(57)【要約】【課題】本発明は、非常に簡単な構成により、ＬＥＤ素子と球状レンズとの接合位置のバラツキが少なく、光軸ズレが起こりにくい発光素子モジュールの製造方法を実現することを目的とする。【解決手段】ＬＥＤ素子２が装着されたパッケージ１を保持する工程と、球状レンズ７を光ファイバ９の先端に保持する工程と、ＬＥＤ素子２の光軸と球状レンズ７の光軸とが略一致するようにパッケージ１および／または球状レンズ７を移動させる工程とを備え、球状レンズ７で得られるＬＥＤ素子２からの光出力を光ファイバ９を介して検出しながら球状レンズ７とＬＥＤ素子２との光軸を一致させるとともに位置決め固定させることを特徴とするものである。【選択図】図１
2005215130.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光軸が一致するように球状レンズをＬＥＤ素子の所定位置に装着する発光素子モジュールの製造方法であって、前記ＬＥＤ素子が装着されたパッケージを保持する工程と、前記球状レンズを光ファイバの先端に保持する工程と、前記ＬＥＤ素子の光軸と前記球状レンズの光軸とが略一致するように前記パッケージおよび／または前記球状レンズを移動させる工程とを備え、前記球状レンズで得られる前記ＬＥＤ素子からの光出力を前記光ファイバを介して検出しながら前記球状レンズと前記ＬＥＤ素子との光軸を一致させるとともに位置決め固定させることを特徴とする発光素子モジュールの製造方法。
【請求項２】
予めＬＥＤ素子の所定位置に光硬化性または熱硬化性の接着剤を塗布しておき、前記ＬＥＤ素子と前記球状レンズとの光軸が一致した際に、前記球状レンズと前記ＬＥＤ素子とを近づけるとともに、光または熱を加えることにより前記接着剤を硬化させて前記球状レンズと前記ＬＥＤ素子とを位置決め固定することを特徴とする請求項１記載の発光素子モジュールの製造方法。
【請求項３】
ＬＥＤ素子が装着されたパッケージを吸着またはチャッキングにより保持することを特徴とする請求項１記載の発光素子モジュールの製造方法。
【請求項４】
パッケージが吸着保持またはチャッキング保持された際に、ＬＥＤ素子への通電を行うための端子が前記パッケージの外周面に設けられた電極に接触して電気的な接続が行われることを特徴とする請求項３記載の発光素子モジュールの製造方法。
【請求項５】
パッケージがセラミックパッケージまたは金属パッケージまたは樹脂パッケージのいずれかであることを特徴とする請求項１記載の発光素子モジュールの製造方法。
【請求項６】
ＬＥＤ素子がパッケージを介さずに直接回路基板に装着されていることを特徴とする請求項１記載の発光素子モジュールの製造方法。
【請求項７】
球状レンズの代りに非球面レンズまたはロッドレンズまたは回折レンズのいずれかを用いたことを特徴とする請求項１記載の発光素子モジュールの製造方法。
【請求項８】
球状レンズで得られるＬＥＤ素子からの光出力を光ファイバを介して検出する際に、前記ＬＥＤ素子に直流信号を印加して前記光ファイバから得られた発光電力を光パワーメータで検出することを特徴とする請求項１記載の発光素子モジュールの製造方法。
【請求項９】
球状レンズで得られるＬＥＤ素子からの光出力を光ファイバを介して検出する際に、前記ＬＥＤ素子に交流信号を印加して前記光ファイバから得られた光信号を光電変換機により電気信号に変換してオシロスコープで検出することを特徴とする請求項１記載の発光素子モジュールの製造方法。
【請求項１０】
光ファイバの先端に設けられた球状レンズを保持するための手段が、少なくとも３本以上のテーパを有する爪部からなることを特徴とする請求項１記載の発光素子モジュールの製造方法。
【請求項１１】
光ファイバの先端に設けられた球状レンズを保持するための手段が、テーパを有する貫通孔が設けられたレンズ保持部からなることを特徴とする請求項１記載の発光素子モジュールの製造方法。
【請求項１２】
テーパ部に乱反射防止用のコーティングが施されていることを特徴とする請求項１０または請求項１１に記載の発光素子モジュールの製造方法。
【請求項１３】
