JP2817778B2 - 光モジュール及びその製造方法 - Google Patents

光モジュール及びその製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光伝送、光通信な
どに用いられる光モジュール及びその製造方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】光モジュールにおいては、半導体レーザ
等の光素子が固定されている基板上に、光ファイバ等の
光導波路体を、該光素子との光学結合が最適になるよう
に、位置決めし、その最適状態を維持する必要がある。
【０００３】従来、このような最適状態を維持するため
に、基板と光導波路体をそれぞれ金属被膜で覆い、ハン
ダ材または接着剤などを介在させることにより、光導波
路体を基板に固定していた。
【０００４】この種の光モジュールにおいて、光導波路
体と光素子との光学結合を最適にするために、それぞれ
の位置決めをする方法として、例えば、特開昭６２−２
２４０９７（以下、引用例１）に提案されているもの
と、ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ．ＣＨＭＴ，ｖｏｌ．１３，
Ｎｏ．４，１９９０（以下、引用例２）において提案さ
れているものとがある。
【０００５】引用例１においては、図１４乃至図１６に
示されるように、半導体レーザ３２が固定されているＳ
ｉ基板３１上に、ハンダ材４７になじみ易い材料からな
る光ファイバ固定用の網目状または縞状の覆い４６を形
成し、光ファイバ３４をその覆い４６の中に通し、その
後、全体をハンダ接合することによって、半導体レーザ
３２と光ファイバ３４の位置決めをしている。
【０００６】また、引用例２において、図１７乃至図１
９に示されるように、半導体レーザ３２は、Ｓｉ基板３
１上にハンダバンプ３３で固定される。また、Ｓｉ基板
３１上にはＳｉ基板３１を異方性エッチングすることに
よってＶ溝３５が形成され、光ファイバ３４は、そのＶ
溝３５に、半導体レーザ３２の光軸と光ファイバ３４の
光軸とが整合するように、位置決め固定される。ここ
で、半導体レーザ３２の接合位置決めは、ハンダバンプ
３３がリフローすることにより起こるセルフアライメン
ト効果によって、自動的に行なわれる。また、光ファイ
バ３４はハンダ材や接着剤に依り基板に固定されてい
る。したがって、引用例２においては、調芯工程の無
い、低コストなモジュールの組み立てが可能である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、いずれ
の場合も、光ファイバ等の光導波路体と基板との間にハ
ンダ剤または接着剤が介在している。
【０００８】また、溶融した状態のハンダ材や接着剤は
高い粘性をもっているため、例えば、ハンダ材をハンダ
ごてにて溶融した場合、溶融したハンダ材から、ハンダ
ごてを離そうとするとハンダ材の表面張力により、ハン
ダ材がハンダごての移動方向に引っ張られる現象が生じ
る。
【０００９】また、溶融したハンダ材や接着剤に均一に
圧力をかけることは困難なため、ハンダ材が冷えて固ま
った時や接着剤が固まった時に結果として厚みのばらつ
きが生じる。
【００１０】このような、厚みのばらつきにより、光フ
ァイバ等の光導波路体の固着位置精度が低下し、結果と
して、半導体レーザ等の光素子と光ファイバ等の光導波
路体との間で光軸のずれが生じ、光結合効率が低下する
問題があった。
【００１１】本発明の目的は、上記の問題を解消するた
めに、接着剤やハンダ材を介在させずに光ファイバ等の
光導波路体を基板に固定した光モジュールを提供するこ
とにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、第１の
光モジュールとして、光素子と、細長い光導波路体と、
前記光素子及び前記光導波路体を搭載した基板とからな
る光モジュールであって、前記基板は、前記光導波路体
を搭載した位置に第１の金属被膜を有し、前記光導波路
体は、前記基板と対向する位置に第２の金属被膜を有
し、前記第１及び第２の金属被膜の少なくとも一方は、
