(57)【要約】【課題】気密性が高く、かつ、製造工程を簡略化することのできる光モジュールを提供する。【解決手段】筐体５２に固定された光素子を含み、光素子と結合する光を透過する蓋５３と筐体５２とにより光素子を封止した光モジュールにおいて、筐体５２には、蓋５３と接する周縁上部に金属薄膜６２が形成され、蓋５３には、筐体５２と接する外周部および側面に金属薄膜６３が形成されている。蓋５３の外形寸法は、筐体５２の周縁の外形寸法よりも小さい。【選択図】図３
2007096093.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体に固定された光素子を含み、該光素子と結合する光を透過する蓋と前記筐体とにより前記光素子を封止した光モジュールにおいて、
前記筐体は、前記蓋と接する周縁上部に金属薄膜が形成され、
前記蓋は、前記筐体と接する外周部および側面に金属薄膜が形成され、前記蓋の外形寸法は、前記筐体の周縁の外形寸法よりも小さいことを特徴とする光モジュール。
【請求項２】
筐体に固定された光素子を含み、該光素子と結合する光を透過する蓋と前記筐体とにより前記光素子を封止した光モジュールにおいて、
前記筐体は、前記蓋と接する周縁上部および側面に金属薄膜が形成され、
前記蓋は、前記筐体と接する外周部に金属薄膜が形成され、前記蓋の外形寸法は、前記筐体の周縁の外形寸法よりも大きいことを特徴とする光モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の光素子を封止した光モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、光ファイバ伝送の普及に伴い、多数の光機能素子を高密度に集積する技術が求められている。その中にあって、波長分割多重伝送技術を適用した光送受信器においては、複数の発光素子または受光素子（以下、光素子という）を内蔵する光モジュールが用いられている。
【０００３】
図１に、従来の光モジュールの構成を示す。光モジュール１１は、一例として、発光面または受光面（以下、受発光面という）１４を有する４つの発光素子または受光素子（以下、光素子という）１５を備えている。光モジュール１１は、箱型の筐体１２とサファイアガラスからなる蓋１３とにより封止された光素子１５を有する（例えば、非特許文献１参照）。光素子１５は、ボンディングワイヤ１６により、筐体１２の底面の金属配線１７に接続されている。金属配線１７は、筐体１２を貫通して、筐体１２の裏面および側面にまで延長されている。
【０００４】
筐体１２が蓋１３と接する周縁上部１８と、蓋１３が筐体１２と接する外周部１９とに、金属薄膜が蒸着またはメッキされている。筐体１２と蓋１３とを接合するための接合剤は、金属半田が用いられている。
【０００５】
【非特許文献１】A. Kaneko, et al, “Ultra small and low power consumption 8ch variable optical attenuator multiplexer (V-AWG) using multi-chip PLC integration technology”, Proc. OFC’2005， OTuD3
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
図２に、筐体と蓋との接合部の詳細を示す。筐体１２の周縁の外形寸法と、蓋１３の外形寸法とは等しく、筐体１２に形成されている金属薄膜２２と蓋１３に形成されている金属薄膜２３とが対向し、金属半田２１により接合されている。金属半田２１は、筐体１２と蓋１３との間の間隙にしか形成されないために、光モジュールの側方からの衝撃、例えば、図２の左方からの衝撃に対する強度が弱い。これは、接合面が破壊されたり、金属薄膜が剥離する可能性があるためである。
【０００７】
また、半田溶融時においては、筐体１２と蓋１３と横方向の相対位置がずれやすく、位置合わせが困難であるという問題もあった。
【０００８】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、気密性が高く、長期的な信頼性が高く、かつ、製造工程を簡略化することのできる光モジュールを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、このような目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、筐体に固定された光素子を含み、該光素子と結合する光を透過する蓋と前記筐体とにより前記光素子を封止した光モジュールにおいて、前記筐体は、前記蓋と接する周縁上部に金属薄膜が形成され、前記蓋は、前記筐体と接する外周部および側面に金属薄膜が形成され、前記蓋の外形寸法は、前記筐体の周縁の外形寸法よりも小さいことを特徴とする。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、筐体に固定された光素子を含み、該光素子と結合する光を透過する蓋と前記筐体とにより前記光素子を封止した光モジュールにおいて、前記筐体は、前記蓋と接する周縁上部および側面に金属薄膜が形成され、前記蓋は、前記筐体と接する外周部に金属薄膜が形成され、前記蓋の外形寸法は、前記筐体の周縁の外形寸法よりも大きいことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
