JP2008249913A - 光部品実装方法及び装置 - Google Patents

光部品実装方法及び装置 Download PDF

Info

Publication number
JP2008249913A
JP2008249913A JP2007089970A JP2007089970A JP2008249913A JP 2008249913 A JP2008249913 A JP 2008249913A JP 2007089970 A JP2007089970 A JP 2007089970A JP 2007089970 A JP2007089970 A JP 2007089970A JP 2008249913 A JP2008249913 A JP 2008249913A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
emitting element
light emitting
laser
semiconductor laser
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2007089970A
Other languages
English (en)
Other versions
JP4920473B2 (ja
Inventor
Yu Koishi
結 小石
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Precise Gauges Co Ltd
Original Assignee
Precise Gauges Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Precise Gauges Co Ltd filed Critical Precise Gauges Co Ltd
Priority to JP2007089970A priority Critical patent/JP4920473B2/ja
Publication of JP2008249913A publication Critical patent/JP2008249913A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4920473B2 publication Critical patent/JP4920473B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)

Abstract

【課題】半導体レーザを含む発光素子をハウジングに固着して光部品の組立て実装を行う工程において、発光素子のリード線を駆動電源に接続することなく発光させることにより調芯を行う。
【解決手段】半導体レーザ1の発するレーザ光よりも波長の長くない励起光を半導体レーザ1に照射し、電流を流さなくても半導体レーザ1は光励起レーザ発振状態になり、発生した蛍光又はレーザ光をモニターすることによって発光素子の位置調整を行う。
【選択図】図3

