JP4920473B2 - Optical component mounting method and apparatus - Google Patents

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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。   The present invention relates to a method and an apparatus for assembling and mounting an optical component (for example, an optical connector) for efficiently coupling light emitted from a light emitting element such as a semiconductor laser to an optical fiber, and in particular, connecting a lead wire of the light emitting element to a driving power source. The present invention relates to a mounting method and apparatus for adjusting the position of a light-emitting element by causing the light-emitting element to emit light without being emitted.

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。
As shown in FIG. 1, the conventional assembly of optical components is performed by connecting the lead wire 2 of the light-emitting element 1 to the drive power supply 4 through the electrical connection means 3 (for example, a connector) and emitting light by the current from the drive power supply 4. Element 1 emits light.
The outgoing light emitted from the light emitting point 1A (for example, a semiconductor laser) is condensed at the condensing point 5 by the condensing lens 1B integrated with the light emitting element 1. A ferrule 7 is provided at the tip of the optical fiber 6 to be optically coupled, and is inserted into a housing (also referred to as a receptacle) 8. The housing 8 is held by housing fixing means 9. The laser light that has entered the optical fiber 6 from the tip of the ferrule 7 enters the photodetector 10, and the light intensity is monitored by the light intensity measuring means 11.
The position adjusting unit 12 has a function of moving the position of the light emitting element 1 in two dimensions of XY (horizontal axis) or three dimensions of XYZ, and is controlled manually or electrically. Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-228688 discloses a device that automatically controls the position adjusting unit based on the output of the light intensity measuring unit 11.

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。
FIG. 2 is a diagram showing a conventional procedure for assembling and mounting optical components, which will be described with reference to the drawings.
Procedure 1) The lead wire 2 of the light emitting element 1 is inserted into the connector of the electrical connection means 3.
Procedure 2) A UV adhesive 13 is applied around the light emitting element 1.
Procedure 3) The housing 8 in which the ferrule 7 is inserted is fixed to the housing fixing means 9.
Procedure 4) A current is passed from the driving power source 4 to the light emitting element 1 to cause the light emitting element 1 to emit light, and the light intensity measuring means 11 monitors the light intensity incident on the optical fiber. At this time, the position of the light-emitting element 1 collected by the condenser lens 1B and the position of the tip (core center position) of the optical fiber 6 are usually greatly shifted due to the mechanical processing accuracy of each member, and the incident light is extremely It is weak.
Procedure 5) The position of the light emitting element 1 is adjusted by the position adjusting means 12, and the position where the monitored light intensity is maximized (the light condensing point 5 of the light from the light emitting element 1 and the position of the tip of the fiber completely match). Point).
Procedure 6) The UV adhesive 13 is irradiated with UV light from a UV lamp to cure the light emitting element 1 and the housing 8.
Procedure 7) The ferrule 7 is removed from the housing 8, and the light emitting device 1 fixed to the housing 8 is removed from the housing fixing means 9. Thus, one optical component is completed.

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
However, the mounting method as described above has the following problems. That is, first, since a light emitting element such as a semiconductor laser is usually extremely sensitive to static electricity, when inserting a lead wire of the light emitting element into a connector, a portion (human body, holder, etc.) holding the light emitting element It is a problem that it may break down due to static electricity or potential difference between electrical contact parts. Although this destruction sometimes occurs on the spot, it does not lead to destruction on the spot and often remains in the form of damage to the inside of the semiconductor. In this case, since it gradually deteriorates and becomes defective in the actual use state after the product is shipped, it becomes a big problem. Secondly, since the lead wire of the light emitting element is a thin brass wire of about 0.5 mmφ, the position fixing accuracy when inserting it into the connector is extremely poor, and there is a problem that it takes time to insert it manually. Therefore, there is a problem that it is difficult to automate the mounting and assembly.
On the other hand, semiconductor surface-emitting lasers (VCSELs) used as light-emitting elements also vary in the position of the light emitting point due to their characteristics, and the appearance is based on the electrode and chip outline when die-bonding the semiconductor laser (chip) to the stem. Even if the above centering is performed, the light emitting point is not always the center of the electrode or the outer shape of the chip. In addition, conventionally, since the light emitting element is caused to emit light by current driving to perform alignment, it is necessary to wire bond the lead wire to the chip, and alignment cannot be performed at the time of die bonding of the chip. This is a cause that the position adjustment range when the light emitting element is fixed to the housing cannot be narrowed, and is an impediment to shortening the optical axis adjustment (alignment) time.
JP 2003-329896 A

