JP2019087656A - 光モジュールおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】異なる波長の光をそれぞれ発光する複数の光素子部と、光を合波する光合波器を備えた光モジュールにおいて、光素子部間のピッチを狭めることができるとともに、精度よく位置決めされた光素子部を備えた光モジュールを提供する。【解決手段】第一波長の光を発光する第一光素子部１０と、第一光素子部１０と離間して併設され第一波長と異なる第二波長の光を発光する第二光素子部２０と、第一光素子部１０と第二光素子部２０とに対向して配置され第一波長の光と第二波長の光を合波する光合波器５０と、第一光素子部１０が第一接合材１５を介して接合され第二光素子部２０が第二接合材２５を介して接合された主面５１ａを有し、第一接合材１５と第二接合材２５との接触を防止する接触防止部６１が第一光素子部１０と第二光素子部２０との間に形成された基板５１と、を備えたものとする。【選択図】 図１

Description

本発明は、発光波長の異なる複数の発光素子と光合波器が集積された光モジュール、または受光波長の異なる複数の受光素子と光分波器が集積された光モジュールとその製造方法に関する。

マルチメディア社会の進展に伴い、光通信では波長分割多重という通信方式が用いられている。波長分割多重通信方式では、１本の光ファイバケーブルに複数の異なる波長の光信号を同時に送っている。波長分割多重通信に用いる光モジュールとして、それぞれが異なる波長の光を出射する集積型光変調素子と、それぞれの出射光を合波しその合波光を出力する波長合波器とを備えた光モジュールが開示されている（特許文献１参照）。また、例えば、集積型光変調素子は基板にはんだ接合されるが、はんだ接合の技術として、はんだの濡れ広がりを防止するために溝を設ける方法が開示されている。（特許文献２参照）。

特開２０１５−０６８９１８（図１） 特開２００７−１０３９０９（図１１）

異なる波長の光をそれぞれ出射する複数の集積型光変調素子と、複数の集積型光変調素子の出射光を合波しその合波光を出力する光合波器とを備えた光モジュールでは、合波光を製品に必要な光出力強度とする必要がある。複数の集積型光変調素子が一定の間隔で配置されない場合、光合波器から出力される光出力強度が低下する。また、光分波器と、光分波器により分波されたそれぞれ異なる波長の光を受光する複数の受光素子とを備えた光モジュールでは、分波光を製品に必要な光入力強度とする必要がある。複数の受光素子が一定の間隔で配置されない場合、受光素子に入る光入力強度が低下する。そのため、複数の集積型光変調素子または受光素子（以下光素子部）を一定の間隔で配置する必要がある。また、波長分割多重通信方式に用いられる光モジュールでは、光素子部間を狭ピッチ化する要求があり、例えば０．５ｍｍ以下程度の狭ピッチ化が求められている。

発明者らは、このような狭い間隔で光素子部をはんだ接合する場合、接合時に光素子部から余剰はんだが漏れ出し、隣接する光素子部にぶつかり、隣接する光素子部間の間隔がずれてしまうという問題が生じることを見出した。

本発明は、異なる波長の光をそれぞれ発光または受光する複数の光素子部と、光を合分波する光合分波器とを備えた光モジュールにおいて、光素子部間のピッチを狭めることができるとともに、精度よく位置決めされた光素子部を備えた光モジュールとその製造方法を提供することを目的とする。

本発明に係る光モジュールは、
第一波長の光を発光する第一光素子部と、前記第一光素子部と離間して併設され前記第一波長と異なる第二波長の光を発光する第二光素子部と、前記第一光素子部と前記第二光素子部とに対向して配置され前記第一波長の光と前記第二波長の光を合波する光合波器と、前記第一光素子部が第一接合材を介して接合され前記第二光素子部が第二接合材を介して接合された主面を有し、前記第一接合材と前記第二接合材との接触を防止する接触防止部が前記第一光素子部と前記第二光素子部との間に形成された基板と、を備えたものである。

また、光分波器と、前記光分波器と対向し前記光分波器により分波された第一波長の光を受光する第一光素子部と、前記光分波器と対向するとともに前記第一光素子部と離間して併設され、前記光分波器により分波された前記第一波長と異なる第二波長の光を受光する第二光素子部と、前記第一光素子部が第一接合材を介して接合され前記第二光素子部が第二接合材を介して接合された主面を有し、前記第一接合材と前記第二接合材との接触を防止する接触防止部が前記第一光素子部と前記第二光素子部との間に形成された基板と、を備えたものである。

本発明に係る光モジュールの製造方法は、主面に接触防止部が形成された基板を準備する基板準備工程と、前記主面において前記接触防止部と重ならない決められた第一載置位置に、第一接合材を介して第一光素子部を接合する第一接合工程と、前記接触防止部を挟んで前記第一載置と反対側の前記第一載置位置から決められた間隔をあけた第二載置位置に、第二接合材を介して第二光素子部を接合する第二接合工程と、前記第一光素子部と前記第二光素子部とに対向して光合波器または光分波器を配置する配置工程と、を備えたものである。

本発明の光モジュールは、異なる波長の光をそれぞれ発光または受光する複数の光素子部間に、接合材同士の接触を防止する接触防止部を設けたことにより、接合材による位置ズレを防止でき、従来に比べて光素子部間のピッチを狭めても光素子部を精度よく位置決めすることができる。

本発明の光モジュールの製造方法は、接触防止部を設けた基板に、一光素子毎の接合を繰り返し複数の光素子を接合することにより、接合材による位置ズレを防止でき、従来に比べて光素子部間のピッチを狭めても光素子部を精度よく位置決めすることができる。

本発明の実施の形態１における光モジュールの一例を示す平面図である。 本発明の実施の形態１における光モジュールの一例を示す平面図（図１）の破線Ａ１−Ａ２、破線Ａ３−Ａ４における断面図である。 本発明の実施の形態１における光モジュールの一例を示す平面図である。 本発明の実施の形態１における光モジュールの一例を示す平面図である。 本発明の実施の形態１における光モジュールの一例を示す平面図である。 本発明の実施の形態１における光モジュールの一例を示す平面図である。 本発明の実施の形態２における光モジュールの一例を示す平面図である。 実施の形態２における光モジュールの第二溝部の形状の一例を示す平面図である。 本発明の実施の形態２における光モジュールの一例を示す平面図である。 本発明の実施の形態２における光モジュールの一例を示す平面図である。 本発明の実施の形態２における光モジュールの一例を示す平面図（図７）の破線Ｂ１−Ｂ２における断面図である。 本発明の実施の形態２における光モジュールの一例を示す平面図である。 本発明の実施の形態２における光モジュールの一例を示す平面図（図１２）の破線Ｂ３−Ｂ４における断面図である。 本発明の実施の形態３における光モジュールの一例を示す平面図である。 本発明の実施の形態３における光モジュールの一例を示す平面図（図１４）の破線Ｃ１−Ｃ２における断面図である。 本発明の実施の形態３における光モジュールの一例を示す平面図である。 本発明の実施の形態３における光モジュールの一例を示す平面図（図１６）の破線Ｃ３−Ｃ４における断面図である。 本発明の実施の形態４における光モジュールの一例を示す平面図である。 本発明の実施の形態４における光モジュールの一例を示す平面図（図１８）の破線Ｄ１−Ｄ２における断面図である。 本発明の実施の形態４における光モジュールの一例を示す平面図である。 本発明の実施の形態５における光モジュールの一例を示す平面図である 本発明の実施の形態５におけるバー形状を有する光半導体素子を模式的に示した斜視図である。 本発明の実施の形態５における光モジュールの一例を示す平面図（図２１）の破線Ｅ１−Ｅ２における断面図である。 本発明の実施の形態５における光モジュールの金属ブロック部分を示す平面図である 本発明の実施の形態５における光モジュールの一例を示す平面図（図２４）の破線Ｅ３−Ｅ４における断面図である。

実施形態である光モジュールについて、図を参照しながら以下に説明する。なお、各図において、同一または同様の構成部分については同じ符号を付している。

実施の形態１．
実施の形態１における光モジュール１を図１〜図６を用いて説明する。図１、図３〜図６は本発明の実施の形態１における光モジュール１を示す平面図である。図２（ａ）は、図１の破線Ａ１−Ａ２における断面図である。図２（ｂ）〜（ｅ）は図１の破線Ａ３−Ａ４における断面図である。なお、図には方向を説明するためのｘｙｚ直交座標軸も示す。本実施の形態では、異なる波長の光が重畳された光信号を出力する光モジュール１について説明する。

