JPH0368907A - 光半導体装置 - 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〕 本発明は光半導体装置に関し、特に厳しい環境下におい
て優れた信頼度を有する光半導体装置に関する。

〔従来の技術〕

光フアイバ通信の普及に伴ない、光半導体装置の使用環
境は多様化し、結果としてより厳しい環境（温度範囲）
下で、高い信頼度を保持することが要求されてきている
。従来、この種の光半導体装置はレーザダイオード素子
がパッケージ内に搭載され、このパッケージとセルフオ
フレンズ及び光ファイバが円筒状ホルダにより光学軸を
一致するように形成されている。通常円筒状ホルダへの
固定は５ｎ−Ｐｂ半田等が使用されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述した従来の光半導体装置は、パッケージと円筒状ホ
ルダの固定に５ｎ−Ｐｂ半田等が用いられているが、５
ｎ−Ｐｂ半田はクリープ現象をおこし、パッケージの微
小位置変位が生じ、結果として光学軸がずれるため光フ
アイバ出力が変動低下するという不具合がする。クリー
プ現象とはある材料の降伏応力以下の応力が長時間加え
られている時、その材料が歪を生ずる現象を言う。クリ
ープ現象は通常温度依存性を有し、次の式によることが
提唱されている（ドルソルーワートマンの実験式〉。

Δｅ＝ｃτ”　　ｔ　　ｅｘｐ（−Ｅ／ｋＴ）光半導体
装置の使用環境がより高温域（８５℃ンを要求されてい
るので、半田のクリープ現象に起因する光フアイバ出力
変動の問題は重要となってくる。

上述した従来の光半導体装置に対し、本発明は８５℃の
高温で長時間放置されても半田のクリープ現象に起因す
る光フアイバ出力の変動がほとんど生じない光半導体装
置を提供するものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の光半導体装置は、光半導体素子を搭載したパッ
ケージと光ファイバとレンズを保持・固定した円筒状ホ
ルダとの固定にＳｂを３〜１０％含む５ｎ−Ｓｂ合金（
以下Ｓ　ｎ　−３〜１０％Ｓｂと記す〉またはＰｂ−５
〜１５％Ｓｂの組成を持つ低融点合金を採用している。

我々は各種の低融点合金に関し、そのクリープ特性を評
価した。その結果の代表例を第３図に示す１図の縦軸は
クリープ量、横軸は時間を示し、５種類の合金に各々そ
の降伏応力の５０％の引張応力を加えた時の時間とクリ
ープ量を表わしている。（）内は各々の材料に加えた実
際の引張応力の大きさを示す。

この結果はＡｕ−２０３ｎ合金がクリープが極めて小さ
く、５ｎ−５Ｓｂ、Ｐｂ−１０Ｓｂ。

５ｎ−１０Ａｕ、５ｎ−３８Ｐｂの順にクリープ性大と
なることを示している。Ａｕ−２０８ｎ合金がクリープ
性は極めて良好であるが、Ａｕ−２０３ｎ合金の融点が
２８０℃と比較的高く、接合時の温度にＬＤパッケージ
が耐えられないことから使用できない。

本発明の光半導体装置に用いる５ｎ−３〜１０％Ｓｂま
たはＰｂ−５〜１５％Ｓｂ合金のＳｂ比率はクリープ性
の程度と各々の合金の融点を考慮して決定している。

〔実施例〕

次に、本発明について図面を参照して説明する。第１図
は本発明の一実施例の縦断面図である。レーザダイオー
ド素子１１はパッケージ１２に搭載されており、レーザ
光はパッケージ１２の透明窓を介してセルフオフレンズ
１４により集光されて光フアイバーフェルール１６の中
心部に位置する光フアイバ１７に導かれる。パッケージ
１２、セルフオフレンズ１４及び光フアイバフェルール
１６は円筒ホルダ１５内で光学軸を一致するように固定
されている。パッケージ１２と円筒ボルダ１５は５ｎ−
３〜１０％Ｓｂ合金またはＰｂ−５〜１５％Ｓｂ合金１
３によって接合されている。接合方法は加熱方式として
高周波誘導加熱による方式が採用されており５ｎ−３〜
１０％Ｓｂ合金、Ｐｂ−５〜１５％Ｓｂ合金の濡れ性を
向上させる為、フラックスを用いて接合される。

この光半導体装置は接合材のクリープによる光学軸ズレ
が発生しにくい。

第２図は本発明の実施例２の縦断面図である。

レーザダイオード素子１１はヒートシンク２２を介して
チップキャリア２３に搭載されている。

チップキャリア２３と取付板２５は５ｎ−３〜１０％Ｓ
ｂまたはＰｂ−５〜１５％Ｓｂ合金２４によって接合さ
れている。

この実施例は光ファイバ、セルフオフレンズとの光学結
合方法は定まっていないが、実施例１と同様クリープの
小さい５ｎ＝Ｓｂまたは５ｂ−Ｐｂ金合金採用している
ので取付板２５に対するレーザダイオード素子１１の位
置変位は起きにくくなっている。

尚、実施例ではレーザダイオード素子を用いた例につい
て説明したが、発光ダイオード素子、フォトダイオード
素子等他の光半導体素子を用いてもよい。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明はクリープの小さい５ｎ−Ｓ
ｂ合金またＰｂ−Ｓｂ金合金パッケージとホルダの接合
材として用いているので光学軸ズしが８５℃に於いても
発生せず、光フアイバ出力が安定した光半導体装置を提
供することができる。

第４図は８５℃における本発明の光半導体装置の信頼度
試験結果である。デルタＰｆ（％）は光フアイバ出力を
示すが長期にわたり安定しており、規格である±１０％
を充分満足する結果が得られた。

本発明は厳しい温度環境下でも十分な耐用を持つ光半導
体装置を提供するものであり、その工業的価値は大きい
。

１４・・・セルフオフレンズ、１５・・・円筒ホルダ、
１６・・・光フアイバフェルール、１７・・・光ファイ
バ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 光半導体素子を搭載したパッケージと光ファイバがレン
   ズ形を介して光学的に結合された光半導体装置に於いて
   、光ファイバとレンズを保持しているホルダにパッケー
   ジが、Ｓｂを３〜１０％含むＳｎ−Ｓｂ合金またはＳｂ
   を５〜１５％含むＰｂ−Ｓｂ合金によって固定されてい
   ることを特徴とする光半導体装置。