JPH09145962A - 光装置 - Google Patents

光装置

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JPH09145962A
JPH09145962A JP7299855A JP29985595A JPH09145962A JP H09145962 A JPH09145962 A JP H09145962A JP 7299855 A JP7299855 A JP 7299855A JP 29985595 A JP29985595 A JP 29985595A JP H09145962 A JPH09145962 A JP H09145962A
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JP
Japan
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substrate
guide groove
optical
package
ferrule
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JP7299855A
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English (en)
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Haruhiko Tabuchi
晴彦 田淵
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805—Shape
    • H01L2224/4809—Loop shape
    • H01L2224/48091—Arched
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481—Disposition
    • H01L2224/48151—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
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    • H01L2224/48245—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic
    • H01L2224/48247—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic connecting the wire to a bond pad of the item

Landscapes

  • Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)
  • Light Receiving Elements (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光半導体チップと光ファイバとが着脱自在に
光結合する光装置に関し、光半導体チップが封止され、
且つ光ファイバが着脱自在な光装置を提供する。 【解決手段】 上面に光半導体チップ１が実装されパッ
ケージ10内に収容固着する基板30と、基板30の上面側に
形成された筒状体ガイド溝31と、筒状体ガイド溝に対向
して基板の上面に密着して、又は基板の上面との間に間
隔をもって載置された押え板40と、パッケージの側壁に
設けた孔を遊貫して基板の筒状体ガイド溝と押え板とで
構成する嵌合部に挿入固着する筒状体50と、光半導体チ
ップ１に対向する側の筒状体50の軸心孔の開口を封止す
る透明板51と、パッケージ10の上部開口を封止する蓋11
と、基筒状体50の軸心孔に挿抜自在に挿入するフェルー
ル20と、フェルール20を筒状体50に着脱自在に固着する
手段とを備えた構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体レーザ, 光
電変換素子等の光半導体チップと光ファイバとが着脱自
在に光結合する光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】光半導体チップと光ファイバとを光結合
する従来の光装置を、図１３に示す。図において１は、
半導体レーザ（発光素子），光電変換素子（受光素子）
等の光半導体チップである。光半導体チップ１はサブマ
ウント102 の上面に金・錫共晶合金等を用いて接着し実
装されている。
【０００３】２は、光半導体チップ１に光結合させる光
ファイバであって、端部近傍は二次被覆を剥離してい
る。また二次被覆の外周面及び光ファイバの外周面は金
等の金属膜で被覆している。
【０００４】光ファイバ２は、光ファイバを保持するた
めにの部材であるフェルール20の軸心孔に挿入され、直
線状に保持されている。フェルール20の材料はステンレ
ス鋼，Ni・ Co・ Fe合金等の金属或いはセラミックス等が
用いられる。
【０００５】従来は、フェルール20を嵌通するように光
ファイバ２の端部をフェルール20の軸心細孔に挿入し、
フェルール20の端面と光ファイバ２の外周部とを半田付
けして固着している。さらにフェルール20をフランジ付
筒体（Ni・ Co・ Fe合金等の金属）105 の軸心孔に嵌入し
ている。
【０００６】10は、熱膨張係数がガラスの熱膨張係数と
同程度の例えばNi・ Co・ Fe合金（商品名コバール）等の
金属板からなる上方が開口した箱形のパッケージであ
る。パッケージ10の側壁12には、フェルール20が遊貫す
る孔13を設けている。
【０００７】また、孔13を設けた側壁12に対向する側壁
を気密に嵌通する入出力端子板３を設け、この入出力端
子板３の表面に入出力パターン3aを形成し、この入出力
パターン3aの外側の端部にリード端子3bを接続してい
る。ている。
【０００８】パッケージ10の底板上に、パッケージ10と
同材料からなる基台101 を溶接等して固着し、さらに、
基台101 の上面に、光半導体チップ１を実装したサブマ
ウント102 を硬ろー付けして搭載し、光半導体チップ１
の電極と入出力端子板３の入出力パターン3aの端部とを
ボンディングワイヤを介して接続している。
【０００９】103 は、上面が平坦か、あるいは上面にＶ
溝を設けた光ファイバ支持部材（材料は基台101 と同材
料）である。光ファイバ支持部材103 を基台101 の上面
のサブマウント102 近傍に、硬ろー付けして実装してい
る。
【００１０】光ファイバ支持部材103 の厚さは、上面に
光ファイバ２を載せた場合に光ファイバ２の光軸の高さ
が、光半導体チップ１の出射光（又は入射光）の光軸の
高さにほぼ一致するように調整されている。
【００１１】光ファイバ２と光半導体チップ１とを下記
のようにして結合している。フェルール20を側壁12の孔
13に差込み、フェルール20の端面から突出した光ファイ
バ２の先端部を光半導体チップ１に対向させる。
【００１２】ここで光ファイバの光軸の位置合わせには
微動装置（図示せず) を用いる。微動装置から伸びる腕
でフェルール20又は光ファイバ２の先端部を保持し、光
ファイバ２の先端を前後，左右，上下に微調整して光フ
ァイバ２と光半導体チップ１の光軸を一致させる。
【００１３】この作業に際し、光半導体チップ１が半導
体レーザの場合には光ファイバ２の出力を計測し、光半
導体チップ１が光・電変換素子の場合には入出力パター
ン３ａのを計測して、その計測値が最大になるように調
整する。
【００１４】このような操作で光軸を一致させた後に、
半田110 を用いて光ファイバを光ファイバ支持部材103
に固着する。フランジ付筒体105 のフランジ端面を側壁
12の外側面に密接して、レーザ溶接等してフランジ付筒
体105 をパッケージ10に固着し、さらにレーザ溶接等し
てフランジ付筒体105 の端面とフェルール20の外周面と
を固着する。
【００１５】次にパッケージ10の上部開口に蓋11を被
せ、抵抗溶接或いはレーザ溶接等してパッケージ10を気
密に封止している。このような光装置は、光装置の入出
力パターンに接続したリード端子3bをプリント配線板の
回路（駆動回路又は増幅回路）に接続しプリント配線板
に搭載して使用されることが多い。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】ところで前述の従来の
光装置は、光半導体チップを封止したパッケージに長い
光ファイバ側を固着した状態で、光装置をプリント配線
板に実装しなければならない。
【００１７】したがって従来の光装置は、取扱い性が劣
るばかりでなく、プリント配線板に実装時に光ファイバ
が折損する恐れがあった。さらに、光ファイバを微動装
置で少なくとも前後, 左右, 上下の3 方向に位置合わせ
