気密封止光学デバイス
【課題】気密封止パッケージ内のフラックスレスＳｎ（９１）−Ｚｎ（９）半田の酸化を抑制する。
【解決手段】気密封止が必要な導波路型波長変換素子１と金属製ホルダ２とサーモモジュール３を気密封止パッケージ４に気密に封止する。サーモモジュール３の放熱面３ｂを気密封止パッケージ４の内面領域４ｂにフラックスレスＳｎ（９１）−Ｚｎ（９）半田５で接合する。気密封止パッケージ４内の空間に酸素フリーの不活性ガス７を充填する。
【効果】気密に封止した状態でも、フラックスレスＳｎ（９１）−Ｚｎ（９）半田の酸化を生じない。そして、気密に封止するため、導波路型波長変換素子１などを埃や湿気などから守ることが出来る。
【解決手段】気密封止が必要な導波路型波長変換素子１と金属製ホルダ２とサーモモジュール３を気密封止パッケージ４に気密に封止する。サーモモジュール３の放熱面３ｂを気密封止パッケージ４の内面領域４ｂにフラックスレスＳｎ（９１）−Ｚｎ（９）半田５で接合する。気密封止パッケージ４内の空間に酸素フリーの不活性ガス７を充填する。
【効果】気密に封止した状態でも、フラックスレスＳｎ（９１）−Ｚｎ（９）半田の酸化を生じない。そして、気密に封止するため、導波路型波長変換素子１などを埃や湿気などから守ることが出来る。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、気密封止光学デバイスに関し、さらに詳しくは、気密封止パッケージ内のフラックスレスＳｎ（９１）−Ｚｎ（９）半田の酸化を抑制することが出来る気密封止光学デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光導波路部材などが気密封止パッケージ内にフラックスレス半田で固定されると共に、気密封止パッケージ内の揮発成分を除去するために、１ｐｐｍ以上の酸素を含有する不活性ガスが気密封止パッケージ内の空間に充填されたレーザモジュールが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２３３８８５号公報（段落［００５１］〜［００５４］）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
光学部品と、その光学部品を保持する金属製ホルダと、その金属製ホルダに接合された吸熱面から吸熱しその吸熱面と反対側に位置する放熱面から放熱するサーモモジュールと、光学部品及び金属製ホルダ及びサーモモジュールを気密に封止し且つフラックスレスＳｎ（９１）−Ｚｎ（９）半田でサーモモジュールの放熱面が接合された内面領域を有する気密封止パッケージと、その気密封止パッケージ内の空間に充填された微量の酸素を含有する不活性ガスとを具備した光学デバイスにおいて、長期試験の結果、フラックスレスＳｎ（９１）−Ｚｎ（９）半田が酸化し、品質低下を起こす場合があることが判った。
他方、光学部品及び金属製ホルダ及びサーモモジュールを気密に封止しないで、長期試験を行った結果、フラックスレスＳｎ（９１）−Ｚｎ（９）半田の酸化を生じないことが判った。
しかし、光学部品が、例えば導波路型波長変換素子のように気密封止が必要な光学部品の場合、気密に封止しない訳にいかず、フラックスレスＳｎ（９１）−Ｚｎ（９）半田の酸化が問題となっていた。
そこで、本発明の目的は、気密封止パッケージ内のフラックスレスＳｎ（９１）−Ｚｎ（９）半田の酸化を抑制することが出来る気密封止光学デバイスを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
第１の観点では、本発明は、気密封止が必要な光学部品（１）と、前記光学部品（１）を保持する金属製ホルダ（２）と、前記金属製ホルダ（２）に接合された吸熱面（３ａ）から吸熱し前記吸熱面（３ａ）と反対側に位置する放熱面（３ｂ）から放熱するサーモモジュール（３）と、前記光学部品（１）及び前記金属製ホルダ（２）及び前記サーモモジュール（３）を気密に封止し且つフラックスレスＳｎ（９１）−Ｚｎ（９）半田（５）で前記サーモモジュール（３）の放熱面（３ｂ）が接合された内面領域（４ｂ）を有する気密封止パッケージ（４）と、前記気密封止パッケージ（４）内の空間に充填された酸素フリーの不活性ガス（７）とを具備したことを特徴とする気密封止光学デバイス（１００）を提供する。