柔らかく塑性変形し易い金属からなる第１の金属層を有
すると共に、該第１の金属層の上に酸化し難い金属から
なる第２の金属層を有し、前記第１及び第２の金属被膜
の表面同士が接触し、両金属被膜の金属原子同士が相互
に拡散することにより接合されており、これにより前記
基板へ前記光導波路体が固着されていることを特徴とす
る光モジュールが得られる。
【００１３】また、本発明によれば、第２の光モジュー
ルとして、前記第１の光モジュールにおいて、前記基板
は、前記光導波路体を受ける光導波路体受け溝を有し、
該光導波路体受け溝の内面に前記第１の金属被膜が設け
られていることを特徴とする光モジュールが得られる。
【００１４】また、本発明によれば、第３の光モジュー
ルとして、前記第２の光モジュールにおいて、前記光導
波路体の前記光素子と対向し光学的に接続される光導波
路体端面を有し、前記基板は、前記光導波路体受け溝に
交差して、前記光導波路体端面を位置決めしている溝壁
面を有する光導波路体端面位置決め溝を有していること
を特徴とする光モジュールが得られる。
【００１５】また、本発明によれば、第４の光モジュー
ルとして、前記第３の光モジュールにおいて、前記光導
波路体端面は、該光導波路体の光軸に対し直角をなす平
面であり、前記光導波路体端面位置決め溝は、断面矩形
であることを特徴とする光モジュールが得られる。
【００１６】また、本発明によれば、第５の光モジュー
ルとして、前記第１乃至第４のいずれかの光モジュール
において、前記第１の金属層は、Ｓｎからなり、前記第
２の金属層は、Ａｕ及びＰｔから選択される一の金属か
らなることを特徴とする光モジュールが得られる。
【００１７】また、本発明によれば、第６の光モジュー
ルとして、前記第１乃至第５のいずれかの光モジュール
において、前記光導波路体と前記基板とを、前記第１及
び第２の金属被膜の接合部を含むように、覆う充填剤を
有することを特徴とする光モジュールが得られる。
【００１８】更に、本発明によれば、第７の光モジュー
ルとして、前記第６の光モジュールにおいて、前記基板
は、余分な前記充填剤が前記光導波路体端面に付着する
のを防ぐための充填剤トラップ溝を有することを特徴と
する光モジュールが得られる。
【００１９】また、本発明によれば、光素子と、光導波
路体と、前記光素子と前記光導波路体とを搭載する基板
とからなる光モジュールの製造方法において、前記基板
の前記光導波路体を搭載する位置に前記光導波路体を受
ける光導波路体受け溝を形成し、前記基板の前記光導波
路体受け溝の内面に第１の金属被膜を形成し、前記光導
波路体の前記光導波路体受け溝と対向する位置に第２の
金属被膜を形成し、前記基板上に、前記光導波路体受け
溝に交差して、前記光導波路体の端面を位置決めする溝
壁面を有する光導波路体端面位置決め溝を形成し、前記
基板上に、前記光導波路体受け溝に交差して、且つ、前
記光導波路体端面位置決め溝から離れた位置に充填剤ト
ラップ溝を形成し、前記基板上の前記第１の金属被膜上
に前記光導波路体を載置して、前記第１の金属被膜と前
記第２の金属被膜とを接触させ、前記光導波路体端面位
置決め溝の壁面に前記光導波路体端面の一部を接触させ
て、前記光導波路体の位置決めをし、加熱した状態で、
加圧手段によって、前記基板と前記光導波路体との一方
を他方へ押圧することにより、前記第１の金属被膜の表
面および前記第２の金属被膜の表面の界面エネルギーを
上昇させ、前記第１の金属被膜の金属原子と前記第２の
金属被膜の金属原子とを相互に拡散させることにより両
金属被膜を接合し、これにより前記基板へ前記光導波路
体を固着し、固着後、接合部周囲で前記光導波路体端面
から前記充填剤トラップ溝までを除いた部分を充填剤で
覆い、余分な充填剤は、前記充填剤トラップ溝にて受け
ることを特徴とする光モジュールの製造方法が得られ
る。
【００２０】更に、本発明によれば、複数の光素子と、
複数の光導波路体と、前記複数の光素子と前記複数の光
導波路体とを搭載する基板とからなる光モジュールであ
って、前記基板上に前記複数の光導波路体が平行に並べ
られ搭載される光モジュールの製造方法において、前記
