JPS62276518A - 接続方法および光電子装置の製造方法ならびに支持体 - 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】 ３、発明の詳細な説明 〔産業上の利用分野〕 本発明は被接合体を支持体に接続する接続方法およびこ
の接続方法によって光電子装置を製造する方法ならびに
この接続方法において使用される支持体に関する。

〔従来の技術〕

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。この光通信用レーザモジュール（半導体レー
ザ装置）については、たとえば、日立評論社発行「日立
評論Ｊ　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。

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、パッ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
（レーザダイオードチップ）およびこのレーザダイオー
ド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。また、この半導
体レーザ装置においては、１．３μｍ帯のレーザ光を発
生するレーザダイオードチップを内蔵させ、かつ光ファ
イバとしてシングルモードファイバを使用することによ
って、長距離大容量の通信も可能となっている。

また、光通信用発光モジュールについては、［ＮＥＣ技
報ＪＶｏ１．３８、Ｎｏ、２／１９８５、Ｐ８４〜Ｐ８
９に記載されている。

この文献には、レーザ光を発光するレーザ素子、このレ
ーザ素子から発光される後方放射光をモニターするＱａ
−ＰＤ（受光素子）、前記レーザ素子の温度をモニター
するサーミスタ、温度調整用のクーラ（ベルチェ素子）
がそれぞれパッケージに内蔵されているとともに、レー
ザ光をパッケージ外に案内する光ファイバが配設されて
いる。また、外部端子となるリードはデュアルインライ
ン型となっている。なお、ファイバはその外周にメタラ
イズが施されてソルダーによって固定されている。この
ファイバの固定の際フラックスは使用されていない。

〔発明が解決しようとする問題点〕

前記文献にも記載されているように、半導体レーザ装置
を光通信用機器として充分な機能を安定して発揮させる
ためには、レーザダイオードチップと光ファイバとの光
軸合わせを高精度に行う技術が必要であるとともに、高
精度に位置決めされｆ各部の位置関係を長期に亘って損
なうことなく維持させる技術が必要である。このように
長期に亘って高精度かつ安定して光電子装置を駆動させ
るためには、パッケージ内の各部の劣化に充分注意する
ことが必要である。その一つとしては、前記文献にも記
載されているが、組立に際して金属を腐食させるフラッ
クスを残留させないことである。特に、従来金属孔に貫
通した光ファイバを半田付けした場合、内部に残留する
フラックスを洗浄することは困難であった。

本発明の目的はフラックスを残留させることなく、ある
いは組立に際して用いることなく光ファイバ等の被接合
体を支持体に確実に接続する技術を提供することにある
。

本発明の最終の目的は以下の結果として信頼性の貰い光
電子装置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。

〔問題点を解決するための手段〕

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、本発明の光通信用光電子装置にあっては、そ
の組立において、レーザダイオードチップの出射面に先
端を対面させる光ファイバを案内しかつ半田で光ファイ
バを固定するファイバ支持体や位置決め固定体のような
支持体にあうでは、組立に先立って支持体の光フアイバ
固定端にフラックスレスの半田を設けておき、組立時に
はこれら支持体に表面をメタライズした光ファイバを挿
入した後半田を再溶融して光ファイバの固定を行うよう
になっている。また、前記フラックスレスの半田形成は
、支持体に光ファイバよりも太いピアノ線からなるダミ
ーを挿入して仮半田付けを行った後、ダミーを引き抜き
かつフラックスレスのための洗浄を行うことによって形
成される。

〔作用〕

上記した手段によれば、光電子装置の組立にあって、レ
ーザダイオードチップに先端を臨ませる光ファイバは、
支持体に半田で固定される際、フラックスレスの半田リ
ング内に挿入されかつ半田の再溶融で固定されるため、
パッケージ内には素子等を劣化させるフラックスの混入
はなく、光電子装置の信軌度が向上する。また、前記リ
ング状半田はダミーを仮半田付けした後、このダミーを
引き抜くことによって形成されることから、ダミーの引
き抜きによって半田面の酸化膜がこそぎとられるため、
光ファイバに対面する半田面はきれいな面となり、半田
接合の信頼度も向上する。

〔実施例〕

以下図面を参照して本発明の一実施例について説明する
。

ここで、図面について簡単に説明する。第１図は本発明
の一実施例による光ファイバを支持する支持体における
半田リングを示す断面図、第２図は同じく光電子装置の
妻部を示す斜視図、第３図は同じくパッケージ蓋を取り
除いた状態の平面図、第４図は同じく光電子装置の断面
図、第５図は同じくパッケージ本体を示す斜視図、第６
図は同じくサブキャリアを示す斜視図、第７図は同じく
サブキャリアにおけるヒートシンクの平面図、第８図〜
第１１図は同じく光ファイバを予備半田を利用して固定
する状態を示す模式図であって、第８図は支持体にダミ
ーを挿入した状態を示す断面図、第９図はダミーを半田
で仮固定した状態を示す断面図、第１０図はダミーを引
き抜いた状態を示す断面図、第１１図は光ファイバを挿
入して再溶融して光ファイバを固定した状態を示す断面
図、第１２図は同じくサブキャリアにおけるレーザダイ
オードチップの搭載状態を示す斜視図、第１３図は同じ
く光ファイバの固定状態を示す模式図である。

