(57)【要約】【課題】実装性が良く、気密性の観点でも優れた光部品モジュールを提供する。【解決手段】筐体と、筐体の内部に配置された光部品と、光部品にＤＣバイアスを印加するために筐体に設けられたＤＣバイアスコネクタ部とを具備し、ＤＣバイアスコネクタ部は、筐体の側壁を挿通して配置されたＤＣピンと、ＤＣピンの周囲に配置されＤＣピンと筐体とを電気的に絶縁する絶縁部とからなり、ＤＣピンは直線ではなく、少なくとも１箇所で曲がってフォーミングされ、ＤＣピンの曲がり部の断面積は、その他の部位における断面積よりも小さく構成される光部品モジュールであり、ピンフォーミング時に小さな応力で前記絶縁部にヒビが入ることなくＤＣピンを変形させることが可能となる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体と、前記筐体の内部に配置された光部品と、前記光部品にＤＣバイアスを印加するために前記筐体に設けられたＤＣバイアスコネクタ部とを具備し、
前記ＤＣバイアスコネクタ部は、前記筐体の側壁を挿通して配置されたＤＣピンと、前記ＤＣピンの周囲に配置され前記ＤＣピンと前記筐体とを電気的に絶縁する絶縁部とからなり、
前記ＤＣピンは直線ではなく、少なくとも１箇所で曲がってフォーミングされた光部品モジュールであって、
前記ＤＣピンの曲がり部の断面積は、その他の部位における断面積よりも小さいことを特徴とする光部品モジュール。
【請求項２】
前記曲がり部における前記ＤＣピンの幅が、その他の部位における幅よりも狭いことを特徴とする請求項１に記載の光部品モジュール。
【請求項３】
前記曲がり部における前記ＤＣピンの厚みが、その他の部位における厚みよりも薄いことを特徴とする請求項１または２に記載の光部品モジュール。
【請求項４】
前記光部品は、電気光学効果を有する基板と、前記基板に形成された２本以上の光導波路と、該光導波路の屈折率を変化させるための高周波電気信号を印加する進行波電極と、前記光導波路にＤＣバイアスを印加するＤＣバイアス電極とを含む光変調器であり、前記ＤＣバイアスコネクタ部から前記ＤＣバイアス電極にＤＣバイアスが印加されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の光部品モジュール。
【請求項５】
筐体と、前記筐体の内部に配置された光部品と、前記光部品にＤＣバイアスを印加するために前記筐体に設けられたＤＣバイアスコネクタ部と、前記ＤＣバイアスコネクタ部を保持するＤＣバイアスコネクタ保持台座とを少なくとも具備する光部品モジュールの製造方法であって、
前記ＤＣバイアスコネクタ部の製造工程は、
複数本の棒状体が共通の一端側で一体的に連結されてなり、当該複数本の棒状体の一部の断面積が、その他の部位の断面積よりも小さく形成されたＤＣピンを準備する段階と、
前記ＤＣピンを前記ＤＣバイアスコネクタ保持台座に設けられた貫通孔部内に挿入し、所定位置で保持するＤＣピン配置段階と、
前記ＤＣバイアスコネクタ保持台座の前記貫通孔部と挿入されている前記ＤＣピンとの隙間に電気的絶縁媒質を流し込んで固定する電気的絶縁媒質封止段階と、
前記筐体に設けられた取付け孔部に、前記ＤＣバイアスコネクタ保持台座を前記ＤＣピンの前記連結されてなる部分が前記筐体の外部に位置する向きで固定するコネクタ保持台座固定段階と、
前記筐体の外部にある前記ＤＣピンに圧力を加え、前記ＤＣピンの前記断面積の小さい部分で変形させるＤＣピンフォーミング段階と、
を含むことを特徴とする光部品モジュールの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気光学効果を利用して、光導波路に入射した光を高周波電気信号で変調して光信号パルスとして出射する光部品モジュールとしての光変調器モジュール、およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、高速、大容量の光通信システムが実用化されている。このような高速、大容量の光通信システムに組込むための高速、小型、低価格、かつ高安定な光変調器の開発が求められている。