上記第１の観点による気密封止光学デバイスでは、長期試験の結果、光学部品及び金属製ホルダ及びサーモモジュールを気密に封止した状態で、フラックスレスＳｎ（９１）−Ｚｎ（９）半田の酸化を生じないことが判った。そして、光学部品及び金属製ホルダ及びサーモモジュールを気密に封止するため、光学部品などを埃や湿気などから守ることが出来た。
【０００６】
第２の観点では、本発明は、前記第１の観点による気密封止光学デバイスにおいて、前記金属製ホルダ（２）と前記サーモモジュール（３）の吸熱面（３ａ）とを、前記フラックスレスＳｎ（９１）−Ｚｎ（９）半田（５）よりも融点の低いフラックスレス半田（６）で接合したことを特徴とする気密封止光学デバイス（１００）を提供する。
上記第２の観点による気密封止光学デバイス（１００）では、サーモモジュール（３）の放熱面（３ｂ）を気密封止パッケージ（４）の内面領域（４ｂ）に半田付けした後、サーモモジュール（３）の吸熱面（３ａ）に金属製ホルダ（２）を半田付けする際、先に半田付けしたフラックスレスＳｎ（９１）−Ｚｎ（９）半田（５）が溶けてしまうことを回避できる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の気密封止光学デバイスによれば、長期試験の結果、気密に封止した状態で、フラックスレスＳｎ（９１）−Ｚｎ（９）半田の酸化を生じないことが判った。そして、光学部品及び金属製ホルダ及びサーモモジュールを気密に封止するため、光学部品などを埃や湿気などから守ることが出来た。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施例１に係る気密封止光学デバイスを示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図に示す実施例により本発明をさらに詳細に説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。
【実施例】
【００１０】
−実施例１−
図１は、実施例１に係る気密封止光学デバイス１００を示す一部破断側面図である。
この気密封止光学デバイス１００は、気密封止が必要な導波路型波長変換素子１と、波長変換素子１を保持する金属製ホルダ２と、金属製ホルダ２に接合された吸熱面３ａから吸熱し吸熱面３ａと反対側に位置する放熱面３ｂから放熱するサーモモジュール３と、波長変換素子１及び金属製ホルダ２及びサーモモジュール３を気密に封止する気密封止パッケージ４と、サーモモジュール３の放熱面３ｂを気密封止パッケージ４の内面領域４ｂに接合するフラックスレスＳｎ（９１）−Ｚｎ（９）半田５と、サーモモジュール３の吸熱面３ａに金属製ホルダ２を接合するフラックスレスＳｎ（４２）−Ｂｉ（５８）半田６と、気密封止パッケージ４内の空間に充填された酸素フリーの不活性ガス７とを具備している。
【００１１】
導波路型波長変換素子１は、例えば周期的分極反転構造を形成したタンタル酸リチウム結晶である。
金属製ホルダ２は、例えばコバール製である。
サーモモジュール３の外面は例えばアルミナ製であり、吸熱面３ａと放熱面３ｂには金メッキが施されている。
【００１２】
気密封止パッケージ４は、例えばコバール製であり、環境温度の変化による部品の結露などを防止するため窒素雰囲気中でシーム溶接あるいはＯリングあるいは半田付けなどの手法を用いて気密封止されている。リーク量は、例えば１０-10Ｐａ・ｍ3／ｓ以下である。
【００１３】
フラックスレスＳｎ（９１）−Ｚｎ（９）半田５の融点は１９８℃であり、サーモモジュール３の内部の半田より低融点であるため、フラックスレスＳｎ（９１）−Ｚｎ（９）半田５で半田付けする際、サーモモジュール３の内部の半田が溶けてしまうことを回避できる。
【００１４】
フラックスレスＳｎ（４２）−Ｂｉ（５８）半田６の融点は１３９℃であり、フラックスレスＳｎ（９１）−Ｚｎ（９）半田５より低融点であるため、サーモモジュール３の放熱面３ｂを気密封止パッケージ４の内面領域４ｂにフラックスレスＳｎ（９１）−Ｚｎ（９）半田５で半田付けした後、サーモモジュール３の吸熱面３ａに金属製ホルダ２をフラックスレスＳｎ（４２）−Ｂｉ（５８）半田６で半田付けする際、先に半田付けしたフラックスレスＳｎ（９１）−Ｚｎ（９）半田（５）が溶けてしまうことを回避できる。