光モジュール１は、図１に示すとおり、複数の半導体レーザ素子１１、２１、３１、４１を有する第一光素子部１０、第二光素子部２０、第三光素子部３０、第四光素子部４０、金属ブロック５１（第一基板）、光合波器５０およびセラミック基板５３（第二基板）とを備える。なお、図１においては光モジュール内の回路構成（コンデンサや接続ワイヤ等）や、ケース、レンズ等、その他の構成部分については図示を省略している。

図１に示すとおり、光合波器５０は、金属ブロック５１と同一のセラミック基板５３に、半導体レーザ素子１１、２１、３１、４１の光出力方向に対向して配置され、接合材としてのはんだ５２を介して接合されている。なお、光合波器５０の形状は、図では簡略化のため長方形の形状とし、半導体レーザ側の面が半導体レーザの出射方向に対して垂直な（図１におけるｙ軸方向に延びた）直線で描いているが、厳密には垂直ではなく、ｙ軸方向と角度を有するように傾斜を有していてもよい。

光合波器５０は、複数の半導体レーザ素子からの波長の異なる出射光を合波し、その合波光を出力する。光合波器５０から出力された合波光は、波長多重信号としてレンズ（図示せず）を通して、光ファイバ等の光導波路内を伝送される。

図１ではそれぞれ異なる波長を出射（発光）する半導体レーザ素子１１、２１、３１、４１を有する光素子部が４つの例を示している。また、４つの光素子部が一定の間隔で金属ブロック主面５１ａに接合され、等間隔に配列されている。ここでは、各光素子部が半導体レーザ素子とサブマウント（第三基板）からなる例を示している。半導体レーザ素子は、例えば変調器が集積された変調器集積型の半導体レーザなどでもよい。

以下、複数の光素子部の例として、第一光素子部１０、第二光素子部２０の２つの光素子部に着目して説明する。

図２（ａ）に示す通り、第一光素子部１０は、半導体レーザ素子１１とサブマウント１３が接合材としてのはんだ１２により接合されており、第二光素子部２０は、第一光素子部１０と離間して併設され、半導体レーザ素子１１の発光波長である第一波長とは異なる第二波長の光を発光する半導体レーザ素子２１とサブマウント２３が接合材としてのはんだ２２により接合されている。

図２（ａ）に示すとおり、サブマウント１３、２３のそれぞれは、セラミック基板１３ａ、２３ａと、セラミック基板１３ａ、２３ａの半導体レーザ素子１１、２１が接合される光素子部接合面１３ｂ、２３ｂと、セラミック基板１３ａ、２３ａの金属ブロック接合面１３ｃ、２３ｃとを有する。光素子部接合面１３ｂ、２３ｂには電極パターン（図示せず）が形成されている。また、金属ブロック接合面１３ｃ、２３ｃには、後述の第一接合材としてのはんだ１５、第二接合材としての２５とのはんだ接合用の金属膜（図示せず）が形成されている。サブマウントを構成するセラミック基板１３ａ、２３ａは絶縁体であり、半導体レーザ素子１１、２１を効果的に冷却するため、熱伝導率の大きい材料が好ましく、例えば厚さ０．３ｍｍのＡｌＮ、Ａｌ_２Ｏ_３等のセラミック板を用いることができる。光素子部接合面１３ｂ、２３ｂに形成された電極パターンおよび金属ブロック接合面１３ｃ、２３ｃに形成された金属膜は、同じ材料を用いるのが望ましい。回路面側に相当する光素子部接合面１３ｂ、２３ｂの電極パターンには、半導体レーザ素子１１、２１がはんだ１２、２２によって接合され、さらに電極パターンに電気配線用のＡｕワイヤ等を接合する接合部（図示せず）を形成することで、周囲の部材と電気的に接続される。このような電極パターンは、半導体レーザ素子１１、２１と、外部の回路とを電気接続するための配線部材であるため、電気抵抗の小さい金属が好ましい。よって、光素子部接合面１３ｂ、２３ｂの電極パターンおよび金属ブロック接合面１３ｃ、２３ｃの金属膜は、例えば厚さ３．０μｍ以下程度のＡｕ等をメタライズすることにより形成する。

図２（ａ）に示すとおり、はんだ１２、２２は、光素子部接合面１３ｂ、２３ｂに形成された電極パターンと半導体レーザ素子１１、２１とをそれぞれ接合する。例えば、サブマウント１３、２３が金属ブロック５１に接合される前に、半導体レーザ素子１１、２１をはんだ１２、２２によりサブマウント１３、２３と接合しても良い。また、サブマウント１３、２３が金属ブロック５１に接合された直後に、半導体レーザ素子１１、２１をはんだ１２、２２によりサブマウント１３、２３と接合しても良い。はんだ１２、２２の材料は、後述する接合材としてのはんだ５２の接合時にはんだ１２、２２が再溶融しないように、融点がはんだ５２より高く、熱伝導率の大きい金属が好ましい。はんだ材料の切替えの手間を省くため、後述するはんだ１５、はんだ２５と同じ材料を用いるのが望ましい。また、サブマウント１３、２３が金属ブロック５１に接合される前に半導体レーザ素子１１、２１を接合する場合は、融点がはんだ１５、２５より高ければより好ましい。そのため、はんだ１２、２２には、主にＡｕにＳｎやＧｅ等を含有し、その融点が２５０℃以上の合金を用いるのが好ましい。また、はんだの厚さは放熱性の観点から、０．１ｍｍ以下とするのが好ましい。なお、接合材１２、２２ははんだに限定されず、例えば焼結性金属ナノ粒子や導電性の接着剤などでもよい。

図２（ａ）に示すとおり、第一光素子部１０は、はんだ１５により金属ブロック主面５１ａに接合されており、第二光素子部２０は、第一光素子部と離間して接合されている。すなわち、第二光素子部２０は、第一光素子部１０と予め定められた間隔をあけて、はんだ２５により金属ブロック主面５１ａに接合されている。より具体的には、金属ブロック接合面１３ｃ、２３ｃに形成された金属膜が、はんだ１５、２５により金属ブロック５１と接合される。そして、サブマウント１３とサブマウント２３は、予め定められた間隔にて離間し併設、すなわち予め定められた間隔をあけて配置されている。さらに金属ブロック５１は、金属ブロック主面５１ａと対向する金属ブロック裏面５１ｃにおいて、はんだ５２を介してセラミック基板５３に接合されている。

第一基板５１は、Ｃｕ、Ｆｅ、Ａｌ等の金属による金属ブロック５１のほか、セラミック、樹脂等の絶縁体に金属が被覆されたもの等を用いてもよい。

図２（ａ）に示すとおり、はんだ１５、２５は、金属ブロック接合面１３ｃ、２３ｃに形成された金属膜と金属ブロック主面５１ａとを接合する。サブマウント１３、２３と金属ブロック５１との接合時に、金属ブロック５１が位置ズレしないように、金属ブロック５１とセラミック基板５３を接合する前に、はんだ１５、２５によってサブマウント１３、２３と金属ブロック５１とを接合しても良い。はんだ１５、２５の材料は、はんだ５２の接合時に再溶融しないように、融点がはんだ５２より高く、熱伝導率の大きい金属が好ましい。そのため、はんだにはＳｎ、Ｐｂ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｎｉ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｉｎ、Ｇｅ等を含有し、その融点が４５０℃未満の合金が一般的に用いられるが、はんだ１５、２５には、主にＡｕにＳｎやＧｅ等を含有し、その融点が２５０℃以上の合金を用いるのが好ましい。また、はんだの厚さは放熱性の観点から０．１ｍｍ以下とするのが好ましい。なお、第一接合材１５、第二接合材２５ははんだに限定されず、例えば焼結性金属ナノ粒子や導電性の接着剤などでもよい。

図２（ａ）に示すとおり、セラミック基板（第二基板）５３は、金属ブロック５１が接合される金属ブロック接合面５３ａと、金属ブロック接合面５３ａと対向するセラミック基板裏面５３ｃとを有する。また、金属ブロック接合面５３ａとセラミック基板裏面５３ｃにはそれぞれ金属膜（図示せず）が形成されている。セラミック基板５３は絶縁体であり、金属ブロック５１を効果的に冷却するため、熱伝導率の大きい材料が好ましく、一般的には、例えば厚さ０．３ｍｍのＡｌＮ、Ａｌ_２Ｏ_３等のセラミック板が用いられる。

金属ブロック接合面５３ａとセラミック基板裏面５３ｃに形成されたそれぞれの金属膜は、同じ材料が用いるのが望ましい。金属ブロック接合面５３ａの金属膜は、金属ブロック５１と接合される金属膜と、光合波器５０と接合される別の金属膜とを有し、図１に示すとおり、金属ブロック５１と光合波器５０のそれぞれに対応した金属膜（図示せず）とはんだ５２によって、予め定められた間隔をあけて接合される。また、光合波器５０ははんだではなく接着剤によって金属ブロック接合面５３ａと接合してもよい。この場合、金属ブロック接合面５３ａに光合波器５０と接合される金属膜を設ける必要はない。