する必要があるので、調整作業に時間がかかるという問
題点もあった。
【００１８】また、半田を用いて光ファイバを光ファイ
バ支持部材に固着する際に、微小の位置ずれが発生し光
結合効率だ低下する恐れがあった。本発明はこのような
点に鑑みて創作されたもので、光半導体チップが封止さ
れ、且つ光ファイバが着脱自在で取扱作業が容易であ
り、且つ光半導体チップと光ファイバの光軸の位置合わ
せが用意な光装置を提供することを目的としている。
【００１９】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明には、下記の９手段がある。即ち、手段１は
図１に例示したように、上部が開口した箱形のパッケー
ジ10と、上面に光半導体チップ１が実装されパッケージ
10内に収容固着する基板30とを備える。 さらに、光半
導体チップ１の光軸を含む垂直面内に軸心があり、一方
の端部が基板30の側面で開口するよう基板30の上面側に
形成した筒状体ガイド溝31と、基板30の筒状体ガイド溝
31に対向して基板30の上面に密着して、又は基板30の上
面とは間隔をもって載置固着された押え板40とを備え
る。
【００２０】さらに、パッケージ10の側壁12に設けた孔
13を遊貫して、基板30の筒状体ガイド溝31と押え板40と
で構成する嵌合部に挿入固着する筒状体50と、筒状体50
の軸心孔の光半導体チップ１側の開口を封止する透明板
51と、パッケージ10の上部開口を封止する蓋11と、筒状
体50の軸心孔に挿抜自在に挿入するフェルール20と、フ
ェルール20を筒状体50またはパッケージ10に着脱自在に
固着する手段とを備える。
【００２１】筒状体50は、基板30の筒状体ガイド溝31と
押え板40とで構成する嵌合孔に挿入した後に、フランジ
52をパッケージ10の側壁12の外側面に密着して固定する
ものであり、フェルール20の軸心細孔に挿着された光フ
ァイバ２は、光半導体チップ１に光結合するものである
構成とする。
【００２２】手段２は、図３に例示したように、光半導
体チップ１と筒状体ガイド溝31との間に設けたレンズ収
容溝32に、挿入固着するレンズ４を備え、フェルール20
の軸心細孔に挿着された光ファイバ２と光半導体チップ
１とが、レンズ４を介して光結合する構成とするもので
ある。
【００２３】手段３は、図５に例示したように、筒状体
50の軸心孔を封止する透明板に代えて、筒状体50の軸心
孔の光半導体チップ１側の端部に、レンズ４を挿着した
構成とするものである。
【００２４】手段４は、図６に例示したように、上部が
開口した箱形のパッケージ10と、上面に光半導体チップ
１が実装されパッケージ10内に収容固着する基板30と、
光半導体チップ１の光軸を含む垂直面内に軸心があり、
一方の端部が基板30の側面で開口するよう基板30の上面
側に形成した光路用溝31A と、光半導体チップ１と光路
用溝31A との間に設けたレンズ収容溝32に挿入固着する
レンズ４と、光路用溝31A の両側に平行に形成した一対
の有底筒状体ガイド溝33と、基板30の光路用溝31A ，有
底筒状体ガイド溝33にそれぞれ対向する光路用溝41A 及
び有底筒状体ガイド溝を下面側に有し、下面を基板30の
上面に密着することで基板30に固着する押え板40とを備
える。
【００２５】さらに、パッケージ10の側壁12に設けた孔
14を遊貫して、基板30の有底筒状体ガイド溝33と押え板
40の有底筒状体ガイド溝43とが構成する嵌合部に挿入固
着する２本の有底筒状体60と、基板30の光路用溝31A と
押え板40の光路用溝41A とが構成する溝の軸心に対向す
るようパッケージ10の側壁12に設けた孔13と、孔13を封
止する透明板15とパッケージ10の上部開口を封止する蓋
11とを備える。
【００２６】またさらに、軸心が基板30の光路用溝31A
の軸心を含む垂直面内にあるフェルールガイド溝71、及
び軸心が基板30の有底筒状体ガイド溝33の軸心を含む垂
直面内にある２本のバーガイド溝72を上面側に有するコ
ネクタ側基板70と、コネクタ側基板70のフェルールガイ
ド溝71，バーガイド溝72にそれぞれ対向するフェルール
ガイド溝81及びバーガイド溝82を下面側に有し、下面を
コネクタ側基板70の上面に密着するすることでコネクタ
側基板70に固着するコネクタ側押え板80と、コネクタ側
基板70のフェルールガイド溝71とコネクタ側押え板80の
フェルールガイド溝81とが構成する嵌合部に挿入固着す
るフェルール20と、コネクタ側基板70のバーガイド溝72
とコネクタ側押え板80のバーガイド溝82とが構成する嵌
合部に挿着するガイドバー90と、コネクタ側基板70をパ
ッケージ10に着脱自在に固着する手段とを備える。
【００２７】有底筒状体60は、基板30の有底筒状体ガイ
ド溝33と押え板40の有底筒状体ガイド溝43とが構成する
嵌合部に挿入固着した後に、フランジ61をパッケージ10
の側壁12の外側面に密着して固定するものである。
【００２８】ガイドバー90は、有底筒状体60の軸心孔に
挿抜自在に挿入するものであり、フェルール20の軸心細
孔に挿着された光ファイバ２は、光半導体チップ１にレ
ンズ４を介して光結合する構成とするものである。
【００２９】手段５は、図８に例示したように、上部が
開口した箱形のパッケージ10と、上面に光半導体チップ
１が実装されパッケージ10内に収容固着する基板30と、
光半導体チップ１の光軸を含む垂直面内に軸心があり、
一方の端部が基板30の側面で開口するよう該基板30の上
面側に形成した光路用溝31A と、光半導体チップ１と光
路用溝31A との間に設けたレンズ収容溝32に挿入固着す
るレンズ４と、光路用溝31A の両側に平行に形成した一
対のバーガイド溝33A と、基板30の光路用溝31A ，バー
ガイド溝33A にそれぞれ対向する光路用溝41A 及びバー
ガイド溝43A を下面側に有し、下面を基板30の上面に密
着することで基板30に固着する押え板40とを備える。
【００３０】さらに、基板30のバーガイド溝33A と押え
板40のバーガイド溝43A とが構成する嵌合部に挿入固着
され、先端部がパッケージ10の側壁12に設けた孔14を遊
貫してパッケージ10の外に突出した２本のガイドバー90
A と、軸心孔をガイドバー90A の先端部に嵌入した状態
で側壁12の外側面に固着する２本の有底筒状体60A と、
基板30の光路用溝31A と押え板40の光路用溝41A とが構
成する溝の軸心に対向するよう、パッケージ10の側壁12
に設けた孔13と、孔13を封止する透明板15と、パッケー
ジ10の上部開口を封止する蓋11とを備える。
【００３１】またさらに、軸心が基板30の光路用溝31A
の軸心を含む垂直面内にあるフェルールガイド溝71、及
び軸心が有底筒状体60A の軸心を含む垂直面内にある２
本の有底筒状体ガイド溝72A を上面側に有するコネクタ
側基板70と、コネクタ側基板70のフェルールガイド溝7
1，有底筒状体ガイド溝72A にそれぞれ対向するフェル
ールガイド溝81及び有底筒状体ガイド溝82A を下面側に
有し、下面をコネクタ側基板70の上面に密着することで
コネクタ側基板70に固着するコネクタ側押え板80と、コ
ネクタ側基板70のフェルールガイド溝71とコネクタ側押
え板80のフェルールガイド溝81とが構成する嵌合部に挿
入固着するフェルール20と、コネクタ側基板70をパッケ
ージ10に着脱自在に固着する手段とを備える。
【００３２】有底筒状体60は、軸心孔をガイドバー90の
先端部に嵌入した後に、フランジ61A を側壁12の外側面
に密着し固定するものである。コネクタ側基板70の有底
筒状体ガイド溝72A とコネクタ側押え板80の有底筒状体
ガイド溝82A とが構成する嵌合孔は、有底筒状体60A に
挿抜自在に嵌入するものである。
【００３３】フェルール20の軸心細孔に挿着された光フ
ァイバ２は、光半導体チップ１にレンズ４を介して光結
合する構成とする。手段６は、図９に例示したように、
上部が開口した箱形のパッケージ10と、上面に光半導体
チップ１が実装されパッケージ10内に収容固着する基板
30と、光半導体チップ１の光軸を含む垂直面内に軸心が
あり、一方の端部が基板30の側面で開口するよう基板30
の上面側に形成した光路用溝31A と、光半導体チップ１
と光路用溝31A との間に設けたレンズ収容溝32に挿入固
着するレンズ４と、光路用溝31A の両側に平行に形成し
た一対のバーガイド溝33A と、基板30の光路用溝31A，
バーガイド溝33A にそれぞれ対向する光路用溝41A 及び
バーガイド溝43A を下面側に有し、下面を基板30の上面
に密着する押え板40とを備える。
【００３４】さらに、フランジ95F の一方にパッケージ
側バー部95a を他方にコネクタ側バー部95b を有し、パ
ッケージ側バー部95a をパッケージ10の側壁12に設けた
孔14に遊貫し基板30のバーガイド溝33A と押え板40のバ
