JPS62276890A

JPS62276890A - 電子部品

Info

Publication number: JPS62276890A
Application number: JP11921986A
Authority: JP
Inventors: Kunio Aiki; 相木　国男; Makoto Haneda; 誠羽田; Akira Ishii; 暁石井
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1986-05-26
Filing date: 1986-05-26
Publication date: 1987-12-01

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】本発明は電子部品、たとえば、レーザダイオードチップ
の一方の出射面に先端を対峙させる光ファイバを部分的
に半田で固定する構造の半導体レーザ装置等に関する。

Ｃ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、パフ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ンプで封止した構
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
振器端面が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していることによって、長
距離大容量の通信も可能となっている。

また、このような半導体レーザ装置におけるレーザダイ
オードチップと光ファイバとの間の光結合効率を向上さ
せる目的で、本出願人は、光ファイバの先端部分を支持
する支持体をあらかじめ可撓性構造としておき、レーザ
ダイオードチップの固定および光ファイバの固定後に、
前記支持体の頭部に外力を加えて支持体を動かして光フ
アイバ先端の位置を修正することによって、レーザダイ
オードチップと光ファイバとの光軸を一致させる技術を
開発している（特願昭５８−１５１５６０号に記載され
ている技術）。

〔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、レーザダイオード
チップと光ファイバとを高い光結合状態となるように光
軸合わせする技術は重要な技術である。また、組立設定
時の光結合状態をその後も維持して行くためには、前述
のように、光ファイバの先端近傍を固定しておく必要が
ある。この場合、半導体レーザ装置の信頬度を高めるた
めに、光ファイバを固定する接合材は、ガス等を発生し
ない半田が一般に使用されている。

ところで、光ファイバを半田で支持部等の基体部に固定
する際、場合によっては、折角レーザダイオードチップ
に対して位置決めした光ファイバが、半田固定によって
位置ズレを起こすということが本発明者によってあきら
かにされた。

すなわち、光ファイバを支持する支持部や、レーザダイ
オードチップを支持する支持部全体を支持する基体部は
、一般に金属で構成されている。

このため、支持部に取り付けられた光フアイバ部分に半
田を付ける際、局部的被加熱処理部である支持部から熱
が基体部に逃げるため、半田付けに必要な温度が得難く
なる。また、半田付けの際の熱が基体部に伝わり、周辺
各部の温度が上がることから、各部が膨張変形し、レー
ザダイオードチップと光ファイバを支持する支持部との
相対的な位置関係が変化し、半田付は前に行ったレーザ
ダイオードチップと光ファイバとの光軸合わせ状態に狂
いが生じてしまう。このような光軸合わせ状態に狂いが
生じた状態で光ファイバが固定されると、レーザダイオ
ードチップと光ファイバとの光結合効率は低くなり、使
用に適さなくなる。また、この再生作業も面倒なものと
なる。

本発明の目的は、局部的被加熱処理部を短時間に効率的
に加熱処理できる構造の電子部品を提供することにある
。

本発明の他の目的は、組立設定時の光結合効率を１員な
うことなく組立が行える構造の半導体レーザ装置を提供
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。

Ｃ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ＰＪｊｌに説明すれば、下記のとおりである。

すなわち、本発明の半導体レーザ装置にあっては、光フ
ァイバを支持するとともに光ファイバの位置決め調整を
行う位置調整ピンおよび光ファイバを支持するファイバ
ガイドは、それぞれ半田によって光ファイバを固定する
とともに、それ自身は熱遮断のために熱伝導度の低いコ
バールガラスからなる熱遮断体によってそれぞれステム
に固定されている。

〔作用〕

上記した手段によれば、前記位置調整ピンおよびファイ
バガイドの光ファイバが半田で固定される局部的被加熱
処理部に、半田付けを行って光ファイバを固定する際、
半田付は時の熱は、ステムとの間に熱遮断体であるコバ
ールガラスが介在されていることから、熱容量の大きな
ステムに熱が逃げず、このため、作業のし易い小型の半
田ごてを用いて容易に半田付けが行える。

また、前記局部的被加熱処理部からステムに熱が伝わら
ないことから、位置調整ピンに光ファイバを固定する際
、ステムの台座部上にサブマウントを介して固定された
レーザダイオードチップと、位置調整ピンとの相対位置
関係は熱に起因して変化しないため、半田付は前のレー
ザダイオードチップと位置調整ピンの曲げ操作による光
軸合わせ状態は変化せず、半田付は後も設定時の高い光
結合状態を維持するようになり、高精度な組立が行える
。

