JPH09222538A - 光部品 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光ファイバコネクタと無調心で高精度な結合
が可能な光部品（光素子デバイス）を提供する。 【解決手段】 接続基板３と光素子チップ２を有し、前
記接続基板３は両側に設けられた２つの連結用のピンガ
イド穴５又はガイドピンの中心軸を通る平面に平行な平
面度の高い上面を有し、前記光素子チップ２は平面度の
高い下面を有し前記接続基板３の当該光素子チップ２の
発光点又は受光点４が被接合光部分の対応する受光点又
は発光点と接合する位置に接着固定された光部品であ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光素子デバイス等
の光部品に関し、特に、アレイ形多心光コネクタプラグ
にガイドピンを介して無調心で接続する半導体光素子デ
バイスに適用して有効な技術に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】光通信システムには、種々のレーザ（Ｌ
Ｄ）やフォトダイオード（ＰＤ）等の光素子が用いられ
る。図８に従来の光ファイバと光素子チップ接続用デバ
イスの概略図を示す。図８において、１は光素子デバイ
ス等からなる光部品、２は光素子チップ、３は接続基
板、９は光ファイバテープ、９Ａは光ファイバ心線、１
３は光ファイバ取り付け基板である。

【０００３】前記従来の光素子チップ接続用デバイス
は、図８に示すように、光素子チップ２の発光点あるい
は受光点と光ファイバテープ９の光ファイバ心線９Ａが
高精度に位置合わせされ固定されている。その作製方法
は、単心の光ファイバあるいは複数の光ファイバ心線９
Ａを整列固定してなる光ファイバ取り付け基板１３と接
続基板３に取り付けた光素子チップ２を、光を透過させ
て２軸方向（上下左右）に調心を行い、結合効率が最大
となる位置で接着材やはんだにより接着固定して作製さ
れる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明者は、前記従来
の技術を検討した結果、以下の問題点を見いだした。

【０００５】前記従来の光素子チップ接続用デバイスの
光素子モジュールは、２軸方向に調心を行うために、非
常に接続作業に手間がかかり稼働が大きくなるために、
コストが高くなりかつ大量生産に不向きであるという問
題があった。

【０００６】光ファイバコネクタと同構造の接続端を有
する光導波路モジュール（特願平７−５８３４８）など
の光部品と接続するための光モジュールでも同じ問題が
あった。

【０００７】本発明の目的は、光ファイバコネクタと無
調心で高精度な結合が可能な光部品（光素子デバイス）
を提供することにある。

【０００８】本発明の他の目的は、接続作業の手間を低
減することが可能な技術を提供することにある。

【０００９】本発明の他の目的は、作製コストを低減す
ることが可能な技術を提供することにある。

【００１０】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らか
にする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば、以
下のとおりである。

【００１２】（１）接続基板と光素子チップを有し、前
記接続基板は両側に設けられた２つの連結用のピンガイ
ド穴又はガイドピンの中心軸を通る平面に平行な平面度
の高い上面を有し、前記光素子チップは平面度の高い下
面を有し前記接続基板の当該光素子チップの発光点又は
受光点が被接合光部分の対応する受光点又は発光点と接
合する位置に接着固定された光部品である。

【００１３】（２）前記（１）の光部品において、前記
光素子チップは複数の発光点又は受光点が横方向に並ぶ
アレイであり、該発光点又は受光点を通る直線に対して
平行な平面度の高い下面を有するものである。

【００１４】（３）前記（１）又は（２）の光部品にお
いて、前記光素子チップは高発熱性の発光素子であり、
前記接続基板の下面にはヒートシンクが固定されたもの
である。

【００１５】（４）接続基板と介在基板と光素子チップ
を有し、前記接続基板は、両側に２つの連結用のガイド
穴又はガイドピンを有し、該ガイド穴又はガイドピンの
中心軸を通る平面に平行な中央に溝部分がある平面度の
高い上面を有し、前記介在基板は平面度の高い下面を有
し、前記光素子チップは平面度の高い上面を有し、前記
介在基板の下面に固定され、該介在基板は前記接続基板
の光素子チップの発光点又は受光点が被接合光部品の対
応する受光点又は発光点と接合する位置に接着固定され
た光部品である。