ーガイド溝43A とが構成する嵌合部に挿入固着する２本
のフランジ付ガイドバー95を備える。
【００３５】さらに、基板30の光路用溝31A と押え板40
の光路用溝41A とが構成する溝の軸心に対向するよう
に、パッケージ10の側壁12に設けた孔13と、孔13を封止
する透明板15と、パッケージ10の上部開口を封止する蓋
11とを備える。
【００３６】さらに、軸心が基板30の光路用溝31A の軸
心を含む垂直面内にあるフェルールガイド溝71、及び軸
心がフランジ付ガイドバー95の軸心を含む垂直面内にあ
る２本のバーガイド溝72を上面側に有するコネクタ側基
板70と、コネクタ側基板70のフェルールガイド溝71，バ
ーガイド溝72にそれぞれ対向するフェルールガイド溝81
及びバーガイド溝82を下面側に有しコネクタ側基板70の
上面に密着するコネクタ側押え板80と、コネクタ側基板
70のフェルールガイド溝71とコネクタ側押え板80のフェ
ルールガイド溝81とが構成する嵌合部に挿入固着するフ
ェルール20と、コネクタ側基板70をパッケージ10に着脱
自在に固着する手段とを備える。
【００３７】フランジ付ガイドバー95は、パッケージ側
バー部95a を基板30のバーガイド溝33A と押え板40のバ
ーガイド溝43A とが構成する嵌合孔に挿入した後に、フ
ランジ95F を側壁12の外側面に密着して固定するもので
ある。
【００３８】コネクタ側基板70のバーガイド溝72とコネ
クタ側押え板80のバーガイド溝82とが構成する嵌合孔
は、フランジ付ガイドバー95のコネクタ側バー部95b に
挿抜自在に嵌入するものである。
【００３９】フェルール20の軸心細孔に挿着された光フ
ァイバ２は、光半導体チップ１にレンズ４を介して光結
合するものである構成とする。手段７は、図１０に例示
したように、筒状体50の軸心孔の光半導体チップ１側の
開口を封止する透明板51が筒状体50の軸心に対して傾斜
するとともに、筒状体ガイド溝31の軸心と光半導体チッ
プ１の光軸とが水平面内で所定にずれている構成とした
ものである。
【００４０】手段８は、図１１に例示したように、パッ
ケージ10の側壁12に設けた孔13を封止する透明板15が、
フェルール20の軸心に対して傾斜するとともに、光半導
体チップ１の光軸とフェルール20の軸心とが水平面内で
所定にずれている構成としたものである。
【００４１】手段９は、図１２に例示したように、複数
の光半導体チップ１が横一連に配列し、それぞれの光半
導体チップ１に対向するフェルール20を備えた構成とし
たものである。
【００４２】手段１によれば、パッケージ10の上部開口
は蓋11により封止され、また側壁12に設けた孔13に筒状
体50が固着され、その筒状体50の軸心孔は透明板51によ
って封止されているので、フェルール20を挿着前でも光
半導体チップ１は封止され保護されている。
【００４３】フェルール20はパッケージ10に着脱自在で
あるので、パッケージ10をプリント配線板に搭載後に、
フェルール20をパッケージ10に装着できる。よってこの
光装置は取扱作業が容易である。
【００４４】さらに、筒状体50の軸心孔にフェルール20
を容易に挿抜することができるので、光ファイバを自由
に着脱することが可能となり、構成される光部品の取扱
が容易となる。
【００４５】筒状体ガイド溝31の形状と寸法を精密にす
ることで、筒状体50を筒状体ガイド溝31に押入するだけ
で、光半導体チップ１の光軸と筒状体50の軸心が一致す
る。例えば基板30にシリコン基板を用い、筒状体ガイド
溝31を異方性エッチングで形成すれば、筒状体ガイド溝
31を精密なものとすることが容易である。
【００４６】また、筒状体50の軸心孔にフェルール20を
挿入すると、光ファイバ２の光軸は自動的に光半導体チ
ップ１の光軸に一致するので、光軸合わせが簡単にな
る。手段２によれば、筒状体50の軸心孔にフェルール20
を容易に挿抜することができる。さらに光半導体チップ
１と光ファイバ２がレンズ４を介して光結合することに
より光半導体チップ１と光ファイバ２のモード整合を行
うことが可能になり光結合効率が向上する。
【００４７】また、レンズ４が介在することにより光半
導体チップ１と光ファイバ２とが離れている場合でも光
結合効率を高くすることができる。さらにレンズ４は異
方性エッチングで形成した溝32で位置決めされるので、
その位置合わせが自動的に行われ、レンズの実装が容易
になる。
【００４８】図５に図示した手段３は、レンズ４によっ
て筒状体50の軸心孔が封止されているので、手段１，２
の手段の効果に加え、軸心孔を封止する透明板51を削除
できるという効果を備える。
【００４９】図６，７に例示した手段４によれば、パッ
ケージ10の側壁12に設けた孔13は、透明板15により封止
され、孔13の両側に設けた有底筒状体60A が遊貫する孔
14は、有底筒状体60のフランジ61により封止され、パッ
ケージ10の上部開口は蓋11により封止されているので、
フェルール20を挿着前でも光半導体チップ１は封止され
保護されている。
【００５０】また、有底筒状体ガイド溝33に嵌合した有
底筒状体60の軸心孔に、バーガイド溝72に嵌合したガイ
ドバー90を容易に挿抜することができる。したがって、
光ファイバ２を自由に挿抜することが可能となり、光部
品の取扱が容易になる。
【００５１】さらに、有底筒状体ガイド溝33に嵌合した
有底筒状体60の軸心孔に、バーガイド溝72に嵌合したガ
イドバー90を挿入するだけで、光半導体チップ１の光軸
と光ファイバ２の光軸が一致するので、光軸合わせが簡
単である。
【００５２】図８に例示した手段５によれば、パッケー
ジ10の側壁12に設けた孔13は、透明板15により封止さ
れ、孔13の両側に設けた有底筒状体60A が遊貫する孔14
は、有底筒状体60A の底板により封止され、パッケージ
10の上部開口は蓋11により封止されているので、フェル
ール20を挿着前でも光半導体チップ１は封止され保護さ
れている。
【００５３】また、コネクタ側基板70とコネクタ押え板
80とが構成する嵌合孔に、有底筒状体60A を容易に挿抜
することができる。したがって、光ファイバ２を自由に
挿抜することが可能となり、光部品の取扱いが容易にな
る。
【００５４】さらに、有底筒状体60A の軸心孔にガイド
バー90A を挿入し、且つコネクタ側基板70とコネクタ押
え板80とが構成する嵌合孔に、有底筒状体60A を挿入す
るだけで、光半導体チップ１の光軸と光ファイバ２の光
軸が簡単に一致する。
【００５５】図９に示す手段６によれば、パッケージ10
の側壁12に設けた孔13は、透明板15により封止され、孔
13の両側に設けたフランジ付ガイドバー95が遊貫する孔
14は、フランジ付ガイドバー95のフランジ95F により封
止され、さらにパッケージ10の上部開口は蓋11により封
止されているので、フェルール20を挿着前でも光半導体
チップ１は封止され保護されている。
【００５６】また、コネクタ側基板70とコネクタ側押え
板80とが構成する嵌合孔に、フランジ付ガイドバー95を
容易に挿抜することができる。したがって、光ファイバ
２を自由に挿抜することが可能となり、光部品の取扱い
が容易になる。
【００５７】さらに、バーガイド溝33A にフランジ付ガ
イドバー95を嵌合し、且つコネクタ側基板70とコネクタ
側押え板80とが構成する嵌合孔に、フランジ付ガイドバ
ー95を挿入するだけで、光半導体チップ１の光軸と光フ
ァイバ２の光軸とが簡単に一致する図１０，１１に示す
手段７又は手段８によれば、気密封止するための透明板
51又は15による反射光は、光軸とは異なる方向に反射す
る。したがって手段１〜６の光装置について反射光が光
源に戻ることがないので、光源の動作不安定或いは光信
号品質の劣化の恐れがない。
【００５８】図１２に図示した手段９によれば、手段１
〜８を用いて複数の光半導体チップ１と光ファイバ２を
光結合することができるようになる。したがって、小さ
いパッケージ10内に、複数の光半導体チップ１を並列し
て実装することにより、小型で比較的高速の情報伝送が
可能な光装置が実現される。
【００５９】
【発明の実施の形態】以下図を参照しながら、本発明を
具体的に説明する。なお、全図を通じて同一符号は同一
対象物を示す。
【００６０】図１は発明の実施形態（１）の斜視図、図
２は発明の実施形態（１）の断面図であり、図３は発明
の実施形態（２）の断面図であり、図４は光半導体チッ
プの実装を説明する図である。
【００６１】図５は発明の実施形態（３）の断面図、図
６は発明の実施形態（４）の斜視図、図７は発明の実施
形態（４）の断面図で、(A) は光軸部分の断面図、(B)
はガイドバーの軸心部分の断面図であり、図８は発明の
実施形態（５）の斜視図である。
【００６２】図９は発明の実施形態（６）の斜視図、図
１０は発明の実施形態（７）の平面図、図１１は発明の
