封裝部件、光設(shè)備封裝構(gòu)造體、封裝部件的制造方法及光設(shè)備封裝構(gòu)造體的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種氣密性高的封裝部件、光設(shè)備封裝構(gòu)造體、封裝部件的制造方法及光設(shè)備封裝構(gòu)造體的制造方法。本發(fā)明的封裝部件（1）具有：金屬制的框體（19），其具有基部（19a）、從基部（19a）立起而設(shè)置的側(cè)壁部（19b）及與基部（19a）相對(duì)的開口部（19c）；以及金屬制的蓋部（20），其覆蓋開口部（19c），在蓋部（20）和上端部（19b1）的邊界附近形成熔入部（24），熔入部（24）以到達(dá)至側(cè)壁部（19b）的角部（19b3）的方式形成，熔入部（24）在封裝部件（1）的縱剖面觀察時(shí)，從蓋部（20）的頂面至角部（19b3）為止具有凸曲線狀外形（24a）。
【專利說明】封裝部件、光設(shè)備封裝構(gòu)造體、封裝部件的制造方法及光設(shè)備封裝構(gòu)造體的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種封裝部件、光設(shè)備封裝構(gòu)造體、封裝部件的制造方法及光設(shè)備封裝構(gòu)造體的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在專利文獻(xiàn)I中公開了一種對(duì)光學(xué)元件進(jìn)行氣密封裝而構(gòu)成的可重構(gòu)的光分插模塊(ROADM)封裝件。
[0003]專利文獻(xiàn)1:日本特開2009 - 145887號(hào)公報(bào)
[0004]專利文獻(xiàn)I中公開的ROADM封裝件具有收容光學(xué)元件的框體。該框體具有由氧化鋁陶瓷構(gòu)成的基部、和由科瓦鐵鎳鈷合金(Kovar)(注冊(cè)商標(biāo))構(gòu)成的側(cè)壁及蓋部。基部和側(cè)壁通過軟釬焊進(jìn)行固定，側(cè)壁和蓋部通過軟釬焊、電阻焊接或激光焊接進(jìn)行固定。
[0005]上述ROADM封裝件接收包含波長(zhǎng)彼此不同的多個(gè)信號(hào)成分的光信號(hào),分光成為各信號(hào)成分并輸出。因此，具有:分光元件，其將光信號(hào)分光為各信號(hào)成分；以及光偏轉(zhuǎn)元件(例如 MEMS (Micro Electro Mechanical Systems)反射鏡或 LCOS (Liquid crystal onsiIicon)),其將各信號(hào)成分分別向不同的方向反射。在包含上述分光兀件及光偏轉(zhuǎn)兀件在內(nèi)的分光光學(xué)系統(tǒng)中，包含多個(gè)信號(hào)成分的光信號(hào)和從該光信號(hào)分光出的各信號(hào)成分在空間中傳輸。因此，如果分光光學(xué)系統(tǒng)的收容空間中所含有的氣體的組成變化，氣體的折射率隨之而變動(dòng)，則通過該分光光學(xué)系統(tǒng)分光的光的光路也會(huì)變動(dòng)。因此，為了確保高氣密密封品質(zhì)，需要將構(gòu)成框體的基部、側(cè)壁及蓋部牢固地焊接。但是，在專利文獻(xiàn)I中記載的ROADM封裝件中，在框體側(cè)壁和蓋部之間的接合部處，可能無法獲得足夠的氣密性和強(qiáng)度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]因此，本發(fā)明的目的在于提供一種氣密性高的封裝部件、光設(shè)備封裝構(gòu)造體、封裝部件的制造方法及光設(shè)備封裝構(gòu)造體的制造方法。
[0007]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明能夠采用的第I方式是將物品收容在內(nèi)部并進(jìn)行氣密封裝的封裝部件，
[0008]該封裝部件具有:
[0009]金屬制的框體，其具有基部、從所述基部立起而設(shè)置的側(cè)壁部以及與所述基部相對(duì)的開口部；以及
[0010]金屬制的蓋部，其覆蓋所述開口部，
[0011]所述側(cè)壁部具有內(nèi)側(cè)面、外側(cè)面和與所述蓋部接合的上端部，
[0012]在所述蓋部和所述上端部之間的邊界附近，形成所述蓋部的熔入部，
[0013]所述熔入部到達(dá)至所述上端部和所述外側(cè)面相交叉的角部，在縱剖面觀察時(shí)，從所述蓋部的頂面至所述角部為止具有凸曲線狀外形。
[0014]并且，為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明能夠采用的第2方式是封裝部件的制造方法，[0015]該封裝部件的制造方法具有下述工序:
[0016]將物品收容在金屬制的框體的內(nèi)部的工序，其中，金屬制的框體具有基部、從所述基部立起而設(shè)置的側(cè)壁部以及與所述基部相對(duì)的開口部；
[0017]在所述側(cè)壁部的上端部配置對(duì)所述開口部進(jìn)行覆蓋的蓋部的工序；以及
[0018]通過從在所述上端部處搭載的所述蓋部的上方進(jìn)行激光照射，從而在所述蓋部和所述上端部之間形成所述蓋部的熔入部的工序，
[0019]在該封裝部件的制造方法中，
