JPS63208813A - レンズ付き半導体発光素子の製造方法 - Google Patents
レンズ付き半導体発光素子の製造方法Info
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- JPS63208813A JPS63208813A JP4428487A JP4428487A JPS63208813A JP S63208813 A JPS63208813 A JP S63208813A JP 4428487 A JP4428487 A JP 4428487A JP 4428487 A JP4428487 A JP 4428487A JP S63208813 A JPS63208813 A JP S63208813A
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- Pending
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Landscapes
- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
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。
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、半導体発光素子(レーザダイオード・発光ダ
イオード)の出力光を光ファイバに入射させるための光
学系の製造方法に関する。
イオード)の出力光を光ファイバに入射させるための光
学系の製造方法に関する。
発光素子の出力光を光ファイバに入射させるための光学
系の構造に関し、種々の方法が考案されている。代表例
としては、円柱状レンズを円柱状保持部材に付けた後、
発光素子および光ファイバに高周波加熱を利用して半田
で固定する方法や、光フアイバ先端部に直接半球状レン
ズを形成し、前もってファイバ外周にメタライズをほど
こした後、半田コテを利用して同じく半田で固定する方
法等がある。また光学系の固定に接着剤を利用する方法
は半田利用以前から広く行なわれている。
系の構造に関し、種々の方法が考案されている。代表例
としては、円柱状レンズを円柱状保持部材に付けた後、
発光素子および光ファイバに高周波加熱を利用して半田
で固定する方法や、光フアイバ先端部に直接半球状レン
ズを形成し、前もってファイバ外周にメタライズをほど
こした後、半田コテを利用して同じく半田で固定する方
法等がある。また光学系の固定に接着剤を利用する方法
は半田利用以前から広く行なわれている。
光学系として、円柱レンズ系・球レンズ系・先球ファイ
バ系のいずれであっても、光学系の固定に接着剤を利用
する方法は固化に要する時間がか−り量産性に欠けると
ともに、長期信頼度の点で致命的欠陥を有する。また、
高周波加熱・半田コテによる接着法は量産性・信頼度の
点で優れているが、以下に説明するように、高温処理に
なることやフラックス使用に制限が生ずることなどで問
題点が生ずる。
バ系のいずれであっても、光学系の固定に接着剤を利用
する方法は固化に要する時間がか−り量産性に欠けると
ともに、長期信頼度の点で致命的欠陥を有する。また、
高周波加熱・半田コテによる接着法は量産性・信頼度の
点で優れているが、以下に説明するように、高温処理に
なることやフラックス使用に制限が生ずることなどで問
題点が生ずる。
半導体発光索子の組立時には、耐熱性のない部材、例え
ばペルチェ温調素子(耐熱温度130C)、光フアイバ
被覆(耐熱温度80C)等に対する配慮の必要なことが
多い。そのため一番主賛な光学系の位置調整固定の工程
で、融点の低い低温半田を使って、一部半田固定部の信
頼度を犠牲にしたり、昇温固定部と耐熱性のない部材を
出来るだけ離す様な構造上の制約が生ずる。
ばペルチェ温調素子(耐熱温度130C)、光フアイバ
被覆(耐熱温度80C)等に対する配慮の必要なことが
多い。そのため一番主賛な光学系の位置調整固定の工程
で、融点の低い低温半田を使って、一部半田固定部の信
頼度を犠牲にしたり、昇温固定部と耐熱性のない部材を
出来るだけ離す様な構造上の制約が生ずる。
又発光素子近傍での光学系組立では、半田の濡れ改善の
ためのフラックスの使用が出来ず作業雰囲気対策や予備
半田工程追加等の対策が必要となる。
ためのフラックスの使用が出来ず作業雰囲気対策や予備
半田工程追加等の対策が必要となる。
本発明の目的は、球レンズ系を有する発光モジュールに
