JPH021804A - 光結合装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、主として光フアイバ通信用装置に関し、特に
光学部品と光半導体素子を光学的に結合固定する装置に
おいて、光半導体素子の固定に充分なる熱接触と機械的
に安定な接合強度を持たせる構造に関する。

〔従来の技術〕

従来、この種の光フアイバー通信用装置では、光半導体
素子の固定は、半田固定が一般的であった。

光半導体素子は、半導体チップをまずサブキャリアに半
田固定した状態で、特性選別、スクリーニングを行なう
のが一般的である為、装置への光素子の固定には、チッ
プをサブキャリアに固定した半田よりも、低融点の半田
が使用されていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述した従来の半田固定技術には、半田には融点より充
分低い温度でも一定の負荷条件下で、半田が塑性変形を
起こす、いわゆる半田クリープ現象が存在する為、高精
度を要する光学装置の固定技術としては、信頼度に欠け
るという欠点がある。

例えば、半導体レーザ（ＬＤ）とシングルモードファイ
バーの結合系では、サブミクロ、ンの結合精度が要求さ
れるが、ＬＤチップのマウントにＡｕ　Ｓ　ｎ　（８ｏ
／２０）半田、融点２８３°、を使用した場合、サブキ
ャリアの固定には、Ｐｂ５ｎ（６３−３７）半田、融点
１８３℃を使用するのが半田固定では一般的である。こ
の時、この装置の保存温度して８５℃を要求された場合
、この光学系の安定度を、この半田固定構造で確保する
事は、上記半田クリープ現象の為に不可能である。

〔課題を屏決するための手段〕

本発明は、光学部品搭載の機構体の一面に、くぼみをう
がち、高温に上げた上でその容積より少し多めの溶融半
田でそのくぼみを満たした後、光半導体素子を搭載した
金属容器の前記くぼみ表面より広い面積を有する面を、
前記機構体に面接触させながら、そのくぼみの上まで移
動させ溶融半田がくぼみ外にあまり広がらない状態で温
度な下げ、両部材を半田固定し、半田が広がっていない
両部材の接合部をレーザースポット溶接にて溶融接合す
る事を特徴している。

〔実施例〕

次に、本発明について図面を参照して説明する。

第１図（ａ）　、　（ｂ）は、本発明の実施例を示す光
結合装置の平面図と断面図である。

この実施例は、単レンズ結合のファイバーピグティル付
レーザーダイオードモジュール−１温調機構付を示して
いる。図中の１が主要機構体であり、８のロッドレンズ
を前もって、ロー付した後、４のレーザーチップキャリ
ア、１０のモニター用ＰＤ１２のチップサーミスタを搭
載する。４のレーザーチップキャリアの搭載部が本発明
の独創部にあたるが、これは、第２図を使って後でのべ
る。

各チップを搭載の後、レーザーダイオードを発光させな
がら、９のファイバーフェルールを最適の光結合位置に
調整し、１６のスライドリングを介して６の゛ＹＡＧレ
ーザスポット溶接により固定する。

その後、その光結合系を、外装ケース１３の中に電子温
調器１１とともに組み込んで、本光結合装置が完成する
。

次に第２図を使ってレーザーチップキャリアの搭載方法
をもう少し詳しく説明する。

まず、１は、第１図で説明した光学部品搭載の機構体の
一部であり、半田ダメの為のくぼみ２が、もうけである
。機構体ｌの温度を１３０℃ぐらい迄上げ、上記半田ダ
メ２に低温ハンダ３、例えばＩ　ｎＳｎ　（４８１５２
）を溶融させる。次に、その上にレーザーダイオード搭
載のチップキャリア４を矢印５の方向からパウンドし、
温度を下げて機構体１とチップキャリア４を接合させる
。

レーザーダイオードは、チップキャリアに高温ハンダ、
例えばＡｕＳｎ　（８０／２０）等でマウントされてい
る。次に、機構体１とチップキャリア４の接合部で半田
で濡れていない部分をＹＡＧスポット溶接６により融着
する。

第３図は、実施例の２を示したもので、レーザーチップ
キャリアにＹＡＧレーザスポット溶接６を確実ならしめ
る為のフランジ部１４が付いている。

ＹＡＧレーザスポット溶接は、被溶接部材の表面状態、
光の入射角度により、光の吸収されがたに変化が生じ再
現の良い良質な溶接がむつかしくなる。

溶接を確実ならしめる為、図の様なフランジ部１４をも
うけ、溶接面に出来るだけ垂直に光を入射させ、又光の
吸収を良くする為、例えばＡｕメッキ処理をはがし、下
地のＮｉメッキ面１５を出すと、良質な溶接部を確保出
来る。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、低温ソルダーで、熱的接
触を確保した上で、ＹＡＧスポット溶接により、機械的
に安定な接合強度を持たせる事により、電気特性的にも
、長期の光学系の信頼性的にも、すぐれた光結合装置を
提供出来る効果を有している。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）　、　（ｂ）は、本発明の光結合装置の平
面図とＡ−Ａ’面の断面図である。 第２図（ａ）　、　（ｂ）　、　（ｃ）は、上記本発明
の光結合装置の発明に関する部分を抜粋した平面図、側
面図、正面図である。 第３図（ａ）　、　（ｂ）　、　（ｃ）は、本発明の実
施例２としてＹＡＧ溶接部にフランジを付けた平面図、
側面図、正面図である。 １・・・・・・光学部品搭載の機構体、２・・・・・・
半田ダメ、３・・・・・・半田、４・・・・・・光半導
体素子搭載の金属容器（レーザーダイオード、チップキ
ャリア）、５・・・・・・チップオンキャリアの半田マ
ウント方向、６・・・・・・ＹＡＧレーザスポエー溶接
部、７・・・・・・レーザーダイオードチップ、８・・
・・・・グリンロッドレンズ、９・・・・・・光フアイ
バーフェルール、１０・・・・・・モニター用ＦＤチッ
プ、１１・・・・・・サーモエレクトリッククーラー　
１２・・・・・・チップサーミスタ、１３・・・・・・
外装ケース、１４・・・・・・フランジ部、１５・・・
、・・・レーザー光吸収用表面処理部。 代理人　弁理士　　内　原　　　晋 第Ｚ回 １５シープ−尤駁収馬寂ケ処理部 Ｍ３図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）光学部品を搭載する第一の部材の一平面にくぼみ
   を設け、光半導体素子を搭載する第二の部材の前記くぼ
   みより大きな一平面と前記くぼみを設けた一平面とを接
   合させ、機械的な接合強度は、該接合部をレーザー溶接
   する事により確保し、熱的な接触は、前記くぼみに半田
   を満たし、両部材間に半田で濡れ接触させる事により確
   保する事を特徴とする光結合装置。
2. （２）前記、光半導体素子搭載の第二の部材にレーザー
   溶接用の平板状ツバ部をもうけ、その溶接部の表面処理
   として、レーザー光の吸収を良くする処理（例えば部分
   金メッキ除去）をほどこした事を特徴とする請求項（１
   ）記載の光結合装置。