JPH0392805A - 光半導体装置および光半導体素子の検査装置 - Google Patents

光半導体装置および光半導体素子の検査装置

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JPH0392805A
JPH0392805A JP1230971A JP23097189A JPH0392805A JP H0392805 A JPH0392805 A JP H0392805A JP 1230971 A JP1230971 A JP 1230971A JP 23097189 A JP23097189 A JP 23097189A JP H0392805 A JPH0392805 A JP H0392805A
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JP
Japan
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optical
optical semiconductor
stem
lens
semiconductor element
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Pending
Application number
JP1230971A
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English (en)
Inventor
Hidehiko Negishi
根岸 英彦
Masaaki Oshima
大島 正晃
Masao Kasahara
笠原 征夫
Hiroko Imamura
今村 浩子
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明{よ 光通信等に用いられる光半導体素子を搭載
するための光半導体素子用ステムを用いた光半導体装置
および光半導体素子の検査装置に関するものである。
従来の技術 近紙 光半導体素子を搭載するための光半導体素子用ス
テムおよび検査装置(上 光通イマ  光計測等の分野
で盛んに利用されるようになってきた以下に従来の光半
導体素子用ステムについて説明する。第3図(よ 従来
の光半導体素子用ステムを示すものであり、このステム
を用いた光半導体素子用モジュールの例を第4図に示す
。第3図において、3lはステム本体32は電極用リー
ド、33は絶縁用ブロツ久 34はサブマウント、35
は光半導体素子、36は導通用ワイヤである。また 第
4図において、437は受光素子、438は支持用固定
基板、439は光学レンズホルダー、440は光学レン
ズ、44lはフェルールホルダー、442はフェルー取
443は光ファイベ 444は電子冷却素子、445は
パッケージ本体であも 第3図において通無 ステム本
体3lへのサブマウント34のボンディンク− およひ
tサブマウント34への光半導体素子35のボンディン
グ(よ 金属固定によりそれぞれ実施されており、光半
導体素子35の電気的特性および光学的特性の検査測定
?1  ステム本体31と電極用リード32との間に電
流を印加し 光半導体素子35を動作させて実施されて
いtも  さらに 検査に合格した素子(よステム本体
と共に第4図に示すような構戊により光ファイバと結合
するための光半導体素子用モジュールに組立られていた
 光半導体素子のモジュール化においては 素子35か
らの出射ビームを高効率で光ファイバ443に結合する
ことが必要であるた数 従来は光半導体素子35..光
学レンズ44Q.および光ファイバ433等の組L 調
整{上 非常に高精度な位置決めが要求されており、モ
ジュールの工業的製造ならびに量産性の向上は極めて困
難であつtも 発明が解決しようとする課題 すなわな 上記の従来構或において(よ ステム本体3
1へのサブマウント34および、サブマウンl・34へ
の光半導体素子35のボンディンク一 さらにはステム
本体3lの支持用固定基板438への固定{よ 金属材
料を用いて加熱溶融により実施しており、ステム本体3
lに対するサブマウント34の位風 および、サブマウ
ント34に対する光半導体素子35の固定位置を高精度
に制御することはできなかつtアさらに 光半導体素子
35と光学レンズ440とはそれぞれ別々に組立を行う
ために それらの位置固定精度としては水平方は 垂直
方魚 さらには光軸方向の3方向に対して約1〜2ミク
ロンという非常に高い位置固定精度が必要とされていた
 つまり、光半導体素子35からの出射ビームを光ファ
イバ443に高効率に結合するために1よ 各種レンズ
系と光ファイバとを光半導体素子が搭載されているステ
ムの外部に取り付けなければならず、光学レンズ久 お
よび、光ファイバの位置固定精度は非常に厳しく、かつ
光半導体素子、光学レンズ久光ファイバをそれぞれ固定
した後にk 周囲の温度変化に伴(\ 光ファイバから
の光出力が変動してしまうという欠点を有していた 加
えて、従来より、集光用光学レンズの安定な固定{よ 
