光模塊用透鏡蓋、光模塊、以及光模塊用透鏡蓋的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明得到一種能夠防止光輸出變動(dòng)，且能夠確保氣密性的光模塊用透鏡蓋、光模塊、以及光模塊用透鏡蓋的制造方法。鏡筒(2)由金屬材料構(gòu)成。壓制透鏡(3)由玻璃構(gòu)成，且保持在鏡筒(2)上。玻璃的線膨脹系數(shù)為6～8ppm/K。金屬材料的線膨脹系數(shù)在150～800℃下大于或等于10ppm/K，在小于或等于100℃時(shí)小于或等于8ppm/K。
【專利說明】光模塊用透鏡蓋、光模塊、以及光模塊用透鏡蓋的制造方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種光模塊用透鏡蓋、光模塊、以及光模塊用透鏡
[0002]蓋的制造方法。

【背景技術(shù)】
[0003]在現(xiàn)有的使用了壓制透鏡的光模塊用透鏡蓋中，金屬的鏡筒使用SUS430、SF-20T等線膨脹系數(shù)大于或等于10ppm/K的材質(zhì)(例如，參照專利文獻(xiàn)I的0014段)。即，將線膨脹系數(shù)比玻璃的線膨脹系數(shù)6?8ppm/K大的材料使用在鏡筒中。由此，在600?800°C下進(jìn)行了透鏡成型后的冷卻過程中，利用透鏡玻璃和金屬鏡筒之間的線膨脹系數(shù)差，由金屬鏡筒將透鏡箍緊。因此，能夠提高透鏡和金屬鏡筒之間的氣密性。
[0004]專利文獻(xiàn)1:日本特開2009-37055號(hào)公報(bào)
[0005]對(duì)于現(xiàn)有的使用了壓制透鏡的光模塊用透鏡蓋，鏡筒材質(zhì)的線膨脹系數(shù)大于或等于10ppm/K，所以由于透鏡蓋的溫度變化(AT = 70K)，從鏡筒底面到透鏡為止的距離會(huì)發(fā)生2?5μπι左右的變動(dòng)。因此，透鏡和光半導(dǎo)體元件的發(fā)光點(diǎn)之間的距離發(fā)生變化，透鏡的聚光位置發(fā)生變動(dòng)，所以產(chǎn)生了光輸出變動(dòng)。
[0006]為了抑制該變動(dòng)，使用有下述方法，S卩，在安裝光半導(dǎo)體元件的部分中使用線膨脹系數(shù)為10ppm/K左右的材料，以使光半導(dǎo)體元件的發(fā)光點(diǎn)的位置追隨于透鏡的位置變動(dòng)的方法，將透鏡安裝在光半導(dǎo)體元件的安裝面上的方法等。但是，在前者的方法中，存在不能在將安裝EML芯片等芯片的部分保持為恒定溫度的制品中使用這樣的問題，在后者中存在部件數(shù)量增加這樣的問題。
[0007]為了降低熱變形量，具有將鏡筒材質(zhì)變更為線膨脹系數(shù)較小的材質(zhì)(例如，線膨脹系數(shù)小于或等于8ppm/K的Kovar (可伐合金)、Fe-42Ni)的方法。但是，由于線膨脹系數(shù)與透鏡相同或小于或等于透鏡的線膨脹系數(shù)，所以會(huì)存在金屬鏡筒和透鏡之間的熱箍緊力減小，產(chǎn)生He泄漏(大于或等于lX10_5Pa*m3/s)而損害氣密性這樣的問題。另外，也有將預(yù)先成型的壓制透鏡嵌入至開設(shè)有孔的金屬鏡筒中，并使用低熔點(diǎn)玻璃進(jìn)行固定的方法，但透鏡和鏡筒之間的位置精度較差。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明就是為了解決上述課題而提出的，其目的在于得到一種能夠防止光輸出變動(dòng)，且能夠確保氣密性的光模塊用透鏡蓋、光模塊、以及光模塊用透鏡蓋的制造方法。
[0009]本發(fā)明涉及的光模塊用透鏡蓋的特征在于，具有:鏡筒，其由金屬材料構(gòu)成；以及壓制透鏡，其由玻璃構(gòu)成，保持在所述鏡筒上，所述玻璃的線膨脹系數(shù)為6?8ppm/K，所述金屬材料的線膨脹系數(shù)在150?800°C下大于或等于10ppm/K，在小于或等于100°C時(shí)小于或等于8ppm/K。
