JPH01210912A

JPH01210912A - 光半導体コリメータの固定方法

Info

Publication number: JPH01210912A
Application number: JP63036007A
Authority: JP
Inventors: Mitsuru Yumoto; 満湯本; Takashi Yokota; 横田　隆
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1988-02-18
Filing date: 1988-02-18
Publication date: 1989-08-24

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】概　　　要光半導体素子とこの光半導体素子から出射した光をコリ
メートし又はこの光半導体素子に入射する光を集光する
レンズとを有してなる光半導体コリメータの固定方法に
関し、光半導体コリメータの機械的な固定及び電気的な接続を
簡易に且つ確実に行なうことを目的とし、レンズとこの
レンズの概略焦点位置にその発光部又は受光部が位置す
る光半導体素子とを有する光半導体コリメータを、Ｖ字
溝を有する位置決め治具により、半田を介して基板上に
位置決め保持し、上記光半導体コグメータ及び上記基板
を一体的に加熱して上記半田を溶融・凝固させて、上記
光半導体コリメータを上記基板に固定するに際して、上
記位置決め治具と一体的に端子抑圧部分を形成し、この
端子押圧部分により、上記光半導体コリメータからその
光軸方向に突出する端子を折り曲げて、この端子の先端
部近傍を、上記基板、Ｅの配線パターンに半田を介して
圧着し、上記一体的な加熱によりこの半田を溶融・凝固
させて、上記端子を上記配線パターンに接続して構成す
る。

産業上の利用分野本発明は、光半導体素子とこの光半導体素子から出射し
た光をコリメートし又はこの光半導体素子に入射する光
を集光するレンズとを有してなる光半導体コリメータの
固定方法に関する。

光通信システムを構築する場合には、光送信機、光受信
機を初めとして、光スィッチ、光カプラ及び光合分波器
等の種々の光デバイスが必要とされる。光デバイスの基
本的形態の一つとして、平坦面を有する基板上に各種光
学部品を載置固定してなるバルク型のものがある。第６
図は、双方向光通信に用いることのできるバルク型の光
送受信機の構成図である。１２は光ファイバ１４の端部
とコリメート・集光レンズを保持固定してなるファイバ
フリメータ、１６はフィルタ膜１８を有するガラスブロ
ック、２０はＰＤ（フォトダイオード）チップと集光レ
ンズを保持固定してなるＰＤコリメータ、２２はＬＥＤ
　（発光ダイオード）チップとコリメートレンズを保持
固定してなるＬＥＤコリメータ、２４は電気回路であり
、それぞれ基板２６上に取付けられ又は一体的に形成さ
れている。

ファイバコリメータ１２から出射されフィルタ膜１８を
透過した光は、ＰＤコリメータ２０により光−電気変換
される。また、送信信号に基づいて電気−光変換された
ＬＥＤコリメータ２２の出射光は、フィルタＷ４１８で
反射してファイバコリメータ１２に入射される。このよ
うな光デバイスにおいては、基板２６上に載置固定され
た各光学部品の相対内位１！ｌＩＱ係が直接的に光結合
効率に影響をおよぼすから、各光学部品は精度良く位置
決め固定されている必要があり、また、製造技術面から
は、ＰＤコリメータ及びＩ−Ｅ　Ｄコリメータ等の光半
導体コリメータについては、機械的な固定精度が高いだ
けでなく、電気回路との接続が容易であることが要求さ
れる。

従来の技術１７図は、光半導体コリメータの基板への従来の固定方
法を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）はその側面
図である。光半導体コリメータ２７を、ペースト半田等
の半田１１３２を介して基板２８に形成された図示しな
い金属層上に載置し、Ｖ字溝３０ａを有する位置決め治
具３０により位置決めを行ない、これら全体を例えばホ
ットプレートにより加熱することで半田層３２を溶融さ
せ、半田付けによる固定を行なうものである。このよう
な方法によれば、各光学部品に応じてｖ字溝を位置決め
治具に設けておくことにより、各光学部品間の相対的位
！！関係を満足した状態での機械的な固定が可能となる
。

第８図は、上記方法により機械的に固定された光半導体
コリメータの電気的な接続を説明するための図である。

光半導体コリメータ２７の端子３４を折り曲げてその先
端を基板２８上に形成された図示しない配線パターンに
当接させておき、これらをホットプレート４０により機
械的な半田付は部分３２′が溶融しない程度の例えば１
００℃まで加熱し、半田ごて３６で電気的な接続のため
の半田付は部３８を形成するものである。ここで、ホッ
トプレート４０による加熱を行なっているのは、基板２
８がセラミックスである場合に、半田ごて３６による局
部的な加熱から基板２８に割れが生じることを防止する
ためである。