光を加えることにより光硬化性の接着剤を硬化させて球状レンズとＬＥＤ素子とを位置決め固定する際に、前記光を前記球状レンズを介して照射することを特徴とする請求項２記載の発光素子モジュールの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、光リンク等の光通信部品に用いられる発光素子モジュールの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の発光素子モジュールは、図６のような構成の製造方法を有していた。
【０００３】
すなわち、図において、１９は真空ピンセットであり、球状レンズ７を真空ピンセット１９を用いて吸引保持し、パッケージ１に実装されたＬＥＤ素子２に、拡大鏡等を用い目視で確認しながら位置合わせを行いＬＥＤ素子２の発光部表面上のセンター部すなわちＬＥＤ素子２の光軸上に球状レンズ７の実装を行う製造方法で構成されている。
【０００４】
なお、この出願の発明に関する先行文献情報としては、例えば、特許文献１がある。
【特許文献１】特開２００１−７４０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来の構成では、ＬＥＤ素子と球状レンズの外形を基準としているため、外形のバラツキにより、光軸のズレが生じるため、このバラツキを抑制しないと、十分な集光性能が得られなかった。
【０００６】
この課題を解決するために、本発明は別の構成を用いることにより、この課題を解決しようとするものであり、非常に簡単な構成により、ＬＥＤ素子と球状レンズとの光軸ズレが起こりにくい発光素子モジュールの製造方法を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために本発明の発光素子モジュールの製造方法は、光軸が一致するように球状レンズをＬＥＤ素子の所定位置に装着する発光素子モジュールの製造方法であって、前記ＬＥＤ素子が装着されたパッケージを保持する工程と、前記球状レンズを光ファイバの先端に保持する工程と、前記ＬＥＤ素子の光軸と前記球状レンズの光軸とが略一致するように前記パッケージおよび／または前記球状レンズを移動させる工程とを備え、前記球状レンズで得られる前記ＬＥＤ素子からの光出力を前記光ファイバを介して検出しながら前記球状レンズと前記ＬＥＤ素子との光軸を一致させるとともに位置決め固定させることを特徴とするものである。
【０００８】
この方法により、球状レンズをＬＥＤ素子の光軸に一致させた発光素子モジュールを容易に製造することができるものである。
【０００９】
また、本発明は、予めＬＥＤ素子の所定位置に光硬化性または熱硬化性の接着剤を塗布しておき、前記ＬＥＤ素子と前記球状レンズとの光軸が一致した際に、前記球状レンズと前記ＬＥＤ素子とを近づけるとともに、光または熱を加えることにより前記接着剤を硬化させて前記球状レンズと前記ＬＥＤ素子とを位置決め固定することを特徴とするものであり、この方法により、球状レンズをＬＥＤ素子に固着できるものである。
【００１０】
また、本発明は、ＬＥＤ素子が装着されたパッケージを吸着またはチャッキングにより保持することを特徴とするものであり、この方法により、光軸調整の際にＬＥＤ素子が装着されたパッケージを容易に移動させることができるものである。
【００１１】
また、本発明は、パッケージが吸着保持またはチャッキング保持された際に、ＬＥＤ素子への通電を行うための端子が前記パッケージの外周面に設けられた電極に接触して電気的な接続が行われることを特徴とするものであり、この方法により、パッケージングされたＬＥＤに給電することができ、給電され発光した前記ＬＥＤの光出力を検出できるものである。
【００１２】
また、本発明は、パッケージがセラミックパッケージまたは金属パッケージまたは樹脂パッケージのいずれかであることを特徴とするものであり、この方法により、ＬＥＤ素子の信頼性特性を保つことができるものである。
【００１３】
また、本発明は、ＬＥＤ素子がパッケージを介さずに直接回路基板に装着されていることを特徴とするものであり、この方法により、パッケージ部品を削減でき、安価な発光素子モジュールを構成することができるものである。
【００１４】
また、本発明は、球状レンズの代りに非球面レンズまたはロッドレンズまたは回折格子レンズのいずれかを用いたことを特徴とするものであり、この方法により、前記レンズを透過した後の光軸の特性を最適な位置に合わせることができるものである。
【００１５】
