JPH05210025A - 光導波路素子と光ファイバとの接続構造および接続方法 - Google Patents
光導波路素子と光ファイバとの接続構造および接続方法Info
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- JPH05210025A JPH05210025A JP343692A JP343692A JPH05210025A JP H05210025 A JPH05210025 A JP H05210025A JP 343692 A JP343692 A JP 343692A JP 343692 A JP343692 A JP 343692A JP H05210025 A JPH05210025 A JP H05210025A
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- Japan
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- optical
- optical waveguide
- optical fiber
- waveguide element
- holding block
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
- G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
- G02B6/4219—Mechanical fixtures for holding or positioning the elements relative to each other in the couplings; Alignment methods for the elements, e.g. measuring or observing methods especially used therefor
- G02B6/4228—Passive alignment, i.e. without a detection of the degree of coupling or the position of the elements
- G02B6/4232—Passive alignment, i.e. without a detection of the degree of coupling or the position of the elements using the surface tension of fluid solder to align the elements, e.g. solder bump techniques
Landscapes
- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】光実装における高精度な光軸位置合わせを簡略
化し、信頼性及び生産性を考慮した無調整で光導波路と
光ファイバとを低損失結合できる光導波路素子と光ファ
イバ端末との接続構造と方法。 【構成】光ファイバ１４を配列する保持ブロック１３を
複数個の小ブロック２１，２３と連結ピン２２とに分割
し、一つの小ブロック２１の接合端面と光導波路素子１
０端面とをはんだバンプ１７により半田付けし固定され
ている。この半田付時の溶融はんだの表面張力によるセ
ルフアライメント作用で高精度位置合わせ接続を行う。
金属パッド１６，１８の位置関係は光導波路１２と光フ
ァイバ１４とが完全に端面結合する位置にある。又小ブ
ロック２１を単独に光導波路素子１２に結合した後、小
ブロック２３を連結し、光ファイバ１４を突き合わせ
る。
化し、信頼性及び生産性を考慮した無調整で光導波路と
光ファイバとを低損失結合できる光導波路素子と光ファ
イバ端末との接続構造と方法。 【構成】光ファイバ１４を配列する保持ブロック１３を
複数個の小ブロック２１，２３と連結ピン２２とに分割
し、一つの小ブロック２１の接合端面と光導波路素子１
０端面とをはんだバンプ１７により半田付けし固定され
ている。この半田付時の溶融はんだの表面張力によるセ
ルフアライメント作用で高精度位置合わせ接続を行う。
金属パッド１６，１８の位置関係は光導波路１２と光フ
ァイバ１４とが完全に端面結合する位置にある。又小ブ
ロック２１を単独に光導波路素子１２に結合した後、小
ブロック２３を連結し、光ファイバ１４を突き合わせ
