JPH01158406A - 光半導体アセンブリの製造方法 - Google Patents
光半導体アセンブリの製造方法Info
- Publication number
- JPH01158406A JPH01158406A JP62318030A JP31803087A JPH01158406A JP H01158406 A JPH01158406 A JP H01158406A JP 62318030 A JP62318030 A JP 62318030A JP 31803087 A JP31803087 A JP 31803087A JP H01158406 A JPH01158406 A JP H01158406A
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- JP
- Japan
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- optical semiconductor
- optical
- flange
- solder layer
- solder
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- Pending
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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】
」−−１
光通信又は光伝送の分野で使用される光半導体モジュー
ルの構成要素である光半導体アセンブリの製造方法に関
し、 長期間安定して高い光結合効率を得ることを目的とし、 レンズホルダの円環状のフランジと光半導体チップの載
置台とを半田付けしてなる光半導体アンセンブリの製造
方法において、前記フランジ及び載置台間に円環状の半
田層を介在させ、前記フランジに沿ってレーザ光を照射
して前記半田層を溶融させるようにして構成する。
ルの構成要素である光半導体アセンブリの製造方法に関
し、 長期間安定して高い光結合効率を得ることを目的とし、 レンズホルダの円環状のフランジと光半導体チップの載
置台とを半田付けしてなる光半導体アンセンブリの製造
方法において、前記フランジ及び載置台間に円環状の半
田層を介在させ、前記フランジに沿ってレーザ光を照射
して前記半田層を溶融させるようにして構成する。
ＬｌＬ立五貝１１
本発明は、光通信又は光伝送の分野で使用される光半導
体モジュールの構成要素である光半導体アセンブリの製
造方法に関する。
体モジュールの構成要素である光半導体アセンブリの製
造方法に関する。
光ファイバを光伝送路として使用する例えば光通信シス
テムにおいては、半導体レーザ（ＬＤ）及び発光ダイオ
ード（ＬＥＤ）等の光半導体素子の出射光を光フアイバ
内に導入するために、光半導体素子と光フアイバ入射端
面とを所定の位置関係で固定しこれらの間に集光用のレ
ンズを設けた光半導体モジュールが使用される。この種
の光半導体モジュールにおいては、構成部品相互間の位
置関係が直接的に光結合効率に影響を及ぼすから、各構
成部品は１μｍ以下という極めて高い精度で位置決めさ
れることが要求される。また、長期間この位置決め精度
が維持されることが要求される。
テムにおいては、半導体レーザ（ＬＤ）及び発光ダイオ
ード（ＬＥＤ）等の光半導体素子の出射光を光フアイバ
内に導入するために、光半導体素子と光フアイバ入射端
面とを所定の位置関係で固定しこれらの間に集光用のレ
ンズを設けた光半導体モジュールが使用される。この種
の光半導体モジュールにおいては、構成部品相互間の位
置関係が直接的に光結合効率に影響を及ぼすから、各構
成部品は１μｍ以下という極めて高い精度で位置決めさ
れることが要求される。また、長期間この位置決め精度
が維持されることが要求される。
１泉立盈Ｉ
第８図は従来の一般的な光半導体モジュールの断面構成
図である。レンズ５１及び光半導体索子５２を具備する
光半導体アセンブリ５３と、光ファイバ５５が挿入固定
されたフェルール５６及びレンズ５４を円筒状部材５７
に挿入固定してなる光フアイバアセンブリ５９とを、ケ
ース５８を介して対向配置したものである。この構造に
