(57)【要約】【課題】  軽量で低コストであり、かつ、複数の端子が内部から導出される半導体レーザモジュールを提供する。【解決手段】  孔２７の内面および孔２７の周縁部には、半田固定部１１が形成される。また、前述の通り、半田固定部１１の外周には、ケース部３の両面において樹脂露出部１５が形成される。したがって、半田固定部１１と金属めっき４とは樹脂露出部１５によって絶縁される。孔２７に端子９が挿入される。端子９が半田１３によって半田固定部１１に固定される。端子９を固定した後、樹脂露出部１５および半田１３を覆うように、被覆膜２９を設ける。なお、被覆膜２９は、少なくとも樹脂露出部１５を覆うことができれば、樹脂被覆部１５からはみ出しても良い。【選択図】図１
2013225658.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に光電部品を収容する半導体レーザモジュールであって、
ケース部と、前記ケース部の上部に配置される蓋部と、前記ケース部の内部に配置される光電部品と、前記光電部品と導通し、前記ケース部の外部に導出される端子と、
を具備し、
前記ケース部は樹脂で形成され、前記ケース部の前記端子の導出部には、孔が形成され、前記孔の周囲には、前記端子と半田付けされる半田固定部と、前記半田固定部の周囲に形成される樹脂露出部とが形成され、
前記ケース部の表面には、少なくとも前記樹脂露出部を除き、金属めっきが施され、前記端子が前記半田固定部に接合された状態で前記樹脂露出部が無機高分子材料によって被覆される被覆膜が形成されることを特徴とする半導体レーザモジュール。
【請求項２】
前記被覆膜の厚みが１μｍ以上であることを特徴とする請求項１記載の半導体レーザモジュール。
【請求項３】
前記無機高分子材料は、ポリシラザンを主成分とすることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の半導体レーザモジュール。
【請求項４】
前記被覆膜は複数層からなり、少なくとも一つの層には、無機層状化合物が添加されることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の半導体レーザモジュール。
【請求項５】
前記被覆膜は３層からなり、中間層には、無機層状化合物が添加されることを特徴とする請求項４記載の半導体レーザモジュール。
【請求項６】
前記無機層状化合物は、モンモリロナイトを主成分とすることを特徴とする請求項４または請求項５に記載の半導体レーザモジュール。
【請求項７】
前記無機層状化合物は、前記無機高分子材料が１００質量部に対して、１０〜４０質量部配合されることを特徴とする請求項４から請求項６のいずれかに記載の半導体レーザモジュール。
【請求項８】
前記光電部品は、ペルチェ素子を含むことを特徴とする請求項１から請求項７のいずれかに記載の半導体レーザモジュール。
【請求項９】
前記ケース部の下部に配置される底部は、金属で構成され、前記ペルチェ素子との接触部の熱伝導率が１５０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であり、前記光電部品の放熱板として機能することを特徴とする請求項８記載の半導体レーザモジュール。
【請求項１０】
前記底部は、銅タングステン合金、銅モリブデン合金のいずれかで構成されることを特徴とする請求項９記載の半導体レーザモジュール。
【請求項１１】
前記ケース部の底部は樹脂により一体で形成され、前記底部の表面にも金属めっきが施されることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれかに記載の半導体レーザモジュール。
【請求項１２】
前記蓋部は、金属製であり、前記底部と同一の材質で構成されることを特徴とする請求項９または請求項１０のいずれかに記載の半導体レーザモジュール。
【請求項１３】
前記半田固定部と、前記樹脂露出部が形成される面が、前記ケース部の側面に対して斜めに傾斜して形成されることを特徴とする請求項１から請求項１２のいずれかに記載の半導体レーザモジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光通信の分野で用いられる半導体レーザモジュールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、光通信において半導体レーザモジュールが用いられる。半導体レーザモジュールは、レーザ光を発振するＬＤ素子および発振されたレーザ光を伝送する光ファイバなどが予め光結合されてモジュール化されている。
【０００３】
このような半導体レーザモジュールとしては、光素子収容器に収容されて用いられる場合がある。このような光素子収容器は、通常、セラミックスや金属を複合したもので構成される。これに対し、低コスト化を目的として、光素子収容器を樹脂で構成した半導体レーザモジュールがある（例えば特許文献１）。
【０００４】
また、樹脂製のカバー部材および基板との接着部を金属めっきで覆う電子素子パッケージがある（特許文献２）。
【０００５】
また、プラスチックフィルムの水蒸気透過を防ぐ手段として、金属酸化物ガラスをマトリクスとして、無機層状化合物であるスメクタイトを含有する無機組成物がある（例えば特許文献３）。
【０００６】
また、スメクタイトに代表される粘土のみ、又は粘土と添加物から構成される粘土膜の少なくとも片面に水蒸気透過度が１．０ｇ／ｍ２・ｄａｙ以下の水蒸気バリア層を設ける粘土膜複合体がある（例えば特許文献４）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−５０８２号公報
【特許文献２】特開２００５−１６７１２９号公報
【特許文献３】特開２００３−４１１５３号公報
