(57)【要約】【課題】半導体光素子及びレンズを含むパッケージの光軸とスリーブの光軸とのずれを低減する。【解決手段】光モジュール１Ａは、パッケージ１０及びスリーブ２０を備える。スリーブ２０のパッケージ挿入孔２４は、パッケージ１０の表面と対向する第１及び第２の部分２４ａ，２４ｂを含む。第２の部分２４ｂの内径Ｄ２は、第１の部分２４ａの内径Ｄ１よりも小さい。スリーブ２０は、パッケージ挿入孔２４の周方向に並んで形成された複数のスリット２６を有する。第２の部分２４ｂとパッケージ１０との隙間には紫外線硬化型樹脂３１が配置されており、複数のスリット２６の周縁部とパッケージ１０との隙間には熱硬化型樹脂３２が配置されている。熱硬化型樹脂３２のチクソ値は１．６以上３．０以下である。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体光素子と光ファイバとを光結合する光モジュールであって、
前記半導体光素子、及び前記半導体光素子と光結合されたレンズを含み、円柱状部分を有するパッケージと、
所定方向に延びる円筒状を呈しており、前記光ファイバの端部を受け入れる光ファイバ挿入孔が前記所定方向の一端側に形成され、前記光ファイバの前記端部と前記半導体光素子とが前記レンズを介して互いに光結合されるように前記パッケージの前記円柱状部分を受け入れるパッケージ挿入孔が前記所定方向の他端側に形成されたスリーブと
を備え、
前記パッケージ挿入孔は、前記円柱状部分と対向しており第１の内径を有する第１の部分と、前記第１の部分に対して前記所定方向の他端側に位置し、前記円柱状部分と対向しており前記第１の内径よりも小さい第２の内径を有する第２の部分とを含んでおり、
前記スリーブは、前記パッケージ挿入孔の周方向に並んで形成された複数のスリットを有しており、
前記第２の部分と前記円柱状部分との隙間に配置されて前記スリーブと前記パッケージとを互いに接着する紫外線硬化型樹脂と、前記複数のスリットの周縁部と前記円柱状部分との隙間に配置されて前記スリーブと前記パッケージとを互いに接着する熱硬化型樹脂とを更に備え、
前記熱硬化型樹脂のチクソ値が１．６以上３．０以下であることを特徴とする、光モジュール。
【請求項２】
前記パッケージが、透光性樹脂を用いたモールド成形により形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の光モジュール。
【請求項３】
半導体光素子と光ファイバとを光結合する光モジュールの製造方法であって、
前記半導体光素子、及び前記半導体光素子と光結合されたレンズを含んでおり円柱状部分を有するパッケージの前記円柱状部分を、所定方向に延びる円筒状を呈しており、前記光ファイバの端部を受け入れる光ファイバ挿入孔が前記所定方向の一端側に形成され、前記光ファイバの前記端部と前記半導体光素子とが前記レンズを介して互いに光結合されるように前記パッケージの前記円柱状部分を受け入れるパッケージ挿入孔が前記所定方向の他端側に形成されたスリーブの前記パッケージ挿入孔に挿入し、前記パッケージと前記スリーブとを接着する接着工程を備え、
前記パッケージ挿入孔は、前記円柱状部分と対向しており第１の内径を有する第１の部分と、前記第１の部分に対して前記所定方向の他端側に位置し、前記円柱状部分と対向しており前記第１の内径よりも小さい第２の内径を有する第２の部分とを含んでおり、
前記スリーブは、前記パッケージ挿入孔の周方向に並んで形成された複数のスリットを有しており、
前記接着工程は、前記第２の部分と前記円柱状部分との隙間に紫外線硬化型樹脂を配置して前記スリーブと前記パッケージとを互いに接着する第１工程と、前記第１工程の後に、熱硬化型樹脂を前記複数のスリットの周縁部と前記円柱状部分との隙間に配置して前記スリーブと前記パッケージとを互いに接着する第２工程とを含んでおり、
前記熱硬化型樹脂のチクソ値が１．６以上３．０以下であることを特徴とする、光モジュールの製造方法。
【請求項４】
前記準備工程が、透光性樹脂を用いたモールド成形により前記パッケージを形成する工程を含むことを特徴とする、請求項３に記載の光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、光モジュールおよび光モジュールの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、樹脂封止型光モジュールが記載されている。この樹脂封止型光モジュールは、光半導体素子、レンズ、及び光ファイバを備えている。光半導体素子と光ファイバとは、レンズによって互いに光結合される。光半導体素子とレンズとの間は透明樹脂によって満たされている。