金属ブロック５１や光合波器５０は半導体レーザ素子１１等やサブマウント１３等と比べてはんだによる接合面積が大きいため、金属ブロック接合面５３ａの金属膜ははんだ５２に対して濡れ性が良い材料が好ましい。金属ブロック接合面５３ａ及びセラミック基板裏面５３ｃの金属膜は、一般的には例えば厚さ３．０μｍ以下程度のＡｕをメタライズすることにより形成する。放熱面側に相当するセラミック基板裏面５３ｃの金属膜には、ケース等がはんだ（図示せず）によって接合される。

また、セラミック基板５３は、サーモモジュールであってもよい。サーモモジュールは、吸熱部が受けた熱を、ペルチェ素子を介して放熱部へ伝達し、さらに放熱部から例えばケース等へ放出する。サーモモジュールによって、半導体レーザ素子１１、２１の温度が制御され、安定した動作を継続できるようになるため好ましい。セラミック基板５３をサーモモジュールとした場合、金属ブロック接合面５３ａの金属膜は吸熱部に、セラミック基板裏面５３ｃの金属膜は放熱部にそれぞれ形成される。

なお、第二基板５３は、特にセラミック材料に限定されず、熱をよく伝導する材料であれよく、例えば、導電体や導電体を絶縁体で被覆したものなどでも良い。
図２（ａ）に示すとおり、はんだ５２は金属ブロック主面５１ａと対向する金属ブロック裏面５１ｃに形成された金属膜（図示せず）とセラミック基板５３の金属ブロック接合面５３ａ上に形成された金属膜とを接合する。同様に、はんだ（接合材）５２は、光合波器５０とセラミック基板５３の金属ブロック接合面５３ａ上に形成された別の金属膜とを接合する。

金属ブロック５１がセラミック基板５３の金属ブロック接合面５３ａ上の金属膜にはんだ５２によって接合される時は、半導体レーザ素子１１、２１ははんだ１２、２２によってサブマウント１３、２３に接合されており、また、サブマウント１３、２３ははんだ１５、２５によって、金属ブロック主面５１ａにそれぞれ接合されている。

よって、はんだ５２の材料は、はんだ５２の接合時にはんだ１５、２５およびはんだ１２、２２が再溶融しないように、融点がはんだ１５、２５およびはんだ１２、２２より低く、熱伝導率の大きい金属が好ましい。そのため、はんだ５２には、主にＳｎにＡｇやＣｕ等を含有し、その融点が２５０℃未満の合金を用いるのが好ましい。なお、接合材５２ははんだに限定されず、例えば焼結性金属ナノ粒子や導電性の接着剤などでもよい。

図３に示すとおり、金属ブロック（第一基板）主面５１ａには、接触防止部としての溝部６１〜６３が光素子部を構成するサブマウント１３、２３、３３、４３に沿って平行（図３のｘ軸方向）に、等間隔に形成されている。

図３に示すとおり、第一光素子部１０を構成するサブマウント１３や第二光素子部２０を構成するサブマウント２３をはんだ１５、２５により接合する際、サブマウント１３から外側にはみ出したはんだ１５の余剰はんだや、サブマウント２３から外側にはみ出したはんだ２５の余剰はんだが、金属ブロック主面５１ａにおけるサブマウント１３とサブマウント２３との間の領域５１０に濡れ広がる可能性がある。サブマンと１３とサブマンと２３との間、すなわち第一発光素子部と第二発光素子部の間に溝を設けることで、余剰はんだが溝部に流れ込み、はんだ１５とはんだ２５の接触を防止することができる。

このような、領域５１０に濡れ広がる余剰はんだを、より確実に溝部６１へ流し込むために、溝部６１の長さはサブマウント１３の長手方向（図１のｘ軸方向）の長さより長く形成している。なお、溝部の長さは、サブマウント（第三基板）１３、２３と同等もしくは短くても、サブマウント２３を金属ブロック５１へ接合する際にはみ出した余剰はんだが、隣のサブマウント１３へ接触することを防げることができればよい。また、溝の開口が１つの例を示しているが、複数の溝がサブマウント１３等に沿って（図３のｘ軸方向に）一列に並んだ構成や、サブマウント１３等に沿って（図３のｘ軸方向に）開口部を複数有するが金属ブロック内部で連通している溝部の構成とすることも可能である。但し、確実に余剰はんだが隣接する素子へ接触することを防止するには、サブマウントより長い溝部とする構成が好ましい。

図３に示す通り、溝部６２がサブマウント２３とサブマウント３３の間に形成され、溝部６３がサブマウント１３とサブマウント４３の間に形成されることで、溝部はそれぞれ等間隔になるように形成されている。また、サブマウント１３、２３、３３、４３、言い換えると、半導体レーザ素子１１、２１、３１、４１または、光素子部１０、２０、３０、４０は、それぞれレーザの光出力方向が光合波器５０側を向き、等間隔に配列され、はんだ１５、２５、３５、４５によって接合される。

図３に示すとおり、金属ブロック主面５１ａにおいて、溝部６１上にはサブマウント１３、２３が配置されないため、溝部６１の幅はサブマウント１３とサブマウント２３との間隔より狭い。すなわち、図２（ａ）に示す溝断面形状における溝部６１の開口端部６１ａと開口端部６１ｂとがサブマウント１３のサブマウント２３側の側面６１１ａ（第一光素子部の第二光素子部側の第一側面）と、側面６１１ａと対向するサブマウント２３の側面６１１ｂ（第二光素子部の第一光素子部側の第二側面）との間に形成されている。なお、本願における光素子部の側面とは、隣接する光素子部に最も近い側面を意味する。図２（ａ）の例では、第一光素子部１０の側面とは、サブマウント１３のサブマウント２３側の側面６１１ａが半導体レーザ素子１１の側面よりも第二光素子部２０に近く、側面６１１ａが第一光素子部１０の側面となる。

また、図３の溝の長手方向（図３のｘ軸方向）に垂直な断面において、溝部６１の開口端部６１ａと６１ｂとの距離が、サブマウント１３の側面６１１ａとサブマウント２３側の側面６１１ｂとの距離よりも短い。

図４に示すとおり、金属ブロック５１は、金属ブロック主面５１ａから連なる側面を有し、溝部６１の一端を金属ブロック５１の光合波器５０側の側面５１ｂまで形成した溝部６１ｅとしてもよい。同様に、光合波器５０側と逆の側面５１ｄまで形成する溝部としてもよい。

図２（ａ）〜（ｅ）に示すとおり、溝部６１の断面形状は、例えば図２（ａ）のように、溝部の開口端部６１１ａ、６１１ｂから溝部の底部に向けて幅が小さくなる形状として、Ｖ字形状とすることが好ましいが、他には図２（ｂ）で示す溝部の深さが溝部の幅以上の縦長の溝部でも良いし、図２（ｃ）で示すＵ字型の溝部でもよい。また、図２（ｄ）で示すとおり、溝部を一つのサブマウントとサブマウントの間に複数本設ける構成でも良い。図２（ｅ）で示すとおり、溝部の底により細い溝を複数本設ける等の形状にすると、流れ込んむはんだが溝部６１、６２、６３の全体に広がりやすくなるためより好ましい。特に、図４に示すとおり金属ブロック側面５１ｂまで溝部が形成されている場合、金属ブロック側面５１ｂへ流れやすくなるため好ましい。例えば、溝部６１が金属ブロック５１側面５１ｂまで形成された場合に、光合波器５０に向けて、溝部６１ａの深さを深くする構成とし、金属ブロック側面５１ｂ側へ流れやすくする構成としてもよい。

図３に示すとおり、サブマウント１３、２３、３３、４３の形状が全て同じであれば、全ての溝部で同様の効果を得られるように、溝部６１、６２、６３は全て同じ形状であるのが好ましい。加えて、金属ブロック主面５１ａにおいて、サブマウントと平行に、サブマウントとサブマウントの間に溝部が形成された構成とする良い。

次に、本実施の形態１の光モジュールの製造方法について図５を参照しながら説明する。まず、基板準備工程として、金属ブロック主面５１ａに切削やエッチング等によって複数の溝部６１、６２、６３が形成された基板としての金属ブロック５１を準備する。なお溝部の間隔は、予め定められた光素子部間隔によって決まる。

