JPS6114678B2 - - Google Patents
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- JPS6114678B2 JPS6114678B2 JP54074662A JP7466279A JPS6114678B2 JP S6114678 B2 JPS6114678 B2 JP S6114678B2 JP 54074662 A JP54074662 A JP 54074662A JP 7466279 A JP7466279 A JP 7466279A JP S6114678 B2 JPS6114678 B2 JP S6114678B2
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Classifications
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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
- G02B6/4248—Feed-through connections for the hermetical passage of fibres through a package wall
-
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- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
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- G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
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- G02B6/4202—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details for coupling an active element with fibres without intermediate optical elements, e.g. fibres with plane ends, fibres with shaped ends, bundles
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- G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
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- 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
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- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
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- 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
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は光半導体素子パツケージのの構造に係
る。
る。
光通信システムにおいて用いられる半導体光源
(発光ダイオード、半導体レーザなど)および半
導体受光素子(PINフオトダイオード、アバラン
シフオトダイオードなど)においては、素子の信
頼性を確保するうえで、不活性ガス雰囲気中に気
密封止することが不可欠である。一方、これら光
半導体素子では、伝送路である光フアイバとの効
率良い結合を確保しなければならない。
(発光ダイオード、半導体レーザなど)および半
導体受光素子(PINフオトダイオード、アバラン
シフオトダイオードなど)においては、素子の信
頼性を確保するうえで、不活性ガス雰囲気中に気
密封止することが不可欠である。一方、これら光
半導体素子では、伝送路である光フアイバとの効
率良い結合を確保しなければならない。
しかし、光フアイバはガラスの細線であること
から両者を共に満足させることはかなり困難であ
る。
から両者を共に満足させることはかなり困難であ
る。
さらに、上記半導体素子との結合に用いられた
光フアイバは、最終的には主伝送路用光フアイバ
に光コネクタにより接続される場合が多く、最近
では光半導体素子パツケージと光コネクタが一体
化した構造のものが要求されるようになり、高効
率結合を実現するための構成上のむづかしさが加
わつて来ている。
光フアイバは、最終的には主伝送路用光フアイバ
に光コネクタにより接続される場合が多く、最近
では光半導体素子パツケージと光コネクタが一体
化した構造のものが要求されるようになり、高効