Description

本発明は、半導体レーザ等の発光素子の出射光を効率良く光ファイバーへ結合するための光部品(たとえば光コネクタ)の組立て実装方法及び装置に関し、特に、発光素子のリード線を駆動電源に接続することなく発光素子を発光させることによって、発光素子の位置調整を行う実装方法及び装置に関するものである。
従来の光部品の組立て実装は、図1に示す通り、発光素子1のリード線2を電気的接続手段3(たとえばコネクタ)を介して駆動電源4に接続し、駆動電源4からの電流により発光素子1を発光させている。
発光点1A(例えば半導体レーザ)から発せられる出射光は、発光素子1と一体化された集光レンズ1Bにより集光点5に集光させられる。光結合対象の光ファイバー6の先端にはフェルール7があり、ハウジング(レセプタクルとも言う。)8に挿入されている。ハウジング8はハウジング固定手段9で保持される。フェルール7の先端から光ファイバー6へ入射したレーザ光は、光検出器10に入射し、光強度測定手段11でその光強度がモニターされる。
位置調整手段12は、発光素子1の位置をXY(水平軸)の二次元又はXYZの三次元に移動させる機能をもち、手動または、電動で制御される。光強度測定手段11の出力に基づいて位置調整手段を自動制御するものが、特許文献1に開示されている。
図2は、従来の光部品組立て実装の手順を示す図であり、図に基づいて説明する。
手順1)発光素子1のリード線2を電気的接続手段3のコネクタに挿入する。
手順2)発光素子1の周辺にUV接着剤13を塗布する。
手順3)フェルール7が挿入されたハウジング8をハウジング固定手段9に固定する。
手順4)駆動電源4から発光素子1に電流を流し、発光素子1を発光させ、光強度測定手段11で光ファイバーに入射した光強度をモニターする。この時、集光レンズ1Bで集光された発光素子1の位置と、光ファイバー6の先端(コア中心位置)位置は、通常、各部材の機械的加工精度により大きくずれており、入射光は極めて弱い状態である。
手順5)位置調整手段12により、発光素子1の位置を調整し、モニターされる光強度が最大になる位置(発光素子1からの光の集光点5とファイバーの先端位置が完全に合致する点)を求める。
手順6)UVランプの紫外光をUV接着剤13に照射して硬化させ、発光素子1とハウジング8を固着する。
手順7)フェルール7をハウジング8から抜き取り、さらにハウジング8に固定された発光素子1をハウジング固定手段9から外す。これで1個の光部品が完成する。
しかしながら、上述のような実装方法では、以下に示すような問題点があった。すなわち、第一に、通常、半導体レーザのような発光素子は静電気に極めて弱いため、発光素子のリード線をコネクタに挿入する際、発光素子を保持している部位(人体、保持具等)と電気接点部位間の静電気、電位差により破壊することがあるという問題である。この破壊は、その場で発生することもあるが、その場では破壊に至らず、半導体内部へのダメージという形で残ることが多い。この場合、製品の出荷後の実使用状態で徐々に劣化し不良となるため、大きな問題となる。第二に、発光素子のリード線は0.5mmφ程度の細い黄銅線であるため、コネクタに挿入するときの位置固定精度が極めて悪く、人手による場合は挿入に時間が掛かかるという問題があり、このため、実装組立てを自動化することが困難という問題がある。
一方、発光素子として用いられる半導体面発光レーザ(VCSEL)も、その特性上、発光点の位置にばらつきがあり、半導体レーザ(チップ)をステムにダイボンディングする際に電極やチップ外形を基準に外観上のセンタリングを行っても、発光点が電極やチップ外形の中心になるとは限らない。しかも、従来は電流駆動によって発光素子を発光させて調芯をおこなっていたため、リード線をチップにワイヤボンディングする必要があり、チップのダイボンディング時に調芯を行うことができなかった。これが発光素子をハウジングに固定する際の位置調整範囲を狭くできない原因となっており、光軸調整(調芯)時間短縮の阻害要因となっている。
特開2003−329896公報
本発明は、かかる従来技術の問題点に鑑み為されたものであり、発光素子をハウジングに固着して光部品の組立て実装を行う工程において、発光素子のリード線を駆動電源に接続することなく発光させることにより、上述のようなリード線をコネクタに挿入する際の静電気破壊や挿入の際の作業効率の低下の問題を解決し、実装組立ての自動化を可能とする光部品実装方法及び装置を提供することを目的とするものである。
また、光部品の調芯時間の短縮を図るため、発光素子自体の組立て時において、半導体レーザの発光点が発光素子の中心に位置するように位置決めをしてからダイボンディングを行う方法及び装置も併せて提供することを目的とする。
