[发明专利]金属罩和具有该金属罩的光学装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种设置有金属罩的光学装置，该金属罩焊接到基座上以气密性地密封其中安装有诸如半导体激光二极管(LD)或半导体光电二极管(PD)等半导体光学器件的空间。

背景技术

设置有同轴封装的光学装置通常包括金属基座和金属罩。该基座安装有LD或PD，偶尔安装有一些诸如用于放大由PD产生的信号的前置放大器IC和用于驱动LD的驱动器IC等电子器件。气密性地固定到基座上的罩提供了将LD或PD以及电子器件封装在其中的空间。在光学装置的同轴封装中，基座具有盘状，而罩具有圆筒状。罩包括壳体部分和凸缘部分。壳体部分设置有透明窗，从安装在上述空间内的LD发出的光或朝向安装在上述空间内的PD发射的光穿过该透明窗；而位于透明窗相对侧的凸缘部分通过焊接固定到基座上。

对罩和基座进行组装，例如通过电阻焊接将罩的凸缘部分固定到基座上。如图4所示，电阻焊接将与基座103对齐的罩102的凸缘102a置于两个电极E1与E2之间，以使得凸缘102a和基座103的外周部分被电极E1和E2压紧并且提供大脉冲电流以熔化凸缘102a和基座103的外周部分。这样，将罩102焊接到基座103上。然而，所述电阻焊接通常会由于焊接时熔化的且在内部空间飞散的碎片而导致或产生诸如器件之间的短路或者安装在封装内的器件的机械损坏等故障。即使焊接不会产生在空间S中飞散的碎片，但当罩102和基座103受到振动时由焊接熔化的多余金属会渗出内部空间S，偶尔会产生飞散的碎片。

壳体111的凸缘部分111a有时设置有高度约为0.1mm的环状突起111b以增加焊接时的电流密度。该环状突起111b可便于使凸缘部分111a熔化，进而围绕基座112进行均质焊接。然而，环状突起111b对于突起的过量部分进入空间S的分离不起作用。脉冲电流易于将环状突起111b的顶端部分熔化，相反，突起便于熔化，熔化的突起由于压力而容易在空间S内扩展以将凸缘部分111a抵靠在基座112上。

在空间S内延伸的熔化的突起导致上述故障。电阻焊接的适当条件，具体为将凸缘部分111a抵靠在基座112上的减小的压力可降低焊接产生的过量碎片渗出空间S的可能性。然而，焊接处减小的压力不可避免将导致气密性的可靠性降低。

日本专利申请公开JP-2007-134644A披露了如图7示意性示出的带有焊接到基座上的罩的光学装置。上述现有技术中的罩的凸缘部分设置有环状突起122a，该环状突起122a附带有紧邻环状突起122a内侧且沿着环状突起122a延伸的台阶122b。台阶122b设置成确保焊接突起122a的高度并且具有保护突起122a免受过度挤压的功能，另外台阶122b还可表现出另一功能，即防止焊接产生的熔化碎片飞散到空间S中。

发明内容

图7所示的突起122a和台阶122b的构造可以非常有效地防止熔化碎片向空间中飞散。然而，难以制造出带有突起122a的台阶122b。对金属块的加工可以制出基座122b，但这是一项浪费成本的技术。考虑到图7所示的现有技术，本发明利用节约成本的技术提供了将罩焊接到基座上的构造，其基本上防止了突起的熔化碎片飞入内部空间S中。

本发明的一个方面涉及一种光学装置，其设置有诸如LD和PD等的半导体光学器件。本发明的光学装置包括：金属基座，其具有圆盘形状，并且构造为在其上安装有所述半导体光学器件；以及金属罩，其具有主体部分和凸缘部分。所述主体部分大致呈圆筒形状，而所述凸缘部分形成在所述主体部分的端部。所述凸缘部分设置有焊接到所述金属基座上的环状突起和邻近所述环状突起的内侧而形成的环状凹槽。所述环状凹槽具有朝所述环状突起的相反方向(与所述环状突起的突起方向相反的方向)延伸的凹部(中空部分)。本发明具有这样的特征：即，通过对包括所述环状突起和所述环状凹槽的金属板材进行冲压而形成所述罩的所述主体部分和所述凸缘部分，并且所述环状凹槽捕获在将所述环状突起焊接到所述基座上时产生的碎片。

所述环状凹槽的凹部具有梯形截面，在焊接之前所述凹部的体积大致等于或大于所述环状突起的体积。所述罩可以由铁镍钴(Fe-Ni-Co)合金或冷轧钢制成。所述环状凹槽可以与所述环状突起形成为同心圆状，以便沿着圆盘状的基座的外周捕获由于均质焊接而产生的碎片。

附图说明

将参考附图进一步详细地说明本发明，其中：

图1为根据本发明实施例的光学装置的截面图，其中省略罩来说明光学装置的基座；

图2A至2C分别为根据本发明实施例的罩的凸缘部分的截面图、俯视图以及放大图；