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。
The present invention has been made in view of the problems of the prior art, and in the process of assembling and mounting the optical component by fixing the light emitting element to the housing, without connecting the lead wire of the light emitting element to the driving power source. An optical component mounting method and apparatus that solves the problems of static electricity destruction when inserting a lead wire as described above into the connector and reduction in work efficiency during insertion by enabling light emission and mounting assembly can be automated. It is intended to provide.
Also, in order to shorten the alignment time of the optical component, there is also a method and apparatus for performing die bonding after positioning the light emitting point of the semiconductor laser to be located at the center of the light emitting element when the light emitting element itself is assembled. It is intended to be provided together.

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。   In order to solve the above problems, the present invention fixes the light emitting element to the light emitting element holding means in an alignment method in an assembly process of an optical component comprising a light emitting element including a condensing lens, a semiconductor laser, and a housing. A step of loosely inserting the light emitting element into the housing, a step of fixing the housing to the housing fixing means, and an excitation light having a wavelength that is not longer than the laser light emitted from the semiconductor laser via an optical fiber. The step of irradiating the semiconductor laser through a condenser lens, and taking in the fluorescence or laser light generated by optical excitation by the excitation light through the optical fiber, the light intensity of the generated fluorescence or laser light as the light intensity The step of monitoring with a measuring means, and the light emission so as to maximize the light intensity. The step of adjusting the position by moving the position of the child holding means in two dimensions or three dimensions, and the step of performing a process of fixing the light emitting element to the housing after completion of the position adjustment are provided. .

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。   According to another aspect of the present invention for solving the above problem, in the alignment method in the assembly mounting process of an optical component including a light emitting element including a condenser lens, a semiconductor laser, and a housing, the light emitting element is a light emitting element. A step of fixing to the holding means, a step of loosely inserting the light emitting element into the housing, a step of fixing the housing to the housing fixing means, and an excitation light having a wavelength not longer than the laser light emitted from the semiconductor laser. A step of irradiating the semiconductor laser through a condensing lens, and capturing fluorescence or laser light generated by optical excitation by the excitation light, and monitoring the light intensity of the generated fluorescence or laser light with a light intensity measuring means. And the position of the light emitting element holding means is two-dimensionally young so as to maximize the light intensity. A step of adjusting the position by moving in three dimensions, and a step of performing a process of fixing the light emitting element to the housing after completion of the position adjustment, and an emission optical path of the excitation light and the generated light An optical system in which an incident optical path of fluorescence or laser light forms a confocal point is provided. That is, it is a method performed without using an optical fiber.

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。   Furthermore, the present invention is a method for performing die bonding after positioning the light emitting point of the semiconductor laser to be a predetermined position of the stem when the light emitting element itself is assembled in order to shorten the alignment time of the optical component. For this purpose, in the alignment method in the assembly and mounting process of the light emitting element in which the semiconductor laser chip is die-bonded to the stem, the stem of the light emitting element is fixed to the light emitting element holding means. A step of detecting a reference position of the stem from a position marker provided on the stem or a structural feature point of the stem by a position detection means; and referring to the reference position, the center of the stem is set to a predetermined position. A step of moving the chip, and the chip is gripped by a chip gripping means. A step of irradiating the chip with excitation light, and taking in the fluorescence or laser light generated by the light excitation by the excitation light, and monitoring the light intensity of the generated fluorescence or laser light with a light intensity measuring means A step of detecting the light emitting point of the chip by moving the position of the chip by the chip gripping means so that the light intensity is maximized; and a predetermined light emitting point of the detected chip and a predetermined of the stem And a step of fixing the chip to the stem to complete die bonding, and the exit light path of the excitation light and the incident light path of the generated fluorescence or laser light are confocal. An optical system is provided.