【０００３】
このような要望に応える光変調器として、リチウムナイオベート（ＬｉＮｂＯ3）のように電界を印加することにより屈折率が変化する、いわゆる電気光学効果を有する基板（以下、ＬＮ基板と略す）に光導波路と進行波電極を形成した進行波電極型リチウムナイオベート光変調器（以下、ＬＮ光変調器と略す）がある。このＬＮ光変調器は、その優れたチャーピング特性から２．５Ｇｂｉｔ／ｓ、１０Ｇｂｉｔ／ｓの大容量光通信システムに適用されている。最近はさらに４０Ｇｂｉｔ／ｓの超大容量光通信システムにも適用が検討されている。
【０００４】
以下、従来、実用化され、又は提唱されてきたリチウムナイオベートの電気光学効果を利用したＬＮ光変調器モジュールについて説明する。
【０００５】
（従来技術）
図１３はｚ−カットＬＮ基板に関して特許文献１に開示された技術をＤＱＰＳＫ型の光変調器モジュールに拡張した従来技術についての斜視図であり、ＤＱＰＳＫ型の光変調器モジュール１００と呼ばれている。ＤＱＰＳＫ光変調器は２つの子マッハツェンダ干渉系からなる光導波路（ＭＺ光導波路）と１つの親ＭＺ光導波路をネスト構造として有している。
【０００６】
ここで、１は金属からなる筐体、２はＬＮ基板、３はネスト構造のＭＺ光導波路（あるいは単に光導波路）、４ａと４ｂは進行波電極、５ａと５ｂはＤＣバイアス電極、６はＲＦコネクタ、７ａと７ｂはＲＦコネクタ６の芯線、８はＤＣバイアスコネクタ、９ａと９ｂはＤＣバイアスコネクタ８の芯線（ＤＣピン）、１０ａと１０ｂはＤＣピン９ａ、９ｂと筐体１との電気的絶縁をとるための電気的絶縁媒質部（一般には材料として低融点ガラスを使用するので、以降はガラス部と言う。勿論ガラスに限定されるものではない。）、５０と５１は不図示の光ファイバを通すための穴部である。
【０００７】
ＤＣピン９ａ、９ｂは、材料としては金属材料のコバールが用いられることが多く、また後述する図１６に示すように矩形状に形成されている。さらにこの従来技術では後述する図１７に示すようにＤＣピン９ａ、９ｂの底面が筐体１の底面付近までＬ字形状に折り曲げられた、いわゆるピンフォーム構造となっている。
【０００８】
図１４は、図１３の矢印Ａ方向から見た部分矢視図である。また、図１４のＢ−Ｂ´における断面図を図１５に示す。１１ａはＤＣピン９ａとＤＣバイアス電極５ａとを、また１１ｂはＤＣピン９ｂとＤＣバイアス電極５ｂとを電気的に接続するボンディングワイヤである。ＤＣピン９ａと９ｂに印加されたＤＣバイアス電圧はボンディングワイヤ１１ａ、１１ｂを介してＬＮ基板２に形成されたＤＣバイアス電極５ａと５ｂに印加される。これにより最適なバイアス点（動作点）において光変調器モジュール１００を動作させることが可能となる。
【０００９】
実際には図１６のようなＤＣバイアスコネクタアッシー８０を最初に製作する。貫通孔部５２、５３とＤＣピン９ａ、９ｂとの隙間にガラス１０ａ、１０ｂを流し込むことによってＤＣバイアスコネクタアッシー８０は形成される。これにより、ＤＣバイアスコネクタ保持台座７０とＤＣピン９ａ、９ｂとの間に隙間はなくなる。次に、ＤＣバイアスコネクタアッシー８０を筐体１の取付け孔部５４に半田７１などにより固定することによりＬＮ光変調器モジュールとしての気密を保つことができる。最後に図１７のようにＤＣピン９ａ、９ｂをそれらの底面を下側に折り曲げてピンフォーム構造の光変調器モジュール１００として完成する。
【００１０】