率結合を実現するための構成上のむづかしさが加
わつて来ている。
以上の点を考慮した光半導体素子パツケージと
して、先に本発明者等によつて実願昭53―148305
号(以下先願と言う)で提案したものがあり、そ
れは光コネクタの中子が一体構成された構造とな
つている。以下図面を用いて説明する。
して、先に本発明者等によつて実願昭53―148305
号(以下先願と言う)で提案したものがあり、そ
れは光コネクタの中子が一体構成された構造とな
つている。以下図面を用いて説明する。
第1図は、上記先願の光半導体素子パツケージ
を一部縦断して示した側面図であり、1は光半導
体素子(以下単に素子と略称する)、2は上記素
子の電極リード線、3は上記素子1を発光あるい
は受光面の中心がほぼその中心に来るようボンデ
イングしたステム、4,4′はそれぞれ上記ステ
ムに気密封着およびステムとの電気的導通を有す
るように接続されたステムリード線、5は結合用
の光フアイバ、6はキヤツプで中心部に上記光フ
アイバ5を通すための直径が光フアイバ径よりわ
ずかに大きい細孔7のあいた円筒状凸部8を有し
ている。9は中心に精度良く上記光フアイバを配
置できるように中心部に光フアイバ径よりごくわ
ずかに大きい細孔10を有する光コネクタ中子で
ある。
を一部縦断して示した側面図であり、1は光半導
体素子(以下単に素子と略称する)、2は上記素
子の電極リード線、3は上記素子1を発光あるい
は受光面の中心がほぼその中心に来るようボンデ
イングしたステム、4,4′はそれぞれ上記ステ
ムに気密封着およびステムとの電気的導通を有す
るように接続されたステムリード線、5は結合用
の光フアイバ、6はキヤツプで中心部に上記光フ
アイバ5を通すための直径が光フアイバ径よりわ
ずかに大きい細孔7のあいた円筒状凸部8を有し
ている。9は中心に精度良く上記光フアイバを配
置できるように中心部に光フアイバ径よりごくわ
ずかに大きい細孔10を有する光コネクタ中子で
ある。
組立手順を示すと、まず素子1に対向する光フ
アイバ5の先端部端面を鏡面切断あるいはさらに
結合効率を改善するために球状レンズ加工などの
処理をほどこしかつ上記先端部近傍の外周部表面
(後でハンダ付けする部分)をメタライズした適
当な長さの結合用光フアイバ5をキヤツプ6の細
孔に挿入し、ステム3にキヤツプ6をかぶせる。
キヤツプのスカート部分の内径は、ステムの素子
ボンデイング部外径より必要寸法だけ大きくして
あり、キヤツプ6は水平面内(x−y面内)で動
かせるようになつている。素子1と光フアイバ5
の結合状態をモニタしながらキヤツプ位置を調整
し、最適位置でキヤツプ6とステム3とを両者の
つばの部分で溶接により固着する。ついで、光フ
アイバ5を垂直方向(z方向)で調整した後、光
フアイバ5とキヤツプの細孔部をハンダ11によ
り固着封止する。さらに光コネクタ中子9の中心
の細孔10に光フアイバ5を挿入し、かつ中子自
体をキヤツプ6の中央の円筒状凸部8に被せる。
この状態で中子の側面に設けられた孔12より接
着剤13を注入して、光フアイバ5と中子9およ
びキヤツプ6を固着強化し、ついで、中子の細孔
10より突き出た光フアイバを中子端面位置で切
断あるいはさらに研摩する。
アイバ5の先端部端面を鏡面切断あるいはさらに
結合効率を改善するために球状レンズ加工などの
処理をほどこしかつ上記先端部近傍の外周部表面
(後でハンダ付けする部分)をメタライズした適
当な長さの結合用光フアイバ5をキヤツプ6の細
孔に挿入し、ステム3にキヤツプ6をかぶせる。
キヤツプのスカート部分の内径は、ステムの素子
ボンデイング部外径より必要寸法だけ大きくして
あり、キヤツプ6は水平面内(x−y面内)で動
かせるようになつている。素子1と光フアイバ5
の結合状態をモニタしながらキヤツプ位置を調整
し、最適位置でキヤツプ6とステム3とを両者の
つばの部分で溶接により固着する。ついで、光フ
アイバ5を垂直方向(z方向)で調整した後、光
フアイバ5とキヤツプの細孔部をハンダ11によ
り固着封止する。さらに光コネクタ中子9の中心
の細孔10に光フアイバ5を挿入し、かつ中子自
体をキヤツプ6の中央の円筒状凸部8に被せる。
この状態で中子の側面に設けられた孔12より接
着剤13を注入して、光フアイバ5と中子9およ
びキヤツプ6を固着強化し、ついで、中子の細孔
10より突き出た光フアイバを中子端面位置で切
断あるいはさらに研摩する。
以上により、高効率結合と気密封止が共に実現
できるが、ステム3とキヤツプ6との溶接法とし
て両者のつばの部分をある一定の力で加圧し、両
者間に大電流を流し、つばの接触部の接触抵抗に
よる加熱を利用して溶接する加圧溶接法を用いる
場合にはキヤツプ6のつばの部分は、若干変形
し、その変形の度合は加圧の不均一性などにより
一般に円周方向に均等ではないため、あらかじめ
キヤツプ6とステム3の相対位置を結合効率が最
大となる最適点にセツトしても、溶接工程によ
り、最適位置よりずれてしまう場合があり、製品
の歩留り低下を来たすという問題点が残されてい
た。
できるが、ステム3とキヤツプ6との溶接法とし