基板の前記複数の光導波路体を搭載するそれぞれの位置
に前記複数の光導波路体を受ける複数の光導波路体受け
溝を形成し、前記基板の前記複数の光導波路体受け溝の
それぞれの内面に複数の第１の金属被膜を形成し、前記
複数の光導波路体の前記複数の光導波路体受け溝と対向
するそれぞれの位置に複数の第２の金属被膜を形成し、
前記基板上に、前記複数の光導波路体受け溝に交差し
て、且つ、前記複数の光導波路体の端面を位置決めする
溝壁面を有する光導波路体端面位置決め溝を形成し、前
記基板上に、前記複数の光導波路体受け溝に交差して、
且つ、前記光導波路体端面位置決め溝から離れた位置に
充填剤トラップ溝を形成し、前記基板上の前記複数の第
１の金属被膜上それぞれに前記複数の光導波路体を載置
して、前記複数の第１の金属被膜と前記複数の第２の金
属被膜とをそれぞれ接触させ、前記光導波路体端面位置
決め溝の壁面に前記複数の光導波路体の端面の一部を接
触させて、前記光導波路体の位置決めをし、前記複数の
光導波路体の上に均一な厚みをもつ緩衝材を載せ、加熱
した状態で、前記緩衝材を挟むようにして加圧手段によ
って、前記基板と前記複数の光導波路体との一方を他方
へ押圧することにより、前記複数の光導波路体のそれぞ
れに前記加圧手段による圧力が均一に掛かるようにし、
前記複数の第１の金属被膜の表面および前記複数の第２
の金属被膜の表面の界面エネルギーを上昇させ、前記複
数の第１の金属被膜の金属原子と前記複数の第２の金属
被膜の金属原子とを相互に拡散させることにより両金属
被膜を接合し、これにより前記基板へ前記複数の光導波
路体を固着し、固着後、接合部周囲で前記複数の光導波
路体の端面から前記充填剤トラップ溝までを除いた部分
を充填剤で覆い、余分な充填剤は、前記充填剤トラップ
溝にて受けることを特徴とする光モジュールの製造方法
が得られる。
【００２１】
【００２２】
【００２３】
【００２４】
【００２５】
【００２６】
【発明の実施の形態】以下に、基板としてＳｉ基板３
１、光素子として半導体レーザ３２、光導波路体として
光ファイバ３４を例にして、本発明の第１の実施の形態
について図１乃至図１１を参照して説明する。
【００２７】図１のようなＳｉ基板３１上に一連のフォ
トリソグラフィにより、基板側電極パッド３７と光ファ
イバ３４を受けるためのＶ溝３５を形成する。ここで、
Ｖ溝３５は、前記フォトリソグラフィにおいて、Ｓｉ基
板３１をヒドラジン等で異方性エッチングすることによ
り形成される。
【００２８】これらの工程の結果、得られるものを図２
及び図３に示す。ここで、図２は、前記の工程により得
られるものの斜視図であり、図３は、図２におけるＡ−
Ａ´ラインでの断面図である。
【００２９】図２及び図３において注意すべきことは、
異方性エッチングにより形成されたＶ溝３５の端部（図
２に矢印Ｐで示す）が斜めになっていることである。
【００３０】次に、図４に示すように、Ｖ溝３５及びそ
の周辺にＡｕからなるメタライズ膜４１を蒸着により形
成する。
【００３１】一方、図５に示すように、光ファイバ３４
の表面に無電解メッキによってＡｕからなるメタライズ
膜４２を形成する。
【００３２】また、基板側電極パッド３７にハンダ個片
をプレス打ち抜き法にて、供給、熱圧着し、これを溶融
することによってＡｕＳｎからなるハンダバンプ３３を
形成する。
【００３３】一方、半導体レーザ２の接合面側にも、ハ
ンダバンプ３３に対応する半導体レーザ側電極パッド３
９を形成する。
【００３４】次に、半導体レーザ３２に形成されたそれ
ぞれの半導体レーザ側電極パッド３９を対応するそれぞ
れのハンダバンプ３３上に仮搭載し、加熱し、ハンダバ
ンプ３３をリフローさせることにより起こるセルフアラ
イメント効果により、半導体レーザ３２に対して図５に
示されるＸ，Ｙ，Ｚ方向の位置決めが自動的に行なわれ
る。
【００３５】次に、Ｖ溝３５と直角に交わるように、光
ファイバ３４の端面を位置決めするため矩形溝３８を切
削加工によりＳｉ基板３１上に形成する。
【００３６】また、その矩形溝３８を挟み半導体レーザ
３２が搭載された位置と反対側の位置に、後述する充填
剤のうち余分な充填剤が流れ込むように充填剤トラップ