また、本発明は、球状レンズで得られるＬＥＤ素子からの光出力を光ファイバを介して検出する際に、前記ＬＥＤ素子に直流信号を印加して前記光ファイバから得られた発光電力を光パワーメータで検出することを特徴とするものであり、この方法により、検出した光出力値を光パワーメータで把握することができるため、球状レンズをＬＥＤ素子の光軸に一致させることができるものである。
【００１６】
また、本発明は、球状レンズで得られるＬＥＤ素子からの光出力を光ファイバを介して検出する際に、前記ＬＥＤ素子に交流信号を印加して前記光ファイバから得られた光信号を光電変換機により電気信号に変換してオシロスコープで検出することを特徴とするものであり、この方法により、検出した光信号をオシロスコープで把握することができるため、特に高速で変調することを目的とした発光素子の光軸を一致させる際に、精度良く一致させることができるものである。
【００１７】
また、本発明は、光ファイバの先端に設けられた球状レンズを保持するための手段が、少なくとも３本以上のテーパを有する爪部からなることを特徴とするものであり、この方法により、球状レンズを移動させる際にも球状レンズを爪部の中心に安定して保持することができるものである。
【００１８】
また、本発明は、光ファイバの先端に設けられた球状レンズを保持するための手段が、テーパを有する貫通孔が設けられたレンズ保持部からなることを特徴とするものであり、この方法により、レンズ保持部内の光ファイバにＬＥＤ素子の発光以外の余分な光が入ることを無くすことができるため、精度良く光軸を合わせることができるものである。
【００１９】
また、本発明は、テーパ部に乱反射防止用のコーティングが施されていることを特徴とするものであり、この方法により、発光したＬＥＤ素子の光出力を効率良くレンズに集光することができるものである。
【００２０】
また、本発明は、光を加えることにより光硬化性の接着剤を硬化させて球状レンズとＬＥＤ素子とを位置決め固定する際に、前記光を前記球状レンズを介して照射することを特徴とするものであり、この方法により、ＬＥＤ素子上に塗布された光硬化性の接着剤に、接着剤硬化用の光を斑無く加えることができるため、安定してレンズ接着ができるものである。
【発明の効果】
【００２１】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、非常に簡単な構成により、ＬＥＤ素子と球状レンズとの接合位置のバラツキが少なく、光軸ズレが起こりにくい発光素子モジュールの製造方法を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態１について、図面を用いて説明する。
【００２３】
図１は本発明の実施の形態１における発光素子モジュールの製造方法を説明するための構成図である。
【００２４】
まず、発光素子モジュール製造装置の全体構成を説明すると、図１に示されるように、ＬＥＤ素子２を実装したパッケージ１は、パッケージ保持装置３のパッケージ保持部４に保持されていると同時に、パッケージ１には、直流信号または交流信号を発生させることができる電気信号印加装置５の電気信号印加端子６が接続されている。
【００２５】
なおこのパッケージ保持部４は吸着またはチャッキングにより保持できるように構成することにより、光軸調整の際にＬＥＤ素子２が装着されたパッケージ１を容易に移動させることができ、生産性を大幅に向上することができる。
【００２６】
球状レンズ７は、光ファイバ９の先端に装着されたレンズ保持部８に挿入されている。また、このパッケージ保持部４および／またはレンズ保持部８を移動が可能な構成とすることによりレンズの光軸調整が容易となる。ＬＥＤ素子２の光出力を検出することができるように、この光ファイバ９のもう一方の先端には光出力検出装置１０が接続されている。この光出力検出装置１０は、電気信号印加装置５の出力が直流信号の場合は、光ファイバ９から得られた発光電力を光パワーメータにて検出を行い、また電気信号印加装置５の出力が交流信号の場合は、光ファイバ９から得られた光信号を光電変換機により電気信号に変換してオシロスコープにて検出する。
【００２７】
