JPS60237413A - 光半導体モジユ−ル - 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】 （ａ）産業上の利用分野 本発明は光ファイバ等の伝送路素子と、発光素子、受光
素子等の光半導体素子とを、４光結合する光半導体モジ
ュールに関する。

光通信においては、光信号の伝送路となる光ファイバと
、光信号の発信源である発光素子、或いは光信号の受信
側の受光素子とを接続する光信号授受のデバイスとして
、光半導体モジュールが使用されている。

この種の光半導体モジュールは、円筒形のフェルールの
軸心孔に、光ファイバの端末を挿着して、光ファイバの
端末にフェルールを装着せしめ、そのフェルールの端面
と、ハウジングの軸孔部分に挿着した光半導体素子の端
面とを、ハウジングの軸心孔内で当接して、光結合する
ように構成されている。

そしてこの光半導体モジュールには、光半導体素子が無
理な応力を受けることなく、ハウジングに固着されてい
ること、光半導体素子とフェルールの当接面が密接に保
持されて、光結合度が安定していること、及び小形で低
コストであること等が要求されている。

（ｂ）従来の技術 このために従来の光半導体モジュールは、第２図（ａ）
の一部破断側面図、及び第２図（ｂ）の正面断面図のよ
うに、ハウジング２のフランジ３、及びハウジング胴部
２Ａの外周面が、軸心に平行する２平面により切欠けら
れて、小形化されている。

光半導体モジュールエの外郭体であるハウジング２は、
光半導体モジュール１を他の装置に取付るための、円筒
形の金属例えばステンレス鋼よりなるハウジングである
。ハウジング２のハウジング胴部２Ａの外周部には、光
半導体モジュール１を取付部材（図示せず）に固着する
ためのフランジ３が設けられている。

このフランジ３は、円形材料のものが軸心に並行する２
平面で切欠けられて、正面視がほぼ矩形状の細幅に、形
成されている。

ハウジング２の軸心には、光半導体素子６が挿着される
段付軸心孔４（大孔部は符号は４Ｂで示す）が設けられ
ている。そして段付軸心孔４の大孔部４Ｂの内径は、光
半導体素子後端面６Ｂ部分の外径よりもわずかに大きく
形成されている。

またハウジング２のフランジ３例の段付軸心孔４と同心
の軸心孔５は、光半導体素子６と光結合する光ファイバ
が軸心部に挿着された、フェルールが挿着される孔であ
る。

軸心孔５に挿着されたフェルールは、その先端面が、段
付軸心孔４内で光半導体素子前部端面６Ａに当接するよ
うに、軸心孔５に挿入された後に、軸心孔５の外周部に
設けられたねじ部に、図示してないふくろナツトを螺着
することにより、ハウジング２に固着されるようになっ
ている。

ハウジング胴部２Ａは軸心に並行する２千面、即ち一対
の切欠き面７によって切欠けられて、正面視がほぼ短形
状の細幅に形成されている。

またハウジング胴部２Ａの大孔部４Ｂに対応する部分に
は、切欠き面７に直交するすり割部１１が、ハウジング
胴部２Ａの端面側から設けられている。このすり割部１
１の幅は、後述する円形ブツシュ９が大孔部４Ｂに挿入
された時に、その円形の外周面の両側部の一部がハウジ
ング胴部２Ａの外側に露出する所望の幅である。

９は金属、例えばステンレス鋼よりなる薄肉円筒形の円
形ブツシュである。円形ブツシュ９の外径は大孔部４Ｂ
の孔径よりもわずかに小さく、大孔部４Ｂに挿入され、
その光半導体素子６例の端面が、光半導体素子後端面６
Ｂを押圧するように構成されている。なお光半導体素子
後部端面６Ｂより後方に導出された電極リード４１は、
円形ブ・７シユ９の中空孔を通って、後方に引出されて
いる。

大孔部４Ｂに挿入された円形ブツシュ９は、光半導体素
子段部端面６Ｃを段付軸心孔４の段端面４Ａに圧接して
、光半導体素子６を段付軸心孔４内に固定している。こ
のように円形ブツシュ９が光半導体素子６を圧着した状
態で、円形ブツシュ９を保持する手段として、すり割部
１１と円形ブツシュ９の外周面との接線部分、即ち第２
図に示す溶接点１０部分をレーザー溶接して、円形ブツ
シュ９をハウジング２に固着せしめている。

この溶接点１０は円形ブツシュ９０円形の外周面に、は
ぼ直交するすり割部】１の交線部分で、切欠き面７より
は奥にある。（このように直交。

或いは斜交する２平面の隔部分を溶接することを、隅肉
溶接という）。したがって切欠き面７に対してレーザ光
１４を傾斜して溶接点１０に照射して、レーザ溶接して
いる。