溝４３を切削加工により形成する。
【００３７】尚、ここまでの工程の中で、矩形溝３８及
び充填剤トラップ溝４３を形成する工程と、Ｓｉ基板３
１上のＶ溝３５及びその周辺にメタライズ膜４１を形成
する工程とは、理屈の上では、どちらが先になってもよ
いが、現実には、Ｓｉ基板３１上に矩形溝３８及び充填
剤トラップ溝４３をメタライズ膜４１より先に形成して
しまうと、フォトレジストの塗布において、レジストの
塗布の厚さにばらつきが生じたり、矩形溝３８及び充填
剤トラップ溝４３のせいでＳｉ基板３１上のレジストを
塗布される面がレジストをはじいてしまうなどの不具合
が起こるため、矩形溝３８及び充填剤トラップ溝４３の
形成は、メタライズ膜４１の形成の後に行なった方がよ
い。
【００３８】次に、Ｖ溝３５にメタライズ膜４２が形成
された光ファイバ３４を入れることにより、図５に示さ
れるＸＹ方向の光ファイバ３４の位置決めが行なわれ
る。また、光ファイバ３４をＶ溝３５に沿って送り調整
し、光ファイバ３４の端面の一部を矩形溝３８の壁面に
つき当てることによって、図５に示されるＺ軸方向すな
わち光ファイバ３４の光軸方向に位置決めが行なわれ
る。
【００３９】光ファイバのＸＹＺ方向それぞれの位置決
定後、図６乃至図８に示すように、Ｓｉ基板３１を加熱
し、光ファイバ３４の上方から、ボンディングツール４
０により光ファイバ３４をＶ溝３５の底面に押圧する。
ここで、ボンディングツール４０により押圧する光ファ
イバ３４上の位置は、光ファイバ３４の上側で、且つ、
光ファイバ３４の下に矩形溝３８及び充填剤トラップ溝
４３が無い位置である。Ｓｉ基板３１を加熱した状態で
ボンディングツール４０により光ファイバ３４を押圧す
ると、熱と圧力により、Ｖ溝３５側のメタライズ膜４１
と光ファイバ３４側のメタライズ膜４２とのメタライズ
膜同士の接触界面において、界面エネルギが上昇する。
この接触界面における界面エネルギの上昇により、接触
界面付近の金属原子の移動が容易になり、光ファイバ３
４側のメタライズ膜４２の表面とＳｉ基板３１側のメタ
ライズ膜４１の表面との間で金属原子の相互拡散が起こ
り、両メタライズ膜４１，４２が接合される。これによ
り、光ファイバ３４は、Ｓｉ基板３１に固着される。
【００４０】ここで、注意すべき点として、このような
金属原子の相互拡散が起こるためには、光ファイバ３４
及びＳｉ基板３１の双方のメタライズ膜の表面に酸化膜
などの不純物がないことが挙げられる。この実施の形態
でメタライズ膜に用いているＡｕは酸化性が低いため酸
化膜の影響を排除できる。
【００４１】また、ボンディングツール４０により光フ
ァイバ３４を加圧する際、ボンディングツールを介して
超音波振動を加えることにより、金属原子の相互拡散を
促進させることができ、更に、メタライズ膜表面に酸化
膜があった場合、この超音波振動により酸化膜を分断破
壊することができる。
【００４２】更に、ボンディングツール４０により光フ
ァイバ３４を加圧する時、光ファイバ３４の光軸が調整
された位置の精度に影響を与えない範囲でそれぞれのメ
タライズ膜を塑性変形させることにより、接触面積を増
加させることができ、接合強度を増すことができる。
【００４３】固着終了後、図９乃至図１１に示すよう
に、光ファイバ３４とＳｉ基板３１とを、それらのメタ
ライズ膜間の接合部を含むように充填剤４４で覆う。こ
れにより、光ファイバ３４とＳｉ基板３１との接合部お
よび光ファイバをガードすることができ、また、接合の
補強にもなる。この充填剤４４を塗布する際、余分な充
填剤４４は、前述の充填剤トラップ溝４３に流れ込むこ
とになるので、光ファイバ３４の端面に充填剤４４が回
り込まず充填剤４４による光結合損失の増加を防ぐこと
ができる。
【００４４】以上のように、本発明の第１の実施の形態
に従えば、接着剤やハンダ材を介さずに光ファイバ３４
をＳｉ基板３１に固着できるので、予期せぬ接合位置ず
れが無く、所望の結合効率を得ることができる。
【００４５】次に本発明の第２の実施の形態について説
明する。本発明の第１の実施の形態において、光ファイ
バ３４及びＳｉ基板３１に形成されたメタライズ膜は、
