光模塊的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明的目的在于提供能夠制造高可靠性的光模塊的光模塊的制造方法。光模塊1的制造方法具有：準(zhǔn)備工序，在該準(zhǔn)備工序中，準(zhǔn)備一方的端部露出有包層12的光纖10；配置工序，在該配置工序中，經(jīng)由一端與用于收納光元件20的箱部31連結(jié)且向該箱部31的外側(cè)延伸的管部35，以包層12的露出部分的至少前端位于箱部?jī)?nèi)的方式配置光纖10；釬焊工序，在該釬焊工序中，在對(duì)收納有光元件20的箱部31的壁的一部分散熱的狀態(tài)下，對(duì)夾設(shè)于該散熱部分與管部35之間的壁區(qū)域BAR的至少一部分進(jìn)行加熱，從而對(duì)管部35的內(nèi)壁與光纖10進(jìn)行釬焊。
【專利說(shuō)明】光模塊的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及能夠制造高可靠性的光模塊的光模塊的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]公知有一種將從半導(dǎo)體激光元件輸出的激光輸入于光纖的芯體的光模塊。在該光模塊中，通常在框體內(nèi)的基臺(tái)上配置有激光器輔助支架以及光纖輔助支架。而且，在將半導(dǎo)體激光元件與光纖的端部的相對(duì)位置準(zhǔn)確對(duì)齊的狀態(tài)下，將半導(dǎo)體激光元件固定在激光器輔助支架上，且光纖的一端側(cè)固定在光纖輔助支架上。
[0003]光纖的另一端側(cè)經(jīng)過(guò)朝向框體的外周側(cè)突出的管部被導(dǎo)出至框體的外部，從而將該管部的內(nèi)周面與光纖的外周面之間的空間無(wú)間隙地密封。此外，也有將該管部稱為套筒等的情況。
[0004]作為對(duì)管部的內(nèi)周面與光纖的外周面之間進(jìn)行密封的方法，如下述專利文獻(xiàn)I那樣，存在有通過(guò)電阻加熱、感應(yīng)加熱、激光加熱等將釬料熔融填充入管部?jī)?nèi)之后再固化的方法。
[0005]專利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)2002-350689號(hào)
[0006]然而，為了抑制因釬料的加熱等引起的框體內(nèi)的溫度上升等，存在在光模塊的制造過(guò)程中對(duì)框體的一部分進(jìn)行冷卻的情況。在該情況下，容易在框體的管部產(chǎn)生溫度梯度。
[0007]若產(chǎn)生該溫度梯度，則在管部的溫度降低的位置，釬料的濕潤(rùn)性惡化。其結(jié)果是，存在如光纖的光纖輔助支架上的位置精度降低、或者管部與光纖之間的密封不充分等這樣的光模塊的可靠性降低的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]因此，本發(fā)明的目的在于提供一種能夠制造可靠性高的光模塊的光模塊的制造方法。
[0009]為了解決上述課題，本發(fā)明的光模塊的制造方法具有:準(zhǔn)備工序，在該準(zhǔn)備工序中，準(zhǔn)備一方的端部露出有包層的光纖；配置工序，在該配置工序中，經(jīng)由一端與用于收納光元件的箱部連結(jié)且向該箱部的外側(cè)延伸的管部，以上述包層的露出部分的至少前端位于箱部?jī)?nèi)的方式，配置上述光纖；以及釬焊工序，在該釬焊工序中，在對(duì)收納有上述光元件的箱部的一部分散熱的狀態(tài)下，對(duì)夾設(shè)于上述箱部的散熱部分與上述管部之間的箱部的壁區(qū)域的至少一部分進(jìn)行加熱，從而對(duì)上述管部的內(nèi)壁與上述光纖進(jìn)行釬焊。
[0010]根據(jù)這種光模塊的制造方法，由于在對(duì)一部分箱部散熱的狀態(tài)下進(jìn)行釬焊，所以能夠大幅度地降低因該釬焊所產(chǎn)生的加熱引起的光元件的溫度上升，從而能夠預(yù)先防止光元件的性質(zhì)惡化。另外，由于將夾設(shè)于散熱部分與管部之間的壁區(qū)域作為加熱的對(duì)象，所以與將管部本身作為加熱的對(duì)象的情況相比，能夠抑制熱經(jīng)由箱部的散熱部分以外的壁，從管部朝向散熱部分傳導(dǎo)。因此，與將管部本身作為加熱的對(duì)象的情況相比，能夠減小管部的前端部分與連結(jié)于箱部的部分之間的峰值溫度之差，并且能夠大幅度地減小該連結(jié)部分以及前端部分達(dá)到釬料的熔點(diǎn)經(jīng)過(guò)的時(shí)間之差。其結(jié)果是，即使對(duì)一部分框體進(jìn)行散熱，也能夠使釬料的濕潤(rùn)性良好，從而能夠使釬料在短時(shí)間內(nèi)從管部的前端遍布至管部與箱部的連結(jié)部分。這樣，能夠抑制因溫度梯度引起的釬料的濕潤(rùn)性降低，從而能夠進(jìn)行高可靠性的光模塊的制造。
[0011]另外，優(yōu)選在上述釬焊工序中，橫跨所述壁區(qū)域中的連結(jié)有所述管部的壁在寬度方向上所具有的一對(duì)邊緣之間進(jìn)行加熱?；蛘撸瑑?yōu)選在上述釬焊工序中，沿著上述壁區(qū)域中的連結(jié)有上述管部的壁與上述管部之間的邊界進(jìn)行加熱。
