JP3307494B2 - 光半導体搭載用ステム及び光半導体装置 - Google Patents

光半導体搭載用ステム及び光半導体装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は例えば光ファイバを用い
た通信回線で使用される光半導体搭載用ステム及び光半
導体装置に関する。
【0002】
【従来の技術】光ファイバを使用するためには、光信号
を電気信号に変換し、また電気信号を光信号に変換する
ために光半導体が使用される。電話回線では、光半導体
はステムと呼ばれる部品に取りつけられる。さらに、光
ファイバと光半導体との間にはレンズが配置され、光フ
ァイバから出射する光を光半導体の一点に収束するよう
になっている。従って、光ファイバと、レンズと、光半
導体とは同一光軸線上に配置されなければならない。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】電話回線では、光ファ
イバは電話局間でかなり使用されるようになってきてい
るが、光ファイバは電話局と個々の加入者との間では現
在はまだあまり使用されていない。しかし、光ファイバ
が電話局と加入者との間では広く使用されるようになる
のは時間の問題と見られている。
【0004】光ファイバを電話局と加入者との間で使用
する上での問題点は、現状の技術では個々の加入者毎
に、安価な光デバイスを提供できないことである。従来
は、加入者用光ファイバの場合は、光ファイバと、レン
ズと、光半導体とを別々に支持し、これらの部品を相対
的に動かしながら心合わせを行い、そして別々に固定し
ていた。このために、コストが高く、普及が遅れている
ということができる。
【0005】さらに、上記したように光半導体はステム
に取りつけられる。ステムは平坦な表面を有し、この平
坦な表面にはメッキによるチップボンディングエリアが
ある。光半導体の位置決めのために、チップボンディン
グエリアに刻印したマーカーを付けることがある。しか
し、チップボンディングエリアにマーカーを付けると、
光半導体をステムに取りつける際に、ロー材が流れ出し
てマーカーが見えなくなることがある。また、顕微鏡の
クロススケールを利用して、ステムの外縁と相対的に光
半導体の位置決めを行うことがあるが、ステムのサイズ
が標準化されていないと、このような方法は有効ではな
い。
【0006】さらに、光半導体をそれを取りつける電気
装置に対して回転させて適切な位置に設定するためにリ
ードローテーションと呼ばれる作業があるが、ステムが
そのようなリードローテーションに適していることが求
められている。
【0007】本発明の目的は、光半導体を容易に位置決
めできる光半導体体搭載用ステムを提供することがで
る。本発明の別の目的は光半導体、レンズ及び光ファイ
バの心合わせを容易に行うことができ、低コストで大量
生産できる光半導体装置を提供することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明による光半導体体
搭載用ステムは、ステムヘッダー13と、該ステムヘッ
ダーの表面14から突出し、取りつけられる光半導体1
2の面積よりもわずかに大きい面積を有する搭載部分1
5とを備え、該搭載部分は取りつけられる光半導体の外
形と対応する形状の外縁16を有し、該外縁が光半導体
の搭載時にマーカーとなることを特徴とする。
【0009】また、本発明による光半導体装置は、光半
導体を搭載するためのステム10と、該ステムに対して
光半導体12の中心軸線上で支持されるレンズ36と、
該ステムを固定的に支持するフランジ30と、該フラン
ジに光半導体の中心軸線上で固定される光ファイバ保持
用フェルール40とを備え、該ステム10は、ステムヘ
ッダー13と、該ステムヘッダーの表面14から突出
し、取りつけられる光半導体12の面積よりもわずかに
大きい面積を有する搭載部分15とを備え、該搭載部分
は取りつけられる光半導体の外形と対応する形状の外縁
16を有し、該外縁が光半導体の搭載時にマーカーとな
ことを特徴とする。
【0010】
【作用】上記した構成による光半導体体搭載用ステムで
は、光半導体の搭載時に、光半導体の搭載部分の外縁を