【００１６】（５）前記（４）の光部品において、前記
光素子チップは複数の発光点又は受光点が横方向に並ぶ
アレイであり、該光素子チップの発光点又は受光点を通
る直線に対して平行な平面度の高い上面を有するもので
ある。

【００１７】（６）前記（４）の光部品において、前記
光素子チップは高発熱性の光素子であり、介在基板の上
面にはヒートシンクが固定されたものである。

【００１８】前記（１）の手段によれば、光素子チップ
設置用の基板に２つのガイド穴又はガイドピンを有した
接続基板を用い、前記ガイド穴又はガイドピン中心と正
確な位置関係にある接続基板の一平面を基準面とし、光
素子チップの出射位置又は受光位置と正確な位置関係に
ある光素子チップの一平面を基準面として、前記基板の
基準面と光素子チップの基準面どうしを接触固定するの
で、前記接続基板のガイド穴又はガイドピン中心と光素
子チップの光出射位置又は光受光位置が前記接続基板と
光素子チップの基準面を介して一定の位置関係となるよ
うにすることができる。

【００１９】前記（３）の手段は、前記（１）の手段の
光部品において、前記光素子チップが発熱体の光素子で
あり、前記接続基板の基準面以外の面に熱吸収体である
ヒートシンクが取り付けられているので、放熱効率を向
上することができる。

【００２０】前記（４）の手段によれば、光出射位置又
は受光位置と正確な位置関係にある一平面（基準面）を
有する光素子チップを、基板の一平面（基準面）と正確
な位置関係にある前記平面以外の平面（第二の基準面）
を有する接続基板に、該接続基板の基準面と光素子チッ
プの基準面どうしを接触固定し、さらにガイド穴とガイ
ドピン中心と正確な位置関係にある基準面を有する光結
合部材を用い、前記光素子チップが接触固定されている
基板のもう一つの基準面と前記光結合部材の基準面どう
しが接触固定するので、光結合部材のガイド穴又はガイ
ドピン中心と光素子チップの光出射位置又は光受光位置
が基準面どうしを介して一定の位置関係となるようにす
ることができる。

【００２１】すなわち、本発明の光部品によれば、光素
子チップの光出射位置又は受光位置とガイド穴又はガイ
ドピン中心が正確な位置関係にあるので、接続相手であ
る光ファイバのコアの位置とガイド穴中心が同一の位置
関係にある光ファイバコネクタ（既存部品）とガイドピ
ンを介して無調心で位置合わせされ、一括に接続するこ
とができる。

【００２２】また、必要に応じて光素子デバイスと多心
光ファイバコネクタを分離し、再接続することも可能と
なる。

【００２３】また、光素子チップの光の出射位置又は受
光位置とガイド穴又はガイドピンとの位置を基準面を用
いることにより、１軸方向の位置合わせをなくし、残り
の１軸方向で位置合わせを行うことができるので、接続
作業の手間を低減することができる。これにより、作製
コストを低減することができる。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明につ
いてその実施形態（実施例）とともに詳細に説明する。

【００２５】なお、実施形態を説明するための全図にお
いて、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰
り返しの説明は省略する。

【００２６】（実施形態１）図１は本発明の実施形態
（実施例）１の光部品の概略構成を示す斜視図であり、
図２は図１のＡ−Ａ’線で切った断面図である。図１及
び図２において、１は光部品（例えば、光素子デバイ
ス）、２は光素子チップ（例えば、半導体光素子チッ
プ）、３は接続基板、４は発光点又は受光点、５はピン
ガイド穴、６は接続基板３の高精度な平面度の上面であ
る基準面、２０は光素子チップ２と接続基板３とを接着
する接着材、３０Ａは位置決め用マーカである。

