(57)【要約】【課題】高品質なはんだ接合部を備えた、安価な光モジュールおよびその製造方法を提供する。【解決手段】金属ブロック３と、金属ブロック３にはんだ接合されるセラミック基材２１の表面に電極パターン２１ａ、２１ｂが設けられたセラミック基板２と、セラミック基板２とはんだ接合される半導体レーザチップ１と、を備えた光モジュールにおいて、金属ブロック３のセラミック基板２の固定位置に、セラミック基板２より大きく、幅方向の少なくとも一部がセラミック基板２の幅と略等しい溝３１を設け、セラミック基板２と半導体レーザチップ１をはんだ接合する際に、それぞれ、セラミック基板２は溝３１の長さ方向へ、半導体レーザチップ１は溝３１の幅方向へスクラブ動作する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属ブロックの上に、絶縁基板、光半導体素子を順次はんだで接合する光モジュールの製造方法であって、
前記金属ブロックに形成され、前記絶縁基板の外形より大きい溝であって、少なくとも幅の一部が前記絶縁基板の幅と略等しい溝に、第一のはんだを挟んで前記絶縁基板を配置し、
前記絶縁基板を前記溝の長さ方向にスクラブ動作を行いはんだ接合し、
前記絶縁基板に第二のはんだを挟んで前記光半導体素子を配置し、
前記光半導体素子を上記溝の幅方向にスクラブ動作を行いはんだ接合する、ことを特徴とする光モジュールの製造方法。
【請求項２】
金属ブロックの上に、絶縁基板、光半導体素子を順次はんだで接合する光モジュールの製造方法であって、
前記金属ブロックの上に、開口部が前記絶縁基板の外形より大きい開口部であって、少なくとも幅の一部が前記絶縁基板の幅と略等しい開口部を有する金属プレートを接合し、
前記開口部に第一のはんだを挟んで前記絶縁基板を配置し、
前記絶縁基板を前記開口部の長さ方向にスクラブ動作を行いはんだ接合し、
前記絶縁基板に第二のはんだを挟んで前記光半導体素子を配置し、
前記光半導体素子を上記開口部の幅方向にスクラブ動作を行いはんだ接合する、ことを特徴とする光モジュールの製造方法。
【請求項３】
金属ブロックの上に、絶縁基板、光半導体素子を順次はんだで接合する光モジュールの製造方法であって、
形状が前記絶縁基板の外形より大きく、少なくとも幅の一部が前記絶縁基板の幅と略等しい形状を有するダムが設けられた前記金属ブロックのダム内に、第一のはんだを挟んで前記絶縁基板を配置し、
前記絶縁基板を前記ダムの長さ方向にクラブ動作を行いはんだ接合し、
前記絶縁基板に第二のはんだを挟んで前記光半導体素子を配置し、
前記光半導体素子を上記ダムの幅方向にスクラブ動作を行いはんだ接合する、ことを特徴とする光モジュールの製造方法。
【請求項４】
上記第一のはんだと上記第二のはんだとが共にＳｎを主成分とするはんだであることを特徴とする請求項１から３のいずか１項に記載の光モジュールの製造方法。
【請求項５】
上記第一のはんだと上記第二のはんだとが同一材料であることを特徴とする請求項１から４のいずか１項に記載の光モジュールの製造方法。
【請求項６】
前記光半導体素子の光軸方向と直交する方向に前記光半導体素子をスクラブ動作を行うことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の光モジュールの製造方法。
【請求項７】
金属ブロックと、
前記金属ブロックに形成された溝部に第一のはんだを介して接合された絶縁基板と、
前記絶縁基板に第二のはんだを介して接合された光半導体素子と、を備え、
前記金属ブロックの溝部は、前記絶縁基板の外形より大きい溝であって、少なくとも幅の一部が前記絶縁基板の幅と略等しく、長さ方向は前記光半導体素子の光軸方向となるように形成された、ことを特徴とする光モジュール。
【請求項８】
金属ブロックと、
前記金属ブロックに接合され、開口部を有する金属プレートと、
前記開口部で第一のはんだを介して前記金属ブロックと接合された絶縁基板と、
前記絶縁基板に第二のはんだを介して接合された光半導体素子と、を備え、
前記金属プレートの開口部は、前記絶縁基板の外形より大きい開口部であって、少なくとも幅の一部が前記絶縁基板の幅と略等しく、長さ方向は前記光半導体素子の光軸方向となるように形成された、ことを特徴とする光モジュール。
【請求項９】
ダムの形成された金属ブロックと、
前記金属ブロックのダム内に、第一のはんだを介して接合された絶縁基板と、
前記絶縁基板に第二のはんだを介して接合された光半導体素子と、を備え、
