JPH0265190A - 光半導体部品の固定方法 - 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】 目　　　　次 概要 産業上の利用分野 従来の技術 発明が解決しようとする課題 課題を解決するための手段 作　　　用 実　　施　　例 発明の効果 ３頁 ４頁 ５頁 ６頁 ７頁 ８頁 ９頁 ・２０頁 概要 光半導体モジュールの構成要素である光半導体部品の固
定方法に関し、 光半導体部品をホルダに簡単に固定すること、固定に際
しての光軸ずれを防止することを目的とし、 光半導体素子をパッケージ内部に保持してなる光半導体
部品を、中空状のホルダ内部に固定する方法であって、
上記パッケージに形状記憶合金からなる変形・復元部を
設け、この合金の変態温度よりも低い温度にて上記変形
・復元部を変形して上記光半導体部品を上記ホルダ内部
に収容した後、上記変態温度よりも高い温度にて上記変
形・復元部を復元させて上記変形・復元部を上記ホルダ
に密着させるようにして構成する。

産業上の利用分野 本発明は光半導体モジュールの構成要素である光半導体
部品の固定方法に関する。

光通信又は光伝送の分野において、送信側のしＥＤ及び
ＬＤ等の発光系光半導体素子あるいは受信側のＡＰＤ及
びＰＩＮホトダイオード等の受光系光半導体素子は、通
常、電極等とともにパッケージ化されたもの（本願明細
書中光半導体部品と称する。）として実用される。そし
て、光半導体部品は、ホルダを介して所定の位置関係で
レンズ、光ファイバと一体化され、光半導体モジュール
が構成される。この種の光半導体モジュールにおいては
、光半導体部品とレンズ、光ファイバとの相対的な位置
関係が直接的に結合効率に影響を及ぼすため、光半導体
部品を位置ずれさせることなくホルダに固定する方法が
要望されている。又、その方法が簡単であることが要望
されている。

従来の技術 従来、光半導体部品は例えばネジの締め付は力によりホ
ルダに固定するようにしていた。これを第２１図により
説明する。同図において１２１はその一端に出射光用の
開口１２１ａが形成されたホルダであり、このホルダ１
２１の内周部にはネジ部材１２２が螺合することのでき
るネジ山１２１ｂが形成されている。固定すべき光半導
体部品１２３は、パッケージ本体１２３ａと、これより
大径なフランジ部１２３ｂと、電気的な接続を行うため
の端子１２３Ｃとから構成されている。ホルダ１２１内
の所定位置に位置決めされた光半導体部品１２３は、リ
ング状のアダプタ１２４を介してネジ部材１２２により
フランジ部１２３ｂを図中右方向に締め付けることによ
りホルダ１２１に対して固定するようにしている。

発明が解決しようとする課題 しかし、光半導体部品の従来の固定方法であると、ホル
ダ及びネジ部材にネジ山を形成しておく必要があり、又
、部品点数が多いので、組立作業性が良好でなく、装置
が高価格化するという問題があった。

そこで、本発明は光半導体部品をホルダに簡単に固定す
ることが可能な固定方法の提供を目的とする。

又、光半導体部品をホルダに締め付ける際のネジ部材の
回転力がアダプタを介して光半導体部品のフランジ部に
作用するから、例えば予め光軸が設定されているような
場合には、この設定がずれてしまうという問題があった
。ネジ部材の回転力が光半導体部品に伝達されないよう
な機構もないではないが、このような機構は一般に構成
が複雑である。

そこで、本発明は固定に際して光軸ずれが生じることの
ない固定方法の提供を目的としている。

課題を解決するための手段 上述した技術的課題は、光半導体素子をパッケージ内部
に保持してなる光半導体部品を、中空状のホルダ内部に
固定するに際して、以下の手段を講じることによって解
決される。

（１）　パッケージに形状記憶合金からなる変形・復元
部を設け、この合金の変態温度よりも低い温度にて変形
・復元部を変形して光半導体部品をホルダ内部に収容し
た後、上記変態温度よりも高い温度にて変形・復元部を
復元させて変形・復元部をホルダに密着させるようにす
る。

