JPH01158406A - Manufacture of optical semiconductor assembly - Google Patents
Manufacture of optical semiconductor assemblyInfo
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- JPH01158406A JPH01158406A JP62318030A JP31803087A JPH01158406A JP H01158406 A JPH01158406 A JP H01158406A JP 62318030 A JP62318030 A JP 62318030A JP 31803087 A JP31803087 A JP 31803087A JP H01158406 A JPH01158406 A JP H01158406A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
」−−1
光通信又は光伝送の分野で使用される光半導体モジュー
ルの構成要素である光半導体アセンブリの製造方法に関
し、
長期間安定して高い光結合効率を得ることを目的とし、
レンズホルダの円環状のフランジと光半導体チップの載
置台とを半田付けしてなる光半導体アンセンブリの製造
方法において、前記フランジ及び載置台間に円環状の半
田層を介在させ、前記フランジに沿ってレーザ光を照射
して前記半田層を溶融させるようにして構成する。[Detailed Description of the Invention] ``-1 To obtain stable and high optical coupling efficiency over a long period of time with respect to a method for manufacturing an optical semiconductor assembly that is a component of an optical semiconductor module used in the field of optical communication or optical transmission. A method for manufacturing an optical semiconductor assembly comprising soldering a ring-shaped flange of a lens holder and a mounting table for an optical semiconductor chip, the method comprising: interposing a ring-shaped solder layer between the flange and the mounting table; The solder layer is melted by irradiating laser light along the flange.
LlL立五貝11
本発明は、光通信又は光伝送の分野で使用される光半導
体モジュールの構成要素である光半導体アセンブリの製
造方法に関する。The present invention relates to a method for manufacturing an optical semiconductor assembly, which is a component of an optical semiconductor module used in the field of optical communication or optical transmission.
光ファイバを光伝送路として使用する例えば光通信シス
テムにおいては、半導体レーザ(LD)及び発光ダイオ
ード(LED)等の光半導体素子の出射光を光フアイバ
内に導入するために、光半導体素子と光フアイバ入射端
面とを所定の位置関係で固定しこれらの間に集光用のレ
ンズを設けた光半導体モジュールが使用される。この種
の光半導体モジュールにおいては、構成部品相互間の位
置関係が直接的に光結合効率に影響を及ぼすから、各構
成部品は1μm以下という極めて高い精度で位置決めさ
れることが要求される。また、長期間この位置決め精度
が維持されることが要求される。For example, in an optical communication system that uses an optical fiber as an optical transmission line, in order to introduce the emitted light from an optical semiconductor element such as a semiconductor laser (LD) or a light emitting diode (LED) into the optical fiber, the optical semiconductor element and the optical An optical semiconductor module is used in which a fiber input end face is fixed in a predetermined positional relationship and a condensing lens is provided between them. In this type of optical semiconductor module, since the positional relationship between the components directly affects the optical coupling efficiency, each component is required to be positioned with extremely high precision of 1 μm or less. Furthermore, it is required that this positioning accuracy be maintained for a long period of time.
1泉立盈I
第8図は従来の一般的な光半導体モジュールの断面構成
図である。レンズ51及び光半導体索子52を具備する
光半導体アセンブリ53と、光ファイバ55が挿入固定
されたフェルール56及びレンズ54を円筒状部材57
に挿入固定してなる光フアイバアセンブリ59とを、ケ
ース58を介して対向配置したものである。この構造に
より、光半導体素子52、レンズ51.54及び光ファ
イバ55の端面を所定の位置関係で位置決めすることが
できる。Figure 8 is a cross-sectional configuration diagram of a conventional general optical semiconductor module. An optical semiconductor assembly 53 including a lens 51 and an optical semiconductor cord 52, a ferrule 56 into which an optical fiber 55 is inserted and fixed, and a lens 54 are connected to a cylindrical member 57.
An optical fiber assembly 59 inserted into and fixed to the optical fiber assembly 59 is placed opposite to the optical fiber assembly 59 with a case 58 interposed therebetween. With this structure, the optical semiconductor element 52, the lenses 51, 54, and the end faces of the optical fiber 55 can be positioned in a predetermined positional relationship.