おいて、昇温・フラックスの使用の必要がないレーザ溶
接法による、レンズ付き半導体発光素子の製造方法を提
供することにある。
おいて、昇温・フラックスの使用の必要がないレーザ溶
接法による、レンズ付き半導体発光素子の製造方法を提
供することにある。
本発明の製造方法は、球レンズの取付けに際し、球レン
ズfj!:あらかじめ固定した平板状部材を、半導体発
光素子を搭載する基板の平面部と接触させ、該平面内に
おいて位置調整後、前記基板平面部にレーザ光により溶
接固定するようにしたものである。
ズfj!:あらかじめ固定した平板状部材を、半導体発
光素子を搭載する基板の平面部と接触させ、該平面内に
おいて位置調整後、前記基板平面部にレーザ光により溶
接固定するようにしたものである。
以下、図面を参照して、本発明の実施例につき説明する
。第1図は、本発明によシ呉作した半導体発光素子を組
込んだ1枚レンズ型の光学系を備えた発光モジュールの
断面図(a)および平面図(b)の主要部を示す。この
モジュールは、レンズ系が15倍の像倍率系をなし、シ
ングルモードファイバの出力として定格50〜200μ
W程度で、使用され、主として比較的短距離の支線用光
通信に用いられる。
。第1図は、本発明によシ呉作した半導体発光素子を組
込んだ1枚レンズ型の光学系を備えた発光モジュールの
断面図(a)および平面図(b)の主要部を示す。この
モジュールは、レンズ系が15倍の像倍率系をなし、シ
ングルモードファイバの出力として定格50〜200μ
W程度で、使用され、主として比較的短距離の支線用光
通信に用いられる。
図において、まずモジュールケース側壁7に光ファイバ
5が金属フェルール6を介して取りつけられる。別に、
基板2に半導体発光索子1゜モニタ用受光索子8t−半
田で固定し、この素子搭載源の基板2とペルチェ温調素
子9とが、ペルチェ温調素子の耐熱温度以下で、低温半
田により前記光ファイバ5を付けたモジュールケース内
に光ファイバ5に対向して固定される。
5が金属フェルール6を介して取りつけられる。別に、
基板2に半導体発光索子1゜モニタ用受光索子8t−半
田で固定し、この素子搭載源の基板2とペルチェ温調素
子9とが、ペルチェ温調素子の耐熱温度以下で、低温半
田により前記光ファイバ5を付けたモジュールケース内
に光ファイバ5に対向して固定される。
次に、球レンズ3の位置調整固定の手順を行なうが、こ
の球レンズ3は、前もって、材質がステンレスもしくは
コバールの厚さが300〜500μm程度の平板状部材
4に低融点ガラスや半田によって固定されている。上記
球レンズ3の位置v8整は、第2図に示すように吸着/
押さえ両用のニードル1)1に操作して行なう。すなわ
ちニードル1)は真空にして吸着用とし、球レンズ3を
吸着し、平板状部材4を基板2の平面部に接触させて前
後左右に移動して位置調整をする。
の球レンズ3は、前もって、材質がステンレスもしくは
コバールの厚さが300〜500μm程度の平板状部材
4に低融点ガラスや半田によって固定されている。上記
球レンズ3の位置v8整は、第2図に示すように吸着/
押さえ両用のニードル1)1に操作して行なう。すなわ
ちニードル1)は真空にして吸着用とし、球レンズ3を
吸着し、平板状部材4を基板2の平面部に接触させて前
後左右に移動して位置調整をする。
この時、半導体発光索子1に通電して発光させ、光ファ
イバ5の出射端は出力検知器(図示していない)につな
ぎ、規定の出力が出る様に最適位置に調整する。位置調
整が終了したら、ニードル1)の真空を解除し、球レン
ズ3を上方から押さえ、YAGレーザによるパルス光1
2で基板2と平板状部材4間を溶接固定する。10がレ
ーザスポット溶接部である。
イバ5の出射端は出力検知器(図示していない)につな
ぎ、規定の出力が出る様に最適位置に調整する。位置調
整が終了したら、ニードル1)の真空を解除し、球レン
ズ3を上方から押さえ、YAGレーザによるパルス光1
2で基板2と平板状部材4間を溶接固定する。10がレ
ーザスポット溶接部である。
次に、第3図により別の実施例につき説明する。この実
施例は、2枚レンズ型の光学系を備え、第ルンズで約1
5倍、第2レンズで約173倍の像倍率系をなし、シン
グルモードファイバの出力として定格1〜3 mW程度
で使用される発光モジュールである。主として幹線用に
使われる。第3図で(a)が平面図、(b)が断面図で
ある。
施例は、2枚レンズ型の光学系を備え、第ルンズで約1
5倍、第2レンズで約173倍の像倍率系をなし、シン
グルモードファイバの出力として定格1〜3 mW程度