て両者のつばの部分をある一定の力で加圧し、両
者間に大電流を流し、つばの接触部の接触抵抗に
よる加熱を利用して溶接する加圧溶接法を用いる
場合にはキヤツプ6のつばの部分は、若干変形
し、その変形の度合は加圧の不均一性などにより
一般に円周方向に均等ではないため、あらかじめ
キヤツプ6とステム3の相対位置を結合効率が最
大となる最適点にセツトしても、溶接工程によ
り、最適位置よりずれてしまう場合があり、製品
の歩留り低下を来たすという問題点が残されてい
た。
本発明は、上述した問題点を解消するためにな
されたもので、結合用光フアイバと光半導体素子
の結合位置決め固定及び気密封止を確実に行なえ
るようにした光半導体素子パツケージを提供する
ものである。
されたもので、結合用光フアイバと光半導体素子
の結合位置決め固定及び気密封止を確実に行なえ
るようにした光半導体素子パツケージを提供する
ものである。
以下本発明を実施例によつて詳細に説明する。
第2図は本発明による光半導体パツケージを一
部縦断して示した側面図である。図において前出
のものと同一符号のものは同一または均等部分を
示すものとする。
部縦断して示した側面図である。図において前出
のものと同一符号のものは同一または均等部分を
示すものとする。
素子1は発光あるいは受光面の中心がほぼステ
ム3の中心にくるようにボンデイングされる。上
記ステム3はコバール製で、あらかじめステムリ
ード線4がガラスを用いて封着してあり、ステム
リード線4′はステムと電気的に導通するように
接続されている。キヤツプ6は図に示されるよう
に光フアイバ5を装着した金属スリーブ14を挿
入するための中心孔15を設けた円筒状凸部8を
有している。キヤツプ6のスカート部分の内径は
ステム3の素子ボンデイング部外径とほぼ一致し
ており、両者を加圧電流溶接したとき、キヤツプ
の中心軸とステムの中心軸がほぼ一致するように
してある。キヤツプ6は素子1をボンデイングし
たステム3にあらかじめ溶接しておく。一方結合
用光フアイバ5は、素子1に対向する先端部端面
を鏡面切断処理あるいは先端をレンズ状に加工処
理し側面の一部をメタライズ(例えばクローム蒸
着した上に金メツキを施す。)しておき、中心部
に上記光フアイバ外径よりわずかに大きい細孔を
有する金属スリーブ14内に挿入され、必要長さ
だけ端面を突き出してハンダ16により固着され
る。ここで使用するハンダ16は後の工程で使用
するものより高い融点(例えば200℃以上)を有
するもので、鉛と錫の合金等が用いられる。つい
で、キヤツプの円筒状凸部8に設けた金属スリー
ブ外径より若干大きな(例えば200〜300μm大き
い)内径を有する中心孔15に、光フアイバを装
着した前記金属スリーブ14を挿入し、光フアイ
バ5と素子1との結合状態をモニタしながら金属
スリーブ14とキヤツプ6およびステム3の相対
位置をx−y−z方向に調整し、調整後不活性ガ
スの雰囲気内でキヤツプの円筒状凸部8と金属ス
リーブ14をハンダ17により固着して、高効率
結合と気密封止の両者を達成する。なお、この工
程で使用するハンダ17は、光フアイバ5の固着
に用いたハンダ16が融けないようハンダ16よ
り低い融点(例えば150〜170℃)を有するもの、
例えばインジユウム等が用いられる。
ム3の中心にくるようにボンデイングされる。上
記ステム3はコバール製で、あらかじめステムリ
ード線4がガラスを用いて封着してあり、ステム
リード線4′はステムと電気的に導通するように
接続されている。キヤツプ6は図に示されるよう
に光フアイバ5を装着した金属スリーブ14を挿
入するための中心孔15を設けた円筒状凸部8を
有している。キヤツプ6のスカート部分の内径は
ステム3の素子ボンデイング部外径とほぼ一致し
ており、両者を加圧電流溶接したとき、キヤツプ
の中心軸とステムの中心軸がほぼ一致するように
してある。キヤツプ6は素子1をボンデイングし
たステム3にあらかじめ溶接しておく。一方結合
用光フアイバ5は、素子1に対向する先端部端面
を鏡面切断処理あるいは先端をレンズ状に加工処
理し側面の一部をメタライズ(例えばクローム蒸
着した上に金メツキを施す。)しておき、中心部
に上記光フアイバ外径よりわずかに大きい細孔を
有する金属スリーブ14内に挿入され、必要長さ
だけ端面を突き出してハンダ16により固着され
る。ここで使用するハンダ16は後の工程で使用
するものより高い融点(例えば200℃以上)を有
するもので、鉛と錫の合金等が用いられる。つい
で、キヤツプの円筒状凸部8に設けた金属スリー
ブ外径より若干大きな(例えば200〜300μm大き
い)内径を有する中心孔15に、光フアイバを装
着した前記金属スリーブ14を挿入し、光フアイ
バ5と素子1との結合状態をモニタしながら金属
スリーブ14とキヤツプ6およびステム3の相対
位置をx−y−z方向に調整し、調整後不活性ガ
スの雰囲気内でキヤツプの円筒状凸部8と金属ス
リーブ14をハンダ17により固着して、高効率
結合と気密封止の両者を達成する。なお、この工
程で使用するハンダ17は、光フアイバ5の固着
に用いたハンダ16が融けないようハンダ16よ