実施形態（８）の平面図、図１２は発明の実施形態
（９）の斜視図である。
【００６３】図において、１は、半導体レーザ又は光電
変換素子（受光素子）等の光半導体チップである。２
は、光半導体チップ１に光結合させる光ファイバであ
る。20は、軸心細孔に光ファイバ２の先端を挿入固着し
た円筒状のフェルールである。フェルール20の材料はス
テンレス鋼，Ni・ Co・ Fe合金等の金属、或いはセラミッ
クス等である。
【００６４】10は、熱膨張係数がガラスの熱膨張係数と
同程度の例えばNi・ Co・ Fe合金（商品名コバール）等の
金属板からなる上部が開口した箱形のパッケージであ
る。パッケージ10の側壁12に、孔13を設けている。
【００６５】また、孔13を設けた側壁12に対向する側壁
を気密に貫通する入出力端子板３を設け、この入出力端
子板３の表面に入出力パターン3aを形成している。図２
又は３に図示したように、パッケージ10をプリント配線
板５に搭載した後に、パッケージ10の外側に設けた入出
力パターン3aの端部と、プリント配線板５の所定の回路
（駆動回路又は増幅回路）にボンディングワイヤを介し
て接続している。
【００６６】なお、図１３に図示したように、図１，
２，３の入出力端子板３にリード端子3bを取り付け、こ
の先端をプリント配線板５のスルーホール（図示せず）
に挿入し接続する場合もある。
【００６７】さらに、図示したような入出力端子板３を
設けず、パッケージ10の底板をガラス封止貫通するピン
状の入出力端子を設けて、この入出力端子の底板から下
方に突出した先端部を、プリント配線板５のスルーホー
ルに挿入し接続することもある。
【００６８】11は、パッケージ10の上部開口に嵌着し、
パッケージ10の上部開口を封止する蓋である。30は、パ
ッケージ10内に収容し、裏面をパッケージ10の底板に密
接させて固着するシリコンからなる基板である。
【００６９】基板30の固着には、例えば接着剤や低融点
の金属( 例えばインジウム, 錫, 金錫共晶合金, 金シリ
コン共晶合金など) 等を用いる。光半導体チップ１を基
板30の中心線上の後部寄りの位置に実装し、図４に例示
したように、光半導体チップ１の電極を基板30の表面に
形成した入出力パターン７のパッドに、後述する手段で
接続している。また、基板30の入出力パターン７の端部
と、入出力端子板３に形成した入出力パターン3aとを、
ボンディングワイヤを介して接続している。
【００７０】図１，２に図示したように、基板30の上面
側に軸心が光半導体チップ１の光軸を含む垂直面内にあ
り、光半導体チップ１とは反対側の端部が基板30の側面
で開口するよう基板30の上面側に、断面がＶ字形の筒状
体ガイド溝31を設けている。
【００７１】筒状体ガイド溝31は表面が〔１００〕面で
シリコン酸化膜が形成されたシリコン基板を用い、所定
の寸法と形状になるようにシリコン酸化膜を除去した矩
形のエッチング窓を形成し、アルカリのエッチング液で
ウエットエッチングして形成したものである。以下この
工程を「異方性エッチング」といい、この工程により形
成した溝を「異方性エッチングして形成した溝」とい
う。
【００７２】異方性エッチングに用いるエッチング窓
は、フォトリソグラフィプロセスを用いてフォトマスク
のパターンを転写して形成する。そのため比較的容易に
寸法精度及び位置精度を高くすることができる。
【００７３】また溝の寸法と形状の精度はエッチング窓
の寸法と形状にほぼ等しくなるので、筒状体ガイド溝も
高精度なものとなる。なお、異方性エッチングして得ら
れる筒状体ガイド溝31の頂角は約70.6度である。
【００７４】この筒状体ガイド溝31は、後述する筒状体
50を筒状体ガイド溝31内に挿入し載置した場合に、筒状
体50の軸心が光半導体チップ１の光軸に一致するような
寸法形状とする。
【００７５】また、筒状体ガイド溝31の端部と光半導体
チップ１の間に、筒状体ガイド溝31に直交する断面矩形
状の逃げ溝39を、ダイシングソー等を用いて形成してい
る。40は、シリコン等よりなる押え板であって、押え板
40の下面には、基板30の筒状体ガイド溝31に対向する異
方性エッチングして断面がＶ字形の筒状体ガイド溝41を
設けている。
【００７６】なお、この押え板40は、筒状体ガイド溝31
とで筒状体50の嵌合部を形成し、筒状体50の位置決めを
した後に、筒状体50を押圧して固定するものである。し
たがって押え板40は上述の機能を達成できるものであれ
ば、他の材料及び他の形状のものであってもよい。例え
ば筒状体ガイド溝41の無いシリコン基板であってもよい
し、筒状体ガイド溝を有するガラス板やセラミックス
板、筒状体ガイド溝の無いガラス板やセラミックス板で
あってもよい。又筒状体ガイド溝41をダイシングソー等
を用いて機械的に切削形成してもよい。
【００７７】筒状体ガイド溝41が無い場合は押え板40と
基板30との間に接着剤等を充填し固着させる。押え板40
にガラスを用いる場合には、光で硬化する光硬化型接着
剤を使用できる。なお、光硬化型接着剤を用いると、硬
化に要する時間が短いという利点がある。
【００７８】50は、側壁12に設けた孔13を遊貫し、基板
30の筒状体ガイド溝31に挿入する筒状体であって、筒状
体50の軸心孔の光半導体チップ１側の開口端面に透明板
51を接着している。
【００７９】筒状体50の他方の端部にフランジ52を設け
て、そのフランジ52の端面から突出円筒部の外周面に、
ふくろナット29が螺着するねじ部53を設けている。ま
た、図１〜図３に図示したフェルール20は、筒状体50の
ねじ部53の端面に当接するフランジ21を有する。
【００８０】上述の構成素子からなる光装置は、図２に
図示したように、パッケージ10内に基板30を収容し裏面
をパッケージ10の底板に密接させ固着した後に、筒状体
50を側壁12の外側から孔13に差込み、基板30の筒状体ガ
イド溝31に挿入し載置する。
【００８１】次に押え板40を基板30に被せ、押え板40の
筒状体ガイド溝41で筒状体50の上面を押圧して、押え板
40の下面を基板30の上面に接着剤で接着して筒状体50
を、基板30の筒状体ガイド溝31と押え板40の筒状体ガイ
ド溝41とが構成する嵌合部内に固着する。
【００８２】そして、フランジ52をパッケージ10の側壁
12の外側面に密接し、フランジ52の全周面を側壁12にレ
ーザ溶接等して固着する。その後、フェルール20を筒状
体50の軸心孔に挿入し、ふくろナット29を筒状体50のね
じ部53に螺着して、フェルール20を筒状体50に着脱自在
に固着している。
【００８３】図１，２に示す実施の形態によれば、パッ
ケージ10は、パッケージ側壁の孔13が筒状体50のフラン
ジで塞がれ、筒状体50の軸心孔は先端部の透明板51で塞
がれ、上部開口は蓋11により、気密に封止されるので、
光半導体チップ１が外気から保護される。
【００８４】また筒状体ガイド溝31を異方性エッチング
で形成した溝としているので、その寸法精度, 位置精度
が高い。その結果筒状体50を筒状体ガイド溝31に挿入す
るだけで、光半導体チップ１の光軸と光ファイバ２の光
軸の位置合わせが簡単にできる。さらに、筒状体50にフ
ェルール20を挿抜することにより、光ファイバ２の着脱
が可能となり、光部品をプリント配線板等に実装する際
の取扱が簡単になる。
【００８５】なお、前述のように基板30の上面に光半導
体チップ１と筒状体ガイド溝31との間に逃げ溝39を設け
てあるので、基板30の上部が半導体レーザの拡開する光
ビームが光ファイバ２の端面に入射する障害にならな
い。また、光ファイバ２から出射する拡開する光ビーム
が光電変換素子に入射する障害にならない。
【００８６】図３に図示したものは、レンズ４を介して
光半導体チップ１と光ファイバ２とを光結合させる光装
置である。光半導体チップ１と筒状体ガイド溝31との間
に異方性エッチングして４角錐体状のレンズ収容溝32を
設け、このレンズ収容溝32にレンズ４を挿入し、光半導
体チップ１の光軸とレンズ４の中心を一致させ、レンズ
収容溝32の頂点部に埋入した接着剤によりレンズ４を基
板30に固着している。
【００８７】その他の構造は図１，２に図示した同じで
ある。図３に図示した実施の形態では、レンズ収容溝32
を異方性エッチングで形成するので、その寸法精度, 位
置精度が高い。したがって、レンズ４と光ファイバ２の
位置合わせを無調整にすることができる。またレンズを
介して光結合することにより、光半導体チップ１と光フ
ァイバ２とのモード整合を行うことや、光半導体チップ
１と光ファイバ２とが離れている場合でも光結合効率が
容易に向上する。
【００８８】以下図４を参照しながら、光半導体チップ
１の光軸と筒状体ガイド溝31及びレンズ収容溝32の軸心
が一致するように、光半導体チップ１を実装する一例に
ついて説明する。
【００８９】図４に図示した光半導体チップ１は下面の
中心線上に電極1aを配設している。そして光半導体チッ