Ａｕからなっていたが、第２の実施の形態においてはＰ
ｔを選択する。Ｐｔは、酸化性が低いため、第１の実施
の形態において述べたような酸化膜の影響を排除でき、
所望の接合を得ることができる。
【００４６】次に本発明の第３の実施の形態について説
明する。本発明の第１及び第２の実施の形態において、
光ファイバ３４及びＳｉ基板３１に形成されたメタライ
ズ膜は、ＡｕまたはＰｔの単層構造であったが、第３の
実施の形態においては、光ファイバ３４のメタライズ膜
４２を二層構造とする。
【００４７】まず、光ファイバ３４の表面に、押圧され
ることにより容易に塑性変形するＳｎのような金属から
なる第１のメタライズ層を形成し、Ｓｎのような金属か
らなる第１のメタライズ層の上に、ＡｕまたはＰｔのよ
うに酸化しにくい金属からなる第２のメタライズ層を形
成する。Ｓｉ基板３１上のメタライズ膜４１は、第２の
メタライズ層と同じ金属で形成する。
【００４８】これにより、塑性変形のし易さと表面酸化
のし難さを合わせ持つ、本発明の実施に適したメタライ
ズ膜を得ることができる。
【００４９】次に本発明の第５の実施の形態について説
明する。
【００５０】本発明の第５の実施の形態は、図１２及び
図１３に示すように、第１の実施の形態をアレイファイ
バに適合させたものである。
【００５１】第５の実施の形態においては、光ファイバ
３４を押圧するボンディングツール４０は、アレイファ
イバの幅を十分カバーできる大きさである。
【００５２】また、ボンディングツール４０の加圧力
が、均一にそれぞれの光ファイバ３４に伝わるようにボ
ンディングツール４０の底面とアレイファイバとの間に
緩衝材４５を介在させる。緩衝材の材質としては、例え
ば、厚さ０．５〜１ｍｍ程度の樹脂シートなどが適当で
ある。接合方法その他については、第１の実施の形態と
同様である。
【００５３】尚、以上に示してきた第１乃至第５の実施
の形態では、半導体レーザ３２と光ファイバ３４の接合
についてのべてきたが、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔ
ｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）、ＰＤ（Ｐｈｏｔｏ Ｄｉｏｄ
ｅ）、光アンプ素子、光集積回路などの光素子と、光導
波路等、光ファイバ３４以外の光伝送路やロッド形レン
ズ等との結合についても同様の方法で接合することがで
きる。
【００５４】また、光素子（半導体レーザ）３２を位置
決めし固定する方法としては、ハンダバンプ３３のセル
フアライメント効果を利用していたが、例えば、基板上
に設けられた位置決めキーやストッパなどに光素子をつ
き当てるパッシブアライメント法（Ｊ．Ｖ．Ｃｏｌｌｉ
ｎｓ、他９名，Ｅｌｅｃｔｒｏｎ．Ｌｅｔｔ．，ｖｏ
ｌ．３１，Ｎｏ．９，ｐｐ．７３０−７３１，（１９９
５）参照）、基板と光素子に設けられたマーカを画像認
識することによって位置合わせする方法（山内，蔵田，
河合，栗原，石川，１９９４年電子情報通信学会春期大
会講演文集，Ｃ−２９２，ｐ．４−２８９（１９９４）
参照）等を用いてもよい。
【００５５】また、Ｓｉ基板３１上において、Ｖ溝３５
による光ファイバ３４の位置決めを必要とせず、他の方
法で位置決めし、固定する様な場合、Ｖ溝３５は、必要
無く、光ファイバ３４は、Ｓｉ基板３１平面上のメタラ
イズ膜が形成された位置に固着してもよい。
【００５６】また、光ファイバ３４を受けるための溝
は、Ｖ溝３５としていたが、光ファイバ３４を受けるこ
とができ、光ファイバ３４の位置決めができればよいの
で、溝の形状は、他の形状でもよい。
【００５７】また、光ファイバ３４を受けるためのＶ溝
３５をＳｉ基板３１上に形成する方法としては、異方性
エッチングを行なっていたが、例えば、切削加工や等方
性エッチングでもよい。
【００５８】また、光ファイバ３４の光軸方向の位置決
めのための矩形溝３８及び余分な充填剤を取り除くため
の充填剤トラップ溝４３の形成方法として、切削加工を
行なっていたが、等方性エッチングでもよい。
【００５９】また、光ファイバ３４の光軸方向の位置決