〔実施例〕

第１図は本発明の一実施例による半導体レーザ装置の要
部を示す断面図、第２図は同じく半導体レーザ装置の概
要を示す斜視図である。

本発明の電子部品、すなわち、半導体レーザ装置（光電
子装置）は、第２図に示されるように、偏平形モジュー
ルとなっていて、パッケージ１は、各部品をその主面側
窪みに組み込んだ箱型金属製のステム２と、このステム
２の窪み部分を塞ぐ金属製のキャップ３とによって形成
されている。これらは、たとえば鉄・ニッケル・コバル
ト（Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ）合金からなるコバールで構成さ
れている。前記パッケージ１からは、一本の光フアイバ
ケーブル４と、一対２組合計４本のり−ド５が突出した
構造となっている。なお、ステム１の少なくとも二隅に
は取付孔６が設けられている。

前記ステム２の窪み底中央の矩形の台座部７上にはサブ
マウント８を介してレーザダイオードチップ（半導体レ
ーザ素子）９が固定されている。

前記サブマウント８は、第１図に示されるように、ステ
ム２の台座部７上に接合材１０を介して固定され、レー
ザダイオードチップ９はこのサブマウント８上に接合材
１１を介して固定されている。

また、前記ステム２の周壁には、筒状のファイバガイド
１２が貫通状態で挿入されるとともに、このファイバガ
イド１２はファイバガイド１２を接着するとともに、熱
遮断を図る材料、たとえば、熱伝導度が０．０４ｃａｌ
／ｃｍ−ｓｅｃ・’ｃ面前後なるコバールガラスからな
る熱遮断体１３によって気密的に固定されている。この
ファイバガイド１２は筒体となり、その内部に前記光フ
アイバケーブル４の先端部が挿入されている。この光フ
アイバケーブル４の先端部は、ジャケットが剥がされて
コアとクラフトからなる芯線（光ファイバ）１４とから
なっていて、ジャケット部分は前記ファイバガイド１２
の外端部分のカシメによってファイバガイド１２に固定
されるとともに、光ファイバ１４はその外周面にメタラ
イズ膜が形成されかつ半田１５によってファイバガイド
１２に固定されている。

一方、前記ファイバガイド１２から突出する光ファイバ
１４は、第１図に示されるように、前記ステム２に固定
された位置調整ピン１６のガイド孔１７に挿入されかつ
半田１８で固定されている。

また、この位置調整ピン１６の上端中心部には半田注入
孔１９が設けられていて、前記半田１８をこの半田注入
孔１９内に入れるようにして半田付けすることによって
、確実に光ファイバ１４を半田１８によって位置調整ピ
ン１６に固定することが出来るようになっている。また
、この位置調整ピン１６は、前記ステム２の主面に設け
られた窪み２０に充填されるコバールガラスからなる熱
遮断体２１によって、ステム２に固定されている。

さらに、前記位置調整ピン１６の下部はくびれ部２２を
有する構造となっていて、位置調整ピン１６の上端に外
力を加えた際、比較的容易に曲がるようになっている。

この結果、前記レーザダイオードチップ９を発光させ、
かつ発光されたレーザ光２３を光ファイバ１４に取り込
んで行う光軸合わせはし易くなるとともに、位置調整ピ
ン１６の調整がし易いことから高精度になる。

また、第２図に示されるように、ステム２の側面に突出
するレーザダイオードチップ用の２本のり−ド５にあっ
ては、一方のり−ド５は絶縁体２４を介してステム２に
貫通固定されている。このリード５の内端には、一端が
前記レーザダイオードチップ９の表面電極に固定された
ワイヤ２５の他端が固定されている。また、レーザダイ
オードチップ用の他のリード５は、ステム２に直接固定
されている。このリード５は、ステム２．サブマウント
８を介してレーザダイオードチップ９の下部電極に電気
的に接続されている。したがって、この一対のリード５
間に所定の電圧が印加されると、レーザダイオードチッ
プ９の両端の発光面からレーザ光を発光する。

また、前記ファイバガイド１２に対して反対側に位置す
る２本のリード５の内端は、ステム２を貫通するととも
に、その先端は、セラミックからなるブロック２６の近
傍に臨んでいる。このブロック２６はステム２の主面に
半田２７によって固定されている。また、前記リード５
はブロック２６の主面からその側面に亘って延在する図
示しない導体層にそれぞれ電気的に接続された端子板２
９．３０に、半田等の鑞材３１によって接続されている
。前記一方の端子板２９には受光素子（ホトダイオード
チップ）３２が固定され、他方の端子板３０には、前記
受光素子３２の電極に一端が接続されたワイヤ３３の他
端が接続されている。