で使用される発光モジュールである。主として幹線用に
使われる。第3図で(a)が平面図、(b)が断面図で
ある。
この実施例では、光ファイバ5は円筒レンズ13ヲ前方
に組込んだ型のもので、最初は光ファイバ50代シにテ
レビ撮像管を使って、調整を行なう。素子を搭載した基
板2とペルチェ温調素子9をモジュールケース内に固定
してから、球レンズ3の調整−固定は前実施例と同様な
方法で行なう。次に円筒レンズホルダ17に支持した円
筒レンズ13の調整を光の方向を確認してなシ、モジニ
ールケース側壁7に固定する。最後にテレビ撮像管を除
き、光ファイバ5を挿入し1フアイバ出射端で出力検知
しながら、光ファイバ5の位置を調整し、スライドリン
グ15 、金属フェルール6t−介して、円筒レンズホ
ールダ17、モジュール側壁7と固定する。16は、固
定のためのレーザスポット溶接部を示す。
に組込んだ型のもので、最初は光ファイバ50代シにテ
レビ撮像管を使って、調整を行なう。素子を搭載した基
板2とペルチェ温調素子9をモジュールケース内に固定
してから、球レンズ3の調整−固定は前実施例と同様な
方法で行なう。次に円筒レンズホルダ17に支持した円
筒レンズ13の調整を光の方向を確認してなシ、モジニ
ールケース側壁7に固定する。最後にテレビ撮像管を除
き、光ファイバ5を挿入し1フアイバ出射端で出力検知
しながら、光ファイバ5の位置を調整し、スライドリン
グ15 、金属フェルール6t−介して、円筒レンズホ
ールダ17、モジュール側壁7と固定する。16は、固
定のためのレーザスポット溶接部を示す。
以上説明したように、本発明は、半導体発光素子の出力
光を光ファイバに入射させる一番重要な工程である、光
学系の位置調整固定工程を、半田固定の場合の様に昇温
することなく、レーザスポット溶接によシ室温状態で発
光素子を光らせながら固定できる。
光を光ファイバに入射させる一番重要な工程である、光
学系の位置調整固定工程を、半田固定の場合の様に昇温
することなく、レーザスポット溶接によシ室温状態で発
光素子を光らせながら固定できる。
また、レーザ、スポット溶接時に、溶接しようとしてい
る二つの部材間にわずかの傾きによるすき間があった場
′合でも、第2図に示す様に、球レンズ3とニードル1
)との接触面は球面接触で完全に平面であるから、この
状態でニードル1)で加重をかけることにより、基板2
と平板状部材4間を傾きなく平面で接触させ、スポット
溶接による位置ズレを防ぐ。
る二つの部材間にわずかの傾きによるすき間があった場
′合でも、第2図に示す様に、球レンズ3とニードル1
)との接触面は球面接触で完全に平面であるから、この
状態でニードル1)で加重をかけることにより、基板2
と平板状部材4間を傾きなく平面で接触させ、スポット
溶接による位置ズレを防ぐ。
安価な球レンズの使用と同時に、この量産性の高いレー
ザスポット溶接技術を使った本発明は、幹線から支線、
加入者系へと指数関数的に増加する光通信用発光累子を
、′安価に多量に供給することに効果がある。
ザスポット溶接技術を使った本発明は、幹線から支線、
加入者系へと指数関数的に増加する光通信用発光累子を
、′安価に多量に供給することに効果がある。
第1図は本発明による一実施例の1枚レンズ型の発光モ
ジュールの主要部の断面図および平面図、第2図は球レ
ンズの固定状況を示す図、第3図は別の実施例の2枚レ
ンズ型の発光モジュールの平面図・断面図である。 1・・・半導体発光素子、2・・・基板、3・・・球レ
ンズ、 4・・・平板状部材、5・・・光ファイ
バ、 6・・・金属フェルール、7・・・モジュー
ルケース側壁、 8・・・モニタ用受光素子、 9・・・ベルチェ温調素子、 10・・・レーザスポット溶接部、 1)・・・ニードル、 12・・・(YAG)レーザパルス光、13・・・円筒
レンズ、 14・・・反射防止ガラス板、 15・・・スライドリング、 16・・・レーザスポット溶接部、 17・・・円筒レンズホルダ。
ジュールの主要部の断面図および平面図、第2図は球レ
ンズの固定状況を示す図、第3図は別の実施例の2枚レ
ンズ型の発光モジュールの平面図・断面図である。 1・・・半導体発光素子、2・・・基板、3・・・球レ
ンズ、 4・・・平板状部材、5・・・光ファイ
バ、 6・・・金属フェルール、7・・・モジュー
ルケース側壁、 8・・・モニタ用受光素子、 9・・・ベルチェ温調素子、 10・・・レーザスポット溶接部、 1)・・・ニードル、 12・・・(YAG)レーザパルス光、13・・・円筒