[0012]根據(jù)這種光模塊的制造方法，與對(duì)壁區(qū)域的一部分進(jìn)行加熱的情況相比，能夠事先避免熱以在該壁區(qū)域中繞回加熱部分的方式從管部朝向散熱部分傳導(dǎo)。因此，即使對(duì)一部分框體進(jìn)行散熱，也能夠進(jìn)一步抑制管部?jī)?nèi)部空間的溫度梯度到達(dá)管部與箱部之間的邊界附近。
[0013]另外，優(yōu)選在上述釬焊工序中，通過(guò)由卷繞有線圈的磁芯所產(chǎn)生的磁力線進(jìn)行感應(yīng)加熱。
[0014]根據(jù)這種光模塊的制造方法，與通過(guò)激光的加熱、通過(guò)烙鐵的加熱相比，能夠?qū)⒈趨^(qū)域的內(nèi)側(cè)與外側(cè)雙方作為加熱對(duì)象，即使對(duì)框體的一部分進(jìn)行散熱，也能夠進(jìn)一步抑制管部?jī)?nèi)部空間的溫度梯度到達(dá)管部與箱部的邊界附近。
[0015]另外，優(yōu)選連結(jié)有上述管部的壁比上述管部導(dǎo)磁率高。
[0016]根據(jù)這種光模塊的制造方法，由于壁的每單位空間所接收的感應(yīng)加熱量比管部大，所以即使對(duì)框體的一部分進(jìn)行散熱，也能夠進(jìn)一步抑制管部?jī)?nèi)部空間的溫度梯度到達(dá)管部與箱部之間的邊界附近。
[0017]如上所述，根據(jù)本發(fā)明，能夠不使光元件的性質(zhì)惡化，且將管部?jī)?nèi)部空間的釬料的濕潤(rùn)性提高從而到達(dá)管部與箱部之間的邊界附近，從而能夠制造高可靠性的光模塊。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1是從正側(cè)面觀察本發(fā)明的實(shí)施方式的光模塊的簡(jiǎn)圖。
[0019]圖2是表示與光纖的長(zhǎng)度方向垂直的截面的圖。
[0020]圖3是表示光纖的一方的端部側(cè)的狀況的圖。
[0021]圖4是表示光模塊的制造方法的工序流程圖。
[0022]圖5是表示處于制造中途階段的光模塊的狀況的圖。
[0023]圖6是表示從正側(cè)面以及光纖的長(zhǎng)度方向觀察通過(guò)激光加熱對(duì)管部進(jìn)行釬焊的狀況的圖。
[0024]圖7是用于對(duì)加熱部位不同的情況下的管部中的溫度推移進(jìn)行說(shuō)明的圖。
[0025]圖8是從正側(cè)面以及光纖的長(zhǎng)度方向觀察通過(guò)電阻加熱對(duì)管部進(jìn)行釬焊的狀況的圖。
[0026]圖9是表示感應(yīng)加熱用具的圖。
[0027]圖10是從正側(cè)面以及光纖的長(zhǎng)度方向觀察通過(guò)感應(yīng)加熱對(duì)管部進(jìn)行釬焊的狀況的圖。
【具體實(shí)施方式】[0028]以下，參照附圖對(duì)本發(fā)明的光模塊的制造方法的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0029]圖1是從正側(cè)面觀察本發(fā)明的實(shí)施方式的光模塊的簡(jiǎn)圖。如圖1所示，作為主要結(jié)構(gòu)，光模塊I具備框體30、激光器輔助支架41、光纖輔助支架42、半導(dǎo)體激光元件20以及光纖10。此外，為了容易理解，對(duì)于框體30只表示其截面，并且將激光器輔助支架41、光纖輔助支架42以及半導(dǎo)體激光元件20的形狀簡(jiǎn)化為立方體。
[0030]框體30由箱部31和管部35構(gòu)成，且箱部31和管部35成型為一體。箱部31具有頂壁31A、底壁31B、和夾設(shè)于該頂壁31A與底壁31B之間的側(cè)壁31C，并通過(guò)這些壁形成封閉的空間。在該實(shí)施方式中，箱部31的形狀形成為中空的大致長(zhǎng)方體。在箱部31的側(cè)壁31C形成有貫通孔H。
[0031]管部35是朝向箱部31的外側(cè)筆直地伸展的管，且經(jīng)由貫通孔H連通箱部?jī)?nèi)的空間與箱部外的空間。對(duì)于該管部35的厚度而言，以中間位置為界靠近箱部31的部分與以中間位置為界遠(yuǎn)離箱部31的部分存在不同，其靠近的部分形成為厚壁部36，遠(yuǎn)離的部分形成為薄壁部37。因此，在該管部35中形成為如下?tīng)顟B(tài):以中間位置為界靠近箱部31的厚壁部36的垂直截面的面積比遠(yuǎn)離該中間位置的薄壁部37的垂直截面的面積小。
[0032]在厚壁部36以相對(duì)于管部35的長(zhǎng)度方向垂直的方式形成有開(kāi)口 Hv，該開(kāi)口 Hv從管部35的外周面貫通至內(nèi)周面。
[0033]此外，框體30也可以在將箱部31與管部35分別獨(dú)立地成型之后，將該管部35的一端與箱部31的側(cè)壁31C連結(jié)而成。另外，箱部31與管部35也可以使用彼此不同的材料成型。
[0034]激光器輔助支架41是用于調(diào)整半導(dǎo)體激光元件20的高度的臺(tái)，且該激光器輔助支架41例如通過(guò)釬焊等固定于箱部31的內(nèi)壁的規(guī)定位置。作為構(gòu)成該激光器輔助支架41的材料，并沒(méi)有特別地限制，但是例如可例舉出:A1N、Al2O3等陶瓷，其中，從熱傳導(dǎo)性優(yōu)異的觀點(diǎn)優(yōu)選Α1Ν。此外，激光器輔助支架41也可以與箱部31成型為一體。