プ１を基板30に位置決めするためにまた裏面の４隅に円
形の金属パッドを形成し、この金属パッド上に球状突起
1bを設けている。
【００９０】球状突起1bを設けるには、金属パッドの表
面に金錫共晶合金を被着させ、金錫共晶合金を被着させ
面を上側にして光半導体チップ１を水平に保ち、加熱し
て金錫共晶合金を溶融して表面張力で球形にし、その状
態で冷却して硬化して球状突起1bとする。
【００９１】一方、基板30の上面に光半導体チップ１の
球状突起1bが嵌入する４つの４角錐状の突起嵌合孔８
と、レンズ４を挿着する４角錐状のレンズ収容溝32と、
筒状体50を挿入する断面が三角形の筒状体ガイド溝31と
をを、同一のフォトマスクを用いて異方性エッチングし
て設ける。
【００９２】また、レンズ収容溝32と筒状体ガイド溝31
との間に筒状体ガイド溝31に直交する帯状の逃げ溝39b
を、逃げ溝39b とは反対側に逃げ溝39a をそれぞれダイ
シングソー等を用いて設ける。
【００９３】さらに基板30に光半導体チップ１の電極1a
に対向する位置にバッドを設けそのバッドから入出力パ
ターン７を導出する。このパッド上に金錫共晶合金より
も融点が低いバンプ６（錫，インジウム，半田等）を設
ける。
【００９４】光半導体チップ１の球状突起1bを基板30の
対応する突起嵌合孔８に挿入した後に、光半導体チップ
１を加熱しバンプ６と光半導体チップ１の電極1aとをボ
ンディングする。
【００９５】図４に図示した方法で光半導体チップ１を
基板30に実装することで、筒状体ガイド溝31, レンズ収
容溝32の軸心は光半導体チップ１の光軸を含む垂直面内
になるとともに、その高さを一定のものになる。そして
突起嵌合孔８とレンズ収容溝32と筒状体ガイド溝31を１
枚のフォトマスクを用いて形成しているので、ここに嵌
め込まれた光半導体チップとレンズと光ファイバの位置
ずれは、上下・左右とも非常に小さくなる。その結果光
半導体チップ１とレンズ４と光ファイバ２をそれぞれの
溝に嵌め込むだけで無調整で光結合できるようになる。
【００９６】図５に図示した光装置は、筒状体50の軸心
孔を封止する透明板を設けずに、その代わりに、筒状体
50の軸心孔の光半導体チップ１側の端部に、レンズ４を
挿着し、レンズ４で筒状体50の軸心孔を封止している。
【００９７】このようにすることで、光半導体チップ１
と光ファイバ２とはレンズ４を介して光結合する。上述
の実施の形態においても、例えば光半導体チップ１を図
４に示す方法で実装し、突起嵌合孔８（図５では図示せ
ず）及び筒状体ガイド溝を異方性エッチングで形成する
ことにより、光軸の位置合わせをすることなく、光半導
体チップ１と光ファイバ２を光結合することができる。
【００９８】図６，７に、パッケージ10内に有底筒状体
60を設け、コネクタ側にこの有底筒状体60の軸心孔に嵌
入するガイドバー90を設けて、光半導体チップ１と光フ
ァイバ２の光軸の位置合わせを行う光装置を示す。
【００９９】図６，７に図示したように、パッケージ10
の側壁12に孔13を設け、この孔13を透明板15で封止して
いる。また、孔13の両側に有底筒状体60が遊貫する孔14
をそれぞれ設けている。さらに側壁12の外側にフランジ
片19を設けている。
【０１００】基板30に光半導体チップ１を実装するとと
もに、基板30の上面側に軸心が光半導体チップ１の光軸
を含む垂直面内にあり、光半導体チップ１とは反対側の
端部が基板30の側面で開口するよう異方性エッチング等
して断面が三角形状の光路用溝31A を設けている。
【０１０１】さらに光路用溝31A と光半導体チップ１と
の間にレンズ収容溝32を設け、このレンズ収容溝32にレ
ンズ４を挿着している。光路用溝31A の両側に平行に断
面Ｖ字形の一対の有底筒状体ガイド溝33を、異方性エッ
チングして設けている。
【０１０２】また、レンズ収容溝32と光路用溝31A との
間に光路用溝31A に直交する帯状の逃げ溝39b を、逃げ
溝39b とは反対側に逃げ溝39a をそれぞれダイシングソ
ー等を用いて設けている。
【０１０３】なお、有底筒状体ガイド溝33は、ダイシン
グソー等を用いて切削したものであってもよい。押え板
40の下面側に、基板30の光路用溝31A に対向して光路用
溝41A を異方性エッチングして設け、さらに光路用溝41
A の両側に基板30の有底筒状体ガイド溝33に対向して有
底筒状体ガイド溝43を設けている。
【０１０４】なお、光路用溝41A 及び有底筒状体ガイド
溝43は、ダイシングソー等を用いて切削したものであっ
てもよい。有底筒状体60は、軸心孔の開口側にフランジ
61を有する。
【０１０５】パッケージ10内に基板30を収容し裏面をパ
ッケージ10の底板に密接させ固着した後に、有底筒状体
60を側壁12の外側から孔14に差込み、基板30の有底筒状
体ガイド溝33に挿入し載置する。
【０１０６】なお、基板30の固着には、例えば接着剤や
低融点の金属（インジウム, 錫, 金錫共晶合金, 金シリ
コン共晶合金など) 等を用いている。次に押え板40を基
板30に被せ、押え板40の有底筒状体ガイド溝43で有底筒
状体60の上面を押圧して、押え板40の下面を基板30の上
面に接着剤で接着して有底筒状体60を、基板30の有底筒
状体ガイド溝33と押え板40の有底筒状体ガイド溝43とが
構成する嵌合部内に固着している。
【０１０７】そして、フランジ61をパッケージ10の側壁
12の外側面に密接し、フランジ61の全周面を側壁12にレ
ーザ溶接等して固着し孔14を封止する。以下コネクタ側
について説明する。
【０１０８】70は、シリコンよりなるコネクタ側基板で
あって、コネクタ側基板70の上面に、軸心が基板30の光
路用溝31A の軸心を含む垂直面内にあるようにフェルー
ルガイド溝71を異方性エッチングして設け、フェルール
ガイド溝71の両側に軸心が基板30の有底筒状体ガイド溝
33の軸心を含む垂直面内にある２本のバーガイド溝72を
異方性エッチングして設けている。
【０１０９】また、コネクタ側基板70のパッケージ10の
側壁12に対向する端面の両側に、パッケージ10のフラン
ジ片19に対向して、それぞれフランジ部材78（例えばア
ングル形の金属金具をコネクタ側基板70の側面に接着し
て取り付ける。) を設けている。
【０１１０】シリコンよりなるコネクタ側押え板80の下
側面に、コネクタ側基板70のフェルールガイド溝71に対
向するフェルールガイド溝81と、バーガイド溝72に対向
するバーガイド溝82とを異方性エッチングして設けてい
る。
【０１１１】90は、長さがコネクタ側基板70の長さより
大きく、外径が有底筒状体60の軸心孔にしっくりと嵌入
する寸法のガイドバーである。フェルール20をコネクタ
側基板70のフェルールガイド溝71に挿入し載置する。ま
た、ガイドバー90の先端部がパッケージ10側に突出する
ように、ガイドバー90をコネクタ側基板70のバーガイド
溝72にに挿入し載置する。
【０１１２】次にコネクタ側押え板80をコネクタ側基板
70に被せ、コネクタ側押え板80のフェルールガイド溝81
でフェルール20の上面を、バーガイド溝82でガイドバー
90の上面を押圧して、コネクタ側押え板80の下面をコネ
クタ側基板70の上面に接着剤で接着してフェルール20及
びガイドバー90を固着する。
【０１１３】ガイドバー90をそれぞれを対応する有底筒
状体60の軸心孔に挿入し、パッケージ10のフランジ片19
にコネクタ側基板70のフランジ部材78を当接し、着脱自
在な固着する手段で、コネクタ側基板70をパッケージ10
に固着する。
【０１１４】この状態でフェルール20の端面は透明板15
に近接しており、且つ光半導体チップ１の光軸とフェル
ール20の軸心が一致しているので、光半導体チップ１と
光ファイバ２とはレンズ４を介して光結合する。
【０１１５】コネクタ側基板70をパッケージ10に着脱自
在に固着する手段としては、パッケージ10のフランジ片
19にねじ孔を設け、コネクタ側基板70のフランジ部材78
の孔にボルトを挿入してフランジ片19のねじ孔に螺着す
ることが考えられる。
【０１１６】また、コの字形の板ばねでフランジ部材78
とフランジ片19とをともに挟着することも考えられる。
なお、本実施の形態においては、フェルールガイド溝7
1, バーガイド溝72, フェルールガイド溝81及びバーガ
イド溝82は、ダイシングソー等を用いて加工してもよ
い。また基板70,80 にセラミックス, ガラス, 金属等の
他の材料を用いてもよい。
【０１１７】図８に、基板30にガイドバー90A を設け、
パッケージ10の外側にこのガイドバー90A に嵌合する有
底筒状体60A を取り付け、コネクタ側にこの有底筒状体
60Aが嵌入するガイド溝を設けた、光装置を示す。
【０１１８】図８に図示したように、パッケージ10の側
壁12に孔13を設け、この孔13を透明板15で封止してい
る。また、孔13の両側にガイドバー90A が遊貫する孔14