より、光半導体素子５２、レンズ５１．５４及び光ファ
イバ５５の端面を所定の位置関係で位置決めすることが
できる。
図である。レンズ５１及び光半導体索子５２を具備する
光半導体アセンブリ５３と、光ファイバ５５が挿入固定
されたフェルール５６及びレンズ５４を円筒状部材５７
に挿入固定してなる光フアイバアセンブリ５９とを、ケ
ース５８を介して対向配置したものである。この構造に
より、光半導体素子５２、レンズ５１．５４及び光ファ
イバ５５の端面を所定の位置関係で位置決めすることが
できる。
第９図は、上記光半導・体アセンブリの従来の製造方法
説明図である。レンズ５１が固定されたレンズホルダ６
１と光半導体素子５２°が固定された載置台６２とを図
示しない半田層を介して密着し、この密着部分を高周波
加熱用ワークコイル６３で銹導加熱することによって無
接触で半田付けを行なうものである。
説明図である。レンズ５１が固定されたレンズホルダ６
１と光半導体素子５２°が固定された載置台６２とを図
示しない半田層を介して密着し、この密着部分を高周波
加熱用ワークコイル６３で銹導加熱することによって無
接触で半田付けを行なうものである。
発明が解決しようとする問題点
第９図に示される従来方法では、レンズホルダ６１を載
置台６２に対して位置調整することにより光軸調整を行
なって、光結合効率が最大となるようにすることが可能
である。しかし、レンズ５１と光半導体素子５２の離間
距離は極めて微小（例えば２５μｍ）であるから、固定
後にレンズホルダ６１に僅かでも経時的な位置ずれが生
じると、光結合効率が低下するという問題があった。
置台６２に対して位置調整することにより光軸調整を行
なって、光結合効率が最大となるようにすることが可能
である。しかし、レンズ５１と光半導体素子５２の離間
距離は極めて微小（例えば２５μｍ）であるから、固定
後にレンズホルダ６１に僅かでも経時的な位置ずれが生
じると、光結合効率が低下するという問題があった。
本発明はこのような問題点に鑑みて創作されたもので、
長期間安定して高い光結合効率を得ることを目的として
いる。
長期間安定して高い光結合効率を得ることを目的として
いる。
問題、を解決するための手段
上記光結合効率の経時的な変動を調査したところ、半田
付は部分にクリープが生じていることがその原因である
と判明した。すなわち、従来方法であると高周波加熱用
ワークコイルの形状の不均一性から加熱温度が半田付は
部分内でばらつき、このため半田固化部分の冷却時に発
生する残留熱応力がクリープを生じさせ、光結合効率の
低下をきたしていたものである。従って、クリープの発
生を防止するためには、半田付は部分の均等な加熱が有
効である。
付は部分にクリープが生じていることがその原因である
と判明した。すなわち、従来方法であると高周波加熱用
ワークコイルの形状の不均一性から加熱温度が半田付は
部分内でばらつき、このため半田固化部分の冷却時に発
生する残留熱応力がクリープを生じさせ、光結合効率の
低下をきたしていたものである。従って、クリープの発
生を防止するためには、半田付は部分の均等な加熱が有
効である。
第１図は本発明の原理図である。本発明の光半導体アセ
ンブリの製造方法は、レンズホルダ１の円環状のフラン
ジ２と光半導体デツプ３の載置台４とを半田付けしてな
る光半導体アンセンブリの製造方法において、前記フラ
ンジ２及び載置台４間に円環状の半田１５を介在させ、
前記フランジ２に沿ってレーザ光を照射して前記半田層
５を溶融させるようにして構成される。
ンブリの製造方法は、レンズホルダ１の円環状のフラン
ジ２と光半導体デツプ３の載置台４とを半田付けしてな
る光半導体アンセンブリの製造方法において、前記フラ
ンジ２及び載置台４間に円環状の半田１５を介在させ、
前記フランジ２に沿ってレーザ光を照射して前記半田層
５を溶融させるようにして構成される。
１−一一里
本発明方法では、レンズホルダのフランジに沿って、つ
まり例えば第１図中矢印で示される方向にレーザ光を照
射して半田層を溶融させるようにしているから、半田付
は部分は均等に加熱され、したがって当該部分への残留
熱応力の発生が防止される。その結果、固化した半田に
クリープが生じることが防止され、光結合効率の経時的
