー２０内へのパッ
ケージの挿入深さやホルダー２０内におけるパッケージ
の傾きを目視と勘によって調整する必要があり、光学的
特性のばらつきの原因となっていた。

第５図に示した。角型セラミック・パッケージは、上記
円筒型金属パッケージのステムに相当するパッケージ底
部とリード線との電気絶縁が不要であるため小型になる
が、ホルダー等にｒｉｒ載するのが難しく、またリード
線を介して放熱を行う構造であるため高出力の光素子に
は適さないという問題がある。

発明の構成 上記従来技術の問題点を解決する本発明の光素子パッケ
ージは、金属製のステムと、このステム上に固着されス
テム上に気密封ＩＩ：、された空間を形成すると共に透
光性の窓を有する電気絶縁性のキャップと、このキャッ
プ内に収容された光素子にキャップの側壁を通して接続
されるリード線とを備え、上記ステムは、上記キャップ
の側壁のうち少なくとも上記リード線が接続される側を
除く側壁から他の部品との当接に必要な所定長外方に突
出するように構成されている。

以下１本発明の作画を実施例によって詳細に説明する。

実施例 第１図は９本発明の一実施例の光素子パッケージの構成
を示す図である。第１図において、　（Ａ）は平面図、
　　（Ｂ）、　　（Ｃ）はそれぞれ（Ａ）に、おけるＢ
、Ｃ方向からみた端面図である。各図中。

１１は金属製のステム、１２はセラミック製キャップ、
１３は透光性の窓、１４はヒートシンク。

１５はリード線、１６は光素子である。

ステム１１は鉄等の金属から構成されている。

セラミック製キャップ１２は、ステム１１への固着部分
がメタライズされ、融着、ハンダ付は等適宜な方法でス
テム１１上に固着されている。セラミック製キャップ１
２の側壁の一つを通してリード線１５が引き出される。

ステム１１上に、金属製のヒートシンク１４が融着によ
り固着され、さらにこのヒートシンク１４Ｅに光素子１
６が低融点ハンダ付けにより固着される。光素子１６の
一方の電極は、セラミック製キャップ１２の側壁を通過
したリード線】５の一方にワイヤボンデングによって接
続されろう元素７−１６の他方の電極は、ヒートシンク
を介して。

リード線１５の他方にワイヤボンデングによって接続さ
れる。

セラミック製キャップ１２の頂部にシよ、サファイア等
の透光性材料の窓１３が圧着固定され、キャップ内部が
気密封止される。

ステムＩＩは、リード５ａ】５が引き出される倶１壁と
これに対向する側壁を除いた２個の側壁からその外方に
所定長突出した鍔部１１ａを有している。この鍔部１１
ａは９本パブケージを光ファイバ・ホルダーなど他の部
品と組合わせる際に、この鍔部１１ａを他の部品の面に
当接できる程度の適宜な長さを有している。

第２図は１本発明の他の実施例の光素子パッケージの構
成を示すブロック図である。

この実施例の光素子パッケージば、ステム１２の鍔部１
１ａの四隅に適宜な深さの座ぐりＩｌｂを形成した点を
除き、第１図に例示した光素子パッケージと同一の構成
となっている。

第３図は、第２図の実施例の光素子パッケージを、ホル
ン−２ａにより光ファイバに光学的に結合する例を示す
断面図である。

金属製のホルダー２０に、光ファイバ３０と口・シトレ
ンズ２１を予め固着しておく。口・・ノドレンズ２１の
固着位置は、ホルダー２０の後部端面からの距離を基準
として決定されるつ 鍔部１１ａが形成されていない側の側壁を組立用工具の
先端部４０で挟持することにより、元素【パッケージを
保持しつつ、その鍔部ｔｌａがホルダー２．０の後部端
面に当接するまでセラミック製キャップ１２の部分をホ
ルダー２０の開口２２内に挿入する。

次に、ｒ４部１１ａを二にルダー２０の後部端面に当接
させたまま光素子パッケージを四方に微動させて、パッ
ケージ内の光素子とロッドレンズ２１との光軸合わせを
行う。この先軸合わせば１例えば、光素子を通電状態に
したまま組立用工具の先端部４０をマイクロマニュピレ
ータで微動させつつ光学的特性を測定することによって
行われる。

上記光軸合わせが終了すると、ステム１１の裏側の座ぐ
り部分１１ｂに９図示しないレーザー光源からのレーザ
ービームを照射して局部加熱することにより、ホルダー
２０の後部端面１１ｃにステムｌｌａをスポット溶接す
る。ステム１１の厚みが座ぐり部分１１ｂで減少してい
るので、レーザービーム照射個所の熱容量が減少すると
同時に周辺への熱抵抗が増大し、スポット溶接が容易に
なる。

一ヒ記光学的結合構造においては、光素子１３からの発
熱は金属製のヒートシンク１４．金属製のステム１１を
経て直接金属製のホルダー２０に拡散される。必要に応
じて、ホルダー２０がさらに大型の金属板等に固着され
、放熱が促進される。

以上、ステムの形状が長方形である構成を例示したが、
楕円形等信の適宜な形状であってもよい。

また、セラミック製キャップの側壁のうちリード線を取
り帛す側を除いた三方に鍔部を形成することにより、放
熱特性の改良を図ってもよい。

さらに、電気絶縁製のキャップが角型である場合を例示
したが円筒形等仔章の形状であってもよい。

発明の効果 以上詳細之説明したように９本発明の光素子パッケージ
によれば９次のような種々の効果が奏される。

ステムがホルダー等地の部品と当接される鍔部ををして
いるので、他の部品との組合せに際し光軸方向への位置
合わせと光軸の回りの回転角度の調整が一切不要になる
。

また、リード線を金属製のステムではなくセラミック等
電気絶縁性のキャップ側壁を通して引き出しているので
、引き出し部分に電気絶縁性の領域を重ねて形成する必
要がなく、従来の角型セラミックパッケージと同等の小
型化が達成される。

さらに、光素子で発住した熱がヒートシンクとステムを
介して直接金属製のホルダー等地の部品に伝達されるた
め、従来の角型セラミック・パッケージと比較すれば勿
論、また円筒型金属パッケージと比較しても放熱経路が
短縮された分、放熱特性が改良される。

また、鍔部と他の部品との当接部分に対してし−ザービ
ームによるスポット溶接の手法を適用できるので２組立
の自動化が可能になり１組立労力の削減１組立時間の短
縮１組立精度の向上が図られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構成を示す平面図及び端面
図、第２図は本発明の他の実施例の構成を示す平面図及
び端面図、第３図は第２図の実施例の光素子パッケージ
と光ファイバとを光学的に結合させる方法を例示する部
分断面図、第４図は従来の円筒型金属パッケージの構成
を示す図。 第５図は従来の角型セラミック・パッケージの構成を示
す図、第６図は従来の円筒型金属パッケージを光ファイ
バに光学的に結合する方法の一例を示すＩｇ＋である。 １１・・金属製ステム、１２・・セラミック製キャップ
、１３・・透光性窓、１４・・ヒートシンク、１５・・
リード線、１６・・光素子、１１ｂ・・座ぐり。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　金属製のステムと、該ステム上に固着され該ステム上
   に気密封止された空間を形成すると共に透光性の窓を有
   する電気絶縁性のキャップと、該キャップ内に収容され
   た光素子に該キャップの側壁を通して接続されるリード
   線とを備え、 前記ステムは、前記キャップの側壁のうち少なくとも前
   記リード線が接続される側を除く側壁から他の部品との
   当接に必要な所定長外方に突出することを特徴とする光
   素子パッケージ。