【００２７】前記光素子チップ２としては例えば半導体
光素子チップを用いる。接続基板３としては、例えば、
金属（金）、炭化シリコン、シリコンを用いる。接着材
２０としては、はんだ又はエポキシ系の接着材を用い
る。

【００２８】前記接続基板３の端面より、所定の間隔を
有しているピンガイド穴５が設けられている。前記接続
基板３の上面は、ピンガイド穴５の中心と正確な位置関
係にある一平面（ピンガイド穴又はガイドピンの中心軸
を通る平面と平行な面）であり、この上面を基準面６と
している。該基準面６から前記光素子チップ２の光出射
位置又は受光位置までの距離が一定（正確な位置関係）
となるように、前記接続基板３の基準面６に接触させて
光素子チップ２が接着材２０で取り付けられている。す
なわち、光素子チップ２の光出射位置又は受光位置とピ
ンガイド穴５の中心は基準面６を介して、一定の位置関
係になっている。

【００２９】次に、本実施形態１の光部品１の組立製造
方法を説明する。

【００３０】図１及び図２に示すように、前記高精度な
平面度の上面である基準面６を有している金属又は炭化
シリコン等からなる接続基板３の端面に、前記基準面６
から所定の高さ（正確な高さ関係）にあり、かつ所望の
間隔を有する位置にピンガイド穴５を機械加工等により
作製する。前記基準面６を有する上面に予め光素子チッ
プ２の設置位置の目印になるように位置決め用マーカ３
０Ａを設けておく。

【００３１】また、光素子チップ２は半導体製造技術で
作製することにより、光素子チップ２の下面から発光点
又は受光点４までの高さが正確に制御できる。接続基板
３の基準面６の上に位置決め用マーカ３０Ａの位置を基
に、光素子チップ２の基準面を接触して取り付ける。そ
の後、光素子チップ２の接触側面に、接着材２０で光素
子チップ２を接着固定する。このようにして、作製され
た光部品１は、光素子チップ２の発光点又は受光点４と
ピンガイド穴５とが正確な位置関係を持つ。

【００３２】前記光部品１のピンガイド穴５と光素子チ
ップ２の発光点又は受光点４の位置を正確に測定し、コ
ネクタフェルール作製において、前記位置関係になるよ
うに金型を作製し、従来のＭＴコネクタ作製技術である
トラスファー・モールドにより前記位置関係になるよう
に光ファイバガイド穴と光ファイバ穴を有したプラスチ
ック製の光ファイバコネクタフェルールを作製する。フ
ェルールの光ファイバガイド穴に通常の光ファイバを挿
入し、接続固化後、端面研磨を行い、光ファイバコネク
タプラグを作製する。

【００３３】図３は本実施形態１の光部品と光ファイバ
の接続機構を説明するための斜視図であり、９は光ファ
イバテープ、１０は光ファイバコネクタプラグ、１１は
ガイドピン、１２は光ファイバコネクタ（既存部品）で
ある。

【００３４】本実施形態１の光部品１と光ファイバの接
続は、図３に示すように、ピンガイド穴５を有した光フ
ァイバコネクタプラグ１０に光ファイバテープ９が取り
付けられている光ファイバコネクタ（既存部品）１２
と、本実施形態１の光部品１がガイドピン１１を介して
接続される。

【００３５】前記の方法で作製された光部品１と光ファ
イバコネクタプラグ１０は、ピンガイド穴５と発光点又
は受光点４、光ファイバコネクタフェルールのガイド穴
と光ファイバの位置関係が同じであるので、光部品１と
光ファイバコネクタプラグ１０がガイドピン１１を介し
て、発光点又は受光点４と光ファイバテープ９中の光フ
ァイバが位置合わせされ、無調心で一括に接続される。

【００３６】接続後は、ＭＴコネクタなどに用いられて
いるクランプスプリング等で保持される。また、必要に
応じては、光部品１と光ファイバコネクタ１２を分離
し、再接続することも可能である。