（２）　形状記憶合金からなる変形・復元部をパッケー
ジではなくホルダに設けておき（１〉と同様にして光半
導体部品の固定を行う。

（３）　光半導体部品をホルダ内部に収容した後、変態
温度よりも低い温度にて所定の形状に変形させられた形
状記憶合金からなる変形・復元部材を上記変態温度より
も高い温度にて復元させて、この変形・復元部材を光半
導体部品とホルダとの間に介在させるようにする。

作　　　用 本発明において使用される形状記憶合金は、−般に一方
向性と呼ばれるもので、変態温度よりも低い温度にて変
形したものを変態温度よりも高い温度に加熱すると形状
は復元するが、これを又変態温度以下の温度に冷却して
も復元前の形状には戻らないという性質を有している。

本発明方法では、パッケージ若しくはホルダに形状記憶
合金からなる変形・復元部を設け、あるいは形状記憶合
金からなる変形・復元部材を使用して、変形・復元部又
は部材を変態温度よりも高い温度にて復元させるように
しているので、この復元力により光半導体部品をホルダ
に固定することができる。

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１図は（１）の手段の第１実施例において使用する光
半導体部品の底面図、側面図及び上面図である。ＬＤ等
の光半導体素子１は、ヒートシンク２を介してステム３
に固定されており、ステム３からは電気的な接続を行う
ための端子４が光半導体素子１と反対側に突出している
。５は光半導体素子１を気密封止しているパッケージで
あり、６は光半導体素子１の出射光を取り出すためにパ
ッケージ５に設けられたガラス窓である。パッケージ５
の側面部は変形・復元部７として機能し、この機能をな
すために、本実施例ではパッケージ５全体を例えばＮｉ
−Ｔｉ系の形状記憶合金から形成している。

パッケージ５は、第２図に示すように、変形・復元部７
が膨らんだ状態７ｂで形状が記憶されており、材質金属
のマルテンサイト変態点く本願明細書中これを変態温度
という。）よりも低い温度において、第１図（ｂ）に示
すように、変形・復元部７が窪んだ状態７ａに変形され
ている。このような変形を行っておくと、第３図（ａ）
に示すように、ステム３の外径よりも僅かに大きい内径
を有する円筒状のホルダ８にこの光半導体部品を容易に
挿入することができる。そして、ホルダ８内部にて光半
導体部品の必要な位置調整を行った後に、変態温度より
も高い温度に全体加熱することによって変形・復元部７
を復元させて、この復元カニともなうパッケージ５とホ
ルダ８の摩擦力によって光半導体部品を固定するように
している。

このように全体加熱を行うだけで光半導体部品を極めて
簡単に固定することができる。

第４図は上記の如く構成された光半導体アセンブリ１０
を構成要素とする光半導体モジュールの断面図である。

１１はレンズアセンブリであり、ホルダ１２に球レンズ
１３を固定保持して構成されている。１４は同じくレン
ズアセンブリであり、ホルダ１５に球レンズ１６を固定
保持して構成されている。光フアイバアセンブリ１７は
、光フアイバコード１８の素線１９をフェルール２０に
挿入固定し、これを更にホルダ２１に挿入固定する構造
となっている。

上記のモジュール構成部品１０，１１，１４゜１７は、
図示のようにそれぞれの光軸がモジュール光軸ＯＡと一
致するように位置合わせされた状態で、それぞれのホル
ダ８，１２，１５．２１を溶接、半田付けあるいは接着
により一体的に固定結合することによりモジュールとし
て組立てられる。各アセンブリ１０，１１．１４．１７
の光軸が一致しているか否かは、光半導体モジュールの
結合効率に多大な影響を及ぼすものであるが、本実施例
では光半導体素子を所定の位置に位置させることができ
るので高い結合効率を得ることが可能になる。