そして、第一接合工程として、金属ブロック主面５１ａにおいて溝部６１と溝部６３と重ならない第一領域５１１内の、予め設定された第一載置位置に第一接合材としてのはんだ１５（例えば、板はんだ）を介して、第一光素子部１０を構成するサブマウント１３を接合する。接合する際、予め設定された位置にはんだ１５を載置し、金属ブロック５１をはんだ１５が溶融する温度まで加熱し、溶融したはんだ１５上の予め設定された位置に、サブマウント１３を載置し、金属ブロック５１を冷却して、はんだ１５を凝固しサブマウント１３を金属ブロック５１へ接合する。この接合により、第一載置位置にはんだ１５を介してサブマウント１３が接合される。なお、サブマウント１３を載置する工程では、加圧によって金属ブロック主面５１ａに接合しても良い。

ここでは、はんだ１５を供給し、加熱してはんだ１５を溶融させた後に、サブマウント１３を載置する工程を示したが、はんだ１５を供給しサブマウント１３を載置した後に、加熱してはんだ１５を溶融させて接合する工程としても良い。
次に、第二接合工程として、金属ブロック主面５１ａにおいて、溝部６１を中心に第一領域５１１とは反対側に第二領域５１２が存在する。第二領域５１２において第一載置位置から予め定められた間隔を空けて第二載置領域が設定されており、第二載置位置にサブマウント２３が接合される。サブマウント２３の接合方法はサブマウント１３同様に実施すればよい。実際に、図５の示す４つの光素子部を接合する場合は、例えば、最も端に位置する光素子部３０から、光素子部２０、光素子部１０、そして光素子部４０の順に接合していくと良い。

なお、第一光素子部１０を構成する半導体レーザ素子１１とサブマウント１３とのはんだ接合工程は、サブマウント１３を金属ブロック５１へ接合する工程の前に実施することができる。また、サブマウント１３を金属ブロック５１へ接合する工程の後に、実施することもできる。

さらに、配置工程として、光素子部を接合した金属ブロック５１と光合波器５０を、はんだ５２を介してセラミック基板５３に接合し、本実施の形態にかかる光モジュール１を製造することができる。

上述の工程により製造される一例として、サブマウント１３などのサイズは、例えば、幅０．５ｍｍ以上〜１．５以下、長さ０．５ｍｍ以上３．０ｍｍ以下のであり、サイズのサブマウントとサブマウントの間隔は、例えば、０．０５ｍｍ以上０．５ｍｍ以下の間隔で接合される。サブマウント間に形成される溝のサイズは、例えば、溝幅をサブマウント間隔の１/２以上３/４以下とし、溝の深さは溝幅以上に形成することができる。

図５に示すとおり、溝部６１、６２、６３の長手方向（図５のｘ軸方向）における、光合波器５０側の端部の位置は、光合波器５０側で、サブマウント１３、２３、３３、４３の光合波器５０側の端部と同じ、もしくは、サブマウントの端部よりも光合波器側まで伸びて形成する。また、溝部６１、６２、６３のそれぞれの中心のｙ座標とサブマウント間の中心のｙ座標が同じになるように形成する。溝部６１、６２、６３は図１のｘ軸方向にサブマウント１３、２３、３３、４３と平行に形成している。

以上説明したように、実施の形態１にかかる光モジュール１によれば、図１に示すとおり、金属ブロック主面５１ａに、光素子部を構成するサブマウントに沿って、等間隔に形成された溝部を有することで、光素子部を金属ブロックにはんだ接合する際に、光素子部の外側に飛び出した余剰はんだが隣接する光素子部のはんだと接触する前に溝部に流れ込み、余剰はんだが隣接する光素子部のはんだへ接触することを防止できる。より具体的には、はんだ２５の余剰はんだが、先に接合されたサブマウント１３下のはんだにあたることで、サブマウント１３が移動し、半導体レーザ素子１１、１２の間隔がずれることを防止することができる。そのため、光合波器５０で合波した合波光が製品に必要な出力を得られなくなる特性劣化を抑制することができる。特に、狭いピッチで波長の異なる複数のレーザ素子と光合波器が集積されたモジュールには非常に有効な手段となる。

さらに、溝部６１がサブマウント１３とサブマウント２３との間に、サブマウント１３、２３の長手方向（図１のｘ軸方向）の長さよりも長く形成されることで、隣接するサブマウント下のはんだへの余剰はんだの接触を防止することが可能となる。

図２（ａ）に示すとおり、溝部の断面形状をＶ字とすることで、溝部６１、６２、６３に流入した余剰はんだが溝部全体に濡れ広がり、より確実に隣への余剰はんだの接触を防止することが可能となる。

図４に示すとおり、サブマウントの間隔が、０．５ｍｍ以下と短い場合には、形成できる溝部の体積も限りがあり、溝部の体積を超えた余剰はんだが溝部を越えて流出することも想定される。このような場合に備え、溝部６１の一端を、金属ブロック側面５１ｂまで形成した溝部６１ｅとすることで、溝部の体積を超えた量の余剰はんだが流出した場合でも、溝部を経由して金属ブロック側面５１ｂへ逃がすことができる。例えば、図６に示すような金属ブロック５１側面５１ｂにはんだ溜り７１ｅ、７２ｅ、７３ｅが形成され、隣のサブマウント１３への接触を防止することができ、半導体レーザ素子１１、１２の間隔がずれることを防止することができる。溝部６１の一端を、金属ブロック（第一基板）側面５１ｂまで形成したときに、溝部の断面をＶ形状とすることで、より確実に側面へと余剰はんだを誘導することができる。光素子部の間隔が０．５ｍｍ以下とする際に、特に有用な手段となる。

溝部の別の効果としては、光モジュール１の動作時の半導体レーザ素子１１等の発熱による金属ブロック５１の反りを、溝部６１等が優先的に変形することで低減できるため、金属ブロック５１の反りによる光合波器５０に対する半導体レーザ素子１１等の位置ズレを低減することができ、光モジュール１を長寿命化できる。

加えて、図１に示すとおり、溝部６１、６２、６３をサブマウント１３、２３、３３、４３の間となる位置に設けることで、半導体レーザ素子１１、２１、３１、４１が同時に発熱することによって生じる熱の、レーザ素子間方向（y軸方向）への拡散を抑制でき、半導体レーザ素子１１、２１、３１、４１間の熱干渉を防止できるため、中央の半導体レーザ素子１１、２１が発熱しやすくなることを防止する効果を得ることができる。

また、光モジュール１の動作時には半導体レーザ素子１１等の発熱によって、金属ブロック５１が加熱されて膨張することがある。このとき、サブマウント１３等の線膨張係数と、金属ブロック５１の線膨張係数とが異なるため、金属ブロック５１のサブマウント１３等がはんだ接合されている金属ブロック主面５１ａ側と、主面５１ａと対向する金属ブロック裏面５１ｃ側との熱膨張量が異なり、結果として、金属ブロック５１が反る。金属ブロック５１が反ると、半導体レーザ素子間の相対的な距離が変化し、光合波器５０で合波した合波光が製品に必要な出力を得られなくなる可能性も考えられる。

これに対して、金属ブロック５１のサブマウント１３、２３、３３、４３の間となる位置に溝部６１、６２、６３を設けることで、サブマウント１３等の線膨張係数と金属ブロック５１の線膨張係数の差による金属ブロック主面５１ａと裏面５１ｃの熱膨張量の違いを、溝部６１、６２、６３が優先的に変形する、つまり溝部６１、６２、６３の開口部の幅（例えば、図２（ａ）に示す溝開口端部６１ａと６１ｂの距離）が広がったり狭くなったりするように金属ブロック５１が変形することで、金属ブロック５１の反り量を低減する効果が期待できる。これによって、金属ブロック５１の反りによる半導体レーザ素子間の相対的な距離の変化を低減できるため、光合波器５０で合波した合波光が製品に必要な出力を得られなくなるのを防ぐことができる。加えて、金属ブロック５１の反り量を低減することではんだ５２に生じる応力を低減し、クラックの進展を抑制することで光モジュール１を長寿命化する効果も得ることができる。

実施の形態２．
実施の形態２における光モジュール２については、図７〜１３を用いて説明する。図７、９、１０、１２は、実施の形態２における光モジュール２の一例を平面図で示している。図８は、本発明の実施の形態２における光モジュールの第二溝部の形状の一例を示す平面図である。図１１は、本発明の実施の形態２における光モジュールの一例を示す平面図（図７）の破線Ｂ１−Ｂ２における断面図である。図１３は、本発明の実施の形態２における光モジュールの一例を示す平面図（図１２）の破線Ｂ３−Ｂ４における断面図である。

本実施の形態２における光モジュール２も基本的に実施の形態１における光モジュール１の構成と同じ構成を有するが、以下の点で相違する。よってここでは、主に相違点について説明を行い、一致点についてはその説明を省略する。