明が解決しようとする課題しかしながら、上記従来方法であると、光半導体コリメ
ータの機械的な固定及び電気的な接続をそれぞれ別途に
行なう必要があるので、製造作業工程が複雑化するとい
う問題があった。また、作業を簡略化するために、電気
的な接続に際してホットプレートによる加熱を省略する
と、上述したように基板に割れが生じたり、電気的な接
続が不確実になる場合がある等の問題を生じていた。

本発明はこのような技術的課題に鑑みて創作されたもの
で、光半導体コリメータの機械的な固定及び電気的な接
続を簡易に且つ確実に行なうことを目的としている。

課題を解決するための手段本発明方法は、光半導体コリメータと基板の機械的な固
定を半田付けにより行なっていることに着目し、この半
田付けのための加熱により光半導体コリメータの端子を
半田付けし、固定・接続の簡略化を図ったものである。

すなわち、本発明の光半導体コリメータの固定方法は、
その原理図が第１図に示されるように、レンズ１とこの
レンズ１の概略焦点位置にその発光部又は受光部が位置
する光半導体素子２とを有する光半導体コリメータ３を
、Ｖ字溝４を有する位置決め治具５により、半田６を介
して基板７上に位置決め保持し、上記光半導体コリメー
タ３及び上記基板７を一体的に加熱して上記半田６を溶
融・凝固させて、上記光半導体コリメータ３を上記基板
７に固定するに際して、上記位置決め治具と一体的に端
子押圧部分を形成し、この端子押圧部分により、上記光
半導体コリメータ３からその光軸方向に突出する端子９
を折り曲げて、この端子９の先端部近傍を、上記基板７
上の配線パターン１０に半田１１を介して圧着し、上記
一体的な加熱によりこの半田１１を溶融・凝固させて、
上記端子９を上記配線パターン１０に接続するようにし
たものである。

作　　　用本発明の構成において、位置決め治具と一体的に形成さ
れる端子押圧部分により光半導体コリメータの端子を折
り曲げているのは、Ｖ字溝（位置決め治具）により光半
導体コリメータの位置決めを行なうに際して位置決め治
具が基板に対して所定の位置関係にあることを利用して
、端子の先端部近傍を基板上の所定位置に形成される配
線パターンに押し付けるためである。端子を配線パター
ンに押し付けておけば、全体加熱により端子と配線パタ
ーン間に介在する半田が溶融して、端子の半田付けがな
される。このように、本発明では、光半導体コリメータ
の基板との機械的な固定及び端子の電気的な接続が単一
の工程により達成されるから、端子の電気的な接続のた
めに別途基板を加熱する必要がなく、作業が簡略かされ
、また、基板の局部的な加熱による割れのおそれがなく
確実な接続が可能となる。

実　　施　　例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、本発明の実施に使用することのできる位置決
め治具の斜視図である。位置決め治具４２の平板状部分
にはＶ字溝４３が形成されており、このＶ字溝４３の端
部には端子押圧部分４４が位置決め治具４２と一体的に
形成されている。端子押圧部分４４の平坦面には、固定
すべき光半導体コリメータの端子数に応じた数（この実
施例では４）の溝部４５が形成されている。端子抑圧部
分４４の材質としては、半田付は温度で変形することが
なく、且つ、溶融半田のぬれ性が良好でない５ＵＳ３０
３等のステンレス鋼、テフロン等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光半導
体コリメータの断面図（ａ）、背面図（ｂ）である。こ
の光半導体コリメータ４７は、ＬＤチップ等の光半導体
素子４８とこの光半導体素子４８に電気的に接続される
端子５０とが固定保持されるステム５２を、レンズ５４
が圧入固定されるレンズホルダ５６に挿入し、所定の光
学的条件を満足する位置にて両部材を一体化固定して構
成されている。レンズホルダ５６は、半田付は可能な金
属から形成されるか、そうでない場合には、その表面に
半田付は可能な金Ｒ層を有している。