[0010]發(fā)明的效果
[0011]在本發(fā)明中，由于鏡筒的金屬材料的線膨脹系數(shù)在小于或等于100°C時(shí)較小，所以能夠減小由鏡筒的熱變形引起的透鏡位置變動(dòng)，能夠防止光輸出變動(dòng)。此外，由于在150?800°C下金屬材料的線膨脹系數(shù)大于玻璃，所以，能夠充分發(fā)揮鏡筒和透鏡之間的熱箍緊力，而確保氣密性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施方式涉及的光模塊用透鏡蓋的剖視圖。
[0013]圖2是表示壓制透鏡用玻璃和鏡筒的金屬材料的線膨脹系數(shù)的圖。
[0014]圖3是表示本發(fā)明的實(shí)施方式涉及的光模塊的正視圖。
[0015]圖4是沿圖3的1-1I線的剖視圖。
[0016]圖5是表示將本發(fā)明的實(shí)施方式涉及的光模塊安裝在插座上的狀態(tài)的剖視圖。
[0017]圖6是表示本發(fā)明的實(shí)施方式涉及的光模塊的變形例的剖視圖。
[0018]標(biāo)號(hào)的說明
[0019]I光模塊用透鏡蓋、2鏡筒、3壓制透鏡、7光半導(dǎo)體元件。

【具體實(shí)施方式】
[0020]圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施方式涉及的光模塊用透鏡蓋的剖視圖。光模塊用透鏡蓋I具有鏡筒2、在鏡筒2上保持的壓制透鏡3。鏡筒2由金屬材料構(gòu)成，壓制透鏡3由玻璃構(gòu)成。具體而言，金屬材料為因伐(INVAR)合金、超因伐合金、不銹因伐合金的任意一者(INVAR 是 Aperam Alloys Imphy 的注冊(cè)商標(biāo))。
[0021]圖2是表示壓制透鏡用玻璃和鏡筒的金屬材料的線膨脹系數(shù)的圖。玻璃的線膨脹系數(shù)是6?8ppm/K，根據(jù)溫度的不同變化比較小。金屬材料的線膨脹系數(shù)在150?800°C下大于或等于10ppm/K(例如在300°C下為10?15ppm/K)，在小于或等于100°C時(shí)小于或等于 8ppm/K。
[0022]對(duì)上述光模塊用透鏡蓋I的制造方法進(jìn)行說明。首先，形成由金屬材料構(gòu)成的鏡筒2。接著，相對(duì)于鏡筒2利用加壓壓制對(duì)玻璃進(jìn)行成型，從而形成在鏡筒2上保持的壓制透鏡3。
[0023]此處，加壓壓制時(shí)的溫度為600?800°C。由于在該溫度下，鏡筒2的線膨脹系數(shù)較高，所以在加壓壓制后的冷卻過程中，從鏡筒2向壓制透鏡3進(jìn)行熱箍緊。在150?250°C下，壓制透鏡3和鏡筒2的線膨脹系數(shù)的大小發(fā)生逆轉(zhuǎn)，但已累積有此前的由熱箍緊產(chǎn)生的壓力。因此，在光模塊的使用溫度范圍(140?100°C)中，殘留有充分的箍緊力，能夠確保氣密性。
[0024]另一方面，Kovar的線膨脹系數(shù)在整個(gè)溫度范圍內(nèi)始終小于玻璃，沒有由熱收縮而產(chǎn)生的玻璃箍緊。因此，在使用由Kovar構(gòu)成的鏡筒的現(xiàn)有技術(shù)中，存在損害光模塊用透鏡蓋內(nèi)的氣密性這樣的問題。
[0025]圖3是表示本發(fā)明的實(shí)施方式涉及的光模塊的正視圖。圖4是沿圖3的1-1I線的剖視圖。在元件座4上隔著帕爾貼模塊5設(shè)有金屬塊6。在該金屬塊6上設(shè)有半導(dǎo)體激光器等光半導(dǎo)體元件7。帕爾貼模塊5進(jìn)行光半導(dǎo)體元件7的冷卻。