【０００３】
また、特許文献２には、光デバイスとスリーブとの接着を確実かつ強固にするための光モジュールの製造方法が記載されている。この製造方法は、光デバイスとスリーブとを紫外線硬化型樹脂を用いて仮固定を行う第１の接着工程と、光デバイスとスリーブとを熱硬化型樹脂を用いて本固定を行う第２の接着工程とを有する。
【０００４】
また、特許文献３には、樹脂モールドによって発光素子及びレンズを固定する光モジュールの製造方法が記載されている。この製造方法では、発光素子が搭載されたリードフレームとガラスレンズ部材とを成形金型のキャビティに配置し、キャビティに溶融樹脂を注入することにより樹脂モールドを形成する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−１３３１１７号公報
【特許文献２】特開２０１１−０４４５９５号公報
【特許文献３】特開２０１２−０３３８５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
半導体光素子と光ファイバとを光結合するために用いられる光モジュールには、半導体光素子及びレンズを含むパッケージをスリーブの一端に接着固定し、スリーブの他端から光ファイバを挿入する構造のものがある。このような光モジュールを製造する際、パッケージの光軸とスリーブの光軸とを精度良く一致させることが望まれるが、パッケージをスリーブに固定するための接着剤の塗布状態によっては、パッケージの光軸とスリーブの光軸とがずれてしまうという問題がある。このような光軸のずれは、接着剤の塗布量の過多のほか、接着剤の硬化前若しくは硬化時における接着剤の流動によっても引き起こされる。
【０００７】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、半導体光素子及びレンズを含むパッケージの光軸とスリーブの光軸とのずれを低減することができる光モジュールおよび光モジュールの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決するために、本発明による光モジュールは、半導体光素子と光ファイバとを光結合する光モジュールであって、半導体光素子、及び半導体光素子と光結合されたレンズを含み、円柱状部分を有するパッケージと、所定方向に延びる円筒状を呈しており、光ファイバの端部を受け入れる光ファイバ挿入孔が所定方向の一端側に形成され、光ファイバの端部と半導体光素子とがレンズを介して互いに光結合されるようにパッケージの円柱状部分を受け入れるパッケージ挿入孔が所定方向の他端側に形成されたスリーブとを備え、パッケージ挿入孔は、円柱状部分と対向しており第１の内径を有する第１の部分と、第１の部分に対して所定方向の他端側に位置し、円柱状部分と対向しており第１の内径よりも小さい第２の内径を有する第２の部分とを含んでおり、スリーブは、パッケージ挿入孔の周方向に並んで形成された複数のスリットを有しており、第２の部分と円柱状部分との隙間に配置されてスリーブとパッケージとを互いに接着する紫外線硬化型樹脂と、複数のスリットの周縁部と円柱状部分との隙間に配置されてスリーブとパッケージとを互いに接着する熱硬化型樹脂とを更に備え、熱硬化型樹脂のチクソ値が１．６以上３．０以下であることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明による光モジュールの製造方法は、半導体光素子と光ファイバとを光結合する光モジュールの製造方法であって、半導体光素子、及び半導体光素子と光結合されたレンズを含んでおり円柱状部分を有するパッケージの円柱状部分を、所定方向に延びる円筒状を呈しており、光ファイバの端部を受け入れる光ファイバ挿入孔が所定方向の一端側に形成され、光ファイバの端部と半導体光素子とがレンズを介して互いに光結合されるようにパッケージの円柱状部分を受け入れるパッケージ挿入孔が所定方向の他端側に形成されたスリーブのパッケージ挿入孔に挿入し、パッケージとスリーブとを接着する接着工程を備え、パッケージ挿入孔は、円柱状部分と対向しており第１の内径を有する第１の部分と、第１の部分に対して所定方向の他端側に位置し、円柱状部分と対向しており第１の内径よりも小さい第２の内径を有する第２の部分とを含んでおり、スリーブは、パッケージ挿入孔の周方向に並んで形成された複数のスリットを有しており、接着工程は、第２の部分と円柱状部分との隙間に紫外線硬化型樹脂を配置してスリーブとパッケージとを互いに接着する第１工程と、第１工程の後に、熱硬化型樹脂を複数のスリットの周縁部と円柱状部分との隙間に配置してスリーブとパッケージとを互いに接着する第２工程とを含んでおり、熱硬化型樹脂のチクソ値が１．６以上３．０以下であることを特徴とする。