めのための溝は、矩形としていたが、光ファイバ３４の
端面を固定できればよく、例えば台形でもよい。
【００６０】また、Ｓｉ基板３１上において、矩形溝３
８による光ファイバ３４の光軸方向の位置決めを必要と
せず、他の方法で位置決めをする場合、光ファイバ３４
の光軸方向の位置決めのための矩形溝３８は、無くても
よい。
【００６１】また、Ｖ溝３５内側のメタライズ膜４１の
形成は、蒸着以外の方法、例えば、スパッタ法によって
もよく、光ファイバ３４表面のメタライズ膜４２の形成
は、蒸着、スパッタ法などで行なってもよいが、光ファ
イバ３４のメタライズ膜１２の形成に関しては、無電解
メッキによれば光ファイバ３４の表面全体にメタライズ
膜４２を形成することが可能であることから、接合作業
がしやすくなるという利点がある。
【００６２】また、ハンダバンプ３３の形成は、プレス
打ち抜き法を行なっていたが、例えば、蒸着やメッキな
どによってもよい。
【００６３】また、ハンダバンプ３３の材質としては、
光素子の高精度高信頼実装という点で、ＡｕＳｎが好ま
しいが、ＰｂＳｎなどを用いてもよい。
【００６４】また、Ｓｉ基板３１及び光ファイバ３４に
形成されるメタライズ膜の材質は、金属表面の酸化膜の
影響による接合不良を避けるためＡｕやＰｔが適してい
るが、これ以外の材質を用いても本発明の実施は可能で
ある。その際、加熱による酸化膜の生成を抑制するため
に、Ｓｉ基板３１と光ファイバ３４との接合プロセスを
非酸化性雰囲気、あるいは還元性雰囲気中、例えば、Ｎ
2 チャンバー中などで行なってもよいし、接合を行なう
前にメタライズ膜表面を塩化亜鉛などの還元剤で処理
し、酸化膜を予め除去してもよい。
【００６５】また、充填剤４４の塗布は、Ｓｉ基板３１
と光ファイバ３４との固着部の補強、及び光ファイバ３
４のガードのために行なったが、十分な固着強度がある
等の場合、充填剤４４は無くてもよい。
【００６６】また、前記充填剤４４が、必要とされない
場合、充填剤トラップ溝４３は、無くてもよい。
【００６７】
【実施例】前記実施の形態において、基板側電極パッド
３７の膜構成は、Ｔｉ−Ｐｔ−Ａｕとし、その寸法は、
φ５０μｍとした。また、Ｖ溝３５の幅は、８０μｍ、
Ｖの角度は、５４．７度とした。また、矩形溝３８は、
幅１００μｍ、深さ１００μｍとした。また、ハンダバ
ンプ３３を形成する際、ハンダの供給量は、１．２７×
１０5μｍ3 とした。また、接合後のハンダバンプの高
さは約４７μｍとした。また、半導体レーザ３２とＳｉ
基板３１とを接合する際、Ｎ2 雰囲気中で３３０℃まで
加熱した。
【００６８】
【発明の効果】以上、説明したように本発明によれば、
光導波路体と基板との間に接着剤やハンダなどの層を介
さずに両者を接合できるため、高精度な光ファイバの固
定が可能であり、光軸無調整化を図ることができるとい
う効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態において用いるＳｉ
基板を示す斜視図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態において、Ｓｉ基板
にフォトリソグラフィを行なった後の状態を示す斜視図
である。
【図３】図２のＡ−Ａ´ラインにおける断面図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態において、Ｖ溝及び
その周辺にメタライズ膜を形成した後を示す斜視図であ
る。
【図５】本発明の第１の実施の形態において、Ｓｉ基板
上に矩形溝及び充填剤トラップ溝を形成し、半導体レー
ザ及び光ファイバをＳｉ基板に搭載する際の状態を示す
斜視図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態において、光ファイ
バを上側からボンディングツールを用いて加圧している
状態を示す斜視図である。
【図７】図６のＡ−Ａ´ラインにおける断面図である。
【図８】図６のＢ−Ｂ´ラインにおける断面図である。
【図９】本発明の第１の実施の形態において、光ファイ
バをＳｉ基板に固着した後、充填剤を塗布した状態を示
す斜視図である。