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は光導波路素子と光ファイ
バとの接続構造および接続方法に関し、特に光通信等に
おいて光波の変調、光路の切り替え等を行う光通信モジ
ュールを構成する光導波路素子と光ファイバ端末とを接
続するための接続構造および接続方法に関するものであ
る。
バとの接続構造および接続方法に関し、特に光通信等に
おいて光波の変調、光路の切り替え等を行う光通信モジ
ュールを構成する光導波路素子と光ファイバ端末とを接
続するための接続構造および接続方法に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】光通信システムの実用化が進み、大容量
や多機能をもつさらに高度のシステムへと開発が進めら
れている。光伝送路網の交換機能、光データバスにおけ
る端末間の高速接続、切り替え等についても新たな機能
が求められている。例えば、現在実用されている光スイ
ッチは、プリズム、ミラー、ファイバ等を機械的に移動
させるものであり、低速であること、信頼性が不十分な
こと、形状が大きくマトリクス化に不適なこと等の欠点
がある。これを解決する手段として開発が進められてい
るものは基板上に設置した光導波路を用いた導波形の光
スイッチであり、高速、多素子の集積化が可能、高信頼
等の特長がある。特にＬｉＮｂＯ3 結晶等の強誘電体材
料を用いたものは、光吸収が小さく低損失であることと
大きな電気光学効果を有しているため高効率である等の
特長があり、光伝送、光交換などの分野への適用が期待
されている。
や多機能をもつさらに高度のシステムへと開発が進めら
れている。光伝送路網の交換機能、光データバスにおけ
る端末間の高速接続、切り替え等についても新たな機能
が求められている。例えば、現在実用されている光スイ
ッチは、プリズム、ミラー、ファイバ等を機械的に移動
させるものであり、低速であること、信頼性が不十分な
こと、形状が大きくマトリクス化に不適なこと等の欠点
がある。これを解決する手段として開発が進められてい
るものは基板上に設置した光導波路を用いた導波形の光
スイッチであり、高速、多素子の集積化が可能、高信頼
等の特長がある。特にＬｉＮｂＯ3 結晶等の強誘電体材
料を用いたものは、光吸収が小さく低損失であることと
大きな電気光学効果を有しているため高効率である等の
特長があり、光伝送、光交換などの分野への適用が期待
されている。
【０００３】このような導波路型光デバイスと光伝送網
側の光ファイバとの接続では、導波路側と光ファイバ側
との光軸一致が重要で、特に温度変動等の周囲の環境変
動に対して安定、光損失が小さいことが要求される。そ
のため光導波路−光ファイバ間の高精度（１〜１０μ
ｍ）の位置合らせ、固定が必要とされているが、最も単
純な構造として光導波路端面と光ファイバ端面との突き
合わせにより実現されている。
側の光ファイバとの接続では、導波路側と光ファイバ側
との光軸一致が重要で、特に温度変動等の周囲の環境変
動に対して安定、光損失が小さいことが要求される。そ
のため光導波路−光ファイバ間の高精度（１〜１０μ
ｍ）の位置合らせ、固定が必要とされているが、最も単
純な構造として光導波路端面と光ファイバ端面との突き
合わせにより実現されている。
【０００４】従来、この種の光導波路素子と光ファイバ
との接続構造としては図３に示すものがある。図３は従
来例の接続構造を示す斜視図である。基板３１上に光導
波路３２が形成されており、光ファイバ保持ブロック３
３に配列された光ファイバ３４を光軸調整により、光導
波路３２に突き合わせ、その状態を保持しながらＵＶ硬
化樹脂などの接着剤３５で光ファイバ端末３３を基板１
１に固定する。固定方法に関しては、接着剤の他に半田
溶接、レーザ溶接がある。
との接続構造としては図３に示すものがある。図３は従
来例の接続構造を示す斜視図である。基板３１上に光導
波路３２が形成されており、光ファイバ保持ブロック３
３に配列された光ファイバ３４を光軸調整により、光導
波路３２に突き合わせ、その状態を保持しながらＵＶ硬
化樹脂などの接着剤３５で光ファイバ端末３３を基板１
１に固定する。固定方法に関しては、接着剤の他に半田
溶接、レーザ溶接がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上述したように従来例
においては、光導波路素子と光ファイバ端末とを高精度
で光軸調整に位置合わせを行った後、固定をする必要が
ある。このために、従来の光軸調整、固定方法では、長