な変化のおそれがなくなる。
まり例えば第１図中矢印で示される方向にレーザ光を照
射して半田層を溶融させるようにしているから、半田付
は部分は均等に加熱され、したがって当該部分への残留
熱応力の発生が防止される。その結果、固化した半田に
クリープが生じることが防止され、光結合効率の経時的
な変化のおそれがなくなる。
友−Ｌｌ
以下本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
第２図は、光半導体チップが固定される載置台の斜視図
である。ＬＤチップ１１を、放熱用及び接地電極用の支
°持部材１２を介して載置台１３上に固定したものであ
る。載置台１３の材質としては、半田付は性を良好なら
しめるためにＮｉ、Ａｕメツキを施したコバール等の熱
膨脹係数の小さな金薦材を用いることができる。
である。ＬＤチップ１１を、放熱用及び接地電極用の支
°持部材１２を介して載置台１３上に固定したものであ
る。載置台１３の材質としては、半田付は性を良好なら
しめるためにＮｉ、Ａｕメツキを施したコバール等の熱
膨脹係数の小さな金薦材を用いることができる。
第３図は本発明の実施に使用することのできるレンズホ
ルダの断面図である。円環状のフランジ２１を有する概
略円筒形状のレンズホルダ２２には、出射光取出し用の
穴２３に球状のレンズ２４が例えば圧入することによっ
て固定されている。
ルダの断面図である。円環状のフランジ２１を有する概
略円筒形状のレンズホルダ２２には、出射光取出し用の
穴２３に球状のレンズ２４が例えば圧入することによっ
て固定されている。
第４図は本発明の実施に使用することのできるファイバ
ガイドの断面図、第５図は同図中ｖ−ｖ線に沿った断面
図、第６図はＶＩ−ＶＩ線に沿った断面図である。複数
の光ファイバ３２を束ね、これを伸縮自在で且つ可撓性
を有する被覆材３１で被覆し、一端側から概略円錐形状
の成形部材３３を挿入して当該端側における光ファイバ
束の断面形状を円環状としたものである。このようなフ
ァイバガイド３０の構成によれば、導波光は各光ファイ
バ３２に沿って進行するから、出射光ビームを円環状の
ものとすることができる。
ガイドの断面図、第５図は同図中ｖ−ｖ線に沿った断面
図、第６図はＶＩ−ＶＩ線に沿った断面図である。複数
の光ファイバ３２を束ね、これを伸縮自在で且つ可撓性
を有する被覆材３１で被覆し、一端側から概略円錐形状
の成形部材３３を挿入して当該端側における光ファイバ
束の断面形状を円環状としたものである。このようなフ
ァイバガイド３０の構成によれば、導波光は各光ファイ
バ３２に沿って進行するから、出射光ビームを円環状の
ものとすることができる。
第７図は本発明の実施例を示す半田付は工程の説明図で
ある。この実施例では、載置台１３とレンズホルダ２２
とを円環状ｌｌｌ５半田４１を介して密着させ、この状
態で光軸調整を行なった侵に、レンズホルダのフランジ
２１又は円環状薄膜半田４１に沿ってレーザ光を照射し
て、半田付けを行なうようにしている。このような円環
状部位へのレーザ光の照射は、例えばレーザ光源として
ＹＡＧレーザ４２を用い、その出射光を第４図乃至第６
図に示されるファイバガイド３０及び凸レンズ４３を介
して狭縮幅な円環状パターンに集光して照射することに
より可能である。一般に、第５図におけるファイバ断面
内の光パワー分布が均一であれば、第６図におけるファ
イバ断面内の光パワー分布も均一となるから、円環状半
田付は部分がその円周方向に沿って均等に加熱されるも
のである。
ある。この実施例では、載置台１３とレンズホルダ２２
とを円環状ｌｌｌ５半田４１を介して密着させ、この状
態で光軸調整を行なった侵に、レンズホルダのフランジ
２１又は円環状薄膜半田４１に沿ってレーザ光を照射し
て、半田付けを行なうようにしている。このような円環
状部位へのレーザ光の照射は、例えばレーザ光源として
ＹＡＧレーザ４２を用い、その出射光を第４図乃至第６
図に示されるファイバガイド３０及び凸レンズ４３を介
して狭縮幅な円環状パターンに集光して照射することに
より可能である。一般に、第５図におけるファイバ断面
内の光パワー分布が均一であれば、第６図におけるファ
イバ断面内の光パワー分布も均一となるから、円環状半