[0020]在形成所述熔入部的工序中，所述熔入部到達(dá)至所述側(cè)壁部的外側(cè)面和所述上端部相交叉的角部，在縱剖面觀察時(shí)，從所述蓋部的頂面至所述角部為止具有凸曲線狀外形。
[0021]并且，為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明能夠采用的第3方式是具有封裝空間的封裝部件的制造方法，
[0022]該封裝部件的制造方法具有下述工序:
[0023]準(zhǔn)備工序，在該工序中，準(zhǔn)備具有用于形成開口部的周壁的金屬制框體；
[0024]閉塞工序，在該工序中，將金屬制的蓋體載置在所述周壁的上端面；以及
[0025]焊接工序，在該工序中，將激光照射在所述蓋體的周緣部，將所述周緣部焊接在所述上端面上，形成所述封裝空間，
[0026]在該封裝部件的制造方法中，
[0027]在所述焊接工序中，在所述激光照射的點(diǎn)從規(guī)定的開始位置沿所述周緣部整體移動(dòng)后，沿著包含所述開始位置在內(nèi)的焊接完成部分的一部分，以從該焊接完成部分脫離的方式移動(dòng)至所述周緣部的外側(cè)，
[0028]直至所述激光照射的點(diǎn)從開始位置移動(dòng)至所述周緣部的所述外側(cè)為止，所述激光不中斷地進(jìn)行照射。
[0029]并且，為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明能夠采用的第4方式是封裝部件，
[0030]該封裝部件具有:
[0031]金屬制的框體，其具有用于形成開口部的周壁；以及
[0032]金屬制的蓋體，其用于閉塞所述開口部，與所述框體一起形成封裝空間，
[0033]所述蓋體的周緣部形成與所述周壁焊接的焊接痕跡，
[0034]所述焊接痕跡沿所述周緣部形成環(huán)路，
[0035]所述焊接痕跡的一部分從所述環(huán)路到達(dá)至所述周緣部的外側(cè)。
[0036]發(fā)明的效果
[0037]根據(jù)本發(fā)明的封裝部件，能夠充分地確?；亢蜕w部之間的接合部的強(qiáng)度，因此，能夠?qū)⒎庋b部件的內(nèi)部維持為高氣密狀態(tài)。
[0038]根據(jù)本發(fā)明，在通過將多個(gè)部件彼此焊接而形成封裝空間的情況下，能夠?qū)⒃摲庋b空間維持為高氣密狀態(tài)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0039]圖1是表示本發(fā)明所涉及的光設(shè)備封裝構(gòu)造體的圖。
[0040]圖2是表示圖1所示的光設(shè)備封裝構(gòu)造體的底面的圖。
[0041]圖3是作為收容在圖1所示的光設(shè)備封裝構(gòu)造體的內(nèi)部中的光設(shè)備的一個(gè)例子，示出波長(zhǎng)選擇光開關(guān)的圖。
[0042]圖4是作為收容在圖1所示的光設(shè)備封裝構(gòu)造體內(nèi)部中的光設(shè)備的一個(gè)例子，示出光開關(guān)的圖。
[0043]圖5是圖1所示的光設(shè)備封裝構(gòu)造體的剖面圖。
[0044]圖6A是表示將圖5所示的光設(shè)備封裝構(gòu)造體的框體和蓋部接合時(shí)的結(jié)構(gòu)的放大剖面圖。
[0045]圖6B是表示在框體和蓋部的接合部處形成的熔入部的放大剖面圖。
[0046]圖6C是表示熔入部的變形例的放大剖面圖。
[0047]圖7是表示用于形成圖5所示的光設(shè)備封裝構(gòu)造體的光設(shè)備封裝方法的工序的流程圖。
[0048]圖8是表示本實(shí)施方式的對(duì)比例所涉及的熔入部的放大剖面圖。
[0049]圖9是表示將本實(shí)施方式的變形例所涉及的光設(shè)備封裝構(gòu)造體的框體和蓋部接合時(shí)的結(jié)構(gòu)的放大剖面圖。
[0050]圖10是表示將上述封裝部件具有的框體和蓋體進(jìn)行焊接的方法的流程圖。
[0051]圖11是表示將上述封裝部件具有的框體和蓋體進(jìn)行焊接的方法的圖。
[0052]圖12是表示將上述封裝部件具有的框體和蓋體進(jìn)行焊接的方法的圖。
[0053]圖13是表示將上述封裝部件具有的框體和蓋體進(jìn)行焊接的方法的圖。
[0054]圖14是表示將上述封裝部件具有的框體和蓋體進(jìn)行焊接的方法的圖。
[0055]圖15是表示將上述封裝部件具有的框體和蓋體進(jìn)行焊接的方法的圖。
[0056]圖16是從上方觀察通過上述方法焊接后的框體和蓋體的俯視圖。
[0057]圖17A是表示將上述的框體和蓋體進(jìn)行焊接的方法的其他例子的圖。
[0058]圖17B是表示將上述的框體和蓋體進(jìn)行焊接的方法的其他例子的圖。
[0059]標(biāo)號(hào)的說明
[0060]1:光設(shè)備封裝構(gòu)造體、2:光設(shè)備、3:金屬封裝件、4:光纖、5:端口陣列、6:衍射光柵、7 =MEMS反射鏡(光偏轉(zhuǎn)元件)、8:驅(qū)動(dòng)IC、9:控制部、10:光學(xué)部件、1a:光學(xué)基板、11:光學(xué)引擎(電氣部件)、lla:電氣基板、Ilc:配線部件、19:框體、19a:基部、19b:側(cè)壁部、19bl:上端部、19b2:外側(cè)面、19b3:角部、19b4:內(nèi)側(cè)面、19c:開口部、20:蓋部、20a:凸出部、20b:外緣部、22:金屬層、24:熔入部、25:光纖、26:光纖饋通部、27:低線膨脹系數(shù)金屬、28:導(dǎo)電性插針、29:電饋通部、40:氣體導(dǎo)入部