第9図は、上記光半導・体アセンブリの従来の製造方法
説明図である。レンズ51が固定されたレンズホルダ6
1と光半導体素子52°が固定された載置台62とを図
示しない半田層を介して密着し、この密着部分を高周波
加熱用ワークコイル63で銹導加熱することによって無
接触で半田付けを行なうものである。FIG. 9 is an explanatory diagram of a conventional method of manufacturing the above-mentioned optical semiconductor/body assembly. Lens holder 6 to which lens 51 is fixed
1 and a mounting table 62 to which the optical semiconductor element 52° is fixed are brought into close contact with each other through a solder layer (not shown), and this contact portion is heated by conduction using a high-frequency heating work coil 63 to perform contactless soldering. It is something.
発明が解決しようとする問題点
第9図に示される従来方法では、レンズホルダ61を載
置台62に対して位置調整することにより光軸調整を行
なって、光結合効率が最大となるようにすることが可能
である。しかし、レンズ51と光半導体素子52の離間
距離は極めて微小(例えば25μm)であるから、固定
後にレンズホルダ61に僅かでも経時的な位置ずれが生
じると、光結合効率が低下するという問題があった。Problems to be Solved by the Invention In the conventional method shown in FIG. 9, the optical axis is adjusted by adjusting the position of the lens holder 61 with respect to the mounting table 62, so that the optical coupling efficiency is maximized. Is possible. However, since the distance between the lens 51 and the optical semiconductor element 52 is extremely small (for example, 25 μm), even a slight positional shift in the lens holder 61 over time after fixation causes a problem in that the optical coupling efficiency decreases. Ta.
本発明はこのような問題点に鑑みて創作されたもので、
長期間安定して高い光結合効率を得ることを目的として
いる。The present invention was created in view of these problems.
The aim is to obtain stable and high optical coupling efficiency over a long period of time.
問題、を解決するための手段
上記光結合効率の経時的な変動を調査したところ、半田
付は部分にクリープが生じていることがその原因である
と判明した。すなわち、従来方法であると高周波加熱用
ワークコイルの形状の不均一性から加熱温度が半田付は
部分内でばらつき、このため半田固化部分の冷却時に発
生する残留熱応力がクリープを生じさせ、光結合効率の
低下をきたしていたものである。従って、クリープの発
生を防止するためには、半田付は部分の均等な加熱が有
効である。Means for Solving the Problem When the above-mentioned fluctuation in optical coupling efficiency over time was investigated, it was found that the cause was creep occurring in the soldering part. In other words, in the conventional method, the heating temperature varies within the soldering part due to the non-uniformity of the shape of the work coil for high frequency heating, and as a result, the residual thermal stress generated when the solder solidified part is cooled causes creep, causing optical This resulted in a decrease in coupling efficiency. Therefore, in order to prevent the occurrence of creep, it is effective to heat the soldering parts evenly.
第1図は本発明の原理図である。本発明の光半導体アセ
ンブリの製造方法は、レンズホルダ1の円環状のフラン
ジ2と光半導体デツプ3の載置台4とを半田付けしてな
る光半導体アンセンブリの製造方法において、前記フラ
ンジ2及び載置台4間に円環状の半田15を介在させ、
前記フランジ2に沿ってレーザ光を照射して前記半田層
5を溶融させるようにして構成される。FIG. 1 is a diagram showing the principle of the present invention. The method for manufacturing an optical semiconductor assembly of the present invention is a method for manufacturing an optical semiconductor assembly in which an annular flange 2 of a lens holder 1 and a mounting base 4 for an optical semiconductor depth 3 are soldered together. An annular solder 15 is interposed between the mounting bases 4,
The solder layer 5 is configured to be irradiated with a laser beam along the flange 2 to melt the solder layer 5.
