JPH0763961A - 光半導体モジュールの組立方法及びこれに用いる治具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 組立結合時にレンズホルダー部側と光ファイ
バー側との間の調芯が簡単に行え、かつ組立結合時にも
互いの平行度がズレないようにして光学精度を向上させ
ることができる光半導体モジュールの組立方法及びこれ
に用いる冶具を提供する。 【構成】 光半導体素子２を有するレンズホルダー部４
を保持するセット孔１２を上面に有して底面側が凸状の
半球面１３として形成されている第１のブロック１１Ａ
と、凸状の半球面１３を受けて第１のブロック１１Ａを
回転自在に保持した凹状の半球面１４を有する第２のブ
ロック１１Ｂとでなる冶具１１を使用し、第１のブロッ
ク１１Ａのセット孔１２に配置されたレンズホルダー部
４に光ファイバー７側を接触させた状態で光ファイバー
７側とレンズホルダー部４側との間を固定するようにし
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光通信の応用分野で使
用される光半導体モジュールの組立方法及びこれに用い
る冶具に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図４及び図５は従来の光半導体モジュー
ルにおける組立装置の一例を示すもので、図４はその概
略断面図で、図５はその一部を破断して示す斜視図であ
る。

【０００３】図４及び図５において、半導体モジュール
１は、光半導体素子２と光学レンズ３が同軸的に保持さ
れているレンズホルダー部４を、ファイバースリーブ５
及びパイプ６を介してケーブル状の光ファイバー７の一
端に同軸的に取り付けた構造になっている。

【０００４】そして、光半導体素子２により放出された
光が光学レンズ３にて集光され、これが光ファイバー７
内に伝送されて行くものである。

【０００５】次に、この半導体モジュール１の組立につ
いて説明する。組立に先だって、光半導体素子２と光学
レンズ３を同軸的に組み込んであるレンズホルダー部４
と、ファイバースリーブ５及びパイプ６が取り付けられ
た光ファイバー７が用意される。

【０００６】また、これと同時に、冶具としてレンズホ
ルダー部固定用ブロック５１が用意される。このレンズ
ホルダー部固定用ブロック５１は、中心に上下方向に貫
通されたセット孔５２が形成されており、上面側よりレ
ンズホルダー部４の一端を緩く差し込んでセットできる
状態になっている。

【０００７】そして、先ず、レンズホルダー部４の一端
をセット孔５２に差し込んで、このレンズホルダー部４
をレンズホルダー部固定用ブロック５１にセットする。
次に、組立装置のパイプクランプチャック６０でパイプ
６を保持させた状態で光ファイバー７を下降させ、パイ
プ６をレンズホルダー部４に接触させる。

【０００８】次いで、図示せぬ微調整機構によりレンズ
ホルダー部固定用ブロック５１と共にレンズホルダー部
４を水平面内でＸ−Ｙ方向に移動させ、光ファイバー７
とレンズホルダー部４との光学的な調芯を図る。この調
芯では、レンズホルダー部４により集光された光半導体
素子２の光がパイプ６で保持されたファイバースリーブ
５の中心にある光ファイバー７へ最大の効率にて結合さ
れる位置が高精度に選ばれる。

【０００９】また、調芯後は、この状態でパイプ６とレ
ンズホルダー部４とが接触している部分をスポット溶接
にて固定すると組立が完了する。なお、図中符号１０で
示す部分は、そのスポット溶接点を示している。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の組立時における調芯では、例えば図４中に二点
鎖線で示すパイプ６，光ファイバー７，ファイバースリ
ーブ５のように、レンズホルダー部４に対して全体に傾
いた状態で調芯が行われる場合もあり、この場合ではパ
イプ６とレンズホルダー部４の間に隙間δが生ずる。す
なわち、この場合での光ファイバー７側の光軸は、符号
１１ｂに示す光軸となり、レンズホルダー部４の光軸１
１ａとは異なっている。しかし、この場合でも光学的に
は理想の光学結合が得られている。

【００１１】そこで、この隙間δが生じている状態で
は、レンズホルダー部４とパイプ６との間に互いの光軸
を直線的に一致させようとする反力が働き、この状態で
スポット溶接を行うと、このとき既に微調整機構により
調整されていた位置が、隙間δがゼロになる方向に直さ
れる。すると、この直されたことによって、理想的な光
結合状態にあったレンズホルダー部４の光軸１１ａの上
に光ファイバー７の光軸が直され、光学的にズレが発生
することになる。このズレは許容量とされる数μｍを大
幅に越えて理想の光学結合が得られなくなる場合もあり
問題があった。