レンズ材の硬庇 熱膨張率等の問題により困難であつ?
,また 光半導体素子のモジュール化において、光軸方
向の各種部品のアライメントに多くの時間を要するため
光半導体素子用モジュールの生産性が非常に低いという
欠点をも同時に有していた 本発明+1  このような
従来の課題を解決するものであり、簡単な構戒で、光半
導体素子からの出射ビームをあらかじめ位置規制を施さ
れた光学レンズにより集光することが可能であるばかり
でなく、同一ステム上に光半導体素子と光学レンズを有
するた数 ステム本体を他のパッケージに光半導体素子
と光学レンズとの結合を保持したまま、再度、他の各種
パッケージに金属固定が可能となる光半導体素子用ステ
ムおよび、ステム本体を安定に保持し光半導体素子の電
気的特性、光学的特性を効率的に測定 検査するための
検査装置を提供するものである。
課題を解決するための手段 上記目的を達戊するた△ 本発明の技術的解決手段は 
第1に 集光用光学レンズの垂直方向の位置を高精度に
制御するために 集光用レンズの固定部に加工精度の高
いU字溝を用いたものである。ま瓢 第2には 前記U
字溝上に集光用光学レンズを配置し 集光用光学レンズ
の固定に低融点ガラス材を用し\ 加熱溶融することに
より、ステム本体と集光用ガラス下面とを安定かつ、精
度よく固定するものである。さらにまf− 第3には前
記ステム上面に 前記電流印加用絶縁電極パッドを設け
ることにより光半導体素子に対して、不必要な外力を与
えることなく、電流印加が可能であム さらに 第4に
{友 前記ステムに固定された光半導体素子の電気的・
光学的特性を検査・測定するた吹 ステム全体を保持す
るステム収納ホルダー敵 および、前記絶縁パッド上に
配置された加圧式電極ピンを用いることにより、安定か
つ、効率的な素子の検査、 および素子特性の測定が可
能となるものである。
作用 本発明(よ 第1に 光半導体素子を搭載するためのス
テム本体への光学レンズの位置規制を高精度に行うため
に集光用レンズの下面に機械加工精度が高いU字溝を設
け、この溝のU字部を用いて光学レンズを安宅 かつ精
度良く固定することができるものである。また 第2に
 光学レンズの固定にレンズと熱膨張係数が近い低融点
ガラス材を用いることにより、光学レンズの温度安定性
を高取 素子組立時の光半導体素子と光学レンズとの結
合状態を保持しつス 各種パッケージに固定するもので
あも さらにまた 第3に(よ 前記ステム上にたとえ
ばセラミックを用いた絶縁性電極パッドを具備すること
により光半導体素子に外部からのストレスを加えること
なく安定な電流印加が可能となるものである。さらに 
第4に41  前記ステムの検査装置に ステム全体を
安定に保持するためのステム収納部を設け、さらに 前
記電極取り出し用絶縁パッド上のメタライズ部に加圧式
電極ピンを配置することによりステム自体の着脱を容易
にできるばかりでなく、前記ステムに搭載された光半導
体素子の電気蝕 光学的特性を効率的かつ、安定に測定
することができる。
実施例 以下、本発明の一実施例の光半導体素子用ステムおよび
検査装置 さらにはこのステムを用いた光半導体素子用
モジュールについて図面を参照して説明する。第1図(
よ ステムおよび検査装置の外観図であり、図において
、11は検査装置本休l2はステム本休 l3は絶縁用
電極パッド、14は検査用加圧式電極ピン、15は位、
置規制用U字魂16は低融点ガラス材、l7はステム収
納用ホルダー詠18は集光用光学レンg  19はサブ
マウント、20は半導体レーザ等の光半導体素子、2l
は導通用ワイヤー22は光半導体素子の発光訊23,2
4Lt,  それぞれ光半導体素子からの前方光および
モニタ九25はステム取出用穴、26は電極取り出し用
メタライズ部であも さらに 第2図(よ 前記ステム
を用いた光半導体素子用モジュールの断面図であり、第
2図において、40は導通用ワイヤー、231はパッケ
ージ本依232は受光素子、233は受光素子用サブマ
ウント、234は導通用ワイヤー、235はバッケンの
リードピン、236は光学レンズホルダー、237は光
学レンズ、238はフェルールホルダー、239はフェ
ルー)′L/,240は光ファイバである。第1図のス
テム本体12に{よ 位置規制用U字溝l5が加工精度
の高い切削加工によって作製されている。さらに 集光
用光学レンズl8はレンズ底面がU字溝上の3点で支持
される構造になっており、集光用光学レンズ18の垂直
方は および水平方向の固定位置が精度良く制御されて
いる。
さらに 集光用光学レンズl8の周囲に(よ 光学レン
ズ18と熱膨張率力丈 非常に近い低融点ガラス材16
が充填されており、ステム本体l2と集光用光学レンズ
+8ii  安定にかつ位置精度良く固定されている。
本実施例で{よ ベレット状に或型した低融点ガラス材
16を光学レンズl8の下に配置し ステム全体を加熱
することにより、前記U字溝上にレンズを3点支持の構
造を用いて固定している。
この方法でレンズを固定した場合の垂直 水平方向の位
置ズレ{よ ±5μm以内という非常に高精度な値を実