この実施例では、波長が１．３μｍあるいは１゜５μｍ
となるレーザ光を発光するレーザダイオ−トチ・ノブを
内蔵した光通信における発信装置としての光電子装置の
製造方法に本発明を適用した例について説明する。

ここで、本発明の光電子装置の構造について説明する。

光電子装置は、第２図〜第４図に示されるように、パッ
ケージ１は箱型となるとともに、このパッケージ１の一
端にパッケージ１を取り付けるための取付孔２を設けた
フランジ３を有し、かつ他端にファイバ支持体４を有し
て光フアイバケーブル５を案内する構造となっている。

この光電子装置は、前記パッケージ１の底から２列に亘
ってリード６を突出させ、デュアルインライン構造を構
成している。前記パッケージ１は、一端にフランジ３を
有しかつ上部が開口した箱型のパッケージ本体７と、こ
のパンケージ本体７の開口部を機密的に被うパフケージ
Ｍ８とからなっている。

また、前記パッケージ本体７の底上には台座９が固定さ
れているとともに、この台座９上にはペルチェ素子１０
が固定され、このペルチェ素子１０上にはサブキャリア
１１が固定されている。このサブキャリア１１は、搭載
部１２および支持部１３なる突部を主面に有するヒート
シンク１４を台座部材とし、このヒートシンク１４上に
、レーザダイオードチップ１５．このレーザダイオード
チップ１５から発光されるレーザ光を先端（内端）から
取り込む光ファイバ１６を案内する筒状の位置決め固定
体１７．前記レーザ光をモニターする受光素子１８．前
記ヒートシンク１３の温度をモニターするサーミスタ１
９が、それぞれ固定されている。そして、前記光フアイ
バケーブル５のパフケージ１内における部分は、ジャケ
ットが除去されてコアとこのコアを被うクラッドからな
る光ファイバ１６となり、かつ前記位置決め固定体１７
に案内されてその先端を前記レーザダイオードチップ１
５の一方の出射面に対面させている。また、各素子の電
極と所定のリード６間は導電性のワイヤ２０によって電
気的に接銃されている。なお、この光電子装置はそのパ
フケージ内に樹脂や半田付は用のフラックスを内在させ
ないものとし、これら樹脂等に起因する特性劣化を生じ
させないように配慮されている。

このような光電子装置は、前記レーザダイオードチップ
１５からレーザ光を発光させ、この発光させたレーザ光
を光フアイバケーブル５によって所望個所に伝送するこ
とによって光通信を行う。

この際、この光電子装置は、受光素子１８でレーザ光を
モニターし、この情報に基づいてレーザダイオードチッ
プ１５の出力を制御し、安定した光通信を行う。また、
この光電子装置は、前記サーミスタ１９でヒートシンク
１４の温度をモニターし、この情報に基づいてベルチェ
素子１０を制御して常時レーザダイオードチップ１５が
一定の温度域で駆動するようにし、光通信の安定を図る
ようになっている。

つぎに、このような光電子装置の各部について説明する
。光電子装置の最終的な組立に先立って、いくつかのサ
ブアセンブリ部品が用意される。たとえば、サブアセン
ブリ部品としては、パッケージ本体７．サブキャリア１
１等がある。

パッケージ１は前述のように箱構造のパッケージ本体７
および平板のパッケージＭ８からなるが、これらパッケ
ージ本体７およびパフケージＭ８は、いずれも鉄−ニッ
ケル合金からなるコバールによって形成されている。

パッケージ本体７を主要構成部品とするパッケージ本体
サブアセンブリ部品は、第５図に示されるように、パフ
ケージ本体７．フランジ３．ファイバ支持体４．リード
６、台座９からなっている。

パッケージ本体７は、その一端に取付孔２を有するフラ
ンジ３を張り付けた構造となっている。また、第３図に
も示されるように、パッケージ本体７の底には２列に亘
ってそれぞれ７本のリード６が配設されている。各リー
ド６はパッケージ本体７の底板を貫通するとともに、底
板を構成するコバールと熱膨張係数が略等しいコバール
ガラスからなる絶縁性支持体２１によってパッケージ本
体７に絶縁的に固定されている。これらのり−ド６は、
たとえば、第２図および第３図に示されるように、手前
および後側のリード列の左端のり一ド６がそれぞれ受光
素子１８の外部端子となるとともに、手前側のリード列
の左から２木目および３本口のリード６はレーザダイオ
ードチップ゛１５の外部端子となり、かつ、手前側のリ
ード列の左から４本口および５木目のり一ド６はサーミ
スタ１９の外部端子となる。また、手前および後側のリ
ード列の右端のリード６は、それぞれベルチェ素子ＩＯ
の外部端子となる。そして、他のり一ド６はこの実施例
では使用しない空きリードとなる。