[0035]光纖輔助支架42是用于調(diào)整光纖10的高度的臺(tái)，且該光纖輔助支架42例如通過(guò)釬焊等固定于箱部31的內(nèi)壁的規(guī)定位置。作為構(gòu)成該光纖輔助支架42的材料，并沒(méi)有特別地限制，但是例如可例舉出:與構(gòu)成激光器輔助支架41的材料相同的材料，其中，從熱傳導(dǎo)性優(yōu)秀的觀點(diǎn)優(yōu)選Α1Ν。此外，光纖輔助支架42也可以與箱部31成型為一體。
[0036]圖2是表示與光纖10的長(zhǎng)度方向垂直的截面的構(gòu)造的圖。如圖2所示，光纖10由芯體11、包圍芯體11的外周面的包層12、以及覆蓋包層12的外周面的覆蓋層13構(gòu)成。芯體11例如由添加了提高鍺等的折射率的摻雜劑的石英形成。包層12例如由沒(méi)有添加任何摻雜劑的純石英形成，且包層12的折射率比芯體11的折射率低。覆蓋層13例如形成為由紫外線固化樹(shù)脂等形成的一層或者兩層以上的樹(shù)脂層。
[0037]圖3是表示光纖10的一方的端部側(cè)的狀況的圖。如圖3所示，對(duì)于光纖10而言，將一方的端部側(cè)的覆蓋層13剝離，從而包層12露出。包層12露出的部分的外周面從前端隔開(kāi)規(guī)定的間隔由包鍍金屬層16覆蓋。
[0038]包鍍金屬層16是獨(dú)立的金屬層，且為能夠使釬料固定的材料。由于釬焊如后述那樣以無(wú)焊劑方式進(jìn)行，所以包鍍金屬層16的表面優(yōu)選為用于提高釬料濕潤(rùn)性的Au。為了進(jìn)一步提高光纖10的包層與Au的緊貼性，優(yōu)選設(shè)置Ni層作為基底層。在本實(shí)施方式中，包鍍金屬層16由Ni層與Au層的層疊體構(gòu)成，Ni層覆蓋包層12的外周面，Au層覆蓋Ni層的外周面。另外，Ni層、Au層的厚度并沒(méi)有特別地限定，但是例如Ni層為2μπι?3μπι，Αιι層為0.1 μ m?0.2 μ m。該Ni層吸收一部分泄漏的光。
[0039]如圖1所示，該包鍍金屬層16位于厚壁部36的內(nèi)部空間，且通過(guò)釬料51固定于厚壁部36。
[0040]釬料51填充于管部35的厚壁部36的內(nèi)部空間整體，并且填充至開(kāi)口 Hv整體，從而無(wú)間隙地進(jìn)行密封，其結(jié)果是，箱部31形成為氣密的狀態(tài)。該釬料51的材料例如可例舉出金錫系的共晶釬料，作為Au與錫(Sn)之比,可例舉出Au為80% -Sn為20%、或者Au為10 % -Sn為90 %。在本實(shí)施方式中，對(duì)釬料51中的Au與Sn之比為Au80 % -Sn20 %的情況進(jìn)行說(shuō)明。在該情況下，釬料的熔點(diǎn)約為280度。
[0041]另外，如圖1所示，在光纖10的包層12露出的一側(cè)的覆蓋層13的端部，位于管部35的薄壁部37的內(nèi)部空間，并且該端部通過(guò)固定樹(shù)脂53固定于薄壁部37。
[0042]固定樹(shù)脂53填充于薄壁部37的內(nèi)部空間整體，從而將光纖10的包括包層12被覆蓋層13覆蓋的部分與從該覆蓋層13露出的部分之間的邊界的外周面覆蓋，其結(jié)果是，保護(hù)該邊界部分。作為固定樹(shù)脂53的材料并沒(méi)有特別地限定，例如可例舉出紫外線固化樹(shù)脂。
[0043]此外，以將光纖10中的包層12露出的一側(cè)的端部朝向半導(dǎo)體激光元件20的射出面，并且從半導(dǎo)體激光元件20輸出的激光輸入于光纖10的芯體11的方式，將光纖10與半導(dǎo)體激光兀件20光學(xué)結(jié)合。
[0044]在這種光模塊I中，通過(guò)從未圖示的電源供給的電力激勵(lì)半導(dǎo)體激光元件20，從而射出激光。該激光輸入于光纖10的芯體11，在芯體11傳播并向光模塊I的外部射出。
[0045]此外，在激光射入光纖10時(shí)，存在由于光纖10的端面的折射、光纖10與半導(dǎo)體激光元件20的光軸的偏離等而導(dǎo)致激光的一部分作為泄漏光射入包層12的情況。在該情況下，泄漏光主要在包層12傳播，從而到達(dá)光纖10的被包鍍金屬層16覆蓋的部分，泄漏光的至少一部分被包鍍金屬層16吸收并轉(zhuǎn)換為熱。此時(shí)，由包鍍金屬層產(chǎn)生的熱經(jīng)由釬料51傳導(dǎo)至框體30的管部35并向外部釋放。
[0046]接下來(lái)，關(guān)于光模塊I的制造方法，對(duì)第一?第三制造方法逐個(gè)進(jìn)行說(shuō)明。
[0047](第一制造方法)
[0048]圖4是表示第一制造方法的工序流程圖。如圖4所示，光模塊I的制造方法主要具有準(zhǔn)備工序P1、配置工序P2、光纖結(jié)合工序P3、釬焊工序P4以及填充工序P5。
[0049]以下，適當(dāng)?shù)乩脠D5以及圖6對(duì)上述工序Pl?P5詳細(xì)地進(jìn)行說(shuō)明。圖5是表示處于制造中途階段的光模塊的狀況的圖。圖6是表示通過(guò)激光加熱對(duì)管部進(jìn)行釬焊的狀況的圖。此外，圖6的(A)是表示從正側(cè)面觀察的狀況的圖，圖6的(B)是表示從光纖10的長(zhǎng)度方向觀察的狀況的圖。
[0050]<準(zhǔn)備工序Pl>
