JPH0222605A - 光半導体アセンブリ製造用治具 - 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】 概　　　要 光半導体モジュールの構成要素である光半導体アセンブ
リを製造するに際して使用する治具に関し、 チップキャリアとマウントをフラックスを用いずに容易
に半田付は固定することができ、そのときの半田厚みを
一定とすることができる光半導体アセンブリ製造用治具
の提供を目的とし、光半導体チップが固定されるチップ
キャリアとレンズが固定されるマウントとを一体化して
光半導体アセンブリを製造するに際して使用する治具で
あって、上記チップキャリアが保持されるチップキャリ
ア保持具を、上記マウントが保持されるマウント保持具
に対して摺動自在且つ回動自在に支持し、上記チップキ
ャリア保持具に当接してこれを上記マウント保持具に対
して微動させる手段を設けて構成する。

産業上の利用分野 本発明は、光半導体モジニールの構成要素である光半導
体アセンブリを製造するに際して使用する治具に関する
。

光ファイバを光伝送路として使用する光通信又は光伝送
の分野においては、半導体レーザ（ＬＤ）及び発光ダイ
オード（ＬＥＤ）等の発光系光半導体チップの出射光を
光フアイバ内に導入するために、光半導体チップと光フ
アイバ入射端面とを所定の位置関係で固定し、これらの
間に集光用のレンズを設けてなる光半導体モジュールが
使用される。この種の光半導体モジュールにおいては、
構成部品相互間の位置関係が直接的に光結合効率に影響
を及ぼすので、各構成部品は高い精度で位置決めされる
ことが要求される。又、長期間この位置決め精度が維持
されることが要求される。

以下、発光系の光半導体モジニールについて本発明を説
明するが、本発明はこれに限定されず、レンズの作用の
共通性により発光系の光半導体モジュールと可逆的に機
能する受光系の光半導体モジニールにも適用可能である
。

従来の技術 第８図は一般的な光半導体モジュールを示す図であり、
このモジュールは、光軸ＯＡ上に、光半導体チップ５１
、第ルンズ５２、第２レンズ５３及び光ファイバ５４を
この順に配置して構成されている。光半導体チップ５１
から所定の開口角で放射された光は、第ルンズ５２によ
り概略平行光ビームとされ、この平行光ビームは、第２
レンズ５３により集束されて光ファイバ５４の端面から
入射される。このような光半導体モジニールを製造する
場合には、光半導体チップ５１及び第ルンズ５２を所定
の位置関係で固定保持して光半導体アセンブリ５５とし
、一方、第２レンズ５３及び光ファイバ５４を所定の位
置関係で固定保持してファイバアセンブリ５６とし、こ
れらのアセンブＩＪ５５．５６を一体化することにより
組み立てている。このように構成部品をアセンブリ化し
ているのは、アセンブリ同士の位置関係を調整すること
によってモジニール全体の光軸調整を容易に行うためで
ある。

第９図は光半導体アセンブリの一構成例を示す図である
。ＬＤチップ等の光半導体チップ５１が固定されたチッ
プキャリア６１と第ルンズ５２が固定されたマウント６
２とを所定の位置関係で一体化固定したものである。こ
の位置関係は、第ルンズ５２によるコリメート光の光ビ
ーム形状及び光軸方向が所定範囲内となるように調整さ
れ、これにより上述したアセンブリ同士の位置調整をも
って所定値以上の光結合効率が達成されるようになって
いる。

このような光半導体アセンブリを製造する場合、チップ
キャリアは半田付けによりマウントに固定されるが、こ
の半田付けにフラックスを使用することはできない。完
成したモジュール内部でフラックスが蒸発し、レンズ、
チップ等に付着する恐れがあるからである。従って、こ
の半田付けを行う場合には、フラックスを使用せずに、
溶融半田及び被半田付は表面の酸化を防止するために、
例えば酸素濃度を５００ｐｐｍ以下に抑えた窒素雰囲気
中で行うようにしている。