【００１５】
フラックスレスＳｎ（９１）−Ｚｎ（９）半田５およびフラックスレスＳｎ（４２）−Ｂｉ（５８）半田６を用いるため、フラックス成分の飛散による部品の汚染を防止できる。
【００１６】
酸素フリーの不活性ガス７は、例えば酸素含有濃度が０．０５ｖｏｌ・ｐｐｍ以下のヘリウムガスである。ヘリウムガスは、トレーサガスとして、高精度なファインリーク測定とグロスリーク測定による気密性の確認に適している。
【００１７】
実施例１に係る気密封止光学デバイス１００によれば、気密に封止した状態でも、フラックスレスＳｎ（９１）−Ｚｎ（９）半田５の酸化を生じない。そして、導波路型波長変換素子１及び金属製ホルダ２及びサーモモジュール３を気密に封止するため、導波路型波長変換素子１などを埃や湿気などから守ることが出来る。
【産業上の利用可能性】
【００１８】
本発明の気密封止光学デバイスは、例えば光通信モジュールなどに利用できる。
【符号の説明】
【００１９】
１ 導波路型波長変換素子
２ 金属製ホルダ
３ サーモモジュール
４ 気密封止パッケージ
５ フラックスレスＳｎ（９１）−Ｚｎ（９）半田
６ フラックスレスＳｎ（４２）−Ｂｉ（５８）半田
７ 酸素フリーの不活性ガス
１００ 気密封止光学デバイス
【技術分野】
【０００１】
本発明は、気密封止光学デバイスに関し、さらに詳しくは、気密封止パッケージ内のフラックスレスＳｎ（９１）−Ｚｎ（９）半田の酸化を抑制することが出来る気密封止光学デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光導波路部材などが気密封止パッケージ内にフラックスレス半田で固定されると共に、気密封止パッケージ内の揮発成分を除去するために、１ｐｐｍ以上の酸素を含有する不活性ガスが気密封止パッケージ内の空間に充填されたレーザモジュールが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２３３８８５号公報（段落［００５１］〜［００５４］）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
光学部品と、その光学部品を保持する金属製ホルダと、その金属製ホルダに接合された吸熱面から吸熱しその吸熱面と反対側に位置する放熱面から放熱するサーモモジュールと、光学部品及び金属製ホルダ及びサーモモジュールを気密に封止し且つフラックスレスＳｎ（９１）−Ｚｎ（９）半田でサーモモジュールの放熱面が接合された内面領域を有する気密封止パッケージと、その気密封止パッケージ内の空間に充填された微量の酸素を含有する不活性ガスとを具備した光学デバイスにおいて、長期試験の結果、フラックスレスＳｎ（９１）−Ｚｎ（９）半田が酸化し、品質低下を起こす場合があることが判った。
他方、光学部品及び金属製ホルダ及びサーモモジュールを気密に封止しないで、長期試験を行った結果、フラックスレスＳｎ（９１）−Ｚｎ（９）半田の酸化を生じないことが判った。
しかし、光学部品が、例えば導波路型波長変換素子のように気密封止が必要な光学部品の場合、気密に封止しない訳にいかず、フラックスレスＳｎ（９１）−Ｚｎ（９）半田の酸化が問題となっていた。
そこで、本発明の目的は、気密封止パッケージ内のフラックスレスＳｎ（９１）−Ｚｎ（９）半田の酸化を抑制することが出来る気密封止光学デバイスを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
第１の観点では、本発明は、気密封止が必要な光学部品（１）と、前記光学部品（１）を保持する金属製ホルダ（２）と、前記金属製ホルダ（２）に接合された吸熱面（３ａ）から吸熱し前記吸熱面（３ａ）と反対側に位置する放熱面（３ｂ）から放熱するサーモモジュール（３）と、前記光学部品（１）及び前記金属製ホルダ（２）及び前記サーモモジュール（３）を気密に封止し且つフラックスレスＳｎ（９１）−Ｚｎ（９）半田（５）で前記サーモモジュール（３）の放熱面（３ｂ）が接合された内面領域（４ｂ）を有する気密封止パッケージ（４）と、前記気密封止パッケージ（４）内の空間に充填された酸素フリーの不活性ガス（７）とを具備したことを特徴とする気密封止光学デバイス（１００）を提供する。