マーカーとして光半導体を取りつけることができ、極め
て容易に且つ正確に光半導体を取りつけることができる
ようになった。また、上記した構成の光半導体装置で
は、各部品を一体化したモジュールとして製造できるの
で、製造コストを低減することができる。さらに、光フ
ァイバと、レンズと、光半導体とが一定の関係でそれぞ
れの支持部材に固定され、これらの部品の心合わせを容
易に且つ確実に行うことができる。従来はXYZ全ての
心合わせが必要でしたが、今回の発明によりXY(水平
方向)のみの心合わせで目的の性能を達成することが可
能となる。
【0011】
【実施例】図1及び図2は、本発明の実施例による光半
導体体搭載用ステム10を示す図である。ステム10
は、後で説明するフランジ30(図5)に固定されるス
テムベース11と、光半導体12を搭載するステムヘッ
ダー13とからなる。ステムヘッダー13の平坦な表面
14には、光半導体の搭載部分15が設けられる。光半
導体の搭載部分15は平坦な表面14から突出し、取り
つけられる光半導体12の面積よりもわずかに大きい面
積を有し、光半導体12の搭載時にその外縁16をマー
カーとして光半導体12を光半導体の搭載部分15に取
りつけることができるようになっている。外縁16の形
状は取りつけられる光半導体12の形状と対応する。
【0012】ステムヘッダー13の平坦な表面14及び
光半導体の搭載部分15の表面にはメッキによるメタリ
ックパターン17が形成されており、光半導体12は光
半導体の搭載部分15の表面のメタリックパターン17
に取りつけられる。搭載部分15の表面のメタリックパ
ターン17は、光半導体12で覆われている領域相当で
あり、搭載部分の表面の面積より小さいので、光半導体
12をロー付けするときに、ローが搭載部分15の外縁
16まで流れることはなく、確実に外縁16を基準にす
ることができる。ステムベース11及びステムヘッダー
13には、例えば4個の貫通穴18が設けられており、
図示の実施例においては、そのうちの2個の貫通穴にリ
ード19が挿入固定されている。ステムヘッダー13の
平坦な表面14のメタリックパターン17は1個のリー
ド19と接続されるように延びる。他のリード19は光
半導体の端子と接続される。図示の実施例においては、
もう1個のリード19がステムベース11の底面に取り
つけられる。
【0013】ステムヘッダー13の外周部20の形状は
後で説明するレンズ支持キャップ35の内周部の形状と
一致するように形成される。また、ステムベース11の
外周部21の形状はステムヘッダー13の外周部20よ
りも大きく、且つフランジ30の嵌合凹部と一致するよ
うになっている。
【0014】ステムヘッダー13は例えばアルミナ等の
セラミックで作られ、ステムベース11は例えば金属で
作られ、ステムヘッダー13はステムベース11と一体
化されている。ステムヘッダー13はセラミックを型内
で成形して得られ、よって光半導体の搭載部分15の中
心とステムヘッダー13の外周部20の中心とは成形の
精度相当の精度で一致する。よって、光半導体12を光
半導体の搭載部分15にその外縁16をマーカーとして
取りつけると、光半導体12がステムヘッダー13の外
周部20に対して全て同心度φ0.05mm以内に収ま
る結果が得られている。後で説明するレンズ36はステ
ムヘッダー13の外周部20を基準として配置されるも
のであるから、レンズ36は光半導体12に対してほぼ
同一軸線上に配置されることになる。
【0015】図5及び図6は図1及び図2の光半導体体
搭載用ステム10を使用した光半導体装置を示す図であ
る。この光半導体装置は、光半導体12を搭載するため
のステム10と、このステム10に対して光半導体12
の中心軸線上で支持されるレンズ36と、このステム1
0を固定的に支持するフランジ30と、このフランジ3
0に光半導体12の中心軸線上で固定される光ファイバ
保持用フェルール40とからなる。
【0016】ステム10の構成は上記した通りである。
レンズ36は中心開口部を有するレンズ支持キャップ3
5の中心部に取りつけられ、このレンズ支持キャップ3
5の脚部がステム10に嵌合される。すなわち、レンズ