図１８に、ＤＣピン９ａとガラス部１０ａからなるＤＣバイアスコネクタ８の詳細構造をＤＣバイアスコネクタ構成部品９として示す。また、１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄはガラス部１０ａに入ったヒビである。
【００１１】
次に、図１８に示したヒビが発生するメカニズムについて説明する。図１８のＣ−Ｃ´における断面図を図１９に示す。
【００１２】
図１６に示したまっすぐなＤＣピン９ａを図１７のようなピンフォーム構造とするには、図１６のＤＣピン９ａに下向きの力を加える必要がある。ところが、一般にこのＤＣピン９ａはガラス材料と熱膨張係数を合わせるためにコバールでできており、かつ気密を保つために幅が１．５ｍｍ程度と広く、また厚みも０．４ｍｍ程度と厚くしている。つまりＤＣピン９ａの断面積を大きくすることにより、気密を保ち易くしている。ＤＣピン９ａの幅はエッチングで、また厚みは材料で規定されるが、エッチングのためのパターニング寸法や材料の厚みのばらつきのためにＤＣピン９ａの幅がより広く、厚みがより厚くなる場合がある。
【００１３】
そしてこのコバールは剛性の高い硬い金属であるため、特に上記のように断面の寸法が大きくなった場合には、ＤＣピン９ａを曲げる際にかなり大きな力が必要となり、この力がＤＣピン９ａを伝わってガラス部１０ａに加わることがある。そしてガラスはもろい材料であるため、結果的にガラス部１０ａに１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄのようなヒビが入ってしまうことになる。図１８と図１９に示したヒビ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄの発生は光変調器モジュールの気密性に大きな影響を与えるため、極めて好ましくない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開平２−５１１２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
以上のように、従来技術ではＤＣピンを折り曲げる際に、ＤＣコネクタ部に絶縁のために設けたガラス部にヒビが入る場合があった。そのため、光変調器モジュールの気密が保つことができないという問題があった。
【００１６】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、光変調器モジュールの気密の気密を確保し、かつＤＣピンを曲げるのに小さな力で済む構造を開発し、実装性と信頼性について改善された光変調器モジュールおよびその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記課題を解決するために、本発明の請求項１に記載の光部品モジュールは、筐体と、前記筐体の内部に配置された光部品と、前記光部品にＤＣバイアスを印加するために前記筐体に設けられたＤＣバイアスコネクタ部とを具備し、前記ＤＣバイアスコネクタ部は、前記筐体の側壁を挿通して配置されたＤＣピンと、前記ＤＣピンの周囲に配置され前記ＤＣピンと前記筐体とを電気的に絶縁する絶縁部とからなり、前記ＤＣピンは直線ではなく、少なくとも１箇所で曲がってフォーミングされた光部品モジュールであって、前記ＤＣピンの曲がり部の断面積は、その他の部位における断面積よりも小さいことを特徴としている。
【００１８】
本発明の請求項２に記載の光部品モジュールは、請求項１に記載の光部品モジュールにおいて、前記曲がり部における前記ＤＣピンの幅が、その他の部位における幅よりも狭いことを特徴としている。
【００１９】
本発明の請求項３に記載の光部品モジュールは、請求項１または２に記載の光部品モジュールにおいて、前記曲がり部における前記ＤＣピンの厚みが、その他の部位における厚みよりも薄いことを特徴としている。