実施の形態１では接触防止部として溝部を設けたが、本実施の形態では図７に示すとおり、接触防止部としての溝部を、流れ込んだ余剰はんだを誘導する誘導部としての第一溝部６１と、第一溝部６１から誘導された余剰はんだを溜める溜め部としての第二溝部７１とを備えた点で実施の形態１と相違する。以下当該構成につき詳細に説明する。

図７に示すとおり、第二溝部７１の一例として、第一溝部６１の片端に繋がるように形成されている。第二溝部７２、７３も同様である。第二溝部７１、７２、７３は切削等で加工して形成する。なお、金属ブロック側面５１ｂにおいて、第一溝部６１、６２、６３と繋がる位置に第二溝部７１、７２、７３を設ける構成としても良い。

第二溝部７１、７２、７３は、第一溝部６１と同じ深さで、第一溝部６１、６２、６３の光合波器５０と反対側の端部で繋がるように形成している。第二溝部７１等の金属ブロック主面５１ａ上における形状は、例えば図８（ａ）に示すとおり円形にすると良く、また円形に限らず、図８（ｂ）や図８（ｃ）に示すとおり、三角形や四角形などの矩形、多角形であっても良い。特に、輪郭が単純で周囲に似た形状のものがない特徴的な形状とすると良い。詳細は、後述の製造方法で説明する。

図８（ａ）〜（ｃ）に示すとおり、第二溝部７１は、第一溝部６１から誘導されて流れ込んだ余剰はんだを収納するために、第二溝部７１の幅が第一溝部６１の幅よりも広い方が好ましい。なお、本願において第二溝部の幅は、第二溝部の最も広い幅を意味し、第二溝部形状が平面視で円形の場合は径７１ｄ（楕円の場合は長径）、矩形の場合、例えば四角形の場合は最も長い辺の長さが７２ｄ、三角形の場合は最も長い辺の長さ７３ｄとなり、いずれも第一溝部６１の溝幅は６１ｗよりも長い。

第一溝部６１は、第一溝部６１より幅広く形成される第二溝部７１と繋がっている必要があるため、第一溝部６１の長さはサブマウント１３（第一光素子部）の長手方向（図７のｘ軸方向）の長さより長くするとよい。

また、第一溝部６１の断面形状は第一溝部６１内に流れ込んだ余剰はんだが第一溝部６１を通り誘導され、第二溝部７１に溜まるように、図２（ａ）で示すＶ溝形状であることが好ましい。また、図２（ｅ）で示すとおり、溝の底により細い溝を複数本設ける等の形状にすると、余剰はんだが第一溝部６１から第二溝部７１へと流れやすくなるため好ましい。

第二溝部７１の深さは、第一溝部６１から余剰はんだが流れ込みやすくするために、第一溝部のよりも深い方が好ましい。また、第一溝部６１の深さは、光合波器５０側から第二溝部７１に向け深さが深くなる構成とすると、余剰はんだが第二溝部７１に誘導されやすくなるため好ましい。更に第二溝部７１の幅が第一溝部６１の幅よりも広くすることで、より確実に余剰はんだを収納することができる。

図７では第二溝部７１、７２、７３を第一溝部６１、６２、６３の片端に繋がるように形成したが、図９に示すとおり第一溝部６１、６２、６３の両端に形成して良いし、第一溝部６１、６２、６３の途中に形成して良い。

次に、本実施の形態２の光モジュールの製造方法について図１０に基づき説明する。第二溝部を位置決めの識別マークとする以外は、実施の形態１の光モジュールの製造方法と同様である。

まず、金属ブロック主面５１ａに切削やエッチング等によって複数の第一溝部６１、６２、６３と、第一溝部に連なり形成された第二溝部７１、７２、７３を有する金属ブロック５１を準備する。

図１０に示すとおり、複数の光素子部１０等と、光合波器５０とを備えた光モジュールをはんだ接合装置を用いて自動で組立てる場合において、光合波器５０と対向して配置される光素子部の間隔が常に一定となるように組み立てるには、はんだ１５等を載置する位置や、サブマウント１３等を載置する位置の基準となる箇所を設定し、認識カメラ等で認識した上で、はんだ接合装置に基準として認識させる。すなわち、金属ブロック主面５１ａに対する、はんだ１５等の載置位置やサブマウント１３等の載置は、基準位置を元に決定する。手動で行う場合も、サブマウント１３等を載置する位置の基準となる箇所を、カメラ等の画像から確認し、基準情報をはんだ接合装置へ設定すればよい。

図１０に示すとおり、本実施の形態２にかかる光モジュールの第二溝部を設けた構成では、金属ブロック主面５１ａ上に設けた第二溝部７１等の形状を、円形や三角形、四角形の輪郭が単純で認識カメラ等で認識しやすい形状とすることで、はんだ接合装置を用いて自動ではんだ接合する時に、第二溝部７１等を認識カメラで認識し、サブマウント１３等の接合位置の基準とすることができる。特に円形状は加工しやすいため、第二溝部の形状としてはより好ましい。

また、加工の状態によって光の反射の状態が変化することで認識カメラでの見え方が変わらないように、第二溝部７１、７２、７３の壁面が金属ブロック主面５１ａに対して垂直となるよう形成するのが好ましい。図１１に示すとおり、第二溝部７１、７２、７３の溝部壁面と溝部底面の角度θが９０°以上になる場合でも、認識カメラで第二溝部７１、７２、７３の輪郭を検出しやすいように、角度θが１００°以下程度となるようにするのが好ましい。

このように、実施の形態２にかかる製造方法では、載置位置決定工程として、第二溝部７１を位置決めの基準（識別マーク）に設定し、例えば、光素子部１０や、各光素子部を載置する載置位置を決定する。

続いて、図１０に示すとおり、金属ブロック主面５１ａにおいて第一溝部６１と重ならない第一領域５１３内の、第二溝部７１を位置決めの基準として設定された第一載置位置に、第一接合材としてのはんだ１５（例えば、板はんだ）を介して、第一光素子部を構成するサブマウント１３を接合する。

次に、金属ブロック主面５１ａにおいて第一溝部６１と重ならない第一溝部６１を挟んで反対側の第二領域５１４内の、第一載置位置から予め設定さられた間隔をあけた第二載置位置に第二接合材としてのはんだ２５（例えば、板はんだ）を介して、第二光素子部を構成するサブマウント２３を接合する。第二発光素子部は、第一発光素子部と設定された間隔をあけて接合する。複数の発光素子部を有する場合、上記工程を繰り返して製造することができる。

ここでは、簡略化のため光素子部１０を載置する例で説明したが、図１０のような４つの光素子部を有する場合は、例えば、端の光素子部の光素子部３０から、光素子部２０、光素子部１０、光素子部４０の順で接合工程を進める。このとき、基準となる第二溝部７２を認識し、光素子部３０を金属ブロック５１に接合する。つまり、基準となる第二溝部７２を認識する際、溝部７２内にははんだ３５が存在していない。このように、第二溝部は基準として認識される時点で、はんだが存在していないほうが、より正確な認識が可能となり好ましい。続いて光素子部２０を金属ブロック５１に接合する際、第二溝部７２を基準に設定された光素子部３０から、予め設定された間隔をあけて接合しても良いし、再度、第二溝部７１を基準として、光素子部２０の位置を決めることも可能である。

なお、識別マークとして使用する第二溝部は、例えば、サブマウント１３の両脇に第一溝部６１、６３が２つある場合は、識別マークとして第二溝部７１、７３いずれを用いても良い。このとき、先に述べたとおり、識別マークとして認識する時点で、該当する第二溝部には、はんだが存在していない状態が好ましい。識別マークの観点からは、少なくとも１つの第二溝部があれば、これを基準に位置決めをすることが可能である。

次に、実施の形態２の変形例として、図７のような金属ブロック５１に平面的に第二溝部７１、７２、７３を設けず、図１２、図１３に示すとおり金属ブロック５１の断面方向に第二溝部を設ける構成を説明する。具体的には、溝部６１ｗ、６２ｗ、６３ｗの形状を、金属ブロック５１内部において溝部の開口端部の幅よりも広い幅を有する形状とし、溝部にはんだ溜め部の機能も持たせる構成とする。

図１３（ａ）（ｂ）に示すとおり、溝部６１ｗ、６２ｗ、６３ｗは、金属ブロック主面５１ａ側より、金属ブロック裏面５１ｃすなわち溝部６１ｗ、６２ｗ、６３ｗの底面側の幅が広くなるように、金属ブロック主面５１ａにおける開口部となる部分以外にマスクをして金属ブロック（第一基板）５１の主面側から長時間エッチングする等して形成することができる。図１３（ａ）に示すとおり、断面形状が矩形形状でもよく、また、図１３（ｂ）に示すとおり、円形に近い形状でも良い。

