(57)【要約】【課題】ＷＤＭモジュールの組立において、光半導体素子の電源及び信号を供給できる接点を有する電気信号供給部と光半導体素子のリード線を接続固定し、脱着可能な構造の保持具を提供する。【解決手段】複数の光半導体素子を順次交換しそれらを光半導体素子５３と光ファイバーを保持したファイバー端末に最適結合する保持具において、前記本体内に設けられ光半導体素子５３を前記ファイバ端末に最適結合するために光半導体素子固定部６７とネジ機構により一時固定するチャック部６５と、チャック部６５上に設けられ光半導体素子５３のリード線との圧接接合を解除するリジェクトプレート６２と、を有し、電気信号供給部６３のくさび形状部での圧接接合を、リジェクトプレート６２を押して解除して光半導体素子５３の結合を解除する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の光半導体素子を順次交換しそれらを光半導体素子と光ファイバーを保持したファイバー端末に最適結合する保持具において、
前記光半導体素子を予め固着する光半導体素子固定部と、
前記光半導体素子のリード線が着脱可能に挿入される貫通穴を有する本体と、
前記本体内に設けられ前記光半導体素子を前記本体に取り付けた状態で前記貫通穴内の当該光半導体素子の各リード線に圧接して電気的接触を得るためのくさび形状部を有する電気信号供給部と、
前記本体内に設けられ前記光半導体素子を前記ファイバ端末に最適結合するために前記光半導体素子固定部とネジ機構により一時固定するチャック部と、
前記チャック部上に設けられ前記半導体素子のリード線との圧接接合を解除するリジェクトプレートと、
を有し、
前記電気信号供給部のくさび形状部での圧接接合を、前記リジェクトプレートを押して解除して前記光半導体素子の結合を解除することを特徴とする保持具。
【請求項２】
前記電気信号供給部の接合部は、くさび形状をなすとともに、バネ弾性を有し、前記光半導体素子のリード線を圧接して接合することを特徴とする請求項１に記載の保持具。
【請求項３】
前記リジェクトプレートを押して前記電気信号供給部の接合部を外側に押し広げて接合を解除することを特徴とする請求項２に記載の保持具。
【請求項４】
前記光半導体素子を固着する固定部と前記チャック部は、ネジ機構にて固定されることを特徴とする請求項１に記載の保持具。
【請求項５】
複数の光半導体素子を順次交換しそれらを光半導体素子と光ファイバーを保持したファイバー端末に最適結合する保持方法において、
前記光半導体素子を予め光半導体素子固定部に固着し、
前記光半導体素子のリード線を貫通穴を有する本体に挿入し、
前記本体内に設けられ前記光半導体素子を前記本体に取り付けた状態で電気的接触を得るためのくさび形状部を有する電気信号供給部に前記貫通穴内の当該光半導体素子のリード線に圧接し、
前記本体内に設けられ前記半導体素子を固定するためのチャック部に当該光半導体素子を前記光半導体素子固定部とネジ機構により一時固定し、
前記半導体素子の結合解除時に、前記チャック部上に設けられ前記光半導体素子のリード線との圧接接合を解除するためにリジェクトプレートを押し下げて当該圧接結合を解除することを特徴とする半導体素子の保持方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、LD（レーザーダイオード）、PD（フォトダイオード）等、複数の光半導体素子を順次交換して光軸調整及び接合を行う際に用いられる光半導体モジュールの保持具及び光半導体モジュールの保持方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
PDやLDなどの複数の光半導体を順次交換して各種特性を測定する際に用いる保持具により測定用の回路を基板上に作り、取り付ける技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
従来例の装置のブロック構成図を図５に示す。
【０００４】