[0051]在該準(zhǔn)備工序Pl中，如圖5所示，準(zhǔn)備在包層12的外周面的一部分設(shè)有包鍍金屬層16的光纖10。S卩，光纖10的一方的端部側(cè)的覆蓋層13被剝離,從而露出包層12。然后，在包層12的外周面中的預(yù)定釬焊的區(qū)域設(shè)置包鍍金屬層16。
[0052]此外，預(yù)定釬焊的區(qū)域具體而言是在將光纖10的端部插入于管部35且經(jīng)由貫通孔H收納于箱部31的情況下位于厚壁部36的光纖10的包層外周面。
[0053]由于包鍍金屬層16如上述那樣例如為Ni層與Au層的層疊體，所以優(yōu)選通過(guò)鍍覆法來(lái)設(shè)置。這是因?yàn)橥ㄟ^(guò)鍍覆法，能夠以更加均勻的厚度相對(duì)于外形為圓柱的側(cè)面狀的包層12的外周面設(shè)置包鍍金屬層16。
[0054]這樣，準(zhǔn)備好在包層12的外周面的一部分設(shè)有包鍍金屬層16的光纖10。
[0055]另外，如圖5所示，在該準(zhǔn)備工序Pl中，準(zhǔn)備用于安裝設(shè)有包鍍金屬層16的光纖10的框體30。即，首先，準(zhǔn)備箱部31的內(nèi)部空間露出的框體30。具體而言，在本工序中，準(zhǔn)備省略了箱部31的頂壁3IA的框體30。
[0056]接著，在箱部31的規(guī)定位置分別配置激光器輔助支架41、光纖輔助支架42以及半導(dǎo)體激光元件20，例如通過(guò)釬焊等將它們固定。
[0057]這樣，準(zhǔn)備好用于安裝設(shè)有包鍍金屬層16的光纖10的框體30。
[0058]〈配置工序P2>
[0059]如圖5所示，在該配置工序P2中，在固定有激光器輔助支架41以及光纖輔助支架42的箱部31的底壁31B與散熱器60對(duì)置的狀態(tài)下，將準(zhǔn)備工序Pl中所準(zhǔn)備的框體30配置于散熱器60。
[0060]另外，在該配置工序P2中，將準(zhǔn)備工序Pl中所準(zhǔn)備的光纖10配置于準(zhǔn)備工序Pl中所準(zhǔn)備的框體30。具體而言，將光纖10從覆蓋層13的剝離側(cè)插入于管部35，并且將光纖10壓入至包鍍金屬層16位于厚壁部36為止。
[0061]另外，在該配置工序P2中，以光纖10的中心軸與從半導(dǎo)體激光元件20射出的激光的光軸一致的方式，利用未圖示的夾具對(duì)光纖10的配置位置進(jìn)行微調(diào)。其結(jié)果是，將半導(dǎo)體激光元件20與光纖10光學(xué)結(jié)合。
[0062]<光纖結(jié)合工序P3>
[0063]在該光纖結(jié)合工序P3中，利用例如樹(shù)脂等的結(jié)合部件52將位于光纖輔助支架42上的光纖10的一部分與光纖輔助支架42結(jié)合并固定于該光纖輔助支架42。
[0064]<釬焊工序P4>
[0065]在該釬焊工序P4中，在通過(guò)散熱器60使箱部31的底壁3IB散熱的狀態(tài)下，對(duì)包括包鍍金屬層16的光纖10的一部分進(jìn)行釬焊。即，首先，將釬料51配置于管部35的開(kāi)口Hv。此外，釬料51的配置也可以在上述配置工序P2中進(jìn)行。另外，從避免焊劑相對(duì)于光纖10的端面或者半導(dǎo)體激光元件20的射出面附著的觀點(diǎn)、防止釬料腐蝕(氧化、硫化)的觀點(diǎn)來(lái)看，優(yōu)選釬料51的組成中不含有焊劑。
[0066]此外，為了抑制對(duì)半導(dǎo)體激光元件20的熱影響,例如最好以150度以下的溫度作為釬料51加熱時(shí)的底壁31B的溫度。因此，最好散熱成框體30的溫度成為比150度低的溫度。
[0067]接著，如圖6所示，對(duì)箱部31的側(cè)壁31C的下側(cè)區(qū)域BAR的外壁，照射從加熱單元亦即未圖示的激光裝置照射的激光L。具體而言，該下側(cè)區(qū)域BAR為箱部31的側(cè)壁31C中的夾設(shè)于管部35與箱部31的底壁31B之間的區(qū)域。
[0068]在這樣對(duì)下側(cè)區(qū)域BAR的內(nèi)壁照射激光L的情況下，通過(guò)在該照射位置加熱產(chǎn)生的熱，經(jīng)由管部35的厚壁部36傳導(dǎo)至釬料51，從而使釬料51熔融。其結(jié)果是，釬料51向厚壁部36擴(kuò)張。
[0069]接著，在開(kāi)始照射激光L之后經(jīng)過(guò)規(guī)定的照射期間的情況下，停止激光L的照射。由此，釬料51立即固化，如圖1所示那樣光纖10固定于管部35的厚壁部36，并且將厚壁部36的內(nèi)部空間無(wú)間隙地密封。
[0070]這里，在圖7中示出了將下側(cè)區(qū)域BAR作為加熱對(duì)象的情況、和將管部35的厚壁部36本身作為加熱對(duì)象的情況下的厚壁部36的溫度推移。圖7(A)是簡(jiǎn)要地表示圖7(B)以及圖7 (C)的坐標(biāo)圖示出的A?C的位置的圖。另外，圖7 (B)是表示將下部區(qū)域BAR作為加熱對(duì)象的情況下的在厚壁部36的溫度推移的圖表，圖7 (C)是表示將厚壁部36作為加熱對(duì)象的情況下的在厚壁部36的溫度推移的圖表。