図１３（ａ）（ｂ）に示すとおり、溝部６１ｗは、金属ブロック主面５１ａ上においてサブマウント１３、２３と溝部６１ｗが重ならなければ、金属ブロック内部において、サブマウント１３、２３と溝部６１ｗが金属ブロックやサブマウント、半導体レーザ素子などの部材の積層方向（図１３のｚ軸方向）で重なっていてもかまわない。仮に重なるように形成した場合であっても、溝部６１ｗが図１３の部材の積層方向（図１３のｚ軸方向）で半導体レーザ素子１１、２１と重ならなければ良い。

以上説明したように、実施の形態２にかかる光モジュール２によれば、溝に流れ込んだ余剰はんだを溜める溜め部としての第二溝部を設けることにより、サブマウントを金属ブロックにはんだ接合する際に、サブマウントの外側に飛び出した余剰はんだの量が多い場合であっても、隣接するサブマウントと接触する前に、より確実に余剰はんだが隣接するサブマウントへ接触することを防止できる。

また、第二溝部を金属ブロックの主面５１に形成する構成では、第二溝部の形状を認識しやすい形状とすることで、第二溝部の形状を位置決めの基準とすることができ、光素子部の載置する位置精度を向上させることができる。

接合位置を決めるための基準位置として金属ブロック主面５１ａ上のいずれかの角部を認識することで、角部からの相対的な距離（例えば図７のｘ座標およびｙ座標）を指定する場合、金属ブロックが抜き打ち加工されている等の理由で角部にダレ面が生じていた場合、認識カメラで角部を認識する時、金属ブロックへの光の当たり方や角部の出来栄えによって、認識される角部の位置が個々の金属ブロックごとに変化する可能性がある。例えば、ある金属ブロックではダレ面の主面側を角部と認識したのに対して、別の金属ブロックではダレ面の側面側を角部と認識する。そのため、はんだ接合装置で自動にサブマウント１３、２３をはんだ接合された金属ブロック５１には、金属ブロック５１に対するサブマウント１３、２３の位置にバラつきが生じる。これによって光合波器５０に対向して配置されるサブマウント１３、２３の間隔が変化するため、光合波器５０で合波した合波光が製品に必要な出力を得られなくなることが考えられる。

一方、本実施の形態のように第二溝部の形状を位置決めの基準にすると、金属ブロック５１の角部等を認識し基準とした場合と比較して、金属ブロック５１角部のダレ面等の存在による基準位置バラつきを低減し、より高精度に金属ブロック５１に対するサブマウント１３、２３、３３、４３の位置決めを行うことができる。

加えて、第二溝部７１等をサブマウント１３等の載置位置（もしくは接合位置）に近い場所に形成することで、はんだ１５、２５を第二溝部７１等に流れ込みやすくなる。また、装置がはんだ（例えば板はんだ）やサブマウント等の部材を設置する時には、認識カメラによる基準位置の認識後に、部材設置位置まで被接合部材を設置したステージが移動するため、移動量が大きいほど移動による位置ズレ量が大きくなるが、第二溝部７１等をサブマウント１３等の接合位置に近い場所に形成することで、認識位置からはんだ１５やサブマウント１３等の載置位置までの相対的な距離が短くなるため、装置の移動による位置ズレ量を低減することができるため好ましい。

その結果、従来に比べて高精度に一定の間隔で位置決めされた複数の半導体レーザ素子を備えた、出力バラつきの少ない、高品質で小型で長寿命な光モジュール２を得ることができる。

さらに、金属ブロック５１をセラミック基板５３と接合した後で、光合波器５０をセラミック基板５３に接合する場合、光合波器５０の位置決めを金属ブロック５１に設けた第二溝部を基準に行うことができるため、光合波器５０の搭載する位置精度も向上することができる。

また、図１３（ａ）（ｂ）に示すとおり、第二溝部を金属ブロック内に設けた構成、すなわち溝部６１、６２、６３の形状を、溝部の開口端部の幅よりも広い幅を有する形状とする構成では、金属ブロック内部においてサブマウント１３、２３と溝部６１ｗが図１３のＺ軸方向で重なるように形成しても、溝部６１ｗが図１３のＺ軸方向で半導体レーザ素子１１、２１と重ならなければ放熱への悪影響を抑えながら、半導体レーザ素子間方向（ｙ軸方向）の熱の拡散が抑制され、レーザ素子間の熱干渉を抑制し、中央のはんだ応対レーザ素子が発熱しやすくなるのを防止する効果も得ることができる。

実施の形態３．
実施の形態３における光モジュール３については、図１４〜１７を用いて説明する。図１３は、実施の形態３における光モジュール３の一例を平面図で示している。図１４、１６は、本発明の実施の形態３における光モジュールの一例を示す平面図である。図１５は、本発明の実施の形態３における光モジュールの一例を示す平面図（図１４）の破線Ｃ１−Ｃ２における断面図、図１７は、本発明の実施の形態３における光モジュールの一例を示す平面図（図１６）の破線Ｃ３−Ｃ４における断面図を示している。

本実施の形態３における光モジュール３についても実施の形態１における光モジュール１の構成と同様の構成を有するため、ここでは、主に相違点について説明を行い、一致点についてはその説明を省略する。

実施の形態１では、サブマウントに沿って接触防止部としての溝部を形成したが、これに対して本実施の形態では、図１４に示すとおり、接触防止部としてサブマウントに沿ってワイヤループを形成した点で実施の形態１と相違する。以下に詳しく説明する。

図１４に示すとおり、実施の形態１で溝部が形成される位置に、ワイヤループ８１、８２、８３をそれぞれボンディングにより形成している。ワイヤループ８１等の長さは、サブマウント１３等の長手方向の（図１４のｘ軸方向）の長さより長く形成するとよい。ワイヤの長さとは、金属ブロック主面５１ａにおける、ワイヤループ８１の始点となるワイヤボンディング（接合）部８１ａと終点となるワイヤボンディング部８１ｋとを結んだ長さが、サブマウント１３等の長手方向（図１４のｘ軸方向）の長さよりも長い。また、サブマウント１３等と接触しないように、サブマウント１３等と平行にボンディングすると良い。

図１５に示すとおり、金属ブロック主面５１ａに形成されるワイヤボンディング部８１ｃとワイヤ部８１ｄが第一光素子部を構成するサブマウント１３のサブマウント２３側の側面６１１ａ（第一光素子部の第二光素子部側の第一側面）と、側面６１１ａと対向するサブマウント２３の側面６１１ｂ（第二光素子部の第一光素子部側の第二側面）との間に形成されている。

図１６、図１７に示すとおり、金属ブロック主面５１ａ上には、複数のワイヤボンディング（接合）部（例えば、８１ａ、８１ｃ、８１ｅ、８１ｇなど）を形成し、金属ブロック主面５１ａとワイヤ部（８１ｂや８１ｄなど）で囲まれたワイヤループ部８１ａｂｃが形成される。

ワイヤループ８１等は、一般的にＡｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｌ等の変形しやすい金属が用いられるが、本実施の形態３でははんだ１５等が容易に濡れ広がる材料を用いる必要があるため、ＡｕまたはＡｕで被覆された材料を用いるのが好ましい。

次に、本実施の形態３の光モジュールの製造方法について図１４、１５に基づき説明する。接触防止部としての溝部をワイヤループに変更する点、ワイヤボンディング部を第二溝部と同様の位置決めの識別マークとする以外は、実施の形態１、２の光モジュールの製造方法と同様である。

まず、金属ブロック主面５１ａにウェッジボンドやポールボンド等によってワイヤボンドを形成した金属ブロック５１を準備する。ワイヤの径は、サブマウント１３等の間に配置してもサブマウント１３等の設置を妨げないために、細いほうが好ましい。具体的にはφ０．１ｍｍ以下程度が望ましい。図１５に示すとおり、ループの形状もはんだ１５等がループ内に濡れ広がるように、ループ高さは半導体レーザ素子１１等の高さ以下、具体的には０．３ｍｍ以下程度が好ましく、１ループ長さ（図１７のワイヤボンド部８１ａと８１ｃの間の長さ）は複数ループが形成できるように、具体的には１．０ｍｍ以下程度が好ましい。ここで半導体レーザ素子１１等の高さとは、金属ブロック主面５１ａから半導体レーザ素子のはんだ接合面と対向する面までの高さを意味する。