レンズ、 14・・・反射防止ガラス板、 15・・・スライドリング、 16・・・レーザスポット溶接部、 17・・・円筒レンズホルダ。
Claims (2)
- (1)半導体発光素子の出力光を集束し、光ファイバと
の結合をなす球レンズを設けた半導体発光素子において
、 前記球レンズをあらかじめ固定した平板状部材を、半導
体発光素子を搭載する基板の平面部と接触させ、該平面
内において位置調整後、前記基板平面部にレーザ光によ
り溶接固定することを特徴とするレンズ付き半導体発光
素子の製造方法。 - (2)前記平板状部材の位置調整を、円筒状の吸着/押
さえ両用ノズルで、先ず球レンズ上部を吸着して平板状
部材を動かしてなし、位置調整後に上方から前記ノズル
で押えた状態でレーザ光を照射させることにより、溶接
固定をなすことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載
のレンズ付き半導体発光索子の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4428487A JPS63208813A (ja) | 1987-02-26 | 1987-02-26 | レンズ付き半導体発光素子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4428487A JPS63208813A (ja) | 1987-02-26 | 1987-02-26 | レンズ付き半導体発光素子の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63208813A true JPS63208813A (ja) | 1988-08-30 |
Family
ID=12687206
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4428487A Pending JPS63208813A (ja) | 1987-02-26 | 1987-02-26 | レンズ付き半導体発光素子の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS63208813A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02187711A (ja) * | 1989-01-13 | 1990-07-23 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光結合モジュール |
JPH03120884A (ja) * | 1989-10-04 | 1991-05-23 | Hitachi Ltd | 半導体レーザモジュール |
US5026411A (en) * | 1989-12-21 | 1991-06-25 | At&T Bell Laboratories | Fabrication of optical couplers |
US5135555A (en) * | 1989-12-21 | 1992-08-04 | At&T Bell Laboratories | Apparatus for fabrication of optical couplers |
-
1987
- 1987-02-26 JP JP4428487A patent/JPS63208813A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02187711A (ja) * | 1989-01-13 | 1990-07-23 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光結合モジュール |
JPH03120884A (ja) * | 1989-10-04 | 1991-05-23 | Hitachi Ltd | 半導体レーザモジュール |
US5026411A (en) * | 1989-12-21 | 1991-06-25 | At&T Bell Laboratories | Fabrication of optical couplers |
US5135555A (en) * | 1989-12-21 | 1992-08-04 | At&T Bell Laboratories | Apparatus for fabrication of optical couplers |
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