したがって、これら一対のり−ド５は受光素子３２の出
力端子となる。なお、これら一対のり−ド５は絶縁体３
４を介してステム２に固定されている。

このような、半導体レーザ装置はレーザダイオードチッ
プ用の一対のリード５間に所定の電圧が印加されること
により、第１図に示されるように、レーザダイオードチ
ップ９の共振器出射面からレーザ光２３を発光する。レ
ーザ光２３による光情報は光フアイバケーブル４を伝送
媒体として、所望箇所に伝送される。また、レーザ光２
３の光出力は常時受光素子３２によってモニターされ、
光出力が一定となるように制御される。

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）本発明の半導体レーザ装置にあっては、光ファイ
バを半田によってファイバガイドや位置調整ピンのよう
な支持部に固定するが、この際、前記支持部の半田付け
が行われる局部的被加熱処理部は、ファイバガイドや位
置調整ピンを基体部であるステムに固定する熱遮断体が
熱伝導度の低いコバールガラスが構成されていることか
ら、半田付は時の熱が局部的被加熱処理部からステムに
逃げず、極細半田鏝やレーザビーム照射等による小量の
熱で半田が行えるため、短時間に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、本発明の半導体レーザ装置は
、光ファイバの光軸合わせ後の半田固定に際して、半田
付は時にステムに熱が逃げないため、位置調整ピンとレ
ーザダイオードチップとの相対的位置関係が変化せず、
光ファイバの高精度な位置決め固定が行えるという効果
が得られる。

（３）上記（１）および（２）により、本発明によれば
、再現性の向上、高精度組立により、信顧性の高い半導
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３図に示さ
れるように、光ファイバ１４を支持する位置調整ピン１
６は、その途中部分に熱遮断体２１を設ける構造として
も前記実施例同様な効果が得られる。

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、光集積回路（ＯＥＩＣ）等による光
通信技術、あるいは発光ダイオード等による計測技術等
にも適用できる。

本発明は少なくとも局部的被加熱処理部を有する電子部
品には適用できる。

〔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。

本発明の半導体レーザ装置にあっては、光ファイバを支
持するとともに光ファイバの位置決め調整を行う位置調
整ピンおよび光ファイバを支持するファイバガイドは、
それぞれ半田によって光ファイバを固定するとともに、
それ自身は熱遮断のために熱伝導度の低いコバールガラ
スからなる熱遮断体によってそれぞれステムに固定され
ている。

したがって、前記位置調整ピンおよびファイバガイドの
光ファイバが半田で固定される局部的被加熱処理部に、
半田付けを行って光ファイバを固定する際、半田付は時
の熱は、ステムとの間に熱遮断体であるコバールガラス
が介在されていることから、熱容量の大きなステムに熱
が逃げず、このため、短時間でかつ確実に半田付けが行
える。また、前記局部的被加熱処理部からステムに熱が
伝わらないことから、位置調整ピンに光ファイバを固定
する際、ステムの台座部上にサブマウントを介して固定
されたレーザダイオードチップと、位置調整ピンとの相
対位置関係は熱に起因して変化しないため、半田付は前
のレーザダイオードチップと位置調整ピンの曲げ操作に
よる光軸合わせ状態は変化せず、半田付は後も設定時の
高い光結合状態を維持するようになり、高精度な組立が
行える。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による半導体レーザ装置の要
部を示す断面図、第２図は同じく半導体レーザ装置の概要を示す斜視図、第３図は本発明の他の実施例による光ファイバを固定す
る位置調整ピンを示す断面図である。１・・・パッケージ、２・・・ステム、３・パキャソプ
、４・・・光フアイバケーブル、５・・・リード、６・
・・取付孔、７・・・台座部、８・・・サブマウント、
９・・・レーザダイオードチップ（半導体レーザ素子）
、１０．１１・・・接合材、１２・・・ファイバガイド
、１３・・・熱遮断体、１４・・・光ファイバ、１５・
・・半田、１６・・・位１調整ピン、１７・・・ガイド
孔、１８・・・半田、１９・・・半田注入孔、２０・・
・窪み、２１・・・熱遮断体、２２・・・くびれ部、２
３・・・レーザ光、２４・・・絶縁体、２５・・・ワイ
ヤ、２６・・・ブロック、２７・・・半田、２９．３０
・・・端子板、３１・・・鑞材、３２・・・受光素子、
３３・・・ワ第　　１　　　図７　　　７’０６゛−！ノード／＆、２／−ｅ遮絣棒／４−妃づア（ハ゛′ 第　　２　　因第　　３　　図

Claims

【特許請求の範囲】１、局部的被加熱処理部を有する電子部品であって、前
記局部的被加熱処理部と基体部との間に断熱体が介在さ
れていることを特徴とする電子部品。２、光ファイバを半田で局部的被加熱処理部に固定する
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の電子部品
。３、前記局部的被加熱処理部は光ファイバの位置調整を
行う位置調整ピンで構成されていることを特徴とする特
許請求の範囲第１項記載の電子部品。