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。   In order to solve the above problems, the present invention provides an alignment apparatus in an assembly mounting process of an optical component including a light-emitting element including a condenser lens, a semiconductor laser, and a housing, and the alignment apparatus holds the light-emitting element. A light emitting element holding means, a housing fixing means for fixing the housing in which the light emitting element is loosely inserted, and an excitation light having a wavelength not longer than that of the laser light emitted from the semiconductor laser through the condenser lens to the semiconductor laser. An excitation light source device for irradiating; an optical fiber that introduces the excitation light into the semiconductor laser; and fluorescence or laser light generated by optical excitation by the excitation light when the excitation light and the fluorescence are taken in via the optical fiber Or a light separating means for separating the laser light, and light for measuring the light intensity of the captured fluorescence or laser light A degree measuring means, the light intensity is characterized by comprising a position adjusting means for adjusting is moved in two-dimensional or three-dimensional position of the light emitting element holder so that the maximum.

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。   Another aspect of the apparatus according to the present invention for solving the above-described problem is an alignment apparatus in an alignment mounting process of an optical component including a condensing lens, a light emitting element including a semiconductor laser, and a housing. The apparatus includes: a light emitting element holding unit that holds the light emitting element; a housing fixing unit that fixes the housing in which the light emitting element is loosely inserted; and an excitation light having a wavelength that is not longer than a laser beam emitted from the semiconductor laser. An excitation light source device that irradiates the semiconductor laser through a condenser lens, an emission optical path of the excitation light, and an incident optical path of fluorescence or laser light generated by the semiconductor laser by being optically excited by the excitation light are confocal. And separating the excitation light and the fluorescence or laser light when capturing the generated fluorescence or laser light through the optical system. A light separating means, a light intensity measuring means for measuring the light intensity of the captured fluorescence or laser light, and a position of the light emitting element holding means is moved in two dimensions or three dimensions so that the light intensity becomes maximum. And a position adjusting means for adjusting the position.

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。   Furthermore, in order to shorten the alignment time of the optical component, the present invention performs die bonding after positioning the light emitting point of the semiconductor laser at a predetermined position of the stem when assembling the light emitting element itself. The alignment device in the assembly and mounting process of the light-emitting element in which the semiconductor laser chip is die-bonded to the stem is provided. The alignment apparatus includes a stem of the light-emitting element. A light emitting element holding means for holding; position detecting means for detecting a reference position of the stem from a position marker provided on the stem or a structural feature point of the stem; and the light emission at the center of the stem based on the reference position Position adjusting means for moving the element to a predetermined position; and pumping light having a wavelength not longer than that of the laser beam emitted from the semiconductor laser. An excitation light source device that irradiates the laser, an emission optical path of the excitation light, and an optical system in which an incident optical path of fluorescence or laser light generated in the semiconductor laser by being optically excited by the excitation light is confocal, A light separation means for separating the excitation light and the fluorescence or laser light when the generated fluorescence or laser light is captured via the optical system; and a light intensity for measuring the light intensity of the captured fluorescence or laser light. It is characterized by comprising measuring means and chip gripping means for detecting the chip light emission point by gripping the chip and moving the position of the chip so as to maximize the light intensity.

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。
According to the method and the apparatus of the present invention, since it is not necessary to electrically connect the lead wire of the light emitting element, it is not affected by static electricity or a potential difference at the time of electrical connection, and the reliability of the light emitting element is improved. Improve dramatically. In addition, since it is not necessary to insert the lead wire into the connector, fixing to the light emitting element holding means can be performed in a short time, and automatic mounting by a robot or the like can be easily realized.
Furthermore, according to the alignment method and apparatus for die bonding of a semiconductor chip according to the present invention, the position adjustment range when assembling and mounting optical components can be narrowed, and the optical axis adjustment time can be greatly shortened. Furthermore, since the exit light path of the excitation light and the incident light path from the light emitting element constitute a confocal optical system, the focus position adjustment accuracy is dramatically improved (about 1.4 times).

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。
The present invention utilizes the fact that a semiconductor laser is not oscillated by a conventional current drive and laser light is extracted, but the semiconductor is irradiated with light such as laser light, and the semiconductor is optically pumped to cause laser oscillation. It is what. For this reason, it is not necessary to connect the light emitting element to the driving power source, and alignment can be performed without inserting the lead wire into the connector.
Hereinafter, it will be described in detail with reference to the drawings.

