JPS61269101A - 光フアイバ取付方法およびその方法において用いる治具 - 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】 〔技術分野〕 本発明は光ファイバ取付方法、たとえば、レーザ光を発
光（出射）する半導体レーザ素子（レーザチップ）、あ
るいは半導体レーザ部を有する集積化光デバイス（ＯＥ
ＩＣ）等のチップをパッケージ内に組み込み、かつバフ
ケージ周壁に貫通固定された光ファイバによって前記チ
ップから発光されるレーザ光をパッケージの外部に伝送
する構造の光電子装置における光ファイバ取付方法およ
びその方法において用いる治具に関する。

〔背景技術〕

光通信用光源の一つとして、半導体レーザ装置が使用さ
れている。この半導体レーザ装置の一つとして、たとえ
ば、日立評論社発行「日立評論」１９８３年第１０号、
昭和５８年１０月２５日発行、Ｐ３９〜Ｐ４４に記載さ
れているように、通（信用レーザモジュール（半導体レ
ーザ装置）が知られている。この半導体レーザ装置は半
導体レーザ素子の共振器端面に光ファイバの先端が対向
する、いわゆる直接対向方式として組み立てられ、パン
ケージが箱型となる偏平形モジュールとして提供されて
いる。この半導体レーザ装置は金属製ステムの主面中央
部を金属板からなるキャップで封止した構造となってい
て、内部に半導体レーザ素子（レーザチップ）およびこ
のレーザチップの共振器端面から発光されるレーザ光の
光出力を検出する受光素子が内臓されている。

ところで、前記通信用レーザモジュールは光通信用の半
導体レーザ装置として充分な機能を発揮するが、いずれ
の機器等と同様にこの種の光ファイバを有する半導体レ
ーザ装置もより高い信頼性が要請されている。また、こ
のように信頼性の高い半導体レーザ装置をより高歩留り
に製造することも当然にして要求される。

本発明はこのような要請に応えるべく開発された技術で
ある。

〔発明の目的〕

本発明の目的は折れ易い光ファイバの取付歩留りの向上
を達成することにより信頼性の高い光電子装置を提供す
ることにある。

本発明の他の目的は光ファイバの取付歩留りの向上が図
れる治具を提供することにある。

本発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴は、
本明細書の記述および添付図面からあきらかになるであ
ろう。

〔発明の概要〕

本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を簡単に説明すれば、下記のとおりである。

すなわち、本発明の光ファイバ付半導体レーザ装置の組
立にあっては、先端のジャケットが剥されて芯線が露出
した光ファイバをファイバガイドとこれに連なるジャケ
ットガイド内に挿入した後、ガイドクランプ部とジャケ
ットクランプ部を有する治具によって、ジャケットガイ
ド部分をガイドクランプ部でクランプさせるとともに、
ジャケットガイドから突出した光ファイバのジャケット
部分をジャケットクランプでクランプさせた後、芯線を
固定材によってファイバガイドに固定させ、その後、芯
線先端延長上にレーザチップを固定させるとともに、こ
のレーザチップにワイヤを接続させ、ついで、ファイバ
ガイドおよびジャケットガイド内にレジンを注入した後
、前記ジャケットクランプ部のクランプを解除させ、レ
ジンのキュアを行って、光ファイバの芯線およびジャケ
ット部分をファイバガイドおよびジャケットクランプ部
に固定させ、さらに前記治具を取り外すことによって、
光ファイバの取付けを行うことから、ジャケットと芯線
との熱膨張係数の違いがあっても、レジンキュア時には
、光ファイバはガイドクランプ部分のみが固定されてジ
ャケットクランプ部分は解放状態にあるため、芯線とジ
ャケットとの間にはストレスが発生しなくなり、芯線の
破断が起きることな（光ファイバの取付けが達成できる
。

〔実施例〕

第１図は本発明の一実施例による光ファイバの取付工程
を示す工程図、第２図は同じく治具を用いて光ファイバ
を取付ける状態を示す正面図、第３図は同じく平面図、
第４図は同じくジャケットガイドクランプ状態を示す断
面図、第５図は同じくジャケットクランプ状態を示す断
面図、第６図は同じく光ファイバ取付部分の拡大断面図
であるこの実施例では、光ファイバの取り付けは、第１
図の工程図に示されるように、光ファイバ挿入ガイド部
およびジャケットのクランプ、芯線固定レーザチップ固
定、ワイヤ接続、ジャケットクランプ解除状態でのレジ
ンキエア、治具の取り外しによって行なわれる。