田付は部分がその円周方向に沿って均等に加熱されるも
のである。
この実施例では、円環状薄膜半田４１としてＰｂ−８ｎ
共晶半田（融点１８３℃）を用い、ＹＡＧレーザ４２の
出力を８０Ｗにして６秒間のレーザ光照射を行なったと
ころ、半田の溶融及び凝固について円周方向における時
間的なばらつきは認められなかった。また、得られた光
半導体アセンブリを用いて例えば第８図に示されるよう
な勺ジュールを構成し、このモジュールについて一１０
℃〜＋６０℃の熱サイクル試験（合計で２００サイクル
）を行なったところ、光結合効率の低下は１０サンプル
について全て０．２ｄＢ以内であった。
共晶半田（融点１８３℃）を用い、ＹＡＧレーザ４２の
出力を８０Ｗにして６秒間のレーザ光照射を行なったと
ころ、半田の溶融及び凝固について円周方向における時
間的なばらつきは認められなかった。また、得られた光
半導体アセンブリを用いて例えば第８図に示されるよう
な勺ジュールを構成し、このモジュールについて一１０
℃〜＋６０℃の熱サイクル試験（合計で２００サイクル
）を行なったところ、光結合効率の低下は１０サンプル
について全て０．２ｄＢ以内であった。
従来方法では同一試験条件で光結合効率が０．２ｄＢ以
上変化するものがしばしば見られたことを考慮すると、
本発明方法の有意性は明らかである。
上変化するものがしばしば見られたことを考慮すると、
本発明方法の有意性は明らかである。
発明の効果
以上詳述したように、本発明によれば、レーザ光により
半田付は部分を均等に加熱しているので、半田固化後の
クリープ現象に起因する光軸ず□れが防止され、その結
果長期間安定して高い光結合効率を有する光半導体アセ
ンブリの提供が可能になるという効果を奏する。
半田付は部分を均等に加熱しているので、半田固化後の
クリープ現象に起因する光軸ず□れが防止され、その結
果長期間安定して高い光結合効率を有する光半導体アセ
ンブリの提供が可能になるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の原理図、
第２図は本発明の実施例図であって、ＬＤチップが固定
された載置台の斜視図、 第３図は本発明の実施例を示すレンズホルダの断面図、 第４図は本発明の実施に使用することのできるファイバ
ガイドの断面図、 第５図は第４図におけるｖ−ｖ線に沿った断面図、 第６図は第４図におけるＶＩ−ＶＩ線に沿った断面図、 第７図は本発明の実施例を示す半田付は工程の説明図、 第８図は従来の一般的な光半導体モジュールの断面構成
図、 第９図は光半導体アセンブリの従来の製造方法説明図で
ある。 １．２２・・・レンズホルダ、 ２．２１・・・フランジ、 ３・・・光半導体チップ、 ４．１３・・・載置台、 ５・・・半田層、 １１・・・ＬＤチップ、 ２４・・・レンズ、 ３０・・・ファイバガイド、 ３２・・・光ファイバ、 ４１・・・円環状薄膜半田、 ４２・・・ＹＡＧレーザ。 奄尤明の源環凹 第１図 聯（ａ イフ”リ ６ｑ 第２図 ２２：レンス°ホルダ 今Ｃ１Ｅ１． イ１［リ 図 第３図 ３゜ ジ（１克 イ列 ＩＩ 第４図 う（Ｊヒ、イフ１Ｊ β口
李（１省已イ列 １り第５図 第６
図 慢ｅ−１１，ｈ イ列 Ｂ］ 第７図
された載置台の斜視図、 第３図は本発明の実施例を示すレンズホルダの断面図、 第４図は本発明の実施に使用することのできるファイバ
ガイドの断面図、 第５図は第４図におけるｖ−ｖ線に沿った断面図、 第６図は第４図におけるＶＩ−ＶＩ線に沿った断面図、 第７図は本発明の実施例を示す半田付は工程の説明図、 第８図は従来の一般的な光半導体モジュールの断面構成
図、 第９図は光半導体アセンブリの従来の製造方法説明図で
ある。 １．２２・・・レンズホルダ、 ２．２１・・・フランジ、 ３・・・光半導体チップ、 ４．１３・・・載置台、 ５・・・半田層、 １１・・・ＬＤチップ、 ２４・・・レンズ、 ３０・・・ファイバガイド、 ３２・・・光ファイバ、 ４１・・・円環状薄膜半田、 ４２・・・ＹＡＧレーザ。 奄尤明の源環凹 第１図 聯（ａ イフ”リ ６ｑ 第２図 ２２：レンス°ホルダ 今Ｃ１Ｅ１． イ１［リ 図 第３図 ３゜ ジ（１克 イ列 ＩＩ 第４図 う（Ｊヒ、イフ１Ｊ β口
李（１省已イ列 １り第５図 第６