前記ベルチェ素子１０に繋がるワイヤ２０は樹脂やフラ
ックスを使用しない溶接等によってり−ド６に接続され
るが、それ以外のワイヤ２０は、リード６に超音波ワイ
ヤボンディングによって接続される。超音波ワイヤボン
ディングは超音波振動を利用してワイヤボンディングを
行うため、図のように長いリード６の上端にワイヤ２０
を接続する場合、リード６が振動してボンディングが確
実に行えなくなる。そこで、この実施例では、超音波ワ
イヤボンディングによってワイヤ２０が接続されるリー
ド６は、第２図、第３図、第５図に示されるように、補
強板２２によって連結され、超音波ワイヤボンディング
時、リード６が振動しないようになっている。

また、前記補強板２２は、以下の構造を採用することに
よって、光電子装置の高周波域での使用を安定させる役
割をも果たしている。すなわち、前記補強板２２は絶縁
性のセラミック板からなるとともに、リード６との接続
面は、それぞれ部分的にメタライズが施されている。こ
のメタライズ層は、リード６に沿って一定の幅を有する
ように設けられているため、リード６における電流の流
れる面積が増大し、寄生インダクタンスが低（なり、５
６５Ｍｂｉｔにも及ぶ高周波域での光通信も安定して行
えるようになっている。

パフケージ本体サブアセンブリ部品は、パッケージ本体
７のフランジ３とは逆となる端面にファイバ支持体４が
取り付けられている。このファイバ支持体４は、それぞ
れ筒体からなるアウター支持体２５と、このアウター支
持体２５の内情に嵌合されるインナー支持体２６とから
なっている。

アウター支持体２５はその内端をパッケージ本体７の端
に貫通状態でかつ気密的に鑞接されている。

また、このアウター支持体２５の外端部は薄肉管構造と
なり、カシメによって容易に潰れるようになっている。

また、前記インナー支持体２６は外端を前記アウター支
持体２５の内端に嵌合させる構造となるとともに、内端
は細く延在しかつ先端は傾斜面となっている。また、こ
の傾斜面部分にはリング状の半田３０が設けられている
。この半田３０については後に詳細に説明する。

このようなファイバ支持体４にあって、光フアイバケー
ブル５は、ファイバ支持体４に挿入されるに先立って、
その先端側は一定の長さに亘ってジャケットが除去され
るが、そのジャケットが除去された光フアイバ１６部分
が前記インナー支持体２６全域およびアウター支持体２
５の一部に亘って延在し、ジャケットが付いた部分がア
ウター支持体２５の外端部分に延在するようになる。

パッケージ本体サブアセンブリ部品は、その底上に台座
９が固定されている。この台座９はバフケージ本体７の
フランジ３側底面にフラックスを必要としない鑞材によ
って固定されている。この台座９上には半田を介してペ
ルチェ素子１０が固定されるため、放熱のために熱伝導
度の良好なものが臨まれるが、このペルチェ素子１０の
上下の電極板２７は、熱膨張係数が６．７Ｘ１０−ｈ／
６Ｃ程度となるアルミナセラミックによって構成されて
いる。前記台座９として熱膨張係数が１７゜０ＸＩＯ−
ｈ／’Ｃとなる熱伝導度の良好な銅等を用いると、台座
９と電極板２７とを接合する半田が疲労破壊することか
ら、これを避けるため、前記台座９は、熱膨張係数がた
とえば、６．０〜７゜０ＸＩＯ−”／’Ｃ１熱伝導熱炉
導度５〜０．６７ｃａ　１７ｃｍ−ｓ　ｅｃ　−”　ｃ
となる銅タングステン（ＣｕＷ）によって構成されてい
る。また、前記台座９の一端はフランジ３側のパッケー
ジ本体７の周壁に接触し、台座９から周壁を介してフラ
ンジ３に熱が伝わるようになっている。なお、パッケー
ジ本体７の底を構成するコバールの熱膨張係数は５．３
Ｘ１０−’／”Ｃである。また、前記台座９として使用
できるものとしては、他にＳｉＣ等がある。

サブアセンブリ部品としてのサブキャリア１１は、第６
図に示されるような構造となっている。

このサブキャリア１１は、第６図に示されるように、矩
形板からなるヒートシンク１４を主構成部品としている
。このヒートシンク１４はその主面に搭載部１２および
支持部１３を有している。これら搭載部１２および支持
部１３は突状となっている。搭載部１２はヒートシンク
１４の主面の中央領域を横切るように配設されるととも
に、支持部１３は一端側にかつ前記搭載部１２に平行に
延在している。また、これら搭載部１２および支持部１
３はヒートシンク１４の中心線に対してθはど傾斜した
傾斜軸に直交する方向に延在している。

また、前記支持部１３には筒状の位置決め固定体１７が
貫通固定されている。この位置決め固定体１７は、光フ
ァイバ１６を案内する支持体軸となるとともに、光ファ
イバ１６の先端位置を調整できる調整可能な軸となって
いる。このため、位置決め固定体１７は塑性変形し易い
材料、たとえば、キュプロニッケルで形成されるととも
に、第４図に示されるように、支持部１３に挿嵌される
細い変形可能な調整軸２８と、支持部１３の外側壁に段
付面が当接する大径の支持体軸２９とからなっている。

また、支持体軸２９の外端の孔部分はテーパ状となり、
光ファイバ１６が挿入し易いようになっている。また、
位置決め固定体１７の内径は光ファイバ１６の直径のφ
１２５μｍよりも僅かに太い径となっている。