【００２０】
本発明の請求項４に記載の光部品モジュールは、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の光部品モジュールにおいて、前記光部品は、電気光学効果を有する基板と、前記基板に形成された２本以上の光導波路と、該光導波路の屈折率を変化させるための高周波電気信号を印加する進行波電極と、前記光導波路にＤＣバイアスを印加するＤＣバイアス電極とを含む光変調器であり、前記ＤＣバイアスコネクタ部から前記ＤＣバイアス電極にＤＣバイアスが印加されることを特徴としている。
【００２１】
本発明の請求項５に記載の光部品モジュールの製造方法は、筐体と、前記筐体の内部に配置された光部品と、前記光部品にＤＣバイアスを印加するために前記筐体に設けられたＤＣバイアスコネクタ部と、前記ＤＣバイアスコネクタ部を保持するＤＣバイアスコネクタ保持台座とを少なくとも具備する光部品モジュールの製造方法であって、前記ＤＣバイアスコネクタ部の製造工程は、複数本の棒状体が共通の一端側で一体的に連結されてなり、当該複数本の棒状体の一部の断面積が、その他の部位の断面積よりも小さく形成されたＤＣピンを準備する段階と、前記ＤＣピンを前記ＤＣバイアスコネクタ保持台座に設けられた貫通孔部内に挿入し、所定位置で保持するＤＣピン配置段階と、前記ＤＣバイアスコネクタ保持台座の前記貫通孔部と挿入されている前記ＤＣピンとの隙間に電気的絶縁媒質を流し込んで固定する電気的絶縁媒質封止段階と、前記筐体に設けられた取付け孔部に、前記ＤＣバイアスコネクタ保持台座を前記ＤＣピンの前記連結されてなる部分が前記筐体の外部に位置する向きで固定するコネクタ保持台座固定段階と、前記筐体の外部にある前記ＤＣピンに圧力を加え、前記ＤＣピンの前記断面積の小さい部分で変形させるＤＣピンフォーミング段階と、を含むことを特徴としている。
【発明の効果】
【００２２】
本発明ではピンフォーミングするＤＣピンの曲げ部の断面積をガラス部のＤＣピンの断面積よりも小さくすることにより、ピンフォーミング時に小さな力でＤＣピンを曲げることができる。そのため、ガラス部にヒビが極めて入りにくいという利点を有し、その結果実装性が良く、かつ気密性の観点において高い信頼性を有する光部品モジュールおよびその製造方法を実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の第１の実施形態に係わる光変調器モジュールに適用されるＤＣコネクタ部の詳細図面
【図２】ピンフォーミングをする前の図１のＤＣコネクタ部の詳細構造
【図３】本発明の製作工程を説明する図
【図４】本発明の製作工程を説明する図
【図５】ＤＣピンの上面図
【図６】ＤＣピンの部分的な断面を示す図
【図７】本発明の第２の実施形態に係わる光変調器モジュールに適用されるＤＣピンの概略断面図
【図８】ピンフォーミングをする前の図７のＤＣコネクタ部の詳細構造
【図９】本発明の製作工程を説明する図
【図１０】本発明の製作工程を説明する図
【図１１】ＤＣピンの上面図
【図１２】ＤＣピンの部分的な断面を示す図
【図１３】従来技術の光変調器モジュールについての概略構成を示す斜視図
【図１４】図１３の矢視Ａにおける部分拡大図
【図１５】図１４のＢ−Ｂ´における断面図
【図１６】ピンフォーム前のＤＣバイアスコネクタアッシー８０の斜視図
【図１７】ピンフォーム後のＤＣバイアスコネクタアッシー８０の斜視図
【図１８】ＤＣコネクタ８の詳細構造であって、ＤＣバイアスコネクタ構成部品９を示す斜視図
【図１９】図１８のＣ−Ｃ´における断面図
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の実施形態について説明するが、図１３から図１８に示した従来技術と同一の符号は同一機能部に対応しているため、ここでは同一の符号を持つ機能部の説明を省略する。