をそれぞれ設けている。さらに側壁12の外側にフランジ
片19を設けている。
【０１１９】基板30に光半導体チップ１を実装するとと
もに、基板30の上面側に軸心が光半導体チップ１の光軸
を含む垂直面内にあり、光半導体チップ１とは反対側の
端部が基板30の側面で開口するよう異方性エッチング等
して断面がＶ字形の光路用溝31A を設けている。
【０１２０】さらに光路用溝31A と光半導体チップ１と
の間にレンズ収容溝32を設け、このレンズ収容溝32にレ
ンズ４を挿着している。光路用溝31A の両側に平行に断
面がＶ字型の一対のバーガイド溝33A を、異方性エッチ
ングして設けている。なお、光路用溝31A はダイシング
ソー等で機械的に加工したものでもよい。
【０１２１】また、レンズ収容溝32と光路用溝31A との
間に光路用溝31A に直交する帯状の逃げ溝39b を、逃げ
溝39b とは反対側に逃げ溝39a をそれぞれダイシングソ
ー等を用いて設けている。
【０１２２】押え板40の下面側に、基板30の光路用溝31
A に対向して光路用溝41A を異方性エッチングして設
け、さらに光路用溝41A の両側に基板30のバーガイド溝
33A に対向してバーガイド溝43A を設けている。なお、
光路用溝41A 及びバーガイド溝33A はダイシングソー等
で加工したものでもよい。
【０１２３】有底筒状体60A は、軸心孔の開口側にフラ
ンジ61A を有する。パッケージ10内に基板30を収容し裏
面をパッケージ10の底板に密接させ固着した後に、ガイ
ドバー90A を側壁12の外側から孔14に差込み、基板30の
バーガイド溝33A に挿入し載置する。
【０１２４】次に押え板40を基板30に被せ、押え板40の
バーガイド溝43A でガイドバー90Aの上面を押圧して、
押え板40の下面を基板30の上面に接着剤で接着してガイ
ドバー90A を、基板30のバーガイド溝33A と押え板40の
バーガイド溝43A とが構成する嵌合部内に固着してい
る。
【０１２５】そして、有底筒状体60A の軸心孔をパッケ
ージ10の外に突出したガイドバー90A の先端部に挿入
し、そのフランジ61A をパッケージ10の側壁12の外側面
に密接し、フランジ61A の全周面を側壁12にレーザ溶接
等して固着している。
【０１２６】以下コネクタ側について説明する。70は、
シリコンよりなるコネクタ側基板であって、コネクタ側
基板70の上面に、軸心が基板30の光路用溝31A の軸心を
含む垂直面内にあるようにフェルールガイド溝71を異方
性エッチングして設け、フェルールガイド溝71の両側に
軸心が有底筒状体60A の軸心を含む垂直面内にある断面
が三角形状の２本の有底筒状体ガイド溝72A を異方性エ
ッチングして設けている。
【０１２７】また、コネクタ側基板70のパッケージ10の
側壁12に対向する端面の両側に、パッケージ10のフラン
ジ片19に対向して、それぞれフランジ部材78を設け、図
６で説明したような手段により、コネクタ側基板70をパ
ッケージ10に着脱自在にしている。
【０１２８】シリコンよりなるコネクタ側押え板80の下
側面に、コネクタ側基板70のフェルールガイド溝71に対
向するフェルールガイド溝81と、有底筒状体ガイド溝72
A に対向するバーガイド溝82とを異方性エッチングして
設けている。
【０１２９】フェルール20をコネクタ側基板70のフェル
ールガイド溝71に挿入し載置し、次にコネクタ側押え板
80をコネクタ側基板70に被せ、コネクタ側押え板80のフ
ェルールガイド溝81でフェルール20の上面を押圧して、
コネクタ側押え板80の下面をコネクタ側基板70の上面に
接着剤で接着してフェルール20を固着している。
【０１３０】この際、コネクタ側基板70の有底筒状体ガ
イド溝72A とコネクタ側押え板80の有底筒状体ガイド溝
82A とを対称形状で且つ寸法を選択して、有底筒状体ガ
イド溝72A と有底筒状体ガイド溝82A とが構成する断面
が菱形の嵌合孔は、有底筒状体60A がしっくりと挿入さ
れるものとする。
【０１３１】有底筒状体ガイド溝72A と有底筒状体ガイ
ド溝82A とが構成する断面が菱形の嵌合孔を有底筒状体
60A に位置合わせして、コネクタ側基板70とコネクタ側
押え板80からなるコネクタをパッケージ10側に押し込
み、パッケージ10のフランジ片19にコネクタ側基板70の
フランジ部材78を当接し、着脱自在な固着する手段で、
コネクタ側基板70をパッケージ10に固着している。
【０１３２】この状態でフェルール20の端面は透明板15
に近接しており、且つ光半導体チップ１の光軸とフェル
ール20の軸心が一致しているので、光半導体チップ１と
光ファイバ２とはレンズ４を介して光結合する。
【０１３３】なお、フェルールガイド溝71，有底筒状体
ガイド溝72A ，フェルールガイド溝81及びバーガイド溝
82はダイシングソー等を用いて機械加工したものでもよ
い。さらに基板70と基板80は、セラミックス ,ガラス,
金属等の他の材料を用いてもよい。
【０１３４】図９に、基板30にフランジ付ガイドバー95
を取り付け、パッケージ10の外側にこのフランジ付ガイ
ドバー95のコネクタ側バー部95b を突出させ、コネクタ
側にこのコネクタ側バー部95b が嵌入するガイド溝を設
けた、光装置を示す。
【０１３５】図９に図示したように、パッケージ10の側
壁12に孔13を設け、この孔13を透明板15で封止してい
る。また、孔13の両側にガイドバー90A が遊貫する孔14
をそれぞれ設けている。さらに側壁12の外側にフランジ
片19を設けている。
【０１３６】95は、フランジ95F の一方にパッケージ側
バー部95a を他方にコネクタ側バー部95b を設けたフラ
ンジ付ガイドバーである。基板30に光半導体チップ１を
実装するとともに、基板30の上面側に軸心が光半導体チ
ップ１の光軸を含む垂直面内にあり、光半導体チップ１
とは反対側の端部が基板30の側面で開口するよう異方性
エッチング等して断面がＶ字形の光路用溝31A を設けて
いる。
【０１３７】さらに光路用溝31A と光半導体チップ１と
の間にレンズ収容溝32を設け、このレンズ収容溝32にレ
ンズ４を挿着している。光路用溝31A の両側に平行に断
面がＶ字形の一対のバーガイド溝33A を、異方性エッチ
ングして設けている。なお、光路用溝31A ，バーガイド
溝33A はダイシングソー等で機械加工したものでもよ
い。
【０１３８】また、レンズ収容溝32と光路用溝31A との
間に光路用溝31A に直交する帯状の逃げ溝39b を、逃げ
溝39b とは反対側に逃げ溝39a をそれぞれダイシングソ
ー等を用いて設けている。
【０１３９】押え板40の下面側に、基板30の光路用溝31
A に対向して光路用溝41A を異方性エッチングして設
け、さらに光路用溝41A の両側に基板30のバーガイド溝
33A に対向してバーガイド溝43A を設けている。なお、
光路用溝41A ，バーガイド溝43A はダイシングソー等で
機械加工したものでもよい。
【０１４０】パッケージ10内に基板30を収容し裏面をパ
ッケージ10の底板に密接させ固着した後に、フランジ付
ガイドバー95を側壁12の外側から孔14に差込み、パッケ
ージ側バー部95a を基板30のバーガイド溝33A に挿入し
載置する。
【０１４１】次に押え板40を基板30に被せ、押え板40の
バーガイド溝43A でパッケージ側バー部95a の上面を押
圧して、押え板40の下面を基板30の上面に接着剤で接着
してコネクタ側バー部95b を、基板30のバーガイド溝33
A と押え板40のバーガイド溝43A とが構成する嵌合部内
に固着している。そして、フランジ付ガイドバー95のフ
ランジ95F の全周面を側壁12にレーザ溶接等して固着し
ている。以下コネクタ側について説明する。
【０１４２】70は、シリコンよりなるコネクタ側基板で
あって、コネクタ側基板70の上面に、軸心が基板30の光
路用溝31A の軸心を含む垂直面内にあるようにフェルー
ルガイド溝71を異方性エッチングして設け、フェルール
ガイド溝71の両側に軸心がフランジ付ガイドバー95の軸
心を含む垂直面内にある断面がＶ字形の２本のバーガイ
ド溝72を異方性エッチングして設けている。
【０１４３】また、コネクタ側基板70のパッケージ10の
側壁12に対向する端面の両側に、パッケージ10のフラン
ジ片19に対向して、それぞれフランジ部材78を設け、図
６で説明したような手段により、コネクタ側基板70をパ
ッケージ10に着脱自在にしている。
【０１４４】シリコンよりなるコネクタ側押え板80の下
側面に、コネクタ側基板70のフェルールガイド溝71に対
向するフェルールガイド溝81と、バーガイド溝72に対向
するバーガイド溝82とを異方性エッチングして設けてい
る。
【０１４５】フェルール20をコネクタ側基板70のフェル
ールガイド溝71に挿入し載置し、次にコネクタ側押え板
