JPH02235592A - 光モジュールのレーザ溶接固定構造 - 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】 〔概　要〕 光モジュールのレーザ溶接固定構造に関し、半導体チッ
プを内蔵したパッケージ自体の気密構造を不要となし、
しかも光ファイバを固定したファイバホルダをパッケー
ジに対してレーザ溶接により確実に密封・固定すること
が可能である光モジュールのレーザ溶接固定構造を提供
することを目的とし、 光ファイバを固定したファイバホルダの外周を光モジュ
ールの光半導体チップを内蔵したパッケージにレーザ溶
接するレーザ溶接固定構造において、上記ファイバホル
ダに、これを上記パッケージに仮固定するための上記パ
ッケージの対応接合面に開口する少なくとも１つの半田
剤充填用の貫通孔を形成するように構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、光半導体チップを内蔵したパッケージと、光
ファイバを固定したファイバホルダとをレーザにて接合
するレーザ溶接固定構造に関する。

〔従来の技術〕

光（発光又は受光）モジュールを構成する、光半導体チ
ップを内蔵したパッケージと光ファイバを固定したファ
イバホルダとを結合するに際して、信鎖性の高いレーザ
溶接にてファイバホルダをバッケージに固定するのが一
般的である。この従来の固定構造を第４及び５図を参照
して説明する。

５０はファイバホルダ（図ではフランジ付円筒の形態を
している）、６０はパッケージであり、ホルダ５０の中
心孔には光ファイバ５１が挿入・固定されると共に、例
えば集光用のレンズ５２が配置される。これらホルダ５
０及びパフケージ６０はそれぞれ治具７０　．　７１に
セットされ、パッケージ６０を基準にしてホルダ５０が
図示しないいわゆるＸＹ微動装置（Ｘ−Ｙステージ）及
び治具７０を介してパッケージ６０方向に押圧されなが
ら位置決めされる。この位置決めは光ファイバ５１とパ
ッケージ６０内の光半導体チソブ６１との光軸位置関係
を確保するものであり、両者の光・電気信号をモニタす
ることにより行われる。

そして、ホルダ５０及びバッケージ６０の位置決め後に
両者はレーザ溶接により完全に固定される。

ところが、レーザ照射部（溶接部）には凝固収縮による
力が大きく作用するため、治具７０の位置決め剛性のみ
ではホルダ５０　（光ファイバ５１）とパッケージ６０
（光半導体６１）とのミクロンオーダの位置決めを維持
することは困難である。

このため、従来から、比較的凝固収縮力が小さい（殆ど
無い）半田（又は接着剤）でホルダ５０をパッケージ６
０に仮固定した後、レーザ溶接を行いパノケージ６０に
対してホルダ５０を固定している（第５図）。図におい
て、Ｌはレーザ溶接部、Ｈは半田仮固定部である。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかるに、ホルダ５０の外周をパッケージ６０にレーザ
溶接する際に半田仮固定部Ｈにさらにレーザを照射する
と、クランクを生じてしまうためにホルダ５０の外周全
部を一貫してレーザ溶接できず、このため接合部が不連
続となりホルダ５０とパフケージ６０との接合面の隙間
から漏洩してしまう可能性がある。従って、パッケージ
６０単体として気密を保持する（パ・７ケージ６０内に
は窒素（Ｎ２）が封入される）必要があり、このため、
従来から光の通路を形成するパフケージ６０の上部側の
開口６２をわざわざ気密用窓ガラス６３等で予め塞ぐよ
うにしている。他方、接着剤を用いて仮固定した場合に
は、半田による仮固定と異なりその上からレーザ照射し
てもクラソクが発生することはなく、ホルダ５０の外周
の全てをレーザ溶接して気密封止が可能である。しかし
ながら、その際の熱により接着剤が気化しそのガスがパ
・７ケージ６０内部に侵入して光半導体チソプ６１の特
性を劣化させてしまうため、上記半田仮固定の場合と同
様、パフケージ６０の開口６２を気密用窓ガラス６３等
で塞いでおく必要があることに変りはない。

このように、従来のホルダ５０及びパッケージ６０の固
定構造にあっては、気密固定が可能であり且つその耐久
性・信頬性に優れるレーザ溶接を行うにも拘らず、上記
半田又は接着剤によるホルダ５０仮固定の問題から実際
には単なる固定としての役目しか果し得す、気密窓ガラ
ス６３等の気密部材を用いてバンケージ６０内の気密を
パッケ−ジ６０単体として確保しておかなければならな
いという不都合がある。

以上の点に鑑み本発明においては、パッケージ６０自体
の気密構造を不要となし、しかもレーザ溶接にてホルダ
５０を密封・固定することが可能である光モジュールの
レーザ溶接固定構造を提供することを課題とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題を解決するために本発明は、光ファイバを固定
したファイバホルダの外周を光モジュールの光半導体チ
ップを内蔵したパッケージにレーザ溶接するレーザ溶接
固定構造において、上記ファイバホルダにこれを上記パ
ッケージに仮固定するための、パッケージの対応接合面
に開口する少なくとも１つの半田剤充填用貫通孔を形成
したことを構成上の特徴とする。

〔作　用〕

ファイバホルダの貫通孔に半田を流し込むことによりフ
ァイバホルダをパフケージに仮固定することができる．
その後にファイバホルダ外周をパッケージにレーザ溶接
する．しかも、かかる仮固定する部分はホルダの外周部
とは異なる位置に位置するのでホルダ外周を全周に亘リ
レーザ溶接でき、このファイバホルダを確実に密封・固
定することができる。