【特許文献２】特開２０１１−１３１４５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、特許文献１のような、樹脂製の光素子収容器は、材質が樹脂であるため、その密閉性に劣る。したがって、例えば内部にペルチェ素子などを配置した場合には、外部から光素子収容器の内部に水分等が浸入し、結露を招く恐れがある。
【０００９】
一方、特許文献２のように、表面に金属めっきを施すことで、より高い密閉性を得ることができる。すなわち、金属めっき層が、外部からの水分等の浸入を防ぐ遮蔽層として機能する。
【００１０】
しかしながら、このような半導体レーザモジュールでは、内部の各光電素子と導通する複数の端子が光素子収容器の外部に導出される場合がある。このような端子は、それぞれ互いに独立している。このため、金属めっきが形成された光素子収容器から端子を導出すると、金属めっきと端子とが導通するという問題がある。
【００１１】
また、特許文献３は、金属酸化物ガラスの密着性は対成形樹脂と金属で異なるため、成形樹脂部には予めプライマー等により下地処理を行う必要があり、成形樹脂部と金属部を半導体レーザモジュールに対しての水蒸気バリア性が不十分という問題がある。
【００１２】
また、特許文献４の様な粘土膜上にポリシラザンに由来する液状シリカコーティング材を塗工しても、シリカコーティング材の溶媒が粘土膜中に拡散し、粘土膜上にシリカ膜を形成できないという問題がある。また、粘土膜の厚さを５〜５０μｍ、水蒸気バリア層の厚さを２〜２５μｍとそれぞれ好適な範囲とした極めて厚い複合体構造となっている。
【００１３】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、軽量で低コストであり、かつ、複数の端子が内部から導出される半導体レーザモジュール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】
【００１４】
前述した目的を達成するため、本発明は、内部に光電部品を収容する半導体レーザモジュールであって、ケース部と、前記ケース部の上部に配置される蓋部と、前記ケース部の内部に配置される光電部品と、前記光電部品と導通し、前記ケース部の外部に導出される端子と、を具備し、前記ケース部は樹脂で形成され、前記ケース部の前記端子の導出部には、孔が形成され、前記孔の周囲には、前記端子と半田付けされる半田固定部と、前記半田固定部の周囲に形成される樹脂露出部とが形成され、前記ケース部の表面には、少なくとも前記樹脂露出部を除き、金属めっきが施され、前記端子が前記半田固定部に接合された状態で前記樹脂露出部が無機高分子材料によって被覆される被覆膜が形成されることを特徴とする半導体レーザモジュールである。
【００１５】
前記被覆膜の厚みが１μｍ以上であることが望ましい。
【００１６】
前記無機高分子材料は、ポリシラザンを主成分とすることが望ましい。ここで、ポリシラザンを主成分とするとは、ポリシラザンのみである場合に加え、適宜添加剤が添加されてもよく、その他不可避的に混在するものを含むものである。
【００１７】
前記被覆膜は複数層からなり、少なくとも一つの層には、無機層状化合物が添加されてもよく、特に、前記被覆膜は３層からなり、中間層には、無機層状化合物が添加されることが望ましい。この場合、前記無機層状化合物は、モンモリロナイトを主成分とすることが望ましい。ここで、モンモリロナイトを主成分とするとは、モンモリロナイトのみである場合に加え、適宜添加剤が添加されてもよく、その他不可避的に混在するものを含むものである。
【００１８】
前記無機層状化合物は、前記無機高分子材料が１００質量部に対して、１０〜４０質量部配合されることが望ましい。
【００１９】
前記光電部品は、ペルチェ素子を含んでもよい。前記ケース部の下部に配置される底部は、金属で構成され、前記ペルチェ素子との接触部の熱伝導率が１５０Ｗ／（ｍ・Ｋ）であり、前記光電部品の放熱板として機能させてもよい。前記底部は、銅タングステン合金、銅モリブデン合金のいずれかで構成されてもよい。
【００２０】
前記ケース部の底部は樹脂により一体で形成され、前記底部の表面にも金属めっきが施されてもよい。
【００２１】
前記蓋部は、金属製であり、前記底部と同一の材質で構成されてもよい。
【００２２】
前記半田固定部と、前記樹脂露出部が形成される面が、前記ケース部の側面に対して斜めに傾斜して形成されてもよい。
【００２３】
本発明によれば、ケース部が樹脂で構成されるため、従来のように、セラミックスや金属の複合体を用いる場合と比較して、軽量化と低コスト化を図ることができる。また、表面に金属めっきが施されるため、密閉性にも優れる。したがって、ペルチェ素子を配置した場合であっても、内部で結露等が生じることがない。
【００２４】
また、端子の導出部には、孔が形成され、孔の周囲には、半田を設けるための半田固定部と、半田固定部を囲むように形成される樹脂露出部が形成される。したがって、金属めっきと半田（半田固定部）が導通することがない。また、樹脂露出部は、架橋された無機材料によって被覆されるため、当該部位から水分が浸入することがなく、また、端子と金属めっきとが導通することもない。
【００２５】
また、ペルチェ素子を配置した場合において、底部を熱伝導性の高い金属で構成することで、底部を放熱板として機能させることができる。この際、底部の材質として、銅タングステン合金、銅モリブデン合金等を用いることで、熱伝導性が高く、線膨張係数が小さいため、熱による変形等を防止するとともに、高い放熱特性を得ることができる。この際、蓋部を同一の材質で構成すれば、容器全体としての温度変化に対して、変形の影響を小さくすることができる。
【００２６】
