JPS62285478A - 半導体発光装置 - Google Patents
半導体発光装置Info
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- JPS62285478A JPS62285478A JP12802586A JP12802586A JPS62285478A JP S62285478 A JPS62285478 A JP S62285478A JP 12802586 A JP12802586 A JP 12802586A JP 12802586 A JP12802586 A JP 12802586A JP S62285478 A JPS62285478 A JP S62285478A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
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- 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
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。
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
〔発明の目的〕
（産業上の利用分Ｍ）
この発明は半導体発光装置にかかり、特に光伝送装置の
組立てにおいて気密封止された発光素子と光ファイバの
光結合部に用いられる。
組立てにおいて気密封止された発光素子と光ファイバの
光結合部に用いられる。
（従来の技術）
光通信に用いられる半導体発光装置においては、気密封
止された発光素子を光ファイバとの光結合の結合効率を
高く保持したまま両者を接続することが重要な課題とな
っている。この接続固定方法は多くあるが、光通信のよ
うな用途においては熱・機械的振動に対して充分な保証
を必要とするので。
止された発光素子を光ファイバとの光結合の結合効率を
高く保持したまま両者を接続することが重要な課題とな
っている。この接続固定方法は多くあるが、光通信のよ
うな用途においては熱・機械的振動に対して充分な保証
を必要とするので。
一般にはんだによる接続が用いられている。
第５図に気密封止された発光素子（以下ＬＥＤと称する
）１０１がレンズホルダ部１０２を介して光ファイバ１
０３に光結合された状態を断面図で示す。第５図におい
て、ＬＥＤ １０１はＬＥＤペレット１０１ａがステム
１０１ｂにマウントされるとともにステムに植設された
リード１０１ｃ、 ＬＯｌｃによって電極が導出され、
かつ、このステム１０１ｂはレンズ１０１ｄを嵌めたレ
ンズシェル１０１ｅのＲ鍔面に内接し気密な外囲器を形
成している。そして、上記外囲器は一例としてそのレン
ズシェル１０１ｅがレンズ１０１ｄとともにＬＥＤペレ
ット１０１ａの光軸と同軸に形成されている。
）１０１がレンズホルダ部１０２を介して光ファイバ１
０３に光結合された状態を断面図で示す。第５図におい
て、ＬＥＤ １０１はＬＥＤペレット１０１ａがステム
１０１ｂにマウントされるとともにステムに植設された
リード１０１ｃ、 ＬＯｌｃによって電極が導出され、
かつ、このステム１０１ｂはレンズ１０１ｄを嵌めたレ
ンズシェル１０１ｅのＲ鍔面に内接し気密な外囲器を形
成している。そして、上記外囲器は一例としてそのレン
ズシェル１０１ｅがレンズ１０１ｄとともにＬＥＤペレ
ット１０１ａの光軸と同軸に形成されている。
次にレンズホルダ部１０２は光ファイバ１０３のコネク
タ部１０３ａに直線上に同軸に固着し、これが同軸に保
持する円柱状ガラスロッドのセルフォックレンズ（商品
名、日本板ガラス株式会社１２）１２０ａを光ファイバ
１０３と同軸に固定する。 また、上記レンズホルダ部
１０２は光ファイバ１０３との接続端と反対側の端に凹
部１０２ｂが設けられており、この凹部１０２ｂはここ
に挿通されるＬＥＤの光軸がセルフォックスレンズ１０
２ａの光軸の直線上にある如く形成されている。次に上
記レンズホルダ部１０２は、例えば鉄・ニッケル・コバ
ルト合金（ＫＯＶ）で形成され、これにセルフォックス
レンズ１０２ａが硬ろう１０４で予めろう接されている
。 また、１ノンズホルダ部１０２の凹部１０２ｂ内に
１、ＨＤの外囲器の一部のレンズシェル１０１ｅが挿通
されたのち、軸合わせを施して光軸を同軸にし、凹部内
側面とＬＥＤのレンズシェルの外側面との間に軟ろう１
０５を溶融充填する。
タ部１０３ａに直線上に同軸に固着し、これが同軸に保
持する円柱状ガラスロッドのセルフォックレンズ（商品
名、日本板ガラス株式会社１２）１２０ａを光ファイバ
１０３と同軸に固定する。 また、上記レンズホルダ部
１０２は光ファイバ１０３との接続端と反対側の端に凹
部１０２ｂが設けられており、この凹部１０２ｂはここ
に挿通されるＬＥＤの光軸がセルフォックスレンズ１０
２ａの光軸の直線上にある如く形成されている。次に上
記レンズホルダ部１０２は、例えば鉄・ニッケル・コバ
ルト合金（ＫＯＶ）で形成され、これにセルフォックス
レンズ１０２ａが硬ろう１０４で予めろう接されている
。 また、１ノンズホルダ部１０２の凹部１０２ｂ内に
１、ＨＤの外囲器の一部のレンズシェル１０１ｅが挿通
されたのち、軸合わせを施して光軸を同軸にし、凹部内
側面とＬＥＤのレンズシェルの外側面との間に軟ろう１
０５を溶融充填する。
上記軟ろう１０５は融点が約１８０℃のものを用い、上
記硬ろう１０４（融点３０９℃）に対し後のろう接によ
るダメージを防止する。 この充填には、ＬＥＤのレン
ズシェルの外側周面に環状の糸はんだを巻回して挿入し
、このＬＥＤの発光を光ファイバの先端（図示されない
端部）で測光しつつＬＥＤを光軸方向（Ｚ方向）、光軸
の垂直面上の直角二方向（Ｘ方向、Ｙ方向）に変位させ
、最大の測光値が得られた位置で定位させ、昇温しでは
んだを溶融させたのち冷やす。ここで凹部１０２ｂにお
けるＬＥＤ挿入部の内径をり、ＬＥＤのレンズシェルの
外径をｄとすれば、その差Ｄ−ｄが光軸合わせのための
調整距離である。
記硬ろう１０４（融点３０９℃）に対し後のろう接によ
るダメージを防止する。 この充填には、ＬＥＤのレン
ズシェルの外側周面に環状の糸はんだを巻回して挿入し
、このＬＥＤの発光を光ファイバの先端（図示されない
端部）で測光しつつＬＥＤを光軸方向（Ｚ方向）、光軸
の垂直面上の直角二方向（Ｘ方向、Ｙ方向）に変位させ
、最大の測光値が得られた位置で定位させ、昇温しでは
んだを溶融させたのち冷やす。ここで凹部１０２ｂにお
けるＬＥＤ挿入部の内径をり、ＬＥＤのレンズシェルの
外径をｄとすれば、その差Ｄ−ｄが光軸合わせのための
調整距離である。
（発明が解決しようとする問題点）
上記結合において、ＬＥＤとレンズホルダ部の光結合の
効率を高める位置関係は極めて臨界的である。すなわち
、この急激な変化に対応して両者を結合する必要がある
から、ＬＥＤにおけるＬＥＤペレットのマウントの偏心
を考慮した場合、レンズホルダ部の凹部径りとＬＥＤの
レンズシェルの径ｄとの差αはなるべく大きくする必要
がある。ところが。
効率を高める位置関係は極めて臨界的である。すなわち
、この急激な変化に対応して両者を結合する必要がある
から、ＬＥＤにおけるＬＥＤペレットのマウントの偏心
を考慮した場合、レンズホルダ部の凹部径りとＬＥＤの
レンズシェルの径ｄとの差αはなるべく大きくする必要
がある。ところが。
上記αを大きくするとはんだの供給が全周に行き渡らず
、部分的に空隙を生じて気密接続が達成できないという
重大な問題点がある。これに対しては、さらに融点の低
い軟ろう（はんだ）もしくは接着樹脂材を封入する手段
もあるが、工程が複雑になる問題点がある。しかし、α
を小さくする試みに対してはＬＥＤのペレットマウント
精度、特に偏心をきびしく抑える必要があり、 ＬＥ
Ｄの製造歩留を低下させる。
、部分的に空隙を生じて気密接続が達成できないという
重大な問題点がある。これに対しては、さらに融点の低
い軟ろう（はんだ）もしくは接着樹脂材を封入する手段
もあるが、工程が複雑になる問題点がある。しかし、α
を小さくする試みに対してはＬＥＤのペレットマウント
精度、特に偏心をきびしく抑える必要があり、 ＬＥ
Ｄの製造歩留を低下させる。
この発明は上記従来の問題点に鑑み、レンズホルダとの
光結合を改良するものである。
光結合を改良するものである。
（問題点を解決するための手段）
この発明にかかる半導体発光装置は、外囲器に気密封止
された発光素子がレンズホルダ部を介して光ファイバに
光結合された半導体発光装置において、 レンズホルダ
部１０２にそのレンズ１０２ａの光軸と同軸に設けられ
た凹部１０２ｂに、発光素子１０１がその外囲器の一部
１０１ｅをその光軸と同軸の環状金属板１１を介在させ
て軟ろう接続１２されたことを特徴とする （作 用） この発明はレンズホルダ部の凹部内周面とＬＥＤのレン
ズシェルとの間隔を環状金属板によって実質的に狭めて
ろう接を容易にする。このため両者の接合部の径の差α
を大きくできる上にろう材が周面へ均一に付着し光軸の
調整と気密接続が達成できる。
された発光素子がレンズホルダ部を介して光ファイバに
光結合された半導体発光装置において、 レンズホルダ
部１０２にそのレンズ１０２ａの光軸と同軸に設けられ
た凹部１０２ｂに、発光素子１０１がその外囲器の一部
１０１ｅをその光軸と同軸の環状金属板１１を介在させ
て軟ろう接続１２されたことを特徴とする （作 用） この発明はレンズホルダ部の凹部内周面とＬＥＤのレン
ズシェルとの間隔を環状金属板によって実質的に狭めて
ろう接を容易にする。このため両者の接合部の径の差α
を大きくできる上にろう材が周面へ均一に付着し光軸の
調整と気密接続が達成できる。
（実施例）
以下にこの発明の一実施例につき第１図および第２図を
参照して説明する。なお、説明において、従来と変わら
ない部分については図面に従来と同じ符号をつけて示し
、説明を省略する。
参照して説明する。なお、説明において、従来と変わら
ない部分については図面に従来と同じ符号をつけて示し
、説明を省略する。
第１図は レンズホルダ部１０２の凹部１０２ｂとしＥ
Ｄｌｏｌのレンズシェル１０１ｅとの接続の要部を断面
図で示し、第２図は上記接続部に介装される環状金属板
１１の斜視図を示す。なお、第１図には光ファイバおよ
び光フアイバコネクタ、レンズホルダ部の一部を省略し
て示す。
Ｄｌｏｌのレンズシェル１０１ｅとの接続の要部を断面
図で示し、第２図は上記接続部に介装される環状金属板
１１の斜視図を示す。なお、第１図には光ファイバおよ
び光フアイバコネクタ、レンズホルダ部の一部を省略し
て示す。
ＬＥＤのレンズシェル１０１ｅは鉄に約１趨厚に金めつ
きを施してなり、レンズホルダ部はコバール（ＫＯｖ：
Ｎ１−Ｆｅ−ｃｏ合金）に約１μｓ厚に金めつきを施し
てなるもので、両者の間に軟ろう（融点約８０℃）を充
填する。そして組立工程はレンズシェルの側面にゆるく
環状金属板１１を被せ１次いでその上下にリング状の上
記軟ろうを巻きつけておく。
きを施してなり、レンズホルダ部はコバール（ＫＯｖ：
Ｎ１−Ｆｅ−ｃｏ合金）に約１μｓ厚に金めつきを施し
てなるもので、両者の間に軟ろう（融点約８０℃）を充
填する。そして組立工程はレンズシェルの側面にゆるく
環状金属板１１を被せ１次いでその上下にリング状の上
記軟ろうを巻きつけておく。
なお上記環状金属板１１は例えば４２７０イにッケルク
ロム）１１で約１μｓ厚の金めつきが施されたものでよ
い。そして、最適の光結合が得られたのち、加熱を施し
てはんだを溶融させる。溶融したはんだは環状金属板１
１によって間隙が狭められているので容易に流出しない
ため、環状金属板を上下。
ロム）１１で約１μｓ厚の金めつきが施されたものでよ
い。そして、最適の光結合が得られたのち、加熱を施し
てはんだを溶融させる。溶融したはんだは環状金属板１
１によって間隙が狭められているので容易に流出しない
ため、環状金属板を上下。
あるいは回転方向に動かす。このようにしてはんだが濡
れて行き渡り、レンズシェル、レンズホルダ部、および
環状金属板の各対向面間がすべてはんだで埋められ、光
結合部の気密封止が達成される。
れて行き渡り、レンズシェル、レンズホルダ部、および
環状金属板の各対向面間がすべてはんだで埋められ、光
結合部の気密封止が達成される。
次に、取上の最適の光結合が得られた状態でのファイバ
端の出力を１としたときの光軸ずれ量に対する相対出力
をプロットして第３図、および第４図に示す。まず、第
３図ａはＸ方向の軸ずれ量と光量低下率との相関を示す
曲線で、軸ずれ量Ｏ（即）で全光量が９０％、 ８０％
に低下したときの軸ずれ量が示される。また、Ｙ方向に
ついて第３図すに、Ｚ（光軸）方向について第３図Ｃに
上記第３項ａ （Ｘ方向）に示したのと同様に示され
る。
端の出力を１としたときの光軸ずれ量に対する相対出力
をプロットして第３図、および第４図に示す。まず、第
３図ａはＸ方向の軸ずれ量と光量低下率との相関を示す
曲線で、軸ずれ量Ｏ（即）で全光量が９０％、 ８０％
に低下したときの軸ずれ量が示される。また、Ｙ方向に
ついて第３図すに、Ｚ（光軸）方向について第３図Ｃに
上記第３項ａ （Ｘ方向）に示したのと同様に示され
る。
さらに、第４図ａ、ｂ、ａに別の一例を上記第３図ａ、
ｂ、Ｑに夫々対応し、軸ずれ量０（μｓ）で全光量のも
のについて同様に示される。これらの例から、光出力許
容限度が９０％、 ８０％の場合、ｘ。
ｂ、Ｑに夫々対応し、軸ずれ量０（μｓ）で全光量のも
のについて同様に示される。これらの例から、光出力許
容限度が９０％、 ８０％の場合、ｘ。
Ｙ、Ｚの各軸方向の軸ずれ量が次表の如くまとめられる
。
。
表
なお、円柱形部品を使用しているため、Ｘ軸、Ｙ軸は当
然に同一になる。 また、ＬＥＤにおける発光ペレット
のマウントずれ量は±１５０μｌ程度に抑えることが可
能である。そして、上記り、ｄの実測値と、α（＝ Ｄ
−ｄ ）の数値は次の如く求められた。
然に同一になる。 また、ＬＥＤにおける発光ペレット
のマウントずれ量は±１５０μｌ程度に抑えることが可
能である。そして、上記り、ｄの実測値と、α（＝ Ｄ
−ｄ ）の数値は次の如く求められた。
Ｄ（レンズホルダ部の凹部の内径） ： ５．４ｍ
ｍｄ （ＬＥＤ レンズシェルの外径）：４．７圓α
（＝Ｄ−ｄ） ： ０．７ｍｍ（片側３５０趨）
次に環状金属板１１の寸法の一例を示す。
ｍｄ （ＬＥＤ レンズシェルの外径）：４．７圓α
（＝Ｄ−ｄ） ： ０．７ｍｍ（片側３５０趨）
次に環状金属板１１の寸法の一例を示す。
内径 ：４．９ｍ
板厚 ： ０．１５ｍ
長さ ： ムＥＤのシェルに対応させ１例えば１．５ｍ
ｍ、 ２．５ｍｍのものを用意した。
ｍ、 ２．５ｍｍのものを用意した。
取上の諸数値から明らかなように、ＬＥＤのペレットの
マウントずれに対しても、この結合部の軸ずれ等に対し
ても十分可能にする調整間隔を備えるとともに、はんだ
接続に適した間隔を得ることができる。
マウントずれに対しても、この結合部の軸ずれ等に対し
ても十分可能にする調整間隔を備えるとともに、はんだ
接続に適した間隔を得ることができる。
上記実施例は半導体発光装置につき示したが。
受光装置に対しても同様に適用できる。
この発明は、従来の技術においてＬＥＤのレンズシェル
とレンズホルダ部の凹部の間隔が広いためにここに充填
されたはんだに間隙を生じ気密封着に問題があるととも
に、接続の強度低下、補修を要する等の問題等をすべて
解消した。すなおち。
とレンズホルダ部の凹部の間隔が広いためにここに充填
されたはんだに間隙を生じ気密封着に問題があるととも
に、接続の強度低下、補修を要する等の問題等をすべて
解消した。すなおち。
ＬＥＤのレンズシェルと レンズホルダ部の凹部等の寸
法、すらに、ＬＥＤのペレットマウントの精度を変える
ことなくはんだ充填、接続が一回で完了し、かつ、気密
封着も達成できるので、製品品質の向上、工程の能率向
上等に顕著な効果がある。
法、すらに、ＬＥＤのペレットマウントの精度を変える
ことなくはんだ充填、接続が一回で完了し、かつ、気密
封着も達成できるので、製品品質の向上、工程の能率向
上等に顕著な効果がある。
第１図は本発明にかかる半導体発光装置の要部の接続部
分を示す断面図、第２図は環状金属板の斜視図、第３図