〔実施例〕

以下、図示実施例に基づき本発明を説明する。

第１及び２図は本発明に係る光モジュールのレーザ溶接
固定構造の一実施例を示すものであり、第４図に示す従
来構造と同一部品には同一参照番号を付すと共に共通す
る説明はこれを省略し、異なるところのみ説明する。

第１図を参照するに、ファイバホルダを形成するフラン
ジ付円筒部材５のフランジ部５′にはファイバ軸線方向
に貫通する貫通孔５ａが形成される．この貫通孔５ａは
その内部に半田を溶かし込んでホルダ５をバッケージ６
に仮固定するものであり、図示実施例においては２個設
けられているが１個でもあるいは３個以上でもよい。

フランジ部５′の外周はパッケージ６に対してその全周
をレーザ溶接され、ファイバホルダ５がバンケージ６に
密封・固定される。図において、Ｈは半田仮固定部、Ｌ
はレーザ溶接部を示す。

このように、ホルダ５がその内周側の貫通孔５ａ部分で
バンケージ６に対して半田によりしっかり仮固定される
ため、その後にホルダ５のフランジ部５′外周をレーザ
溶接する際に特に邪魔にならず、フランジ部５′全周を
漏れなくレーザ溶接することができる。尚、貫通孔５ａ
における半田の溶け込みによる密封作用により、貫通孔
５ａでの漏れは確実に防止され、貫通孔５ａに特別な漏
れ防止用の栓体等を付加する必要は全くない。

また、ファイバホルダ５自体はその全周を完全にレーザ
溶接されるのでレーザ接合部における漏洩は完全に防止
され、従ってパッケージ６の開口ｌ２を従来技術のよう
な気密用窓ガラス（第４図参照）で塞ぎパッケージ６単
体としての気密性を担保するようにする必要が無くなる
。そして、このような気密用窓ガラスが不要になるため
光ファイハ５ｌをパッケージ６内まで延長させることが
でき、従って光学系（第４図に５２で示すレンズ）を必
要とすることなく光ファイバ５■を光半導体チップ６１
に直接的に光接続できる。

ここで、実際にファイバホルダ５をパッケージ６に固定
する際の作業工程の一例について節単に説明する。第３
図を参照するに、先ず上記従来技術と同様にしてファイ
バホルダ５をパッケージ６に対して最適位置決めし、そ
して仮固定用の貫通孔５ａに所定量の半田１０を投入す
る（第３図（ａ））。かかる半田１０としては、例えば
Ｓｎ６３共晶半田、Ａｌｌ　　Ｓｎ、又はＡｕ−Ｇｅ等
を用いることができる。

次いで、この貫通孔５ａ内の半田１０に向けてレーザ（
又は赤外線等）を照射してこれを溶融せしめ、この貫通
孔５８部分においてホルダ５をパッケージ６に（仮）固
定すると共に、接合する部分を封止（又は貫通孔５ａそ
のものを密封）する（同（ｂ））。このとき、レーザは
半田１０のみを溶かし母材（ホルダ５又はパッケージ６
）を溶かさない程度のエネルギー強度とすることが好ま
しい。なお、貫通孔５ａは、後述するフランジ部５′の
レーザ溶接部に開口しない閉じた横断面形状をしておれ
ば何の様な形状でも差しつかえない。

次いで、ホルダ５の外周のフランジ部５′外周のパッケ
ージ６との接合部に対して数ケ所いわゆるレーザ・スポ
ット溶接を行い（同（Ｃ））、半田１０による仮固定を
補強した上で、当該スボ・２ト溶接部全周に対してレー
ザ・シーム溶接を行う（同（ｄ））。

なお、レーザ・スポット溶接による補強は必ずしも必須
ではなく、直接的に全周レーザ・シーム溶接を行っても
よい。すなわち（ｃ）の工程は省略することができる。

また、バッケージ６内にＮ２等のガスを封入するには、
そのガスの所定雰囲気内で上記一連の工程を実施すれば
よい。

以上のように、ホルダ５をパッケージ６に対して半田付
けにより確実に封止・仮固定でき、しかもこの仮固定は
その後のレーザ溶接に何ら制限・制約を与えないので、
ホルダ５とバ．７ケージ６の接合部をレーザ溶接により
全周に亘り容易に且つ確実に密封・固定することができ
る。これにより、パッケージ６単体としての気密が不要
となり、従来技術の不都合を改善することができると共
に、作業能率の向上、コストダウン等の様々な効果が期
待できる。

〔発明の効果］ 以上の如く本発明によれば、パ・７ケージ自体の気密構
造を不要となし、しかもファイバホルダをバノケージに
対してレーザ溶接により確実に密封・固定することが可
能となる。

また、パッケージ自体の気密構造を不要にできるという
ことは装置全体の構造の簡略化、低廉化、軽量化、小型
化等の副次的効果をもたらす。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る光モジュールのレーザ溶接固定構
造の一実施例の縦断面図、 第２図は第１図の実施例の斜視図、 第３図は作業工程の一例を説明するための図、第４図は
従来の固定構造の縦断面図、 第５図は従来の固定作業を説明するための図である。 ５・・・ファイバホルダ、 ５′・・・フランジ部、　　　５ａ・・・貫通孔、６・
・・パッケージ、　　　　５１・・・光ファイハ、６Ｉ
・・・光半導体チップ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、光ファイバ（５１）を固定したファイバホルダ（５
   ）の外周を光モジュールの光半導体チップ（６１）を内
   蔵したパッケージ（６）にレーザ溶接するレーザ溶接固
   定構造において、上記ファイバホルダ（５）に、これを
   上記パッケージ（６）に仮固定するための上記パッケー
   ジ（６）の対応接合面に開口する少なくとも１つの半田
   剤充填用の貫通孔（５ａ）を形成したことを特徴とする
   光モジュールのレーザ溶接固定構造。