図５において、組立の対象は、発光モジュール２０であり、発光モジュール２０の光軸調整する光軸調整装置のステージ部２１は、ステージ２４ａ、２４ｂ、２４ｃはそれぞれＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸のステージとモータ２５ａ、２５ｂ、２５ｃは、それぞれステージ２４ａ、２４ｂ、２４ｃを駆動する。ドライバー２６ａ、２６ｂ、２６ｃは、それぞれの軸を調整するためモータ２５ａ、２５ｂ、２５ｃをそれぞれ駆動する。光軸調整装置の制御部２２のマイクロプロセッサ２７は、ドライバー２６ａ、２６ｂ、２６ｃに信号を与え光軸調整装置のステージ部２１を制御する。光素子ドライバー２８は、ホルダ付発光器１に接続されたソケット２９に電源を供給し発光させる。光センサー３０は、光ファイバーからの信号を検出する検出器３１。操作盤３２は、組立作業を操作する端末。YAGレーザー装置２３は、レーザー発振器３４で作り出されたレーザーを分岐ユニット３４で２〜６分岐され、Z軸固定用対物レンズ３６やXY面固定用３７からレーザー制御装置３３で制御されたレーザーパワーでレーザー照射する。
【０００５】
従来の光半導体素子モジュールの組立装置は上記のように構成され、光半導体素子２０を組み立てるためには、ホルダ付発光器１のリード端子をソケット２９に挿入して、次にファイバーホルダー２とファイバーフェルール６や光ファイバー３の部品を光軸調整装置に取り付け、ファイバー出射端７から光センサー３０に接続し、操作盤３２からスタートボタンを押すと、マイクロプロセッサ２７へ信号が送られ、光素子ドライバ２６を経由してソケット２９からホルダ付発光器１へ電流が送られる。そして、ホルダ付発光器１から出た光は、光ファイバーを通って光センサー３０によって光信号から電気信号に変換されてマイクロプロセッサ２７へ送られる。マイクロプロセッサ２７では、この光のレベル値とその時のｘ軸、ｙ軸、ｚ軸方向を移動するそれぞれのステージ（１）２４a、ステージ（２）２４b、ステージ（３）２４cの位置に情報を記憶しておく。
【０００６】
マイクロプロセッサ２７は、ｘ軸ドライバー２６a、ｙ軸ドライバー２６b、ｚ軸ドライバー２６c、からそれぞれ対応したｘ軸モータ２５a、ｙ軸モータ２５b、ｚ軸モータ２５cを経由してステージ（１）２４a、ステージ（２）２４b、ステージ（３）２４cを移動させながら、図９に示すように検出器からのパワーが最大になる点を見つけていく。
【０００７】
以上のように光軸調整の最適結合状態が完了する。
【０００８】
図６は、図５に示すブロック構成図のステージ関係を示す光半導体モジュール組立装置の図であり、調整時に動作するXYステージ７０、溶接位置を回転変更させるθステージ７１、溶接面の面あわせを行うレベルステージ７２、ホルダーを保持する下チャック７３、モジュールを保持する上チャック７４モジュールを上下させるZステージ７６、レーザーを出射する出射口７５、出射高さを調整するレーザーステージ７７で構成される。下チャック７３には、ホルダー本体５８を保持し、上チャック７４には、モジュール本体５２を保持し、光軸調整を行っている。
【０００９】
図７は、従来の保持具と光半導体素子の構成図を示し、光軸調整を行う場合、キャップ６６付き光半導体素子５３を直接保持することは、レーザー照射経路に保持部が干渉し照射位置に到達する前にレーザー光が遮断される為、保持具５１を介して図６に記載の上チャック７４に固定し、レーザー光路を確保する必要がある。この保持具５１は、組立作業で一時的に使用するため完全固定ではなく、保持具５１と溶接固定部６７を接着・溶接面ｄと接着溶接面eを仮固定し、光軸調整、レーザー溶接固定した後、ソケット５０を抜き取り、次に、保持具５１を取り外している。
【００１０】
図８は、WDMモジュールの構成例であって、異なる４波長のモジュールを順次、光軸調整、溶接固定している。CH1、CH2、CH3は、レーザー溶接固定し保持具を取り除いた状態を示し、CH4は、調整中の状態を示す。
モジュール本体５２は、受発光されるレーザーは、ホルダー本体５８を透過反射され、ホルダー本体に接続されたファイバーフェルール５５で、光信号を送受信できる。保持具５１にソケット５０を挿入することにより、電源及び信号を供給できる接点を有する電気信号供給部と接続される。図６のモジュール組立装置でもって光軸調整し、出射口からのYAGレーザーでXY面YAG溶接１７でモジュール本体５２と溶接固定部６７を溶接している。