第２図および第３図ならびに第６図に示されるように、
レーザチップ１が内蔵されたパッケージ２への光ファイ
バ３の取り付けは、パッケージ２を構成するステム４に
貫通固定されたガイド５に治具６を利用して行なわれる
。前記ガイド５はパッケージ２に嵌合部７を介してステ
ム４の取付孔に嵌合固定されるジャケットガイド８と、
このジャケットガイド８の内端に同軸的に一端が嵌合固
定されたファイバガイド９とからなっている。そして、
このようなガイド５に対して先端のジャケットｌｉ（剥
がされてコアおよびこのコアを被うクラッドとからなる
芯線１１が露出した光ファイバ３が挿入される。前記芯
線１１は石英で形成さ。　　れるとともに、その表面に
はプライマリ−コートとしてシリコーンがコーティング
されている。ジ、　　ヤケフトはナイロンで形成されて
いる。したがっ、　　て、この光ファイバ３は熱サイク
ルが掛ると、芯線１１とジャケット１０との熱膨張係数
の違いから、両者間に熱ストレスが加わり、この熱スト
レスのためジャケット１０に対して相対的に芯線１１が
抜は出る（延びる）現象が生じる。

一方、前記挿入によって前記ジャケットガイド８には芯
線１１および芯線１１を被うジャケット１０部分が挿入
されるとともに、ファイバガイド９内には芯線１１のみ
が挿入される。また、このファイバガイド９から突出し
た芯線１１の先端は、前記ステム４の台座部１２上にサ
ブマウント１３を介して固定されたレーザチップ１の一
方の出射面に対面し、出射面から発光されるレーザ１４
を取り込むようになっている。なお、前記レーザチップ
１はあらかじめ鑞材１５を介してサブマウント１３に固
定され、その後、サブマウント１３の状態で鑞材１６を
介して台座部１２に固定される。

また、前記ファイバガイド９は細い芯、ｍｌｌを案内す
ることから、内径は細くなっているが、ジャケットガイ
ド８はファイバ・ガイド９およびジャケット１０が挿入
されるため、内径はファイバガイド９よりも太くなって
いる。またこのジャケットガイド８にはレジン注入孔１
７が設けられている。

そして、光ファイバ３の芯線１１およびジャケット１０
部分は、後述するレジン注入孔およびこれに続くキュア
処理によって、硬化したレジン１８（第６図において点
々が施された領域）によって固定される。

他方、治具６は治具本体１９と、この治具本体１９の主
面両端側に配設された台座状のガイド台座２０およびジ
ャケット台座２１上に、それぞれネジ２２．２３によっ
て固定されるガイドクランパ２４．ジャケットクランパ
２５とからなっている。そして、前記ガイド台座２０と
ガイドクランパ２４とによってジャケットガイド８をク
ランプするガイドクランプ部が構成されるとともに、前
記ジャケット台座２１とジャケットクランパ２５とによ
って、ジャケットガイド８から突出した光ファイバ３の
ジャケット１０部分をクランプするジャケットクランプ
部が構成されている。また、両クランプ部は外径がそれ
ぞれ円形となるジャケットガイド８およびジャケット１
０を確実にクランプするように、そのクランプ部分は、
第４図および第５図に示すように、Ｖ平断面をした溝２
６を有していて、これら一対の溝２６部分でクランプす
るようになっている。

つぎに、このような治具６を用いて光ファイバ３をガイ
ド５に取付ける方法について説明する（第１図参照）。

最初に、先端の治具６が除去されて芯線１１が露出した
光ファイバ３が用意される。

この光ファイバ３は第６図に示されるように、ジャケッ
トガイド８とファイバガイド９とからなるガイド５内に
挿入される。この際、前記ジャケットガイド８内には芯
線１１および芯線１工を被うジャケラｌ−１０が挿入さ
れる。また、芯線１１はファイバガイド９を貫通してス
テム４の台座部１２に固定されるレーザチップ１に臨む
ように挿入される。

つぎに、治具６がジャケットガイド８およびジャケット
ガイド８から突出するジャケット１０部分をクランプす
るようにして取付けられる。すなわち、治具本体１９の
ガイド台座２０の溝２６上にジャケットガイド８が載り
、ジャケット台座２１の溝２６上にジャケットガイド８
から突出したジャケットＩＯが載るように治具本体１９
は位置決めされる。その後、ジャケット台座２１上には
ガイドクランパ２４が、ジャケット台座２１上にはジャ
ケットクランパ２５が位置決め載置されるとともに、そ
れぞれネジ２２．２３の締め付けによって、ジャケット
ガイド８および光ファイバ３のジャケット１０部分をク
ランプする。この際、ジャケットガイド８に設けられた
レジン注入孔１１　　　　　　　　７は、第３図にも示
されるように、露出している。