(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。
(Optical component mounting method)
This relates to a mounting method for manufacturing an optical component (such as an optical connector) by fixing a light emitting element (for example, a surface emitting laser: VCSEL) to a housing. This will be described in detail with reference to FIG.
(Step 1) The light emitting element 1 is mounted and fixed on the light emitting element holding means 14 (electrical connection is not performed, and the flange portion of the stem of the light emitting element 1 is held and held). Preferably, the lead wire 2 is inserted into a conductive sponge or the like to be protected from static electricity.
(Step 2) A UV adhesive 13 is applied to the periphery of the light-emitting element 1, and the housing 8 is placed over and fitted.
(Step 3) The housing 8 is fixed to the housing fixing means 9, and the ferrule 7 with the optical fiber 6 inserted through the central axis thereof is inserted into the housing.
(Step 4) The excitation light source device 15 that emits laser light is operated, and the laser light is emitted from the fiber end toward the light emitting element 1 through the optical fiber 6.
The emission wavelength of the excitation light source device 15 is the same as or shorter than the oscillation wavelength of the light emitting element 1. In this example, the wavelength of the light emitting element was 850 nm, and the wavelength of the excitation light was 630 nm.
(Step 5) When excitation light is incident on the light emitting element 1, the active layer of the light emitting element 1 is excited to emit fluorescence. If the excitation intensity is sufficiently high, the light-emitting element 1 enters the optically excited laser oscillation state without passing an electric current, and emits laser light. The laser light emitted from the light emitting element 1 is collected at a condensing point by the condensing lens 1B, passes through the optical fiber 6, and further separated from the excitation light by the light separating means 16, and is monitored by the photodetector 10. For example, a translucent mirror or a dichroic mirror can be used as the light separating means 16. Note that a wavelength selection filter 17 may be disposed in front of the photodetector 10 so that only the laser light generated by the light emitting element 1 is allowed to pass therethrough. The light intensity of the light detected by the photodetector 10 is measured by the light intensity measuring means 11.
(Step 6) The position adjusting means 12 adjusts the position (horizontal direction and vertical direction) of the light emitting element, and the position where the monitored light intensity becomes maximum (that is, the light condensing point 5 of the light from the light emitting element 1) The point where the tip position of the optical fiber 6 is completely matched is obtained. The position adjusting means 12 may be operated manually by a human while monitoring the output of the light intensity measuring means 11, or the output of the light intensity measuring means 11 is input to a control means (for example, a personal computer or the like) not shown and controlled. The position adjusting means 12 may be automatically controlled by the means. As a specific example of the position adjusting unit 12, for example, a piezo actuator can be used.
(Step 7) The UV adhesive 13 is irradiated with ultraviolet light from an ultraviolet irradiation means (UV lamp) (not shown) to cure the adhesive, and the light emitting element 1 is fixed to the housing 8.
(Step 8) The ferrule 7 is removed from the housing 8 and the housing 8 (actually completed optical component) is removed from the housing fixing means 9.

(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。
(Another embodiment of optical component mounting method)
In this method, excitation light is made incident on the light emitting element by an optical system such as a lens without using a fiber / ferrule, and the position of the fluorescence and light emission is detected from above by an image capturing means such as a CCD camera, and assembly mounting is performed. That is, in the first embodiment, the laser light propagating in the fiber is propagated in the space, and the basic principle is the same as in the first embodiment. In this case, since it is not necessary to insert the ferrule into the housing, variations in inserting the ferrule can be eliminated, and the insertion work can be omitted, which facilitates automation.
FIG. 4 shows a second embodiment of the present invention. First, the apparatus will be described.
The illumination light source 18 emits illumination light inside the housing, and irradiates the illumination light inside the housing via a translucent mirror 19. Note that this illumination is not required once the focus position detection described later is completed, and may be turned off at that time.
The focal position detection optical system 20 is used to make the focal point of the optical system coincide with the focal point 5 (the center of the ferrule tip position), and is composed of a lens and a lens holding / moving means (not shown). The light separation means 16 reflects the excitation light emitted from the excitation light source device 15 and sends it to the light emitting element 1, and passes the laser light emitted from the light emitting element 1 and sends it to the photodetector 10. A dichroic mirror can be used as the light separation means 16. A dichroic mirror refers to a mirror that reflects light of a specific wavelength and transmits light of other wavelengths. In this embodiment, a 630 nm excitation light source is used, so only light of a wavelength of 630 nm is reflected. A mirror was used.