また、前記調整軸２８の先端は、光ファイバ１６を調整
軸２８に固定するための接合面積を増大するために、は
すに切られて傾斜面を有するようになっている。また、
このはすに切られた部分には、これが本発明の特徴の一
つであるが、第１図に示されるように、フラックスの付
着していない半田３０があらかじめ取り付けられている
。この半田３０はリング状となり、その内径のガイド孔
２３に光ファイバ１６を挿入できるようになっている。

このガイド孔２３の直径は、光ファイバ１６の直径より
も僅かに大きくなっている。

つぎに、第８図〜第１１図および第１図を参照しながら
半田３０、すなわち、フラックスレスの予備半田につい
て説明する。半田３０は、前述のようにファイバガイド
４の内端、すなわち、ファイバガイド４のインナーガイ
ド２６のはすに切られた内端部分および位置決め固定体
１７の調整軸２８のはすに切られた内端部分に設けられ
ている。

この先端がはすに切られたインナーガイド２６および調
整軸２８を、第１図および第８図〜第１１図では、説明
の便宜上単に支持体２４と称する。

この支持体２４は筒体からなり、この実施例では光ファ
イバ１６を挿入して案内する。また、この支持体２４を
支持する支持ブロック２４ａは、前記インナーガイド２
６の場合はアウターガイド２５を介してのパッケージ本
体７の周壁であり、調整軸２８の場合はサブキャリア１
１のヒートシンク１４の突出した支持部１３である。な
お、前記支持体２４の先端ははす（斜め）に切断された
形状となっていて、半田３０の付着面の増大、前記光フ
ァイバ１６に対する半田３０の接着面の増大を図ってい
る。

前記半田３０を形成するには、最初に、第８図に示され
るように、支持体２４の筒内に光ファイバ１６の直径よ
りも直径が大きいダミー３１が挿入される。シングルモ
ードファイバはコアの直径が１０μｍ以下と小さいが、
このコアを被うクラッドの直径は１２５μｍとなってい
る。また、前記ガイド孔２３の内径は、たとえば、１７
０μｍとなっていることから、ダミー３１としては、直
径が１５０μｍと前記光ファイバ１６の直径よりも僅か
に太いピアノ線が使用される。

つぎに、第９図に示されるように、光ファイバ１６が固
定される固定端、すなわち、支持体２４の内端部分には
仮半田付けが行われる。この仮半田付けによって、支持
体２４の先端に位置するダミー３１は半田３０によって
支持体２４に固定される。

つぎに、第１０図に示されるように、前記ダミー３１は
引き抜かれる。この引き抜きによって前記ダミー３１に
は、ガイド孔２３が形成される。

また、前記ダミー３１の引き抜きによって半田の表面が
こそぎ取られることから、前記ガイド孔２３の内周面は
酸化物の存在しない面となる。

つぎに、前記ガイド孔２３の内外周面および半田３０の
表面は超音波洗浄によって洗浄され、付着されていたフ
ラックスは完全に除去される。

このような操作は、前記サブキャリア１１あるいはパッ
ケージ本体サブアセンブリ部品におけるサブアセンブリ
までの間に行われる。その後、光電子装置の最終的な組
立において、第１図に示されるように、前記半田３０の
ガイド孔２３内に周面がメタライズされた光ファイバ１
６が挿入され、ホントガスの吹きつけ等による局所加熱
によって前記半田３０が一時的に熔融され、光ファイバ
１６をこの溶けた半田３０で支持体２４に固定する。

一方、前記位置決め固定体１７の先端、すなわち、調整
軸２８の先端延長線上の搭載部１２上には、サブマウン
ト３２がフラックスレスの低融点半田、たとえば、Ｐｂ
−３ｎ−Ｉｎからなる半田で固定される。前記サブマウ
ント３２は、熱伝導度が高くかつ熱膨張係数αがＳｉや
化合物半導体に近似した絶縁性の５ｉＣ（α：３．７Ｘ
１０−’／”Ｃ）で構成されている。また、第１２図に
示されるように、前記サブマウント３２の主面には、導
電性のメタライズ層３３が設けられている。そして、こ
のメタライズ層３３上には、それぞれＡｕ−３ｎ共品層
３４．３５を介してそれぞれ独立してレーザダイオード
チップ１５および７１．ｕからなるペデスタル３６が固
定されている。したがって、前記レーザダイオードチッ
プ１５の下部電極はメタライズ層３３を介して前記ペデ
スタル３６と電気的に接続されている。前記レーザダイ
オードチップ１５は、第１２図に示されるように、レー
ザ光３７を出射する共振器３日がサブマウント３２から
遠く離れる、いわゆるｐ−ｕｐの状態でサブマウント３
２に固定されている。また、前記レーザダイオードチッ
プ１５の上面の電極は２本のワイヤ２０によって搭載部
１２に電気的に接続されるとともに、前記ペデスタル３
６とリード６とは、第２図および第３図に示されるよう
に、２本のワイヤ２０で電気的に接続される。これは、
前記レーザダイオードチップ１５の上部電極の搭載部１
２との接続、ペデスタル３６とり−ド６とのワイヤ２０
による接続は、この光電子装置にあっては、レーザダイ
オードチップ１５をドライブする側を高速トランジスタ
の関係からマイナスとして使用するための極性変更のた
めである。なお、前記レーザダイオードチップ１５はサ
ブマウント３２に搭載された状態で搭載部１２上に固定
されまた、この実施例の光電子装置では、レーザダイオ
ードチップ１５をヒートシンク１４の中心線から外して
一方に偏らせている。これは、前記ペデスタル３６とリ
ード６との間に張られるワイヤ２０の長さを短（するた
めであり、ワイヤ２０の長さを短くすることによって寄
生インダクタンスの軽減を図り、光電子装置を高周波域
でも安定して駆動させるためである。