発明が解決しようとする課題 しかし、上述した低酸素濃度で半田付けを行ったとして
も、少なからず溶融半田上に酸化被膜が生じるので、従
来は次のようにしてこれに対処していた。即ち、加熱し
たマウント上に半田を載せて溶融させ、溶融半田上にチ
ップキャリアをピンセットにより載せるときに、チップ
キャリアをマウントに対して擦り合わすように微動させ
ることによって、酸化膜を破壊するようにしていた。こ
のため、複数のアセンブリを製造する場合に、チップキ
ャリアとマウント間の半田付は部の半田厚みが不均一に
なるという問題があった。例えば半田厚みが５０μｍ以
下であると、チップキャリア又はマウント表面に蒸着さ
れているＡｕ（金）の半田中への固溶濃度が増大して機
械的強度が低下し、半田厚みが１５０μｍ以上になると
、固化した半田にクリープが生じ易くなり当初の光結合
効率を長期間にわたり安定に維持することが困難となる
。又、窒素雰囲気中における手作業のため、作業性が良
好でない。

本発明はこのような事情に鑑みて創作されたもので、チ
ップキャリアとマウントをフラックスを用いずに容易に
半田付は固定することができ、そのときの半田厚みを一
定とすることができる光半導体アセンブリ製造用治具の
提供を目的としている。

課題を解決するための手段 第１図は本発明の原理図である。

この治具は、光半導体チップが固定されるチップキャリ
アとレンズが固定されるマウントとを一体化して光半導
体アセンブリを製造するに際して使用することができる
。

１はチップキャリアが保持されるチップキャリア保持具
である。

２はマウントが保持されるマウント保持具である。

チップキャリア保持具１はマウント保持具２に対して摺
動自在且つ回動自在に支持されている。

そして、チップキャリア保持具１に当接してこれをマウ
ント保持具２に対して微動させる手段３が設けられてい
る。

作　　　用 チップキャリア保持具をマウント保持具に対して微動さ
せることによって、チップキャリア保持具により保持さ
れたチップキャリアは、マウント保持具により保持され
たマウントに対して微動する。このため、チップキャリ
アとマウントを半田付けするに際して、溶融半田上に形
成された酸化被膜を除去することができる。尚、上記構
成において、チップキャリア保持具をマウント保持具に
対して摺動させるようにしているのは、チップキャリア
保持具とマウントを常に密着させておくことによりチッ
プキャリアとマウントの離間距離を一定に保ち、半田厚
みを一定とするためである。

実　　施　　例 以下本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第２図は本発明の実施に使用することのできるマウント
の斜視図である。このマウント１１は、Ａｕ等の半田付
は可能な金属膜が形成されたチップキャリア載置部１２
を有して詣り、又、出射光軸が貫通する貫通孔１３を有
している。貫通孔１３に第ルンズを装着する場合には、
第３図に示すように、第ルンズ１４を円筒状部材１５に
挿入固定し、円筒状部材１５を更にレンズホルダ１６に
螺合し、レンズホルダ１Ｇをマウント１１の貫通孔１３
に装着するようにすれば良い。

第４図は本発明の実施に使用することのできるチップキ
ャリアの斜視図である。このチップキャリア２１は、導
体からなるキャリア本体２２と電極ブロック２４とを絶
縁体２３を介して接合して構成されている。ＬＤチップ
２５はキャリア本体２２に固定されており、その電極部
はボンディングワイヤ２６．２７を介してそれぞれ電気
的にキャリア本体２２及び電極ブロック２４に接続され
ている。２８は半田付けに際してチップキャリアを保持
するためにキャリア本体２２に設けられたチャツキング
孔である。