【図１０】図９のＡ−Ａ´ラインにおける断面図であ
る。
【図１１】図９のＢ−Ｂ´ラインにおける断面図であ
る。
【図１２】本発明の第５の実施の形態において、アレイ
ファイバを緩衝材を介してボンディングツールで加圧し
ている状態を示す断面図である。
【図１３】本発明の第５の実施の形態において、アレイ
ファイバをＳｉ基板上に固着した後、充填剤を塗布した
状態を示す断面図である。
【図１４】引用例１記載の従来例を示す斜視図である。
【図１５】図１４のＡ−Ａ´ラインにおける断面図であ
る。
【図１６】図１４のＢ−Ｂ´ラインにおける断面図であ
る。
【図１７】引用例２記載の従来例を示す斜視図である。
【図１８】図１７のＡ−Ａ´ラインにおける断面図であ
る。
【図１９】図１７のＢ−Ｂ´ラインにおける断面図であ
る。
【符号の説明】
３１ 基板（Ｓｉ基板） ３２ 光素子（半導体レーザ） ３３ ハンダバンプ ３４ 光導波路体（光ファイバ） ３５ Ｖ溝（光導波路体受け溝） ３６ 接着剤 ３７ 基板側電極パッド ３８ 矩形溝（光導波路体端面位置決め溝） ３９ 半導体レーザ側電極パッド ４０ ボンディングツール ４１ （Ｓｉ基板側の）メタライズ膜 ４２ （光ファイバ側の）メタライズ膜 ４３ 充填剤トラップ溝 ４４ 充填剤 ４５ 緩衝材 ４６ 覆い ４７ ハンダ材

Claims (9)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 光素子と、細長い光導波路体と、前記光
    素子及び前記光導波路体を搭載した基板とからなる光モ
    ジュールにおいて、 前記基板は、前記光導波路体を搭載した位置に第１の金
    属被膜を有し、 前記光導波路体は、前記基板と対向する位置に第２の金
    属被膜を有し、 前記第１及び第２の金属被膜の少なくとも一方は、柔ら
    かく塑性変形し易い金属からなる第１の金属層を有する
    と共に、該第１の金属層の上に酸化し難い金属からなる
    第２の金属層を有し、 前記第１及び第２の金属被膜の表面同士が接触し、両金
    属被膜の金属原子同士が相互に拡散することにより接合
    されており、これにより前記基板へ前記光導波路体が固
    着されていることを特徴とする光モジュール。
  2. 【請求項２】 請求項１記載の光モジュールにおいて、 前記基板は、前記光導波路体を受ける光導波路体受け溝
    を有し、該光導波路体受け溝の内面に前記第１の金属被
    膜が設けられていることを特徴とする光モジュール。
  3. 【請求項３】 請求項２記載の光モジュールにおいて、 前記光導波路体の前記光素子と対向し光学的に接続され
    る光導波路体端面を有し、 前記基板は、前記光導波路体受け溝に交差して、前記光
    導波路体端面を位置決めしている溝壁面を有する光導波
    路体端面位置決め溝を有していることを特徴とする光モ
    ジュール。
  4. 【請求項４】 請求項３記載の光モジュールにおいて、 前記光導波路体端面は、該光導波路体の光軸に対し直角
    をなす平面であり、 前記光導波路体端面位置決め溝は、断面矩形であること
    を特徴とする光モジュール。
  5. 【請求項５】 請求項１乃至請求項４のいずれかに記載
    の光モジュールにおいて、 前記第１の金属層は、Ｓｎからなり、 前記第２の金属層は、Ａｕ及びＰｔから選択される一の
    金属からなることを特徴とする光モジュール。
  6. 【請求項６】 請求項１乃至請求項５のいずれかに記載
    の光モジュールにおいて、 前記光導波路体と前記基板とを、前記第１及び第２の金
    属被膜の接合部を含むように、覆う充填剤を有すること
    を特徴とする光モジュール。
  7. 【請求項７】 請求項６記載の光モジュールにおいて、 前記基板は、余分な前記充填剤が前記光導波路体端面に
    付着するのを防ぐための充填剤トラップ溝を有すること
    を特徴とする光モジュール。
  8. 【請求項８】 光素子と、光導波路体と、前記光素子と
    前記光導波路体とを搭載する基板とからなる光モジュー