また、前記レーザダイオードチップ１５がヒートシンク
１４の中心線から外れ、かつ光ファイバ１６を案内する
位置決め固定体１７が中心線から外れていることから、
パッケージ本体サブアセンブリ部品のファイバ支持体４
の延長線上には位置決め固定体１７は位置しなくなる。

この結果、ファイバ支持体４から位置決め固定体１７に
亘って延在する光ファイバ１６を無理な力が加わらない
ように配設すると、第３図および第１３図に示されるよ
うに、光ファイバ１６は曲線を措いて延在することにな
る。このように、光ファイバ１６が固定される２点間で
曲線を描いて延在することは、温度変動に伴って固定２
点間距離が変化しても、光ファイバ１６に無理な力が加
わらなくなり、通信に支障を来さなくなる。すなわち、
固定２点間において光ファイバ１６が直線的にピンと張
った状態となっていると、熱膨張・熱収縮によって、前
記光ファイバ１６の２個所の相対的位置関係が変化した
場合、光ファイバ１６に力が加わり、あるいは光ファイ
バ１６が破断したりするが、第１３図に示されるように
、光ファイバ１６が曲線を描いて延在していることから
、光ファイバ１６の２点間の間隅が常温状態のＡ点から
高温状態のＢ点に延びたりあるいはＡ点から低温状態の
０点に縮んだりした場合、光ファイバ１６は一点鎖線あ
るいは二点鎖線で示すように屈曲して変化対応するため
、光ファイバ１６に無理な応力が加わらなくなり、光フ
ァイバ１６の損傷は防止できるようになる。なお、前記
位置決め固定体１７の最小の傾斜角度θは、ファイバ支
持体４と位置決め固定体１７との間に延在する光ファイ
バ１６が、温度変動による２点間距離の変化に対して、
無理な（曲がりかつ歪等光通信に支障がないようにする
こと等を勘案して決定される。また、θを大きくしすぎ
ると、前記２点間における光ファイバ１６の長さが長く
なり過ぎ組立作業がし難くなる。そこで、この実施例の
場合は、θを１０°とした。

また、前記ヒートシンク１４の主面には受光素子１８を
取り付けたチップキャリア３９がＡｕ　−５ｎ共晶層を
介して固定されている。前記チップキャリア３９はセラ
ミックのブロックからなるとともに、その−側面（主面
）および上面に亘って素子固定用メタライズ層４０およ
びワイヤ固定用メタライズＮ４１がそれぞれ設けられて
いる。受光素子１８は前記素子固定用メタライズ層４０
上にＡｕ−３ｉ共晶層を介して固定されている。また、
この受光素子１日の上面の電極と、前記ワイヤ固定用メ
タライズ層４１とはワイヤ４２で電気的に接続されてい
る。なお、前記チップキャリア３９はチ・７プキヤリア
３９の矩形の一辺がヒートシンク１４の一辺と一致する
ようにヒートシンク１４に固定されるため、受光素子１
８の受光面は、レーザ光３７に対して垂直とはならず傾
斜する。

このため、受光素子１８の受光面での反射光がレーザダ
イオードチップ１５の出射面に戻らないことから、戻り
光による雑音の発生は防げる。

また、前記ヒートシンク１４の支持部１３の上面には、
ヒートシンク１４の温度をモニターするサーミスタ１９
がサーミスタ支持チップ４３を介して固定されている。

前記サーミスタ支持チップ４３はセラミックブロックか
らなるとともに、その表裏面に図示しないメタライズ層
を有している。

そして、サーミスタ１９はＡｕ−３ｎ共晶層によってサ
ーミスタ支持チップ４３の上面に固定される。この結果
、サーミスタ支持チップ４３の露出するメタライズ層部
分はサーミスタ１９の下部電極に導通状態となる。そこ
で、サーミスタ１９の電極とり−ド６との導通を図る場
合は、第２図および第３図に示されるように、所定のり
−ド６とサーミスタ１９の上部電極とが２本のワイヤ２
０で接続され、所定のり−ド６とサーミスタ支持チップ
４３のメタライズ層とが２本のワイヤ２０で接続される
ことになる。また、前記ヒートシンク１４には、第６図
に示されるように、窪み４４あるいは孔４５が設けられ
ているゆこれらの窪み４４および孔４５には、同図の二
点鎖線に示されるように、位置調整用レバー４６等の先
端が入れられ、窪み４４や孔４５の周壁の一部を前記位
置調整用レバー４６の支点として動かし、位置調整用レ
バー４６の他端側で位置決め固定体１７の調整軸２８を
上下左右に塑性変形させて光ファイバ１６との光軸合わ
せを行うようになっている。