【具體實(shí)施方式】
[0061]下面，參照附圖，對(duì)本發(fā)明所涉及的封裝部件、光設(shè)備封裝構(gòu)造體、封裝部件的制造方法及光設(shè)備封裝構(gòu)造體的制造方法的實(shí)施方式的例子進(jìn)行說明。此外，在以下說明所使用的各附圖中，對(duì)比例尺進(jìn)行了適當(dāng)變更。
[0062]圖1是表示本發(fā)明所涉及的光設(shè)備封裝構(gòu)造體的圖，圖2是表示圖1所示的光設(shè)備封裝構(gòu)造體的底面的圖。
[0063]本實(shí)施方式所涉及的光設(shè)備封裝構(gòu)造體I具有:光設(shè)備2 (參照?qǐng)D3);以及矩形箱型的金屬封裝件3(封裝部件的一個(gè)例子)，其對(duì)光設(shè)備2進(jìn)行氣密封裝?？蝮w19和蓋部20形成封裝空間30。[0064]在封裝空間30內(nèi)收容有光設(shè)備2。在本實(shí)施方式中，光設(shè)備2具有分光光學(xué)系統(tǒng)，該分光光學(xué)系統(tǒng)通過接收包含波長(zhǎng)彼此不同的多個(gè)信號(hào)成分的光信號(hào)，將各信號(hào)成分分別向不同方向射出，從而將該多個(gè)信號(hào)成分分離。作為具有分光光學(xué)系統(tǒng)的光設(shè)備2，可舉出色散補(bǔ)償器、波長(zhǎng)阻斷器、波長(zhǎng)選擇開關(guān)。
[0065]在圖3中不出作為光設(shè)備2的一個(gè)例子的波長(zhǎng)選擇開關(guān)。光設(shè)備2具有:端口陣列5、作為分光元件的一個(gè)例子的衍射光柵6、作為光偏轉(zhuǎn)元件的一個(gè)例子的多個(gè)MEMS (micro-electro-mechanicalsy stems)反射鏡 7、以及驅(qū)動(dòng) IC8。端 口陣列 5 具有輸入端口 5a及輸出端口 5b。作為光偏轉(zhuǎn)元件，優(yōu)選使用LCOS (LiquidCrystalonSilicon)這類的反射型液晶元件、透過型液晶元件、DMD (DigitalMirro rDevice)、DLP(DigitalLightProcessing)等通過施加的電壓而對(duì)光路進(jìn)行切換的元件。
[0066]端口陣列5包含:從封裝空間30外部導(dǎo)入的多根光纖25 ;以及輸入透鏡5c或輸出透鏡5d。輸入端口 5a包含規(guī)定的輸入用光纖25、和與光纖25光學(xué)連接的輸入透鏡5c。輸出端口 5b包含規(guī)定的輸入用光纖25、和與光纖25光學(xué)連接的輸出透鏡5d。
[0067]從輸入端口 5a輸入的輸入光是包含波長(zhǎng)彼此不同的多個(gè)信號(hào)成分的波分復(fù)用光信號(hào)。輸入光被衍射光柵6分光成為規(guī)定的波長(zhǎng)成分光,各波長(zhǎng)成分各自向不同的方向射出。各波長(zhǎng)成分光經(jīng)由未圖不的聚光透鏡，在對(duì)應(yīng)的MEMS反射鏡7上成像。
[0068]各MEMS反射鏡7是利用微型機(jī)械技術(shù)制作的反射鏡，具有多個(gè)微小的光反射面。上述多個(gè)光反射面被彈性支撐，且構(gòu)成為，能夠與施加在針對(duì)各個(gè)光反射面而設(shè)置的致動(dòng)器上的控制電壓的大小相對(duì)應(yīng)，使光反射面的角度獨(dú)立地變化。即，能夠通過驅(qū)動(dòng)IC8對(duì)光反射面的傾斜角進(jìn)行電氣式控制，對(duì)所入射的對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)成分光的光路進(jìn)行控制。
[0069]各MEMS反射鏡7接受從衍射光柵6輸出的各波長(zhǎng)成分光,并朝向某個(gè)輸出端口 5b反射。各波長(zhǎng)成分光穿過未圖示的聚光透鏡、衍射光柵6以及該輸出端口 5b所具有的輸出透鏡5d。然后,在與該輸出透鏡5d光學(xué)連接的輸出用光纖25內(nèi)進(jìn)行傳輸，向封裝空間30的外側(cè)導(dǎo)出。在多個(gè)MEMS反射鏡7將入射的信號(hào)成分光朝向同一個(gè)輸出端口 5b反射的情況下，波長(zhǎng)不同的多個(gè)信號(hào)成分光將在所連接的光纖25內(nèi)耦合。
[0070]對(duì)上述光通信所使用的分光光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行收容的光設(shè)備封裝構(gòu)造體1，優(yōu)選封裝空間內(nèi)氣體的泄漏量為小于或等于5X10 —9Pa.mVsec。
[0071]如圖2及圖3所示，在框體19中設(shè)置有光纖饋通部26。光纖饋通部26是用于將光纖25從封裝空間30的外側(cè)向內(nèi)側(cè)導(dǎo)入的部件。