支持キャップ35の脚部の内周部の形状はステムヘッダ
ー13の外周部20の形状と一致し、レンズ支持キャッ
プ35の脚部はステムヘッダー13に嵌合される。レン
ズ支持キャップ35の脚部はステムベース11と当接
し、抵抗溶接によりステムベース11に固定される。こ
のようにして、光半導体12とレンズ36との同一軸線
上の配置、及び光半導体12とレンズ36との軸線方向
の一定の位置関係が達成される。
【0017】フランジ30は、中心開口36を有するド
ーム部37と、ドーム部37の底部から半径方向外方に
広がった鍔部38とを有する釣鐘状の形状に形成され
る。鍔部38の周辺部には穴38aがあり、図5に示す
装置全体を電話交換機等の電気装置に取りつけることが
できるようになっている。
【0018】フランジ30の鍔部38はステムベース1
1の外周部21の形状と一致する嵌合凹部39を有し、
光半導体の搭載部分15及びレンズ支持キャップ35を
ドーム部37内に挿入した状態で、ステムベース11が
フランジ30に嵌合されるようになっている。ステムベ
ース11はフランジ30に嵌合された後で、レーザー溶
接等により固定される。
【0019】図1に示されるように、ステムベース11
の外周部21の形状は正八角形であり、図6に示される
ように、フランジ30の鍔部38の嵌合凹部39の形状
も正八角形である。ユーザーは、正八角形の範囲内で、
ステムベース11をフランジ30に対して回転し、リー
ドローテーションを行うことができる。なお、ステムベ
ース11の外周部21及び嵌合凹部39の形状は正八角
形に限らず、例えば正六角形にすることもできる。正八
角形の場合は45°、正六角形の場合は60°毎にリー
ドローテーションを確実に決めることができる。
【0020】さらに、フランジ30のドーム部37には
光ファイバ保持用フェルール40が固定される。フェル
ール40は光ファイバ41を接着剤42によりその内部
に固定し、光ファイバ41の心線43をフェルール40
の先端面までガイドする部材である。光ファイバ41の
心線43はドーム部37の中心開口36を通してレンズ
36と対面する。フェルール40の先端面がフランジ3
0のドーム部37の外面に当接され、それによって光フ
ァイバ41の心線43とレンズ36との軸線方向の一定
の位置関係が達成される。従って、組み立てにおいて
は、フェルール40をフランジ30のドーム部37に設
けたマーカーに合わせれば、X、Y、Z方向の位置決め
ができる。フェルール40はレーザー溶接等によりフラ
ンジ30のドーム部37に固定される。フェルール40
のまわりにはゴムの保護カバー44が取りつけられる。
【0021】図7は図5及び図6の光半導体装置が使用
される電話回線の一例を示す図である。電話局(交換
機)50は他の電話局51とは光ファイバー52で接続
されている。光ファイバー52の端部には光半導体装置
53が取りつけられ、この光半導体装置53が交換機に
取りつけられる。また、電話局51と加入者54とは光
ファイバー52で接続されている。この場合にも、光フ
ァイバー52の端部には光半導体装置53が取りつけら
れ、この光半導体装置53は加入者の電話機に取りつけ
られる。なお、本発明による光半導体装置53は交換機
には必ずしも使用する必要はなく、加入者の電話機に取
りつけるのに適したものである。
【0022】図3はステム10の変形例を示す図であ
る。図1及び図2の実施例と同様に、ステム10はステ
ムベース11とステムヘッダー13とからなり、光半導
体の搭載部分15がステムヘッダー13の平坦な表面1
4から突出して設けられる。図1においては、ステムヘ
ッダー13の外周部20の形状が円形になっている。こ
れに対して、図3においては、ステムヘッダー13の外
周部20の形状は正六角形になっている。この場合に
は、レンズ支持キャップ35の脚部の内周部の形状も正
六角形に形成され、レンズ支持キャップ35がステムヘ
ッダー13の外周部20に嵌合される。
【0023】図4はステム10の変形例を示す図であ
る。ステム10はステムベース11とステムヘッダー1
3とからなり、光半導体の搭載部分15がステムヘッダ
ー13の平坦な表面14から突出して設けられる。図1