本実施の形態４では、一例として径φが０．０１ｍｍ以上０．１ｍｍ以下のＡｕワイヤを、１ループの長さ０．１ｍｍ以上１．５ｍｍ以下、高さ０．０５ｍｍ以上０．５ｍｍ以下のループ形状とすることができる。
以上説明したように、実施の形態３にかかる光モジュール３によれば、図１４に示すとおり、接触防止部としてサブマウントに沿ってワイヤループを形成することで、はんだ接合時にサブマウント１３等の外側に飛び出した余剰のはんだがワイヤループ８１〜８３に接触した場合、ワイヤループ８１〜８３のボンディング方向（図１４のｘ軸方向とｚ軸方向）へワイヤループのループ内を伝って濡れ広がるため、サブマウント１３等の外側に飛び出した余剰のはんだをワイヤループ８１〜８３のループ内に収めることが可能となり、余剰はんだが、先に接合されている別のサブマウント下のはんだに当たることで、先に接合されているサブマウントが移動して製品に必要な出力が得られなくなるのを防ぐことができる効果を得ることができる。

また、ワイヤ端の潰れたワイヤボンディング（接合）部分（例えば、ワイヤ始点８１ａ、または終点８１ｋ）を位置決めの基準とすることで、より高精度に金属ブロックに対するサブマウント１３等の位置決めを行う効果を得ることができる。

実施の形態４．
実施の形態４における光モジュール４については、図１８〜２０を用いて説明する。図１８、２０は、実施の形態４における光モジュール４の一例を平面図で示している。図１９は、本発明の実施の形態４における光モジュールの一例を示す平面図（図１８）の破線Ｄ１−Ｄ２における断面図を示している。

本実施の形態４における光モジュール４も基本的に実施の形態１における光モジュール１の構成と同じ構成を有するが、以下の点で相違する。よってここでは、主に相違点について説明を行い、一致点についてはその説明を省略する。

実施の形態１では、サブマウントに沿って金属ブロックに接触防止部としての溝部を形成し、溝と溝との間に、半導体レーザ素子が載置されたそれぞれ独立したセラミック基板を接合する構成としていたが、これに対して本実施の形態４では、図１８に示すとおり、複数の半導体レーザ素子が同一のセラミック基板に載置され、半導体レーザ素子間に接触防止部として障壁を形成した点で実施の形態１と相違する。以下当該構成につき詳細に説明する。

図１８、図１９に示すとおり、１枚のサブマウント１１３の光素子部接合面１１３ｂ上に設けられ、半導体レーザ素子ごとに分離された電極パターン（図示せず）の上に、半導体レーザ素子１１０（第一発光素子部）、１２０（第二発光素子部）がはんだ１１２、１２２によってそれぞれはんだ接合されており、サブマウント１１３の光素子部接合面１１３ｂ上の半導体レーザ素子１１０（第一光素子部）と半導体レーザ素子１２０（第二光素子部）間に樹脂材料の障壁９１が半導体レーザ素子１１０、１２０に沿って平行に形成する。

図１８に示すとおり、障壁９１の長さは、半導体レーザ素子１１０、１２０の長手方向（図１８のｘ軸方向）の長さより長く形成するのが好ましく、半導体レーザ素子１１０、１２０と接触しないように、半導体レーザ素子１１０，１２０と平行に形成するのが好ましい。

図１９に示すとおり、サブマウント１１３の光素子部接合面１１３ｂに形成される障壁９１は、半導体レーザ素子間の間隔より細い必要があり、第一光素子部を構成する半導体レーザ素子１１０の第二光素子部を構成する半導体レーザ素子１２０側の側面９１１ａ（第一光素子部の第二光素子部側の第一側面）と、側面９１１ａと対向する第二光素子部を構成する半導体レーザ素子１２０の側面９１１ｂ（第二光素子部の第一光素子部側の第二側面）との間に形成されている。障壁の高さはできるだけ高く形成することが好ましい。例えば半導体レーザ素子１１０、１２０の高さを超えた高さまで形成すると良い。

次に、本実施の形態４の光モジュールの製造方法について図１８、１９に基づき説明する。接触防止部を障壁とする点、複数の半導体レーザ素子を同一のセラミック基板に載置する点以外は、実施の形態１の光モジュールの製造方法と同様である。

障壁９１等は、サブマウント１１３の光素子部接合面１１３ｂに形成されたもので、樹脂材料からなり、熱硬化前に粘性を有し熱硬化により接着可能な熱硬化樹脂を用いるとよい。また、熱硬化後にはんだが濡れない熱硬化性樹脂がよい。熱硬化性樹脂がサブマウント１１３の光素子部接合面１１３ｂの所定部位に塗布される。その際に、熱硬化性樹脂は熱効果による収縮率等を考慮して所定形状に塗布され、その後加熱硬化させて障壁９１が形成される。このとき、耐熱温度がはんだ１１２，１２２より高い樹脂を用いるのが好ましい。本実施の形態４では熱硬化性のエポキシ樹脂を用いて、例えば幅０．０２５ｍｍ以上０．４ｍｍ以下、高さ０．０５ｍｍ以上０．５ｍｍ以下の障壁９１〜９３を形成することができる。

以上説明したように、実施の形態４にかかる光モジュール４によれば、図１８に示すとおり、接触防止部として半導体レーザ素子に沿って障壁を形成することで、実施の形態１と同様に、半導体レーザ素子１１０等のはんだ接合時に半導体レーザ素子１１０等の外側に飛び出した余剰はんだが、先に接合されている別の半導体レーザ素子に当たることで、先に接合されている半導体レーザ素子が移動して製品に必要な出力が得られなくなるのを防ぐことができる効果を得ることができる。

特に、障壁９１等の高さを半導体レーザ素子１１０等の高さ以上とすることで、飛び出した余剰はんだが障壁９１等を乗り越えることをより確実に抑制できるため好ましい。

また、本実施の形態４では複数のサブマウント上に半導体レーザ素子がそれぞれ１枚ずつはんだによって接合されているのではなく、１枚のサブマウント１１３の光素子部接合面１１３ｂ上にそれぞれ分かれて形成された電極パターンに複数の半導体レーザ素子１１０等がはんだ１１２等によって接合されるように構成した。サブマウントを１枚にすることによってサブマウントの接合回数を少なくしてサイクルタイムを短縮できる。サブマウント１１３が金属ではなくセラミック基板１１３ａでるため、溝を形成すると割れる恐れがあるため、本手法や有効である。このように、第三基板の材質により溝形成が困難な場合に有効な手法となる。

図２０に示すとおり、障壁部を第一障壁部９１〜９３とそれぞれの第一障壁部の一端に円形や三角形や四角形のような輪郭が単純で特徴的な形状を第二障壁部９１ｂ〜９３ｂとして形成することで、第二溝部と同じ効果として、認識位置バラつきを低減し、より高精度に金属ブロック５１に対する半導体レーザ素子１１０等の位置決めを行う効果を得ることができる。

実施の形態５．
実施の形態５における光モジュール５についても図２１〜２５を用いて説明する。図２１、２４は、実施の形態５における光モジュールの一例を示す平面図である。図２３は、バー形状を有する光半導体素子を模式的に示した斜視図である。図２３は、実施の形態５における光モジュールの一例を示す平面図（図２１）の破線Ｅ１−Ｅ２における断面図である。図２５は、実施の形態５における光モジュールの一例を示す平面図（図２４）の破線Ｅ３−Ｅ４における断面図である。

本実施の形態５における光モジュール５も基本的に実施の形態１における光モジュール１の構成と同じ構成を有するが、以下の点で相違する。よってここでは、主に相違点について説明を行い、一致点についてはその説明を省略する。

実施の形態１では、複数の半導体レーザ素子を有する光素子部と光合波器を備えた構成であったが、実施の形態５では、光素子部を構成する光素子が半導体レーザ素子にかえて受光素子を、光合波器にかえて光分波器を備えた点で実施の形態１と相違する。以下当該構成につき詳細に説明する。

実施の形態１では、光素子部は電気信号から光信号に変換する半導体レーザ素子を有し、複数の半導体レーザ素子から出射された異なる波長の光を光合波器５０で合波し、合波光を波長多重信号としてレンズ（図示せず）を通し光ファイバ等の光導波路上を伝送する光モジュールの例を示した。

本実施の形態では、図２１に示すとおり、光素子部２１０、２２０には光信号から電気信号へと変換する受光素子２１１、２２１をそれぞれ有する。また、光合波器５０ではなく光分波器２５０を有する。光ファイバ等の光導波路から伝送された波長多重信号が、光分波器２５０により波長の異なる複数の光に分波され、それぞれ分波光は、受光素子２１１、２２１にて受光される。図２１では、実施の形態１の半導体レーザ素子の発光面と９０度ずれた面、すなわち受光素子２１１がサブマウント２１３と接合される接合面と対向する面を受光面とする場合を示している。