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。
An alignment method using this apparatus will be described with reference to FIG.
(Step 1) The light emitting element 1 is mounted and fixed on the light emitting element holding means 14 (electrical connection is not performed, and the flange portion of the stem of the light emitting element 1 is held and held). Preferably, the lead wire 2 is inserted into a conductive sponge or the like to be protected from static electricity.
(Step 2) A UV adhesive 13 is applied to the periphery of the light-emitting element 1, and the housing 8 is placed over and fitted.
(Step 3) The housing 8 is fixed to the housing fixing means 9.
(Step 4) Adjust the focal position of the optical system. Specifically, the front end position of the ferrule inserted into the housing while illuminating the interior of the housing with the illumination light source 18 and monitoring the imaging means (photodetector) 10 (the surface on which the ferrule hits the housing, see FIG. 4) The lens position of the focal position detection optical system 20 is moved and adjusted in the height direction (Z-axis direction) so that the focal position of the optical system is aligned. Next, the lens position of the focal position detection optical system 20 is moved in the horizontal direction so that the focal position comes to the bottom corner circle of the ferrule insertion hole or the center of the light passage hole circle. As a result, the focal point 5 and the focal position of the optical system coincide.
(Step 5) The excitation light source device 15 that emits the excitation laser light is operated to emit the excitation light toward the light emitting element 1 side. The emission wavelength of the excitation light source device 15 is the same as or shorter than the oscillation wavelength of the light emitting element 1. In this example, the wavelength of the light emitting element 1 was 850 nm, and the wavelength of the excitation light was 630 nm.
(Step 6) When excitation light enters the light emitting element 1, the active layer of the light emitting element 1 is excited to emit fluorescence. If the excitation intensity is sufficiently high, the light-emitting element 1 enters the optically excited laser oscillation state without passing an electric current, and emits laser light. The laser light emitted from the light emitting element 1 is collected at the condensing point by the condensing lens 1B, passes through the optical system, further separated from the excitation light by the light separating means 16, and is monitored by the photodetector 10. The light intensity of the light detected by the photodetector 10 is measured by the light intensity measuring means 11.
(Step 7) The position (horizontal direction and vertical direction) of the light emitting element is adjusted by the position adjusting means 12, and the position where the shape of the monitored light beam is minimized or the light intensity is maximized (that is, the light emitting element). 1) where the light condensing point 5 of light from 1 and the focal position of the optical system completely match. The position adjusting means 12 may be operated manually by a human while monitoring the output of the light intensity measuring means 11, or the output of the light intensity measuring means 11 is input to a control means (for example, a personal computer or the like) not shown and controlled. The position adjusting means 12 may be automatically controlled by the means.
(Step 8) The UV adhesive 13 is irradiated with ultraviolet light from a UV lamp to cure the adhesive, and the light emitting element 1 is fixed to the housing 8.
(Step 9) The housing 8 (actually completed optical component) is removed from the housing fixing means 9.

(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。
(Alignment method when die bonding)
In this embodiment, the method of Embodiment 2 is applied, and when the light emitting element itself is assembled, the light emitting point of the semiconductor laser (chip) 1A is positioned at a predetermined position (for example, the center) of the light emitting element. The present invention relates to a method of performing die bonding after positioning.
FIG. 5 shows a method of arranging the light emitting point of the chip at the center of the stem when the light emitting element is assembled, and will be described in detail with reference to the drawings.