本発明は、上記課題を解決するために、集光レンズと半導体レーザを含む発光素子とハウジングとを備える光部品の組立て実装工程における調芯方法において、前記発光素子を発光素子保持手段に固定するステップと、前記発光素子を前記ハウジングに緩挿するステップと、前記ハウジングをハウジング固定手段に固定するステップと、光ファイバーを介して、前記半導体レーザの発するレーザ光よりも波長の長くない励起光を前記集光レンズを通して前記半導体レーザに照射するステップと、前記励起光によって光励起されることによって発生した蛍光またはレーザ光を前記光ファイバーを介して取り込んで、前記発生した蛍光またはレーザ光の光強度を光強度測定手段でモニターするステップと、前記光強度が最大となるように前記発光素子保持手段の位置を二次元若しくは三次元で移動させて位置調整するステップと、前記位置調整の完了後に、前記発光素子を前記ハウジングに固定する処理を行うステップとを備えたことを特徴とする。
また、上記課題を解決するための本発明の他の態様は、集光レンズと半導体レーザを含む発光素子とハウジングとを備える光部品の組立て実装工程における調芯方法において、前記発光素子を発光素子保持手段に固定するステップと、前記発光素子を前記ハウジングに緩挿するステップと、前記ハウジングをハウジング固定手段に固定するステップと、前記半導体レーザの発するレーザ光よりも波長の長くない励起光を前記集光レンズを通して前記半導体レーザに照射するステップと、前記励起光によって光励起されることによって発生した蛍光またはレーザ光を取り込んで、前記発生した蛍光またはレーザ光の光強度を光強度測定手段でモニターするステップと、前記光強度が最大となるように前記発光素子保持手段の位置を二次元若しくは三次元で移動させて位置調整するステップと、前記位置調整の完了後に、前記発光素子を前記ハウジングに固定する処理を行うステップと、を備えるとともに、前記励起光の出射光路と、前記発生した蛍光またはレーザ光の入射光路が共焦点をなす光学系を備えたことを特徴とする。すなわち、光ファイバーを用いずに行う方法である。
さらに、本発明は光部品の調芯時間の短縮を図るため、発光素子自体の組立て時において、半導体レーザの発光点がステムの所定の位置に来るように位置決めをしてからダイボンディングを行う方法も併せて提供することを目的としており、このために、半導体レーザのチップをステムにダイボンディングする発光素子の組立て実装工程における調芯方法において、前記発光素子のステムを発光素子保持手段に固定するステップと、位置検出手段によって前記ステム上に設けられた位置マーカーまたはステムの構造的特徴点からステムの基準位置を検出するステップと、前記基準位置を参照して前記ステムの中心を所定の位置に移動させるステップと、前記チップをチップ把持手段で把持し、前記半導体レーザの発するレーザ光よりも波長の長くない励起光を前記チップに照射するステップと、前記励起光によって光励起されることによって発生した蛍光またはレーザ光を取り込んで、前記発生した蛍光またはレーザ光の光強度を光強度測定手段でモニターするステップと、前記光強度が最大となるように前記チップ把持手段により前記チップの位置を移動させて前記チップの発光点を検出するステップと、前記検出されたチップの発光点と前記ステムの所定の位置とを合わせるステップと、前記チップを前記ステムに固定してダイボンディングを完了させるステップとを備えるとともに、前記励起光の出射光路と、前記発生した蛍光またはレーザ光の入射光路が共焦点をなす光学系を備えたことを特徴とする。
本発明は、上記課題を解決するために、集光レンズと半導体レーザを含む発光素子とハウジングとを備える光部品の組立て実装工程における調芯装置において、該調芯装置は、前記発光素子を保持する発光素子保持手段と、前記発光素子が緩挿された前記ハウジングを固定するハウジング固定手段と、前記半導体レーザの発するレーザ光よりも波長の長くない励起光を前記集光レンズを通して前記半導体レーザに照射する励起光源装置と、前記励起光を前記半導体レーザに導入する光ファイバーと、前記励起光によって光励起されることによって発生した蛍光またはレーザ光を前記光ファイバーを介して取り込む際に前記励起光と前記蛍光またはレーザ光とを分離する光分離手段と、前記取り込んだ蛍光またはレーザ光の光強度を測定する光強度測定手段と、前記光強度が最大となるように前記発光素子保持手段の位置を二次元若しくは三次元で移動させて調整する位置調整手段と、を備えたことを特徴とする。