また、底部をケース部と一体で構成してもよい。このようにすることで、製造が容易となる。また、この場合には、底部の表面にも金属めっきを施すことで、内部への水分等の浸入を防止することができる。
【００２７】
また、樹脂露出部が形成される面を斜めに傾斜して形成することで、製造性を高めることができる。例えば、回路基板の製造方法と同様に、エッチングによって金属層をパターン化することが容易となる。または、全面に金属めっきを施した後、レーザで金属層を除去することが容易となる。すなわち、容器の角度やレーザ等の角度を変えることなく、樹脂露出部等の成形を行うことができる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、軽量で低コストであり、かつ、複数の端子が内部から導出される半導体レーザモジュールを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】半導体レーザモジュール１を示す斜視図。
【図２】半導体レーザモジュール１を示す正面断面図。
【図３】半導体レーザモジュール１を示す側面断面図。
【図４】（ａ）〜（ｃ）は端子９近傍の密閉工程を示す図で、図３のＡ部の拡大図。
【図５】半導体レーザモジュール１ａを示す正面断面図。
【図６】半導体レーザモジュール１ｂを示す正面断面図。
【図７】半導体レーザモジュール１ｃを示す側面断面図。
【図８】半導体レーザモジュール１ｃのケース部３の斜視図。
【図９】半導体レーザモジュール１ｄを示す側面断面図。
【図１０】半導体レーザモジュール１ｄのケース部３を示す斜視図。
【図１１】半導体レーザモジュール４０を示す斜視図。
【図１２】半導体レーザモジュール４０を示す正面断面図。
【図１３】（ａ）〜（ｃ）は他の実施形態の端子９近傍の密閉工程を示す図で、図４に対応する図。
【図１４】（ａ）は図１３のＢ部拡大図、（ｂ）は、（ａ）の変形例を示す図。
【図１５】図１４の変形例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明の実施の形態にかかる半導体レーザモジュール１について説明する。図１は、半導体レーザモジュール１の斜視図、図２は正面断面図、図３は、側面断面図である。なお、図１においては、蓋部２３および、各構成を接続する導線２５（図３）の図示を省略する。また、図１〜図３においては、後述する被覆膜の図示を省略する。半導体レーザモジュール１は、主に、ケース部３、底部５、蓋部２３、光電部品７等から構成される。なお、各部の形状や配置その他の構成は、図示した例に限られない。
【００３１】
ケース部３は、略箱状の形態であり、底面が底部５となる。すなわち、底部５は、ケース部３の一部を構成し、一体で構成される。ケース部３（底部５含む）の表面は、金属めっき４が形成される。すなわち、後述する一部の部位を除き、ケース部３および底部５の表面は略全面にわたって金属めっき４で覆われる。金属めっき４は、例えばＮｉ、Ｃｕの無電解めっきを下地としたＮｉ、Ｃｕ、Ａｕ等の電解めっき層である。
【００３２】
なお、ケース部３を構成する樹脂材料としては、ポリスルホン（ＰＳＦ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ポリフェニレンスルファイド（ＰＰＳ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、シンジオタクチックポリスチレン（ＳＰＳ）等の熱可塑性樹脂（所謂、スーパーエンジニアリングプラスチック）等を用いることができる。また、熱可塑性樹脂等の樹脂に、ガラスフィラー又はガラスビーズを混入させてもよい。この場合、その混入割合を適宜に選択することによって、ケース部３の線膨張率を調整することが可能である。更にめっき形成性を促進するための添加剤を混入させてもよい。
【００３３】
ケース部３の内部であって、底部５の上面には、光電部品７が配置される。なお、光電部品７は、例えば、ペルチェ素子、ファイバ台座、ＬＤサブマウント、ＰＤキャリア、ＬＤ素子、ＰＤ素子等から構成される。
【００３４】
例えば、底部５上には、ペルチェ素子が半田によって固定される。ペルチェ素子の上部には、半田や熱伝導性銀ペーストなどの接着剤によって、ベースが固定される。ベース上には上述の接着材料等によってファイバ台座、ＬＤサブマウント、ＰＤキャリア等が固定される。ファイバ台座には光ファイバ２１が固定される。また、ＬＤサブマウントにはＬＤ素子、ＰＤキャリアにはＰＤ素子がそれぞれ固定される。また、ベースにはＬＤ素子の温度を検出するサーミスタが設けられる。
【００３５】
図３に示すように、光電部品７（ベース）には、複数の端子９が導線２５を介して接続される。導線２５は、１０μｍ〜数百μｍの直径を有し、例えば金、アルミニムウムあるいは銅からなる線である。なお、端子９とベースとの表面は導線２５との接合をよくするために、あらかじめ金めっき処理が施されていることが望ましい。この場合、金めっきの厚さとしては０．５μｍ以上であることが望ましい。なお、光電部品７を構成する各部品もベース等と導線により接続されているが図示を省略する。
【００３６】
図３に示すように、端子９は、ケース部３の側面に形成された孔２７を貫通して、ケース部３の内部から外部へ導出される。孔２７の近傍には、半田固定用の半田固定部１１が形成される。半田固定部１１は、金属部であり、めっき等によって構成される。なお、半田固定部１１は、例えば金属めっき４と同様に構成される。半田固定部１１の周囲には、金属めっき４が形成されず、内部の樹脂が露出する樹脂露出部１５が形成される。すなわち、樹脂露出部１５は、孔２７および半田固定部１１の周囲に環状に形成される。なお、端子９の固定方法については後述する。
【００３７】