(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。
(Step 1) The stem of the light emitting element is mounted on the light emitting element holding means 14 and fixed. At this stage, the chip is not mounted on the stem.
(Step 2) The focal position of the optical system is adjusted. Specifically, the focal position of the optical system is detected so that the focal position of the optical system is aligned with the surface of the stem while illuminating the upper surface of the stem with the illumination light source 18 and monitoring the imaging means (photodetector) 10 as the position detection means. The lens position of the optical system 20 is moved and adjusted in the height direction (Z-axis direction).
(Step 3) Next, a reference position such as a cross line provided on the stem is detected by the imaging means 10, and this is used as a position coordinate reference.
(Step 4) Referring to the reference position obtained in Step 3, the center of the stem is moved to the center position of the entire light emitting element (adjusted by the position adjusting means 12).
(Step 5) Next, the chip is gripped by a chip gripping means (manipulator).
(Step 6) The excitation light source device 15 that emits the excitation laser light is operated to emit the excitation light to the chip. The emission wavelength of the excitation light source device 15 is the same as or shorter than the oscillation wavelength of the light emitting element 1. In this example, the wavelength of the light emitting element 1 was 850 nm, and the wavelength of the excitation light was 630 nm.
(Step 7) When excitation light enters the chip, the active layer of the chip is excited to emit fluorescence. If the excitation intensity is sufficiently strong, the chip enters a laser-excited laser oscillation state and emits laser light without passing an electric current. The light emitted from the chip passes through the optical system, is further separated from the excitation light by the light separation means 16, and is monitored by the photodetector 10. The light intensity of the light detected by the photodetector 10 is measured by the light intensity measuring means 11.
(Step 8) The position (horizontal direction) of the chip is adjusted by the chip gripping means (manipulator), and the position where the shape of the monitored light beam is minimized or the position where the light intensity is maximized (that is, the laser from the chip) The point where the light condensing point 5 and the focal position of the optical system completely match). Thereby, the light emitting point of the chip is detected. The chip gripping means may be manually operated by a human while monitoring the output of the light intensity measuring means 11, or the output of the light intensity measuring means 11 is input to a control means (for example, a personal computer or the like) not shown, and the control means The chip gripping means may be automatically controlled by.
(Step 9) The detected light emitting point of the chip is aligned with a predetermined position of the stem, and die bonding is performed to fix the chip to the stem with an adhesive or the like. If the die bonding adhesive is UV curable, the adhesive is cured by irradiating UV light from a UV lamp to complete the die bonding.

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。   The chip on which the die bonding has been completed is covered with a lid with a condenser lens 1B in the next step, and the light emitting element 1 is completed. Since the position of the light emitting point of the VCSEL manufactured in this way is almost at the center, when assembling and mounting the optical component fixed to the housing, there is a high possibility that adjustment only in the Z-axis direction is required. The position adjustment range during assembly and mounting can be narrowed, and the alignment time can be greatly shortened.

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。
The method or means for fixing the light emitting element and the housing is not limited to the UV adhesive, and other methods such as resin (hot melt, dry type, two-component reaction type, UV curing, anaerobic type, UV anaerobic type) Type, UV heating type), low temperature soldering method, laser welding method and the like.
The description of the apparatus is omitted since it is substantially the same as the description of the method.

従来の光部品の組立て実装の装置を示す図である。It is a figure which shows the apparatus of the assembly mounting of the conventional optical component. 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。It is a figure for demonstrating the process of the assembly mounting of the conventional optical component. 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。It is a figure for demonstrating Example 1 of the method based on this invention. 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。It is a figure for demonstrating Example 2 of the method which concerns on this invention. 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。It is a figure for demonstrating Example 3 of the method which concerns on this invention.

符号の説明Explanation of symbols

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
1 Light-Emitting Element 1A Light-Emitting Point (Semiconductor Chip)
1B Condensing lens 2 Lead wire 3 Electrical connection means (connector)
4 Drive power supply 5 Condensing point 6 Optical fiber 7 Ferrule 8 Housing (receptacle)
9 Housing fixing means 10 Photodetector (imaging device)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Light intensity measurement means 12 Position adjustment means 13 UV adhesive 14 Light emitting element holding means 15 Excitation light source device 16 Light separation means 17 Wavelength selection filter 18 Illumination light source 19 Translucent mirror 20 Focus position detection optical system

Claims (12)