【００１０】
光モジュールを製造する際、まずパッケージとスリーブとの間に紫外線硬化型樹脂を配置して硬化させ（仮固定）、その後、スリット内に熱硬化型樹脂を配置して硬化させる（本固定）ことにより、パッケージとスリーブとが強固に固定される。しかしながら、従来の光モジュールでは、パッケージとスリーブとの隙間を、これらの樹脂が毛細管現象によって吸い上がるため、所望の接着箇所以外にこれらの樹脂が溢れてしまうことがある。このような現象が生じると、樹脂の配置が不均一となり、パッケージとスリーブとの光軸のずれを引き起こしてしまう。
【００１１】
これに対し、上記の光モジュールおよび光モジュールの製造方法では、パッケージ挿入孔が、第１の部分と、第１の部分に対して所定方向の他端側（パッケージの挿入口がある側）に位置する第２の部分とを含んでいる。第１及び第２の部分は、パッケージの円柱状部分と対向しており、それぞれ第１及び第２の内径を有する。そして、第２の内径は、第１の内径よりも小さい。このような形状のパッケージ挿入孔では、上述した毛細管現象による吸い上がりは第２の部分で止まり、パッケージ挿入孔の他の部分には及び難い。したがって、紫外線硬化型樹脂及び熱硬化型樹脂の配置を均一化することができ、パッケージとスリーブとの光軸のずれを効果的に低減することができる。
【００１２】
また、従来の光モジュールでは、本固定の際、熱硬化型樹脂の硬化前に接着剤の配置が偏ることがある。このような熱硬化型樹脂の配置の偏りもまた、パッケージとスリーブとの光軸のずれを引き起こす要因となる。これに対し、上記の光モジュールおよび光モジュールの製造方法では、熱硬化型樹脂のチクソ値が１．６以上３．０以下となっている。本発明者は、熱硬化型樹脂のチクソ値がこのような範囲内である場合に、熱硬化型樹脂の配置の偏りを低減でき、パッケージとスリーブとの光軸のずれに起因する半導体光素子と光ファイバとの間の光損失が低減することを見出した。すなわち、上記の光モジュールおよび光モジュールの製造方法によれば、パッケージの光軸とスリーブの光軸とのずれを更に効果的に低減することができる。
【００１３】
また、光モジュールは、パッケージが、透光性樹脂を用いたモールド成形により形成されていることを特徴としてもよい。同様に、光モジュールの製造方法は、準備工程が、透光性樹脂を用いたモールド成形によりパッケージを形成する工程を含むことを特徴としてもよい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明による光モジュールおよび光モジュールの製造方法によれば、半導体光素子及びレンズを含むパッケージの光軸とスリーブの光軸とのずれを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る光モジュールの外観を示す斜視図である。
【図２】図２は、図１に示された光モジュールのII−II線に沿った断面図であって、光軸方向に沿った側断面を示している。
【図３】図３は、図１に示された光モジュールのIII−III線に沿った断面図であって、光軸方向に対して垂直な断面を示している。
【図４】図４は、一実施形態に係るスリーブの外観を示す斜視図である。
【図５】図５は、スリーブを中心軸方向に沿って切り欠いた切欠斜視図である。
【図６】図６は、光モジュールの製造方法の詳細を示すフローチャートである。
【図７】図７は、一実施形態に係るパッケージを製造する際に使用される成形金型の構造を示す図である。図７（ａ）は半導体光素子の光軸の方向に沿った成形金型の断面を示している。図７（ｂ）は光軸に対して垂直な成形金型の断面（図７（ａ）のVII−VII断面）を示している。
【図８】図８は、一変形例に係るスリーブの外観を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、添付図面を参照しながら本発明による光モジュールおよび光モジュールの製造方法の実施の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１７】