【００３７】また、本実施形態１では、ピンガイド穴５
が設けられている接続基板３についての例を示したが、
ピンガイド穴５の代わりにあらかじめ接続基板３にガイ
ドピン１１が取り付けられている光部品（光素子デバイ
ス）についても同様に、光素子チップ２の光出射位置又
は受光位置と光ファイバテープ９が無調心で一括に接続
される。

【００３８】実施形態１の光部品（光素子デバイス）以
外の構造を持った光部品の実施形態を以下の実施形態２
から実施形態６に示す。それら実施形態の光部品も実施
形態１の光部品と同様に光部品の光出射位置又は受光位
置とガイド穴又はガイドピン中心が正確な位置関係にな
っており、光部品の光出射位置又は受光位置が光コネク
タの光ファイバにピンガイド穴とガイドピンを用いて無
調心で一括に接続される。以下の各実施形態の説明は、
前記実施形態１と異なる点のみを説明する。

【００３９】（実施形態２）本実施形態（実施例）２の
光部品（光素子デバイス）は、前記実施形態１の光部品
１において、光素子チップ２が複数の発光点又は受光点
４が横方向に並ぶアレイであり、実施形態１の光部品１
と同様の作製方法で作製する。この場合、接続相手側の
光ファイバコネクタプラグ１０も単心ではなく複数の光
ファイバからなる光ファイバアレイのプラグを採用す
る。

【００４０】（実施形態３）図４は本発明の実施形態
（実施例）３の光部品の概略構成を示す斜視図であり、
７は熱吸収体からなるヒートシンクである。

【００４１】本実施形態（実施例）３の光部品（光素子
デバイス）１は、前記実施形態１の光部品１において、
光素子チップ２が高発熱性の発光素子の場合であり、図
４に示すように、実施形態１と同様の方法で作製した光
部品の接続基板３の下面に、例えばしんちゅう等からな
るヒートシンク７を接着固定する。

【００４２】この場合、正確な位置調整は必要がなく、
接続基板３とヒートシンク７が接触し、熱の伝搬が行え
ればよい。

【００４３】このように構成することにより、光素子チ
ップ２が発熱体であっても、前記接続基板３の基準面以
外の面に熱吸収体であるヒートシンク７が取り付けられ
ているので、放熱効率を向上することができる。

【００４４】（実施形態４）図５は本発明の光部品の実
施形態（実施例）４の概略構成を示す斜視図であり、図
６は図５のＢ−Ｂ’線で切った断面図である。図５及び
図６において、３Ａは金属からなる介在基板、６Ａは介
在基板３Ａのピンガイド穴５又はガイドピン１１の中心
軸を通る平面と平行な基準面、８はプラスチックからな
る接続基板、３Ｂは溝部、３０Ａは光素子チップ２の位
置決め用マーカ、３０Ｂは介在基板３Ａの位置決め用マ
ーカである。

【００４５】本実施形態（実施例）４の光部品（光素子
デバイス）は、図５及び図６に示すように、接続基板８
と介在基板３Ａと光素子チップ２からなっている。前記
接続基板８はプラスチックからなっており、両側に２つ
の連結用のピンガイド穴５又はガイドピン１１を有し、
該ピンガイド穴５又はガイドピン１１の中心軸を通る平
面に平行な溝部３Ｂが中央部分に設けられている。そし
て、前記接続基板８の上面は平面度の高い面からなって
いる。

【００４６】前記介在基板３Ａは平面度の高い上面（基
準面）６Ａを有する金属板からなっている。前記光素子
チップ２は平面度の高い上面を有し、前記介在基板３Ａ
の上面６Ａ（介在基板３Ａの上面側に光素子チップ２が
搭載されている）に固定され、該介在基板３Ａは前記プ
ラスチック接続基板８の光素子チップ２の発光点又は受
光点が被接合光部品の対応する受光点又は発光点と接合
する位置に接着固定される（前記介在基板３Ａは上面が
下向に搭載されてプラスチック接続基板８に接着固定さ
れる）。