このように、ケース部３の表面は、樹脂露出部１５を除き、金属めっき４で被覆される。ケース部３の表面に、金属めっき４を選択的に形成する手段としては、例えば、金属めっき４を形成可能な樹脂と、金属めっき４が形成されない樹脂の２種類の成形樹脂を金型により一体化して、ケース部３を形成すればよい。このようにして形成されたケース部３に金属めっき処理を行うことで、金属めっき４が形成されると、金属めっき４が形成されない部位（すなわち樹脂露出部１５）を形成することができる。
【００３８】
また、射出成形等によって金属めっき４を形成可能な樹脂によりケース部３を形成し、ケース部３の全面に金属めっき４を形成した後に、部分的に金属めっき４を除去してもよい。例えば、プリント回路基板の製造方法と同様にエッチング処理にて金属部をパターン化してもよく、または、レーザにより金属部を除去してもよい。
【００３９】
また、図２に示すように、ケース部３の他の側面には、ファイバパイプ１７が固定される。ファイバパイプ１７は、例えば金属製の筒状部材であり、ケース部３の側面に形成された孔部に半田や接着剤で固定される。ファイバパイプ１７の内部には、光ファイバ２１が挿通され、前述した光電部品７（ファイバ台座）に固定される。光ファイバ２１はファイバパイプ１７を介してケース部３の外部に導出される。なお、光ファイバ２１は、ファイバパイプ１７の内部において接着剤等によって固定され、ファイバパイプ１７の開口部が塞がれる。
【００４０】
ケース部３の上縁部には、蓋嵌合部１９が形成される。蓋嵌合部１９は、例えばケース部３の上縁部に形成された段部である。なお、蓋嵌合部１９においても、金属めっき４が形成される。蓋部２３は、蓋嵌合部１９に嵌るように配置される。蓋部２３は、例えば金属製であり、蓋嵌合部１９において、半田や接着剤によって固定される。なお、蓋部２３の固定に半田を用いた場合には、半田配置部に、半田接合を容易にするためのＡｕ、Ｓｎめっきをあらかじめ施してもよい。
【００４１】
図４は、図３のＡ部に対応する部位の拡大図であり、端子９を固定して、当該部位の密閉を行う工程を示す図である。前述の通り、ケース部３の側面には、孔２７が設けられる。また、ケース部３の内外面の表面には、樹脂露出部１５を除き、金属めっき４が形成される。
【００４２】
孔２７の内面および孔２７の周縁部には、半田固定部１１が形成される。半田固定部１１は、金属めっき４と同様の構成であってもよいが、半田接合を容易にするため、めっき上にさらにＡｕ、Ｓｎめっきを施してもよい。また、前述の通り、半田固定部１１の外周には、ケース部３の両面において樹脂露出部１５が形成される。したがって、半田固定部１１と金属めっき４とは樹脂露出部１５によって絶縁される。
【００４３】
まず、図４（ａ）に示すように、孔２７に端子９が挿入される。次に、図４（ｂ）に示すように、端子９が半田１３によって半田固定部１１に固定される。端子９を固定した後、図４（ｃ）に示すように、樹脂露出部１５および半田１３を覆うように、被覆膜２９が設けられる。なお、被覆膜２９は、少なくとも樹脂露出部１５を覆うことができれば、樹脂露出部１５からはみ出しても良い。また、被覆膜２９は、ケース部３の内外面に形成される。
【００４４】
被覆膜２９は、絶縁性を有し、水分等が浸透しない無機高分子材料である。このような無機高分子材料としてはケイ酸アルカリ、ケイ酸エステル、ポリシラザンまたは双官能シラン化合物を架橋したケイ酸系の無機高分子材料が望ましいが、特に望ましくは、ポリシラザンである。このような化合物を少なくとも一種以上含む液で被覆膜２９を形成することで、Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ結合の皮膜を形成することができる。したがって、被覆膜２９によって、ケース部３の密閉後にケース部３内部への水分の浸入を防止して気密性を保つことができる。また、ケース部３の内側に形成することで、ケース部３を構成する樹脂中の不純物が、光電部品７（例えばＬＤ素子）の動作を阻害することを防止する。
【００４５】
なお、前述したファイバパイプ１７（図２）とケース部３との接着や、ファイバパイプ１７内部への光ファイバ２１の接着等のために、エポキシ樹脂等を主原料とする有機材料の接着剤を用いた場合には、当該部位を覆うように、同様の被覆膜２９を配置することが望ましい。さらに、蓋部２３とケース部３との接合に同様の接着剤等を用いた場合には、当該接合部にも、被覆膜２９を配置することが望ましい。
【００４６】
この様に封止された半導体レーザモジュール１は、内部が乾燥した不活性ガス等が充填される。この際、ＪＩＳ  Ｚ２３３１に定めるヘリウムリーク試験において、ヘリウムリーク量が１×１０−９［Ｐａ・ｍ３／ｓｅｃ］以下とする。このようにすることで、半導体レーザモジュール１内部への水分の浸入を完全に封止することができる。したがって、例えばペルチェ素子が動作した場合においても、半導体レーザモジュール１内部の冷却によって、結露等が発生することを防ぐことができる。
【００４７】
本実施の形態によれば、半導体レーザモジュール１を構成するケース部３が樹脂で構成されるため、従来のセラミックスや金属等を用いた場合と比較してコスト低減となり、軽量化を達成できる。また、ケース部３の表面には金属めっき４が形成される。したがって、ケース部３を構成する樹脂を透過して、水分等が半導体レーザモジュール１内部へ浸入することを防止することができる。
【００４８】
また、この際、ケース部３の内部と外部とを貫通する端子９が複数設けられるが、それぞれの端子９同士は、樹脂露出部１５によって金属めっき４と絶縁される。したがって、端子９は、電気的にそれぞれ独立して配置することができる。
【００４９】
また、少なくとも樹脂露出部１５は、被覆膜２９によって被覆される。したがって、金属めっき４と端子９との絶縁性を確保するとともに、樹脂露出部１５等から半導体レーザモジュール１内部への水分等の浸入を防止することができる。