前記ダムの形状は、前記絶縁基板の外形より大きな形状であって、少なくとも幅の一部が前記絶縁基板の幅と略等しく、長さ方向は前記光半導体素子の光軸方向となるように形成された、ことを特徴とする光モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光通信システムに用いられる光モジュールの構成およびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光モジュールは、光通信システムにおいて不可欠な部品であるが、需要が増加するにあたり、このモジュールに対して低コスト化が強く要求されている。
従来の光モジュールの光半導体素子は複数の部材を積み重ねて接合する必要があるため、接合には融点の異なる２種類以上のはんだを用いた別工程での組み立てが行われていた（特許文献１）。これを同じはんだを用いて同様な工程で接合できれば、光モジュールを組み立てる工程数を削減できるため、光モジュールを低コスト化できる。
しかし、同じはんだを用いた場合、光半導体素子を搭載する絶縁基板を金属ブロックにはんだ接合し、その後に光半導体素子を絶縁基板にはんだ接合する際に、はんだの溶融温度まで昇温するため、金属ブロックと絶縁基板とを接合しているはんだも溶融されてしまう。そのため、光半導体素子を接合する際の平面方向にスクラブ動作を行うと、絶縁基板も動き、はんだ接合後の部材の位置決めができない可能性がある。これに対し、半導体素子と基板と溝の形成されたパッケージとのそれぞれの間に同材料のはんだを設け、はんだ溶融時に、上下方向のスクラブ動作で３者を接合することが開示されている（特許文献２）。
ここで、スクラブ動作とは、はんだ接合する場合に、還元剤等を用いずに、被接合物をはんだに擦り合わせてはんだ表面の酸化被膜を除去する動作のことである。
【０００３】
また、絶縁基板を接合する部材に対してはんだ以外の方法で一時的に固定することでスクラブ動作中に動かないようにして、光半導体素子のはんだ接合時にスクラブ動作する方法が考えられる。これに対して、基板を固定するパッケージまたはリードフレームを備え、このパッケージまたはリードフレームの基板固定位置に、基板とほぼ同サイズの凹部を設けた光モジュールが開示されている（特許文献３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２０１７／０１００２５号（段落番号００１３〜００１８、００２９、図１）
【特許文献２】特許第５６７２０７２号公報（段落番号００１３〜００１５、００２７、図５、図８）
【特許文献３】特開平１０―２０１５５号公報（請求項１、図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献２に記載の製造方法では、スクラブ動作によりはんだがはみ出さないように精細に制御する必要があり、また不十分なスクラブ動作であれば、はんだ表面の酸化膜が除去されないためはんだ接合の接合不良となる可能性がある。また、パッケージに設けられた溝に基板を配置しているため、スクラブ動作を平面内で行うことはできなかった。
特許文献３に記載された光モジュールでは、パッケージまたはリードフレームの基板固定位置に、基板とほぼ同サイズの凹部を設け、その中にはんだと絶縁基板を組み込んではんだ接合するので、絶縁基板の位置が固定される。そのため、絶縁基板の上に光半導体素子をスクラブ動作してはんだ接合でき、かつはんだ接合後の絶縁基板および光半導体素子の位置決めが可能になる。
しかしながら、特許文献２と同様に、絶縁基板はパッケージまたはリードフレームの凹部に基板固定位置の凹部は、基板とほぼ同サイズであり、ここに基板が固定されるため、絶縁基板のはんだ接合時に絶縁基板を動かさずスクラブ動作を行うことはできなかった。
【０００６】
本発明は、絶縁基板と光半導体素子を重ねて、順次はんだ接合して製造する光モジュールにおいて、各工程のはんだ接合時に確実にスクラブ動作をさせることで、高品質なはんだ接合部を備えた、安価な光モジュールおよびそ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】
【０００７】
本発明における光モジュールの製造方法は、
金属ブロックの上に、絶縁基板、光半導体素子を順次はんだで接合する光モジュールの製造方法であって、前記金属ブロックに形成され、前記絶縁基板の外形より大きな溝であって、少なくとも幅の一部が前記絶縁基板の幅と略等しい溝に、第一のはんだを挟んで前記絶縁基板を配置し、前記絶縁基板を前記溝の長さ方向にスクラブ動作してはんだ接合し、前記絶縁基板に第二のはんだを挟んで前記光半導体素子を配置し、前記光半導体素子を上記溝の幅方向にスクラブ動作してはんだ接合する、ことを特徴とするものである。
【０００８】
本発明における光モジュールは、