い光ファイバが端末に接続されていることなどにより固
着時の位置ずれ、その後の経時変化も大きいなど、長期
安定性が悪く、また生産性も悪いという問題点がある。
尚、固定方法にレーザ溶接を用いた場合でも、高精度の
光軸調整を要求される問題がある。
においては、光導波路素子と光ファイバ端末とを高精度
で光軸調整に位置合わせを行った後、固定をする必要が
ある。このために、従来の光軸調整、固定方法では、長
い光ファイバが端末に接続されていることなどにより固
着時の位置ずれ、その後の経時変化も大きいなど、長期
安定性が悪く、また生産性も悪いという問題点がある。
尚、固定方法にレーザ溶接を用いた場合でも、高精度の
光軸調整を要求される問題がある。
【０００６】また、光導波路素子と光ファイバ端末との
接続にガイドや連結ピンを用いた場合にも、簡易接続は
果たせてもそれに要求されるクリアランスのため高精度
の光軸調整を要求される問題がある。
接続にガイドや連結ピンを用いた場合にも、簡易接続は
果たせてもそれに要求されるクリアランスのため高精度
の光軸調整を要求される問題がある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の光導波路素子と
光ファイバとの接続構造は、光導波路素子に形成された
複数本の光導波路と保持ブロックにより配列された複数
本の光ファイバとがそれぞれ完全に端面結合するように
した光導波路素子と光ファイバとの接続構造において、
前記保持ブロックが前記光ファイバを保持するためのガ
イドを有する複数の小ブロックと前記小ブロック間を結
合する連結ビンとにより構成されている。
光ファイバとの接続構造は、光導波路素子に形成された
複数本の光導波路と保持ブロックにより配列された複数
本の光ファイバとがそれぞれ完全に端面結合するように
した光導波路素子と光ファイバとの接続構造において、
前記保持ブロックが前記光ファイバを保持するためのガ
イドを有する複数の小ブロックと前記小ブロック間を結
合する連結ビンとにより構成されている。
【０００８】また前記光導波路素子と前記保持ブロック
との接合端面とにそれぞれ対をなす複数組の金属パッド
を備えこの金属パッド間をはんだバンプを用いて接合し
ている。
との接合端面とにそれぞれ対をなす複数組の金属パッド
を備えこの金属パッド間をはんだバンプを用いて接合し
ている。
【０００９】
【作用】光導波路素子端面の金属パッドに、はんだバン
プと呼ばれる突起状はんだを形成し、光ファイバを配列
する保持ブロックを構成する先頭の小ブロックの端面と
を仮接続する。このときこの小ブロックの端面に設けら
れた金属パッドの一部が、はんだバンプに接触するよう
に仮接続していれば、はんだバンプを加熱溶融させる
と、溶融はんだの表面張力によるセルフアライメント作
用で、両金属パッドが完全に対面する位置関係に調整さ
れる。即ち、この状態で金属パッドは光導波路に対応す
る光ファイバが完全に端面結合するように位置関係が決
められているので、保持ブロックの先頭小ブロックは正
規の位置に自動的に移動し固定されることになる。
プと呼ばれる突起状はんだを形成し、光ファイバを配列
する保持ブロックを構成する先頭の小ブロックの端面と
を仮接続する。このときこの小ブロックの端面に設けら
れた金属パッドの一部が、はんだバンプに接触するよう
に仮接続していれば、はんだバンプを加熱溶融させる
と、溶融はんだの表面張力によるセルフアライメント作
用で、両金属パッドが完全に対面する位置関係に調整さ
れる。即ち、この状態で金属パッドは光導波路に対応す
る光ファイバが完全に端面結合するように位置関係が決
められているので、保持ブロックの先頭小ブロックは正
規の位置に自動的に移動し固定されることになる。
【００１０】次に残りの小ブロックを連結ピンにより光
導波路素子に固定した先頭の小ブロックに順次結合させ
る。そして、光ファイバ配列用に各小ブロック表面に設
けられたガイド（Ｖ溝など）に沿って光ファイバを突き
当てて行くことにより、光導波路と光ファイバが結合さ
れる。従って、光実装における高精度光軸合わせの大幅
な簡略化が図れる。
導波路素子に固定した先頭の小ブロックに順次結合させ
る。そして、光ファイバ配列用に各小ブロック表面に設
けられたガイド（Ｖ溝など）に沿って光ファイバを突き
当てて行くことにより、光導波路と光ファイバが結合さ
れる。従って、光実装における高精度光軸合わせの大幅
な簡略化が図れる。
【００１１】ここで、光ファイバを配列する保持ブロッ