このような構造のサブキャリア１１のサブアセンブリは
、次の手順で行われる。最初にヒートシンク１４の支持
部１３に位置決め固定体１７がフラックスレスの鑞接に
よって挿嵌固定される。つぎに、サーミスタ１９が搭載
されたサーミスタ支持チップ４３が、Ａｕ−３ｎ共晶層
によってヒートシンク１４の支持部１３上に固定される
。つぎに、受光素子１８を搭載したチップキャリア３９
がＡｕ−３ｎ共品層によってヒートシンク１４に固定さ
れる。そして、最後にレーザダイオードチップ１５を搭
載したサブマウント３２がヒートシンク１４の搭載部１
２に固定され、第６図に示されるようなサブキャリア１
１が製造される。

つぎに、光電子装置を組み立てる場合は、最初に、前述
のようなサブアセンブリ部品およびペルチェ素子１０．
光フアイバケーブル５．パッケージ蓋８等の個別部品が
用意される。

その後、パッケージ本体サブアセンブリ部品のパフケー
ジ本体７の底に固定された台座９上に、ベルチェ素子１
０がフラックスレスの半田で固定される。その後、この
ペルチェ素子１０上にサブキャリア１１がフラックスレ
スの半田で固定される。

つぎに、先端から所定長さに亘ってジャケントが除去さ
れた光フアイバケーブル５が用意され、先端からファイ
バ支持体４に挿入される。この光フアイバケーブル５の
挿入動作によってパッケージ本体７内に進入した光ファ
イバ１６の先端は、治具あるいはマニュアルで調整され
て位置決め固定体１７の支持体軸２９内に入れられる。

その後、光フアイバケーブル５はマニュピレータ等によ
って保持され、徐々に押し込められる。そして、光ファ
イバ１６の先端が位置決め固定体１７の内端から突出し
てレーザダイオードチップ１５の出射面の手前およそ２
０μｍの位置に到達した時点で静止させられる。この状
態では、光ファイバ１６は第１３図に示されるように、
光ファイバ１６の剛性によって緩やかな曲線を描いて延
在することになる。つぎに、この静止状態で、ファイバ
支持体４の外端の薄肉部分がカシメられる。この結果、
光フアイバケーブル５は、このカシメによってジャケッ
ト部分が押し潰されるため仮固定される。

つぎに、ファイバ支持体４の内端の光フアイバ１６部分
が前記リング状のフラックスレスの半田３０の一時的な
溶融によって固定される。

つぎに、レーザダイオードチップ１５．受光素子１８．
サーミスタ１９の電極と、リード６とを電気的にワイヤ
２０を用いて接続する。この際、前記ワイヤ２０の接続
は超音波ワイヤボンディングによって行われるが、ワイ
ヤ２０のリード６め上端への接続時、リード６は補強板
２２で補強されていることから、リード６が超音波ワイ
ヤボンディング時の振動につられて振動することがなく
、確実なワイヤボンディングが行えることになる。

なお、ベルチェ素子１０とリード６とのワイヤ２０によ
る電気的接続は、この際同時に行ってもよいが、取り付
けられた光ファイバ１６に触れたりすることもあること
から、ベルチェ素子１０を台座９上に固定した後、サブ
キャリア１１を取り付ける前に行うことが望ましい。

つぎに、レーザダイオードチップ１５を駆動させてレー
ザ光３７を発光させ、このレーザ光３７を光ファイバ１
６の先端から取り込んでレーザ光３７の光強度を検出し
なからレーザダイオードチップ１５と光ファイバ１６の
光軸合わせを行う。

この光軸合わせ時、第６図に示されるように、位置調整
用レバー４６によって位置決め固定体１７の調整軸２８
を２次元的に塑性変形させることによって行われる。前
記調整軸２８は塑性変形することから、光軸合わせ後は
戻り等がなく、末永く設定時の高い光結合状態を維持す
るようになる。

つぎに、パッケージ蓋８をパッケージ本体７の開口部に
鑞接等によって気密的に取り付けることによって、第４
図に示されるような光電子装置が組み立てられる。

このような実施例によれば、つぎのような効果が得られ
る。

（１）本発明によれば、筒状の支持体に光ファイバを半
田を用いて固定するに際して、前記支持体に光ファイバ
よりも直径がやや太いダミーを挿入して仮半田付けによ
って前記ダミーを固定した後、前記ダミーを引き抜きパ
イプ内部を含む半田部分のフラックスを洗浄する。最終
組立時、前記半田のダミーの引き抜きによって形成され
たガイド孔に光ファイバを挿入するとともに、前記半田
を一時的に溶融して光ファイバを支持体に固定するが、
この際、前記半田のガイド孔の表面は、ダミーの引き抜
き時に酸化物等はこそぎとられているためフラックスレ
スの状態でも確実に半田付けが行えるという効果が得ら
れる。

（２）上記（１）により、本発明によれば、光電子装置
の組立にあって、レーザダイオードチップに先端を臨ま
せる光ファイバは、支持体に半田で固定される際、フラ
ックスレスの半田リング内に挿入されかつ半田の再溶融
で固定されるため、パッケージ内には素子等を劣化させ
るフラックスの混入はなく、光電子装置は長期に亘って
安定して動作するため、光電子装置の信顛度が向上する
という効果が得られる。