金属ブロックと、前記金属ブロックに形成された溝部に第一のはんだを介して接合された前記絶縁基板と、前記絶縁基板に第二のはんだを介して接合された光半導体素子とを備え、前記金属ブロックの溝部は、前記絶縁基板の外形より大きな溝であって、少なくとも幅の一部が前記絶縁基板の幅と略等しく、長さ方向は前記光半導体素子の光軸方向となるように形成されたものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、絶縁基板および光半導体素子のそれぞれはんだ接合時に、互いに９０度異なる方向にスクラブ動作させることが可能になる。これにより、金属ブロックと絶縁基板との間および絶縁基板と光半導体素子と間の接合において、はんだ表面の酸化被膜を共に除去して、はんだを確実に濡れ広がらせ、信頼性の高いはんだ接合が可能となり、工程も簡便になることにより、従来に比べて安価な光モジュールを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態１に係る光モジュールの概略構成を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る光モジュールの金属ブロックの溝形状および金属ブロックと絶縁基板との接合状態を示す図である。図中（ａ）は図１において、半導体レーザチップが接合される前の金属ブロックをｙ軸方向からみた平面図、図中（ｂ）は図中（ａ）におけるＸ―Ｘ方向の断面図でセラミック基板が金属ブロックに接合される前の状態、図中（ｃ）は図中（ａ）におけるＸ―Ｘ方向の断面図で、セラミック基板が金属ブロックに接合された状態を示す図である。図中（ｄ）は図中（ａ）におけるＺ―Ｚ方向の断面図で、セラミック基板が金属ブロックに接合される前の状態、図中（ｅ）は図中（ａ）におけるＺ―Ｚ方向の断面図で、セラミック基板が金属ブロックに接合された状態を示す図である。
【図３Ａ】本発明の実施の形態１に係る光モジュールの金属ブロックに設けられた別の溝の形状の例を示す平面図である。
【図３Ｂ】本発明の実施の形態１に係る光モジュールの金属ブロックに設けられた別の溝の形状の例を示す平面図である。
【図３Ｃ】本発明の実施の形態１に係る光モジュールの金属ブロックに設けられた別の溝の形状の例を示す平面図である。
【図３Ｄ】本発明の実施の形態１に係る光モジュールの金属ブロックに設けられた別の溝の形状の例を示す平面図である。
【図３Ｅ】本発明の実施の形態１に係る光モジュールの金属ブロックに設けられた別の溝の形状の例を示す平面図である。
【図３Ｆ】本発明の実施の形態１に係る光モジュールの金属ブロックに設けられた別の溝の形状の例を示す平面図である。
【図３Ｇ】本発明の実施の形態１に係る光モジュールの金属ブロックに設けられた別の溝の形状の例を示す平面図である。
【図３Ｈ】本発明の実施の形態１に係る光モジュールの金属ブロックに設けられた別の溝の形状の例を示す図で、図中（ａ）は平面図、図中（ｂ）は図中（ａ）中Ａ―Ａ方向の断面図である。
【図３Ｉ】本発明の実施の形態１に係る光モジュールの金属ブロックに設けられた別の溝の形状の例を示す図で、図中（ａ）は平面図、図中（ｂ）は図中（ａ）中Ａ―Ａ方向の断面図である。
【図４】本発明の実施の形態２に係る光モジュールの概略構成を示す斜視図である。
【図５】本発明の実施の形態３に係る光モジュールの概略構成を示す斜視図である。
【図６Ａ】本発明の実施の形態４に係る光モジュールの製造方法を示す図で、製造工程の一部を示す図である。
【図６Ｂ】本発明の実施の形態４に係る光モジュールの製造方法を示す図で、製造工程の一部を示す図である。
【図６Ｃ】本発明の実施の形態４に係る光モジュールの製造方法を示す図で、製造工程の一部を示す図である。
【図６Ｄ】本発明の実施の形態４に係る光モジュールの製造方法を示す図で、製造工程の一部を示す図である。
【図６Ｅ】本発明の実施の形態４に係る光モジュールの製造方法を示す図で、製造工程の一部を示す図である。
【図７Ａ】本発明の実施の形態５に係る光モジュールの製造方法を示す図で、製造工程の一部を示す図である。
【図７Ｂ】本発明の実施の形態５に係る光モジュールの製造方法を示す図で、製造工程の一部を示す図である。
【図７Ｃ】本発明の実施の形態５に係る光モジュールの製造方法を示す図で、製造工程の一部を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
実施形態である光モジュールおよびその製造方法について、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。また、また、以下の説明および図面の内容は、特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。