[0071]在將厚壁部36本身作為加熱對(duì)象的情況下，如圖7 (A)以及(C)所示，厚壁部36的與箱部31連結(jié)的連結(jié)部分(B位置)達(dá)到釬料51的熔點(diǎn)的時(shí)間與厚壁部36的前端部分(C位置)相比，大幅度地延遲。因此，配置于厚壁部36的貫通孔Hv的釬料51與連結(jié)部分(B位置)相比，優(yōu)先向前端部分(C位置)流出。因此，會(huì)導(dǎo)致釬料51不到達(dá)連結(jié)部分(B位置)且經(jīng)過(guò)某恒定的加熱時(shí)間的傾向提高。另外，經(jīng)由箱部31與散熱器60熱連接的連結(jié)部分(B位置)的峰值溫度與前端部分(C位置)的峰值溫度相比，大幅度地下降。因此，在設(shè)置較長(zhǎng)的加熱時(shí)間的情況下，連結(jié)部分(B位置)與前端部分(C位置)的溫度梯度變大。因此，即使釬料51到達(dá)連結(jié)部分(B位置)，濕潤(rùn)性也變差。
[0072]與此相對(duì)，在將下部區(qū)域BAR作為加熱對(duì)象的情況下，如圖7 (A)以及(B)所示，連結(jié)部分(B位置)的溫度比前端部分(C位置)高，且連結(jié)部分(B位置)達(dá)到釬料51的熔點(diǎn)的時(shí)間與前端部分(C位置)相比，大幅度地加速。因此，配置于厚壁部36的貫通孔Hv的釬料51與前端部分(C位置)相比，優(yōu)先向連結(jié)部分(B位置)流出。因此，釬料51不到達(dá)連結(jié)部分(B位置)且需要經(jīng)過(guò)某恒定的加熱期間的傾向大幅度地降低。另一方面，比較圖7的(B)與(C)可知，將下部區(qū)域BAR作為加熱對(duì)象的情況與將厚壁部36本身作為加熱對(duì)象的情況相比，連結(jié)部分(B位置)與前端部分(C位置)之間的溫度差變小。因此，與將厚壁部36本身作為加熱對(duì)象的情況相比，大幅度地降低了加熱時(shí)產(chǎn)生的連結(jié)部分(B位置)與前端部分(C位置)之間的溫度梯度。另外，連結(jié)部分(B位置)達(dá)到釬料51的熔點(diǎn)經(jīng)過(guò)的時(shí)間與前端部分(C位置)達(dá)到釬料51的熔點(diǎn)經(jīng)過(guò)的時(shí)間之差大幅度地降低。因此，即使不設(shè)定較長(zhǎng)的加熱時(shí)間，也能夠使釬料51從厚壁部36的前端遍布至厚壁部36與箱部31的連結(jié)部分。
[0073]這樣，在本工序中，由于將箱部31的側(cè)壁31C的下側(cè)區(qū)域BAR作為激光加熱的對(duì)象，所以使釬料51的濕潤(rùn)性變得良好，從而能夠使釬料51在短時(shí)間內(nèi)從厚壁部36的前端遍布至該厚壁部36與箱部31的連結(jié)部分。
[0074]另外，在本工序中，由于處于通過(guò)散熱器60使箱部31的底壁31B散熱的狀態(tài)，所以大幅度地降低了因?qū)?cè)壁31C的下側(cè)區(qū)域BAR加熱引起的半導(dǎo)體激光元件20本身的溫度上升。其結(jié)果是，能夠抑制因?qū)ο洳?1的側(cè)壁31C的下側(cè)區(qū)域BAR加熱引起的半導(dǎo)體激光元件20的性質(zhì)惡化。
[0075]而且，在本工序中，比較圖7的(B)與(C)可知，將下部區(qū)域BAR作為加熱對(duì)象的情況與將厚壁部36本身作為加熱對(duì)象的情況相比，從厚壁部36的連結(jié)部分(B位置)與前端部分(C位置)雙方都超過(guò)釬料51的熔點(diǎn)的時(shí)刻至被散熱的底壁31B (A位置)超過(guò)半導(dǎo)體激光元件20的允許溫度的時(shí)刻為止的期間較長(zhǎng)。因此，在釬焊工序中也容易控制。
[0076]此外，從防止由加熱與散熱的溫度梯度引起的釬料51的濕潤(rùn)性惡化的觀點(diǎn)來(lái)看，優(yōu)選使激光L的照射對(duì)象位于箱部31的側(cè)壁31C與管部35的外周面之間的邊界部分中的、最靠近箱部31的底壁3IB的位置附近。[0077]<填充工序P5>
[0078]在該填充工序P5中，在管部35的薄壁部37的內(nèi)部空間填充固定樹(shù)脂53。例如在固定樹(shù)脂53為紫外線固化樹(shù)脂的情況下，從貫通孔H的與箱部31側(cè)相反一側(cè)，填充紫外線固化樹(shù)脂的前體亦即未固化狀態(tài)的紫外線固化性樹(shù)脂，且對(duì)該未固化狀態(tài)的紫外線固化性樹(shù)脂照射紫外線。由此，包括光纖10的包層12被覆蓋層13覆蓋的部分與從該覆蓋層13露出的部分之間的邊界的外周面，以被固定樹(shù)脂53覆蓋的狀態(tài)固定于薄壁部37。
[0079]最后，安裝框體30的箱部31的頂壁31A，從而得到圖1所示的光模塊I。
[0080]如以上說(shuō)明的那樣，根據(jù)本實(shí)施方式的光模塊I的第一制造方法，在通過(guò)散熱器60使箱部31的底壁31B散熱的狀態(tài)下，由激光加熱產(chǎn)生的熱通過(guò)框體側(cè)壁31C與厚壁部36傳遞至釬料51。因此，能夠大幅度地降低由激光加熱引起的半導(dǎo)體激光元件20本身的溫度上升。
[0081]另外，將箱部31的側(cè)壁31C的下側(cè)區(qū)域BAR作為激光加熱的對(duì)象。在該情況下，管部35的連結(jié)部分以及前端部分都存在于以成為熱源的激光照射位置為邊界與散熱器60存在的一側(cè)相反的一側(cè)。因此，與將管部35的厚壁部36本身作為激光加熱的對(duì)象的情況相比，厚壁部36的前端部分以及與箱部31的連結(jié)部分的峰值溫度之差變小，并且該連結(jié)部分以及前端部分達(dá)到釬料51的熔點(diǎn)經(jīng)過(guò)的時(shí)間之差大幅度地減小。因此，能夠使釬料51的濕潤(rùn)性良好，從而能夠使釬料51在短時(shí)間內(nèi)從厚壁部36的前端遍布至厚壁部36與箱部31的連結(jié)部分。這樣，能夠預(yù)先防止因加熱與散熱的溫度梯度引起的釬料51的濕潤(rùn)性惡化。