以上説明したように、本発明によれば、筐体と蓋の外形寸法が異なるので、金属薄膜上に金属半田がフィレットを形成するので、光モジュールの気密性が高くなり、長期的な信頼性が高くなるとともに、位置合わせが容易となり、製造工程を簡略化することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳細に説明する。
【００１３】
図３に、本発明の第１の実施形態にかかる光モジュールの筐体と蓋との接合部を示し、図４に、光モジュールの上面図を示す。光モジュール５１は、箱型の筐体５２とサファイアガラスからなる蓋５３とにより封止された光素子５５を有する。筐体５２の材質として、例えば、アルミナ系セラミックスが使用される。筐体５２が蓋５３と接する周縁上部には、金属薄膜６２が蒸着またはメッキされている。蓋５３が筐体５２と接する外周部にも、金属薄膜６３が蒸着またはメッキされている。さらに、金属薄膜６３は、蓋５３の側面にも蒸着またはメッキされている。筐体５２と蓋５３とを接合するための接合剤は、金属半田６１が用いられている。光素子５５は、筐体５２と蓋５３とにより高い気密性で気密封止され、外部環境から保護されるので、光素子５５の信頼性を向上することができる。
【００１４】
筐体５２の周縁の外形寸法は、６０００μｍ×２０００μｍである。第１の実施形態においては、蓋５３の外形寸法は、筐体５２の周縁の外形寸法と比較して、縦横それぞれ２００μｍ小さい。従って、蓋５３の外縁は、筐体５２の外縁から１００μｍ内側にある。筐体５２の周縁の厚さは６００μｍであるから、蓋５３の外周部と対向する部分の寸法は、５００μｍとなる。このような形状とすることにより、金属半田６１は、筐体５２に形成されている金属薄膜６２の外縁から、蓋１３の側面に形成されている金属薄膜６３に向って、フィレットを形成する。
【００１５】
金属半田６１のフィレットは、蓋５３の四辺に形成されるので、光モジュールの側方からの衝撃に対しても、十分な強度を有する。また、四辺に形成されるフィレットにより、リフロー時に蓋５３の側方にかかる応力が均等になるので、セルフアライメント効果により、筐体５２と蓋５３と横方向の相対位置がずれにくくなる。これにより、筐体５２と蓋５３との位置合わせが容易になる。また、蓋５３の周囲にフィレットが形成されることにより、筐体５２と蓋５３とによる四辺の封止状態を目視で確認することができ、気密性試験工程を簡略化することができる。
【００１６】
なお、金属半田６１のフィレットの傾きをおよそ４５度とすると、金属半田６１の厚さは、およそ５０μｍ程度であるので、蓋５３の外縁は、筐体５２の外縁から５０μｍ以上内側にあればよい。蓋５３の側面に金属半田６１が付着するためには、１００μｍ以上内側にあればなお好ましい。また、蓋５３の厚さが２００μｍ程度ならば、蓋５３の外縁は、筐体５２の外縁から２００μｍ以上内側にする必要はない。
【００１７】
筐体の材質は、アルミナ系セラミックスに限らず、例えば、炭化珪素、窒化珪素、窒化アルミ、ジルコニア等の他のセラミックスを用いてもよい。また、石英、サファイア等のガラスを用いてもよい。また、接合剤は、金錫や金ゲルマニウム、錫鉛といった金属半田に限らず、例えば、低融点ガラスやロウ剤などを用いることができる。蓋の材質は、上述したサファイアに限らず、例えば、石英ガラス、ホウ酸塩ガラスなどを用いることができる。
【００１８】
図５に、本発明の第２の実施形態にかかる光モジュールの筐体と蓋との接合部を示す。第１の実施形態にかかる光モジュールとの相違は、蓋５３に蒸着またはメッキされている金属薄膜６４にある。金属薄膜６４は、筐体５２と接する外周部のみならず、蓋５３の側面および筐体５２の周縁からさらに内側にも蒸着またはメッキされている。筐体５２および蓋５３の外形寸法は第１の実施形態と同じであり、このような形状とすることにより、金属半田６１は、筐体５２に形成されている金属薄膜６２の外縁から、蓋１３の側面に形成されている金属薄膜６３に向って、フィレットを形成する。さらに、筐体５２に形成されている金属薄膜６２の内縁から、金属薄膜６４の内側に向ってフィレットが形成されるので、接合強度ならびに気密性を高めることができる。