[0072]另外，光設(shè)備2也可以是圖4所示的通常的光開關(guān)2B。光開關(guān)2B具有:多根光纖12，其形成輸入端口 ；多根光纖13，其形成輸出端口 ；多個(gè)透鏡14，其將從各光纖12射出的光準(zhǔn)直化；多個(gè)透鏡15，其對(duì)入射至各光纖13的光進(jìn)行聚光；MEMS反射鏡16、17，它們將穿過透鏡14的光朝向?qū)?yīng)的光纖13偏轉(zhuǎn)；以及驅(qū)動(dòng)IC18AU8B，它們分別驅(qū)動(dòng)MEMS反射鏡16、17。驅(qū)動(dòng)IC18AU8B經(jīng)由后述設(shè)置在框體19上的電饋通部29，與外部的控制部9電連接。
[0073]金屬封裝件3如圖5所示，具有:框體19，其收容光設(shè)備2 ；以及蓋部20，其設(shè)置在該框體19的上部，覆蓋框體19的開口?？蝮w19由基部19a和從基部19a立起而設(shè)置的側(cè)壁部19b構(gòu)成，并具有與蓋部20相對(duì)的開口部19c。基部19a具有支柱10al，其用于搭載光學(xué)基板10a?；?9a及側(cè)壁部19b可以是在將金屬板切削后使用焊料等粘合而形成的，也可以通過鑄造一體形成。
[0074]蓋部20具有與由框體19的側(cè)壁部19b的上端部19bl和外側(cè)面19b2之間的角部19b3 (參照?qǐng)D6A?圖6C)規(guī)定的面積相比略小的面積。因此，在框體19的開口部19c由蓋部20覆蓋的狀態(tài)下，蓋部20的外緣部20b與框體19的角部19b3相比配置在內(nèi)側(cè)。另外，蓋部20具有向框體19的內(nèi)側(cè)方向凸出的凸出部20a，其用于在將蓋部20配置在框體19上時(shí)的定位。優(yōu)選該凸出部20a設(shè)置為，在蓋部20配置在框體19的上端部19bl處的狀態(tài)下，該凸出部20a相對(duì)于側(cè)壁部19b的內(nèi)側(cè)面19b4 (參照?qǐng)D6A?圖6C)隔開規(guī)定的間隙。該間隙為0.3mm左右。
[0075]框體19及蓋部20由鋁(Al)、鋁合金(Al合金)、鎂(Mg)及鎂合金(Mg合金)等輕金屬構(gòu)成。具體來說，優(yōu)選使用Al — Mn類合金(熔點(diǎn):654°C)、A1 — Si類合金(熔點(diǎn):580°C)、或Al — Mg類合金(熔點(diǎn):649°C)等。另外，特別優(yōu)選構(gòu)成蓋部20的金屬的Si含量為組分比小于或等于0.3%，Cu含量為組分比小于或等于0.1%。
[0076]優(yōu)選構(gòu)成蓋部20的金屬與構(gòu)成框體19的金屬相比氣泡含量少。具體來說，優(yōu)選構(gòu)成蓋部20的金屬的氣泡含量小于或等于5ml (毫升)/100g，進(jìn)一步優(yōu)選小于或等于3ml/100g。因此，在本實(shí)施方式中，與由于鑄造導(dǎo)致氣泡含量增多的壓鑄法相比，優(yōu)選蓋部20通過軋制法等制造。
[0077]如圖6A所示，在側(cè)壁部19b的外側(cè)面19b2上形成有與構(gòu)成框體19及蓋部20的金屬不同的金屬層22。作為該金屬層22優(yōu)選例如鎳層。從側(cè)壁部19b的角部19b3開始，在其下側(cè)的一部分區(qū)域中沒有設(shè)置金屬層22。這是為了避免后述的熔入部24與金屬層22接觸。
[0078]如圖5所示，在框體19上設(shè)置有:光纖饋通部26，其通過光纖而使框體19的內(nèi)部與外部在空間上連通；電饋通部29，其將框體19的內(nèi)部與外部電氣連結(jié)；以及氣體導(dǎo)入部40，其能夠?qū)⒎庋b氣體導(dǎo)入至框體19的內(nèi)部。
[0079]在框體19的側(cè)壁部19b上，以貫通側(cè)壁部19b的方式設(shè)置有上述光纖饋通部26。光纖饋通部26構(gòu)成為，使框體19的內(nèi)部與外部在空間上連通，能夠向框體19內(nèi)導(dǎo)入多根光纖25 (與圖3所示的光纖4、圖4所示的光纖12、13相當(dāng))。
[0080]優(yōu)選光纖25由線膨脹系數(shù)與光纖25接近的低線膨脹系數(shù)金屬27(例如科瓦鐵鎳鈷合金(含有Fe、N1、Co的合金))包覆。通過按照這種方式將光纖25由線膨脹系數(shù)接近的材料包覆，從而能夠防止由于環(huán)境溫度變化引起的部件伸縮而損傷光纖25。
[0081]低線膨脹系數(shù)金屬27通過焊料S而與光纖饋通部26接合。另外，光纖饋通部26通過焊料S而與在側(cè)壁部19b的外側(cè)面19b2上形成的金屬層22接合。
[0082]在框體19的基部19a上設(shè)置有上述電饋通部29,該電饋通部29用于將多根導(dǎo)電性插針(電線)28導(dǎo)入至框體19內(nèi)。電饋通部29如圖5所示，保持有多根導(dǎo)電性插針28。電饋通部29例如由不銹鋼形成，關(guān)于其被導(dǎo)電性插針28貫穿的部分，為了確保絕緣性而由熔融玻璃等形成。
[0083]電饋通部29的兩端部(不銹鋼部分)通過焊料S而與基部19a接合。作為焊料S，使用與上述光纖饋通部26的接合相同的材料。
[0084]電饋通部29的導(dǎo)電性插針28能夠與外部的電路基板等電連接，例如如圖3所示，與對(duì)光學(xué)引擎11的動(dòng)作進(jìn)行控制的控制部9連接，其中，該光學(xué)引擎11包含MEMS反射鏡7。BP, MEMS反射鏡7能夠通過驅(qū)動(dòng)IC8及控制部9以電氣方式受到驅(qū)動(dòng).控制。