また、上記課題を解決するための本発明に係る装置の他の態様は、集光レンズと半導体レーザを含む発光素子とハウジングとを備える光部品の組立て実装工程における調芯装置において、該調芯装置は、前記発光素子を保持する発光素子保持手段と、前記発光素子が緩挿された前記ハウジングを固定するハウジング固定手段と、前記半導体レーザの発するレーザ光よりも波長の長くない励起光を前記集光レンズを通して前記半導体レーザに照射する励起光源装置と、前記励起光の出射光路と、前記励起光によって光励起されることによって前記半導体レーザで発生した蛍光またはレーザ光の入射光路が共焦点をなす光学系と、前記発生した蛍光またはレーザ光を前記光学系を介して取り込む際に前記励起光と前記蛍光またはレーザ光とを分離する光分離手段と、前記取り込んだ蛍光またはレーザ光の光強度を測定する光強度測定手段と、前記光強度が最大となるように前記発光素子保持手段の位置を二次元若しくは三次元で移動させて調整する位置調整手段と、を備えたことを特徴とする。
さらに、本発明は光部品の調芯時間の短縮を図るため、発光素子自体の組立て時において、半導体レーザの発光点がステムの所定の位置に位置するように位置決めをしてからダイボンディングを行う装置も併せて提供することを目的としており、このために、半導体レーザのチップをステムにダイボンディングする発光素子の組立て実装工程における調芯装置において、該調芯装置は、前記発光素子のステムを保持する発光素子保持手段と、前記ステム上に設けられた位置マーカーまたはステムの構造的特徴点からステムの基準位置を検出する位置検出手段と、前記基準位置に基づいて前記ステムの中心を前記発光素子の所定の位置に移動させる位置調整手段と、前記半導体レーザの発するレーザ光よりも波長の長くない励起光を前記半導体レーザに照射する励起光源装置と、前記励起光の出射光路と、前記励起光によって光励起されることによって前記半導体レーザで発生した蛍光またはレーザ光の入射光路が共焦点をなす光学系と、前記発生した蛍光またはレーザ光を前記光学系を介して取り込む際に前記励起光と前記蛍光またはレーザ光とを分離する光分離手段と、前記取り込んだ蛍光またはレーザ光の光強度を測定する光強度測定手段と、前記チップを把持するとともに前記光強度が最大となるように前記チップの位置を移動させてチップ発光点を検出するためのチップ把持手段とを備えたことを特徴とする。
本発明に係る方法及び装置によれば、発光素子のリード線を電気的に接続する必要がないため、静電気や、電気的接続時の電位差の影響を受けることがなく、発光素子の信頼性
が飛躍的に向上する。また、リード線をコネクタに挿入する必要がないため、発光素子保持手段への固定を短時間に行うことができるとともに、ロボット等による自動実装を容易に実現できる。
さらに、本発明に係る半導体チップのダイボンディング時の調芯方法及び装置によれば、光部品の組立て実装時の位置調整範囲を狭めることができ、光軸調整時間を大幅に短縮できる。またさらに、励起光の出射光路と、発光素子からの入射光路が共焦点光学系を構成するため、焦点位置の調整精度が飛躍的(約1.4倍)に向上する。
本発明は、従来の電流駆動によって半導体レーザを発振させてレーザ光を取り出すのではなく、半導体にレーザ光のような光を照射し、半導体を光励起(Optical pumping)させてレーザ発振させることを利用したものである。このため、発光素子を駆動電源に接続する必要がなくなり、リード線をコネクタに挿入せずに調芯を行うことができる。
以下、図面を参照しつつ詳細に説明する。
(光部品の実装方法)
これは、発光素子(例えば、面発光レーザ:VCSEL)をハウジングに固定して光部品(光コネクタ等)を製造する場合の実装方法に関するものである。図3を参照して詳細に説明する。
(ステップ1)発光素子1を発光素子保持手段14に搭載し固定する(電気的接続は行わず、発光素子1のステムのフランジ部分を掴んで保持する)。好ましくは、リード線2を導電性スポンジ等に差し込んで静電気から保護すると良い。
(ステップ2)発光素子1の周辺にUV接着剤13を塗布し、ハウジング8を上からかぶせて嵌めこむ。
(ステップ3)ハウジング8をハウジング固定手段9に固定し、その中心軸に光ファイバー6が挿通されたフェルール7をハウジングに挿入する。
(ステップ4)レーザ光を発光する励起光源装置15を作動させ、光ファイバー6を通して、ファイバー端より発光素子1側へレーザ光を出射する。
励起光源装置15の発光波長は、発光素子1の発振波長と同じか、それより短波長側である。本実施例では、発光素子の波長を850nm、励起光の波長を630nmとした。
(ステップ5)発光素子1に励起光が入射すると、発光素子1の活性層が励起されて蛍光を発する。その励起強度が充分強ければ、電流を流さなくても発光素子1は光励起レーザ発振状態になり、レーザ光を発光する。発光素子1から出たレーザ光は集光レンズ1Bによって集光点に集められ、光ファイバー6を通り、さらには光分離手段16によって励起光と分離され、光検出器10にてモニターされる。光分離手段16としては、例えば半透明ミラーやダイクロイックミラー等が利用可能である。なお、光検出器10の前に波長選択フィルタ17を配置し、発光素子1で発生したレーザ光のみを通過させるようにしてもよい。光検出器10で検出された光は光強度測定手段11で光強度が測定される。