【００４７】次に、本実施形態４の光部品１の組立製造
方法を説明する。

【００４８】図５に示すように、前記高精度な平面度の
上面である基準面６を有している金属又は炭化シリコン
等からなる介在基板３Ａの上面上に予め光素子チップ２
の設置位置の目印になるように位置決め用マーカ３０Ａ
を設けておく。まず、最初に、介在基板３Ａの上面であ
る基準面６Ａの上に、前記位置決め用マーカ３０Ａの位
置を基に半導体チップ２の基準面を接触して取り付け、
光素子チップ２の接触側面や介在基板３Ａの上面に、は
んだ又はエポキシ系の接着材２０で光素子チップ２を接
着固定する。

【００４９】次に、従来のＭＴコネクタ作製技術である
トランスファー・モールドにより、プラスチック製の接
続基板８を作製する。このプラスチック製の接続基板８
は、両側に２つの連結用のピンガイド穴５を有し、該ピ
ンガイド穴５の中心軸を通る平行な中央に溝部３Ｂがあ
る高平面度の上面を有するように金型を作製してプラス
チックモールド成形する。

【００５０】また、溝部３Ｂの高精度な平面度を有して
いる上面に予め前記の光素子チップ２付きの介在基板３
Ａの設置位置の目印になるように介在基板３Ａの位置決
め用マーカ３０Ｂを設けておく。その後、接続基板８の
溝部３Ｂの上面上に位置決め用マーカ３０Ｂの位置を基
に介在基板３Ａの基準面６を接触して取り付け、介在基
板３Ａの側面や接続基板８の溝部３Ｂの上面に接着材２
０等で接着固定する。

【００５１】本実施形態４において、光素子チップ２の
下面から発光点又は受光点４までの高さと接続基板８の
ピンガイド穴５の中心軸から溝部３Ｂの上面までの高さ
を調整することにより、ピンガイド穴５の位置と発光点
又は受光点４までの位置を一直線上に作製することが可
能である。当該方法で被接続部品の受光点又は発光点と
のコンタクトが安定しているので、接続損失を極力小さ
くするような用途に適する。

【００５２】（実施形態５）本実施形態（実施例）５の
光部品（光素子デバイス）は、前記実施形態４の光部品
において、光素子チップ２が複数の発光点又は受光点が
横方向に並ぶアレイであり、該発光点又は受光点を通る
直線がチップの下面に平行であるように作製した光素子
チップ２を用いた実施形態１の光部品１と同様の作製方
法で作製する。この場合、接続相手側の光ファイバコネ
クタプラグ１０も単心ではなく複数の光ファイバからな
る光ファイバアレイのプラグを採用する。

【００５３】（実施形態６）図７は本発明の実施形態
（実施例）６の光部品の概略構成を示す斜視図であり、
７は熱吸収体からなるヒートシンクである。本実施形態
（実施例）６の光部品（光素子デバイス）は、前記実施
形態４又は５において、光素子チップ２が高発熱性の発
光素子の場合であり、図７に示すように、実施形態４と
同様の方法で作製した光部品の介在基板３Ａの下面にし
んちゅう等からなるヒートシンク７を接着固定する。

【００５４】この場合、正確な位置調整は必要がなく、
介在基板３Ａとヒートシンク７が接触して熱の伝搬が行
えればよい。

【００５５】このように構成することにより、光素子チ
ップ２が発熱体であっても、前記介在基板３Ａの基準面
以外の面に熱吸収体であるヒートシンク７が取り付けら
れているので、放熱効率を向上することができる。

【００５６】以上、本発明を、前記実施形態（実施例）
に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記実施形態
（実施例）に限定されるものではなく、その要旨を逸脱
しない範囲において種々変更可能であることは勿論であ
る。

【００５７】

【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものの概要を簡単に説明すれば、以下のとおりであ
る。

【００５８】（１）光素子チップの光出射位置又は受光
位置とピンガイド穴又はガイドピンの中心軸が正確な位
置関係にあるので、接続相手である光ファイバのコアの
位置とピンガイド穴の中心軸が同一の位置関係にある光
ファイバコネクタ（既存部品）とガイドピンを介して無
調心で位置合わせされ、一括に接続することができる。
これにより、接続作業の手間を低減することができる。