第５図は（１）の手段の第２実施例において使用する光
半導体部品の底面図、側面図及び上面図である。前実施
例と実質的に同一の部分には同一の符号が付しである（
以下同様）。この実施例では、パッケージ３１のステム
３との接合部分であるフランジ部に複数の爪形状の変形
・復元部３２を設けている。このような構成によれば、
第６図（ａ）に示すように、変形・復元部３２をパッケ
ージ３１の側面に沿った状態３２Ｈに変形して光半導体
部品をホルダ３３内部に収納した後、変形・復元部３２
を平坦な状態３２ｂに復元させることによって、変形・
復元部３２をホルダ３３のテーパ状内壁部３３ａに係止
させて、その当接力の分力によりパッケージ３１の出射
光取り出し側をホルダ３３の内壁面３３ｂに押し付ける
ことができる。これにより光半導体部品はホルダ３３内
部に固定される。

第７図は（１）の手段の第３実施例において使用する光
半導体部品の底面図、側面図及び上面図である。この実
施例においてもパッケージ４１のフランジ部に複数の爪
形状の変形・復元部４２を設けているが、第８図に示す
ように、折れ曲がった状態４２ｂで形状記憶されており
、予め変態温度よりも低い温度にて平坦な状態４２ａに
変形されている。こうしておけば、パッケージ４１の外
径にほぼ等しい内径を有する円筒状のホルダ４３に光半
導体部品を挿入した状態で、変態温度よりも高い温度に
全体加熱することで、変形・復元部４２をホルダ４３の
外壁面４３ａに密着させることができ、これにより光半
導体部品をホルダ４３の内部に固定することができる。

第９図は（１）の手段の第４実施例において使用する光
半導体部品の底面図、側面図及び上面図である。この実
施例では、パッケージ５１の側面部を蛇腹状に形成し、
この部分を変形・復元Ｂ５２としている。変形・復元部
５２は伸びた状態で形状記憶されており、変態温度より
も低い温度にて縮んだ状態に変形されている。この光半
導体部品は、第１０図（ａ）に示すように、ホルダ５３
の内部に収容した後にその後端側を蓋部材５４で遮蔽し
、全体的に加熱することによって変形・復元部５２を縮
んだ状ａ５２ａから伸びた状態５２ｂに復元させ、第１
０図（ｂ）に示すように、光半導体部品を蓋部材５４と
ホルダの内壁面５３ａに密着させている。

上記第２乃至第４実施例において構成された光半導体ア
センブリはそのまま第１実施例と同様に、第４図に示さ
れる光半導体モジュールの構成要素とすることができる
。この場合、特に第４実施例によれば、光半導体部品の
固定に際して光軸に垂直な方向に力が作用しないから、
極めて高精度な光軸の調整が可能になる。

第４図に示される光半導体モジュールにおいては、光半
導体部品、第１、第２レンズ及び光ファイバを所定の位
置関係で固定保持して構成されているが、レンズを光半
導体部品に組み込み、ファイバフェルールを着脱自在に
構成することも可能である。以下これを（２）及び（３
）の手段について説明する。

第１１図は（２）及び（３）の手段の実施例にふいて使
用する光半導体部品の底面図及び側面図である。ここで
は、パッケージ６１の光半導体素子１が対向する部分に
貫通孔を設け、この貫通孔に溶融ガラスを点着する等に
よりレンズ６２を形成して光半導体部品６０を構成して
いる。このような構成によれば、光半導体部品６０を光
フアイバ端面に対して所定の位置関係で固定保持するこ
とにより高い光結合効率を得ることができる。

第１２図は（２）の手段の第１実施例を示す図であり、
（ａ）は光半導体部品をホルダに固定する前、（ｂ）は
固定した後を示している。ホルダ６３は、フランジ部６
３ａを有しており、フランジ部６３ａに設けられた孔６
３ｂを介して例えばネジ止めにより図示しない装置筐体
に固定される。

６３ｃは光コネクタプラグを装着するためのネジ山、６
３ｄは同プラグのフェルール６５を挿入するための挿入
孔、６３ｅはフェルール６５の位置決めをなすためのス
トッパである。６４はホルダ６３の内部に形成された変
形・復元部であり、光半導体部品を変形・復元部６４．
６４間に挿入することができるように変態温度よりも低
い温度にて変形されている（６４　ａ）。そして、全体
加熱を行うことによって、６４ｂで示されるように変形
・復元部を復元させ、変形・復元部６４．６４間でパッ
ケージ６１を挟持固定するようにしている。このように
光半導体部品をホルダ６３内に固定することができ、フ
ェルール６５を所定位置まで挿入したときに、光半導体
素子と光ファイバ６６の高い光結合効率が達成されるも
のである。