(ステップ6)位置調整手段12により、発光素子の位置(水平方向及び上下方向)を調整し、モニターされる光強度が最大になる位置(すなわち、発光素子1からの光の集光点5と光ファイバー6の先端位置が完全に合致する点)を求める。位置調整手段12は人間が光強度測定手段11の出力をモニターしながら手動で操作してもよいし、光強度測定手段11の出力を図示しない制御手段(例えばパソコン等)に入力し、その制御手段によって位置調整手段12を自動制御してもよい。位置調整手段12の具体例としては、例えばピエゾアクチュエータが利用できる。
(ステップ7)図示しない紫外線照射手段(UVランプ)の紫外光をUV接着剤13に照射して接着剤を硬化させ、発光素子1をハウジング8に固定する。
(ステップ8)ハウンジング8からフェルール7を抜き取り、ハウジング固定手段9からハウジング8(実際には完成した光部品)を取り外す。
(光部品の実装方法の他の実施例)
ファイバー/フェルールを用いず、レンズ等の光学系により、励起光を発光素子に入射させ、その蛍光、発光をCCDカメラ等の画像撮像手段により上方より位置検出して組立て実装を行う方法である。つまり、実施例1において、ファイバー内を伝搬させていたレーザ光を空間内を伝搬させるようにしたものであり、基本的な原理は実施例1と同じである。この場合、フェルールをハウジングに挿入する必要がなくなるため、フェルール挿入時のばらつきを排除できるほか、挿入作業を省略できるため、自動化が容易になる。
図4は本発明の第2実施例を示すものであり、まず、装置の説明を行う。
照明用光源18はハウジング内部の照明光を発するものであり、半透明ミラー19を介して照明光をハウジング内部に照射する。なお、この照明は後述の焦点位置検出が終われば不要となるので、その時点で消灯してもよい。
焦点位置検出光学系20は光学系の焦点を集光点5(フェルール先端位置の中心)に一致させるためのものであり、レンズとレンズ保持移動手段(図示せず)から構成されている。光分離手段16は励起光源装置15から発射された励起光を反射して発光素子1に送り込むとともに、発光素子1から発射されたレーザ光を通過させて光検出器10に送り込むものである。光分離手段16としてはダイクロイックミラーが利用可能である。ダイクロイックミラーとは、特定の波長の光を反射し,その他の波長の光を透過するものを指し、本実施例では630nmの励起光源を使用しているので、630nmの波長の光のみを反射するミラーを用いた。
この装置を用いた調芯方法を図4に基づいて説明する。
(ステップ1)発光素子1を発光素子保持手段14に搭載し固定する(電気的接続は行わず、発光素子1のステムのフランジ部分を掴んで保持する)。好ましくは、リード線2を導電性スポンジ等に差し込んで静電気から保護すると良い。
(ステップ2)発光素子1の周辺にUV接着剤13を塗布し、ハウジング8を上からかぶせて嵌めこむ。
(ステップ3)ハウジング8をハウジング固定手段9に固定する。
(ステップ4)光学系の焦点位置を調整する。具体的には、照明用光源18によりハウジング内部を照明し、撮像手段(光検出器)10をモニターしながら、ハウジングに挿入されるフェルールの先端位置(ハウジングにフェルールが当たる面、図4参照)に光学系の焦点位置が合うように焦点位置検出光学系20のレンズ位置を高さ方向(Z軸方向)に移動調整する。次に、焦点位置がフェルール挿入穴の最下部コーナー円、若しくは、光通過穴円の中心に来るように焦点位置検出光学系20のレンズ位置を水平方向に移動させる。これによって集光点5と光学系の焦点位置とが一致したことになる。
(ステップ5)励起用のレーザ光を発光する励起光源装置15を作動させ、発光素子1側へ励起光を出射する。励起光源装置15の発光波長は、発光素子1の発振波長と同じか、それより短波長側である。本実施例では、発光素子1の波長を850nm、励起光の波長を630nmとした。
(ステップ6)発光素子1に励起光が入射すると、発光素子1の活性層が励起されて蛍光を発する。その励起強度が充分強ければ、電流を流さなくても発光素子1は光励起レーザ発振状態になり、レーザ光を発光する。発光素子1から出たレーザ光は集光レンズ1Bによって集光点に集められ、光学系を通り、さらには光分離手段16によって励起光と分離され、光検出器10にてモニターされる。光検出器10で検出された光は光強度測定手段11で光強度が測定される。
(ステップ7)位置調整手段12により、発光素子の位置(水平方向及び上下方向)を調整し、モニターされる光ビームの形状が最小になる位置もしくは光強度が最大になる位置(すなわち、発光素子1からの光の集光点5と光学系の焦点位置とが完全に合致する点)を求める。位置調整手段12は人間が光強度測定手段11の出力をモニターしながら手動で操作してもよいし、光強度測定手段11の出力を図示しない制御手段(例えばパソコン等)に入力し、その制御手段によって位置調整手段12を自動制御してもよい。
