(57)【要約】【課題】ＤＣピンに応力が加わった場合であってもＤＣピン周囲のガラス部にヒビが入らない、実装性と信頼性を向上させた光変調器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少なくとも具備する光部品モジュールにおいて、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、断面が円形状であるとともに、筐体の内部に位置する内方端に平坦部を有し、当該平坦部と光部品とが電気的に接続されて構成されてなり、ＤＣピンに所定方向に応力が加わった際、当該所定方向における絶縁部に局所的な応力が加わらないようになっており、且つＤＣピンと光部品との接続容易性も確保される。【選択図】図１
2013145331.tif 000002
【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少なくとも具備する光部品モジュールにおいて、
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、断面が円形状であるとともに、前記筐体の内部に位置する内方端に平坦部を有し、当該平坦部と前記光部品とが電気的に接続されることを特徴とする光部品モジュール。
【請求項２】
前記ＤＣピンは、断面が楕円状であり、当該楕円の長径側が前記筐体の前記底面に沿った方向で配置されている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中心導体と接地導体からなる進行波電極と、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または２に記載の光部品モジュール。
【請求項４】
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、
断面が円形状の棒状体でなり、その一方端に平らに形成された平坦部を有する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、当該ＤＣピンの前記平坦部が前記筐体に取り付けられるべき前記光部品の平面と沿う方向で保持する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ピンとの隙間にガラスを流し込んで固定するガラス封止段階と、
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平坦部が前記筐体の内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、を含むことを特徴とする光部品モジュールの製造方法。
【請求項５】
前記ＤＣピンは、断面が楕円状で構成され、
前記ＤＣピンを準備する段階において、当該楕円の長径側と前記平坦部とが沿う方向でなる前記ＤＣピンを準備することを特徴とする請求項４に記載の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９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絶縁部（一般には材料として低融点ガラスを使用するのでガラス部とする）、５０と５１は不図示の光ファイバを通すための穴部である。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１３に示すように矩形状に形成されている。
【０００７】
図１０は、図９の矢印Ａ方向から見た部分矢視図である。また、図１０のＢ−Ｂ´における断面図を図１１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。
【０００８】
図１２にＤＣピン９ａ、９ｂをガラス１０ａ、１０を介してＤＣバイアスコネクタ保持台座７０に固定した様子を示す。ガラス部１０ａ、１０ｂは、ＤＣバイアスコネクタアッシー８０の側壁に設けられた貫通孔部５２、５３にＤＣピン９ａ、９ｂを通過させた状態とし、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。最後に、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。ここで、９ｃ、９ｃ´は切断部である。
【０００９】
図１３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。ＤＣピン９ａと９ｂとは、製作時は図１６のようなＤＣピン列１５として一部品で構成され、上述したガラス部を形成した後に切断部１３ｃ、１３ｃ´で連結部１５ｃを切断することにより、ＤＣピン１５ａと１５ｂとに分離する。この切断部９ｃはその切断部の残り部分である。また、１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄはガラス部１０ａに入ったヒビである。
【００１０】
次に、図１３に示したヒビの発生メカニズムについて説明する。図１３のＣ−Ｃ´における断面図を図１４に示す。また、図１４の一部の部分拡大図を図１５に示す。
【００１１】
図９から図１３に示したＤＣピン９ａに上下方向あるいは左右方向への応力が加わると、ガラス部１０ａには圧縮応力が加わる。その際、図１５に示したように、ＤＣピン９ａのコーナー部１３の角度θが９０°（隣り合う二辺の角度が９０°）と鋭く構成されていることにより、くさびの働きをしてしまうため、ガラス部１０ａにヒビ１２ａが入ってしまう。
【００１２】