【特許文献１】特開昭６２−１９０７９０号公報
【特許文献２】特開平０９−１３９２５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
WDMモジュール組立方法では、レーザー光路を確保するため、保持具を介して上部コレットチャックに固定している。この保持具をキャップ付き光半導体素子に一時的に固定する方法として、接着や溶接等で固定強度3kgf程度に固定する必要があり、これらの固定方法は、高価な溶接装置や接着剤塗布装置等を使用するため、安価なモジュール組立の課題であった。また、一時的に固定された保持具を取り除く際に発生する応力によって光軸調整後の位置がズレてしまうことも課題であった。
【００１２】
本発明は、かかる問題点を解決するためになされたもので、キャップ付き光半導体素子と上チャックの間に電源及び信号を供給できる接点を有する電気信号供給部とリード線を固定する機構で短時間に着脱可能で再利用が可能な構造の保持具を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前記従来の課題を解決するために、本発明の光半導体モジュールの保持具は、複数の光半導体素子を順次交換しそれらを光半導体素子と光ファイバーを保持したファイバー端末に最適結合する保持具において、前記光半導体素子を予め固着する光半導体素子固定部と、前記光半導体素子のリード線が着脱可能に挿入される貫通穴を有する本体と、前記本体内に設けられ前記光半導体素子を前記本体に取り付けた状態で前記貫通穴内の当該光半導体素子の各リード線に圧接して電気的接触を得るためのくさび形状部を有する電気信号供給部と、前記本体内に設けられ前記光半導体素子を前記ファイバ端末に最適結合するために前記光半導体素子固定部とネジ機構により一時固定するチャック部と、前記チャック部上に設けられ前記半導体素子のリード線との圧接接合を解除するリジェクトプレートと、を有し、前記電気信号供給部のくさび形状部での圧接接合を、前記リジェクトプレートを押して解除して前記光半導体素子の結合を解除することを特徴としたものである。
【００１４】
また、本発明の本発明の光半導体モジュールの保持方法は、複数の光半導体素子を順次交換しそれらを光半導体素子と光ファイバーを保持したファイバー端末に最適結合する保持方法において、前記光半導体素子を予め光半導体素子固定部に固着し、前記光半導体素子のリード線を貫通穴を有する本体に挿入し、前記本体内に設けられ前記光半導体素子を前記本体に取り付けた状態で電気的接触を得るためのくさび形状部を有する電気信号供給部に前記貫通穴内の当該光半導体素子のリード線に圧接し、前記本体内に設けられ前記半導体素子を固定するためのチャック部に当該光半導体素子を前記光半導体素子固定部とネジ機構により一時固定し、前記半導体素子の結合解除時に、前記チャック部上に設けられ前記光半導体素子のリード線との圧接接合を解除するためにリジェクトプレートを押し下げて当該圧接結合を解除することを特徴としたものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の光半導体モジュールの保持具によれば、キャップ付き光半導体素子を一時的に固定する機構と電源及び信号を供給できる接点を有する電気信号供給部を共有することで簡単に着脱可能にすることができることにより工数の削減や接着剤やレーザー溶接等で保持具を固定する作業を無くすことができる。また、一時的に固定する機構にしたことにより保持具を取外す際に発生する応力が小さくなることでもって光軸調整値の変化が小さくできる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下に、本発明、光半導体モジュールの保持具及び光半導体モジュールの保持方法について実施の形態を図面とともに詳細に説明する。
【実施例１】
【００１７】
図１は、本発明の実施例における光半導体モジュールの保持具の断面図を示す。