(ステップ8)UVランプの紫外光をUV接着剤13に照射して接着剤を硬化させ、発光素子1をハウジング8に固定する。
(ステップ9)ハウジング固定手段9からハウジング8(実際には完成した光部品)を取り外す。
(ダイボンディン時の調芯方法)
本実施例は、実施例2の方法を応用したものであり、発光素子自体の組立て時において、半導体レーザ(チップ)1Aの発光点が発光素子の所定の位置(例えば中心)に位置するように位置決めをしてからダイボンディングを行う方法に係るものである。
図5は発光素子の組立て時におけるチップの発光点をステムの中心に配置させる方法を示したものであり、図に基づいて詳細に説明する。
(ステップ1)発光素子のステムを発光素子保持手段14に搭載し固定する。この段階ではチップはステムに搭載されていない。
(ステップ2)光学系の焦点位置を調整する。具体的には、照明用光源18によりステムの上面を照明し、位置検出手段である撮像手段(光検出器)10をモニターしながら、ステム表面に光学系の焦点位置が合うように焦点位置検出光学系20のレンズ位置を高さ方向(Z軸方向)に移動調整する。
(ステップ3)次に、ステム上に設けられた十字線等の基準位置を撮像手段10で検出し、そこを位置の座標基準とする。
(ステップ4)ステップ3で求めた基準位置を参照して、ステムの中心を発光素子全体の中心位置に移動させる(位置調整手段12で調整する)。
(ステップ5)次に、チップをチップ把持手段(マニピュレータ)で把持する。
(ステップ6)励起用のレーザ光を発光する励起光源装置15を作動させ、チップへ励起光を出射する。励起光源装置15の発光波長は、発光素子1の発振波長と同じか、それより短波長側である。本実施例では、発光素子1の波長を850nm、励起光の波長を630nmとした。
(ステップ7)チップに励起光が入射すると、チップの活性層が励起されて蛍光を発する。その励起強度が充分強ければ、電流を流さなくてもチップは光励起レーザ発振状態になり、レーザ光を発光する。チップから出た光は光学系を通り、さらには光分離手段16によって励起光と分離され、光検出器10にてモニターされる。光検出器10で検出された光は光強度測定手段11で光強度が測定される。
(ステップ8)チップ把持手段(マニピュレータ)により、チップの位置(水平方向)を調整し、モニターされる光ビームの形状が最小になる位置もしくは光強度が最大になる位置(すなわち、チップからのレーザ光の集光点5と光学系の焦点位置とが完全に合致する点)に合わせる。これによって、チップの発光点が検出される。チップ把持手段は人間が光強度測定手段11の出力をモニターしながら手動で操作してもよいし、光強度測定手段11の出力を図示しない制御手段(例えばパソコン等)に入力し、その制御手段によってチップ把持手段を自動制御してもよい。
(ステップ9)検出されたチップの発光点と前記ステムの所定の位置とを合わせ、接着剤等でチップをステムに固定するダイボンディングを行う。なお、ダイボンディング用の接着剤がUV硬化型のものであれば、UVランプの紫外光を照射して接着剤を硬化させ、ダイボンディングを完了する。
ダイボンディングが完了したチップは次工程において集光レンズ1Bの付いた蓋を被せられて、発光素子1が完成する。このようにして製造されたVCSELの発光点の位置はほぼ中心にあるため、ハウジングに固定して光部品を組立て実装する場合に、Z軸方向のみの調整で済む可能性が高くなり、光部品の組立て実装時の位置調整範囲を狭めることができ、調芯時間を大幅に短縮できる。
なお、発光素子とハウジングを固定する方法又は手段は、UV接着剤には限定されず、他には、例えば、樹脂(ホットメルト、乾燥型、2液反応型、UV硬化、嫌気型、UV嫌気型、UV加熱型がある。)、低温半田付け法、レーザ溶接法等がある。
なお、装置についての説明は方法の説明と実質的に同じであるので省略した。
従来の光部品の組立て実装の装置を示す図である。 従来の光部品の組立て実装の過程を説明するための図である。 本発明に係る方法の実施例1を説明するための図である。 本発明に係る方法の実施例2を説明するための図である。 本発明に係る方法の実施例3を説明するための図である。
符号の説明
1 発光素子
1A 発光点(半導体チップ)
1B 集光レンズ
2 リード線
3 電気的接続手段(コネクタ)
4 駆動電源
5 集光点
6 光ファイバー
7 フェルール
8 ハウジング(レセプタクル)
9 ハウジング固定手段
10 光検出器(撮像装置)
11 光強度測定手段
12 位置調整手段
13 UV接着剤
14 発光素子保持手段
15 励起光源装置
16 光分離手段
17 波長選択フィルタ
18 照明用光源
19 半透明ミラー
20 焦点位置検出光学系