り低い融点(例えば150〜170℃)を有するもの、
例えばインジユウム等が用いられる。
上述した構造によれば結合調整後に大きな力が
加わることがなく、先に述べたような問題は生じ
ない。
加わることがなく、先に述べたような問題は生じ
ない。
次に、第4図のように、光コネクタ中子9の中
心に精度良く設けられた細孔10に、パツケージ
から外部に引き出された結合用光フアイバ5を挿
入し、かつ中子9自体をキヤツプの中央の円筒状
凸部8に被せる。その際、結合用光フアイバに無
理な曲げなどがかからないよう、上記円筒状凸部
8の外径と光コネクタ中子9の内径との間には若
干の寸法差、(例えば100〜200μm)をもたせて
あり、この部分で調整される。この状態で、中子
の側面に設けられた孔12より接着剤13を注入
し、光フアイバ5と中子9およびキヤツプ6を固
着強化し、前述のハンダと共に2重の気密封止を
行なう。上記接着剤13としては例えば低粘度の
エポキシ樹脂が使用され、注入孔12は上記接着
剤の注入針が挿入しやすいようにテーパーをもた
せてある。また中子9の側面に設けたもう一つの
孔21は接着剤注入時に空気を排出させるための
もので、直径0.2mm程度の孔である。ついで、中
子9の端面より突き出た光フアイバを中子端面位
置で切断あるいはさらに研磨することにより、光
コネクタ中子と一体化した光半導体素子パツケー
ジが得られる。
心に精度良く設けられた細孔10に、パツケージ
から外部に引き出された結合用光フアイバ5を挿
入し、かつ中子9自体をキヤツプの中央の円筒状
凸部8に被せる。その際、結合用光フアイバに無
理な曲げなどがかからないよう、上記円筒状凸部
8の外径と光コネクタ中子9の内径との間には若
干の寸法差、(例えば100〜200μm)をもたせて
あり、この部分で調整される。この状態で、中子
の側面に設けられた孔12より接着剤13を注入
し、光フアイバ5と中子9およびキヤツプ6を固
着強化し、前述のハンダと共に2重の気密封止を
行なう。上記接着剤13としては例えば低粘度の
エポキシ樹脂が使用され、注入孔12は上記接着
剤の注入針が挿入しやすいようにテーパーをもた
せてある。また中子9の側面に設けたもう一つの
孔21は接着剤注入時に空気を排出させるための
もので、直径0.2mm程度の孔である。ついで、中
子9の端面より突き出た光フアイバを中子端面位
置で切断あるいはさらに研磨することにより、光
コネクタ中子と一体化した光半導体素子パツケー
ジが得られる。
第4図は光コネクタと本発明の光半導体素子パ
ツケージを一体化する場合の組立構成説明図であ
る。
ツケージを一体化する場合の組立構成説明図であ
る。
光コネクタは中心に精度良く光フアイバを配置
した中子をガイドスリーブ内で突き合わせ、カツ
プリングナツトで締め付けて固定する方式のもの
が汎用されているので、ここではそれを例示し
た。なお、図面を簡明にするため、主伝送路側の
中子及びカツプリングナツトの図示は省略した。
した中子をガイドスリーブ内で突き合わせ、カツ
プリングナツトで締め付けて固定する方式のもの
が汎用されているので、ここではそれを例示し
た。なお、図面を簡明にするため、主伝送路側の
中子及びカツプリングナツトの図示は省略した。
光半導体素子パツケージが、中空円筒状のガイ
ドスリーブ22を備えた光コネクタレセプタクル
23内に挿入され、レセプタクル23と一体にな
つて筐体24にネジ25で取り付けられる。筐体
24を金属にしておき、ステム3およびキヤツプ
6のつばの部分をワツシヤ26により筐体24に
押しつけて装着すれば光半導体素子が発光素子の
場合のヒートシンクをかねることもできる。なお
光コネクタ中子9とガイドスリーブ22のかん合
のクリアランスは数μm以内におさえられている
ので、主伝送路側の中子をガイドスリーブ22に
挿入して突き合わせるだけで、光半導体素子パツ
ケージと主伝送路用光フアイバが精度よく接続さ
れる。
ドスリーブ22を備えた光コネクタレセプタクル
23内に挿入され、レセプタクル23と一体にな
つて筐体24にネジ25で取り付けられる。筐体
24を金属にしておき、ステム3およびキヤツプ
6のつばの部分をワツシヤ26により筐体24に
押しつけて装着すれば光半導体素子が発光素子の
場合のヒートシンクをかねることもできる。なお
光コネクタ中子9とガイドスリーブ22のかん合
のクリアランスは数μm以内におさえられている
ので、主伝送路側の中子をガイドスリーブ22に
挿入して突き合わせるだけで、光半導体素子パツ
ケージと主伝送路用光フアイバが精度よく接続さ
れる。
以上説明したように本発明の光半導体素子パツ
ケージは結合用光フアイバと光半導体素子が精度
良く調整、配置され高効率結合が達成されるばか
りでなく、製品歩留りの向上がはかれる。また不
活性ガスの気密封止は、ハンダ及び光コネクタ中
子内の接着剤で2重に行なわれているので、従来
のものより信頼性が格段に向上している。
ケージは結合用光フアイバと光半導体素子が精度
良く調整、配置され高効率結合が達成されるばか
りでなく、製品歩留りの向上がはかれる。また不
活性ガスの気密封止は、ハンダ及び光コネクタ中