図１は、本発明の一実施形態に係る光モジュール１Ａの外観を示す斜視図である。図２は、図１に示された光モジュール１ＡのII−II線に沿った断面図であって、光軸方向に沿った側断面を示している。図３は、図１に示された光モジュール１ＡのIII−III線に沿った断面図であって、光軸方向に対して垂直な断面を示している。
【００１８】
本実施形態の光モジュール１Ａは、半導体光素子４０と光ファイバ５０とを光結合するための部品である。半導体光素子４０は、光モジュール１Ａが光送信モジュールである場合にはレーザダイオードや発光ダイオード等の発光素子であり、光モジュール１Ａが光受信モジュールである場合にはフォトダイオード等の受光素子である。また、光ファイバ５０は、例えば光通信用のシングルモード光ファイバである。光モジュール１Ａが光送受信モジュールである場合には、半導体光素子４０として、発光素子及び受光素子といった二つの素子がある。光ファイバ５０の端部には、略円柱状のフェルール５１が光ファイバ５０と同軸に装着されている。
【００１９】
図１〜図３に示されるように、光モジュール１Ａは、光ファイバ５０の光軸を中心軸線とする略円筒形状の外観を有しており、パッケージ１０及びスリーブ２０を備えている。
【００２０】
パッケージ１０は、半導体光素子４０と、半導体光素子４０を搭載したリードフレーム１１と、半導体光素子４０と光結合されたボールレンズ１２とを含む部材である。パッケージ１０は、光モジュール１Ａの中心軸線と共通の中心軸線を有する円柱状部分を含む外観を有しており、本実施形態ではその殆どの部分が略円柱状に形成されている。パッケージ１０の該円柱状部分の外径は例えば４．３ｍｍであり、中心軸方向の長さは例えば６．０ｍｍである。
【００２１】
パッケージ１０は、後述するように、透光性樹脂を用いたモールド成形により形成されたものであることが好ましい。透光性樹脂としては、例えば日東電工製ＮＴシリーズ（主成分：変性エポキシ及び酸無水物）が好適である。加えて、パッケージ１０の光軸上には、樹脂レンズ１３が形成されていることが好ましい。樹脂レンズ１３の屈折率は、例えば１．５１である。半導体光素子４０は、例えばリードフレーム１１上に設けられたサブマウント４１上に実装される。
【００２２】
リードフレーム１１は、例えばＫＦＣ（登録商標）といった銅合金から成る。ボールレンズ１２は例えばＴＡＦ３といったガラスから成る球状のレンズであって、上記の透光性樹脂よりも屈折率が高い。ボールレンズ１２がＴＡＦ３から成る場合、その屈折率は約１．７８である。ボールレンズ１２の直径は例えば０．８ｍｍである。また、半導体光素子４０とボールレンズ１２との間の距離は例えば０．３２５ｍｍであり、ボールレンズ１２と樹脂レンズ１３との間の距離は例えば０．５４５ｍｍであり、樹脂レンズ１３と光ファイバ５０との間の距離は例えば２．３８ｍｍである。
【００２３】
スリーブ２０は、光ファイバ５０の光軸に沿った所定方向Ａに延びる円筒状の部材である。スリーブ２０は、例えばＳＵＳ等の金属により構成されてもよく、或いは、ポリエーテルイミドやＬＣＰ（Liquid Crystal Polymer）等の樹脂により構成されてもよい。
【００２４】
ここで、図４は、本実施形態のスリーブ２０の外観を示す斜視図であり、図５は、スリーブ２０を中心軸方向に沿って切り欠いた切欠斜視図である。図４及び図５に示されるように、スリーブ２０は、光ファイバ５０を固定する光ファイバ固定部２１と、パッケージ１０を固定するパッケージ固定部２２とが、上記所定方向Ａに並んで一体化された構成を備えている。所定方向Ａにおける光ファイバ固定部２１の長さは例えば４．０ｍｍであり、同方向におけるパッケージ固定部２２の長さは例えば５．４ｍｍであり、パッケージ固定部２２の外径は例えば６．８ｍｍである。図２に示されるように、スリーブ２０の光ファイバ固定部２１には光ファイバ挿入孔２３が形成されており、スリーブ２０のパッケージ固定部２２にはパッケージ挿入孔２４が形成されている。
【００２５】
光ファイバ挿入孔２３は、スリーブ２０において所定方向Ａの一端側に形成されており、光ファイバ５０の一端部をフェルール５１と共に受け入れる（図２を参照）。光ファイバ挿入孔２３は、光ファイバ５０の光軸を中心軸線とする円形断面の有底孔である。
【００２６】
