JPH02245711A - 光ファイバ固定装置 - 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】 〔概　要〕 光ファイバ固定装置に関し、 光半導体チップに対して光ファイバを良好に位置決めし
たまま、これを固定することができる光ファイバ固定装
置を提供することを目的とし、光半導体チップを固設し
たパッケージ内に光ファイバを保持したフェルールを外
部からパッケージの側壁を通して挿入対設せしめ、上記
フェルールを上記パッケージ側壁に固定することにより
光ファイバを光半導体チップに対し所定の位置に位置決
め固定する装置において、パッケージ内に挿入される上
記フェルールの先端部を保持し且つ上記フェルールから
突出する光ファイバを貫通せしめる開口を具えた支持体
を光半導体チップとの間に介設せしめると共に、上記支
持体の開口部とこれに係合する上記フェルールの先端部
とにより上記フェルールを万能継手式に支承するピボッ
ト軸受構造を形成するように構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、光ファイバを光半導体チップに対して所定位
置に位置決め固定する光ファイバ固定装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、光半導体チップに対して光ファイバを位置決め・
固定する場合、例えば第４図に示すような光半導体チッ
プ７１に対して光ファイバ７２を適切な位置で半田７３
により固定する方法があるが、半田７３の経時変化、特
にクリープ現象により光ファイバ７２が動き易く、この
ため使用環境によっては精度面での長期安定性を確保し
にくい。

これを改善するため、第５図に示す如き光ファイバ固定
方法が知られている。すなわち、光ファイバ８２を保持
するフェルール８３は光半導体チップ８４の投光面（又
は受光面）に垂直な方向（Ｚ方向）に移動し得るように
フランジ付ホルダ８５によりその外面を案内され、また
光半導体チップ８４が固着されたベース８６の光半導体
チップ８４０投光面（又は受光面）に平行な基準面８６
ａにホルダ８５が密着した状態でこの面内方向（ＸＹ平
面方向）に移動し得るようになっている。

従って、光半導体チップ８４に対して光ファイバ８２を
ホルダ８５と共にＸＹ平面方向に移動することによりこ
の面内での位置調整ができ、更にホルダ８５に対しフェ
ルール８３をＺ方向に動かすことにより光半導体チップ
に対する光ファイバ８２の光軸距離を調整することがで
きる。位置決め終了後、ベース８６とホルダ８５とは接
合部Ｅで、またホルダ８５とフェルール８３とは接合部
Ｆ１で例えばレーザ溶接により固定され、斯くして光半
導体チップ８４及び光ファイバ８２の相対位置関係を長
期に亘り安定維持できる。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかるに、上記接合部Ｅ、Ｆをレーザ溶接するとき部材
間には凝固収縮による力が発生し、これにより部材間に
すべりが起きる。このため光ファイバ８２及び光半導体
チップ８４を上述の如く正確に位置決めしておいてもこ
の溶接時に両者の最適な相対位置関係が崩れてしまう。

特に、光半導体チップ８４の投光面（又は受光面）に平
行なＸＹ平面方向に光ファイバ８２がずれ易い。すなわ
ち、第５図に示す従来構造では接合部Ｅにおいて上記凝
縮による力によりベース８６及びホルダ８５間に相対す
べりが生じる。このすべり量はそのまま直接的に光ファ
イバ８２の光半導体チップ８４に対する移動量となって
しまう。そして、この構造のままでは溶接時のこの位置
ずれを小さくすることは困難である。従って、これを改
善して精度の高い位置決め・固定を確保するため、溶接
を何度もやり直したり、あるいは移動量を見込して予め
両者をずらしておく等の面倒な作業が必要となる。

以上の点に鑑み本発明においては、光ファイノくを光半
導体チップに対して固定する際の溶接時に引き起こされ
る両者の相対位置ずれを最小限にして位置決め精度を高
く維持したまま固定できその作業性を改善できる光ファ
イバ固定装置を提供することを課題とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題を解決するために本発明によれば、光半導体チ
ップを固設したパッケージ内に光ファイバを保持したフ
ェルールを外部からパッケージの側壁を通して挿入対設
せしめ、上記フェルールを上記パッケージ側壁に固定す
ることにより光ファイバを光半導体チップに対し所定の
位置に位置決め固定する装置において、パッケージ内に
挿入される上記フェルールの先端部を保持し且つ上記フ
ェルールから突出する光ファイバを貫通せしめる開口を
具えた支持体を光半導体チップとの間に介設せしめると
共に、上記支持体の開口部とこれに係合する上記フェル
ールの先端部とにより上記フェルールを万能継手式に支
承するピボット軸受構造を形成したことを構成上の特徴
とする。