においては、ステムベース11の外周部21の形状が正
角形になっている。これに対して、図においては、
ステムベース11の外周部21の形状は正六角形になっ
ている。この場合には、フランジ30の鍔部38の嵌合
凹部39も正六角形に形成され、ステムベース11がフ
ランジ30に嵌合される。
【0024】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の光半導体
体搭載用ステムは光半導体を容易に位置決めできる効果
を有する。また、本発明の光半導体装置は、光半導体、
レンズ及び光ファイバの心合わせを容易に行うことがで
き、低コストで大量生産することでできるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例のステムを示す平面図である。
【図2】図1のステムの側面図である。
【図3】ステムの変化例を示す平面図である。
【図4】ステムの変化例を示す平面図である。
【図5】本発明の実施例の光半導体装置を示す断面図で
ある。
【図6】図5のフランジの底面図である。
【図7】電話回線の一例を示す図である。
【符号の説明】
10…ステム 11…ステムベース 12…光半導体 13…ステムヘッダー 14…表面 15…光半導体の搭載部分 30…フランジ 35…レンズ支持キャップ 36…レンズ 40…フェルール 41…光ファイバ

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光半導体を搭載するためのステムであっ
    て、ステムヘッダー(13)と、該ステムヘッダーの
    面(14)から突出し、取りつけられる光半導体の面積
    よりも大きい面積を有する搭載部分(15)とを備え、
    該搭載部分は取りつけられる光半導体の外形と対応する
    形状の外縁(16)を有し、該外縁が光半導体(12)
    の搭載時にマーカーとなることを特徴とする光半導体搭
    載用ステム。
  2. 【請求項2】 光半導体を搭載するためのステム(1
    0)と、該ステムに対して光半導体の中心軸線上で支持
    されるレンズ(36)と、該ステムを固定的に支持する
    フランジ(30)と、該フランジに光半導体の中心軸線
    上で固定される光ファイバ保持用フェルール(40)と
    を備え、該ステム(10)は、ステムヘッダー(13)
    と、該ステムヘッダーの表面(14)から突出し、取り
    つけられる光半導体の面積よりも大きい面積を有する搭
    載部分(15)とを備え、該搭載部分は取りつけられる
    光半導体の外形と対応する形状の外縁(16)を有し、
    該外縁が光半導体(12)の搭載時にマーカーとなる
    とを特徴とする光半導体装置。
  3. 【請求項3】 該レンズはキャップ状のレンズ支持部材
    の中心部に取りつけられ、該レンズ支持部材の脚部が該
    ステムに嵌合されることを特徴とする請求項2に記載の
    光半導体装置。
  4. 【請求項4】 該ステムを固定的に支持するフランジ
    は、中心開口を有するドーム部と、該ドーム部の底部か
    ら半径方向外方に広がった鍔部とを有し、該ステムが該
    光半導体の搭載部分及び該レンズ支持部材を該ドーム部
    内に挿入した状態で該鍔部に固定され、該フェルールが
    該ドーム部に固定されることを特徴とする請求項3に記
    載の光半導体装置。
  5. 【請求項5】 該ステムは該フランジに固定されるステ
    ムベースと、光半導体を搭載するステムヘッダーとから
    なり、該ステムヘッダーの外周部の形状は該レンズ支持
    部材の内周部の形状と一致し、該レンズ支持部材が該ス
    テムヘッダーに嵌合されることを特徴とする請求項4に
    記載の光半導体装置。
  6. 【請求項6】 該フランジの鍔部は該ステムベースの外
    周部の形状と一致する嵌合凹部を有し、該ステムベース
    が該フランジに嵌合されることを特徴とする請求項5に
    記載の光半導体装置。
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