第４図は、上記光半導体コリメータ４７を、位置決め治
具４２のｖ字溝４３に載置した状態を示す平面図である
。光半導体コリメータ４７をその円柱状筐体側面にてＶ
字溝４３の両壁面に当接させ、光半導体コリメータ４７
の光軸方向に突出している端子５０を湾曲させて端子押
圧部分の溝部４５に係止させたものである。この実施例
では、端子数に応じて溝部４５を形成しているので、各
端子をそれぞれ所定の位置に位置させることができる。

第５図は、光半導体コリメータ４７を固定すべき基板６
２を、第４図に示される光半導体コリメータ４７及び端
子押圧部分４４に押付けた状態で位置決め治具４２と平
行に支持し、基板６２を下側にしてホットプレート６４
上で全体加熱を行なっているときの正面図（ａ）、側面
図（ｂ）、拡大側面図（Ｃ）である。６６は基板６２上
の光半導体コリメータ４７を固定すべき部分に形成され
た金属層、６８は金属層６６と光半導体コリメータ４７
間に介在させたペースト半田である。また、それぞれの
端子５０が電気的に接続されるべき配線パターン７０が
金属Ｊｉ！６６と同様の手段により基板６２上に形成さ
れており、この配線パターン７０と端子５０間にはペー
スト半田田７２が介在している。基板６２の材質として
はアルミナ等のセラミックスを用いることができ、金属
層６６及び配線パターン７０は、金（Ａｕ）等の半田付
は可能な金属を蒸着等の薄膜形成技術により形成して得
ることができる。

このような位置関係で各部材を配置して半田付けを行な
う場合には、光半導体コリメータ４７を基板６２上の所
定位置に精度良く位置させるために、位置決め治具４２
をある程度の力で基板６２側に押付けることが要求され
る。このときの押圧力は、端子押圧部分４４を介して、
端子５０を配線パターン７０に密着させる方向に作用す
るから、端子５０及び配線パターン７０についても良好
な半田付けが行なわれるものである。

なお、第４図及び第５図においては、光半導体コリメー
タが単一であるとして図示されているが、実際には複数
の光学部品に対応して位置決め治具にＶ字溝を形成し、
各光学部品を同時に半田付けするようにしているので、
このような場合には、ことさら位置決め治具を基板に対
して平行に支持することなく、当該平行状態及び各光学
部品の良好な位ｉｍ係が達成されるものである。

発明の効果以上詳述したように、本発明によれば、光半導体コリメ
ータの機械的な固定及びその端子の電気的な接続を単一
の工程により行なうことができるので、製造作業が簡略
化されるという効果を奏する。また、上記固定及び接続
のために全体加熱を行なっているので、基板の割れが防
止され、確実な固定及び接続が可能になるという効果も
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理図、第２図乃至第５図は本発明の実施例を示す図、第６図乃
至第８図は従来技術を示す図である。１．５４・・・レンズ、２．４８・・・光半導体素子、３．４７・・・光半導体コリメータ、４．４３・・・Ｖ字溝、５．４２・・・位置決め治具、　６．１１・・・半田、
７．６２・・・基板、８．４４・・・端子押圧部分、　９，５０・・・端子、
１０．７０・・・配線パターン、６８．７２・・・ペースト半田。９・切子第１図ス　プ吻巳　イダＩｊ　　β０第２図４７：　老１午尊イ茶フリメータ９（化　イ列　圓第３図寧（プ々巳　イ列　　β］第４図

Claims

【特許請求の範囲】レンズ（１）とこのレンズ（１）の概略焦点位置にその
発光部又は受光部が位置する光半導体素子（２）とを有
する光半導体コリメータ（３）を、Ｖ字溝（４）を有す
る位置決め治具（５）により、半田（６）を介して基板
（７）上に位置決め保持し、上記光半導体コリメータ（
３）及び上記基板（７）を一体的に加熱して上記半田（
６）を溶融・凝固させて、上記光半導体コリメータ（３
）を上記基板（７）に固定するに際して、上記位置決め治具（５）と一体的に端子押圧部分（８）
を形成し、この端子押圧部分（８）により、上記光半導体コリメー
タ（３）からその光軸方向に突出する端子（９）を折り
曲げて、この端子（９）の先端部近傍を、上記基板（７
）上の配線パターン（１０）に半田（１１）を介して圧
着し、上記一体的な加熱によりこの半田（１１）を溶融・凝固
させて、上記端子（９）を上記配線パターン（１０）に
接続することを特徴とする光半導体コリメータの固定方
法。