【００１９】
図６に、本発明の第３の実施形態にかかる光モジュールの筐体と蓋との接合部を示す。光モジュールは、箱型の筐体７２と蓋７３とにより光素子を封止する。筐体７２が蓋７３と接する周縁上部には、金属薄膜８２が蒸着またはメッキされている。さらに、金属薄膜８２は、筐体５２の側面にも蒸着またはメッキされている。蓋７３が筐体７２と接する外周部にも、金属薄膜８３が蒸着またはメッキされている。筐体７２と蓋７３とを接合するための接合剤は、金属半田８１が用いられている。
【００２０】
筐体７２の周縁の外形寸法は、６０００μｍ×２０００μｍである。第２の実施形態においては、蓋７３の外形寸法は、筐体７２の周縁の外形寸法と比較して、縦横それぞれ２００μｍ大きい。従って、蓋７３の外縁は、筐体７２の外縁から１００μｍ外側にある。筐体７２の周縁の厚さは６００μｍであるから、蓋７３の外周部と対向する部分の寸法は、６００μｍとなる。このような形状とすることにより、金属半田８１は、蓋７３に形成されている金属薄膜８３の外縁から、筐体７２の側面に形成されている金属薄膜８２に向って、フィレットを形成する。
【００２１】
金属半田８１のフィレットは、蓋７３の四辺に形成されるので、光モジュールの側方からの衝撃に対しても、十分な強度を有する。また、四辺に形成されるフィレットにより、リフロー時に蓋７３の側方にかかる応力が均等になるので、セルフアライメント効果により、筐体７２と蓋７３と横方向の相対位置がずれにくくなる。これにより、筐体７２と蓋７３との位置あわせが容易になる。また、蓋７３の周囲にフィレットが形成されることにより、筐体７２と蓋７３とによる四辺の封止状態を目視で確認することができ、気密性試験工程を簡略化することができる。
【００２２】
なお、金属半田８１のフィレットの傾きをおよそ４５度とすると、金属半田８１の厚さは、およそ５０μｍ程度であるので、蓋７３の外縁は、筐体７２の外縁から５０μｍ以上外側にあればよい。筐体７２の側面に金属半田８１が付着するためには、１００μｍ以上内側にあればなお好ましい。また、蓋７３の厚さが２００μｍ程度ならば、蓋７３の外縁は、筐体７２の外縁から２００μｍ以上外側にする必要はない。
【００２３】
図７に、本発明の第４の実施形態にかかる光モジュールの筐体と蓋との接合部を示す。第３の実施形態にかかる光モジュールとの相違は、蓋７３に蒸着またはメッキされている金属薄膜８４にある。金属薄膜８４は、筐体７２と接する外周部のみならず、筐体７２の周縁からさらに内側にも蒸着またはメッキされている。筐体７２および蓋７３の外形寸法は第３の実施形態と同じであり、このような形状とすることにより、金属半田８１は、蓋７３に形成されている金属薄膜８３の外縁から、筐体７２の側面に形成されている金属薄膜８２に向って、フィレットを形成する。さらに、筐体７２に形成されている金属薄膜８２の内縁から、金属薄膜８４の内側に向ってフィレットが形成されるので、接合強度ならびに気密性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】従来の光モジュールの構成を示す斜視図である。
【図２】筐体と蓋との接合部を示す拡大図である。
【図３】本発明の第１の実施形態にかかる光モジュールの筐体と蓋との接合部を示す拡大図である。
【図４】本発明の第１の実施形態にかかる光モジュールを示す上面図である。
【図５】本発明の第２の実施形態にかかる光モジュールの筐体と蓋との接合部を示す拡大図である。
【図６】本発明の第３の実施形態にかかる光モジュールの筐体と蓋との接合部を示す拡大図である。
【図７】本発明の第４の実施形態にかかる光モジュールの筐体と蓋との接合部を示す拡大図である。
【符号の説明】
【００２５】
１１，５１  光モジュール
１２，５２，７２  筐体
１３，５３，７３  蓋
１４，５４  受発光面
１５，５５  光素子
１６  ボンディングワイヤ
１７  金属配線
１８  周縁上部
１９  外周部
２１，６１，８１  金属半田
２２，２３，６２，６３，６４，８２，８３，８４  金属薄膜
【図１】
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【図２】
2007096093.tif 000004
【図３】
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【図４】
2007096093.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
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