パッケージ挿入孔２４は、スリーブ２０において所定方向Ａの他端側に形成されており、パッケージ１０の円柱状部分を受け入れる（図２を参照）。パッケージ挿入孔２４は、パッケージ１０の光軸を中心軸線とする円形断面の有底孔である。なお、本実施形態ではパッケージ１０の光軸と光ファイバ５０の光軸とは互いに一致する。パッケージ挿入孔２４は、図２に示されるように、光ファイバ５０の端部と半導体光素子４０とがボールレンズ１２を介して互いに光結合されるようにパッケージ１０を受け入れる。なお、パッケージ挿入孔２４と光ファイバ挿入孔２３とは、光を通過させるための貫通孔２５を介して互いに連通している。
【００２７】
本実施形態では、パッケージ挿入孔２４が第１の部分２４ａ及び第２の部分２４ｂを有する。第１の部分２４ａは、パッケージ１０の円柱状部分と対向しており、内径Ｄ１を有する。また、第２の部分２４ｂは、パッケージ１０の円柱状部分と対向しており、内径Ｄ２を有する。第２の部分２４ｂは第１の部分２４ａに対して所定方向Ａの他端側に位置している。換言すれば、第１の部分２４ａは、第２の部分２４ｂと光ファイバ挿入孔２３との間に位置している。
【００２８】
第２の部分２４ｂの内径Ｄ２は、第１の部分２４ａの内径Ｄ１よりも小さい。したがって、本実施形態のように第１の部分２４ａと第２の部分２４ｂとが連続する場合、第１の部分２４ａと第２の部分２４ｂとの境界部分には段差が生じる。そして、この段差を境にして、パッケージ１０の円柱状部分とパッケージ挿入孔２４との隙間の幅が変化する。
【００２９】
また、本実施形態のスリーブ２０は、複数（図では３つ）のスリット２６を有する。複数のスリット２６は、パッケージ挿入孔２４の周方向（すなわち、パッケージ１０の光軸周りの方向）に等間隔に並んで形成されている。詳細には、スリット２６は、所定方向Ａすなわちパッケージ挿入孔２４の中心軸方向におけるパッケージ固定部２２の他端面から所定方向Ａに有限な長さを有する切り欠きとして形成されており、その平面形状は例えばＵ字状である。なお、このスリット２６の平面形状はＵ字状に限定されず、例えばＶ字状や長方形、楕円形等であってもよい。光ファイバ固定部２１とパッケージ固定部２２とは別部材で構成されてもよい。
【００３０】
再び図２及び図３を参照する。これらの図に示されるように、光モジュール１Ａは、仮固定用の紫外線硬化型樹脂３１と、本固定用の熱硬化型樹脂（補強樹脂）３２とを更に備えている。紫外線硬化型樹脂３１及び熱硬化型樹脂３２は、パッケージ１０とスリーブ２０とを互いに接着固定するために、パッケージ１０とスリーブ２０との隙間に配置される接着剤である。紫外線硬化型樹脂３１は、スリーブ２０の第２の部分２４ｂと、パッケージ１０の円柱状部分との隙間に配置される。また、熱硬化型樹脂３２は、スリーブ２０における複数のスリット２６の周縁部と、パッケージ１０の円柱状部分との隙間に配置される。後述するように、紫外線硬化型樹脂３１及び熱硬化型樹脂３２の硬化前のチクソ値は、１．６以上３．０以下であるとよい。このようなチクソ値は、例えば紫外線硬化型樹脂３１及び熱硬化型樹脂３２に添加されるシリカフィラーの量を増減することによって好適に調整される。硬化前における紫外線硬化型樹脂３１の粘度は例えば１００００ｃｐｓ〜３００００ｃｐｓであり、硬化前における熱硬化型樹脂３２の粘度は例えば１００００ｃｐｓ以上である。なお、紫外線硬化型樹脂３１の例としては、カチオン重合開始剤が配合された光／熱硬化併用型のエポキシ系樹脂（例えばＥＭＩ社製光学接着剤３４００シリーズ等）が挙げられる。
【００３１】
以上の構成を備える光モジュール１Ａの製造方法について説明する。図６は、光モジュール１Ａの製造方法の詳細を示すフローチャートである。
【００３２】
まず、前述した構成を備えるパッケージ１０及びスリーブ２０を準備する（図６のＳ１１）。ここで、パッケージ１０は、例えば以下の方法によって好適に作製される。図７は、本実施形態のパッケージ１０を製造する際に使用される成形金型６０の構造を示す図であって、図７（ａ）は半導体光素子４０の光軸の方向に沿った成形金型６０の断面を示しており、図７（ｂ）は光軸に対して垂直な成形金型６０の断面（図７（ａ）のVII−VII断面）を示している。なお、図７には、リードフレーム１１、ボールレンズ１２、半導体光素子４０、及びサブマウント４１が併せて示されている。
【００３３】
本実施形態のパッケージ１０は、透光性樹脂を用い、例えば、トランスファモールド成形によって好適に形成される。使用されるトランスファモールド成形機としては、住友重機製のトランスファモールド成形機（ＭＹ−２０）を例示できる。