（３）本発明の光電子装置は、その組立において、手間
暇の掛かる高精度の組立を必要とする部分は、サブアセ
ンブリ部品となっていることから、組立が容易となると
いう効果が得られる。

（４）上記（３）により、本発明によれば、レーザダイ
オードチップ、受光素子、サーミスク、光ファイバを案
内する位置決め固定体はヒートシンクに一体的に組み込
まれてサブキャリアとなっている。したがって、光電子
装置の組立にあっては、このサブギヤリアをパッケージ
本体サブアセンブリ部品に固定されたベルチェ素子上に
固定すること、前記サブキャリアの位置決め固定体に固
定された光ファイバとレーザダイオードチップとの光軸
合わせを行うことによって、重要部分の組立が終了する
ため、高精度の組立が可能となるという効果が得られる
。

（５）上記（３）により、本発明によれば、２つのサブ
アセンブリ部品と数個の個別部品による組立によるため
、生産性が斉くなるという効果が得られる。

（６）本発明の光電子装置は、その組立において、レー
ザダイオードチップと光ファイバとの光軸合わせは、サ
ブキャリアの位置決め固定体の首振り状の位置調整で行
われるため高精度の光軸合わせが行えるため、品゛質が
高いという効果が得られる。

（７）本発明の光電子装置は、レーザダイオードチップ
と光ファイバとの光軸合わせ時、位置決め固定体を位置
変動させるが、この位置変動は位置決め固定体の塑性変
形によって行われるため、塑性変形させた後は、元に戻
ったりすることもないので、常に設定時の光結合状態を
維持できることになり信頼性が安定するという効果が得
られる。

（８）本発明の光電子装置は、パフケージ内において、
光ファイバは固定２点間では曲線を描くように延在して
いることから、温度変動があっても、光ファイバはその
曲率を変えて延在するだけであることから光ファイバに
損傷が一切発生せず特性が安定する。

（９）本発明の光電子装置にあっては、レーザダイオー
ドチップが一方に偏って配設されているため、レーザダ
イオードチップとリードとの間に亘って張られるワイヤ
の長さが短くなり、高周波域での使用も安定する。

（１０）上記（１）〜（９）により、本発明によれば、
レーザダイオードチップと光ファイバとの光結合状態が
高くかつ高周波域での使用が可能な信頼性が高い光電子
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１４図に示
されるように、レーザダイオードチップ１５から発光さ
れるレーザ光３７の光強度をモニターファイバ４７でモ
ニターする構造の光電子装置に適用しても前記実施例同
様な効果が得られる。すなわち、この光電子装置は金属
製の偏平構造のパッケージ本体（ステム）７を有してい
て、パッケージ本体７の窪み底中央の台座部４８にサブ
マウント３２を介してレーザダイオードチップ１５を固
定した構造となっている。また、光フアイバケーブル５
はパッケージ本体７の一端の側壁を貫通するように取り
付けられたファイバガイド４にガイドされている。光フ
アイバケーブル５の先端のジャケットが除去されて現れ
た光ファイバ１６は、前記レーザダイオードチップ１５
の手前に植設された位置調整ビン４９に貫通状態に固定
され、その先端はレーザダイオードチップ１５の一方の
出射面に対面している。

また、レーザダイオードチップ１５の他方の出射面には
、レーザ光強度を検出するためのモニターファイバ４７
の先端が対面している。このモニターファイバ４７は、
パンケージ本体７の他端の側壁に貫通状態で取り付けら
れた筒状のモニターファイバガイド５０に案内されてい
る。なお、前記ファイバガイド４およびモニターファイ
バガイド５０は、いずれも鑞材５１，５２でパッケージ
本体７に固定されるとともに、光ファイバ１６はファイ
バガイド４およびモニターファイバガイド５０に半田３
０によって固定されている。これら半田３０は、前記実
施例同様に第８図〜第１１図に示されるようにして形成
され、組立時はフラックスを用いることなく光ファイバ
１６を気密的に半田付けする。

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
をその背景となった利用分野である光通信用光電子装置
の製造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い。

本発明は少なくとも半田を用いて物体を固定する場合、
その物体を固定する前に、物品のダミーとなるものを半
田で固定した後、このダミーを取り除き、半田を含む箇
所を洗浄してフラックスレスとし、その後、前記フラッ
クスレスの半田一時的に溶融して所望の物品を固定する
技術に適用できる。

〔発明の効果〕

本願において開示される発明のうち代表的なものによっ
て得られる効果を簡単に説明すれば、下記のとおりであ
る。

本発明の光通信用光電子装置にあっては、その組立に先
立って、光ファイバを固定するファイバガイドや位置決
め固定体等の支持体の内端に、フラックスレスの半田リ
ングをあらかじめ付着させておく。その後、組立にあっ
ては、前記半田リング部分に光ファイバを挿入し、この
半田を一時的に溶融して光ファイバを支持体に固定する
ため、パッケージ内には素子等を劣化させるフラックス
の混入はなく、光電子装置の信頼度が向上する。