【００５０】
次に、第２の実施の形態について説明する。なお、以下の説明において、半導体レーザモジュール１と同様の機能を奏する構成については、図１〜図４と同一の符号を付し、重複する説明を省略する。図５は、半導体レーザモジュール１ａを示す正面断面図であり、図２に対応する図である。
【００５１】
半導体レーザモジュール１ａは、半導体レーザモジュール１と略同様の構成であるが、底部５ａがケース部３と別体で構成される点で異なる。すなわち、底部５ａは、ケース部３と分離して別材質で構成され、ケース部３と接合される。なお、本発明では、底部を別体で構成した場合においても、ケース部に接合された底部は、ケース部の一部であるとして説明する。
【００５２】
底部５ａは、上面側に段差が形成される。すなわち、ケース部３の内部に収容される部位が、他の部位よりも厚さが厚い。ケース部３の下端には、蓋嵌合部１９と同様に、底嵌合部３１が形成される。すなわち、底嵌合部３１は、例えばケース部３の下縁部の形成された段部である。なお、底嵌合部３１においても、金属めっき４が形成される。
【００５３】
底部５ａは、底嵌合部３１に嵌るように配置される。なお、底部５ａは、例えば金属製であり、蓋嵌合部１９において、半田や接着剤によって固定される。なお、底部５ａの固定に半田を用いた場合には、半田配置部に、半田接合を容易にするためのＡｕ、Ｓｎめっきをあらかじめ施してもよい。また、底部５ａの固定に接着剤を用いた場合には、接着部を被覆膜２９で被覆することが望ましい。
【００５４】
底部５ａは、上面に配置される光電部品７の放熱板として機能する。底部５ａの熱伝導率は、上部に配置される部品に応じて適宜設定可能であるが、例えば１５０［Ｗ／（ｍ・ｋ）］以上であることが望ましい。この様にすることで、例えばペルチェ素子を効率よく動作させることができる。
【００５５】
また、底部５ａは、内部に配置される光電部品７との熱線膨張差を極力無くすことが望ましい。したがって、銅タングステン合金、銅モリブデン合金などの低熱線膨張および高熱伝導性金属材料とすることが望ましい。また、底部５ａと蓋部２３を同一材料とすることで半導体レーザモジュール１ａのそりを防ぐことができる。したがって、光軸のズレ等を防止することができる。
【００５６】
第２の実施の形態にかかる半導体レーザモジュール１ａによれば、半導体レーザモジュール１と同様の効果を得ることができる。また、底部５ａが放熱板として機能するため、光電部品７を効率よく動作させることができる。
【００５７】
次に、第３の実施の形態について説明する。図６は、半導体レーザモジュール１ｂを示す正面断面図であり、図２に対応する図である。半導体レーザモジュール１ｂは、半導体レーザモジュール１ａと略同様の構成であるが、ファイバパイプ１７をケース部３と一体化させる点と、底部５ｂをケース部３と別体で形成し、ケース部３の内部に配置する点で異なる。
【００５８】
ファイバパイプ１７は、ケース部３と一体で形成される。したがって、ファイバパイプ１７は、樹脂で形成される。すなわち、ファイバパイプ１７の外表面には、ケース部３と同様に金属めっき４が形成される。なお、ファイバパイプ１７への光ファイバ２１の固定方法および接着部への被覆膜２９の形成については前述した実施形態と同様である。
【００５９】
底部５ｂは、前述した底部５ａと同様に、ケース部３と別体で形成される。しかし、底部５ｂは、底部５ａと異なり、上面に段差等は形成されず、平坦に構成される。底部５ｂは、ケース部３の内面に完全に嵌り込む。すなわち、半導体レーザモジュール１ａでは、底部５ａの上面にケース部３が配置され、底部５ａがケース部３の側方に露出する。しかし、半導体レーザモジュール１ｂでは、底部５ｂは完全にケース部３内に配置され、裏面以外、外部に露出しない。
【００６０】
なお、底部５ｂとケース部３との固定方法および被覆膜２９の形成方法は、前述した実施形態と同様である。また、底部５ｂの材質および機能も、底部５ａと同様である。
【００６１】
第３の実施の形態にかかる半導体レーザモジュール１ｂによれば、半導体レーザモジュール１ａ等と同様の効果を得ることができる。また、ファイバパイプ１７がケース部３と一体であるため、部品点数が少なく、また、ファイバパイプ１７が樹脂で形成されるため、コスト低下を図ることができる。また、底部５ｂは、１枚の板状部材であり、段差等が形成されない。このため、銅タングステン合金、銅モリブデン合金などを用いても、加工が容易である。
【００６２】
次に、第４の実施の形態について説明する。図７は、半導体レーザモジュール１ｃを示す側面断面図であり、図３に対応する図である。半導体レーザモジュール１ｃは、半導体レーザモジュール１ｂと略同様の構成であるが、ケース部３の内面に棚部３３が形成される点で異なる。なお、底部５ｂは、半導体レーザモジュール１ｂと同様の構成である。
【００６３】
棚部３３は、ケース部３の内面であって、孔２７の近傍（孔２７の下部）に配置される。棚部３３は、ケース部３の内面に略垂直に内側に向かって突出する。棚部３３上には、半田固定用のランド３５が形成される。ランド３５には、光電部品７と導通する導線２５の端部が溶接等によりマイクロ接合される。また、ランド３５は、半田固定部１１と導通する。したがって、端子９は、光電部品７と導通する。
【００６４】
図８は、半導体レーザモジュール１ｃに用いられるケース部３（底部５ｂを除く）の単体斜視図である。ランド３５は、それぞれの孔２７ごとに形成され、それぞれの半田固定部１１と導通する。樹脂露出部１５は、半田固定部１１およびランド３５の外周に形成される。したがって、半田固定部１１およびランド３５は、樹脂露出部１５によって金属めっき４と絶縁される。なお、ケース部３の外周面は、前述した実施の形態と同様である。