【００３４】
図７に示されるように、成形金型６０は、下金型６２及び上金型６３を有する。下金型６２には、凹部６２ａと、リードフレーム保持部６２ｂと、位置決めピン６４とが形成されている。凹部６２ａは、パッケージ１０の樹脂レンズ１３を形成するための形状である。リードフレーム保持部６２ｂは、リードフレーム１１を保持するための形状である。位置決めピン６４は、キャビティ６６においてボールレンズ１２を下側から位置決めするものであり、全体が略円錐台形状となっており、下金型６２の底から突出するように形成されている。そして、位置決めピン６４の先端部分は、ボールレンズ１２の形状に合わせた球面状の凹部形状となっている。これにより、位置決めピン６４は、ボールレンズ１２をその先端に載置させることができる。
【００３５】
上金型６３には、凹部６３ａと位置決めピン６５が形成されている。凹部６３ａは、パッケージ１０の樹脂レンズ１３を形成するための形状である。そして、位置決めピン６５は、ボールレンズ１２を上側からキャビティ６６の所定の位置に位置決めするためのものであり、位置決めピン６４と同様の形状を有し、対応する位置に突出形成されている。
【００３６】
パッケージ１０を製造する際には、まず、リードフレーム１１を下金型６２のリードフレーム保持部６２ｂに配置するとともに、ボールレンズ１２を下金型６２から突出する位置決めピン６４の先端に載置する。そして、上金型６３を閉じることによって、上金型６３の位置決めピン６５によりボールレンズ１２を上方側からも位置決めして保持する。
【００３７】
そして、図示しないトランスファモールドプレス機内部に成形金型６０を装着し、透明樹脂のプレス成形を行う。なお、プレス成形では、空孔発生を抑制する為にキャビティ６６を真空状態にし、加熱され流動状態になった溶融樹脂を加圧してキャビティ６６に注入する。そして、成形されたパッケージ１０を、所定の硬化条件が終了した後に取り出す。その後、必要であれば、パッケージ１０の透光性樹脂の硬化状態をより完全なものとする為に、例えば１５０〜１６５℃で２〜３時間、熱養生（ポストキュア）を行う。以上の工程により、本実施形態のパッケージ１０が好適に作製される。
【００３８】
こうしてパッケージ１０を作製したのち、パッケージ１０とスリーブ２０との調芯を行う（調芯工程、Ｓ１２）。具体的には、スリーブ２０のパッケージ挿入孔２４にパッケージ１０を挿入すると同時に、光ファイバ挿入孔２３に光ファイバ５０を挿入する。次に、半導体光素子４０が発光素子である場合には、半導体光素子４０から光を出力しつつ光ファイバ５０の他端部から出射される光の強度を測定する。また、半導体光素子４０が受光素子である場合には、光ファイバ５０の他端部から光を入力しつつ、半導体光素子４０に入射する光の強度を半導体光素子４０において測定する。そして、光の強度が最も大きくなるときのパッケージ１０とスリーブ２０との相対位置を見出し、その相対位置を記録する。
【００３９】
続いて、パッケージ１０の円柱状部分をスリーブ２０のパッケージ挿入孔２４に挿入するとともに、図２及び図３に示された紫外線硬化型樹脂３１及び熱硬化型樹脂３２によって、パッケージ１０とスリーブ２０とを接着する（接着工程、図６のＳ１３）。
【００４０】
ここで、接着工程Ｓ１３は、第１工程Ｓ１３１と第２工程Ｓ１３２とを含んでいる。第１工程Ｓ１３１は、パッケージ挿入孔２４の第２の部分２４ｂと、パッケージ１０の円柱状部分との隙間に紫外線硬化型樹脂３１を配置して硬化させることにより、パッケージ１０とスリーブ２０との仮固定を行う工程である。また、第２工程Ｓ１３２は、パッケージ挿入孔２４のスリット２６の周縁部と、パッケージ１０の円柱状部分との隙間に熱硬化型樹脂３２を配置して硬化させることにより、パッケージ１０とスリーブ２０との本固定を行う工程である。
【００４１】
以下、接着工程Ｓ１３の詳細について説明する。スリーブ２０とパッケージ１０とを調芯して接着する際、まず、紫外線硬化型樹脂３１を使用して、これらスリーブ２０とパッケージ１０との仮固定を行う（第１工程、Ｓ１３１）。ここでは、パッケージ挿入孔２４の第２の部分２４ｂと対向するパッケージ１０の側面に紫外線硬化型樹脂３１を塗布し、パッケージ１０をパッケージ挿入孔２４に挿入する。このとき、紫外線硬化型樹脂３１をパッケージ１０の側面全体に塗布するのではなく、複数箇所（例えば３カ所）にスポット的に塗布するとよい。紫外線硬化型樹脂３１の塗布量は、例えば１カ所当たり１．０ｍｇ〜４．０ｍｇ程度であるとよい。