クを複数個の小ブロックと連結ピンとに分割すること
で、はんだバンプ以外の接着方法で端面を接着する場合
でも一つの小ブロックのみを光導波路素子に接着させる
だけですみ、後から光ファイバを配列することにより、
接着時の位置ずれ、経時変化を解消することができる。
また、特にはんだバンプによる接着ではバンプへの重量
的負担を大幅に軽減でき、接合面の自動的な高精度位置
合わせ結合が実現する。
クを複数個の小ブロックと連結ピンとに分割すること
で、はんだバンプ以外の接着方法で端面を接着する場合
でも一つの小ブロックのみを光導波路素子に接着させる
だけですみ、後から光ファイバを配列することにより、
接着時の位置ずれ、経時変化を解消することができる。
また、特にはんだバンプによる接着ではバンプへの重量
的負担を大幅に軽減でき、接合面の自動的な高精度位置
合わせ結合が実現する。
【００１２】
【実施例】次に本発明の一実施例について図を参照して
説明する。図１は本実施例の構造を示す斜視図である。
保持ブロック１３は複数個のＳｉで作られた小ブロック
２１，２３と連結ピン２２とに分割されている。この分
割された小ブロック２１の金属パッド１８は光導波路素
子１０の金属パッド１６のはんだバンプ１７により半田
付けされ固定されている。複数の小ブロック２３は連結
ピン２２により順次結合されている。光ファイバ１４は
保持ブロック１３の各Ｖ溝２０にはめ込んでその端面を
光導波路素子１０の導波路１２の端面に突き合わせ固定
されている。保持ブロック１３が分割されていることに
より光ファイバ１４を端面接着後に配列できることな
ど、はんだバンプ１７への重量的負担が大幅に軽減さ
れ、接合面の高精度光軸位置合わせ結合が容易に実現で
き、また接着時の位置ずれ、経時変化も少なくすること
ができる。接着方法がはんだバンプ以外の、例えば接着
剤、半田溶接、レーザ溶接などを用いた場合にも、接着
時の位置ずれ、経時変化の減少などの効果は同様であ
る。
説明する。図１は本実施例の構造を示す斜視図である。
保持ブロック１３は複数個のＳｉで作られた小ブロック
２１，２３と連結ピン２２とに分割されている。この分
割された小ブロック２１の金属パッド１８は光導波路素
子１０の金属パッド１６のはんだバンプ１７により半田
付けされ固定されている。複数の小ブロック２３は連結
ピン２２により順次結合されている。光ファイバ１４は
保持ブロック１３の各Ｖ溝２０にはめ込んでその端面を
光導波路素子１０の導波路１２の端面に突き合わせ固定
されている。保持ブロック１３が分割されていることに
より光ファイバ１４を端面接着後に配列できることな
ど、はんだバンプ１７への重量的負担が大幅に軽減さ
れ、接合面の高精度光軸位置合わせ結合が容易に実現で
き、また接着時の位置ずれ、経時変化も少なくすること
ができる。接着方法がはんだバンプ以外の、例えば接着
剤、半田溶接、レーザ溶接などを用いた場合にも、接着
時の位置ずれ、経時変化の減少などの効果は同様であ
る。
【００１３】図２は本実施例の接続方法を示す各工程に
おける平面図である。図２（ａ）において、基板１１の
表面に光導波路１２が形成された光導波路素子１０の端
面には、数十〜数百μｍ角程度の金属パッド１６、およ
びはんだバンプ１７が形成されている。金属パッド１６
の金属材料は、用いるはんだバンプ１７の材料により異
なるが、ＰｂＳｎはんだであればＣｒ−Ｎｉ、ＡｕＳｎ
はんだならばＣｒ−Ａｕでよい。はんだバンプの高さは
数十〜数百μｍ程度がよい。光ファイバ１４が配列され
るＶ溝２０が表面に設けられているＳｉで作られた小ブ
ロック２１の端面にも光導波路素子１０と同様の金属パ
ッド１８が形成されている。光ファイバ１４（およびＶ
溝２０）と金属パッド１８との位置関係は、光導波路１
２と金属パッド１６とのそれに一致するようになってい
る。
おける平面図である。図２（ａ）において、基板１１の
表面に光導波路１２が形成された光導波路素子１０の端
面には、数十〜数百μｍ角程度の金属パッド１６、およ
びはんだバンプ１７が形成されている。金属パッド１６
の金属材料は、用いるはんだバンプ１７の材料により異
なるが、ＰｂＳｎはんだであればＣｒ−Ｎｉ、ＡｕＳｎ
はんだならばＣｒ−Ａｕでよい。はんだバンプの高さは
数十〜数百μｍ程度がよい。光ファイバ１４が配列され
るＶ溝２０が表面に設けられているＳｉで作られた小ブ
ロック２１の端面にも光導波路素子１０と同様の金属パ
ッド１８が形成されている。光ファイバ１４（およびＶ
溝２０）と金属パッド１８との位置関係は、光導波路１