図 慢ｅ−１１，ｈ イ列 Ｂ］ 第７図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （１）レンズホルダ（１）の円環状のフランジ（２）と
光半導体チップ（３）の載置台（４）とを半田付けして
なる光半導体アンセンブリの製造方法において、 前記フランジ（２）及び載置台（４）間に円環状の半田
層（５）を介在させ、 前記フランジ（２）に沿ってレーザ光を照射して前記半
田層（５）を溶融させるようにしたことを特徴とする光
半導体アセンブリの製造方法。 （２）前記レーザ光の照射は、光ファイバ （３２）の出射端側を円環断面状に整列してなるファイ
バガイド（３０）を介して行なわれることを特徴とする
特許請求の範囲第１項記載の光半導体アセンブリの製造
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62318030A JPH01158406A (ja) | 1987-12-15 | 1987-12-15 | 光半導体アセンブリの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62318030A JPH01158406A (ja) | 1987-12-15 | 1987-12-15 | 光半導体アセンブリの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01158406A true JPH01158406A (ja) | 1989-06-21 |
Family
ID=18094712
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62318030A Pending JPH01158406A (ja) | 1987-12-15 | 1987-12-15 | 光半導体アセンブリの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01158406A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010507911A (ja) * | 2006-10-24 | 2010-03-11 | カール・ツァイス・エスエムティー・アーゲー | 光学素子をフレームに結合するための方法および装置 |
| WO2022268458A1 (de) * | 2021-06-23 | 2022-12-29 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zum herstellen eines kameramoduls |
-
1987
- 1987-12-15 JP JP62318030A patent/JPH01158406A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010507911A (ja) * | 2006-10-24 | 2010-03-11 | カール・ツァイス・エスエムティー・アーゲー | 光学素子をフレームに結合するための方法および装置 |
| US8705006B2 (en) | 2006-10-24 | 2014-04-22 | Carl Zeiss Smt Gmbh | Method and device for connecting an optical element to a frame |
| US9604299B2 (en) | 2006-10-24 | 2017-03-28 | Carl Zeiss Smt Gmbh | Method and device for connecting an optical element to a frame |
| WO2022268458A1 (de) * | 2021-06-23 | 2022-12-29 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zum herstellen eines kameramoduls |
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