図２２は、バー形状を有する光半導体素子３００を模式的に示した斜視図であり、光半導体素子３００が端面発光型の半導体レーザの場合は、端面である第一面３１０から光が出射される。光半導体素子３００が受光素子の場合は、光半導体素子３００の第二面３２０を受光素子の受光面とする場合もあり、第一面３１０と９０度ずれる。この場合が本実施の形態に該当する。受光素子が、発光素子と同じく図２２に示す第一面３１０を受光面とする場合は、実施の形態１と同じ構成となるので、説明を省略する。

次に、本実施の形態５の光モジュールの製造方法について図２３〜２５に基づき説明する。受光面にかかわらず、図２５に示すとおり、接触防止部として溝部２６１などが形成された金属ブロック２５１に、受光素子２１１を含む光素子部２１０等を等間隔に接合する構成までは、実施の形態１〜４の光モジュールの製造方法と同じである。また、接触防止部は、図２５に示す溝部２６１に限らず、実施の形態１〜４のいずれの構成としても良い。

図２３に示すとおり、受光素子２１１がサブマウント２１３と接合される接合面と対向する面を受光面とする場合は、セラミック基板２５３に、はんだ２５２を介して、受光素子２１１の受光面が光分波器２５０に対向するように接合される。

以上説明したように、実施の形態５にかかる光モジュール５によれば、受光素子と光分波器を有する光モジュールにおいて、実施の形態１〜４に示す同等の効果を得ることができる。

また、図２４に示すとおり、光素子部２１０を金属ブロック２５１から突出した構成とすることで、金属ブロック２５１を小さくできるため、光モジュール５をより小型化できるためより好ましい。

１、２、３、４、５ 光モジュール、１０ 第一光素子部（光素子部）１１、２１、３１、４１ 半導体レーザ素子（光素子部）、１２、２２ はんだ（接合材）、１３、２３、３３、４３ サブマウント（第三基板）、１３ａ、２３ａ セラミック基板、１３ｂ、２３ｂ、光素子部接合面、１３ｃ、２３ｃ 金属ブロック接合面、１５ はんだ（第一接合材）、２０ 第二光素子部（光素子部）、２５ はんだ（第二接合材）、３０ 第三光素子部（光素子部）、４０ 第四光素子部（光素子部）、５０ 光合波器、５１ 金属ブロック（第一基板）、５１ａ 金属ブロック（第一基板）主面、５１ｂ、５１ｄ 金属ブロック（第一基板）側面、５１ｃ 金属ブロック（第一基板）裏面、５２ はんだ（接合材）、５３ セラミック基板（第二基板）、５３ａ 金属ブロック接合面、５３ｃ セラミック基板裏面、６１、６２、６３ 溝部（第一溝部、接触防止部）、６１ａ、６１ｂ 溝開口端部、６１ｅ、６２ｅ、６３ｅ 金属ブロック側面まで形成された溝部（接触防止部）、６１ｗ、６２ｗ、６３ｗ 溝部（第一溝部）、７１ｅ、７２ｅ、７３ｅ 金属ブロック側面のはんだ溜り、７１、７２、７３ 第二溝部、８１、８２、８３ ワイヤループ（接触防止部）、８１ａ ワイヤ８１の始点のボンディング（接合）部、８１ｋ ワイヤ８１の終点のボンディング（接合）部
８１ｃ、８１ｅ、８１ｇ、８１ｉ ワイヤボンディング（接合）部、８１ｂ、８１ｄ、８１ｆ、８１ｈ、８１ｊ ワイヤ部、８１ａｂｃ ワイヤループ部、９１、９２、９３ 障壁（第一障壁部）（接触防止部）、９１ｂ、９２ｂ、９３ｂ 第二障壁部、１１０ 半導体レーザ素子（第一光素子部）、１１２、１２２ はんだ（接合材）、１１３ サブマウント（第三基板）、１１３ａ セラミック基板、１１３ｂ 光素子部接合面、１１３ｃ 金属ブロック接合面、１２０ 半導体レーザ素子（第二光素子部）、２１０ 第一光素子部、２１１ 受光素子（第一光素子部）、２１２、２２２ はんだ（接合材）、２２０ 第二光素子部、２２１ 受光素子（第二光素子部）、２５０ 光分波器、３００ 光半導体素子、３１０ 第一面、３２０ 第二面、５１０ サブマウント１３（第一光素子部）とサブマウント２３（第二光素子部）との間の領域、５１１、５１３ 第一領域、５１２、５１４ 第二領域、６１１ａ サブマウント１３（第一光素子部）のサブマウント２３（第二光素子部）側の側面（第一側面）、６１２ｂ サブマウント２３（第二光素子部）のサブマウント１３（第一光素子部）側の側面（第二側面）、９１１ａ 半導体レーザ素子１１０（第一光素子部）の半導体レーザ素子１２０（第二光素子部）側の側面（第一側面）、９１２ｂ 半導体レーザ素子１２０（第二光素子部）の半導体レーザ素子１１０（第一光素子部）側の側面（第二側面）。

Claims (14)

1. 第一波長の光を発光する第一光素子部と、
   前記第一光素子部と離間して併設され前記第一波長と異なる第二波長の光を発光する第二光素子部と、
   前記第一光素子部と前記第二光素子部とに対向して配置され前記第一波長の光と前記第二波長の光を合波する合波器と、
   前記第一光素子部が第一接合材を介して接合され前記第二光素子部が第二接合材を介して接合された主面を有し、前記第一接合材と前記第二接合材との接触を防止する接触防止部が前記第一光素子部と前記第二光素子部との間に形成された基板と、
   を備えた光モジュール。
2. 光分波器と、
   前記光分波器と対向し前記光分波器により分波された第一波長の光を受光する第一光素子部と、
   前記光分波器と対向するとともに前記第一光素子部と離間して併設され前記光分波器により分波された前記第一波長と異なる第二波長の光を受光する第二光素子部と、
   前記第一光素子部が第一接合材を介して接合され前記第二光素子部が第二接合材を介して接合された主面を有し、前記第一接合材と前記第二接合材との接触を防止する接触防止部が前記第一光素子部と前記第二光素子部との間に形成された基板と、
   を備えた光モジュール。
3. 前記接触防止部は、前記主面において前記第一光素子部と前記第二光素子部とに沿って形成された溝部である請求項１または２に記載の光モジュール。
4. 前記溝部の開口端部が、前記第一光素子部の前記第二光素子部側の第一側面と前記第一側面に対向する前記第二光素子部の第二側面との間に形成されている請求項３に記載の光モジュール。
5. 前記溝部が前記第一光素子部と前記第二光素子部との間に１本のみ形成されている請求項３または４に記載の光モジュール。
6. 前記基板は前記主面から連なる側面を有し、
   前記溝部は前記主面から前記側面まで形成されている請求項３から５のいずれか１項に記載の光モジュール。
7. 前記溝部は、
   第一溝部と、
   前記第一溝部に連なり前記第一溝部の開口部の幅よりも広い開口部を有する第二溝部と、を備えた請求項３から６のいずれか１項に記載の光モジュール。
8. 前記溝部は、
   第一溝部と、
   前記第一溝部に連なり前記第一溝部の深さよりも深い第二溝部と、を備えた請求項３から６のいずれか１項に記載の光モジュール。
9. 前記溝部の断面形状は、前記溝部の開口端部から前記溝部の底部に向けて幅が小さくなる請求項３から８のいずれか１項に記載の光モジュール。
10. 前記溝部の断面形状は、前記溝部の開口端部の幅よりも広い幅を有する請求項３から８のいずれか１項に記載の光モジュール。
11. 前記接触防止部は、前記第一光素子部と前記第二光素子部とに沿って前記基板上に形成されたワイヤループである請求項１または２に記載の光モジュール。
12. 前記接触防止部は、前記第一光素子部と前記第二光素子部とに沿って前記基板上に形成された樹脂材料の障壁である請求項１または２に記載の光モジュール。
13. 主面に接触防止部が形成された基板を準備する基板準備工程と、
    前記主面において前記接触防止部と重ならない決められた第一載置位置に、第一接合材を介して第一光素子部を接合する第一接合工程と、
    前記接触防止部を挟んで前記第一載置位置と反対側の前記第一載置位置から決められた間隔をあけた第二載置位置に、第二接合材を介して第二光素子部を接合する第二接合工程と、
    前記第一光素子部と前記第二光素子部とに対向して光合波器または光分波器を配置する配置工程と、
    を備えた、光モジュールの製造方法。
14. 前記基板準備工程において、前記接触防止部として第一溝部と前記第一溝部に連なり前記第一溝部の開口部の幅よりも広い開口部を有する第二溝部とを有する前記基板を準備し、
    前記第一接合工程の前に、前記第二溝部を位置決めの基準に前記第一載置位置を定める載置位置決定工程をさらに備える、請求項１３に記載の光モジュールの製造方法。

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