【００４２】
次に、パッケージ１０とスリーブ２０との相対位置を、前述した調芯工程Ｓ１２において記録した相対位置に合わせる。そして、パッケージ１０及びスリーブ２０に対して紫外線を照射することにより、紫外線硬化型樹脂３１を硬化させる。このとき、スリット２６を通じて、スリーブ２０の側面及び背面から紫外線を照射することができる。紫外線の強さは、例えば５０００ｍＪ〜６００００ｍＪである。
【００４３】
紫外線硬化型樹脂３１による第１工程Ｓ１３１を行った後、スリット２６の周縁部におけるパッケージ１０とパッケージ挿入孔２４との隙間に熱硬化型樹脂３２を塗布する。その後、所定条件の恒温槽にスリーブ２０及びパッケージ１０を収容し、熱養生を行うことにより熱硬化型樹脂３２を硬化させる。こうして、スリーブ２０とパッケージ１０との本固定を行う（第２工程、Ｓ１３２）。なお、この第２工程Ｓ１３２では、紫外線硬化型樹脂３１においても硬化反応が更に進むので、紫外線硬化型樹脂３１の接着強度を更に増すことができる。この第２工程Ｓ１３２における加熱条件は、例えば６０〜１５５℃で１５分〜１２０分間である。接着剤の樹脂組成の調整、及び所望する機械特性の観点から、硬化温度と硬化時間とを適宜設定する。加熱条件の一例としては、１５５℃で１５分間である。
【００４４】
なお、上述した接着工程Ｓ１３では、調芯工程Ｓ１２と同様の方法で半導体光素子４０と光ファイバ５０との光結合効率をモニタするとよい。光結合効率は、接着工程Ｓ１３の後において接着工程前の光結合損失と比べて±０．５ｄＢ以内に収まっていることが好ましい。
【００４５】
以上に説明した本実施形態による光モジュール１Ａ及びその製造方法によって得られる効果について説明する。前述したように、パッケージとスリーブとの隙間を接着剤が毛細管現象によって吸い上がると、所望の接着箇所以外に接着剤が溢れてしまう。このような現象が生じると、接着剤の配置が不均一となり、パッケージとスリーブとの光軸のずれを引き起こしてしまう。
【００４６】
このような従来の問題点に対し、本実施形態の光モジュール１Ａおよびその製造方法では、パッケージ挿入孔２４が、第１の部分２４ａと、第１の部分２４ａに対して所定方向Ａの他端側に位置する第２の部分２４ｂとを含んでいる。第１及び第２の部分２４ａ，２４ｂは、パッケージ１０の円柱状部分と対向しており、第２の部分２４ｂの内径Ｄ２は、第１の部分２４ａの内径Ｄ１よりも小さい。このような形状のパッケージ挿入孔２４において、毛細管現象による吸い上がりは、パッケージ１０とパッケージ挿入孔２４との隙間が比較的狭い第２の部分２４ｂで主に生じるが、隙間が拡がる第１の部分２４ａ以降では生じにくい。このため、毛細管現象による吸い上がりは第２の部分２４ｂで止まり、パッケージ挿入孔２４の他の部分には及び難い。したがって、パッケージ１０とパッケージ挿入孔２４との隙間において紫外線硬化型樹脂３１及び熱硬化型樹脂３２の配置が均一化されるので、上述したようなパッケージ１０とスリーブ２０との光軸のずれを効果的に低減することができる。
【００４７】
また、従来の光モジュールでは、本固定の際、熱硬化型樹脂３２の硬化前に接着剤の配置が偏ることがある。このような熱硬化型樹脂３２の配置の偏りもまた、パッケージ１０とスリーブ２０との光軸のずれを引き起こす要因となる。これに対し、本実施形態の光モジュール１Ａおよびその製造方法では、熱硬化型樹脂３２のチクソ値が１．６以上３．０以下となっている。本発明者は、以下に詳述するように、熱硬化型樹脂３２のチクソ値がこのような範囲内である場合に、熱硬化型樹脂３２の配置の偏りを低減でき、パッケージ１０とスリーブ２０との光軸のずれに起因する半導体光素子４０と光ファイバ５０との間の光損失が低減することを見出した。すなわち、本実施形態の光モジュール１Ａおよびその製造方法によれば、パッケージ１０の光軸とスリーブ２０の光軸とのずれを更に効果的に低減することができる。
【００４８】
下の表１は、熱硬化型樹脂３２のチクソ値と、塗布容易性（樹脂がパッケージ１０とパッケージ挿入孔２４との隙間に行き渡る時間が短いほど良い）、パッケージ挿入孔２４における第１及び第２の部分２４ａ，２４ｂの有無、並びに、半導体光素子４０と光ファイバ５０との間の光損失を調べた結果を示す表である。
【表１】
2014027096.tif 000003