図１３と図１４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。
【００１３】
そして重要な点として、一般的に光変調器モジュールのＤＣピン９ａ、９ｂは、プリント基板に半田付けされる際に下向きに応力を加えられることが多いため、図１３と図１４において下側（筐体１の底面１´側）にあるヒビ１２ｃ、１２ｄが特に発生し易いという問題を有している。
【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、従来ではＤＣピンのコーナー部が９０度と鋭く構成されていた。光変調器モジュールを実際に回路基板に実装する際にＤＣピンに力が加えられると、ＤＣピンのコーナー部がくさびの作用をすることになる。その結果、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ってしまっていた。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、ＤＣピンにある程度の力が加わっても絶縁のためのガラス部にヒビが入らない構造を開発し、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少なくとも具備する光部品モジュールにおいて、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、断面が円形状であるとともに、前記筐体の内部に位置する内方端に平坦部を有し、当該平坦部と前記光部品とが電気的に接続される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ＤＣピンは、断面が楕円状であり、当該楕円の長径側が前記筐体の前記底面に沿った方向で配置されている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中心導体と接地導体からなる進行波電極と、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。
【００２０】
本発明の請求項４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、断面が円形状の棒状体でなり、その一方端に平らに形成された平坦部を有する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、当該ＤＣピンの前記平坦部が前記筐体に取り付けられるべき前記光部品の平面と沿う方向で保持する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ピンとの隙間にガラスを流し込んで固定するガラス封止段階と、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平坦部が前記筐体の内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、を含む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、請求項４に記載の光部品モジュールの製造方法において、前記ＤＣピンは、断面が楕円状で構成され、前記ＤＣピンを準備する段階において、当該楕円の長径側と前記平坦部とが沿う方向でなる前記ＤＣピンを準備することを特徴としている。
【発明の効果】
【００２２】
ＤＣピンのガラスに接触する部分を丸棒状とすることにより、ＤＣピンに応力が加わった際にガラスが割れにくくなる。一方、筐体内に入る部分は平たく加工することにより、光部品と接続するボンディングワイヤは打ち易さは従来と同程度を維持できる。従って、気密性の観点からの高い信頼性を有するとともに、製作性の良い光変調器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】図１の上面図
【図３】本発明の第１の実施形態の製作工程を説明する図
【図４】図３（ａ）のＤ−Ｄ´における断面図
【図５】本発明の第１の実施形態の製作工程を説明する図
【図６】本発明の第１の実施形態の効果を説明する図
【図７】本発明の第２の実施形態の製作工程を説明する図
【図８】図７（ａ）のＥ−Ｅ´における断面図
【図９】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１０】図９の矢視Ａにおける部分拡大図
【図１１】図１０のＢ−Ｂ´における断面図
【図１２】ＤＣバイアスコネクタ保持台座７０とＤＣピン９ａ、９ｂ、及びガラス１０ａ、１０ｂの関係を説明する斜視図
【図１３】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１４】図１３のＣ−Ｃ´における断面図
【図１５】図１４の部分拡大図であり、従来技術の問題点を説明する図
【図１６】従来のＤＣピンの製作工程を説明する図
【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９から図１６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の実施形態としての光変調器モジュールに適用したＤＣバイアスコネクタ構成部品３０の詳細構造を示す。また、図１の上面図を図２に示す。１３ａと１３ａ´はＤＣピンの一部である。１３ａは断面が円形状、つまり丸棒であり、１３ａ´はその丸棒を平坦につぶして形成した形状の平坦部となっている。従って、本実施形態では、ガラス１０ａに接触する部分のＤＣピンの形状は１３ａのように丸棒であるため、ＤＣピン１３ａに応力が加わった際にガラスが割れにくくなるという特徴がある。さらに平坦部１３ａ´が平たく加工されているので、光部品２と接続するボンディングワイヤ１１ａを打ち易いという特徴がある。