上記第１の観点による気密封止光学デバイスでは、長期試験の結果、光学部品及び金属製ホルダ及びサーモモジュールを気密に封止した状態で、フラックスレスＳｎ（９１）−Ｚｎ（９）半田の酸化を生じないことが判った。そして、光学部品及び金属製ホルダ及びサーモモジュールを気密に封止するため、光学部品などを埃や湿気などから守ることが出来た。
【０００６】
第２の観点では、本発明は、前記第１の観点による気密封止光学デバイスにおいて、前記金属製ホルダ（２）と前記サーモモジュール（３）の吸熱面（３ａ）とを、前記フラックスレスＳｎ（９１）−Ｚｎ（９）半田（５）よりも融点の低いフラックスレス半田（６）で接合したことを特徴とする気密封止光学デバイス（１００）を提供する。
上記第２の観点による気密封止光学デバイス（１００）では、サーモモジュール（３）の放熱面（３ｂ）を気密封止パッケージ（４）の内面領域（４ｂ）に半田付けした後、サーモモジュール（３）の吸熱面（３ａ）に金属製ホルダ（２）を半田付けする際、先に半田付けしたフラックスレスＳｎ（９１）−Ｚｎ（９）半田（５）が溶けてしまうことを回避できる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の気密封止光学デバイスによれば、長期試験の結果、気密に封止した状態で、フラックスレスＳｎ（９１）−Ｚｎ（９）半田の酸化を生じないことが判った。そして、光学部品及び金属製ホルダ及びサーモモジュールを気密に封止するため、光学部品などを埃や湿気などから守ることが出来た。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施例１に係る気密封止光学デバイスを示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図に示す実施例により本発明をさらに詳細に説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。
【実施例】
【００１０】
−実施例１−
図１は、実施例１に係る気密封止光学デバイス１００を示す一部破断側面図である。
この気密封止光学デバイス１００は、気密封止が必要な導波路型波長変換素子１と、波長変換素子１を保持する金属製ホルダ２と、金属製ホルダ２に接合された吸熱面３ａから吸熱し吸熱面３ａと反対側に位置する放熱面３ｂから放熱するサーモモジュール３と、波長変換素子１及び金属製ホルダ２及びサーモモジュール３を気密に封止する気密封止パッケージ４と、サーモモジュール３の放熱面３ｂを気密封止パッケージ４の内面領域４ｂに接合するフラックスレスＳｎ（９１）−Ｚｎ（９）半田５と、サーモモジュール３の吸熱面３ａに金属製ホルダ２を接合するフラックスレスＳｎ（４２）−Ｂｉ（５８）半田６と、気密封止パッケージ４内の空間に充填された酸素フリーの不活性ガス７とを具備している。
【００１１】
導波路型波長変換素子１は、例えば周期的分極反転構造を形成したタンタル酸リチウム結晶である。
金属製ホルダ２は、例えばコバール製である。
サーモモジュール３の外面は例えばアルミナ製であり、吸熱面３ａと放熱面３ｂには金メッキが施されている。
【００１２】
気密封止パッケージ４は、例えばコバール製であり、環境温度の変化による部品の結露などを防止するため窒素雰囲気中でシーム溶接あるいはＯリングあるいは半田付けなどの手法を用いて気密封止されている。リーク量は、例えば１０-10Ｐａ・ｍ3／ｓ以下である。
【００１３】
フラックスレスＳｎ（９１）−Ｚｎ（９）半田５の融点は１９８℃であり、サーモモジュール３の内部の半田より低融点であるため、フラックスレスＳｎ（９１）−Ｚｎ（９）半田５で半田付けする際、サーモモジュール３の内部の半田が溶けてしまうことを回避できる。
【００１４】
フラックスレスＳｎ（４２）−Ｂｉ（５８）半田６の融点は１３９℃であり、フラックスレスＳｎ（９１）−Ｚｎ（９）半田５より低融点であるため、サーモモジュール３の放熱面３ｂを気密封止パッケージ４の内面領域４ｂにフラックスレスＳｎ（９１）−Ｚｎ（９）半田５で半田付けした後、サーモモジュール３の吸熱面３ａに金属製ホルダ２をフラックスレスＳｎ（４２）−Ｂｉ（５８）半田６で半田付けする際、先に半田付けしたフラックスレスＳｎ（９１）−Ｚｎ（９）半田（５）が溶けてしまうことを回避できる。