【００１８】
図１において、チャック部６５の中に、光半導体素子５３から伸びるリード線６１と接触する電気信号供給部６３は光素子ドライバー（図示せず）と接続されるケーブル６４からなる。
【００１９】
電気信号供給部６３は、板バネの作用でリード線６１の外周のほぼ全周にリード線６１と接触し、電気信号供給部６３とリード線６１の接触部では、そのリード線６１を受ける電気信号供給部側は、バネ性を有してリード線６１に圧接して接合する。また、電気信号供給部側６３の接触部は、光半導体素子５３側に開いているくさび形状をし、他端部は、リード線６１が挿入されていないときは、そのバネ性で閉じている。
【００２０】
リード線６１の挿入時は、リード線６１がくさび形状部の開いた側から挿入し、その挿入圧力により閉じた側の電気信号供給部６３が開き、リード線６１の抜取時には、電気信号供給部６３が閉まり、リード線６１挿入後はリード線６１をバネ性で圧接して固定することができる。
【００２１】
光半導体素子５３と溶接固定部６７はあらかじめ固着されており、チャック部６５におねじ固定力発生部６０にめねじが形成されており、ねじの回転によってチャック部６５と固定力発生部６０の間に平行に動作するねじ機構でもって溶接固定部６７と固定力発生部６０にリード線６１を介して光半導体素子５３とチャック部６５が固定される。
【００２２】
チャック部６５とはまり合うリジェクトプレート６２は、脱する際に電気信号供給部６３をリード線６１から開放させる作用がある。
【００２３】
図２は、本発明の実施例における光半導体モジュールの保持具の部分拡大断面図は、リード線６１との接合部がバネ性を有するくさび形状になっているので電気信号供給部６３の接触状態の詳細図に示すようにリード線６１を挿入する前は、リード線６１外径よりも小さくなっており挿入途中は、リード線６１の外径に沿うように挿入される。一旦挿入から抜取に方向が変わった途端、電気信号供給部６３の先端（ａ）がリード線６１に食い込み抜取方向には、くさび作用が発生し、抜けなくなる。さらに取外し時に作用するリジェクトプレート６２は、リジェクトプレート６２を矢印A方向に押すとリジェクトプレート６２の先端部が、電気信号供給部６３のくさび型形状部を内部より外部へ矢印Ｂ方向に押し広げる作用が発生し、くさび形状部のバネ性によりリード線６１に食い込んだ電気信号供給部６３のくさび型形状部がリード線６１から開放され容易に取り外すことができる。
【００２４】
図３は、本発明の実施例における光半導体モジュールの保持具の詳細図をであって、あらかじめ固着された溶接固定部６７とキャップ６６付き光半導体素子５３のリード線６１を保持具の穴６８に通し電気信号供給部６３で固定された後、チャック部６５のおねじ（ｃ）に固定力発生部６０のめねじ（ｂ）を回転させることで、A部とB部の間に平行に動作するねじ機構でもって溶接固定部６７と固定力発生部６０にリード線６１を介して光半導体素子５３とチャック部６５が固定される。リード線６１と電気信号供給部６３の固定を解除するには、リジェクトプレート６２を押し下げることで解除される。
【００２５】
光半導体モジュールの保持具の使用手順について説明する。
図４は、半導体モジュールの保持具のフローチャートで、
ステップ  S1は、図３のチャック部６５のおねじ（ｃ）に固定力発生部６０のめねじ（ｂ）をねじ閉め込む。
【００２６】
ステップ  S２は、図３の保持具の穴６８に溶接固定部６７とキャップ６６付き光半導体素子５３を溶接固定された光半導体素子５３のリード線６１を挿入していく。
【００２７】
ステップ  S３は、図３のリジェクトプレート６２を通過してチャック部６５に配置してある電気信号供給部６３と接触しながら奥まで挿入していく。
【００２８】
ステップ  S４は、図３のチャック部６５のおねじ（ｃ）を矢印G方向と固定力発生部６０のめねじ（ｂ）を矢印F方向にねじをねじ込む（ねじ開き込み方向）ことによって光半導体素子５３とチャック部６５にリード線６１を介して引張り応力矢印Hが発生する。
【００２９】
ステップ  S５で、図３のチャック部６５と光半導体素子５３の固定が完了する。
【００３０】