Claims (12)

  1. 集光レンズと半導体レーザを含む発光素子とハウジングとを備える光部品の組立て実装工程における調芯方法において、
    前記発光素子を発光素子保持手段に固定するステップと、
    前記発光素子を前記ハウジングに緩挿するステップと、
    前記ハウジングをハウジング固定手段に固定するステップと、
    光ファイバーを介して、前記半導体レーザの発するレーザ光よりも波長の長くない励起光を前記集光レンズを通して前記半導体レーザに照射するステップと、
    前記励起光によって光励起されることによって発生した蛍光またはレーザ光を前記光ファイバーを介して取り込んで、前記発生した蛍光またはレーザ光の光強度を光強度測定手段でモニターするステップと、
    前記光強度が最大となるように前記発光素子保持手段の位置を二次元若しくは三次元で移動させて位置調整するステップと、
    前記位置調整の完了後に、前記発光素子を前記ハウジングに固定する処理を行うステップと、
    を備えたことを特徴とする光部品の組立て実装工程における調芯方法。
  2. 前記光ファイバーはフェルールに挿入されて、前記ハウジングに嵌入、リリースされることを特徴とする請求項1に記載の光部品の組立て実装工程における調芯方法。
  3. 集光レンズと半導体レーザを含む発光素子とハウジングとを備える光部品の組立て実装工程における調芯方法において、
    前記発光素子を発光素子保持手段に固定するステップと、
    前記発光素子を前記ハウジングに緩挿するステップと、
    前記ハウジングをハウジング固定手段に固定するステップと、
    前記半導体レーザの発するレーザ光よりも波長の長くない励起光を前記集光レンズを通して前記半導体レーザに照射するステップと、
    前記励起光によって光励起されることによって発生した蛍光またはレーザ光を取り込んで、前記発生した蛍光またはレーザ光の光強度を光強度測定手段でモニターするステップと、
    前記光強度が最大となるように前記発光素子保持手段の位置を二次元若しくは三次元で移動させて位置調整するステップと、
    前記位置調整の完了後に、前記発光素子を前記ハウジングに固定する処理を行うステップと、
    を備えるとともに、
    前記励起光の出射光路と、前記発生した蛍光またはレーザ光の入射光路が共焦点をなす光学系を備えたことを特徴とする光部品の組立て実装工程における調芯方法。
  4. 前記位置調整は、前記光強度測定手段の出力に基づいて自動調整されることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の光部品の組立て実装工程における調芯方法。
  5. 半導体レーザのチップをステムにダイボンディングする発光素子の組立て実装工程における調芯方法において、
    前記発光素子のステムを発光素子保持手段に固定するステップと、
    位置検出手段によって前記ステム上に設けられた位置マーカーまたはステムの構造的特徴点からステムの基準位置を検出するステップと、
    前記基準位置を参照して前記ステムの中心を前記発光素子の所定の位置に移動させるステップと、
    前記チップをチップ把持手段で把持し、前記半導体レーザの発するレーザ光よりも波長の長くない励起光を前記チップに照射するステップと、
    前記励起光によって光励起されることによって発生した蛍光またはレーザ光を取り込んで、前記発生した蛍光またはレーザ光の光強度を光強度測定手段でモニターするステップと、
    前記光強度が最大となるように前記チップ把持手段により前記チップの位置を移動させて前記チップの発光点を検出するステップと、
    前記検出されたチップの発光点と前記ステムの所定の位置とを合わせるステップと、
    前記チップを前記ステムに固定してダイボンディングを完了させるステップと、
    を備えるとともに、
    前記励起光の出射光路と、前記発生した蛍光またはレーザ光の入射光路が共焦点をなす光学系を備えたことを特徴とする半導体レーザのチップをステムにダイボンディングする発光素子の組立て実装工程における調芯方法。
  6. 前記チップ発光点の検出は、前記光強度測定手段の出力に基づいて自動的に行われることを特徴とする請求項5に記載の半導体レーザのチップをステムにダイボンディングする発光素子の組立て実装工程における調芯方法。
  7. 集光レンズと半導体レーザを含む発光素子とハウジングとを備える光部品の組立て実装工程における調芯装置において、該調芯装置は、
    前記発光素子を保持する発光素子保持手段と、
    前記発光素子が緩挿された前記ハウジングを固定するハウジング固定手段と、
    前記半導体レーザの発するレーザ光よりも波長の長くない励起光を前記集光レンズを通して前記半導体レーザに照射する励起光源装置と、
    前記励起光を前記半導体レーザに導入する光ファイバーと、
    前記励起光によって光励起されることによって発生した蛍光またはレーザ光を前記光ファイバーを介して取り込む際に前記励起光と前記蛍光またはレーザ光とを分離する光分離手段と、
    前記取り込んだ蛍光またはレーザ光の光強度を測定する光強度測定手段と、
    前記光強度が最大となるように前記発光素子保持手段の位置を二次元若しくは三次元で移動させて調整する位置調整手段と、
    を備えたことを特徴とする光部品の組立て実装工程における調芯装置。
  8. 前記光ファイバーはフェルールに挿入されて、前記ハウジングに嵌入,リリースされることを特徴とする請求項7に記載の光部品の組立て実装工程における調芯装置。
  9. 集光レンズと半導体レーザを含む発光素子とハウジングとを備える光部品の組立て実装工程における調芯装置において、該調芯装置は、
    前記発光素子を保持する発光素子保持手段と、
    前記発光素子が緩挿された前記ハウジングを固定するハウジング固定手段と、
    前記半導体レーザの発するレーザ光よりも波長の長くない励起光を前記集光レンズを通して前記半導体レーザに照射する励起光源装置と、
    前記励起光の出射光路と、前記励起光によって光励起されることによって前記半導体レーザで発生した蛍光またはレーザ光の入射光路が共焦点をなす光学系と、
    前記発生した蛍光またはレーザ光を前記光学系を介して取り込む際に前記励起光と前記蛍光またはレーザ光とを分離する光分離手段と、
    前記取り込んだ蛍光またはレーザ光の光強度を測定する光強度測定手段と、
    前記光強度が最大となるように前記発光素子保持手段の位置を二次元若しくは三次元で移動させて調整する位置調整手段と、
    を備えたことを特徴とする光部品の組立て実装工程における調芯装置。
  10. 前記位置調整手段は、前記光強度測定手段の出力に基づいて自動調整する制御手段を備えていることを特徴とする請求項7乃至9のいずれかに記載の光部品の組立て実装工程における調芯装置。
  11. 半導体レーザのチップをステムにダイボンディングする発光素子の組立て実装工程における調芯装置において、該調芯装置は、
    前記発光素子のステムを保持する発光素子保持手段と、
    前記ステム上に設けられた位置マーカーまたはステムの構造的特徴点からステムの基準位置を検出する位置検出手段と、
    前記基準位置に基づいて前記ステムの中心を前記発光素子の所定の位置に移動させる位置調整手段と、
    前記半導体レーザの発するレーザ光よりも波長の長くない励起光を前記半導体レーザに照射する励起光源装置と、
    前記励起光の出射光路と、前記励起光によって光励起されることによって前記半導体レーザで発生した蛍光またはレーザ光の入射光路が共焦点をなす光学系と、
    前記発生した蛍光またはレーザ光を前記光学系を介して取り込む際に前記励起光と前記蛍光またはレーザ光とを分離する光分離手段と、
    前記取り込んだ蛍光またはレーザ光の光強度を測定する光強度測定手段と、
    前記チップを把持するとともに前記光強度が最大となるように前記チップの位置を移動させてチップ発光点を検出するためのチップ把持手段と、
    を備えたことを特徴とする半導体レーザのチップをステムにダイボンディングする発光素子の組立て実装工程における調芯装置。
  12. 前記チップ把持手段は、前記光強度測定手段の出力に基づいて自動的に前記発光点を検出する制御手段を備えていることを特徴とする請求項11に記載の半導体レーザのチップをステムにダイボンディングする発光素子の組立て実装工程における調芯装置。
JP2007089970A 2007-03-30 2007-03-30 光部品実装方法及び装置 Expired - Fee Related JP4920473B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007089970A JP4920473B2 (ja) 2007-03-30 2007-03-30 光部品実装方法及び装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007089970A JP4920473B2 (ja) 2007-03-30 2007-03-30 光部品実装方法及び装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2008249913A true JP2008249913A (ja) 2008-10-16
JP4920473B2 JP4920473B2 (ja) 2012-04-18