[0082](第二制造方法)
[0083]在第二制造方法中，由于只有上述第一制造方法的各工序Pl?P5中的釬焊工序P4與第一制造方法不同，所以使用圖8只對(duì)該釬焊工序P4進(jìn)行說(shuō)明。圖8是從正側(cè)面以及光纖的長(zhǎng)度方向觀察通過(guò)電阻加熱對(duì)管部進(jìn)行釬焊的狀況的圖。
[0084]第二制造方法的釬焊工序P4在通過(guò)電阻加熱進(jìn)行釬焊這一點(diǎn)與通過(guò)激光加熱進(jìn)行釬焊的第一制造方法的釬焊工序P4不同。
[0085]如圖8所示，在第二制造方法的釬焊工序P4中，使用烙鐵70作為加熱單元，該烙鐵70具有能夠與側(cè)壁3IC的下側(cè)區(qū)域BAR的至少一部分抵接的烙鐵頭。具體而言，在本工序中，烙鐵70的烙鐵頭橫跨下側(cè)區(qū)域BAR中的在其寬度方向上所具有的一對(duì)端部之間并與下側(cè)區(qū)域BAR抵接。
[0086]在烙鐵頭如上所述與下側(cè)區(qū)域BAR抵接的情況下，通過(guò)該烙鐵頭的電阻加熱產(chǎn)生的熱經(jīng)由管部35的厚壁部36傳導(dǎo)至釬料51，從而使釬料51熔融。其結(jié)果是，釬料51向厚壁部36展開(kāi)。
[0087]如以上說(shuō)明的那樣，根據(jù)本實(shí)施方式的光模塊I的第二制造方法，在通過(guò)散熱器60使箱部31的底壁31B散熱的狀態(tài)下，通過(guò)烙鐵70的電阻加熱產(chǎn)生的熱經(jīng)過(guò)框體側(cè)壁31C和厚壁部36傳遞至釬料51。因此，與第一制造方法相同，大幅度地降低了由烙鐵70的電阻加熱引起的半導(dǎo)體激光元件20本身的溫度上升。其結(jié)果是，能夠抑制由烙鐵70的電阻加熱引起的半導(dǎo)體激光元件20的性質(zhì)惡化。
[0088]另外，根據(jù)該制造方法，將箱部31的側(cè)壁31C的下側(cè)區(qū)域BAR作為電阻加熱的對(duì)象。在該情況下，與第一制造方法相同，厚壁部36的連結(jié)部分以及與箱部31連結(jié)的前端部分都存在于以成為熱源的電阻加熱位置為邊界與散熱器60存在的一側(cè)相反的一側(cè)。因此，與第一制造方法相同，與將厚壁部36本身作為電阻加熱的對(duì)象的情況相比，厚壁部36的前端部分與連結(jié)部分的峰值溫度之差變小，并且連結(jié)部分與前端部分達(dá)到釬料51的熔點(diǎn)經(jīng)過(guò)的時(shí)間之差大幅度地降低。因此，能夠使釬料51的濕潤(rùn)性良好，從而能夠使釬料51在短時(shí)間內(nèi)從厚壁部36的前端遍布至厚壁部36與箱部31的連結(jié)部分。這樣，能夠預(yù)先防止由加熱與散熱的溫度梯度引起的釬料51的濕潤(rùn)性惡化。
[0089]并且，根據(jù)本制造方法，將遍布下側(cè)區(qū)域BAR中的在其寬度方向具有的一對(duì)端部之間的部分作為電阻加熱的對(duì)象。因此，與第一制造方法的激光加熱相比，且與將下側(cè)區(qū)域BAR的一部分作為電阻加熱的對(duì)象的情況相比，能夠事先避免熱以經(jīng)由烙鐵頭從管部朝向散熱部分繞回的方式傳導(dǎo)。因此，能夠進(jìn)一步抑制厚壁部36的前端部分與連結(jié)部分之間的溫度梯度。
[0090](第三制造方法)
[0091]在第三制造方法中，由于只有上述第一制造方法的各工序Pl?P5中的釬焊工序P4與第一制造方法不同，所以使用圖9以及圖10只對(duì)該釬焊工序P4進(jìn)行說(shuō)明。圖9是表示感應(yīng)加熱用具的立體圖，圖10是從正側(cè)面以及正上面觀察通過(guò)感應(yīng)加熱對(duì)管部釬焊的狀況的圖。
[0092]第三制造方法的釬焊工序P4在通過(guò)感應(yīng)加熱進(jìn)行釬焊這一點(diǎn)上，與通過(guò)激光加熱進(jìn)行釬焊的第一制造方法的釬焊工序P4不同。
[0093]在第三制造方法的釬焊工序P4中，作為加熱單元，如圖9所示，使用感應(yīng)加熱用具80。該感應(yīng)加熱用具80的主要結(jié)構(gòu)包括磁芯CR和線圈CL。磁芯CR由桿塊CR1、與桿塊CRl的一端連結(jié)且沿與該桿塊CRl的長(zhǎng)度方向垂直的方向延伸的桿塊CR2、以及與桿塊CRl的另一端連結(jié)且與桿塊CR2平行地延伸的桿塊CR3構(gòu)成，且整體形成為“ 口 ”字形狀。
[0094]上述桿塊CRl?CR3分別由鐵氧體、壓粉鐵心等導(dǎo)磁率高的磁性材料構(gòu)成，例如截面呈矩形。在桿塊CRl的外周上卷繞有線圈CL。此外，也可以取代桿塊CRl使用桿塊CR2或者CR3作為線圈CL的卷繞對(duì)象，或者，除了將桿塊CRl作為卷繞對(duì)象，還將桿塊CR2或者CR3作為卷繞對(duì)象。總之，只要在桿塊CRl?CR3的至少一部分外周上卷繞有線圈CL即可。