接着剤硬化用投光器１２に接続された投光部１１はＬＥＤ素子２の表面に投光できるよう設置され構成されている。なお、本実施の形態で説明した投光部１１は、球状レンズ７を介さずに投光部１１より接着剤硬化用の光を投光する形態を用いているが、ＬＥＤ素子２上に塗布された光硬化性の接着剤に、接着剤硬化用の光をより斑無く加えるために接着剤硬化時に球状レンズ７を介して投光してもよい。
【００２８】
次に、図２から図５は同実施の形態における発光素子モジュールの構成を示す図である。
【００２９】
図２（ａ）において２はＬＥＤ素子であり、導電性ペースト１３ならびにワイヤ１４を介してセラミックもしくは樹脂からなるパッケージ１に設けられたパッケージ電極１５と接続されている。電気信号印加端子６は、パッケージ保持部４にパッケージ１が保持されたと同時にパッケージ電極１５と接触しＬＥＤ素子２に通電するように構成されている。
【００３０】
このＬＥＤ素子２の表面には、球状レンズ７とＬＥＤ素子２を接着するための接着剤１６が塗布されている。球状レンズ７はレンズ保持部８に挿入されて位置決めされている。なお、本実施の形態で説明した接着剤１６は光硬化性の接着剤を用いているが、熱硬化性の接着剤を用いてもよい。また、球状レンズ７の代りに非球面レンズまたはロッドレンズまたは回折レンズを用いてやることにより、レンズを透過した後の光軸の特性を最適な位置に合わせることができる。
【００３１】
また図２（ｂ）はレンズ保持部８の上面図である。このレンズ保持部８は少なくとも３本以上のテーパを有する爪部により構成されている。これにより球状レンズを移動させる際にも球状レンズ７を爪部の中心に安定して保持することができる。なお、本実施の形態で説明したレンズ保持部８の爪部は表面処理を施さないテーパ部を有しているが、レンズ保持部８のテーパ部に乱反射防止用のコーティング等の表面処理を施すことにより、発光したＬＥＤ素子２の光出力を効率良く球状レンズ７に集光することができるため、より効率良く光出力を検出することができる。
【００３２】
また、図３に示すように、パッケージ１は金属からなるものを用いて構成されている。
【００３３】
また、図４に示すように、ＬＥＤ素子２が回路基板１７に直接装着されて構成されている。
【００３４】
また、図５に示すように、テーパを有する貫通孔１８が設けられたレンズ保持部により構成されている。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
以上のように、本発明の発光素子モジュールの製造方法は、光リンク等の光通信部品の製造の際に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の実施の形態１における発光素子モジュールの製造方法を説明するための構成図
【図２】同実施形態における発光素子モジュールの製造方法を説明するための要部構成図
【図３】同実施形態における発光素子モジュールの製造方法を説明するための要部構成図
【図４】同実施形態における発光素子モジュールの製造方法を説明するための要部構成図
【図５】同実施形態における発光素子モジュールの製造方法を説明するための要部構成図
【図６】従来の発光素子モジュールの製造方法を説明するための要部構成図
【符号の説明】
【００３７】
１  パッケージ
２  ＬＥＤ素子
３  パッケージ保持装置
４  パッケージ保持部
５  電気信号印加装置
６  電気信号印加端子
７  球状レンズ
８  レンズ保持部
９  光ファイバ
１０  光出力検出装置
１１  投光部
１２  接着剤硬化用投光器
１３  導電性ペースト
１４  ワイヤ
１５  パッケージ電極
１６  接着剤
１７  回路基板
１８  テーパを有する貫通孔
１９  真空ピンセット
【図１】
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【図２】
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【図３】
2005215130.tif 000005
【図４】
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【図５】
2005215130.tif 000007
【図６】
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