つぎに、ファイバガイド９の傾斜した内端部分には、半
田あるいは接着材のような固定材２７が被着され、芯線
１１はファイバガイド９に固定される。

つぎに、前記ステム４の台座部１２上にはサブマウント
１３を介してレーザチップ１が固定される。この際、レ
ーザチップ１と芯線１１との光軸合わせが行われる。

つぎに、前記レーザチップ１の上部電極と図示しないリ
ードの内端との間にワイヤ２８が接続される。

つぎに、前記ジャケットガイド８のレジン注入孔１７か
らジャケットガイド８内にレジン１８が注入される。そ
の後、レジンはキュア処理が施される。この際、レジン
キュアに先立って、ジャケットクランプがネジ２３の緩
め操作によって解除される。したがって、このレジンキ
ュア時の熱によって、芯線１１およびジャケット１０が
それぞれの熱膨張係数に基づいて膨張しても、ジャケッ
トガイド８部分のみがクランプされ、かつ芯線１１のみ
が固定状態であり、ジャケットｌＯはフリーとなってい
ることから、芯線１１とジャケット１０との間にストレ
スが発生しなくなり、芯線１１の破断は生じなくなる。

つぎに、治具６が取り外されて光ファイバ３の取付は作
業が終了する。

このような光ファイバの取付は方法によれば、芯線１１
はレジン１８に取り巻かれているため、機械的強度も高
くなる。また、前記レジン１８のキュア時芯線１１のみ
が固定され、芯線１１を被うナイロン等のプラスチック
からなるジャケット１０部分はフリーとなっていること
から、石英等からなる芯線１１とジャケット１０とは、
熱膨張係数が大きく異っていても、熱ストレスは芯線１
１とジャケット１０間には作用しなくなり、座屈等によ
る断線は発生せず、光伝送媒体として充分機能するよう
になる。

〔効果〕

（１）本発明の半導体レーザ装置における光ファイバの
取付にあっては、光ファイバは治具によって固定された
状態で芯線がガイドに固定されるとともに、ガイド内に
注入されたレジンのキュア時には、芯線のみが固定され
た状態で芯綿を被うジャケット部分はフリーとなってい
るため、キュア時の熱によってジャケットから芯線が相
対的に抜は出ても、芯線には外力が加わるようなことは
ないので、光ファイバの断線現象は生じないという効果
が得られる。

（２）上記（１）により、本発明によれば、光ファイバ
の取付歩留りが向上するという効果が得られる。

（３）本発明の半導体レーザ装置にあっては、光ファイ
バをガイドするガイド内において折れ易い芯線は、レジ
ンによって取り囲まれて保持固定されている。この結果
、プラスチックと石英の熱膨張係数の違いによる熱応力
が芯線に作用しても、芯線部分がレジンによって保持か
つ、ガイドされているため、芯線部分の曲げ等は起きな
くなり、芯線部分の座屈による断線等の発生は防止でき
、光ファイバの取付は部分における機械的強度向上が図
れ、半導体レーザ装置の信頼度向上が達成できるという
効果が得られる。

（４）上記（１１から本発明による治具は、その使用に
よって光ファイバ取付歩留りの向上が達成できるという
効果が得られる。

（５）上記（１）〜（４）により、本発明によれば、光
ファイバの取付は信顛度が高い半導体レーザ装置を安価
に提供することができるという相乗効果が得られる。

以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具
体的に説明したが、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能
であることはいうまでもない。たとえば、第７図に示さ
れるように、ジャケットクランプ部は、ガイドクランプ
部に対して捩れることなく相対的に接近離反できるよう
にしておけば、折れ易い芯線１１の捩れによる破断現象
をさらに防ぐことができる。

すなわち、ジャケットクランプ部は、第８図に示される
ように、治具本体１９に取付けた一対のガイド軸２９に
慴動自在に取付けられた受はブロック３０と、この受は
ブロック３０にネジ２３によって、着脱自在に取付けら
れるジャケットクランパ２５とからなっている。また、
図示しないが前記受はブロック３０のジャケット１０を
支える部分は、前記実施例と同様にＶ字状の溝が設けら
れている。また、前記受はブロック３０はレジンキュア
時は治具本体１９に固定する必要があることから、治具
本体１９に取付けられたロックネジ３１の締め付けによ
って、治具本体１９に固定されるようになっている。