【００１２】本発明は、上記問題点に鑑みてなされたも
のであり、その目的は組立結合時にレンズホルダー部側
と光ファイバー側との間の調芯が簡単に行え、かつ組立
結合時にも互いの平行度がズレないようにして光学精度
を向上させることができる光半導体モジュールの組立方
法及びこれに用いる冶具を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】この目的は、本発明にあ
っては、光半導体素子を有するレンズホルダー部を光フ
ァイバー側に取り付けてなる光半導体モジュールの組立
方法において、前記レンズホルダー部を保持する保持部
を上面に有して底面側が凸状の半球面として形成されて
いる第１のブロックと、前記凸状の半球面を受けて前記
第１のブロックを回転自在に保持した凹状の半球面を有
する第２のブロックとでなる冶具を使用し、前記第１の
ブロックの保持部に配置された前記レンズホルダー部に
前記光ファイバー側を接触させた状態で前記光ファイバ
ー側と前記レンズホルダー部側との間を固定する組立方
法によれ達成される。好ましくは、前記光ファイバー側
と前記レンズホルダー部側との間はスポット溶接で固定
する。

【００１４】また、この目的は、本発明にあっては、光
半導体素子を有するレンズホルダー部を光ファイバー側
に取り付けてなる光半導体モジュールの組立に使用する
冶具において、前記レンズホルダー部を保持する保持部
を上面に有して底面側が凸状の半球面として形成されて
いる第１のブロックと、前記凸状の半球面を受けて前記
第１のブロックを回転自在に保持した第２のブロックと
を備えた冶具を用いることにより達成される。また、前
記第２のブロック側に、前記凸状の半球面と前記凹状の
半球面との間にエアーベアリングを形成するエアーが供
給されるためのエアー吹き出し口を設けても良く、ある
いは前記凸状の半球面と前記凹状の半球面との間に複数
のボールベアリングを介装しても良い。

【００１５】

【作用】これによれば、第１のブロックの保持部に配置
されたレンズホルダー部に光ファイバー側を接触させる
と、光ファイバーに対して第１のブロックと共にレンズ
ホルダー部が自由に回動されて向きを変えることがで
き、この回動で光ファイバー側と前記レンズホルダー部
との間では平面合せが行われ、この状態で前記光ファイ
バー側と前記レンズホルダー部側との間を固定すると光
学的に精度の高い組立が可能になる。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を用いて
詳細に説明する。なお、本実施例では図４及び図５に示
した光半導体モジュールと同じ構造の光半導体モジュー
ルを組み立てる場合を一例として説明する。したがっ
て、以下説明する本実施例において、図４及び図５と同
一符号を付して説明するものは図４及び図５と同一のも
のを示している。

【００１７】図１及び図２は本発明の一実施例としての
組立装置を示すもので、図１はその概略断面図、図２は
その一部を破断して示す斜視図である。

【００１８】図１及び図２において、この組立装置は、
光半導体モジュール１を冶具１１を用いて組み立ててい
る状態で示している。

【００１９】さらに詳述すると、冶具１１は、大きくは
第１のブロック１１Ａと第２のブロック１１Ｂとで構成
されている。

【００２０】このうち、第１のブロック１１Ａは、上面
の略中心に光半導体モジュール１のレンズホルダー部４
を保持するための保持部としてのセット孔１２が下面側
に向かって形成されており、このセット孔１２にレンズ
ホルダー部４の一端を緩く差し込んでセットできる状態
になっている。また、第１のブロック部１１Ａの下面側
は凸状の半球面１３として形成されており、これにより
第１のブロック１１Ａは全体として半球状に作られてい
る。

【００２１】一方、第２のブロック１１Ｂは、上面に第
１のブロック１１Ａの半球面１３を受けて、第１のブロ
ック１１Ａを回転自在に保持する凹状の半球面１４を有
している。また、第２のブロック１１Ｂには、半球面１
４に開口されたエアー吹き出し口１５がエアールーム１
６に通じて設けられている。なお、このエアールーム１
６内には、孔１７を通して空気またはＮ₂ ガスが供給さ
れる。同時に、これが半球面１３内に受けられている半
球面１４と半球面１３との間にエアー吹き出し口１５よ
り微少量流され、この半球面１４と半球面１３との間に
エアーベアリングを形成し、第１のブロック１１Ａが第
２のブロック１１Ｂに対して摩擦抵抗を少なくして自由
に回動し易くしている。

【００２２】次に、この冶具１１を用いての半導体モジ
ュール１の組立手順を説明する。組立に先だって、光半
導体素子２と光学レンズ３を同軸的に保持して組み込ん
であるレンズホルダー部４と、ファイバースリーブ５及
びパイプ６が取り付けられた光ファイバー７が用意され
る。

【００２３】また、これと同時に、冶具１１が用意さ
れ、第１のブロック１１Ａのセット孔１２にレンズホル
ダー部４の一端を差し込んで、このレンズホルダー部４
を第１のブロック１１Ａにセットする。

【００２４】次に、半球面１４と半球面１３との間にエ
アーを流してエアーベアリングを形成し、第１のブロッ
ク１１Ａが第２のブロック１１Ｂに対して摩擦抵抗を少
なくして自由に回動し易くし、この状態において組立装
置のパイプクランプチャック６０でパイプ６を保持して
光ファイバー７を下降させ、パイプ６をレンズホルダー
部４に軽く接触させる。