第５図は本発明の実施例を示す光半導体アセンプ”り製
造用治具の側面図である。３１はマウント１１が位置決
め固定保持されるマウント保持具、３２はチップキャリ
ア２１が保持されるチップキャリア保持具であり、チッ
プキャリア保持具３２は、マウント保持具３１に対して
固定される支軸３３０回りに回動自在に支持されている
。そして、チップキャリア保持具３２は付勢部材３４の
付勢力により常にマウント保持具３１に密着するように
されている。尚、チップキャリア保持具３２におけるチ
ップキャリア２１の保持は、チップキャリア保持具３２
の端部に設けられたピン３２ａをチップキャリア２１の
チャツキング孔２８に挿入し、チップキャリア保持具３
２から付勢突出する金属片３２ｂをチップキャリア２１
の側方から押圧することによってなされている。３７は
チップキャリア２１とマウント１１間に介在させた板状
の半田であり、この半田３７を溶融させることによって
半田付けを行うことができる。

第６図は上記治具を加熱装置内に装着したときの平面図
、第７図はその部分破断側面図である。

３５は加熱装置４１に固定されたソレノイドであり、図
中矢印方向に往復動するソレノイド３５のシャフト３６
の先端は、チップキャリア保持具３２の端部近傍に当接
している。従って、シャフト３６を往復動させることに
よって、チップキャリア保持具３２を微小範囲内で回動
動作させることができる。加熱装置４１において４２は
加熱ブロックであり、この加熱ブロック４２をマウント
保持具３１に当接させることによって半田付は部を加熱
することができる。４３は加熱装置４１内部をＮ２　で
充満させるためのバイブ、４４は半田付は部近傍の温度
を検知するための温度センサである。

以下、治具及び加熱装置の動作を説明する。チップキャ
リア及びマウントが保持された治具を加熱装置４１に装
着すると、パイプ４３を介してＮ２が内部に送り出され
、例えば２分後に０２ａ度が５００ｐｐｍ以下になった
として加熱ブロック４２が上昇し、マウント保持具３１
を介して半田付は部を加熱する。検知温度が２２０℃に
上昇した及階で、ソレノイドのシャフト３６を例えば２
回往復動させ、チップキャリア２１をマウント１１に対
して半田３７を介して擦り合わせ、半田酸化膜の除去を
行うと共に半田付けを行う。半田付けが終了すると加熱
ブロック４２は下降し、治具全体はＮ２　によって冷却
されるから、適当時間経過後にこれを取り出すことがで
きる。

このように本実施例によれば、手作業によることなしに
半田酸化膜の除去及び半田付けを行うことができるので
、製造作業が簡略化される。又、マウント保持具３１と
チップキャリア保持具３２が常に密着するように摺動さ
せているので、半田厚みを一定とし、チップキャリア２
１の位置ずれ及び傾きを防止することができる。

発明の効果 以上詳述したように、本発明の治具によれば、チップキ
ャリアとマウントをフラックスを用いずに容易に半田付
は固定することが可能になり、又、そのときの半田厚み
を一定とすることが可能になるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理図、 第２図は本発明の実施に使用することのできるマウント
の斜視図、 第３図は第２図に示されるマウントにおけるレンズ保持
部の断面図、 第４図は本発明の実施に使用することのできるチップキ
ャリアの斜視図、 第５図は本発明の実施例を示す光半導体アセンブリ製造
用治具の側面図、 第６図は第５図に示される治具を加熱装置内に装着した
状態を示す平面図、 第７図はその部分破断側面図、 第８図及び第９図は従来技術を説明するための図である
。 １．３２・・・チップキャリア保持具、・２．３１・・
・マウント保持具、 １１・・・マウント、　　　２１・・・チップキャリア
、２５・・・ＬＤ（半導体レーザ）チップ、３５・・・
ソレノイド、　　４１・・・加熱装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 光半導体チップが固定されるチップキャリアとレンズが
   固定されるマウントとを一体化して光半導体アセンブリ
   を製造するに際して使用する治具であって、 上記チップキャリアが保持されるチップキャリア保持具
   （１）を、上記マウントが保持されるマウント保持具（
   ２）に対して摺動自在且つ回動自在に支持し、 上記チップキャリア保持具（１）に当接してこれを上記
   マウント保持具（２）に対して微動させる手段（３）を
   設けて構成されることを特徴とする光半導体アセンブリ
   製造用治具。