【００２５】
（第１の実施形態）
図１に本発明の第１の実施形態として、従来技術で説明したのと同様に光変調器モジュールに適用したＤＣバイアスコネクタアッシー３０の詳細構造を示す。図１からわかるように、本実施形態ではＤＣピン９ａ´と９ｂ´において曲げ部９０、９１、９２及び９３の幅を細くして、それらの部分の剛性を小さくすることにより曲げ易くしている。
【００２６】
図２はＤＣピン９ａ´、９ｂ´を曲げる前のＤＣバイアスコネクタアッシー３０の詳細構造である。ここで、９４はＤＣピン９ａ´と９ｂ´の結合部であり、一般にタイバーと呼ばれる。タイバー９４は光変調器モジュールを使用する際に切断・除去され、ＤＣピン９ａ´と９ｂ´とが分離される。
【００２７】
ここで製法について述べれば、後述の図５に示す状態のＤＣピンをＤＣバイアスコネクタ保持台座７０の貫通孔部５２、５３にそれぞれ通し、不図示の治具により互いの位置を所定位置で保持する。そして貫通孔部５２、５３とＤＣピン９ａ´、９ｂ´との隙間にガラスを流し込むことにより、ＤＣバイアスコネクタアッシー３０が完成する。このＤＣバイアスコネクタアッシー３０を従来技術で説明したのと同様に、筐体１の取付け孔部５４に半田７１などで固定する。これにより、ＤＣバイアスコネクタ部における気密を保つことができるようになる。
【００２８】
続いて、図３と図４には、ＤＣピン９ａ´と９ｂ´にピンフォーミングを施す手順を示す。図３と図４は、図１５に示したものと同じくＢ−Ｂ´線における断面を示すものである。なお、ＤＣピン９ａ´と９ｂ´は同時に加工するが、図面と説明の関係上ＤＣピン９ａ´について説明する。
【００２９】
まず、図３に示すように筐体１に固定されたＤＣバイアスコネクタアッシー３０のＤＣピン９ａ´をピンフォーム治具１１１と１１０とで挟んで固定する。次に、ピンフォーミング治具１１２で上から押さえてＤＣピン９ａ´に圧力を加えることにより図４に示すようにＤＣピン９ａ´のフォーミングが完成する。その後タイバー９４を切断・除去すれば良い。
【００３０】
図５に図２におけるＤＣピン９ａ´と９ｂ´の上面図を示す。ＤＣピン９ａ´に着目し、曲げ部９０（及び、９１、９２、９３）以外として例えばガラス部１０ａに埋まる部分の構造をＤ−Ｄ´の断面として図６（ａ）に、曲げ部９０の構造をＥ−Ｅ´の断面として図６（ｂ）に示す。図６（ａ）からわかるように、ＤＣピン９ａ´においてガラスに埋まる部分での断面は幅Ｗ、高さＨであり、曲げ部９０での断面は幅Ｗ´、高さＨとなっている。本実施形態ではＷ´＜Ｗ、つまり曲げ部Ｅ−Ｅ´の断面積をその他の部分、例えばガラスに埋まる部分Ｄ−Ｄ´の断面積よりも小さくすることにより、曲げ部９０（及び、９１、９２、９３）の剛性を小さくし、比較的弱い圧力でピンフォーミングできるようにしている。ピンフォーミングの際の圧力が小さいので、ガラス部１０ａ（１０ｂ）へ加わる力が小さいのでガラス材料の割れを防ぐことが可能となる。
【００３１】
なお、ピンフォームはいわばＬ字形状にすることであるが、必ずしも曲げ角度が９０度というわけではない。一般に曲げる量は９０度より小さい。
【００３２】
（第２の実施形態）
図７に本発明の第２の実施形態として、従来技術で説明したのと同様に光変調器モジュールに適用したＤＣバイアスコネクタアッシー４０の詳細構造を示す。図７からわかるように、本実施形態ではＤＣピン９ａ´´と９ｂ´´において曲げ部９５、９６、９７及び９８の厚みを薄くして、それらの部分の剛性を小さくすることにより曲げ易くしている。
【００３３】
図８はＤＣピン９ａ´´、９ｂ´´を曲げる前のＤＣバイアスコネクタアッシー４０の詳細構造である。ここで、９９はＤＣピン９ａと９ｂの結合部のタイバーである。タイバー９９は光変調器モジュールを使用する際に切断・除去され、ＤＣピン９ａ´´と９ｂ´´とが分離される。