【００２６】
図３と図５は本発明を実現するための製作工程を説明する図である。図３のＤ−Ｄ´での断面図を図４に示す。図４からわかるように、１３´の断面は円形状である。
まず、図３（ａ）のようにコバールなどの金属からなる細い丸棒１３´を用意する。次に、モジュール化の際にボンディングワイヤ１１ａを打ち易いように、図３（ｂ）のように丸棒１３´の先端を平たくつぶし、平坦部１３ａ´を形成する。
【００２７】
この平坦部を造る工程を２本の丸棒１３´に対して行い、その２本の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保持する。そして貫通孔部５２、５３とＤＣピン１３ａ、１３ｂ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８１が完成する。このＤＣバイアスコネクタアッシー８１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、気密を保つことができる光変調器モジュールが完成する。
【００２８】
なお、ＤＣバイアスコネクタ保持台座７０に対するＤＣピンの取付け向きは、ＤＣバイアスコネクタ保持台座７０が筐体１に取付けされた際に、平坦部１３ａ´、１３ｂ´が筐体底面１´に沿う方向（あるいは、ＬＮ基板２の平面に沿う方向）となるようにするのが好適である。
【００２９】
図６にはＤＣピンに加えた力を変数とした場合の、ガラス１０ａや１０ｂが割れた度数を示す。図からわかるように、本発明を用いることにより、信頼性を極めて向上させることができる。また、平坦部１３ａ´、１３ｂ´にボンディングワイヤを打つ際にも、何らの問題はなかった。なお、図５においては２ピン構成のＤＣバイアスコネクタアッシーで説明したが、もちろん３ピン以上でも同様である。
【００３０】
（第２の実施形態）
図７と図８を用いて本発明の第２の実施形態について説明する。まず、図７（ａ）のように、Ｅ−Ｅ´における断面が図８の楕円形状となる丸棒１４´を準備する。そして、その先端を平坦に加工して平坦部１４ａ′を形成する。なおこの際、楕円の長径と平坦面とが沿う方向になるようにする。その他の部分である１４ａは断面形状が楕円のままである。この後の工程は第１の実施形態と同様であり、最終的に気密を保つことができる光変調器モジュールが完成する。
【００３１】
この第２の実施形態はＤＣピン１４ａへの左右方向（ＬＮ基板２の長手方向）の応力に対するガラスのヒビへの耐性は第１の実施形態ほどには強くないが、ＤＣピン１４ａへの上下方向への応力に対しては、より改善されたガラスのヒビへの耐性を有するという特徴がある。
【００３２】
（各実施形態）
なお、光導波路としては小さなマッハツェンダ光導波路を２個、大きなマッハツェンダ光導波路を１個有するＤＱＰＳＫ型について説明したが、１個のマッハツェンダ光導波路のみでも良いし、ＤＰ−ＱＰＳＫのようなより多くのマッハツェンダ光導波路を有する複雑なネスト構造の光変調器にも適用可能である。
【００３３】
本発明は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、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】
【００３４】
１：筐体
１´：筐体の底面
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、３０：ＤＣバイアスコネクタ構成部品
９ａ、９ｂ：ＤＣピン
９ｃ、９ｃ´、１３ｃ、１３ｃ´：切断部
１０ａ、１０ｂ：ガラス部
１１ａ、１１ｂ：ボンディングワイヤ
１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ：ヒビ
１３：ＤＣピンのコーナー部
１３´：断面が円形状の棒材料
１３ａ、１３ｂ：ＤＣピンの一部であり、断面が円形状の部分
１３ａ´、１３ｂ´、１４ａ´：ＤＣピンの一部をなす平坦部
１４´：断面が楕円形状の棒材料
１４ａ：ＤＣピンの一部であり、断面が楕円形状の部分
５０、５１、５２、５３：貫通孔部
５４：取付け孔部
６０：図１３の部分拡大図
７０：ＤＣバイアスコネクタ保持台座
７１：半田
８０、８１：ＤＣバイアスコネクタアッシー
１００：光変調器モジュール
１５：ＤＣピン列（切断前のＤＣピン）
１５ａ、１５ｂ：ＤＣピン列１５の一部
１５ｃ：連結部
【図１】
2013145331.tif 000003
【図２】
2013145331.tif 000004
【図３】
2013145331.tif 000005
【図４】
2013145331.tif 000006
【図５】
2013145331.tif 000007
【図６】
2013145331.tif 000008
【図７】
2013145331.tif 000009
【図８】
2013145331.tif 000010
【図９】
2013145331.tif 000011
【図１０】
2013145331.tif 000012
【図１１】
2013145331.tif 000013
【図１２】
2013145331.tif 000014
【図１３】
2013145331.tif 000015
【図１４】
2013145331.tif 000016
【図１５】
2013145331.tif 000017
【図１６】
2013145331.tif 000018