【００６５】
第４の実施の形態にかかる半導体レーザモジュール１ｃによれば、半導体レーザモジュール１等と同様の効果を得ることができる。また、ファイバパイプ１７がケース部３と一体であるため、部品点数が少なく、また、導線２５を端子９と直接接続する必要がなく、より広いランド３５に接続すれば良いため、導線２５の接続作業性に優れる。また、ランド３５が広いため、導線２５の取り回し性にも優れる。
【００６６】
次に、第５の実施の形態について説明する。図９は、半導体レーザモジュール１ｄを示す側面断面図であり、図３に対応する図である。また、図１０は、半導体レーザモジュール１ｄに用いられるケース部３（底部５ｂを除く）の単体斜視図である。半導体レーザモジュール１ｄは、半導体レーザモジュール１ｃと略同様の構成であるが、ケース部３の内面に棚部３３が形成される点で異なる。なお、底部５ｂは、半導体レーザモジュール１ｂと同様の構成である。
【００６７】
棚部３３は、ケース部３の内面であって、孔２７の近傍（孔２７の下部）に配置される。半導体レーザモジュール１ｄでは、棚部３３に傾斜部３７が形成される。傾斜部３７は、下方に向かってケース部３の側面からの突出代が大きくなるように形成される。傾斜部３７の傾斜角度は、水平面（底部表面）を基準として約６０°に形成される。また、本実施の形態では、棚部３３は、ケース部３の内側に形成される。
【００６８】
ケース部３の内面側の棚部３３上には、半田固定用のランド３５が形成される。ランド３５には、光電部品７と導通する導線２５の端部が半田付けされ、半田固定部１１と導通する。したがって、端子９は、光電部品７と導通する。
【００６９】
ケース部３の内面側の樹脂露出部１５は、半田固定部１１およびランド３５の外周に形成され、ケース部３の外面側の樹脂露出部１５は、半田固定部１１の外周に形成される。また、ケース部３の内外面における半田固定部１１および樹脂露出部１５は、傾斜部３７上に形成される。したがって、半田固定部１１およびランド３５は、金属めっき４とは、樹脂露出部１５によって絶縁される。また、図示を省略した被覆膜２９は、傾斜部３７上に配置される。
【００７０】
第５の実施の形態にかかる半導体レーザモジュール１ｄによれば、半導体レーザモジュール１等と同様の効果を得ることができる。また、棚部３３に傾斜部３７が形成されるため、半田固定部１１や樹脂露出部１５の形成が容易である。
【００７１】
例えば、プリント回路基板の製造方法と同様にエッチング処理にて金属層をパターン化する場合には、その露光方向やケース部３の方向を変えることなく上方からのみで行うことができる。また、全面にめっき処理を施した後にレーザにより金属層を除去する場合には、レーザ照射方向やケース部３の方向を変えることなく一括で光を照射することができる。したがってケース部３への半田固定部１１や樹脂露出部１５の形成が容易となりより製造性に優れる。
【００７２】
次に、第６の実施の形態について説明する。図１１は、半導体レーザモジュール４０を示す斜視図であり、図１２は、半導体レーザモジュール４０の正面断面図である。なお、図１２では、光電部品７の図示を省略する。半導体レーザモジュール４０は、同軸型の半導体レーザモジュールである。なお、半導体レーザモジュール４０では、ケース部４１の上面に図示を省略した筒状の蓋部が固定され、内部の光電部品７が密閉される。
【００７３】
ケース部４１は略リング状であり、内周側に底部４３が固定される。ケース部４１と底部４３との接合方法は、前述した実施形態と同様である。底部４３上には、光電部品７が固定される。なお、ケース部４１は樹脂製であり、底部４３は、例えば銅タングステン合金、銅モリブデン合金で構成される。
【００７４】
ケース部４１の表面は、樹脂露出部１５を除き金属めっき４で被覆される。また、図１２に示すように、ケース部４１には、孔２７が形成される。孔２７には、端子９が挿通される。孔２７の周囲には、半田固定部１１が形成される。また、半田固定部１１の外周部には、樹脂露出部１５が形成される。端子９は、半田によって半田固定部１１に接合される。さらに、樹脂露出部１５を覆うように、ケース部３の内外面に図示を省略した被覆膜２９が設けられる。なお、被覆膜２９は、底部４３とケース部３との接合部にさらに設けても良い。
【００７５】
第６の実施の形態にかかる半導体レーザモジュール４０によれば、半導体レーザモジュール１等と同様の効果を得ることができる。このように、本発明は、同軸型の半導体レーザモジュールに対しても適用が可能である。
【００７６】
次にさらに他の実施形態について説明する。前述した実施形態では、被覆膜２９の厚みについての詳細な説明を省略したが、被覆膜２９の厚みは最適な範囲で設定することが望ましい。図１３は端子９近傍の密閉工程を示す図で、図４に対応する図である。
【００７７】
前述したように、まず、図１３（ａ）に示すように、孔２７に端子９が挿入される。次に、図１３（ｂ）に示すように、端子９が半田１３によって半田固定部１１に固定される。端子９を固定した後、図１３（ｃ）に示すように、樹脂露出部１５および半田１３を覆うように、被覆膜２９ａが設けられる。なお、被覆膜２９ａは、ケース部３の各露出部の塗布面が統一できれば、内外面の何れかに形成されれば良く、内外面の両面に形成されれば更に良い。
【００７８】
被覆膜２９ａは、絶縁性を有し、水分等が浸透しない無機高分子材料である。このような無機高分子材料としてはポリシラザンに由来する無機高分子材料が望ましい。この材料はポリシラザンを含む液で被覆膜２９ａを形成することで、被覆膜２９ａをセラミックス化処理して実質的にＳｉＯ２からなるセラミックス膜を形成することができる。したがって、被覆膜２９ａによって、ケース部３の密閉後にケース部３内部への水分の浸入を防止して気密性を保つことができる。また、ケース部３の内側に形成することで、ケース部３を構成する樹脂中の不純物が、光電部品７（例えばＬＤ素子）の動作を阻害することを防止することができる。