２と金属パッド１６とのそれに一致するようになってい
る。
【００１４】先ず、光導波路素子１０に光ファイバ１４
を配列していない小ブロック２１を仮接続する。このと
きの位置合わせは、小ブロック２１の端面の金属パッド
１８の一部がはんだバンプ１７に接触する程度でよいの
で、従来要求されていた高精度の位置合わせは不要とな
る。
を配列していない小ブロック２１を仮接続する。このと
きの位置合わせは、小ブロック２１の端面の金属パッド
１８の一部がはんだバンプ１７に接触する程度でよいの
で、従来要求されていた高精度の位置合わせは不要とな
る。
【００１５】次に、図２（ｂ）に示すように、はんだバ
ンプ１７を溶融させると溶融はんだ１９の表面張力によ
り、光導波路１２と光ファイバ１４を配列するＶ溝２０
との高精度位置合わせが自動的に行われ、同時に固定す
ることができる。
ンプ１７を溶融させると溶融はんだ１９の表面張力によ
り、光導波路１２と光ファイバ１４を配列するＶ溝２０
との高精度位置合わせが自動的に行われ、同時に固定す
ることができる。
【００１６】図２（ｃ），（ｄ）に示すように、光導波
路１２とＶ溝２０の位置合わせが完了後、連結ピン２２
により残りの小ブロック２３を光導波路素子１０に接着
された小ブロック２１に結合させ、光ファイバ１４をＶ
溝２０に沿って光導波路１２端面に突き合わせることに
より光導波路１２と光ファイバ１４との簡易接続ができ
る。ここで、連結ピン２２を用いることで小ブロック２
１，２３の結合にある程度のクリアランスが要求される
が、光導波路素子１０と小ブロック２１とがはんだバン
プにより高精度位置合わせ、固定されているので光導波
路１２と光ファイバ１４との端面結合に全く影響はな
い。
路１２とＶ溝２０の位置合わせが完了後、連結ピン２２
により残りの小ブロック２３を光導波路素子１０に接着
された小ブロック２１に結合させ、光ファイバ１４をＶ
溝２０に沿って光導波路１２端面に突き合わせることに
より光導波路１２と光ファイバ１４との簡易接続ができ
る。ここで、連結ピン２２を用いることで小ブロック２
１，２３の結合にある程度のクリアランスが要求される
が、光導波路素子１０と小ブロック２１とがはんだバン
プにより高精度位置合わせ、固定されているので光導波
路１２と光ファイバ１４との端面結合に全く影響はな
い。
【００１７】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、光ファイ
バを配列する保持ブロックを複数個の小ブロックとそれ
らを結合させる連結ピンとに分割し、かつ光導波路素子
と保持ブロックの一つの小ブロックとをはんだバンプを
介して端面結合することにより、高精度な光軸位置合わ
せが簡略化され、生産性が向上する。また、接続後の経
年変化，温度変化等に対する信頼性も高くできる効果が
ある。
バを配列する保持ブロックを複数個の小ブロックとそれ
らを結合させる連結ピンとに分割し、かつ光導波路素子
と保持ブロックの一つの小ブロックとをはんだバンプを
介して端面結合することにより、高精度な光軸位置合わ
せが簡略化され、生産性が向上する。また、接続後の経
年変化，温度変化等に対する信頼性も高くできる効果が
ある。
【図１】本発明の一実施例の接続構造を示す斜視図であ
る。
る。
【図２】本発明の一実施例の接続方法を示す各工程にお
ける平面図である。
ける平面図である。
【図３】従来例の接続構造を示す斜視図である。
１０ 光導波路素子 １１ 基板 １２ 光導波路 １３ 保持ブロック １４ 光ファイバ １６，１８ 金属パッド １７ はんだバンプ １９ 溶融はんだ ２０ Ｖ溝 ２１，２３ 小ブロック ２２ 連結ピン
Claims (3)
- 【請求項１】 光導波路素子に形成された複数本の光導
波路と保持ブロックにより配列された複数本の光ファイ
バとがそれぞれ完全に端面結合するようにした前記光導
波路素子と前記保持ブロックとの接続構造において、前
記保持ブロッロックが前記光ファイバを保持するための
ガイドを有する複数の小ブロックと前記小ブロック間を
結合する連結ビンとにより構成されることを特徴とする
光導波路素子と光ファイバとの接続構造。 - 【請求項２】 前記光導波路素子と前記保持ブロックの
接合端面にそれぞれ対をなす複数組の金属パッドを備え
この金属パッド間をはんだバンプを用いて接合すること
を特徴とする請求項１記載の光導波路素子と光ファイバ
との接続構造。 - 【請求項３】 前記光導波路素子と前記保持ブロックを