[0026]以覆蓋光半導(dǎo)體元件7的方式蓋上光模塊用透鏡蓋1，并將該光模塊用透鏡蓋I與元件座4焊接粘接。光半導(dǎo)體元件7在光模塊用透鏡蓋I的鏡筒2內(nèi)，配置于壓制透鏡3的聚光位置。在鏡筒2內(nèi)填充有He。
[0027]圖5是表示將本發(fā)明的實(shí)施方式涉及的光模塊安裝在插座上的狀態(tài)的剖視圖。經(jīng)由插座用托架9將光模塊安裝在插座8上，以經(jīng)由壓制透鏡3使光半導(dǎo)體元件7和插座8的光纖相對(duì)。
[0028]如上所述，在本實(shí)施方式中，由于鏡筒2的金屬材料的線膨脹系數(shù)在小于或等于100°C時(shí)小于或等于8ppm/K，較小，所以由70K的溫度變化而引起的透鏡位置變動(dòng)也能夠降低為I?3μπι。其結(jié)果，能夠防止光輸出變動(dòng)。
[0029]此外，由于在150?800°C下金屬材料的線膨脹系數(shù)大于玻璃，所以，能夠充分發(fā)揮鏡筒2和壓制透鏡3之間的熱箍緊力，而確保光模塊用透鏡蓋I內(nèi)部的氣密性。因此，He從鏡筒2的泄漏率小于或等于I X 1-9Pa.m3/s。
[0030]另外，如果玻璃的線膨脹系數(shù)過大，則在從玻璃成型溫度冷卻到常溫時(shí)，玻璃的收縮量較大，由熱箍緊產(chǎn)生的壓力不足，氣密耐性下降。因此，期望玻璃的線膨脹系數(shù)不要過大。
[0031]圖6是表示本發(fā)明的實(shí)施方式涉及的光模塊的變形例的剖視圖。直接將金屬塊6設(shè)置在元件座4上。即使在如上這樣沒有帕爾貼模塊5的情況下，也能夠得到與上述的實(shí)施方式同樣的效果。
【權(quán)利要求】
1.一種光模塊用透鏡蓋，其特征在于，具有: 鏡筒，其由金屬材料構(gòu)成；以及 壓制透鏡，其由玻璃構(gòu)成，保持在所述鏡筒上， 所述玻璃的線膨脹系數(shù)為6?8ppm/K， 所述金屬材料的線膨脹系數(shù)在150?800°C下大于或等于10ppm/K，在小于或等于100°C時(shí)小于或等于8ppm/K。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光模塊用透鏡蓋，其特征在于， 所述金屬材料為因伐合金、超因伐合金、不銹因伐合金的任意一者。
3.一種光模塊，其特征在于，具有: 權(quán)利要求1或2所述的光模塊用透鏡蓋；以及 光半導(dǎo)體元件，其在所述鏡筒內(nèi)，配置于所述壓制透鏡的聚光位置。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的光模塊，其特征在于， 還具有在所述鏡筒內(nèi)填充的He， 所述He從所述鏡筒的泄漏率小于或等于I X KT9Pa.m3/s。
5.一種光模塊用透鏡蓋的制造方法，其特征在于，具有: 形成由金屬材料構(gòu)成的鏡筒的工序；以及 通過相對(duì)于所述鏡筒利用加壓壓制對(duì)玻璃進(jìn)行成型，從而形成在所述鏡筒上保持的壓制透鏡的工序， 所述玻璃的線膨脹系數(shù)為6?8ppm/K， 所述金屬材料的線膨脹系數(shù)在150?800°C下大于或等于10ppm/K，在小于或等于100°C時(shí)小于或等于8ppm/K。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的光模塊用透鏡蓋的制造方法，其特征在于，所述加壓壓制時(shí)的溫度為600?800°C。
【文檔編號(hào)】G02B7/02GK104459927SQ201410483878
【公開日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年9月19日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月19日
【發(fā)明者】松末明洋, 中村光一 申請(qǐng)人:三菱電機(jī)株式會(huì)社