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。
In the alignment method in the assembly mounting process of an optical component comprising a light emitting element including a condenser lens and a semiconductor laser and a housing,
Fixing the light emitting element to a light emitting element holding means;
Loosely inserting the light emitting element into the housing;
Fixing the housing to a housing fixing means;
Irradiating the semiconductor laser through the condenser lens with excitation light having a wavelength that is not longer than the laser light emitted from the semiconductor laser via an optical fiber;
Capturing fluorescence or laser light generated by being optically excited by the excitation light through the optical fiber, and monitoring the light intensity of the generated fluorescence or laser light with a light intensity measuring means;
Adjusting the position by moving the position of the light emitting element holding means in two dimensions or three dimensions so that the light intensity is maximized;
Performing a process of fixing the light emitting element to the housing after completion of the position adjustment;
An alignment method in an assembly mounting process of an optical component, comprising:
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。   2. The alignment method in an assembly process of optical components according to claim 1, wherein the optical fiber is inserted into a ferrule, and is inserted into and released from the housing. 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。
In the alignment method in the assembly mounting process of an optical component comprising a light emitting element including a condenser lens and a semiconductor laser and a housing,
Fixing the light emitting element to a light emitting element holding means;
Loosely inserting the light emitting element into the housing;
Fixing the housing to a housing fixing means;
Irradiating the semiconductor laser with excitation light having a wavelength not longer than that of the laser light emitted from the semiconductor laser through the condenser lens;
Capturing fluorescence or laser light generated by being optically excited by the excitation light, and monitoring the light intensity of the generated fluorescence or laser light with a light intensity measuring means;
Adjusting the position by moving the position of the light emitting element holding means in two dimensions or three dimensions so that the light intensity is maximized;
Performing a process of fixing the light emitting element to the housing after completion of the position adjustment;
With
An alignment method in an assembling and mounting process of an optical component, comprising: an optical system in which an exit optical path of the excitation light and an incident optical path of the generated fluorescence or laser light form a confocal point.
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。   4. The alignment method in the assembly and mounting process of an optical component according to claim 1, wherein the position adjustment is automatically adjusted based on an output of the light intensity measuring means. 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。
In the alignment method in the assembly and mounting process of the light emitting element that die-bonds the semiconductor laser chip to the stem,
Fixing the stem of the light emitting element to the light emitting element holding means;
Detecting a reference position of the stem from a position marker provided on the stem or a structural feature point of the stem by position detecting means;
Moving the center of the stem to a predetermined position of the light emitting element with reference to the reference position;
Holding the chip with a chip holding means, and irradiating the chip with excitation light having a wavelength not longer than the laser light emitted by the semiconductor laser; and
Capturing fluorescence or laser light generated by being optically excited by the excitation light, and monitoring the light intensity of the generated fluorescence or laser light with a light intensity measuring means;
Detecting the light emitting point of the chip by moving the position of the chip by the chip gripping means so that the light intensity becomes maximum;
Aligning the detected light emitting point of the chip with a predetermined position of the stem;
Fixing the chip to the stem and completing die bonding;
With
A process for assembling and mounting a light emitting element for die bonding a semiconductor laser chip to a stem, comprising an optical system in which the exit optical path of the excitation light and the incident optical path of the generated fluorescence or laser light form a confocal point Alignment method.
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。   6. The process of assembling and mounting a light emitting element for die bonding a semiconductor laser chip to a stem according to claim 5, wherein the detection of the chip emission point is automatically performed based on the output of the light intensity measuring means. Alignment method. 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。
In the aligning device in the assembly mounting process of the optical component comprising a light emitting element including a condenser lens and a semiconductor laser and a housing, the aligning device includes:
A light emitting element holding means for holding the light emitting element;
Housing fixing means for fixing the housing in which the light emitting element is loosely inserted;
An excitation light source device that irradiates the semiconductor laser through the condenser lens with excitation light having a wavelength that is not longer than the laser light emitted by the semiconductor laser;
An optical fiber for introducing the excitation light into the semiconductor laser;
A light separating means for separating the excitation light and the fluorescence or laser light when capturing the fluorescence or laser light generated by being optically excited by the excitation light through the optical fiber;
A light intensity measuring means for measuring the light intensity of the captured fluorescence or laser light;
Position adjusting means for adjusting the position of the light emitting element holding means in two or three dimensions so as to maximize the light intensity;
An alignment device in an assembly mounting process of an optical component, comprising:
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。   8. The alignment device in an assembly process of optical components according to claim 7, wherein the optical fiber is inserted into a ferrule, and is inserted into and released from the housing. 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。
In the aligning device in the assembly mounting process of the optical component comprising a light emitting element including a condenser lens and a semiconductor laser and a housing, the aligning device includes:
A light emitting element holding means for holding the light emitting element;
Housing fixing means for fixing the housing in which the light emitting element is loosely inserted;
An excitation light source device that irradiates the semiconductor laser through the condenser lens with excitation light having a wavelength that is not longer than the laser light emitted by the semiconductor laser;
An optical path in which an emission optical path of the excitation light and an incident optical path of fluorescence or laser light generated by the semiconductor laser by being optically excited by the excitation light are confocal;
A light separation means for separating the excitation light and the fluorescence or laser light when taking in the generated fluorescence or laser light through the optical system;
A light intensity measuring means for measuring the light intensity of the captured fluorescence or laser light;
Position adjusting means for adjusting the position of the light emitting element holding means in two or three dimensions so as to maximize the light intensity;
An alignment device in an assembly mounting process of an optical component, comprising:
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。   10. The alignment in the assembly and mounting process of an optical component according to claim 7, wherein the position adjustment means includes a control means for automatically adjusting based on an output of the light intensity measurement means. apparatus. 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。
In the alignment apparatus in the assembly mounting process of the light emitting element that die-bonds the semiconductor laser chip to the stem, the alignment apparatus includes:
A light emitting element holding means for holding a stem of the light emitting element;
A position detection means for detecting a reference position of the stem from a position marker provided on the stem or a structural feature point of the stem;
Position adjusting means for moving the center of the stem to a predetermined position of the light emitting element based on the reference position;
An excitation light source device that irradiates the semiconductor laser with excitation light having a wavelength that is not longer than the laser light emitted by the semiconductor laser;
An optical path in which an emission optical path of the excitation light and an incident optical path of fluorescence or laser light generated by the semiconductor laser by being optically excited by the excitation light are confocal;
A light separation means for separating the excitation light and the fluorescence or laser light when taking in the generated fluorescence or laser light through the optical system;
A light intensity measuring means for measuring the light intensity of the captured fluorescence or laser light;
A chip gripping means for detecting the chip emission point by gripping the chip and moving the position of the chip so that the light intensity is maximized;
An alignment device in a process for assembling and mounting a light emitting element in which a semiconductor laser chip is die-bonded to a stem.
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。   12. The semiconductor laser chip according to claim 11, wherein the chip gripping means includes control means for automatically detecting the light emitting point based on an output of the light intensity measuring means. A centering device in an assembly mounting process of light emitting elements to be bonded.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN103460098A (en) * 2011-04-12 2013-12-18 株式会社自动网络技术研究所 Optical module and optical module manufacturing method