    ルの製造方法において、 前記基板の前記光導波路体を搭載する位置に前記光導波
    路体を受ける光導波路体受け溝を形成し、 前記基板の前記光導波路体受け溝の内面に第１の金属被
    膜を形成し、 前記光導波路体の前記光導波路体受け溝と対向する位置
    に第２の金属被膜を形成し、 前記基板上に、前記光導波路体受け溝に交差して、前記
    光導波路体の端面を位置決めする溝壁面を有する光導波
    路体端面位置決め溝を形成し、 前記基板上に、前記光導波路体受け溝に交差して、且
    つ、前記光導波路体端面位置決め溝から離れた位置に充
    填剤トラップ溝を形成し、 前記基板上の前記第１の金属被膜上に前記光導波路体を
    載置して、前記第１の金属被膜と前記第２の金属被膜と
    を接触させ、 前記光導波路体端面位置決め溝の壁面に前記光導波路体
    端面の一部を接触させて、前記光導波路体の位置決めを
    し、 加熱した状態で、加圧手段によって、前記基板と前記光
    導波路体との一方を他方へ押圧することにより、前記第
    １の金属被膜の表面および前記第２の金属被膜の表面の
    界面エネルギーを上昇させ、前記第１の金属被膜の金属
    原子と前記第２の金属被膜の金属原子とを相互に拡散さ
    せることにより両金属被膜を接合し、これにより前記基
    板へ前記光導波路体を固着し、 固着後、接合部周囲で前記光導波路体端面から前記充填
    剤トラップ溝までを除いた部分を充填剤で覆い、 余分な充填剤は、前記充填剤トラップ溝にて受けること
    を特徴とする光モジュールの製造方法。
  9. 【請求項９】 複数の光素子と、複数の光導波路体と、
    前記複数の光素子と前記複数の光導波路体とを搭載する
    基板とからなる光モジュールであって、前記基板上に前
    記複数の光導波路体が平行に並べられ搭載される光モジ
    ュールの製造方法において、 前記基板の前記複数の光導波路体を搭載するそれぞれの
    位置に前記複数の光導波路体を受ける複数の光導波路体
    受け溝を形成し、 前記基板の前記複数の光導波路体受け溝のそれぞれの内
    面に複数の第１の金属被膜を形成し、 前記複数の光導波路体の前記複数の光導波路体受け溝と
    対向するそれぞれの位置に複数の第２の金属被膜を形成
    し、 前記基板上に、前記複数の光導波路体受け溝に交差し
    て、且つ、前記複数の光導波路体の端面を位置決めする
    溝壁面を有する光導波路体端面位置決め溝を形成し、 前記基板上に、前記複数の光導波路体受け溝に交差し
    て、且つ、前記光導波路体端面位置決め溝から離れた位
    置に充填剤トラップ溝を形成し、 前記基板上の前記複数の第１の金属被膜上それぞれに前
    記複数の光導波路体を載置して、前記複数の第１の金属
    被膜と前記複数の第２の金属被膜とをそれぞれ接触さ
    せ、 前記光導波路体端面位置決め溝の壁面に前記複数の光導
    波路体の端面の一部を接触させて、前記光導波路体の位
    置決めをし、 前記複数の光導波路体の上に均一な厚みをもつ緩衝材を
    載せ、 加熱した状態で、前記緩衝材を挟むようにして加圧手段
    によって、前記基板と前記複数の光導波路体との一方を
    他方へ押圧することにより、前記複数の光導波路体のそ
    れぞれに前記加圧手段による圧力が均一に掛かるように
    し、前記複数の第１の金属被膜の表面および前記複数の
    第２の金属被膜の表面の界面エネルギーを上昇させ、前
    記複数の第１の金属被膜の金属原子と前記複数の第２の
    金属被膜の金属原子とを相互に拡散させることにより両
    金属被膜を接合し、これにより前記基板へ前記複数の光
    導波路体を固着し、 固着後、接合部周囲で前記複数の光導波路体の端面から
    前記充填剤トラップ溝までを除いた部分を充填剤で覆
    い、 余分な充填剤は、前記充填剤トラップ溝にて受けること
    を特徴とする光モジュールの製造方法。
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