[0085]氣體導(dǎo)入部40如圖5所示，以使框體19的內(nèi)部與外部在空間上連通的方式設(shè)置在側(cè)壁部1%上。并且形成為，可在將封裝氣體導(dǎo)入至框體19的內(nèi)部后，使用規(guī)定的帽部件41密封。氣體導(dǎo)入部40與上述光纖饋通部26相同地，由例如不銹鋼構(gòu)成，通過焊料S而與側(cè)壁部1%接合。
[0086]搭載有多個(gè)光學(xué)部件10的光學(xué)基板1a具有支柱1al,該支柱1al固定在框體19的基部19a上。安裝有多個(gè)光學(xué)引擎(電氣部件)11的電氣基板Ila以通過螺釘Ilb而安裝在蓋部20內(nèi)側(cè)的狀態(tài)，被收容在框體19的內(nèi)部。配線部件Ilc的一端與電氣基板Ila電連接。配線部件Ilc的另一端與導(dǎo)電性插針28電連接。
[0087]固定有電氣基板Ila的蓋部20搭載在框體19的側(cè)壁部19b的上端部19bl上，框體19和蓋部20通過熔入部24而接合。如圖6B所示，優(yōu)選熔入部24以到達(dá)至側(cè)壁部19b的外側(cè)面1%2的方式形成，且在金屬封裝件3的縱剖面觀察時(shí)，具有從該外側(cè)面19b2凸出的凸曲線狀外形。另外，熔入部24以到達(dá)至側(cè)壁部19b的上端部19bl與外側(cè)面19b2之間的角部1%3的方式形成，在金屬封裝件3的縱剖面觀察時(shí)，以具有凸曲線狀部24a的方式與側(cè)壁部19b接合，其中，該凸曲線狀部24a從側(cè)壁部19b的上端部19bl至角部19b3為止具有凸曲線狀外形。
[0088]另外，在金屬封裝件3的縱剖面觀察時(shí)，熔入部24具有從其最深部A朝向側(cè)壁部19b的外側(cè)面19b2以放射狀擴(kuò)大的放射形狀。優(yōu)選該最深部A與側(cè)壁部19b的厚度方向的中心C相比位于外側(cè)。并且，優(yōu)選凸出于該外側(cè)面19b2的熔入部24，以不與設(shè)置在外側(cè)面1%2的至少一部分上的金屬層22接觸的方式設(shè)置。
[0089](第I實(shí)施方式)
[0090]下面，參照?qǐng)D7所示的流程圖，對(duì)用于形成上述光設(shè)備封裝構(gòu)造體I的光設(shè)備封裝方法的第I實(shí)施方式進(jìn)行說明。
[0091]首先，準(zhǔn)備由Al、Al合金、Mg及Mg合金中的某種輕金屬構(gòu)成的框體19及蓋部20(工序SlOl )。然后，在框體19上形成金屬層(例如鍍鎳層)22。此時(shí)，在側(cè)壁部19b的外側(cè)面19b2上，預(yù)先在上端部19bl側(cè)的規(guī)定區(qū)域形成掩模而不形成金屬層22。另外，也可以在該區(qū)域鍍敷金屬層22后將其去除。
[0092]然后，將光纖饋通部26、電饋通部29及氣體導(dǎo)入部40與框體19接合(工序S102)。在該工序中，通過熔點(diǎn)比金屬層22低的焊料S，而將部件與在框體19表面形成的金屬層22接合。優(yōu)選該工序在比焊料S的熔點(diǎn)高而比金屬層22的熔點(diǎn)低的溫度下實(shí)施。具體來說，在將上述部件及焊料配置在框體19的上述部件接合位置處的狀態(tài)下，實(shí)施對(duì)框體19整體進(jìn)行加熱的回流焊工序。由此，在應(yīng)與框體19接合的部件為多個(gè)的情況下，也能夠?qū)⑦@些部件一起與框體19接合。
[0093]在本實(shí)施方式中，通過回流焊而將光纖饋通部26、電饋通部29及氣體導(dǎo)入部40 —起固定在框體19上。即，在將焊料S及光纖饋通部26配置在側(cè)壁部19b的部件接合位置，將焊料S及氣體導(dǎo)入部40配置在側(cè)壁部19b的其他部件接合位置，將焊料S及電饋通部29配置在基部19a上的狀態(tài)下，通過對(duì)框體19的整體進(jìn)行加熱，從而將光纖饋通部26、電饋通部29及氣體導(dǎo)入部40與框體19接合。
[0094]然后，將多個(gè)光學(xué)引擎11安裝在電氣基板Ila上，并且，將配線部件Ilc的一端部與該電氣基板Ila連接，并通過螺釘緊固而將該電氣基板Ila固定在蓋部20上(工序S103)。
[0095]然后，將多個(gè)光學(xué)部件10在光學(xué)基板1a上進(jìn)行位置對(duì)齊，通過粘接或螺釘?shù)冗M(jìn)行固定，將該光學(xué)基板1a固定在基部19a上(工序S104)。
[0096]然后，將包含用于輸入規(guī)定光信號(hào)的輸入端口和用于輸出規(guī)定光信號(hào)的輸出端口的多根光纖25導(dǎo)入至光纖饋通部26，并將所導(dǎo)入的多根光纖25分別與多個(gè)光學(xué)部件10連接(工序S105)。具體來說，準(zhǔn)備由低線膨脹系數(shù)金屬27保持的光纖25，將其固定在光纖饋通部26中。在本工序中，優(yōu)選將低線膨脹系數(shù)金屬27軟釬焊在光纖饋通部26中。并且，優(yōu)選將形成在框體19上的金屬層22及光纖饋通部26軟釬焊在框體19上。
[0097]然后，在將與固定在蓋部20上的電氣基板Ila連接的配線部件Ilc的另一端部，與電饋通部29連接后，將蓋部20配置在框體19的上端部19bl上(工序S106)。此時(shí)，蓋部20的凸出部20a設(shè)置為，相對(duì)于側(cè)壁部19b的內(nèi)側(cè)面19b4隔開間隔。