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5402786B2 (en) * 2010-03-31 2014-01-29 株式会社オートネットワーク技術研究所 Manufacturing method of optical communication module
JP5943657B2 (en) * 2012-03-15 2016-07-05 株式会社日立情報通信エンジニアリング High-precision alignment method and high-precision alignment apparatus for optical components
US9052597B2 (en) 2013-04-04 2015-06-09 Humboldt-Universität Zu Berlin Methods and fabrication tools for fabricating optical devices
CN115655662B (en) * 2022-10-19 2023-12-22 武汉云岭光电股份有限公司 Method and system for precisely testing edge-emitting semiconductor laser

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6180209A (en) * 1984-09-28 1986-04-23 Furukawa Electric Co Ltd:The Photocoupler between light source and optical fiber
JPH07113694B2 (en) * 1993-03-16 1995-12-06 日本電気株式会社 Automatic optical axis alignment device
JP2001078175A (en) * 1999-07-07 2001-03-23 Fuji Photo Film Co Ltd Fluorescent observation device
JP2005077436A (en) * 2003-08-29 2005-03-24 Precise Gauges Co Ltd Alignment method and apparatus therefor, and method for manufacturing optical module using the method and apparatus therefor
JP2005331889A (en) * 2004-05-21 2005-12-02 Keyence Corp Fluorescence microscope and fluorescence observation method
JP4737590B2 (en) * 2004-09-27 2011-08-03 インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーション Optical connection adjusting device and adjusting method, and optical wiring manufacturing method

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103460098A (en) * 2011-04-12 2013-12-18 株式会社自动网络技术研究所 Optical module and optical module manufacturing method
CN103460098B (en) * 2011-04-12 2015-06-24 株式会社自动网络技术研究所 Optical module and optical module manufacturing method
US9075207B2 (en) 2011-04-12 2015-07-07 Autonetworks Technologies, Ltd. Optical module and method of manufacturing optical module

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