1−一一里
本発明方法では、レンズホルダのフランジに沿って、つ
まり例えば第1図中矢印で示される方向にレーザ光を照
射して半田層を溶融させるようにしているから、半田付
は部分は均等に加熱され、したがって当該部分への残留
熱応力の発生が防止される。その結果、固化した半田に
クリープが生じることが防止され、光結合効率の経時的
な変化のおそれがなくなる。1-11 In the method of the present invention, the solder layer is melted by irradiating the laser beam along the flange of the lens holder, for example in the direction indicated by the arrow in FIG. The parts are heated evenly, thus preventing the generation of residual thermal stresses in the parts. As a result, creep is prevented from occurring in the solidified solder, and there is no fear that the optical coupling efficiency will change over time.
友−Ll 以下本発明の実施例を図面に基づいて説明する。Friend-Ll Embodiments of the present invention will be described below based on the drawings.
第2図は、光半導体チップが固定される載置台の斜視図
である。LDチップ11を、放熱用及び接地電極用の支
°持部材12を介して載置台13上に固定したものであ
る。載置台13の材質としては、半田付は性を良好なら
しめるためにNi、Auメツキを施したコバール等の熱
膨脹係数の小さな金薦材を用いることができる。FIG. 2 is a perspective view of a mounting table on which an optical semiconductor chip is fixed. An LD chip 11 is fixed on a mounting table 13 via a support member 12 for heat radiation and a ground electrode. As for the material of the mounting table 13, a metal material with a small coefficient of thermal expansion, such as Kovar plated with Ni or Au, can be used to ensure good soldering properties.
第3図は本発明の実施に使用することのできるレンズホ
ルダの断面図である。円環状のフランジ21を有する概
略円筒形状のレンズホルダ22には、出射光取出し用の
穴23に球状のレンズ24が例えば圧入することによっ
て固定されている。FIG. 3 is a cross-sectional view of a lens holder that can be used to implement the present invention. A spherical lens 24 is fixed to a generally cylindrical lens holder 22 having an annular flange 21 by, for example, being press-fitted into a hole 23 for extracting emitted light.
第4図は本発明の実施に使用することのできるファイバ
ガイドの断面図、第5図は同図中v−v線に沿った断面
図、第6図はVI−VI線に沿った断面図である。複数
の光ファイバ32を束ね、これを伸縮自在で且つ可撓性
を有する被覆材31で被覆し、一端側から概略円錐形状
の成形部材33を挿入して当該端側における光ファイバ
束の断面形状を円環状としたものである。このようなフ
ァイバガイド30の構成によれば、導波光は各光ファイ
バ32に沿って進行するから、出射光ビームを円環状の
ものとすることができる。FIG. 4 is a cross-sectional view of a fiber guide that can be used to implement the present invention, FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line v-v in the figure, and FIG. 6 is a cross-sectional view taken along line VI-VI. It is. A plurality of optical fibers 32 are bundled, this is covered with a stretchable and flexible covering material 31, and a generally conical molding member 33 is inserted from one end side to change the cross-sectional shape of the optical fiber bundle at the end side. is annular. According to such a configuration of the fiber guide 30, the guided light travels along each optical fiber 32, so that the output light beam can be annular.
第7図は本発明の実施例を示す半田付は工程の説明図で
ある。この実施例では、載置台13とレンズホルダ22
とを円環状lll5半田41を介して密着させ、この状
態で光軸調整を行なった侵に、レンズホルダのフランジ
21又は円環状薄膜半田41に沿ってレーザ光を照射し
て、半田付けを行なうようにしている。このような円環
状部位へのレーザ光の照射は、例えばレーザ光源として
YAGレーザ42を用い、その出射光を第4図乃至第6
図に示されるファイバガイド30及び凸レンズ43を介
して狭縮幅な円環状パターンに集光して照射することに
より可能である。一般に、第5図におけるファイバ断面
内の光パワー分布が均一であれば、第6図におけるファ
イバ断面内の光パワー分布も均一となるから、円環状半
田付は部分がその円周方向に沿って均等に加熱されるも
のである。FIG. 7 is an explanatory diagram of a soldering process showing an embodiment of the present invention. In this embodiment, the mounting table 13 and the lens holder 22
and solder 41 are brought into close contact with each other via the annular solder 41, and in this state, the optical axis is adjusted. Laser light is irradiated along the flange 21 of the lens holder or the annular thin film solder 41 to perform soldering. That's what I do. Irradiation of laser light onto such an annular region can be accomplished by using, for example, a YAG laser 42 as a laser light source, and emitting light from the YAG laser 42 as shown in FIGS.