なお、チクソ値は、回転粘度計により測定された粘度から求めた。具体的には、２５℃・２．５回転における粘度を、２５℃・２０回転における粘度で除算した値である。
【００４９】
表１から明らかなように、熱硬化型樹脂３２のチクソ値が１．６未満であると（比較例１）、熱硬化型樹脂３２の塗布後における形状安定性が損なわれる為、熱硬化型樹脂３２の表面張力（毛細管現象）によって、パッケージ挿入孔２４の奥へと過度に侵入してしまう。一方、パッケージ挿入孔２４の内部には複雑な凹み等が形成されている場合があり、そのような内部形状は軸対称とは限らない。したがって、熱硬化型樹脂３２がパッケージ挿入孔２４の奥へと過度に侵入すると、熱硬化型樹脂３２の配置が偏り、その結果、半導体光素子４０と光ファイバ５０との間の光結合効率が低下する。これに対し、熱硬化型樹脂３２のチクソ値が１．６以上であれば（実施例１〜３）、パッケージ挿入孔２４への過度の侵入が抑制され、そのような配置の偏りが低減される。したがって、半導体光素子４０と光ファイバ５０との間の光損失を効果的に抑えることができる。
【００５０】
また、熱硬化型樹脂３２のチクソ値が３．０より大きいと（比較例２）、熱硬化型樹脂３２の流動性が低いためパッケージ１０とパッケージ挿入孔２４との隙間に行き渡りにくくなり、塗布容易性が低下してしまう。これに対し、熱硬化型樹脂３２のチクソ値が３．０以下であれば（実施例１〜３）、熱硬化型樹脂３２がパッケージ１０とパッケージ挿入孔２４との隙間に効率良く行き渡り、塗布容易性を高めることができる。
【００５１】
なお、表１を参照すると、パッケージ挿入孔２４に第１及び第２の部分２４ａ，２４ｂが形成されていない場合（比較例３）、すなわちパッケージ挿入孔２４の内部に段差が無い場合には、熱硬化型樹脂３２のチクソ値が３．０であっても、半導体光素子４０と光ファイバ５０との間の光損失が比較的高くなっている。これに対し、同じチクソ値であっても、パッケージ挿入孔２４に第１及び第２の部分２４ａ，２４ｂが形成されている場合には（実施例２）、半導体光素子４０と光ファイバ５０との間の光損失が低減されている。このことから、本実施例においても、上述した第１及び第２の部分２４ａ，２４ｂによる効果が得られていることがわかる。
【００５２】
（変形例）
図８は、上記実施形態の一変形例に係るスリーブ２７の外観を示す斜視図である。上記実施形態と本変形例とで異なる点は、スリーブにおける窓部の有無である。図８に示されるように、本実施例のスリーブ２７は、パッケージ固定部２２の側面に複数の窓部２８を有する。複数の窓部２８は、パッケージ挿入孔２４の側壁に形成された開口であり、その平面形状は例えば四角形である。複数の窓部２８は、パッケージ挿入孔２４の周方向（すなわち、パッケージ１０の光軸周りの方向）に等間隔に並んで形成されている。なお、スリーブ２７の他の形状は、上記実施形態のスリーブ２０と同じである。
【００５３】
これらの窓部２８は、紫外線を照射して紫外線硬化型樹脂３１を硬化させる際に用いられる。すなわち、紫外線硬化型樹脂３１を硬化させる際、窓部２８からも紫外線が侵入し、パッケージ挿入孔２４の内部に塗布されている紫外線硬化型樹脂３１を更に効率良く硬化させることができる。上記実施形態に係る光モジュール１Ａは、スリーブ２０に代えて、このような形状のスリーブ２７を備えても良い。
【００５４】
以上、本発明に係る光モジュールおよび光モジュールの製造方法の好適な実施形態について説明したが、本発明は必ずしも上記実施形態に限られず、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
【符号の説明】
【００５５】
１Ａ…光モジュール、１０…パッケージ、１１…リードフレーム、１２…ボールレンズ、１３…樹脂レンズ、２０…スリーブ、２１…光ファイバ固定部、２２…パッケージ固定部、２３…光ファイバ挿入孔、２４…パッケージ挿入孔、２４ａ…第１の部分、２４ｂ…第２の部分、２５…貫通孔、２６…スリット、２７…スリーブ、２８…窓部、３１…紫外線硬化型樹脂、３２…熱硬化型樹脂、４０…半導体光素子、４１…サブマウント、５０…光ファイバ、５１…フェルール、６０…成形金型、６２…下金型、６３…上金型、Ａ…所定方向。
【図１】
2014027096.tif 000004
【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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