【００３４】
図９と図１０には、ＤＣピン９ａ´´と９ｂ´´にピンフォーミングを施す手順を示す。なお、ＤＣピン９ａ´´と９ｂ´´は同時に加工するが、図面と説明の関係上ＤＣピン９ａ´´について説明する。
【００３５】
まず、図９に示すように筐体１に固定されたＤＣバイアスコネクタアッシー４０のＤＣピン９ａ´´をピンフォーム治具１１１と１１０とで挟んで固定する。次に、ピンフォーミング治具１１２で上から押さえて圧力を掛けることにより図１０に示すようにＤＣピン９ａ´´のフォーミングが完成する。その後タイバー９９を切断・除去すれば良い。
【００３６】
図１１に図８におけるＤＣピン９ａ´´と９ｂ´´の横断面図を示す。ＤＣピン９ａ´´に着目し、曲げ部９５（及び、９６、９７、９８）以外として例えばガラス部１０ａに埋まる部分の構造をＦ−Ｆ´の断面として図１２（ａ）に、曲げ部９５の構造をＧ−Ｇ´の断面として図１２（ｂ）に示す。図１２（ａ）からわかるように、ＤＣピン９ａ´においてガラスに埋まる部分での断面は幅Ｗ、高さＨであり、曲げ部９５での断面は幅Ｗ、高さＨ´となっている。本実施形態ではＨ´＜Ｈ、つまり曲げ部Ｇ−Ｇ´の断面積をその他の部分、例えばガラスに埋まる部分Ｆ−Ｆ´の断面積よりも小さくすることにより、曲げ部９５（及び、９６、９７、９８）の剛性を小さくし、比較的弱い圧力でピンフォーミングできるようにしている。ピンフォーミングの際の圧力が小さいので、ガラス部１０ａ（１０ｂ）へ加わる力が小さいのでガラス材料の割れを防ぐことが可能となる。なお、本実施形態では曲げ部９５、９６、９７、９８の厚みをその他の部分の厚みよりも薄くするとしたが、さらに第１の実施形態のようにこれに加えて幅を狭くしても良いことは言うまでもない。
【００３７】
（各実施形態）
以上の説明においては、ＤＣピンの曲げ部の厚みや幅を小さくする方法としてはエッチング溶液を使うのが簡単であるが、その他にサンドブラスト技術を用いても良いことは言うまでもない。本発明におけるＤＣピンの断面は長方形や正方形などの四角として説明したが、その他に５角形以上の多角形や円や楕円、さらにはそれらの組み合わせでも良い。要は曲げ部の断面積をその他の部分よりも小さくすることによりＤＣピンとしての剛性を小さくすることが重要である。
【００３８】
本発明はＤＱＰＳＫ型のＬＮ光変調器モジュールについて適用するとして説明したが、ＤＰＱＳＫ型であっても良い。また、その他の一般的なＤＣバイアス入力用のコネクタ部を備えるものであって、筐体内に光部品を配置した光部品モジュールや、筐体内にＭＭＩＣを配置した電気実装用パッケージ等にも適用可能である。
【符号の説明】
【００３９】
１：筐体
２：ＬＮ基板
３：光導波路
４ａ、４ｂ：進行波電極
５ａ、５ｂ：ＤＣバイアス電極
６：ＲＦコネクタ
７ａ、７ｂ：ＲＦコネクタの芯線
８：ＤＣバイアスコネクタ
９：ＤＣバイアスコネクタ構成部品
９ａ、９ｂ、９ａ´、９ｂ´、９ａ´´、９ｂ´´：ＤＣピン
１０ａ、１０ｂ：ガラス部（電気的絶縁媒質部）
１１ａ、１１ｂ：ボンディングワイヤ
１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ：ヒビ
５０、５１、５２，５３：貫通孔部
５４：取付け孔部
７０：ＤＣバイアスコネクタ保持台座
７１：半田
３０、４０、８０：ＤＣバイアスコネクタアッシー
９０、９１、９２、９３、９５、９６、９７、９８：曲げ部
９４、９９：タイバー
１００：光変調器モジュール
１１０、１１１、１１２：曲げ治具
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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