80をコネクタ側基板70に被せ、コネクタ側押え板80のフ
ェルールガイド溝81でフェルール20の上面を押圧して、
コネクタ側押え板80の下面をコネクタ側基板70の上面に
接着剤で接着してフェルール20を固着している。
【０１４６】この際、コネクタ側基板70のバーガイド溝
72とコネクタ側押え板80のバーガイド溝82とを対称形状
で且つ寸法を選択して、バーガイド溝72とバーガイド溝
82とが構成する断面が菱形の嵌合孔は、フランジ付ガイ
ドバー95のコネクタ側バー部95b がしっくりと嵌合する
ものとする。
【０１４７】有底筒状体ガイド溝72A と有底筒状体ガイ
ド溝82A とが構成する断面が菱形の嵌合孔をコネクタ側
バー部95b に位置合わせして、コネクタ側基板70とコネ
クタ側押え板80からなるコネクタをパッケージ10側に押
し込み、パッケージ10のフランジ片19にコネクタ側基板
70のフランジ部材78を当接し、着脱自在な固着する手段
で、コネクタ側基板70をパッケージ10に固着している。
【０１４８】この状態でフェルール20の端面は透明板15
に近接しており、且つ光半導体チップ１の光軸とフェル
ール20の軸心が一致しているので、光半導体チップ１と
光ファイバ２とはレンズ４を介して光結合する。
【０１４９】図１０に図示した光装置は、図１に図示し
た光装置の筒状体50の軸心孔の光半導体チップ１側の開
口を封止する透明板51を筒状体50の軸心に対して傾斜さ
せたものである。
【０１５０】即ち、基板30に光半導体チップ１を実装す
るとともに、基板30の上面側に軸心が光半導体チップ１
の光軸とは水平面内で所定量ａずれた筒状体ガイド溝31
を設けている。
【０１５１】また、光半導体チップ１と筒状体ガイド溝
31との間にレンズ収容溝32を設け、このレンズ収容溝32
にレンズ４を挿着している。一方、筒状体ガイド溝31に
挿入し固着し、フランジ52を側壁12の外側面にレーザ溶
接して固着する筒状体50は、軸心孔の光半導体チップ１
側の開口を封止する透明板51を筒状体50の軸心に対して
傾斜して設けている。
【０１５２】光半導体チップ１の光軸と筒状体ガイド溝
31の軸心のずれ量は、透明板51の傾斜角度と透明板51の
板厚とで所定に定まる寸法であって、光ファイバ２の出
射ビームが透明板51を通過する際にその光軸が平行移動
する寸法である。
【０１５３】なお、透明板51の傾斜面の中心線が水平面
内にあるように、筒状体50を筒状体ガイド溝31に固着す
るものである。その他の構造は、図１に図示したものと
同じであるので、説明は省略する。
【０１５４】上述の構成にすることで、透明板51の反射
光が光源に戻ることがなくなり、光源の動作不安定或い
は光信号品質の劣化の恐れがない。図１１は、図６に図
示した実施形態において、パッケージ10の側壁12に設け
た孔13を封止する透明板15を、フェルール20の軸心に対
して傾斜するとともに、光半導体チップ１の光軸とフェ
ルール20の軸心即ちフェルールガイド溝71の軸心をとを
水平面内で所定量ａずらしたものである。
【０１５５】その他の構成は、図６に図示した構造と同
じであるから、説明は省略する。上述の構成にすること
で、透明板15の反射光が光源に戻ることがなくなり、光
源の動作不安定或いは光信号品質の劣化の恐れがない。
【０１５６】なお、図８，９の実施形態に適用し得るこ
とは勿論である。図１２において、基板30に２つの光半
導体チップ１（半導体レーザと光電変換素子）を横一列
に実装し、それぞれ光半導体チップ１に対応してレンズ
収容溝32に挿着したレンズ４と、筒状体50を挿入し固着
する筒状体ガイド溝31を設けている。
【０１５７】その他の構造は図１のものと同じであるの
で、説明は省略する。上述の構成とすることで小さいパ
ッケージ10内に半導体レーザと光電変換素子を並列して
実装することができるという効果を有する。
【０１５８】なお、このように複数の光半導体チップ１
と複数のフェルール20とを備える構造は、図６，８，
９，１０，１１に図示した光装置に適用し得ることは勿
論のことである。
【０１５９】
【発明の効果】本発明は、以上のように構成されている
ので、以下に記載されるような効果を奏する。
【０１６０】光半導体チップとフェルールの光軸合わせ
が簡単であり、且つ光半導体チップと光ファイバの光結
合度が高い。光ファイバを光半導体チップに結合する前
でも、光半導体チップがパッケージ内に封止され保護さ
れている。
【０１６１】フェルールはパッケージに着脱自在である
ので、パッケージをプリント配線板に搭載後に、フェル
ールをパッケージに装着でき、取扱作業が容易であり、
また光ファイバが損傷する恐れが少ない。
【０１６２】請求項７，８の発明によれば、透明板に投
射された光の大部分は透明板を通過するが残りは透明板
で光軸とは異なる方向に反射するので、反射光が光源に
戻ることがなく、光源の動作不安定或いは光信号品質の
劣化の恐れがない。
【０１６３】請求項９の発明によれば、小さいパッケー
ジ内に半導体レーザと光電変換素子等の光半導体チップ
を並列して実装することができ、光装置が小形になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】発明の実施形態（１）の斜視図である。
【図２】発明の実施形態（１）の断面図である。
【図３】発明の実施形態（２）の断面図である。
【図４】光半導体チップの実装を説明する図である。
【図５】発明の実施形態（３）の断面図である。
【図６】発明の実施形態（４）の斜視図である。
【図７】発明の実施形態（４）の断面図で、(A) は光軸
部分の断面図、(B) はガイドバーの軸心部分の断面図で
ある。
【図８】発明の実施形態（５）の斜視図である。
【図９】発明の実施形態（６）の斜視図である。
【図１０】発明の実施形態（７）の平面図である。
【図１１】発明の実施形態（８）の平面図である。
【図１２】発明の実施形態（９）の斜視図である。
【図１３】従来例の断面図である。
【符号の説明】
１ 光半導体チップ ２ 光ファイバ ４ レンズ ５ プリント配線板 10 パッケージ 11 蓋 12 側壁 13,14 孔 15,51 透明板 20 フェルール 21,52,61,61A,95F フランジ 29 ふくろナット 30 基板 31,41 筒状体ガイド溝 31A,41A 光路用溝 32 レンズ収容溝 33,43,72A,82A 有底筒状体ガイド溝 33A,43A,72,82 バーガイド溝 40 押え板 50 筒状体 60,60A 有底筒状体 70 コネクタ側基板 71,81 フェルールガイド溝 80 コネクタ側押え板 90,90A ガイドバー 95 フランジ付ガイドバー 95a パッケージ側バー部 95b コネクタ側バー部 95F フランジ 101 基台 102 サブマウント 103 光ファイバ支持部材 105 フランジ付筒体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 31/02 Ｄ

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 上部が開口した箱形のパッケージと、 上面に光半導体チップが実装され、該パッケージ内に収
    容固着する基板30と、 該光半導体チップの光軸を含む垂直面内に軸心があり、
    一方の端部が該基板の側面で開口するよう該基板の上面
    側に形成した筒状体ガイド溝と、 該筒状体ガイド溝に対向して該基板の上面に密着して、
    又は該基板の上面との間に間隔をもって載置された押え
    板と、 該パッケージの側壁に設けた孔を遊貫して、該基板の筒
    状体ガイド溝と該押え板とで構成する嵌合部に挿入固着
    する筒状体と、 該筒状体の軸心孔の該光半導体チップ側の開口を封止す
    る透明板と、 該パッケージの上部開口を封止する蓋と、 該筒状体の軸心孔に挿抜自在に挿入するフェルールと、 該フェルールを該筒状体または該パッケージに着脱自在
    に固着する手段とを備え、 該筒状体は、前記嵌合孔に固着した後に、フランジを該
    パッケージの側壁の外側面に密着して固定するものであ
    り、 該フェルールの軸心細孔に挿着された光ファイバは、該
    光半導体チップに光結合するものであることを特徴とす
    る光装置。
  2. 【請求項２】 前記光半導体チップと前記筒状体ガイド
    溝との間に設けたレンズ収容溝に、挿入固着するレンズ
    を備え、 フェルールの軸心細孔に挿着された光ファイバと該光半
    導体チップとが、該レンズを介して光結合するものであ
    ることを特徴とする請求項１記載の光装置。
  3. 【請求項３】 筒状体の軸心孔を封止する前記透明板に
    代えて、該筒状体の軸心孔の光半導体チップ側の端部に
    挿着されたレンズを備え、 フェルールの軸心細孔に挿着された光ファイバと該光半
