光调制器制造技术

本发明专利技术提供一种光调制器。在具备多个引脚的光调制器中，抑制对于引脚的引线键合的连接强度的下降，该多个引脚固定于壳体的侧壁，且具有向壳体的内部空间突出的部分。一种光调制器，在壳体(11)内收容有光调制元件(12)，其中，在壳体(11)的侧壁上固定有通过引线键合与光调制元件(12)电连接的多个引脚(14)。多个引脚(14)分别具有向壳体(11)的内部空间(内表面(11a)侧)突出的部分。在固定有多个引脚(14)的侧壁部分设置有抑制引脚间的共振的共振抑制结构(例如，凹部(21))。

【技术实现步骤摘要】
光调制器
本专利技术涉及光调制器，尤其是涉及DP-QPSK(DualPolarization-QuadraturePhaseShiftKeying，双极化四相相移键控)调制器等具有多个引脚的光调制器。
技术介绍
在光通信领域中，搭载有高速光调制器的光发送装置正被利用。近年来，光发送装置的大容量化及小型化要求不断升高。关于光发送装置的大容量化，将调制方式从以往的强度调制(On-OffKeying)等变更为使用了相位调制的QPSK或DP-QPSK等采用了多级调制或进一步采用了极化复用的传输制式，由此实现进一步提高了传输容量的光调制器。例如，在DP-QPSK调制器的情况下，将输入高频信号(RF信号)的4个RF输入部和根据这些输入信号进行调制的4个光调制部集成为一个光元件，由此实现小型大容量的传输。在光调制元件的基板中，除了LiNbO3或InP等材料之外，最近也出现了使用Si的基板等。如图1所例示的那样，光调制器除了具备RF输入部之外，还具备多个引脚作为形成在光调制元件上的多个光调制部的偏压控制用的信号输入部、产生为了进行偏压控制而使用的电信号的监控器PD(光检测器)的输出部。例如，在将4个RF输入部、4个光调制器部、2个反馈用的监控器PD集成而成的DP-QPSK调制器中，存在包括接地引脚、NC(NotConnect，无连接)引脚而具备18个引脚的结构。上述引脚主要用于DC(直流)信号的输入或输出。此外，并非是指引脚的必要最小限度数量为18个，这些根据DC偏压电极或接地引脚的有无等而变化。通常情况下，通过制造或使用光调制器的业界团体而将引脚数或配置等进行标准化。作为具有这样的多个引脚的结构，半导体LD(半导体激光器)壳体的蝶形引脚等多引脚结构被通用化。该结构是将成图有电气配线、键合区的陶瓷基板埋入于在壳体形成的孔，并利用硬钎料等进行固定而被气密密封化。而且，在外部通过硬钎料或焊锡来固定基板连接用的引脚，在内部将光元件与陶瓷基板上的配线图案通过引线键合电连接。这样的蝶形引脚结构具有能够小型高精度、高密度地进行多引脚化形成的优点。然而，由于金属壳体与陶瓷材料的热膨胀系数之差，存在在可靠性的问题上无法大型化(因温度变化而产生陶瓷基板破裂或气密密封泄漏)、制造成本增加等缺点。因此，在比较大型的以LiNbO3等为材料的DP-QPSK调制器等中不使用蝶形引脚。在DP-QPSK调制器等中，取代蝶形引脚，使用将插通于在壳体的侧壁贯通的孔的引脚用玻璃密封材料固定的、能够以比较低的成本进行气密密封的引脚结构。光调制器中使用的引脚可以施加从DC到具有MHz程度的频率成分的电信号，但是施加频率比高频RF连接器低的电信号。因此，采用设计的自由度高且使引脚贯通壳体而固定那样的能够简易地实现的结构。这样的引脚结构与半导体LD壳体的蝶形引脚结构等不同，在壳体内部，引脚自身成为悬臂中空状态，成为对这些引脚直接实施电连接用的引线键合的结构。此外，悬臂中空状态的引脚是指在壳体的侧壁固定引脚的一部分且向壳体的内部空间突出的部分的前端(被引线键合的部分)成为自由端的结构。例如，专利文献1公开了在壳体内部使引脚成为悬臂中空状态的结构的电子装置。通常，引脚的个数、间隔等通过各业界等的标准来决定。然而，光调制元件侧的配线焊盘部由于各种设计制约事项，全部按遵照标准的间隔设计及形成的情况极其困难。因此，惯例是在光调制元件的电极焊盘部与引脚之间设置中继基板，以能够容易地进行引脚与中继基板的焊盘部的连接、及光调制元件的电极焊盘部与中继基板的焊盘部的连接的方式进行配置。关于引线键合的连接，在短的连接时间下，为了提高连接强度并进一步提高连接的稳定性再现性，通常一边进行热压接一边施加超声波振动。上述功能被导入到大多数的引线键合装置中。例如，专利文献2公开了将毛细部的激振频率设定为与引线的固有振动频率不同的频率的引线键合装置。【在先技术文献】【专利文献】【专利文献1】日本特开2014-195061号公报【专利文献2】日本特开2003-338520号公报
