(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光半導体素子と光学レンズとが同軸的に組み込まれた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用治具において、
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、
前記第２のブロック側に、前記凸状の半球面を受ける曲面を設け、前記凸状の半球面との間にエアールームを設けるとともに、当該エアールームに通じるガス導入口と、当該ガス導入口から前記エアールームを経由して、前記凸状の半球面と前記曲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とを設けており、
前記レンズホルダー部が保持された前記第１のブロックが回転可能な状態で、前記レンズホルダー部と前記光ファイバーとの光学的な調芯が行われる
ことを特徴とする光半導体モジュールの組立用治具。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
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用治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、治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１１ａ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用治具を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の光半導体モジュールの組立用治具は、光半導体素子と光学レンズとが同軸的に組み込まれた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用治具において、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、凸状の半球面を受けて第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、第２のブロック側に、凸状の半球面を受ける曲面を設け、凸状の半球面との間にエアールームを設けるとともに、エアールームに通じるガス導入口と、ガス導入口からエアールームを経由して、凸状の半球面と曲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とを設けており、レンズホルダー部が保持された第１のブロックが回転可能な状態で、レンズホルダー部と光ファイバーとの光学的な調芯が行われることを特徴としている。
【００１４】
【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。
【００１５】
【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。
【００１６】
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。
【００１７】
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を治具１１を用いて組み立てている状態で示している。
【００１８】
さらに詳述すると、治具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。
【００１９】
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。
【００２０】
一方、第２のブロック１１Ｂは、その上部に第１のブロック１１Ａにおける凸状の半球面１３の一部を受けて、第１のブロック１１Ａを回転自在に保持する曲面１４を有している。
また、第２のブロック１１Ｂには、曲面１４に開口されたエアー吹き出し口１５がエアールーム１６に通じて設けられている。なお、このエアールーム１６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、これが曲面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、この曲面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。
【００２１】
次に、この治具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。
【００２２】
また、これと同時に、治具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。
【００２３】
次に、曲面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。
すると、レンズホルダー部４をセットした第１のブロック１１Ａが第２のブロック１１Ｂに対し自由に回動するのでレンズホルダー部４はパイプ６に追従することになり、パイプ６はレンズホルダー部４に対し傾きなく挿着される。
【００２４】
次いで、図示せぬ微調整機構により治具１１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と曲面１４との間は自由に回動できる状態になっているので、光ファイバー７とレンズホルダー部４との間の全体的な光学調芯が図られる。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。
【００２５】
そしてこの、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。
以上の様に、半球面１３と曲面１４との間は自由に回動できる状態になっているので、レンズホルダー部４に対するパイプ６の位置調整が自動的に行われ、従って光ファイバー７とレンズホルダー部４との光学的調芯精度も高いものとなる。
【００２６】
なお、上記実施例では、調芯及びスポット溶接は、半球面１３と曲面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と曲面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と曲面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い。
また、ここでは、第２のブロックが凸状の半球面１３の一部を受ける曲面１４を有している場合について説明したが、曲面１４が凸状の半球面１３を受ける凹状の半球面であってもよい。
この場合には、例えば図３に示すように半球面１３と曲面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。
【００２７】
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。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したとおり、本発明の光半導体モジュールの組立用治具によれば、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  治具
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  曲面                        １５  エアー吹き出し口
２０  ボールベアリング
【図１】
0003612668.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
0003612668.tif 000005
【図５】
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