    導体チップとが、該レンズを介して光結合するものであ
    ることを特徴とする請求項１記載の光装置。
  4. 【請求項４】 上部が開口した箱形のパッケージと、 上面に光半導体チップが実装され、該パッケージ内に収
    容固着する基板と、 該光半導体チップの光軸を含む垂直面内に軸心があり、
    一方の端部が該基板の側面で開口するよう該基板の上面
    側に形成した光路用溝と、 該光半導体チップと該光路用溝との間に設けたレンズ収
    容溝に挿入固着するレンズと、 該光路用溝の両側に平行に形成した一対の有底筒状体ガ
    イド溝と、 該基板の光路用溝，有底筒状体ガイド溝にそれぞれ対向
    する光路用溝及び有底筒状体ガイド溝を下面側に有し、
    該下面を該基板の上面に密着することで該基板に固着す
    る押え板と、 該パッケージの側壁に設けた孔を遊貫して、該基板の有
    底筒状体ガイド溝と該押え板の有底筒状体ガイド溝とが
    構成する嵌合部に挿入固着する２本の有底筒状体と、 該基板の光路用溝と該押え板の光路用溝とが構成する溝
    の軸心に対向するよう、該パッケージの側壁に設けた孔
    と、 該孔を封止する透明板と、 該パッケージの上部開口を封止する蓋と、 軸心が該基板の光路用溝の軸心を含む垂直面内あるフェ
    ルールガイド溝、及び軸心が該基板の有底筒状体ガイド
    溝の軸心を含む垂直面内ある２本のバーガイド溝を上面
    側に有するコネクタ側基板と、 該コネクタ側基板のフェルールガイド溝，バーガイド溝
    にそれぞれ対向するフェルールガイド溝及びバーガイド
    溝を下面側に有し、該下面を該コネクタ側基板の上面に
    密着することで、該コネクタ側基板に固着するコネクタ
    側押え板と、 該コネクタ側基板のフェルールガイド溝と該コネクタ側
    押え板のフェルールガイド溝とが構成する嵌合部に挿入
    固着するフェルールと、 該コネクタ側基板のバーガイド溝と該コネクタ側押え板
    のバーガイド溝とが構成する嵌合部に固着するガイドバ
    ーと、 該コネクタ側基板を該パッケージに着脱自在に固着する
    手段とを備え、 該有底筒状体は、該基板の有底筒状体ガイド溝と該押え
    板の有底筒状体ガイド溝とが構成する嵌合部に挿入固着
    した後に、フランジを該パッケージの側壁の外側面に密
    着して固定するものであり、 該ガイドバーは、該有底筒状体の軸心孔に挿抜自在に挿
    入するものであり、 該フェルールの軸心細孔に挿着された光ファイバは、該
    光半導体チップに該レンズを介して光結合するものであ
    ることを特徴とする光装置。
  5. 【請求項５】 上部が開口した箱形のパッケージと、 上面に光半導体チップが実装され、該パッケージ内に収
    容固着する基板と、 該光半導体チップの光軸を含む垂直面内に軸心があり、
    一方の端部が該基板の側面で開口するよう該基板の上面
    側に形成した光路用溝と、 該光半導体チップと該光路用溝との間に設けたレンズ収
    容溝に挿入固着するレンズと、 該光路用溝の両側に平行に形成した一対のバーガイド溝
    と、 該基板の光路用溝，バーガイド溝にそれぞれ対向する光
    路用溝及びバーガイド溝を下面側に有し、該下面を該基
    板の上面に密着することで該基板に固着する押え板と、 該基板のバーガイド溝と該押え板のバーガイド溝とが構
    成する嵌合部に挿入固着され、先端部が該パッケージの
    側壁に設けた孔を遊貫して該パッケージの外に突出した
    ２本のガイドバーと、 軸心孔を該ガイドバーの先端部に嵌入した状態で該パッ
    ケージの外側に固着する２本の有底筒状体と、 該基板の光路用溝と該押え板の光路用溝とが構成する溝
    の軸心に対向するよう、該パッケージの側壁に設けた孔
    と、 該孔を封止する透明板と、 該パッケージの上部開口を封止する蓋と、 軸心が該基板の光路用溝の軸心を含む垂直面内あるフェ
    ルールガイド溝、及び軸心が該有底筒状体の軸心を含む
    垂直面内ある２本の有底筒状体ガイド溝を、上面側に有
    するコネクタ側基板と、 該コネクタ側基板のフェルールガイド溝，有底筒状体ガ
    イド溝にそれぞれ対向するフェルールガイド溝及び有底
    筒状体ガイド溝を下面側に有し、該下面を該コネクタ側
    基板の上面に密着することで該コネクタ側基板に固着す
    るコネクタ側押え板と、 該コネクタ側基板のフェルールガイド溝と該コネクタ側
    押え板のフェルールガイド溝とが構成する嵌合部に挿入
    固着するフェルールと、 該コネクタ側基板を該パッケージに着脱自在に固着する
    手段とを備え、 該有底筒状体は、軸心孔を該ガイドバーの先端部に嵌入
    した後に、フランジAを該側壁の外側面に密着し固定す
    るものであり、 該コネクタ側基板の有底筒状体ガイド溝と該コネクタ側
    押え板の有底筒状体ガイド溝とが構成する嵌合孔は、該
    有底筒状体に挿抜自在に嵌入するものであり、 該フェルールの軸心細孔に挿着された光ファイバは、該
    光半導体チップに該レンズを介して光結合するものであ
    ることを特徴とする光装置。
  6. 【請求項６】 上部が開口した箱形のパッケージと、 上面に光半導体チップが実装され、該パッケージ内に収
    容固着する基板と、 該光半導体チップの光軸を含む垂直面内に軸心があり、
    一方の端部が該基板の側面で開口するよう該基板の上面
    側に形成した光路用溝と、 該光半導体チップと該光路用溝との間に設けたレンズ収
    容溝に挿入固着するレンズと、 該光路用溝の両側に平行に形成した一対のバーガイド溝
    と、 該基板の光路用溝，バーガイド溝のそれぞれに対向する
    光路用溝及びバーガイド溝を下面側に有し、該下面を該
    基板の上面に密着することで該基板に固着する押え板
    と、 フランジの一方にパッケージ側バー部を他方にコネクタ
    側バー部を有し、該パッケージ側バー部を該パッケージ
    の側壁に設けた孔に遊貫し、該基板のバーガイド溝と該
    押え板のバーガイド溝とが構成する嵌合部に挿入固着す
    る２本のフランジ付ガイドバーと、 該基板の光路用溝と該押え板の光路用溝とが構成する溝
    の軸心に対向するように、該パッケージの側壁に設けた
    孔と、 該孔を封止する透明板と、 該パッケージの上部開口を封止する蓋と、 軸心が該基板の光路用溝の軸心を含む垂直面内にあるフ
    ェルールガイド溝、及び軸心が該フランジ付ガイドバー
    の軸心を含む垂直面内にある２本のバーガイド溝を、上
    面側に有するコネクタ側基板と、 該コネクタ側基板のフェルールガイド溝，バーガイド溝
    にそれぞれ対向するフェルールガイド溝及びバーガイド
    溝を下面側に有し、該下面を該コネクタ側基板の上面に
    密着することで該コネクタ側基板に固着するコネクタ側
    押え板と、 該コネクタ側基板のフェルールガイド溝と該コネクタ側
    押え板のフェルールガイド溝とが構成する嵌合部に挿入
    固着するフェルールと、 該コネクタ側基板を該パッケージに着脱自在に固着する
    手段とを備え、 該有フランジ付ガイドバーは、該パッケージ側バー部を
    該基板のバーガイド溝と該押え板のバーガイド溝とが構
    成する嵌合部に挿入固着した後に、該フランジを該側壁
    の外側面に密着して固定するものであり、 該コネクタ側基板のバーガイド溝と該コネクタ側押え板
    のバーガイド溝とが構成する嵌合孔は、該フランジ付ガ
    イドバーのコネクタ側バー部に挿抜自在に嵌入するもの
    であり、 該フェルールの軸心細孔に挿着された光ファイバは、該
    光半導体チップに該レンズを介して光結合するものであ
    ることを特徴とする光装置。
  7. 【請求項７】 筒状体の軸心孔の光半導体チップ側の開
    口を封止する透明板が、筒状体の軸心に対して傾斜する
    とともに、筒状体ガイド溝の軸心と光半導体チップの光
    軸とが水平面内で所定にずれていることを特徴とする請
    求項１又は２に記載の光装置。
  8. 【請求項８】 パッケージの側壁に設けた孔を封止する
    透明板が、フェルールの軸心に対して傾斜するととも
    に、光半導体チップの光軸と該フェルールの軸心とが水
    平面内で所定にずれていることを特徴とする請求項４，
    ５，又は７記載の光装置。
  9. 【請求項９】 複数の光半導体チップが横一連に配列
    し、それぞれの該光半導体チップに対向するフェルール
    を備えたことを特徴とする請求項１，２，３，４，５，
    ６，７又は８記載の光装置。
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