【００５９】すなわち、光ファイバコネクタと無調心で
高精度な結合が可能な光部品（光素子デバイス）を得る
ことができる。

【００６０】（２）必要に応じて光部品（光素子デバイ
ス）と多心光ファイバコネクタを分離し、再接続するこ
とも可能となる。

【００６１】（３）光素子チップの光の出射位置又は受
光位置とピンガイド穴又はガイドピンとの位置を基準面
を用いることにより、１軸方向の位置合わせをなくし、
残りの１軸方向で位置合わせを行うことができる。

【００６２】（４）これらにより作製コストを低減する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態（実施例）１の光部品の概略
構成を示す斜視図である。

【図２】図１のＡ−Ａ’線で切った断面図である。

【図３】本実施形態１の光部品と光ファイバの接続機構
を説明するための斜視図である。

【図４】本発明の実施形態（実施例）３の光部品の概略
構成を示す斜視図である。

【図５】本発明の実施形態（実施例）４の光部品の概略
構成を示す斜視図である。

【図６】図５のＢ−Ｂ’線で切った断面図である。

【図７】本発明の実施形態（実施例）６の光部品の概略
構成を示す斜視図である。

【図８】従来の光ファイバと光素子チップとの接続デバ
イスを示す斜視図である。

【符号の説明】

１…光部品（光素子デバイス）、２…光素子チップ、３
…接続基板、３Ａ…介在基板、３Ｂ…溝部、４…発光点
又は受光点、５…ピンガイド穴、６…接続基板上の基準
面、６Ａ…介在基板上の基準面、７…ヒートシンク、８
…プラスチック製接続基板、９…光ファイバテープ、１
０…光ファイバコネクタプラグ、１１…ガイドピン、１
２…光ファイバコネクタ、１３…光ファイバ取り付け基
板、２０…接着材、３０Ａ…光素子チップの位置決め用
マーカ、３０Ｂ…介在基板の位置決め用マーカ。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 接続基板と光素子チップを有し、前記接
   続基板は両側に設けられた２つの連結用のピンガイド穴
   又はガイドピンの中心軸を通る平面に平行な平面度の高
   い上面を有し、前記光素子チップは平面度の高い下面を
   有し前記接続基板の当該光素子チップの発光点又は受光
   点が被接合光部分の対応する受光点又は発光点と接合す
   る位置に接着固定されてなることを特徴とする光部品。
2. 【請求項２】 前記光素子チップは複数の発光点又は受
   光点が横方向に並ぶアレイであり、該発光点又は受光点
   を通る直線に対して平行な平面度の高い下面を有するこ
   とを特徴とする前記請求項１に記載される光部品。
3. 【請求項３】 前記光素子チップは高発熱性の発光素子
   であり、前記接続基板の下面にはヒートシンクが固定さ
   れてなることを特徴とする前記請求項１及び２に記載さ
   れる光部品。
4. 【請求項４】 接続基板と介在基板と光素子チップを有
   し、前記接続基板は、両側に２つの連結用のガイド穴又
   はガイドピンを有し、該ガイド穴又はガイドピンの中心
   軸を通る平面に平行な中央に溝部分がある平面度の高い
   上面を有し、前記介在基板は平面度の高い下面を有し、
   前記光素子チップは平面度の高い上面を有し、前記介在
   基板の下面に固定され、該介在基板は前記接続基板の光
   素子チップの発光点又は受光点が被接合光部品の対応す
   る受光点又は発光点と接合する位置に接着固定されてな
   ることを特徴とする光部品。
5. 【請求項５】 前記光素子チップは複数の発光点又は受
   光点が横方向に並ぶアレイであり、該光素子チップの発
   光点又は受光点を通る直線に対して平行な平面度の高い
   上面を有することを特徴とする請求項４に記載される光
   部品。
6. 【請求項６】 光素子チップは高発熱性の光素子であ
   り、介在基板の上面にヒートシンクが固定されてなるこ
   とを特徴とする請求項４又は５に記載される光部品。