[0098]然后，在將蓋部20載置于框體19上的狀態(tài)下，在框體19與蓋部20的接合部照射激光，形成熔入部24(工序S107)。此外，在將框體19與蓋部20接合的時(shí)刻，由于已經(jīng)在框體19內(nèi)收容有光設(shè)備2，因此，無法像將光纖饋通部26和電饋通部29接合時(shí)那樣，通過回流焊將框體19與蓋部20固定。因此，作為框體19與蓋部20的接合方法，優(yōu)選激光焊接。另外，在將光學(xué)基板1a固定在框體19的底部即基部19a上，將電氣基板Ila固定在設(shè)置于蓋部20內(nèi)表面?zhèn)鹊耐钩霾?0a上的狀態(tài)下，由于從蓋部20的上方進(jìn)行激光照射，因此，能夠進(jìn)行框體19與蓋部20的焊接并避免搭載在光學(xué)基板1a上的光學(xué)部件10受到熱沖擊。
[0099]上述熔入部24可通過激光焊接而形成。激光焊接使用例如束斑外徑小于或等于Φ0.2_，優(yōu)選Φ0.1mm左右的光纖激光器。通過使用束斑直徑較小的光纖激光器，能夠適當(dāng)?shù)匦纬珊笫龅娜廴氩?4。此外，在將激光照射前的蓋部20的外緣部20b與側(cè)壁部19b的角部1%3之間的距離LI (參照?qǐng)D6A)除以激光束斑外徑而得到的值設(shè)為X的情況下，使得
O< X < 7，優(yōu)選O < X < 5。即，在使用束斑直徑為Φ0.1mm的光纖激光器的情況下，在框體19的開口部19c由蓋部20覆蓋的狀態(tài)下，從側(cè)壁部19b的角部19b3至蓋部20的外緣部20b為止的長(zhǎng)度LI小于或等于0.7mm,優(yōu)選小于或等于0.5_。如果從側(cè)壁部19b的角部19b3至蓋部20的外緣部20b為止的長(zhǎng)度LI小于或等于0.7mm，優(yōu)選小于或等于0.5mm,則能夠可靠地形成具有凸曲線狀部24a的熔入部24。
[0100]如圖6A所示，來自光纖激光器的激光從搭載在側(cè)壁部19b的上端部19bl上的蓋部20的上方照射。由此，如圖6B所示，在蓋部20與側(cè)壁部19b的上端部19bl之間的邊界附近形成蓋部20的熔入部24。此時(shí)，優(yōu)選激光照射在從蓋部20的外緣部20b至與外緣部20b的距離為L(zhǎng)2且位于外緣部20b內(nèi)側(cè)的位置為止的區(qū)域中。具體來說，在將距離L2除以激光束斑外徑而得到的值設(shè)為Y的情況下，使得O < Y < 7，優(yōu)選I < Y < 5。在本實(shí)施方式中，如果使用束斑直徑為Φ0.1mm的光纖激光器，則優(yōu)選L2大于0_而小于0.7_，更加優(yōu)選大于或等于0.1mm而小于或等于0.5_。如上所述,在本實(shí)施方式的激光焊接中，即使激光照射位置在L2的范圍內(nèi)變動(dòng)，也能夠適當(dāng)?shù)匦纬扇廴氩?4，因此，可放松對(duì)激光照射位置精度的要求。特別地，只要束斑直徑大于或等于0.1_，則能夠使用便宜的裝置獲得激光。[0101]最后，利用氣體導(dǎo)入部40將封裝氣體導(dǎo)入至框體19內(nèi)，以規(guī)定的帽部件41對(duì)氣體導(dǎo)入部40進(jìn)行密封(工序S108)。由此，能夠?qū)⒐庠O(shè)備2的光學(xué)特性保持恒定。這樣，光設(shè)備2由金屬封裝件3氣密封裝。
[0102]如上所述，根據(jù)本實(shí)施方式，熔入部24以具有凸曲線狀外形的方式設(shè)置，且使其厚壁化。因此，能夠確保框體19與蓋部20之間足夠的接合強(qiáng)度。由此，能夠使用由鋁(Al)或鎂(Mg)等輕金屬構(gòu)成的框體19和蓋部20，能夠?qū)崿F(xiàn)輕量化、低成本化。
[0103]另外，根據(jù)本實(shí)施方式，熔入部24以到達(dá)至側(cè)壁部19b的外側(cè)面19b2的方式形成，熔入部24在金屬封裝件3的縱剖面觀察時(shí)，具有從側(cè)壁部19b的外側(cè)面19b2凸出的凸曲線狀部24a。由此，能夠?qū)崿F(xiàn)熔入部24的進(jìn)一步厚壁化，能夠提高接合強(qiáng)度。
[0104]另外，根據(jù)本實(shí)施方式，熔入部24在金屬封裝件3的縱剖面觀察時(shí)，具有從該熔入部24的最深部A朝向側(cè)壁部19b的外側(cè)面19b2以放射狀擴(kuò)大的放射形狀，最深部A與側(cè)壁部1%厚度方向的中心C相比位于外側(cè)。因此，能夠使側(cè)壁部19b的上端部19bl與外側(cè)面19b2之間的角部19b3厚壁化，有助于確保強(qiáng)度。
[0105]另外，根據(jù)本實(shí)施方式，在側(cè)壁部19b的外側(cè)面19b2的至少一部分上設(shè)置的金屬層22由與構(gòu)成框體19的金屬不同的金屬構(gòu)成，凸出于該外側(cè)面19b2的熔入部24，以不與該金屬層22接觸的方式設(shè)置。因此，能夠防止熔入部24與金屬層22接觸而阻礙焊接性。