This is possible by condensing and irradiating light into a narrow annular pattern through the fiber guide 30 and convex lens 43 shown in the figure. Generally, if the optical power distribution within the fiber cross section in Fig. 5 is uniform, the optical power distribution within the fiber cross section in Fig. 6 will also be uniform. It is heated evenly.
この実施例では、円環状薄膜半田41としてPb−8n
共晶半田(融点183℃)を用い、YAGレーザ42の
出力を80Wにして6秒間のレーザ光照射を行なったと
ころ、半田の溶融及び凝固について円周方向における時
間的なばらつきは認められなかった。また、得られた光
半導体アセンブリを用いて例えば第8図に示されるよう
な勺ジュールを構成し、このモジュールについて一10
℃〜+60℃の熱サイクル試験(合計で200サイクル
)を行なったところ、光結合効率の低下は10サンプル
について全て0.2dB以内であった。In this embodiment, Pb-8n is used as the annular thin film solder 41.
When eutectic solder (melting point 183°C) was used and laser beam irradiation was performed for 6 seconds with the output of the YAG laser 42 set to 80 W, no temporal variation was observed in the melting and solidification of the solder in the circumferential direction. . Furthermore, using the obtained optical semiconductor assembly, for example, a module such as the one shown in FIG.
When a thermal cycle test (total of 200 cycles) from .degree. C. to +60.degree. C. was conducted, the decrease in optical coupling efficiency was within 0.2 dB for all 10 samples.
従来方法では同一試験条件で光結合効率が0.2dB以
上変化するものがしばしば見られたことを考慮すると、
本発明方法の有意性は明らかである。Considering that with conventional methods, it was often seen that the optical coupling efficiency changed by more than 0.2 dB under the same test conditions.
The significance of the method of the invention is clear.
発明の効果
以上詳述したように、本発明によれば、レーザ光により
半田付は部分を均等に加熱しているので、半田固化後の
クリープ現象に起因する光軸ず□れが防止され、その結
果長期間安定して高い光結合効率を有する光半導体アセ
ンブリの提供が可能になるという効果を奏する。Effects of the Invention As detailed above, according to the present invention, since the soldering part is evenly heated by the laser beam, the deviation of the optical axis due to the creep phenomenon after solder solidification is prevented. As a result, it is possible to provide an optical semiconductor assembly that is stable for a long period of time and has high optical coupling efficiency.