〔作　用〕 光ファイバを保持したフェルールは、その先端部がこれ
が係合する光半導体チップとの間に介設された支持体の
開口部と共に万能継手式にフェルールを支承するピボッ
ト軸受を形成し、またフェルールはパッケージ側壁に固
着される。このため、その固着時のずれがピボット軸受
から離れた位置で起きる。従って、光半導体チップに対
して所定位置決めされるべき光ファイバがこれに直接対
応した量より少ないずれ量でしか動かない。これにより
、光半導体チップに対して光ファイバを良好に位置決め
したままこれを固着できる。

〔実施例〕

以下、図示実施例に基づき本発明を説明する。

第１図は本発明に係る光ファイバ固定装置の一実施例の
長手断面図であり、１は光半導体チップ（以下、チップ
）、２及び３はこのチップ１をパッケージ４内に固着す
るための取付台、５はパッケージ４の蓋である。

パッケージ４内の略中夫には、光コード６及び光ファイ
バ７を内部略中央に保持した円柱状のフェルール８とチ
ップ１との間に支持体９が立設される。

支持体９には開口ｌＯが形成され、フェルール８の先端
の円錐状部分のテーパ面８ａとこの開口１０の縁部１０
ａ外周とが係合（線接触）している。

フェルール８の先端からは光ファイバ７が支持体９の開
口１０を貫通して延び、チップ１０投光又は受光面１ａ
に対して略垂直な所定の光軸位置関係にあるように配置
されている。

フェルール８の後端はパッケージ４の側壁１１に形成さ
れた開口１２を貫通すると共に、ブラケッ）１３の貫通
抗１４を貫通して外部に延びている。このブラケット１
３はＡ部においてフェルール８に一体的にレーザ溶接さ
れると共に、Ｂ部においてパッケージ４の側壁１１に同
様にレーザ溶接されている。

ここでレーザ接合部已に着目すると、この溶接時には凝
固収縮による力によりパッケージ４の側壁１１に沿いブ
ラケット１３がチップ１の投光又は受光面１ａに平行な
ＸＹ平面方向にずれることは前述した。従来構造であれ
ば、このずれ量がそのまま光ファイバのずれ量にダイレ
クトになってしまいそれが大きいために問題であったが
、本装置においてはその様なことはない。すなわち、フ
ェルール８の先端の円錐状のテーパ面８ａとこれに係合
する支持体９の開口縁部１０ａとが、この係合部を概略
の支点とするいわゆるピボット軸受を構成する。このた
め、パッケージ４の側壁１１に対するブラケット１３の
レーザ溶接時に、接合部已における凝固収縮によりブラ
ケット１３ひいてはフェルール８がＸＹ平面方向にずれ
る（移動する）が、このピボット支点を間に介して光フ
ァイバ７の先端部が動くことになるため、ブラケット１
３のずれ量がダイレクトに光ファイバ７のチップ１に対
するずれ量とはならない。すなわち、接合部Ｂ（力点）
からフェルール８と支持体９との係合部（ピボット支点
）までの距離をり、このピボット支点から光ファイバ７
の先端（作用点）までの距離を１、接合部已における溶
接時のブラケット１３（フェルール８）の移動（ずれ）
量をＳとすれば、チップ１に対する光ファイバ７の先端
！ 部の移動量Ｓ′はＳ・　　　となる。従って、βに比べ
てＬを大きくとることにより対応する光ファイバ７のず
れ量Ｓ′を実質的により小さくすることができる。すな
わち、フェルール８を固定するためにブラケット１３を
側壁１１にレーザ溶接する際のブラケット１３（フェル
ール８）のＸＹ平面方向のずれをダイレクトに光ファイ
バ７の先端に伝えずに、その量を実質的に小さくするこ
とができるため、チップ１に対する光ファイバ７の高精
度な光軸位置関係を確保したまま固定することができる
。また、これを他面から見れば光ファイバ７の位置決め
における例えばミクロン・オーダの微調整を外部から良
好に行うことができることを意味する。