一般的に言ってレーザ溶接は、被溶接物の微少部分のみ
を加熱溶融して、溶接するものであるので、レーザ溶接
時にその熱が光半導体素子６に全く影響しな（て、光半
導体素子６に熱的損傷を与えることがない。またハウジ
ング２及び円形ブツシュ９が加熱変形することがなく、
光半導体素子６に無理な応力が附加されない。したがっ
てレーザ溶接は、光半導体モジュールの組立てに適用し
て、有効な光半導体素子６の固着手段であると言える。

上述のように光半導体素子６は、ハウジング２の段付軸
心孔４に挿入され、且つ円形ブツシュ９によって段端面
４Ａに押圧する如くに固着されている。したがって光半
導体素子前端面６Ａの中心内部に装着された光半導体素
子６の光軸は、軸心孔５の軸心に一致し、効率良く光フ
ァイバに光結合する。

即ち従来の光半導体モジュール１は、ハウジング２が小
形で、且つ部品点数が少なくて、低コスしかしながら、
上記従来の円形ブツシュ９をハウジング２に固着する手
段としての、レーザ溶接は隅肉溶接である。

レーザ溶接は、ビームスポットの直径を例えば５００μ
ｍ程度に微少に集束して、溶接点に照射するものである
。このため隅肉溶接においては、すり割部１１．或いは
円形ブツシュ９が邪魔になるので、レーザ光１４を、切
欠き面７に対して斜めに照射しなければ、溶接点１０に
照射させることができない。

このようにレーザ光１４を、ハウジング２の切欠き面７
に対して斜めにセントすることは困難である。よってわ
ずかの角度誤差により、ビームスポットがハウジング胴
部２Ａ、あるいは円形ブツシュ９の一方のみを投射する
ことになり、溶接されない溶接点１０が発生する。

このような不確実なレーザ溶接になると、光半導体モジ
ュールが稼働中に、フェルールの端面と光半導体素子前
部端面６Ａとの間の密着性が崩れて、光結合効率が低下
するという問題点が発生する。

またレーザ光１４の照射角度を、高精度にするために、
調整工数が多くなり光半導体モジュール上記従来の問題
点は、軸心を挾んで平行する２平面で外周面が切欠けら
れ、対向して形成された２つの該切欠き面に直交する如
くに、段付軸心孔の大孔部の後部にすり割部が設けられ
、光コネクタの挿入接続される他方に設けられた該段付
軸心孔に、該光コネクタと光結合可能とした光半導体素
子が挿着されるハウジングと、該すり割部に挿入され、
該光半導体素子を該段付軸心孔の段端面に当接して支持
する幅が該切欠き面間の距離に等しい角形ブツシュとを
備え、該角形ブツシュの稜線部を該切欠き面にレーザ溶
接して、該角形ブツシュを該ハウジングに固着するとい
う手段により、解決されるものである。

（ｅ）作用 上記本発明の手段は、角形ブツシュの幅と、角形ブツシ
ュが挿入される対向する２平面の切欠き面間の距離が等
しいので、レーザ溶接する個所である角形ブツシュの稜
線は、切欠き面と同一平面上にある。即ちこのレーザ溶
接は突合せ溶接である。

この突合せ溶接は、溶接面に対してレーザ光を直角に照
射する溶接方法で、レーザ光の照射方向の調節が極めて
容易であるという特性がある。

またハウジング胴部の切欠き面と、すり割部のすり割面
ば直交しているので、レーザ溶接する反対側の切欠き面
を、取付は面として光半導体モジュールをセットすると
、レーザ光を鉛直方向に照射すれば、容易に選択した溶
接点を照射する。

即ち本発明は、突合せ溶接であるために、レーザ光の方
向調節が極めて容易で、且つ被溶接物である光半導体モ
ジュールの段取り作業が容易であるので、低コスト化が
達成され、従来の高コストになるという問題点が解決さ
れる。

また突合せ溶接であるために、選択した溶接点に容易に
、高精度にレーザ光を照射することができて、高品質の
レーザ溶接が可能となり、フェルールの端面と光半導体
素子前部端面６Ａとの間の密着度が悪くなる恐れがなく
、従来の光結合効率が低下するという問題点が解決され
る。