験により得ている。さらに この加熱溶融固定方法にお
いて(よ ベレット形状の最適化を実施すると、光学レ
ンズ18のビーム通過面へノ低融点ガラス材l6の付着
は完全に防止できる。な耘本実施例で(よ ステム本体
12とサブマウント陳および、サブマウント19と光半
導体素子20の固定に(上 金−スズ系のろう材を用い
た力t 鉛一スズ系等他のろう材を用いてもよt.Xo
  また 第1図のステム本体12上にζよ 絶縁用電
極バッドl3がろう付けにより取り付けてあり、 この
電極パッド上に検査用加圧式電極ピンを配置することに
より光半導体素子20に電流印加が可能となっている。
本実施例では 集光用レンズ18としてl;L  Ta
F3のボールレンズを使用した力( 他の材質のレンズ
でもかまわな(1 さらに 検査装置本体l1に(よス
テム本体12が収納できるようにホルダー部17が設け
てあり、さらに ステム本体12の着脱のために ピン
セット等が挿入できるステム取出用穴25も設けてある
。これにより、光半導体素子20の固定されたステム本
体12の挿入、取出しが簡単に実施できるようになって
いる。本実施例で{よ ステム本体1乙 および検査装
置1 1 i;L  コバール材を用いた力支 熱伝導
率の高い材質のものであれば 他の材質でもかまわない
。さらに 本実施例では光半導体素子用モジュールの構
戊として、複合共焦点レンズ系を用いた力交 先球加工
のロツドレンズを用いた構恵 先球テーバ加工の光ファ
イバを用いた構成等他の結合方法を用いてもかまわなし
もパッケージの形状としては 円筒系を採用したがDI
P、バタフライ、 レセブタクル等の形状においても、
何ら問題ない。
発明の効果 以上のように本発明(よ 第1に 集光用光学レンズを
固定するために位置規制用U字溝を用いることにより、
集光用光学レンズの固定位置を非常に精度良く制御する
ことが可能となん また 第2に 集光用光学レンズの
固定に 低融点ガラス材を用いた加熱溶融による固定を
実施することにより、集光用光学レンズ下面を全面にわ
たり安定かつ高精度に固定することが可能となる。さら
に第3に(よ ステム本体に 電流印加用絶縁電極パッ
ドを設けることにより、光半導体素子に不必要な外力を
与えることなく電流印加することが可能となり、素子組
立の信頼性を向上させると同時に量産性を向上させるこ
とができる。加えて、第4に ステム収納ホルダー餓 
電極ピンを設けることにより、上記ステムに固定された
光半導体素子の電気的・光学的特性の検査、測定が効率
良く、かつ安定に実施することが可能となる。以上のよ
うに 本発明によれば光半導体素子の組立 検査におい
て素子の信頼性を向上すると同時に量産性の極めて高い
光半導体素子用ステムおよび検査装置を提供することが
可能となり、実用面での効果は犬である。
【図面の簡単な説明】
第1図(a), (b)は本発明の一実施例による光半
導体装置および光半導体素子検査装置の外観平面,正面
は 第2図は前記ステムを用いた光半導体素子用モジュ
ールの要部断面は 第3図,第4図は従来の光半導体装
置およびモジュールの外観図および要部断面図である。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)光半導体素子を搭載するための光半導体素子用ス
    テムに、集光用光学レンズを固定するための位置規制用
    U字溝を有することを特徴とする光半導体装置
  2. (2)位置規制用U字溝上に低融点ガラス材を用いて集
    光用光学レンズを固定したことを特徴とする特許請求の
    範囲第1項記載の光半導体装置
  3. (3)ステム上面に、電流印加用絶縁電極パッドを有す
    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
    体装置
  4. (4)光半導体素子の検査装置において、請求項(3)
    記載のステムに固定された光半導体素子の電気的特性お
    よび、光学的特性を検査、測定するために、ステム収納
    用ホルダー部を有し、前記請求項(3)の絶縁パッド部
    上に配置された加圧式電極ピンを具備することを特徴と
    する光半導体素子の検査装置。
JP1230971A 1989-09-06 1989-09-06 光半導体装置および光半導体素子の検査装置 Pending JPH0392805A (ja)

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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62100715A (ja) * 1985-10-29 1987-05-11 Fujitsu Ltd 光学装置及びその製造方法
JPS6370589A (ja) * 1986-09-12 1988-03-30 Nec Corp 半導体レ−ザモジユ−ル

Patent Citations (2)

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