第１３図は第１２図に示される実施例の変形例を示す図
である。ここでは、変形・復元部６４について鋭角的に
折れ曲がるように形状記憶（６４ｃ）しておき、当該折
れ曲がり部を、光半導体部品のパッケージ６１に形成さ
れた溝６１ａに係止するようにしている。この構成によ
れば、光半導体部品を光軸方向について強固に固定する
ことができ、端子４にリード線を接続する等に際して有
利である。

第１４図は（２）の手段の第２実施例を示す図である。

この実施例では、ホルダ７３の内部に光半導体部品のス
テム３が係止する段差部７３ａを設けておき、その近傍
に設けられた変形・復元部７４が７４ａで示されるよう
に直立した状態から７４ｂで示されるように折れ曲がっ
た状態に復元されるようにしている。これによりステム
３を段差部７３ａと変形・復元部７４（７４ｂ）間に挟
持して、光半導体部品を所定の位置に固定することがで
きるようになっている。

第１５図は（３）の手段の第１実施例を示す図である。

この実施例では、第１６図に示すように、円環状の部分
から複数の爪を突出させた形状の変形・復元０部材８１
を使用している。変形・復元部材８１は平面的な形状に
形状記憶されており（８１ｂ）、変態温度よりも低い温
度にて爪を折り曲げるようにして変形がなされている（
８１　ａ）。

そして、第１５図（ａ）に示すように、光半導体部品を
ホルダ８２の内部に収容して変形・復元部材８１の円環
状部分をステム３に密着させた後、全体加熱又は変形・
復元部材８１の加熱を行うことによって、変形・復元部
材８１を復元させてその爪の外周部をホルダ８２の内部
に形成されたテーバ状壁面８２ａに係止させ、これによ
り生じた力をもって光半導体部品をホルダの内壁面８２
ｂに密着させている。

第１７図は（３）の手段の第２実施例を示す図である。

この実施例では概略コの字状の変形・復元部材９１を使
用している。変形・復元部材９１は、開いた状態（９ｌ
　ｂ）で形状記憶されており、これを変態温度よりも低
い温度にて９１ａで示されるように閉じた状態に変形し
ている。そして、ホルダ９２の内壁面９２ａと光半導体
部品のパッケージ６１間に変形・復元部材９１を介在さ
せるように光半導体部品を収容し、光半導体部品の後端
側を蓋部材９３で遮蔽した後、全体加熱を行うことによ
って、光半導体部品のステム３を蓋部材９３に密着させ
ることによって、光半導体部品をホルダ９２内に固定し
ている。

第１８図は（３）の手段の第３実施例を示す図である。

この実施例では、第１９図にその側面図が示されるよう
に、円環状の部分から複数の爪を突出させた形状の変形
・復元部材１０１を使用している。変形・復元部材１０
１は開いた状！ｍ（１０１ｂ）で形状記憶されており、
これを変態温度よりも低い温度にて閉じた状！！１０１
ａに変形されている。そして、閉じた状態で変形・復元
部材１０１を光半導体部品のパッケージ６１に装着し、
これをホルダ１０２の内部に収容した後、全体加熱を行
って変形・復元部材１０１を復元させ、その押し拡がろ
うとする力によって光半導体部品をホルダ１０２内部の
中立位置に固定するようにしている。

第２０図は（３）の手段の第４実施例を示す図である。

この実施例では、光半導体部品のパッケージ６１とホル
ダ１１２の内壁面１１２ａ間に変形・復元部材１１１を
介在させた状態て光半導体部品の収容を行い、変形・復
元部材１１１を上記収容可能な状態１１１ａから押し拡
がった状態１１１ｂに復元させて、光半導体部品の固定
を図っている。