【００７９】
本発明で用いるポリシラザンは、分子内に少なくともＳｉ−Ｈ 結合又はＮ−Ｈ結合を有するポリシラザンであればよい。ポリシラザンには、鎖状、環状又は架橋構造を有するもの、あるいは分子内にこれら複数の構造を同時に有するものがあり、これら単独でも、あるいは混合物でも利用できる。用いられるポリシラザンとしては特に限定されるものではない。得られる膜の硬度や緻密性の点からはペルヒドロポリシラザンが好ましく、可撓性の点ではオルガノポリシラザンが好ましい。
【００８０】
図１４（ａ）は、図１３のＢ部拡大図である。本発明では、被覆膜２９ａが薄すぎると、ピンホール等の発生により、水分等がケース内部に進入する恐れがある。したがって、被覆膜２９ａの総厚は、１μｍ以上であることが望ましい。このようにすることで、ピンホールの発生等を抑制することができる。
【００８１】
また、図１４（ｂ）に示す様に、被覆膜を２層構造としても良い。この場合、第１の被覆層である被覆膜２９ｂにはポリシラザン下地となる成形樹脂（樹脂露出部１５）や金属めっき４、端子９、及び半田１３との密着性を高めるためにシランカップリング剤を配合しても良い。第２の被覆層である被覆膜２９ｃにはポリシラザンに無機層状化合物を配合することでヘリウムガスの透過を迂回させることができる。
【００８２】
なお、通常、被覆膜が厚すぎると、被覆膜の割れが生じる恐れがある。しかし、無機層状化合物を配合することで、被覆膜の割れを防止することができる。したがって、無機層状化合物を配合することで、被覆膜２９ｂ、２９ｃの総厚を厚膜化することができ、高い水密性・気密性を確保することができる。なお、無機層状化合物を配合した場合であっても、被覆膜の厚み（総厚）は１０μｍ以下であることが望ましい。このようにすることで、確実に割れの発生を抑制することができる。
【００８３】
本発発明で用いる無機層状化合物はモンモリロナイト、バイデライト、サポナイト、ヘクトライト、ソーコナイト、チーブンサイト、等のスメクタイトであり、特に好ましくはモンモリロナイトを主成分とする粘土鉱物であることが望ましい。
【００８４】
モンモリロナイトは自身の陽イオン交換性を利用して層間に界面活性剤などの有機化剤を入れ込み、有機溶媒への分散を可能にした有機化ベントナイトである。このため、ポリシラザンを主成分とするシリカコーティング液中に、大きさ０．１μｍから１μｍで厚さ１ｎｍの薄い板でナノ分散させることができる極めて好適な材料である。この有機化ベントナイトを予めキシレン、ジブチルエーテルなどの有機溶剤中に３％から５％の濃度で分散させ、所望の配合部数となるようにシリカコーティング液中に配合し撹拌し、有機化ベントナイト配合シリカコーティング液を作ることができる。
【００８５】
無機層状化合物は、無機高分子材料１００質量部に対して、１０〜４０質量部配合されることが望ましい。１０質量部未満では、十分なガス透過時の迂回効果や割れ防止の効果を得ることができない。また、４０質量部を超えると、無機層状化合物が多くなりすぎるため、無機高分子材料中に分散させることが困難となる。
【００８６】
また、図１５に示す様に、被覆膜を３層構造としても良い。この場合、第１の被覆層である被覆膜２９ｄにはポリシラザン下地となる成形樹脂（樹脂露出部１５）や金属めっき４、端子９、及び半田１３との密着性を高めるためにシランカップリング剤を配合しても良い。第２の被覆層（中間層）である被覆膜２９ｅにはポリシラザンに無機層状化合物を配合することでヘリウムガスの透過を迂回させることができるだけでなく被覆膜の総厚を厚くすることができる。また、第３の被覆層である被覆膜２９ｆの塗膜を形成することにより、第２の被覆膜２９ｅのピンホール等の欠陥を修復することができる。このように、被覆膜は複層構造とすることもできる。
【実施例】
【００８７】
被覆膜の態様を変化させて、表面硬度、ヘリウムガスリーク性、割れの有無、被覆膜の密着性について評価した。
【００８８】
（実施例１）
図１４（ａ）に示したように１層構造の被覆膜とした。被覆膜は、ケース部の外面の樹脂露出部に形成した。被覆膜は、同一の被覆層を二度塗りした。まず、ペルヒドロポリシラザンを主成分とするポリシラザン化合物を塗布した。更にその上に同じペルヒドロポリシラザンを主成分とするポリシラザン化合物を塗布した。すなわち、ペルヒドロポリシラザンを主成分とするポリシラザン化合物の被覆膜を二度塗りすることで、厚膜化した。
【００８９】
（実施例２）
図１４（ｂ）に示したように２層構造の被覆膜とした。被覆膜は、ケース部の外面の樹脂露出部に形成した。まず、第１の被覆層として、ペルヒドロポリシラザンを主成分とするポリシラザン化合物１００質量部に対し無機層状化合物であるモンモリロナイト４０質量部を配合した被覆膜を設けた。更にその上に第２の被覆層としてペルヒドロポリシラザンを主成分とするポリシラザン化合物による被覆膜を設けた。
【００９０】
（実施例３）
図１５に示したように３層構造の被覆膜とした。被覆膜は、ケース部の外面の樹脂露出部に形成した。まず、第１の被覆層として、ペルヒドロポリシラザンを主成分とするポリシラザン化合物を設けた、更にその上に第２の被覆層としてペルヒドロポリシラザンを主成分とするポリシラザン化合物１００質量部に対しモンモリロナイト１０質量部を配合した被覆膜を設けた。更にその上に第３の被覆層としてペルヒドロポリシラザンを主成分とするポリシラザン化合物による被覆膜を設けた。
【００９１】
（実施例４）
第２の被覆層としてペルヒドロポリシラザンを主成分とするポリシラザン化合物１００質量部に対しモンモリロナイト４０質量部を配合した以外は実施例３と同じとした。