ここで、以上のような構造を実際に組み立てる際の作業
手順の一例について第２図を参照して簡単に説明するに
、先ずパッケージ４の側方（２方向）からフェルール８
を挿入しく第２図（ａ））、フェルール８の先端のテー
パ面８ａと支持体９の開口１０の縁部１０ａとを係合さ
せ、フェルール８外端にブラケット１３を装着する（同
（ｂ））。次いで、チップ１に対して光ファイバ７の先
端が所望の光軸位置関係になるように、フェルール８を
支持体９に押圧しながらこの係合部をピボット支点とし
てフェルール８の外端をブラケット１３と共にＸＹ平面
方向に振る（移動させる）。このとき、チップ１及び光
ファイバ７の光・電気信号をモニタすることにより両者
の最適な相対位置関係を再現できる。そして、フェルー
ル８とブラケット１３との接合部Ａ１及びブラケット１
３とパフケージ４の側壁１１との接合部Ｂをレーザ溶接
して、パッケージ４に対してフェルール８を固定する（
同（Ｃ））。このとき、接合部已においてレーザ溶接に
よる凝固収縮によりフェルール８及びブラケット１３が
ｘＹ平面方向に多少移動するくずれる）が、前述の如（
本構造によればこの動きがフェルール８先端の動きに与
える影響を極めて小さいものとすることができる、すな
わちレーザ溶接による位置決め悪化という従来の弊害を
実質的に少なくすることが可能となる。

以上説明した実施例においては、フェルール８の先端の
円錐状のテーパ面８ａと、これが係合する支持体９の開
口１０の縁部１０ａとによりピボット軸受（支点）を構
成するようにしたが、この変更例を以下簡単に説明する
。第３図を参照するに、（ａ）においてはフェルール８
の先端を円錐状にしない代わりに開口１０の縁部１９の
方をラッパ状に開いたテーパ面としている。（ｂ）にお
いてはフェルール８の先端各部２８を丸く面を取り、対
応する開口１０の縁部２９も同様に丸みを帯びるように
している。（Ｃ）及び（ｄ）はこれらと異なり係合部が
面接触するものであり、前者はフェルール８先端を略半
球状の凸形状とし、支持体９の対応部分を略半球状の相
補的な凹形状としてあり、後者はこれが反対の関係にな
るようにしている。これら（ａ）〜（ｄ）のいずれも本
実施例においてピボット軸受を構成し得るものである。

しかしながら、何らこれらに限定されず、当業者により
様々の態様のものが本発明に従い容易に想到されよう。

〔発明の効果〕

以上の如く本発明によれば、光半導体チップに対して光
ファイバを高精度に位置決めして良好な光軸関係を維持
しながらこれを固定することができるため、上記従来の
不都合を改善することができると共に、作業能率の向上
、コストダウン等の様々な効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る光ファイバ固定装置の一実施例の
長手断面図、 第２図は第１図の固定装置の作業手順の一例を示す図、 第３図はピボット軸受の変更例を示す図、第４図は従来
の固定構造を示す図、 第５図は従来の別の固定構造を示す図である。 １・・・光半導体チップ、　４・・・パフケージ、７・
・・光ファイバ、　　　　　訃・・フェルール、９・・
・支持体、 １３・・・ブラケット。 １０・・・開口、

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、光半導体チップ（１）を固設したパッケージ（４）
   内に光ファイバ（７）を保持したフェルール（８）を外
   部からパッケージ（４）の側壁（１１）を通して挿入対
   設せしめ、上記フェルール（８）を上記パッケージ（４
   ）側壁（１１）に固定することにより光ファイバ（７）
   を光半導体チップ（１）に対し所定の位置に位置決め固
   定する装置において、パッケージ（４）内に挿入される
   上記フェルール（８）の先端部を保持し且つ上記フェル
   ール（８）から突出する光ファイバ（７）を貫通せしめ
   る開口（１０）を具えた支持体（９）を光半導体チップ
   （１）との間に介設せしめると共に、上記支持体（９）
   の開口部（１０）とこれに係合する上記フェルール（８
   ）の先端部とにより上記フェルール（８）を万能継手式
   に支承するピボット軸受構造を形成したことを特徴とす
   る光ファイバ固定装置。