[0106]另外，根據(jù)本實(shí)施方式，蓋部20具有凸出部20a，該凸出部20a與熔入部24相比位于內(nèi)側(cè)，向框體19的內(nèi)側(cè)方向凸出，凸出部20a設(shè)置為相對(duì)于側(cè)壁部19b隔開間隙。因此，蓋部20相對(duì)于框體19的定位變得容易，并且，由于利用間隙形成隔熱空間，因此，能夠防止由激光照射產(chǎn)生的熱量擴(kuò)散至框體19的內(nèi)部。 [0107]另外，根據(jù)本實(shí)施方式，其構(gòu)成為，蓋部20的熔入量比框體19的熔入量大，但蓋部20的氣泡含量比框體19少。因此，通過使氣泡含量少的蓋部20溶融得較多，從而能夠防止激光焊接時(shí)熔入部產(chǎn)生氣泡或裂紋，提高封裝品質(zhì)。
[0108]另外，根據(jù)本實(shí)施方式，構(gòu)成蓋部20的金屬的Si含量為組分比小于或等于0.3%。因此，能夠抑制激光焊接時(shí)的Si晶化，防止產(chǎn)生裂紋。
[0109]另外，根據(jù)本實(shí)施方式，構(gòu)成蓋部20的金屬的Cu含量為組分比小于或等于0.1%。這樣，通過抑制熔入量比框體19大的蓋部20的Cu含量，從而能夠提供一種耐腐蝕性好，長(zhǎng)期可靠性高的光設(shè)備封裝構(gòu)造體I。
[0110]另外，根據(jù)本實(shí)施方式，在為了對(duì)分光后的光進(jìn)行處理而要求高氣密封裝品質(zhì)的光設(shè)備封裝構(gòu)造體I中，能夠通過抑制封裝氣體從作為封裝部件的金屬封裝件3的泄漏量，而充分地確保封裝品質(zhì)。
[0111](實(shí)施例)
[0112]下面，對(duì)本實(shí)施方式的光設(shè)備封裝構(gòu)造體的實(shí)施例進(jìn)行說明。在此，如下表1所示，改變激光照射位置而形成光設(shè)備封裝構(gòu)造體，評(píng)價(jià)熔入部的形狀。
[0113]【表1】
[0114]表1
【權(quán)利要求】
1.一種封裝部件，其將物品收容在封裝空間內(nèi)， 其中，該封裝部件具有: 金屬制的框體，其具有基部、從所述基部立起而設(shè)置的側(cè)壁部以及與所述基部相對(duì)的開口部；以及 金屬制的蓋部，其覆蓋所述開口部， 所述側(cè)壁部具有內(nèi)側(cè)面、外側(cè)面和與所述蓋部接合的上端部， 在所述蓋部和所述上端部之間的邊界附近，形成所述蓋部的熔入部， 所述熔入部以到達(dá)至所述上端部和所述外側(cè)面之間的角部的方式形成， 所述蓋部以在所述封裝部件的縱剖面觀察時(shí)，所述熔入部從所述蓋部的頂面至所述角部為止具有凸曲線狀外形的方式與所述側(cè)壁部接合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的封裝部件，其中， 所述熔入部以到達(dá)至所述外側(cè)面的方式形成， 所述熔入部在所述封裝部件的縱剖面觀察時(shí)，具有從所述外側(cè)面凸出的凸曲線狀外形。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的封裝部件，其中， 所述熔入部在所述封裝部件的縱剖面觀察時(shí)，具有從所述熔入部的最深部朝向所述外側(cè)面以放射狀擴(kuò)大的放射形狀， 所述最深部與所述側(cè)壁部的厚度方向的中心相比位于外側(cè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的封裝部件，其中， 凸出于所述外側(cè)面的所述熔入部，以不與設(shè)置在所述外側(cè)面的至少一部分上的金屬層接觸的方式設(shè)置，該金屬層由與構(gòu)成所述框體的金屬不同的金屬構(gòu)成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的封裝部件，其中， 所述蓋部具有凸出部，該凸出部與所述熔入部相比位于內(nèi)側(cè)，向所述框體的內(nèi)側(cè)方向凸出， 所述凸出部設(shè)置為，相對(duì)于所述側(cè)壁部隔開間隙。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的封裝部件，其中， 與構(gòu)成所述框體的金屬相比，構(gòu)成所述蓋部的金屬的氣泡含量少。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的封裝部件，其中， 構(gòu)成所述蓋部的金屬的Si含量小于或等于0.3%。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的封裝部件，其中， 構(gòu)成所述蓋部的金屬的Cu含量小于或等于0.1%。
9.一種光設(shè)備封裝構(gòu)造體，其中， 在權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)的所述封裝空間中收容有具有分光光學(xué)系統(tǒng)的光設(shè)備，該分光光學(xué)系統(tǒng)通過接收包含波長(zhǎng)彼此不同的多個(gè)信號(hào)成分的光信號(hào)，并將各信號(hào)成分分別向不同方向射出，從而將該多個(gè)信號(hào)成分分離。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的光設(shè)備封裝構(gòu)造體，其中， 所述光設(shè)備還具有:光學(xué)基板，其搭載有構(gòu)成分光光學(xué)系統(tǒng)的光學(xué)部件；以及電氣基板，其搭載有對(duì)所述各信號(hào)成分的光路進(jìn)行電氣式控制的電氣部件， 所述光學(xué)基板固定在所述框體的底部。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的光設(shè)備封裝構(gòu)造體，其中， 所述光設(shè)備還具有:光學(xué)基板，其搭載有構(gòu)成分光光學(xué)系統(tǒng)的光學(xué)部件；以及電氣基板，其搭載有對(duì)所述各信號(hào)成分的光路進(jìn)行電氣式控制的電氣部件， 所述電氣基板固定在所述蓋部的內(nèi)表面。