子内の接着剤で2重に行なわれているので、従来
のものより信頼性が格段に向上している。
さらに、光コネクタの中子と一体化してあるの
でコンパクトで取扱い易く、汎用性に優れたもの
であるから、光フアイバ通信システムの構成に寄
与するところ大である。
でコンパクトで取扱い易く、汎用性に優れたもの
であるから、光フアイバ通信システムの構成に寄
与するところ大である。
第1図は先願の光半導体素子パツケージを一部
縦断して示した側面図、第2図、第3図は本発明
による光半導体素子パツケージの一部縦断側面
図、第4図は光コネクタと本発明の光半導体素子
パツケージを一体化する場合の組立構成説明図で
ある。 1…光半導体素子、3…ステム、5…光フアイ
バ、6…キヤツプ、8…円筒状凸部、9…光コネ
クタ中子、11,16,17…ハンダ、12…接
着剤注入孔、13…接着剤、14…金属スリー
ブ、22…ガイドスリーブ、23…光コネクタレ
セプタクル、24…筐体、26…ワツシヤ。
縦断して示した側面図、第2図、第3図は本発明
による光半導体素子パツケージの一部縦断側面
図、第4図は光コネクタと本発明の光半導体素子
パツケージを一体化する場合の組立構成説明図で
ある。 1…光半導体素子、3…ステム、5…光フアイ
バ、6…キヤツプ、8…円筒状凸部、9…光コネ
クタ中子、11,16,17…ハンダ、12…接
着剤注入孔、13…接着剤、14…金属スリー
ブ、22…ガイドスリーブ、23…光コネクタレ
セプタクル、24…筐体、26…ワツシヤ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 光半導体素子をボンデイングしたステムと、
端面が前記光半導体素子に近接した光フアイバ
と、中心孔に前記光フアイバを有するスリーブ
と、該スリーブを挿入したキヤツプとから成る光
半導体素子パツケージにおいて、前記キヤツプが
前記スリーブ外径より大きな内径を有する円筒状
凸部を有し、該円筒状凸部の中心が前記光半導体
素子の発光あるいは受光面の略中心にくるように
前記ステムに溶接され、前記光フアイバが金属で
構成された前記スリーブにハンダで封着され、前
記金属スリーブ外径と前記円筒状凸部内径との間
をハンダで位置決め固定及び気密封止し、前記円
筒状凸部に被せられる光コネクタ中子が、中心部
に前記光フアイバを貫通する穴を有し、前記光フ
アイバ及び前記円筒状凸部とに各々接着剤で固着
されることを特徴とする光半導体素子パツケー
ジ。 2 特許請求の範囲第1項において、上記接着剤
を光コネクタ中子の内部に充填することを特徴と
する光半導体素子パツケージ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7466279A JPS55166974A (en) | 1979-06-15 | 1979-06-15 | Light semiconductor element package |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7466279A JPS55166974A (en) | 1979-06-15 | 1979-06-15 | Light semiconductor element package |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS55166974A JPS55166974A (en) | 1980-12-26 |
JPS6114678B2 true JPS6114678B2 (ja) | 1986-04-19 |
Family
ID=13553663
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7466279A Granted JPS55166974A (en) | 1979-06-15 | 1979-06-15 | Light semiconductor element package |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS55166974A (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5856443U (ja) * | 1981-10-09 | 1983-04-16 | 株式会社東芝 | 光付勢半導体装置用外囲器 |
WO2008093875A1 (ja) * | 2007-02-01 | 2008-08-07 | Nippon Sheet Glass Company, Limited | 光モジュール |
-
1979
- 1979-06-15 JP JP7466279A patent/JPS55166974A/ja active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS55166974A (en) | 1980-12-26 |
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