第１８図及び第２０図に示される実施例によれば、光半
導体部品の固定に際して光軸方向の力がほとんど作用し
ないから、光半導体素子、レンズ及び光フアイバ端面を
所定の位置関係で位置決めすることが容易である。

発明の効果 以上詳述したように、本発明方法によれば、変形・復元
部又は変形・復元部材に温度変化を与えるだけで光半導
体部品をホルダ内部に簡単に固定することができるので
、光デバイスの製造作業が簡略化されるという効果を奏
する。又、光半導体部品の固定に際してネジを締め付け
ることを要しないので、これによる光軸ずれを防止する
ことが可能になるという効果もある。

【図面の簡単な説明】 第１図乃至第３図は（１）の手段の第１実施例を示す図
、 第４図は（１）の手段の実施例を示す光半導体モジニー
ルの断面図、 第５図及び第６図は（１）の手段の第２実施例を示す図
、 第７図及び第８図は（１）の手段の第３実施例を示す図
、 第９図及び第１０図は（１）の手段の第４実施例を示す
図、 第１１図は（２）及び（３）の手段において使用する光
半導体部品の底面図（ａ）、及び側面図（ｂ）、 第１２図は（２）の手段の第１実施例を示す図、第１３
図は（２）の手段の第１実施例の変形例を示す図、 第１４図は（２）の手段の第２実施例を示す図、第１５
図及び第１６図は（３）の手段の第１実施例を示す図、 第１７図は（３）の手段の第２実施例を示す図、第１８
図及び第１９図は（３）の手段の第３実施例を示す図、 第２０図は（３）の手段の第４実施例を示す図、第２１
図は従来技術を説明するための図である。 ？、　　３２．　４２゜ ５２．６４．７４・・・変形・復元部、６０・・・光半
導体部品、 ８１．９１．１０１．１１１・・・変形・復元部材。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）光半導体素子（１）をパッケージ（５、３１、４
   １、５１）内部に保持してなる光半導体部品を、中空状
   のホルダ（８、３３、４３、５３）内部に固定する方法
   であって、 上記パッケージ（５、３１、４１、５１）に形状記憶合
   金からなる変形・復元部（７、３２、４２、５２）を設
   け、この合金の変態温度よりも低い温度にて上記変形・
   復元部（７、３２、４２、５２）を変形して上記光半導
   体部品を上記ホルダ（８、３３、４３、５３）内部に収
   容した後、上記変態温度よりも高い温度にて上記変形・
   復元部（７、３２、４２、５２）を復元させて上記変形
   ・復元部（７、３２、４２、５２）を上記ホルダ（８、
   ３３、４３、５３）に密着させるようにしたことを特徴
   とする光半導体部品の固定方法。
2. （２）光半導体素子をパッケージ内部に保持してなる光
   半導体部品（６０）を、中空状のホルダ（６３、７３）
   に固定する方法であって、 上記ホルダ（６３、７３）に形状記憶合金からなる変形
   ・復元部（６４、７４）を設け、 この合金の変態温度よりも低い温度にて上記変形・復元
   部（６４、７４）を変形して上記光半導体部品（６０）
   を上記ホルダ（６３、７３）内部に収容した後、上記変
   態温度よりも高い温度にて上記変形・復元部（６４、７
   ４）を復元させて上記変形・復元部（６４、７４）を上
   記光半導体部品（６０）に密着させるようにしたことを
   特徴とする光半導体部品の固定方法。
3. （３）光半導体素子をパッケージ内部に保持してなる光
   半導体部品（６０）を、中空状のホルダ（８２、９２、
   １０２、１１２）内部に固定する方法であって、上記光
   半導体部品（６０）を上記ホルダ（８２、９２、１０２
   、１１２）内部に収容した後、 変態温度よりも低い温度にて所定の形状に変形させられ
   た形状記憶合金からなる変形・復元部材（８１、９１、
   １０１、１１１）を上記変態温度よりも高い温度にて復
   元させて、この変形・復元部材（８１、９１、１０１、
   １１１）を上記光半導体部品（６０）と上記ホルダ（８
   ２、９２、１０２、１１２）との間に介在させるように
   したことを特徴とする光半導体部品の固定方法。