このような治具では、前記受はブロック３０はレジンキ
ュア時の熱によるジャケット１０と芯線１１の熱膨張係
数の違いによる変位に追従して移動するが、受はブロッ
ク３０はガイド軸２９に嵌合しているため、捩れること
なく移動する。したがって、捩れに弱い光ファイバ３　
（芯線１１）の断線は生じ難くなる。

〔利用分野〕

以上の説明では主として本発明者によってなされた発明
をその背景とな９た利用分野である半導体レーザによる
光通信技術に適用した場合について説明したが、それに
限定されるものではなく、たとえば、半導体レーザの変
わりに発光ダイオード、半導体レーザ部を有する集積化
光デバイス（ＯＥＩＣ）のチップ、受光素子等のチップ
と光ファイバとを組み込んだ発光電子装置製造における
光ファイバ取付技術などに適用できる。

本発明は少なくとも光ファイバ取付技術に適用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による光ファイバの取付工程
を示す工程図、 第２図は同じく治具を用いて光ファイバを取付ける状態
を示す正面図、 第３図は同じく平面図、 第４図は同じくジャケットガイドクランプ状態を示す断
面図、 第５図は同じくジャケットクランプ状態を示す断面図、 第６図は同じく光ファイバ取付部分の拡大断面図、 第７図は本発明の他の実施例による光ファイバ取付状態
を示す平面図、 第８図は同じく治具の断面図である。 １・・・レーザチップ、２・・・パッケージ、３・・・
光ファイバ、４・・・ステム、５・・・ガイド、６・・
・治具、７・・・嵌合部、８・・・ジャケットガイド、
９・・・ファイバガイド、ｌＯ・・・ジャケット、１１
・・・芯線、１２・・・台座部、１３・・・サブマウン
ト、１４・・・レーザ光、１５．１６・・・鑞材、１７
・・・レジン注入孔、１８・・・レジン、１９・・・治
具本体、２０・・・ガイド台座、２１・・・ジャケット
台座、２２．２３・・・ネジ、２４・・・ガイドクラン
パ、２５・・・ジャケットクランパ、２６・・・溝、２
７・・・固定材、２８・・・ワイヤ、２９・・・ガイド
軸、３０・・・受はブロ第　　１　　図 第３図 第　　４　　図 第　５ｖＡ 第　　６　　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、先端のジャケットを除去して芯線を露出させた光フ
   ァイバを用意する工程と、前記露出した芯線およびジャ
   ケットに亘る部分を筒状のガイドに挿入する工程と、前
   記ガイドおよびガイドから突出したジャケット部分をそ
   れぞれ別々にクランプする工程と、前記芯線を前記ガイ
   ドの一端側に固定材を用いて固定する工程と、前記ガイ
   ド内にレジンを注入する工程と、前記ガイドから突出し
   たジャケット部分のクランプを解除した後前記レジンの
   キュア処理によって芯線部分およびジャケット部分を硬
   化した樹脂でガイドに固定する工程と、前記ガイド部分
   のクランプを解除する工程と、によって光ファイバをガ
   イドに固定することを特徴とする光ファイバ取付方法。 ２、先端のジャケットを除去して芯線を露出させた光フ
   ァイバを用意する工程と、前記露出した芯線およびジャ
   ケットに亘る部分を筒状のガイドに挿入する工程と、前
   記ガイド部分およびガイドから突出したジャケット部分
   をそれぞれ別々にクランプする工程と、前記芯線を前記
   ガイドの一端側に固定材を用いて固定する工程と、前記
   ガイド内にレジンを注入する工程と、前記ガイドから突
   出したジャケット部分のクランプを解除した後前記レジ
   ンのキュア処理によって芯線部分およびジャケット部分
   を硬化した樹脂でガイドに固定する工程と、前記ガイド
   部分のクランプを解除する工程と、によって光ファイバ
   をガイドに固定する方法において用いられる治具であっ
   て、前記ガイド部分をクランプするガイドクランプ部と
   、前記ガイドから突出するジャケット部分をクランプす
   るジャケットクランプ部と、を有していることを特徴と
   する治具。 ３、前記ジャケットクランプ部は前記ガイドクランプ部
   に対して捩れることなく接近離反可能となっていること
   を特徴とする特許請求の範囲第２項記載の治具。