[0095]桿塊CR2與桿塊CR3的寬度比管部35的外周寬度(外徑)寬度大。另外，在桿塊CR2與桿塊CR3的敞開(kāi)端形成有平坦的傾斜面IF，該傾斜面IF從連結(jié)有桿塊CRl的端部側(cè)朝向敞開(kāi)端側(cè)傾斜。具體而言，將從一方的側(cè)面向另一方的側(cè)面傾斜地通過(guò)的平面作為切斷面，從連結(jié)有桿塊CRl的端部側(cè)朝向敞開(kāi)端側(cè)，將磁芯CR切斷，并且將該平面作為傾斜面IF。
[0096]如圖10所示，該傾斜面IF形成為與箱部31的側(cè)壁31C的下側(cè)區(qū)域BAR抵接的面，具體而言，在將光纖插入磁芯CR的內(nèi)部空間的狀態(tài)下，與下側(cè)區(qū)域BAR的外壁抵接。
[0097]在這樣將傾斜面IF與下側(cè)區(qū)域BAR的外壁抵接的狀態(tài)下，在對(duì)感應(yīng)加熱用具80的線圈CL外加有交流信號(hào)的情況下，該線圈CL的磁力線收斂于磁芯CR。而且，通過(guò)在磁芯CR的間隙產(chǎn)生的磁力線將熱傳導(dǎo)至箱部31的側(cè)壁31C的下側(cè)區(qū)域BAR。該熱經(jīng)由箱部31的側(cè)壁31C傳導(dǎo)至釬料51，從而使釬料51熔融。其結(jié)果是，釬料51向厚壁部36擴(kuò)張。
[0098]如以上說(shuō)明的那樣，根據(jù)本實(shí)施方式的光模塊I的第三制造方法，在通過(guò)散熱器60使箱部31的底壁31B散熱的狀態(tài)下，將通過(guò)感應(yīng)加熱用具80的感應(yīng)加熱產(chǎn)生的熱，從側(cè)壁31C向厚壁部36傳遞至釬料51。因此，與第一制造方法相同，大幅度地降低了因感應(yīng)加熱用具80的感應(yīng)加熱引起的半導(dǎo)體激光元件20本身的溫度上升。其結(jié)果是，能夠抑制因感應(yīng)加熱用具80的感應(yīng)加熱引起的半導(dǎo)體激光元件20的性質(zhì)惡化。
[0099]將箱部31的側(cè)壁31C的下側(cè)區(qū)域BAR作為感應(yīng)加熱的對(duì)象。在該情況下，與第一制造方法相同，厚壁部36的連結(jié)部分以及與箱部31連結(jié)的前端部分都存在于以成為熱源的感應(yīng)加熱位置為邊界與散熱器60存在的一側(cè)相反的一側(cè)。因此,與第一制造方法相同，與將厚壁部36本身作為感應(yīng)加熱的對(duì)象的情況相比，厚壁部36的前端部分與連結(jié)部分之間的峰值溫度之差變小，并且連結(jié)部分與前端部分達(dá)到釬料51的熔點(diǎn)經(jīng)過(guò)的時(shí)間之差大幅度地變小。因此，能夠使釬料51的濕潤(rùn)性良好，從而能夠使釬料51在短時(shí)間內(nèi)從厚壁部36的前端遍布至厚壁部36與箱部31的連結(jié)部分。這樣，能夠預(yù)先防止由加熱與散熱的溫度梯度引起的釬料51的濕潤(rùn)性惡化。
[0100]在本實(shí)施方式中，使用具備“ - ”字形狀的磁芯CR和卷繞于該磁芯CR的外周上的線圈CL的感應(yīng)加熱用具80作為感應(yīng)加熱的工具。該感應(yīng)加熱用具80的磁芯CR形成為“ ^ ”字形狀，從而例如與磁芯CR形成為U字形狀的情況相比，從該磁芯CR的敞開(kāi)端產(chǎn)生的磁力線向更遠(yuǎn)處擴(kuò)展。因此，能夠在磁芯CR的敞開(kāi)端與側(cè)壁31C的下側(cè)區(qū)域BAR抵接的情況下，將下側(cè)區(qū)域BAR的內(nèi)壁與外壁雙方作為加熱對(duì)象，并且能夠加熱管部35并優(yōu)先加熱側(cè)壁31C。因此，與第一制造方法的激光加熱、第二制造方法的電阻加熱相比，能夠進(jìn)一步抑制厚壁部36的前端部分與連結(jié)部分之間的溫度梯度。
[0101]另外，由于本實(shí)施方式的磁芯CR的敞開(kāi)端形成為，從該敞開(kāi)端的相反側(cè)朝向敞開(kāi)端側(cè)傾斜的平坦的傾斜面IF，所以能夠在將光纖插入磁芯CR的內(nèi)部空間的狀態(tài)下，與下側(cè)區(qū)域BAR的外壁抵接。
[0102]此外，優(yōu)選形成為連結(jié)有管部35的側(cè)壁31C的導(dǎo)磁率至少比該管部35的導(dǎo)磁率高的關(guān)系。具體而言，例如能夠以將科瓦鐵鎳鈷合金(注冊(cè)商標(biāo))(相對(duì)導(dǎo)磁率800)作為管部35的材料，將軟鐵(相對(duì)導(dǎo)磁率2000)作為側(cè)壁31C的材料等方式，實(shí)現(xiàn)使管部35與側(cè)壁31C的材料不同。這樣的話，由于與管部35相比，在側(cè)壁31C磁通量更加集中，所以箱部31的側(cè)壁31C的每單位空間所接收的感應(yīng)加熱量比管部35的厚壁部36大。因此，能夠進(jìn)一步抑制厚壁部36的前端部分與連結(jié)部分之間的溫度梯度。
[0103]以上，以上述實(shí)施方式為例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了說(shuō)明，但本發(fā)明并不局限于此。