ステップ  S６は、図６の組立装置の下チャック７３には、図８のホルダー本体５８を保持し、上チャック７４には、図８のモジュール本体５２（本来は、本発明の光半導体の保持具で図示されるところだが、便宜上、従来の保持具で説明）を保持し取付が完了する。
【００３１】
ステップ  S７は、図６の組立装置によって光軸調整を行い図８に示す、ＸＹ面YAG溶接１７の位置で溶接固定部６７とホルダー本体５８をレーザー溶接する。
【００３２】
ステップ  S８は、図６の組立装置の上チャック７４と下チャック７３を開き、結合されたホルダー本体５８とモジュール本体５２を組み立て装置から取り外す。
【００３３】
ステップ  S９は、図３のチャック部６５と光半導体素子５３の固定を解除するため、矢印G方向と固定力発生部６０を矢印F方向に開き込んだ矢印Gと矢印Fを逆方向に回す（ねじ閉め込み方向）とリード線６１に発生した引張り応力矢印Hが無くなる。
【００３４】
ステップ  S１０は、ねじのかみ合いがなくなってからリジェクトプレート６２を矢印A方向に押すとリジェクトプレート６２の先端部が、電気信号供給部６３のくさび型形状部を内部より外部へ押される。
【００３５】
ステップ  Ｓ１１は、図２に示すように、リジェクトプレート６２を矢印A方向に押すと矢印Ｂ方向に押し広げる作用が発生し、くさび形状部のバネ性によりリード線６１に食い込んだ電気信号供給部６３のくさび型形状部がリード線６１から開放される。
【００３６】
ステップ  Ｓ１２は、電気信号供給部６３のくさび型形状部とリード線６１の接触が完全になくなると、そのまま、保持具の穴６８からリード線６１を取り出すことができる。
【００３７】
ステップ  Ｓ１３は、図８のＣＨ１が完了したら、ステップＳ２に戻す。
【００３８】
ステップ  Ｓ１４は、図８のＣＨすべてが完了することでこのモジュールは、完成される。
【００３９】
以上説明したように、おねじ（ｃ）とめねじ字（ｂ）とのネジ機構により固定力発生部６０を矢印F方向にねじを開き込んで、リード線６１に引っ張り応力を発生させて、光半導体素子５３を一時的にチャック部に固定し光軸調整を行うことで、光半導体素子５３を順次交換可能にして光ファイバ端末に最適結合する保持具を実現することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
以上のように本発明にかかる光半導体モジュールの保持具は、光半導体素子を一時的に固定する機構と電源及び信号を供給できる接点を有する電気信号供給部を共有することで簡単に着脱可能にする効果を有し、光半導体レーザーモジュールの組立部材として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の実施例における光半導体モジュールの保持具の断面図
【図２】本発明の実施例における光半導体モジュールの保持具の電気的接合部の拡大断面図
【図３】本発明の実施例における光半導体モジュールの保持具の構成図
【図４】本発明の実施例における光半導体モジュールの保持具の使用手順のフローチャート
【図５】背景技術の説明に使用される光半導体モジュールの組立及び調整を説明するためのブロック構成図
【図６】背景技術の説明に使用される光半導体モジュールの光軸調整を説明するための図
【図７】従来技術に使用される光半導体モジュールの保持具の構成図
【図８】背景技術の説明に使用されるWDMレーザーモジュール構成図
【図９】背景技術の説明に使用される光軸調整状態を説明ずるための図
【符号の説明】
【００４２】
５０  ソケット
５１  保持具
５２  モジュール本体
５３  光半導体素子
５５  ファイバーフェルール
５８  ホルダー本体
６０  固定力発生部
６１  リード線
６２  リジェクトプレート
６３  電気信号供給部
６４  ケーブル
６５  チャック部
６６  キャップ
６７  溶接固定部
６８  保持具の穴
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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