【００１５】
フラックスレスＳｎ（９１）−Ｚｎ（９）半田５およびフラックスレスＳｎ（４２）−Ｂｉ（５８）半田６を用いるため、フラックス成分の飛散による部品の汚染を防止できる。
【００１６】
酸素フリーの不活性ガス７は、例えば酸素含有濃度が０．０５ｖｏｌ・ｐｐｍ以下のヘリウムガスである。ヘリウムガスは、トレーサガスとして、高精度なファインリーク測定とグロスリーク測定による気密性の確認に適している。
【００１７】
実施例１に係る気密封止光学デバイス１００によれば、気密に封止した状態でも、フラックスレスＳｎ（９１）−Ｚｎ（９）半田５の酸化を生じない。そして、導波路型波長変換素子１及び金属製ホルダ２及びサーモモジュール３を気密に封止するため、導波路型波長変換素子１などを埃や湿気などから守ることが出来る。
【産業上の利用可能性】
【００１８】
本発明の気密封止光学デバイスは、例えば光通信モジュールなどに利用できる。
【符号の説明】
【００１９】
１ 導波路型波長変換素子
２ 金属製ホルダ
３ サーモモジュール
４ 気密封止パッケージ
５ フラックスレスＳｎ（９１）−Ｚｎ（９）半田
６ フラックスレスＳｎ（４２）−Ｂｉ（５８）半田
７ 酸素フリーの不活性ガス
１００ 気密封止光学デバイス
【特許請求の範囲】
【請求項１】
気密封止が必要な光学部品（１）と、前記光学部品（１）を保持する金属製ホルダ（２）と、前記金属製ホルダ（２）に接合された吸熱面（３ａ）から吸熱し前記吸熱面（３ａ）と反対側に位置する放熱面（３ｂ）から放熱するサーモモジュール（３）と、前記光学部品（１）及び前記金属製ホルダ（２）及び前記サーモモジュール（３）を気密に封止し且つフラックスレスＳｎ（９１）−Ｚｎ（９）半田（５）で前記サーモモジュール（３）の放熱面（３ｂ）が接合された内面領域（４ｂ）を有する気密封止パッケージ（４）と、前記気密封止パッケージ（４）内の空間に充填された酸素フリーの不活性ガス（７）とを具備したことを特徴とする気密封止光学デバイス（１００）。
【請求項２】
請求項１に記載の気密封止光学デバイス（１００）において、前記金属製ホルダ（２）と前記サーモモジュール（３）の吸熱面（３ａ）とを、前記フラックスレスＳｎ（９１）−Ｚｎ（９）半田（５）よりも融点の低いフラックスレス半田（６）で接合したことを特徴とする気密封止光学デバイス（１００）。
【請求項１】
気密封止が必要な光学部品（１）と、前記光学部品（１）を保持する金属製ホルダ（２）と、前記金属製ホルダ（２）に接合された吸熱面（３ａ）から吸熱し前記吸熱面（３ａ）と反対側に位置する放熱面（３ｂ）から放熱するサーモモジュール（３）と、前記光学部品（１）及び前記金属製ホルダ（２）及び前記サーモモジュール（３）を気密に封止し且つフラックスレスＳｎ（９１）−Ｚｎ（９）半田（５）で前記サーモモジュール（３）の放熱面（３ｂ）が接合された内面領域（４ｂ）を有する気密封止パッケージ（４）と、前記気密封止パッケージ（４）内の空間に充填された酸素フリーの不活性ガス（７）とを具備したことを特徴とする気密封止光学デバイス（１００）。
【請求項２】
請求項１に記載の気密封止光学デバイス（１００）において、前記金属製ホルダ（２）と前記サーモモジュール（３）の吸熱面（３ａ）とを、前記フラックスレスＳｎ（９１）−Ｚｎ（９）半田（５）よりも融点の低いフラックスレス半田（６）で接合したことを特徴とする気密封止光学デバイス（１００）。
【図１】
【公開番号】特開２０１２−２４３９６４（Ｐ２０１２−２４３９６４Ａ）
【公開日】平成２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１１２９４０（Ｐ２０１１−１１２９４０）
【出願日】平成２３年５月２０日（２０１１．５．２０）
【出願人】（０００００１９９３）株式会社島津製作所 (3,708)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月２０日（２０１１．５．２０）
【出願人】（０００００１９９３）株式会社島津製作所 (3,708)
【Ｆターム（参考）】
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