[0104]在上述第一制造方法的第二釬焊工序中，激光L的照射位置為一個(gè)位置，但也可以為多個(gè)位置。此外，在沿著下側(cè)區(qū)域BAR中的連結(jié)有管部35的側(cè)壁31C與管部35之間的邊界每隔規(guī)定間隔設(shè)置照射位置的情況下，以包圍該邊界的下側(cè)的方式對(duì)側(cè)壁31C進(jìn)行加熱。因此，能夠避免熱以從管部35朝向成為散熱部分的散熱器60繞回的方式傳導(dǎo)，從而能夠可靠地抑制管部35與側(cè)壁31C之間的邊界附近的溫度梯度。同樣，在沿著下側(cè)區(qū)域BAR中的連結(jié)有管部35的側(cè)壁31C的寬度方向，在該寬度方向所具有的一對(duì)邊緣之間每隔規(guī)定間隔設(shè)置照射位置的情況下，也能夠抑制熱以從管部35朝向散熱器60繞回的方式傳導(dǎo)。
[0105]在上述第二制造方法的第二釬焊工序中，將遍及下側(cè)區(qū)域BAR中的在其寬度方向具有的一對(duì)邊緣之間的 部分，作為電阻加熱的對(duì)象，但也可以將下側(cè)區(qū)域BAR中的包圍連結(jié)有管部35的側(cè)壁31C與管部35之間的邊界的下側(cè)的部分作為電阻加熱的對(duì)象。這樣的話，能夠如上述那樣避免熱以從管部35朝向散熱器60繞回的方式傳導(dǎo)，從而能夠可靠地抑制管部35與側(cè)壁31C之間的邊界附近的溫度梯度。
[0106]上述第三制造方法所使用的感應(yīng)加熱用具80的磁芯CR形成為“ 口 ”字形狀，但也可以形成為U字形狀，也可以使用除此以外的形狀。另外，磁芯CR的截面也不局限于矩形，能夠使用圓或者橢圓等各種形狀。
[0107]在上述實(shí)施方式中，使用中空的長(zhǎng)方體形狀作為箱部31的形狀，但可以使用中空的圓柱狀，也可以使用除此以外的各種形狀。
[0108]在上述實(shí)施方式中，使用截面為圓的部件作為管部35，但可以使用截面為矩形的部件，也可以使用除此以外的截面形狀的部件。另外，管部35的厚度根據(jù)部位存在不同，但也可以厚度相同。
[0109]在上述實(shí)施方式中，以將使用了半導(dǎo)體激光元件20的光模塊I作為光元件為例，但并不局限于此，例如能夠如使用了電介質(zhì)結(jié)晶的光通信用LiNb03調(diào)制器等那樣應(yīng)用使用了其他光元件的光模塊。
[0110]工業(yè)上的可利用性
[0111]如以上說(shuō)明的那樣，根據(jù)本發(fā)明，能夠提供能夠制造高可靠性的光模塊的光模塊的制造方法，并能夠活用于激勵(lì)光源的制造、光通信用LiNb03調(diào)制器的制造等。
[0112]附圖標(biāo)記的說(shuō)明
[0113]1...光模塊；10...光纖；11...芯體；12...包層；13...覆蓋層；16...包鍍金屬
層；20...半導(dǎo)體激光元件；30...框體；31...箱部；35...管部；36...厚壁部；37...薄壁部；41...激光器輔助支架；42...光纖輔助支架；51...釬料；52...結(jié)合部件；60...散熱器；70...烙鐵；80...感應(yīng)加熱用具；BAR...下側(cè)區(qū)域；CR...磁芯；CL...線圈；H...貫通孔；Hv...開(kāi)口；IF...傾斜面；L...激光；P1...準(zhǔn)備工序；P2...配置工序；P3...光纖結(jié)合工序；P4...釬焊工序；P5...填充工序。
【權(quán)利要求】
1.一種光模塊的制造方法，其特征在于，具有: 準(zhǔn)備工序，在該準(zhǔn)備工序中，準(zhǔn)備一方的端部露出有包層的光纖；配置工序，在該配置工序中，經(jīng)由一端與用于收納光元件的箱部連結(jié)且向該箱部的外側(cè)延伸的管部，以所述包層的露出部分的至少前端位于箱部?jī)?nèi)的方式配置所述光纖；以及釬焊工序，在該釬焊工序中，在對(duì)收納有所述光元件的箱部的一部分散熱的狀態(tài)下，對(duì)夾設(shè)于所述箱部的散熱部分與所述管部之間的箱部的壁區(qū)域的至少一部分進(jìn)行加熱，從而對(duì)所述管部的內(nèi)壁與所述光纖進(jìn)行釬焊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光模塊的制造方法，其特征在于， 在所述釬焊工序中，橫跨所述壁區(qū)域中的連結(jié)有所述管部的壁在寬度方向上所具有的一對(duì)端部之間進(jìn)行加熱。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光模塊的制造方法，其特征在于， 在所述釬焊工序中，沿著所述壁區(qū)域中的連結(jié)有所述管部的壁與所述管部之間的邊界進(jìn)行加熱。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的光模塊的制造方法，其特征在于， 在所述釬焊工序中，通過(guò)由卷繞有線圈的磁芯所產(chǎn)生的磁力線進(jìn)行感應(yīng)加熱。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光模塊的制造方法，其特征在于， 連結(jié)有所述管部的壁比所述管部導(dǎo)磁率高。
【文檔編號(hào)】G02B6/42GK103827717SQ201280047309
【公開(kāi)日】2014年5月28日 申請(qǐng)日期:2012年8月20日 優(yōu)先權(quán)日:2011年10月18日
【發(fā)明者】原野康 申請(qǐng)人:株式會(huì)社藤倉(cāng)