Family

ID=39974941

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007089970A Expired - Fee Related JP4920473B2 (ja) 2007-03-30 2007-03-30 光部品実装方法及び装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4920473B2 (ja)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011215304A (ja) * 2010-03-31 2011-10-27 Autonetworks Technologies Ltd 光通信モジュール及び光通信モジュールの製造方法
WO2012141065A1 (ja) * 2011-04-12 2012-10-18 株式会社オートネットワーク技術研究所 光モジュール及び光モジュールの製造方法
JP2013190721A (ja) * 2012-03-15 2013-09-26 Hitachi Information & Telecommunication Engineering Ltd 光学部品の高精度調芯方法及び高精度調芯装置
EP2787378A1 (en) * 2013-04-04 2014-10-08 Humboldt Universität zu Berlin Methods and fabrication tools for fabricating optical devices
CN115655662A (zh) * 2022-10-19 2023-01-31 武汉云岭光电股份有限公司 边发射半导体激光器精准测试方法以及系统

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6180209A (ja) * 1984-09-28 1986-04-23 Furukawa Electric Co Ltd:The 光源と光フアイバとの光結合装置
JPH07113694B2 (ja) * 1993-03-16 1995-12-06 日本電気株式会社 自動光軸合わせ装置
JP2001078175A (ja) * 1999-07-07 2001-03-23 Fuji Photo Film Co Ltd 蛍光観察装置
JP2005077436A (ja) * 2003-08-29 2005-03-24 Precise Gauges Co Ltd 調芯方法及びその装置、並びに、これを用いた光学モジュールの製造方法及びその装置
JP2005331889A (ja) * 2004-05-21 2005-12-02 Keyence Corp 蛍光顕微鏡及び蛍光観察方法
JP2006091759A (ja) * 2004-09-27 2006-04-06 Internatl Business Mach Corp <Ibm> 光接続の調節装置及び調節方法、並びに光配線の製造方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6180209A (ja) * 1984-09-28 1986-04-23 Furukawa Electric Co Ltd:The 光源と光フアイバとの光結合装置
JPH07113694B2 (ja) * 1993-03-16 1995-12-06 日本電気株式会社 自動光軸合わせ装置
JP2001078175A (ja) * 1999-07-07 2001-03-23 Fuji Photo Film Co Ltd 蛍光観察装置
JP2005077436A (ja) * 2003-08-29 2005-03-24 Precise Gauges Co Ltd 調芯方法及びその装置、並びに、これを用いた光学モジュールの製造方法及びその装置
JP2005331889A (ja) * 2004-05-21 2005-12-02 Keyence Corp 蛍光顕微鏡及び蛍光観察方法
JP2006091759A (ja) * 2004-09-27 2006-04-06 Internatl Business Mach Corp <Ibm> 光接続の調節装置及び調節方法、並びに光配線の製造方法

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011215304A (ja) * 2010-03-31 2011-10-27 Autonetworks Technologies Ltd 光通信モジュール及び光通信モジュールの製造方法
WO2012141065A1 (ja) * 2011-04-12 2012-10-18 株式会社オートネットワーク技術研究所 光モジュール及び光モジュールの製造方法
JP5626458B2 (ja) * 2011-04-12 2014-11-19 株式会社オートネットワーク技術研究所 光モジュール及び光モジュールの製造方法
US9075207B2 (en) 2011-04-12 2015-07-07 Autonetworks Technologies, Ltd. Optical module and method of manufacturing optical module
JP2013190721A (ja) * 2012-03-15 2013-09-26 Hitachi Information & Telecommunication Engineering Ltd 光学部品の高精度調芯方法及び高精度調芯装置
EP2787378A1 (en) * 2013-04-04 2014-10-08 Humboldt Universität zu Berlin Methods and fabrication tools for fabricating optical devices
US9052597B2 (en) 2013-04-04 2015-06-09 Humboldt-Universität Zu Berlin Methods and fabrication tools for fabricating optical devices
CN115655662A (zh) * 2022-10-19 2023-01-31 武汉云岭光电股份有限公司 边发射半导体激光器精准测试方法以及系统
CN115655662B (zh) * 2022-10-19 2023-12-22 武汉云岭光电股份有限公司 边发射半导体激光器精准测试方法以及系统

Also Published As

Publication number Publication date
JP4920473B2 (ja) 2012-04-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4920473B2 (ja) 光部品実装方法及び装置
KR101475953B1 (ko) 본딩 장치
JP2009169116A (ja) 光モジュールおよびその作製方法
JP5868335B2 (ja) 調芯方法
WO2016079769A1 (ja) 光走査用アクチュエータ及び光走査装置
JP6006458B1 (ja) 内視鏡用撮像ユニット
JP2008046520A (ja) 光コネクタ並びに光ファイバモジュールおよびその組立方法
JP5126712B2 (ja) ボンディング装置
JP4287494B2 (ja) 調芯固定方法および調芯固定装置
JP4064358B2 (ja) 光学素子の能動的整合用装置及び方法
JP3691361B2 (ja) 光素子モジュールの組み立て装置及び光軸調整方法
JP7050480B2 (ja) 光モジュールの製造方法及び光モジュール製造装置
JP4878208B2 (ja) レーザモジュールおよびその組立装置
JP2008116553A (ja) 光アセンブリ
JP5787557B2 (ja) 光装置
JP4127986B2 (ja) 調芯固定方法および調芯固定装置
JP2005214776A (ja) 光軸ずれ検出方法、光軸調整方法、光モジュールの製造方法及び光軸調整装置
JPH09197197A (ja) 光モジュールの組立装置
JP2007304469A (ja) レーザモジュールおよびその組立装置
JP2019056719A (ja) 光通信モジュールの製造方法、光通信モジュールの製造装置、及び光通信モジュール
WO2015151137A1 (ja) 半導体装置の製造装置及び半導体装置の製造方法
JPH09283586A (ja) 受光装置及び受光方法
JP2009003309A (ja) 光モジュールの組立方法及び光モジュール
JPS62165991A (ja) 半導体レ−ザ素子検査装置
JP2007287726A (ja) 半導体励起レーザモジュール

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20100325

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20110928

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20120117

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20120201

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4920473

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150210

Year of fee payment: 3

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees