JPS63228111A - 光電子装置の製造方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は光電子装置、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（ＯＥＩＣ）
等のチップをパフケージ内に組み込み、かつパッケージ
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ンケージの外部に伝送する構
造の光電子装置の製造方法に関する。

〔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。

一方、本出願人は、パッケージから延在する光ファイバ
の信幀度向上のために、特願昭６０−３４４００号、特
願昭６０−３４４０１号、特願昭６０−５４６３２号に
記載されているような技術を提案している。

この技術は、光ファイバをガイドするガイド内にレジン
を真空を利用して注入し、注入されたレジンで光ファイ
バの芯線等をガイドに固定するものである。また、前記
ガイド内にレジンを注入する場合は、半導体レーザ装置
をガイドの光ファイバ導入部が上端となる姿勢とした後
、ガイド端にプラスチック製の漏斗を取り付け、この漏
斗内に液状のレジンを入れ、その後、半導体レーザ装置
全体を真空下に一時的に晒しかつ常圧に戻すことによっ
て、ガイド内の隙間（中空部）全域にレジンを注入する
方法をとっている。

前記レジン注入方法は、レジンが中空部全域にすきまな
く充填されることから、光ファイバの芯線はその全周を
硬化したレジンで固定されるため、ガイド内への水分の
侵入を断つことができ、より優れた耐湿性の向上が図れ
るとともに機械的強度の向上も達成できる。また、この
レジン注入作業はコンパクトなロータリポンプの如き真
空ポンプを使用するため、作業性や保持も容易である。

さらに、装置全体も小型である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

前述のように、光ファイバの芯線を硬化したレジンで固
定する構造は、ガイド内への水分の侵入を断つことがで
きることから、耐湿性の向上が図れるとともに機械的強
度の向上も達成できる。また、前記技術は、その組立に
おいて、いずれもレジン注入作業 ドのカシメによって固定した後に行われる。

本発明はこれらの技術と同様にレジンを一時的な真空化
処理によって注入する技術で、あるが、より一層レジン
注入が効果的に行える技術を提供するものである。

本発明の目的は、固定性能が高い光ファイバ固定方法を
提供することになる。

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、本発明の光ファイバ付半導体レーザ装置の製
造にあっては、あらかじめ、光ファイバを挿入するガイ
ドであるジャケットガイドの挿入端の内径を光ファイバ
のジャケット外径よりも大きくして導入部を設けておく
、その後、光ファイバは、その先端部分が一定の長さに
亘ってジャケットが剥される。つぎに、前記光ファイバ
はパフケージ周壁に貫通固定されたジャケットガイドに
挿入されるとともに、光ファイバの先端の芯線部分はジ
ャケットガイドの内端側に挿入嵌合されたファイバガイ
ドを貫くように挿入され、かつソルダーによってファイ
バガイドに固定される。また、前記ジャケットガイドの
導入部はカシメられ、光ファイバはこのカシメによって
ジャケットガイドに仮固定される。この際、光ファイバ
の周囲に部分的に充填材注入路が形成されるようにカシ
メられる。つぎに、光ファイバの所定部の調整固定が行
われた後、前記ジャケットガイドには充填材注入用漏斗
が取り付けられる。つぎに、前記ジャケットガイドの端
が上端となるような状態で前記充填材注入用漏斗内に液
状レジンが注入される。つぎに、半導体レーザ装置は真
空装置内に入れられて所定時間所望真空度に晒されると
ともに常圧に戻される。この真空処理によって充填材注
入用漏斗内のレジンは、ジャケットガイド内の空隙全域
に入りこむようになる。つぎに、前記充填材注入用漏斗
は切断除去されるとともに、不要レジンは拭き取られる
。その後、前記レジンはキュアされ硬化し光ファイバを
ジャケットガイドに固定する。

〔作用〕

上記した手段によれば、ジャケットガイドの導入部は内
径が大きく、ジャケットガイドのカシメによっても充填
材注入路が設けられるため、真空処理を利用したレジン
の注入が確実になり、硬化したレジンによる光ファイバ
の固定が確実となり固定性能が向上する。また、ジャケ
ットガイド内にレジンを注入するに先立って、ジャケッ
トガイドの導入部をカシメてジャケットガイド内に挿入
された光ファイバを仮固定することから、光ファイバ仮
固定のために治具等を使用することもなく作業性が向上
する。また、治具を使用しないため、治具使用に起因す
る光ファイバ屈曲に基づく断線不良もなくなり、歩留り
の向上も達成できる。

〔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
。

第１図は本発明の一実施例による光ファイバ付半導体レ
ーザ装置の製造における充填材の充填状態を示す断面図
、第２図は同じく光ファイバのカシメ固定状態を示す一
部の断面図、第３図は同じ（拡大断面図である。

この実施例では、第１図に示されるように、デュアルラ
イン形の光ファイバ付半導体レーザ装置の製造例につい
て説明する。

この半導体レーザ装置は、上部が開口した箱構造のベー
ス１と、このベース１を気密的に塞ぐキャップ２とによ
ってパッケージ３が形成されている。また、前記ベース
１の底部には、二列に亘って複数のり−ド４が貫通状態
でかつ絶縁的に取り付けられ、デュアルライン形を構成
している。また、前記ベース１の一端には、光ファイバ
を案内するガイド５となるジャケットガイド６が貫通状
態でかつ気密的に固定されている。このジャケットガイ
ド６の内端には、同心円的に接続される筒状のファイバ
ガイド７が取り付けられている。光ファイバ８を案内す
るガイド５は、このジャケットガイド６とファイバガイ
ド７とによって構成されている。

ここで、ガイド５の構造について説明する。

前記ジャケットガイド６は、その内径が光ファイバ８の
石英からなる芯線ｌＯを被うナイロン等からなるファイ
バジャケット（ジャケット）９が挿入できるような太さ
となっている。たとえば、ファイバジャケット９の直径
が０．９ｍｍの場合、ジャケットガイド６の内径は１ｍ
ｍ程度となっている。

これに対して、前記ファイバガイド７の内径は、前記光
ファイバ８のコアとクラッドとからなる芯線１０が挿入
されるため、細く形成されている。

前記ファイバガイド７の内径は１７０μｍとなり、直径
が１２５μｍとなる芯線１０を挿入することができるよ
うになっている。また、前記ファイバガイド７のジャケ
ットガイド６に挿入される挿入端は、前記芯線１０の挿
入が容易となるように、その孔端はテーパ孔となってい
る。また、このファイバガイド７の他端は斜面となり、
ソルダー１１が被着される。このソルダー１１は、ファ
イバガイド７に挿入された芯！１０を気密的にファイバ
ガイド７に固定する。

一方、前記ジャケットガイド６の光ファイバ８の挿入側
は、内径がファイバジャケット９の外径よりも迄かに大
きい１．３ｍｍとなっていて、カシメが行われる導入部
１２を構成している。したがって、このファイバジャケ
ット９部分の導入部１２に光ファイバ８のファイバジャ
ケット９部分を挿入した状態で、第２図に示されるよう
に、導入部１２を一対の図示しないカシメ具でカシメる
と、ファイバジャケット９は、カシメによって潰れたカ
シメ部１３によって締め付けられてジャケットガイド６
に固定（仮固定）される、このカシメによって、前記フ
ァイバジャケット９の外径に比較して、導入部１２の内
径が大きいことから、第３図に示されるように、ファイ
バジャケット９の両側にそれぞれ比較的大きい空隙が形
成されることとなる。この空隙は、充填材注入路１４と
なる。

このようなガイド５には、光ファイバ８が挿入されかつ
各部が固定されている。すなわち、光ファイバ８にあっ
ては、パッケージ３に挿入される先端側は一定の長さに
亘ってファイバジャケット９が剥がされ、芯＆！ｌＯが
露出している。そして、この芯線１０部分が前記ジャケ
ットガイド６の途中部分からファイバガイド７に亘って
延在するようになっている。光ファイバ８の芯ＭＩＩＧ
の先端は、図示はしないが、パッケージ３内に固定され
るレーザダイオードチップのレーザ光を出射する一方の
出射面に対峙するように固定される。また、ファイバガ
イド７の内端にあっては、芯線１０は、ファイバガイド
７の斜面に被着されたソルダー１１によってファイバガ
イド７に気密的に固定されている。また、前記ジャケッ
トガイド６の導入部１２にあっては、導入部１２のカシ
メ部１３によってファイバジャケット９が固定されてい
る。さらに、前記ジャケットガイド６内では、光ファイ
バ８はジャケットガイド６内に充填された硬化した充填
材１５によって固定されている。なお、ジャケットガイ
ド６内の芯線１０は、直接充填材１５で固定されている
が、ファイバジャケット９と芯線１０との接着性が弱（
、ファイバジャケット９から芯線１０が抜は出易く、芯
線１０が座屈する可能性がある光ファイバ８の場合は、
ガラス管を前記ジャケットガイド６内に入れるとともに
、この芳ラス管内に芯線１０を入れるようにしてもよい
。

つぎに、半導体レーザ装置の製造方法、具体的にはパッ
ケージ３に固定されたガイド５に光ファイバ８を取り付
ける方法について説明する。

ガイド５に光ファイバ８を取り付ける場合、光ファイバ
８の先端のファイバジャケット９が所定の長さに亘って
除去される。この光ファイバ８は、芯１％１１０が露出
する先端側からガイド５、すなわち、ジャケットガイド
６の導入部１２に挿入される。芯線ｌＯの先端はファイ
バガイド７を抜けてパッケージ３内に延在する。この状
態で、最初にジャケットガイド６の導入部１２が、第２
図に示されるように、図示しないカシメ具によってカシ
メられ、光ファイバ８のファイバジャケット９はカシメ
部１３によってジャケットガイド６に固定（仮固定）さ
れる、この際、第３図に示されるように、ファイバジャ
ケット９の両側には、充填材注入路１４が形成される。

この充填材注入路１４は、ジャケットガイド６の導入部
１２とファイバジャケット９との間に比較的大きい空隙
を有するように構成されているため、太い流路となり、
後述する充填材注入時、充填材が流入し易くなる。

つぎに、光ファイバ８の芯線１Ｇ部分はファイバガイド
７の内端の斜面に被着されるソルダーｌｌによって固定
される。また、パッケージ３内に延在する光ファイバ８
の芯線１０の先端は、図示しないレーザダイオードチッ
プに対して位置決め固定される。また、光ファイバ８の
取り付けの前後には、ベース１内に各種の部品が搭載さ
れ、かつ電気的結線等が行われる。また、ベース１内へ
の各部品の搭載等の作業が終了すると、キャップ２がベ
ースｌに気密的に取り付けられる。

つぎに、ガイド５のジャケットガイド６内にレジンが注
入される。レジンの注入は第１図に示されるような方法
で行われる。

第１図に示されるように、半導体レーザ装置１６は、９
０度起立されてガイド５の露出端、すなわち、ジャケッ
トガイド６の導入部１２が上端に位置する姿勢とされる
。つぎに、ジャケットガイド６の上端にプラスチックか
らなる充填材注入用漏斗１７が取り付けられる。そして
、この充填材注入用漏斗１７内には充填材１５１．すな
わち、硬化して充填材１５となる液状のレジン（液状充
填材）１８が供給される。

つぎに、この半導体レーザ装置１６は鉛直にした状態で
真空装置１９内に収容される。この状態では、ジャケッ
トガイド６内等の中空部２０に空気が存在するため、レ
ジン１８は中空部２０内部には入らない、そこで、真空
装置１９のリークパルプ２１が閉じられるとともに、ロ
ータリポンプの如き真空ポンプ２２との間のパルプ２３
が開かれる。その後真空ポンプ２２が駆動させられ、真
空装置１９内は、たとえば、ＩＴｏ　ｒ　ｒ〜ｌ　Ｑ−
！Ｔｏｒｒの真空度とされる。

この結果、半導体レーザ装置１６のジャケットガイド６
の中空部２０内の空気は、真空化の作用によってレジン
１Ｂ中を気泡２４となって抜けてい（、これは、真空装
置１９内の気圧が低いことから、中空部２０の空気が膨
張して真空装置１９内に出るためである。中空部２０内
の空気かはほぼ完全に抜かれるまで、真空装置１９内の
空気を真空ポンプ２２で引きつづけた後、パルプ２３を
閉じる。

つぎに、中空部２０内全体にレジン１８が流れ込むよう
にするため、リークパルプ２１を開き、真空装置１９内
を大気圧（７６０Ｔｏｒｒ）にする、これによって、レ
ジン１８は中空部２０内全域に亘って入り込むことにな
る。すなわち、リークバルブ２１を開く前には、中空部
２０と真空装置１９内部の気圧は略同−（１〜１０−”
Ｔｏ　ｒ　ｒ）となっているが、リークバルブ２１が開
けられるとともに、真空装置１９の内部の気圧は徐々に
大気圧（７６０Ｔｏｒｒ）となり、中空部２０と気圧差
が生じる。この気圧差によって、充填材注入用漏斗１７
内のレジン１８が中空部２０内に流入（第１図ではレジ
ン１８は点々で示されている。

）されることになる。

つぎに、前記充填材注入用漏斗１７は切断除去されると
ともに、残留付着するレジン１８は拭き取られる。

つぎに、充填されたレジン１８は５０℃〜１００℃程度
の温度でキュアーされるため、硬化した充填材１５とな
る。

この真空処理によって、レジン１８が中空部２０全域に
すきまなく充填されるため、ガイド５内への水分の侵入
を断つことができ、より優れた耐湿性の向上が図れると
ともに光ファイバ８の機械的強度の向上が達成できる。

また、このレジン注入作業はコンパクトなロータリポン
プの如き真空ポンプを使用するため、作業性や保持も容
易である。さらに、装置全体も小型である。

このような方法によれば、光ファイバ８はガイド５の導
入部１２で仮固定された状態でレジン注入が行われるこ
とから、光ファイバ８が捩れたりすることもな（、光フ
ァイバ８の断線等の損傷が生じない。

また、このような半導体レーザ装置１６にあっては、芯
線１０は充填材Ｉ５に取り巻かれているため、機械的強
度も高くなる。

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の製造方法によれば、
光ファイバをガイドに取り付ける際、ジャケットガイド
の導入部部分のカシメによってファイバジャケットが固
定され、特に光ファイバの仮固定のための治具は使用し
ないことから、作業性が向上す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の
製造方法にあっては、ファイバジャケットはジャケット
ガイドの導入部のカシメで固定されるが、このカシメ時
、前記導入部の内径がファイバジャケットの外径に比較
して大きくしであることから、カシメによって比較的太
い充填材注入路が形成されるため、カシメられても、効
率的にレジンが流入し、確実なレジン注入が行え、光フ
ァイバの固定性能が高いという効果が得られる。

（３）本発明の製造方法によって製造された半導体レー
ザ装置は、ガイド内の芯線部分は、硬化したレジンによ
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々なり
、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（３）により、本発明の製造方法によって製
造された半導体レーザ装置にあっては、光ファイバの取
付は部分における露出する芯線部分はレジンによって保
護されているため、外気に含まれる水分およびガス等に
起因する芯線部分の腐食が防止でき、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。

（５）上記（１）〜（４）により、本発明によれば、高
品質でかつ信幀度の高い半導体レーザ装置を高能率で製
造できるため、生産コストの低減が達成できるという相
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、前記実施例で
は、半導体レーザ装置の例を説明したが、受光素子を内
蔵する構造の光電子装置で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、半導体レーザの代
わりに発光ダイオード、半導体レーザ部を有する集積化
光デバイスのチップ（光素子）、受光素子等のチップ（
光素子）と光ファイバとを組み込んだ光電子装置製造技
術などに適用できる。

本発明は少な（とも光ファイバを組み込んだ光電子装置
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。

本発明の光ファイバ付半導体レーザ装置の製造にあって
は、あらかじめ、光ファイバを挿入するガイドであるジ
ャケットガイドの挿入端の内径を光ファイバのジャケッ
ト外径よりも大きくして導入部を設けであることから、
導入部のカシメ時太い充填材注入路が形成されるため、
レジン注入が確実となり、信鯨度の高い半導体レーザ装
置を製造することができる。また、ガイド内にレジンを
注入するに先立って、ジャケットガイドの導入部をカシ
メてジャケットガイド内に挿入された光ファイバを仮固
定することから、光ファイバ仮固定のために治具等を使
用することもなく作業性が向上する。また、治具を使用
しないため、治具使用に起因する光ファイバ屈曲に基づ
く断線不良もなくなり、歩留りの向上も達成できる。

【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付半導体レ
ーザ装置の製造における充填材の充填状態を示す断面図
、 第２図は同じく光ファイバのカシメ固定状態を示す一部
の断面図、 第３図は同じく拡大断面図である。 １・・・ベース、２・・・キャップ、３・・・パッケー
ジ、４・・・リード、５・・・ガイド、６・・・ジャケ
ットガイド、７・・・ファイバガイド、８・・・光ファ
イバ、９・・・ファイバジャケット、１０・・・芯線、
１１・・・ソルダー、１２・・・導入部、１３・・・カ
シメ部、１４・・・充填材注入路、１５・・・充填材、
１６・・・半導体レーザ装置、１７・・・充填材注入用
漏斗、１８・・・レジン、１９・・・真空装置、２０・
・・中空部、２１・・・リークバルブ、２２・・・真空
ポンプ、２３・・・パルプ、２４・・第　　　１　　図 第　　２　　図 第　　３　　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、光素子を内蔵したパッケージに取り付けられた筒状
   のガイドと、このガイド内に挿入された光ファイバと、
   前記ガイド内に真空充填されかつ光ファイバとガイドと
   を固定する充填材と、を有する構造の光電子装置の製造
   方法であって、前記ガイドの導入部を光ファイバの外径
   よりも大きい内径の導入部に形成する工程と、前記導入
   部への光ファイバ導入後光ファイバ周縁に部分的に充填
   材注入路が残存するように導入部をカシメて光ファイバ
   を固定する工程と、前記充填材注入路を介して上記ガイ
   ド内に充填材を注入する工程と、前記充填材を硬化させ
   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。