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の原理図、
第2図は本発明の実施例図であって、LDチップが固定
された載置台の斜視図、
第3図は本発明の実施例を示すレンズホルダの断面図、
第4図は本発明の実施に使用することのできるファイバ
ガイドの断面図、
第5図は第4図におけるv−v線に沿った断面図、
第6図は第4図におけるVI−VI線に沿った断面図、
第7図は本発明の実施例を示す半田付は工程の説明図、
第8図は従来の一般的な光半導体モジュールの断面構成
図、
第9図は光半導体アセンブリの従来の製造方法説明図で
ある。
1.22・・・レンズホルダ、
2.21・・・フランジ、
3・・・光半導体チップ、
4.13・・・載置台、
5・・・半田層、
11・・・LDチップ、
24・・・レンズ、
30・・・ファイバガイド、
32・・・光ファイバ、
41・・・円環状薄膜半田、
42・・・YAGレーザ。
奄尤明の源環凹
第1図
聯(a イフ”リ 6q
第2図
22:レンス°ホルダ
今C1E1. イ1[リ 図
第3図
3゜
ジ(1克 イ列 II
第4図
う(Jヒ、イフ1J β口
李(1省已イ列 1り第5図 第6
図
慢e−11,h イ列 B]
第7図[Brief Description of the Drawings] Fig. 1 is a diagram showing the principle of the present invention, Fig. 2 is a diagram showing an embodiment of the present invention, and is a perspective view of a mounting table on which an LD chip is fixed. 4 is a sectional view of a fiber guide that can be used to implement the present invention; FIG. 5 is a sectional view taken along the v-v line in FIG. 4; The figure is a sectional view taken along the VI-VI line in Fig. 4, Fig. 7 is an explanatory diagram of the soldering process showing an embodiment of the present invention, and Fig. 8 is a sectional view of a conventional general optical semiconductor module. FIG. 9 is an explanatory diagram of a conventional manufacturing method of an optical semiconductor assembly. 1.22... Lens holder, 2.21... Flange, 3... Optical semiconductor chip, 4.13... Mounting table, 5... Solder layer, 11... LD chip, 24. ...Lens, 30...Fiber guide, 32...Optical fiber, 41...Annular thin film solder, 42...YAG laser. Yan Yu Ming's source ring concave Fig. 1 (a) 6q Fig. 2 22: Lens ° holder now C1E1. Jhi, if 1J β mouth
Li (1st column, 1st line, Figure 5, Figure 6)
Arrogant e-11, h row B] Figure 7
Claims (1)
光半導体チップ(3)の載置台(4)とを半田付けして
なる光半導体アンセンブリの製造方法において、 前記フランジ(2)及び載置台(4)間に円環状の半田
層(5)を介在させ、 前記フランジ(2)に沿ってレーザ光を照射して前記半
田層(5)を溶融させるようにしたことを特徴とする光
半導体アセンブリの製造方法。 (2)前記レーザ光の照射は、光ファイバ (32)の出射端側を円環断面状に整列してなるファイ
バガイド(30)を介して行なわれることを特徴とする
特許請求の範囲第1項記載の光半導体アセンブリの製造
方法。[Claims] (1) In a method of manufacturing an optical semiconductor assembly in which an annular flange (2) of a lens holder (1) and a mounting table (4) for an optical semiconductor chip (3) are soldered together. , an annular solder layer (5) is interposed between the flange (2) and the mounting table (4), and a laser beam is irradiated along the flange (2) to melt the solder layer (5). A method for manufacturing an optical semiconductor assembly, characterized in that: (2) The irradiation of the laser beam is performed through a fiber guide (30) formed by arranging the output ends of optical fibers (32) in a circular cross-section. A method for manufacturing an optical semiconductor assembly according to section 1.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62318030A JPH01158406A (en) | 1987-12-15 | 1987-12-15 | Manufacture of optical semiconductor assembly |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62318030A JPH01158406A (en) | 1987-12-15 | 1987-12-15 | Manufacture of optical semiconductor assembly |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01158406A true JPH01158406A (en) | 1989-06-21 |
Family
ID=18094712
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP62318030A Pending JPH01158406A (en) | 1987-12-15 | 1987-12-15 | Manufacture of optical semiconductor assembly |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH01158406A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010507911A (en) * | 2006-10-24 | 2010-03-11 | カール・ツァイス・エスエムティー・アーゲー | Method and apparatus for coupling optical elements to a frame |
WO2022268458A1 (en) * | 2021-06-23 | 2022-12-29 | Robert Bosch Gmbh | Method for producing a camera module |
-
1987
- 1987-12-15 JP JP62318030A patent/JPH01158406A/en active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US8705006B2 (en) | 2006-10-24 | 2014-04-22 | Carl Zeiss Smt Gmbh | Method and device for connecting an optical element to a frame |
US9604299B2 (en) | 2006-10-24 | 2017-03-28 | Carl Zeiss Smt Gmbh | Method and device for connecting an optical element to a frame |
WO2022268458A1 (en) * | 2021-06-23 | 2022-12-29 | Robert Bosch Gmbh | Method for producing a camera module |
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