（ｆ）実施例 以下第１図の実施例により、本発明の要旨を具体的に説
明する。なお全図を通して同一符号は同一対象物を示す
。

第１図は本発明の一実施例の（ａ）は一部破断側面図を
、（ｂ）は（ａ）に示す点線Ｎ−Ｎ部の正面断面図であ
る。

本発明の光半導体モジュール２０は、第１図に示すよう
に、ハウジング２の段付軸心孔４（大孔部は符号は４Ｂ
で示す）に、光半導体素子６が挿着されている。

ハウジング２のフランジ３は、円形材料のものが軸心に
並行する２平面で切欠けられて、正面視がほぼ矩形状の
細幅に、形成されている。またハウジング胴部２Ａは軸
心に並行する２平面、即ち一対の切欠き面７　（この対
向する２つの切欠き面７の距離をＬとする）によって切
欠けられて、正面視がほぼ矩形状の細幅に形成されて、
全体が小形に構成されている。

またハウジング胴部２Ａの大孔部４Ｂに対応する部分に
は、切欠き面７に直交するすり割部２１が、ハウジング
胴部２Ａの端面側から設けられている。このすり割部２
１の高さは、光半導体素子後部端面６Ｂの外径寸法より
も、所望に大きい高さである。

２２は金属、例えばステンレス鋼よりなり、幅Ｂが切欠
き面７間の距離りに等しい角形断面の、角形ブツシュで
ある。角形ブツシュ２２は、すり割部２１に緊密に挿入
され、光半導体素子後部端面６Ｂを押圧し、その光半導
体素子段部端面６Ｃを、段付軸心孔４の段端面４Ａに当
接して支持するように構成されている。

したがって、角形ブツシュ２２の両側面は、それぞれ切
欠き面７と同一平面になって、角形ブツシュ′２２はす
り割部２１に挿入されている。

なお光半導体素子後部端面６Ｂより後方に導出された電
極リード４工ば、角形ブツシュ２２の中空孔を通って、
後方に引出されている。

このように角形ブツシュ２２が光半導体素子６を圧着し
た状態（例えば治具を使用して、角形ブツシュ２２とハ
ウジング２とを挟着する）で、角形ブツシュ２２の稜線
部と切欠き面７との接線上の所望の溶接点２３に、レー
ザ光２４を照射して、突合せ溶接し、角形ブツシュ２２
をハウジング２に固着している。

本発明の光半導体モジュール２０は、上述のように構成
されているので、ハウジング２と角形ブツシュ２２を固
着する手段として、レーザ光２４を切欠き面７に鉛直に
照射することができる、突合せレーザ溶接を適用するこ
とが可能となる。

よってレーザ光２４の方向調節が極めて容易で、且つ光
半導体モジュール２０の段取り作業が容易で工数の低減
が著しく、低コスト化が達成される。

また選択した溶接点に容易に、高精度にレーザ光２４を
照射することができて、高品質のレーザ溶接が可能とな
り、光ファイバと光半導体素子６との高い光結合効率が
保証される。

さらにまたフランジ３及びハウジング胴部２Ａが、軸心
に並行する２平面で切欠けられているので、小形化の要
求も達成され、レーザ溶接が適用されているので、光半
導体素子６に無理な応力が附加されないという要求も達
成されている。

（ｇ）発明の詳細 な説明したように本発明は、光半導体素子が無理な応力
を受けることなく組み立てられており、また光結合度が
安定し、且つ小形で、低コストである等という実用上で
優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の、 （ａ）は一部破断側面図、 （ｂ）は（ａ）に示す点線Ｎ−Ｎ部の正面断面図、第２
図は従来の光半導体モジュールの、（ａ）は一部破断側
面図、 （ｂ）は（ａ）に示す点線Ｍ−Ｍ部の正面断面図、であ
る。 図において、 １．２０は光半導体モジュール、 ２はハウジング、　２Ａはハウジング胴部、４は段付軸
心孔、　４Ａは大孔部、 ５は軸心孔、　６は光半導体素子、 ７は切欠き面、　９は円形ブツシュ、 １０．２３は溶接点、１１．２１はすり割部、１４．２
４はレーザ光、　２２は角形ブツシュ、をそれぞれ示す
。 第１目 （かり ２θ Ｃｂ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 軸心を挟んで平行する２平面で外周面が切欠けられ、対
   向して形成された２つの該切欠き面に直交する如くに、
   段付軸心孔の大孔部の後部にすり割部が設けられ、光コ
   ネクタの挿入接続される他方に設けられた該段付軸心孔
   に、該光コネクタと光結合可能とした光半導体素子が挿
   着されるハウジングと、該すり割部に挿入され、該光半
   導体素子を該段付軸心孔の段端面に当接して支持する幅
   が該切欠き面間の距離に等しい角形ブツシュとを備え、
   該角形ブツシュの稜線部が該切欠き面にレーザ溶接され
   て、該角形ブツシュが該ハウジングに固着されてなるこ
   とを特徴とする光半導体モジュ　−ル。