構成する先頭の小ブロックとの接合端面をはんだバンプ
を用いて固定した後、前記連結ピンで残りの前記小ブロ
ックを順次連結させ前記保持ブロックを組み立て、最後
に光ファイバを前記保持ブロックのガイドにはめ込み端
面を突き合わせながら配列させることを特徴とする請求
項１記載の光導波路素子と光ファイバとの接続方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP343692A JPH05210025A (ja) | 1992-01-13 | 1992-01-13 | 光導波路素子と光ファイバとの接続構造および接続方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP343692A JPH05210025A (ja) | 1992-01-13 | 1992-01-13 | 光導波路素子と光ファイバとの接続構造および接続方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05210025A true JPH05210025A (ja) | 1993-08-20 |
Family
ID=11557310
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP343692A Withdrawn JPH05210025A (ja) | 1992-01-13 | 1992-01-13 | 光導波路素子と光ファイバとの接続構造および接続方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05210025A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0726477A2 (en) * | 1995-02-09 | 1996-08-14 | AT&T IPM Corp. | An arrangement for interconnecting an optical fiber to an optical component |
| JP2002228886A (ja) * | 2001-01-31 | 2002-08-14 | Kansai Tlo Kk | セルフアライメント構造 |
| JP2003255180A (ja) * | 2002-03-06 | 2003-09-10 | Yamaha Corp | マイクロレンズアレイ結合系及びマイクロレンズアレイとその製法 |
| JP2011258981A (ja) * | 2011-08-29 | 2011-12-22 | Panasonic Electric Works Co Ltd | セルフアライメント構造及びセルフアライメント方法 |
-
1992
- 1992-01-13 JP JP343692A patent/JPH05210025A/ja not_active Withdrawn
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0726477A2 (en) * | 1995-02-09 | 1996-08-14 | AT&T IPM Corp. | An arrangement for interconnecting an optical fiber to an optical component |
| EP0726477A3 (en) * | 1995-02-09 | 1997-07-30 | At & T Corp | Arrangement for coupling an optical fiber to an optical component |
| JP2002228886A (ja) * | 2001-01-31 | 2002-08-14 | Kansai Tlo Kk | セルフアライメント構造 |
| JP2003255180A (ja) * | 2002-03-06 | 2003-09-10 | Yamaha Corp | マイクロレンズアレイ結合系及びマイクロレンズアレイとその製法 |
| JP2011258981A (ja) * | 2011-08-29 | 2011-12-22 | Panasonic Electric Works Co Ltd | セルフアライメント構造及びセルフアライメント方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19990408 |