また、前記フラックスレスの半田形成は、支持体に光フ
ァイバよりも太いピアノ線からなるダミーを挿入して仮
半田付けを行った後、ダミーを引き抜きかつフランクス
除去のための洗浄を行うことによって形成されることか
ら、ダミーの引き抜きによって半田面の酸化膜がこそぎ
とられるため、光ファイバに対面する半田面はきれいな
面となり、半田接合の信頬度も向上する。

【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を支持する
支持体における半田リングを示す断面図、第２図は同じ
く光電子装置の要部を示す斜視図、第３図は同じくパッ
ケージ蓋を取り除いた状態の平面図、 第４図は同じく光電子装置の断面図、 第５図は同じくパッケージ本体を示す斜視図、第６図は
同じくサブキャリアを示す斜視図、第７図は同じくサブ
キャリアにおけるヒートシンクの平面図、 第８図は同じく光ファイバを予備半田による半田リング
に挿入した状態を示す断面図、第９図は同じ（ダミーを
半田で仮固定した状態を示す断面図、 第１０図は同じくダミーを引き抜いた状態を示す断面図
、 第１１図は同じ（光ファイバを挿入して再溶融して光フ
ァイバを固定した状態を示す断面図、第１２図は同じく
サブキャリアにおけるレーザダイオードチップの搭載状
態を示す斜視図、第１３図は同じ（光ファイバの固定状
態を示す模式図、 第１４図は本発明の他の実施例による光電子装置の要部
を示す断面図である。 １・・・パッケージ、２・・・取付孔、３・・・フラン
ジ、４・・・ファイバ支持体、５・・・光フアイバケー
ブル、６・・・リード、７・・・バフケージ本体、８・
・・パッケージ蓋、９・・・台座、１０・・・ペルチェ
素子、１１・・・サブキャリア、１２・・・搭載部、１
３・・・支持部、１４・・・ヒートシンク、１５・・・
レーザダイオードチップ、１６・・・光ファイバ、１７
・・・位置決め固定体、１８・・・受光素子、１９・・
・サーミスタ、２０・・・ワイヤ、２１・・・絶縁性支
持体、２２・・・補強板、２３・・・ガイド孔、２４・
・・支持体、２４ａ・・・支持ブロック、２５・・・ア
ウター支持体、２６・・・インナー支持体、２７・・・
電極板、２８・・・調整軸、２９・・・支持体軸、３０
・・・半田、３１・・・ダミー、３２・・・サブマウン
ト、３３・・・メタライズ層、３４．３５・・・Ａｕ−
３ｎ共晶層、３６・・・ペデスタル、３７・・・レーザ
光、３８・・・共振器、３９・・・チップキャリア、４
０・・・素子固定用メタライズ層、４１・・・ワイヤ固
定用メタライズ層、４２・・・ワイヤ、４３・・・サー
ミスタ支持チップ、４４・・・窪み、４５・・・孔、４
６・・・位置調整用レバー、４７・・・モニターファイ
バ、４８・・・台座部、４９・・・位置調整ピン、５０
・・・モニターファイバガイド、５１．５２・・・鑞材
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、支持体に半田を介して被接合体を接続する方法であ
   って、前記支持体に被接合体のダミーを半田付けする工
   程と、前記ダミーを取り外す工程と、前記支持体の半田
   部分を洗浄してフラックスを除去する工程と、支持体の
   接続部に被接合体を位置させた後前記半田を一時的に溶
   融させて被接合体を支持体に接続する工程とを有するこ
   とを特徴とする接続方法。 ２、前記支持体は筒状となり、その筒内に被接合体を挿
   入するようになっていることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載の接続方法。 ３、筒状の支持体と、この支持体内に挿入された光ファ
   イバを有する光電子装置の製造方法であって、前記支持
   体内に光ファイバの直径と同一あるいはそれ以上太いダ
   ミーを挿入する工程と、半田付けによって前記ダミーを
   支持体に仮固定する工程と、前記ダミーを引き抜く工程
   と、前記支持体を洗浄してフラックスを除去する工程と
   、前記ダミーによって形成された半田部分の孔内に光フ
   ァイバを挿入する工程と、前記半田を一時的に溶融して
   光ファイバを支持体に固定する工程と、を有することを
   特徴とする光電子装置の製造方法。 ４、被接合体が半田によって固定される支持体であって
   、前記支持体の接続領域にはフラックスレスの半田が設
   けられていることを特徴とする支持体。 ５、前記半田は、支持体にダミーを半田付けし、その後
   、ダミーを取り外しかつ半田部分を洗浄することによっ
   て形成されたものであることを特徴とする特許請求の範
   囲第４項記載の支持体。 ６、前記支持体は筒体となり、前記半田は筒体の一端に
   筒体と同心円的な半田リングとなっていることを特徴と
   する特許請求の範囲第５項記載の支持体。 ７、前記支持体は、前記光ファイバの先端に向かってレ
   ーザ光を出射するレーザダイオードチップと、前記レー
   ザ光を受光する受光素子と、支持体の温度を検出するサ
   ーミスタをそれぞれ組み込んだヒートシンクの支持部に
   取り付けられていることを特徴とする特許請求の範囲第
   ６項記載の支持体。