技术实现思路
【专利技术要解决的课题】需要引线键合(大多数的情况下为金线)的连接强度成为对于光调制器、光发送装置的组装、运输、设置、运用时会产生的外在的故障原因具有充分的连接可靠性的强度。因此，事先制作与键合连接的引脚为同一材料、同一设计的键合连接条件设定用的用具等，预先决定引线键合的条件(加热温度、施加功率、施加时间、施加重量等)。另外，通常为了引线键合的连接强度的提高、连接强度稳定化及再现性的提高等，除了引线的热压接之外，还进行超声波振动的施加。施加的超声波的频率根据装置种类或装置厂商而不同，但是大致为30kHz～200kHz左右。引线键合的条件将连接强度的分布加入考虑，被设定成键合的引线的连接强度成为相对于最低限度所需的极限连接强度(gmin)具有充分的富余度的值。例如，在光调制器要求的极限连接强度gmin为2g的情况下，以使平均连接强度g0成为2g的3倍即6g、考虑了连接强度分布的设计安全富余度成为2g的2倍即4g的方式设定条件。上述条件根据金线引线的直径、被键合物的材料、表面状态、光调制器适应的环境(通信基站内、屋外、飞机内、火箭内、卫星内)及适应可靠性标准等各种要因而适当变化。在确定了具有充分的富余度的条件之后，如果键合的引脚的材料、形状、壳体固定结构、使用设备等相同，则即使在不同的设计的壳体中以相同条件进行引线键合，也能够进行具有充分的连接可靠性的连接。但是，以引线键合装置被维护、被日常检查、装置故障等要因被排除为前提。在这样的情况之中，在已存的DP-QPSK调制器中，更加小型化及大容量化的要求也变得强烈。因此，采用了将RF输入部从以往的插入式的连接器变化为FPC(FlexiblePrintedCircuits)等、实现极化合成部的小型化、实现光调制元件自身的小型化等各种方法而进行了使壳体更加小型化的研究。然而，渐渐知道在这样的小型的DP-QPSK调制器等中，在使用以往得到充分的连接可靠性且也积攒了较多量产成绩的引线键合时，有时会产生低于极限连接强度的键合的情况。尽管键合的引脚的材料、形状、壳体固定结构、使用设备等相同且键合条件也相同地进行了引线键合，有时仍会产生这样的键合不良。当存在低于极限连接强度的键合时，可能会发生引线从引脚剥落的现象(引线剥落)。在光通信系统的运用中如果发生引线剥落，则会产生成为关系到该运用一下子停止的崩溃故障的重大故障等的重大影响。另外，今后也将推进尝试将多个DP-QPSK调制元件集成化于一个壳体来增加传输容量。伴随于此，设于光调制器的引脚的个数进一步增加，因此连接可靠性的确保成为更重要的课题。已知低于极限连接强度的键合并非由于引线键合装置的故障或键合的引脚自身的连接表面状态等的异常而产生。而且，已知对于单独的引脚的连接强度能得到以往那样的强度。然而，为何会产生这样的问题还不清楚。这样的现象在以往的光调制器中并未发现，新近变得明显化，成为可能会使作为光通信的根基的光调制器的可靠性下降的重大问题。本专利技术要解决的课题是在具备固定于壳体的侧壁且具有向壳体的内部空间突出的部分的多个引脚的光调制器中，抑制对于引脚的引线键合的连接强度的下降。【用于解决课题的方案】为了解决上述课题，本专利技术的光调本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光调制器，在壳体内收容有光调制元件，其特征在于，在该壳体的侧壁上固定有通过引线键合与该光调制元件电连接的多个引脚，该多个引脚分别具有向该壳体的内部空间突出的部分，在固定有该多个引脚的侧壁部分设置有抑制引脚间的共振的共振抑制结构。

【技术特征摘要】
2017.03.23 JP 2017-0570181.一种光调制器，在壳体内收容有光调制元件，其特征在于，在该壳体的侧壁上固定有通过引线键合与该光调制元件电连接的多个引脚，该多个引脚分别具有向该壳体的内部空间突出的部分，在固定有该多个引脚的侧壁部分设置有抑制引脚间的共振的共振抑制结构。2.根据权利要求1所述的光调制器，其特征在于，作为该共振抑制结构，具有在该侧壁部分的至少内表面侧形成的凹部或凸部。3.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：筱崎稔，菅又彻，
申请(专利权)人：住友大阪水泥股份有限公司，
类型：发明
国别省市：日本,JP