【００２５】次いで、図示せぬ微調整機構により冶具１
１と共にレンズホルダー部４を水平面内でＸ−Ｙ方向に
移動させる。すると、半球面１３と半球面１４との間は
自由に回動できる状態になっているので、パイプ６とレ
ンズホルダー部４との間に傾きが存在する調整が行われ
たとしても、この傾き状態に直されて光ファイバー７と
レンズホルダー部４との光学的な調芯が図られる。そし
て、この調芯で、レンズホルダー部４により集光された
光半導体素子２の光がパイプ６で保持されたファイバー
スリーブ５の中心にある光ファイバー７へ最大の効率に
て結合される位置が高精度に選ばれる。

【００２６】また、調芯後は、この状態でパイプ６とレ
ンズホルダー部４とが接触している部分をスポット溶接
にて固定すると組立が完了する。この場合、半球面１３
と半球面１４との間は自由に回動できる状態になってい
るので、パイプ６とレンズホルダー部４との間に傾きが
存在していても、この傾きを保ったまま保持される。

【００２７】なお、上記実施例では、調芯及びスポット
溶接は、半球面１３と半球面１４との間に供給している
エアーを止めた、あるいは供給した、何れの状態であっ
ても差し支えないものである。また、半球面１３と半球
面１４との間が最初から滑らかに形成されて摩擦抵抗が
少ない場合には、必ずしもエアーを供給してエアーベア
リングを形成しなくても差し支えないものである。さら
に、半球面１３と半球面１４との間を滑らかにして摩擦
抵抗を少なくする手段としてはエアーベアリングに変え
てオイルベアリングでも良く、また例えば図３に示すよ
うに半球面１３と半球面１４との間にボールベアリング
２０を介装した構造にしても差し支えないものである。

【００２８】また、パイプ６とレンズホルダー部４との
間をスポット溶接するときに、両接触面に例えばエポキ
シ樹脂、シリコン樹脂を介在させ、その後自然硬化また
は加熱硬化させるようにしても良い。この場合では、溶
接等で密接面が汚染されるのを、これらの樹脂により防
止され、信頼性を向上させることができる。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したとおり、本発明によれば、
第１のブロックの保持部に配置されたレンズホルダー部
に光ファイバー側を接触させると、光ファイバーに対し
て第１のブロックと共にレンズホルダー部が自由に回動
されて向きを変えることができ、この回動で光ファイバ
ー側と前記レンズホルダー部との間では平面合せが行わ
れ、この状態で前記光ファイバー側と前記レンズホルダ
ー部側との間を固定すると光学的に精度の高い組立が可
能になる等の効果が期待できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例として示す組立装置の概略断
面図である。

【図２】本実施例装置の一部を破断して示す斜視図であ
る。

【図３】本発明の一変形例を示す概略断面図である。

【図４】従来の組立装置の一例を示す概略断面図であ
る。

【図５】従来の同上装置の一部を破断して示す斜視図で
ある。

【符号の説明】

１ 半導体モジュール ２ 光半導体素子 ３ 光学レンズ ４ レンズホルダ
ー部 ５ ファイバースリーブ ６ パイプ ７ 光ファイバー １１ 冶具 １１Ａ 第１のブロック １１Ｂ 第２のブ
ロック １２ セット孔（保持部） １３ 凸状の半球
面 １４ 凹状の半球面 １５ エアー吹き
出し口 ２０ ボールベアリング

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光半導体素子を有するレンズホルダー部
   を光ファイバー側に取り付けてなる光半導体モジュール
   の組立方法において、 前記レンズホルダー部を保持する保持部を上面に有して
   底面側が凸状の半球面として形成されている第１のブロ
   ックと、前記凸状の半球面を受けて前記第１のブロック
   を回転自在に保持した凹状の半球面を有する第２のブロ
   ックとでなる冶具を使用し、 前記第１のブロックの保持部に配置された前記レンズホ
   ルダー部に前記光ファイバー側を接触させた状態で前記
   光ファイバー側と前記レンズホルダー部側との間を固定
   することを特徴とする光半導体モジュールの組立方法。
2. 【請求項２】 前記光ファイバー側と前記レンズホルダ
   ー部側との間をスポット溶接で固定するようにした請求
   項１に記載の光半導体モジュールの組立方法。
3. 【請求項３】 光半導体素子を有するレンズホルダー部
   を光ファイバー側に取り付けてなる光半導体モジュール
   の組立に使用する冶具において、 前記レンズホルダー部を保持する保持部を上面に有して
   底面側が凸状の半球面として形成されている第１のブロ
   ックと、前記凸状の半球面を受けて前記第１のブロック
   を回転自在に保持した第２のブロックとを備えたことを
   特徴とする冶具。
4. 【請求項４】 前記第２のブロック側には、前記凸状の
   半球面と前記凹状の半球面との間にエアーベアリングを
   形成するエアーを供給するためのエアー吹き出し口を設
   けた請求項３に記載の冶具。
5. 【請求項５】 前記凸状の半球面と前記凹状の半球面と
   の間に複数のボールベアリングを介装した請求項３に記
   載の冶具。