12.根據(jù)權(quán)利要求9至11中任一項(xiàng)所述的光設(shè)備封裝構(gòu)造體，其中， 所述封裝部件的泄漏量為小于或等于5X 10 —9Pa.m3/sec。
13.一種封裝部件的制造方法，其具有下述工序: 將物品收容在金屬制的框體的內(nèi)部的工序，其中，金屬制的框體具有基部、側(cè)壁部以及與所述基部相對(duì)的開口部，該側(cè)壁部從所述基部立起而設(shè)置，并具有上端部、內(nèi)側(cè)面及外側(cè)面； 在所述側(cè)壁部的所述上端部配置對(duì)所述開口部進(jìn)行覆蓋的蓋部的工序；以及 通過從在所述上端部處搭載的所述蓋部的上方進(jìn)行激光照射，從而在所述蓋部和所述上端部之間形成所述蓋部的熔入部的工序， 在該封裝部件的制造方法中， 在形成所述熔入部的工序中，以到達(dá)至所述側(cè)壁部的所述外側(cè)面和所述上端部之間的角部的方式形成所述熔入部，以所述熔入部在所述封裝部件的縱剖面觀察時(shí)，從所述蓋部的頂面至所述角部為止具有凸曲線狀外形的方式，將所述蓋部與所述側(cè)壁部接合。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的封裝部件的制造方法，其中， 在將激光照射前的所述蓋部的外緣部和所述角部之間的距離除以激光的束斑外徑而得到的值設(shè)為X的情況下，O < X < 7。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的封裝部件的制造方法，其中， 在對(duì)從蓋部的外緣部至與外緣部的距離為L(zhǎng)2且位于外緣部?jī)?nèi)側(cè)的位置為止的區(qū)域進(jìn)行激光照射時(shí)，將所述距離L2除以激光的束斑外徑而得到的值設(shè)為Y的情況下，O < Y < 7。
16.根據(jù)權(quán)利要求13至15中任一項(xiàng)所述的封裝部件的制造方法，其中， 對(duì)于所述上端部和所述蓋部之間的接合部位，從相對(duì)于所述蓋部的頂面傾斜的方向照射激光。
17.根據(jù)權(quán)利要求13至16中任一項(xiàng)所述的封裝部件的制造方法，其中， 將激光照射在與所述蓋部的外緣部相距0.1±0.05mm且位于所述外緣部?jī)?nèi)側(cè)的位置。
18.根據(jù)權(quán)利要求13至17中任一項(xiàng)所述的封裝部件的制造方法，其中， 在將所述蓋部的外緣部與所述角部相比配置在內(nèi)側(cè)后進(jìn)行激光照射，從而形成所述熔入部。
19.根據(jù)權(quán)利要求13至18中任一項(xiàng)所述的封裝部件的制造方法，其中， 在所述蓋部的與所述熔入部相比為內(nèi)側(cè)的位置處設(shè)置凸出部，該凸出部以相對(duì)于所述側(cè)壁部設(shè)有間隙的狀態(tài)，向所述框體的內(nèi)側(cè)方向凸出。
20.一種權(quán)利要求9所述的光設(shè)備封裝構(gòu)造體的制造方法，其具有下述工序: 將光設(shè)備收容在所述框體的所述基部?jī)?nèi)的工序，其中，該光設(shè)備具有多根光纖、分光光學(xué)系統(tǒng)、光偏轉(zhuǎn)元件以及控制部，所述多根光纖從所述框體與外部連通，所述分光光學(xué)系統(tǒng)通過接收從所述多根光纖中的至少I根輸入的包含波長(zhǎng)彼此不同的多個(gè)信號(hào)成分的光信號(hào)，將各信號(hào)成分分別向不同方向射出，從而對(duì)所述多個(gè)信號(hào)成分進(jìn)行分光，所述光偏轉(zhuǎn)兀件針對(duì)所述分光光學(xué)系統(tǒng)，控制所述各信號(hào)成分的射出方向，所述控制部對(duì)所述光偏轉(zhuǎn)元件進(jìn)行電氣式控制； 在所述框體中設(shè)置用于使所述多根光纖與外部連通的光纖饋通部、以及用于使所述光偏轉(zhuǎn)元件和所述控制部與外部進(jìn)行電連接的電饋通部的工序； 通過焊料封裝，將所述光纖饋通部及所述電饋通部與所述側(cè)壁部接合的工序；以及以覆蓋所述框體的開口部的方式，將所述蓋部搭載在所述側(cè)壁部的所述上端部，通過激光照射而使所述上端 部與所述蓋部接合的工序。
【文檔編號(hào)】H04J14/02GK104038305SQ201410078724
【公開日】2014年9月10日 申請(qǐng)日期:2014年3月5日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月5日
【發(fā)明者】守屋知巳, 耕田浩, 佐佐木大 申請(qǐng)人:住友電氣工業(yè)株式會(huì)社