【００９２】
（比較例１）
図１４（ａ）に示したように１層構造の被覆膜とした。被覆膜は、ケース部の両面の樹脂露出部に形成した。被覆膜は、ペルヒドロポリシラザンを主成分とするポリシラザン化合物を塗布して形成した。
【００９３】
（比較例２）
図１４（ａ）に示したように１層構造の被覆膜とした。被覆膜は、ケース部の外面の樹脂露出部に形成した。被覆膜は、ペルヒドロポリシラザンを主成分とするポリシラザン化合物１００質量部に対しモンモリロナイト４０質量部を配合して設けた。
【００９４】
（比較例３）
図１４（ａ）に示したように１層構造の被覆膜とした。被覆膜は、同一の被覆層を三度塗りした。まず、ペルヒドロポリシラザンを主成分とするポリシラザン化合物を塗布した。また、その上に同じペルヒドロポリシラザンを主成分とするポリシラザン化合物を塗布した。更にその上に同じペルヒドロポリシラザンを主成分とするポリシラザン化合物を塗布した。すなわち、ペルヒドロポリシラザンを主成分とするポリシラザン化合物の被覆膜を三度塗りすることで、厚膜化した。
【００９５】
（比較例４）
第２の被覆層としてペルヒドロポリシラザンを主成分とするポリシラザン化合物１００質量部に対しモンモリロナイト５質量部を配合した以外は実施例３と同じとした。
【００９６】
（比較例５）
第２の被覆層としてペルヒドロポリシラザンを主成分とするポリシラザン化合物１００質量部に対しモンモリロナイト４５質量部を配合した以外は実施例３と同じとした。
結果を表１に示す。
【００９７】
【表１】
2013225658.tif 000003
【００９８】
なお、被覆膜厚は、被覆膜が複数層で構成される場合であっても、その総厚とした。また、ケースの内外面に形成した場合には、その一方の被覆膜の厚さとした。表面硬度は、ＪＩＳ  Ｋ  ５６００に定める塗料一般試験方法の鉛筆硬度試験による硬度である。ヘリウムガスリーク性は、ＪＩＳ  Ｚ２３３１に定めるヘリウムリーク試験により測定した。被覆膜の割れは、割れの有無を目視で確認した。被覆膜の密着性は、被覆膜の剥がれを目視で確認した。
【００９９】
実施例１〜４および比較例１〜５のいずれも、被覆膜の密着性は良好であった。また、実施例１〜４は、被覆膜厚が１μｍ以上であって、ヘリウムリーク量が１×１０−９［Ｐａ／ｍ３／ｓｅｃ］以下となった。また、被覆膜の割れも見られなかった。また、表面硬度も９Ｈであり、十分であった。特に、２層構造以上として、無機層状化合物であるモンモリロナイトを添加することで、ヘリウムリーク量がより低いものとなった。
【０１００】
一方、比較例１、２は、被覆膜の厚みが１μｍ未満であるため、ヘリウムリーク量が１×１０−９［Ｐａ／ｍ３／ｓｅｃ］を超えた。また、比較例３は、無機層状化合物を添加せずに、被覆膜を厚くしたため、被覆膜に割れが生じた。比較例４は、無機層状化合物の添加量が５質量部と少なかったため、比較例３と同様に、割れが生じた。比較例５は、無機層状化合物の添加量が４５質量部と多すぎるため、表面硬度が低下した。
【０１０１】
このように、被覆膜の厚みを適正化することで、確実にヘリウムリーク量を低減することができる。特に、覆膜の厚みが１μｍから３μｍ程度の極めて薄い構成であっても、中間層のシリカ中にナノコンポジットされたモンモリロナイトによりガスの迂回効果とシリカの補強効果を得ることができる。したがって、被覆膜を厚くしても割れずに、樹脂露出部が鉛筆硬度９Ｈ以上の被覆膜により保護される。その被覆膜により、半導体レーザモジュール製品がＪＩＳ  Ｚ２３３１に定めるヘリウムリーク試験に於けるヘリウムリーク量が１×１０−９［Ｐａ／ｍ３／ｓｅｃ］以下となり、所望のガスバリア性を確保することができる。
【０１０２】
以上、添付図を参照しながら、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の技術的範囲は、前述した実施の形態に左右されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【０１０３】
例えば、各実施の形態で説明した各構成同士は、互いに組み合わせることが可能であることは言うまでもない。
【符号の説明】
【０１０４】
１、１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、４０………半導体レーザモジュール
３、４１………ケース部
５、５ａ、５ｂ、４３………底部
７………光電部品
９………端子
１１………半田固定部
１３………半田
１５………樹脂露出部
１７………ファイバパイプ
１９………蓋嵌合部
２１………光ファイバ
２３………蓋部
２５………導線
２７………孔
２９、２９ａ、２９ｂ、２９ｃ、２９ｄ、２９ｅ、２９ｆ………被覆膜
３１………底嵌合部
３３………棚部
３５………ランド
３７………傾斜部
【図１】
2013225658.tif 000004
【図２】
2013225658.tif 000005
【図３】
2013225658.tif 000006
【図４】
2013225658.tif 000007
【図５】
2013225658.tif 000008
【図６】
2013225658.tif 000009
【図７】
2013225658.tif 000010
【図８】
2013225658.tif 000011
【図９】
2013225658.tif 000012
【図１０】
2013225658.tif 000013
【図１１】
2013225658.tif 000014
【図１２】
2013225658.tif 000015
【図１３】
2013225658.tif 000016
【図１４】
2013225658.tif 000017
【図１５】
2013225658.tif 000018