ａ、ｂ、Ｑおよび第４図ａ、ｂ。 Ｃはいずれも各方向の軸ずれ量と光量低下率の相関を示
す線図、第５図は従来の半導体発光装置の断面図である
。 １１・・・環状金属板 １２・・・軟ろう（はんだ） １０２・・・レンズホルダ部 １０２ａ・・・セルフォックスレンズ １０２ｂ・・・レンズホルダ部の凹部 １０３・・・光ファイバ 代理人 弁理士 井 上 −男 ｔｏｔ ： Ｌ五Ｄ ＩＤ
Ｚ ： Ｌ−、ズｊｉｌルア”都ＩＯＩα ：
ＬＬＤ立−ｔト １０？：（Ｌ ： ｔ＋＊
７オ＝７Ｘｈ＞２“ｔｏｔｅ： Ｌ’＞λ”７ｚ）Ｌ
／ ／２ ： ＋ｘＬｒ−：＜軟すう）箪
＋ｌｖ１ 第 ２Ｉ！！ 第 ３ 図 （苓め１） 第 ３１！ｌ（イΦ四 （α） 刺１ｔ４− 第 ４ １！Ｉ （イめ１ン （Ｃ） 第 ４ 図（吃の２） 第 ５ 図
分を示す断面図、第２図は環状金属板の斜視図、第３図
ａ、ｂ、Ｑおよび第４図ａ、ｂ。 Ｃはいずれも各方向の軸ずれ量と光量低下率の相関を示
す線図、第５図は従来の半導体発光装置の断面図である
。 １１・・・環状金属板 １２・・・軟ろう（はんだ） １０２・・・レンズホルダ部 １０２ａ・・・セルフォックスレンズ １０２ｂ・・・レンズホルダ部の凹部 １０３・・・光ファイバ 代理人 弁理士 井 上 −男 ｔｏｔ ： Ｌ五Ｄ ＩＤ
Ｚ ： Ｌ−、ズｊｉｌルア”都ＩＯＩα ：
ＬＬＤ立−ｔト １０？：（Ｌ ： ｔ＋＊
７オ＝７Ｘｈ＞２“ｔｏｔｅ： Ｌ’＞λ”７ｚ）Ｌ
／ ／２ ： ＋ｘＬｒ−：＜軟すう）箪
＋ｌｖ１ 第 ２Ｉ！！ 第 ３ 図 （苓め１） 第 ３１！ｌ（イΦ四 （α） 刺１ｔ４− 第 ４ １！Ｉ （イめ１ン （Ｃ） 第 ４ 図（吃の２） 第 ５ 図
Claims (1)
- 外囲器に気密封止された発光素子がレンズホルダ部を
介して光ファイバに光結合された半導体発光装置におい
て、レンズホルダ部にそのレンズの光軸と同軸に設けら
れた凹部に、発光素子がその外囲器の一部をその光軸と
同軸の環状金属板を介在させて軟ろう接続されたことを
特徴とする半導体発光装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12802586A JPS62285478A (ja) | 1986-06-04 | 1986-06-04 | 半導体発光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12802586A JPS62285478A (ja) | 1986-06-04 | 1986-06-04 | 半導体発光装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62285478A true JPS62285478A (ja) | 1987-12-11 |
Family
ID=14974629
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12802586A Pending JPS62285478A (ja) | 1986-06-04 | 1986-06-04 | 半導体発光装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62285478A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008305936A (ja) * | 2007-06-07 | 2008-12-18 | Nichia Corp | 半導体発光装置 |
-
1986
- 1986-06-04 JP JP12802586A patent/JPS62285478A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008305936A (ja) * | 2007-06-07 | 2008-12-18 | Nichia Corp | 半導体発光装置 |
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