また、各図間では、対応する各構成部分のサイズあるいは縮尺はそれぞれ独立している。例えば、構成の一部を変更した図と変更していない図示において、同一構成部分のサイズあるいは縮尺が異なっている場合もある。また、該光モジュールの構成について、実際にはさらに複数の部材を備えているが、説明を簡単にするため、説明に必要な部分のみを記載し、その他の部分については説明を省略している。
また、以下の説明では、光モジュールを例にとるが、光だけでなく電力用や通常電流を扱う半導体装置に対して各実施形態を適用することもできる。
【００１２】
実施の形態１．
本発明の実施の形態１に係る光モジュールについて、図を用いて説明する。
図１は、実施の形態１における光モジュール１０１の概略構成を示す斜視図である。図２は、図１の光モジュールを構成する金属ブロック３の溝形状および金属ブロック３と絶縁基板２との接合状態を示す図である。光モジュール１０１は、基本的構成部分として、光半導体素子である半導体レーザチップ１と、絶縁基板であるセラミック基板２と、金属ブロック３とを具備する。金属ブロック３の主面に形成された溝３１内でセラミック基板２がはんだ６によって接合され、セラミック基板２の金属ブロック３と対向する面には半導体レーザチップ１がはんだ７によって接合されている。さらに金属ブロック３は、半導体レーザチップ１を冷却するために、はんだ８を介してサーモモジュール４に接合されている。
以下に、構成部品についてさらに詳しく説明する。
なお、図１は光モジュール１０１における基本的な構成部分のみを図示し、コンデンサやサーミスタ、金属ステム、ワイヤ等、その他の構成部分については図示を省略している。
【００１３】
半導体レーザチップ１は、電気信号から光信号にまたはその逆に変換する、例えばＬＤ（Ｌａｓｅｒ  Ｄｉｏｄｅ）やＰＤ（Ｐｈｏｔｏ  Ｄｉｏｄｅ）等が該当する。本実施の形態１ではＬＤを使用している。
次に、セラミック基板２について説明する。セラミック基板２は、セラミック基材２１と、このセラミック基材２１の厚み方向において対向する両面のうち、一方の面に形成された電極パターン２１ａと、他方の面に形成された電極パターン２１ｂとを有する。セラミック基材２１は電気的絶縁物であり、半導体レーザチップ１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、Ａｌ２Ｏ３等セラミック板が用いられる。
電極パターン２１ａおよび電極パターン２１ｂは、同じ材料が用いられるのが一般的である。回路面側に相当する一方の電極パターン２１ａには、半導体レーザチップ１がはんだ７によってはんだ接合され、また電極パターン２１ａは、Ａｕワイヤ等で接合部を形成することで、周囲の部材や半導体レーザチップ１の表面と電気的に接続される。このような電極パターン２１ａは、半導体レーザチップ１と、外部の回路とを電機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、電極パターン２１ａ、２１ｂは、一般的には例えば厚さ３．０μｍ以下のＡｕ等によるメタライズが用いられる。
放熱面側に相当する他方の面の電極パターン２１ｂには、金属ブロック３がはんだ６によって接合される。
【００１４】
次に、金属ブロック３について説明する。
金属ブロック３は、Ｃｕ、Ｆｅ、Ａｌ等の金属、またはセラミック及び樹脂等の絶縁体に金属が被覆されたもの等、熱および電気を良く伝達する材料が用いられる。金属ブロック３は、セラミック基板２がはんだ接合される面を主面とし、その主面が図１中のｙ軸正方向を向くように、はんだ８によってサーモモジュール４に接合される。
【００１５】
また、金属ブロック３の主面には、セラミック基板２がはんだ６によって接合される位置に溝３１が形成されている。
図２に、金属ブロック３の溝３１とセラミック基板２との関係を示す。図中（ａ）は図１において、半導体レーザチップ１が接合される前の金属ブロックをｙ軸方向からみた平面図である。図中（ｂ）は図中（ａ）におけるＸ―Ｘ方向の断面図でセラミック基板２が金属ブロック３に接合される前の状態、図中（ｃ）は図中（ａ）におけるＸ―Ｘ方向の断面図で、図中（ｂ）からセラミック基板２が金属ブロック３に接合された状態を示す。図中（ｄ）は図中（ａ）におけるＺ―Ｚ方向の断面図で、セラミック基板２が金属ブロック３に接合される前の状態、図中（ｅ）は図中（ａ）におけるＺ―Ｚ方向の断面図で、図中（ｄ）からセラミック基板２が金属ブロック３に接合された状態を示す。
【００１６】
溝３１はセラミック基板２がその溝に収容されて接合できるように、セラミック基板２より大きく、幅ｗはセラミック基板の幅と略等しく形成される。ここで略等しいとは、幅方向の余裕がセラミック基板２の組立公差以下である、あるいは組立公差以内で等しいことを言う。例えば、セラミック基板２の幅が１．０ｍｍで組立公差が±０．１ｍｍであれば、溝３１の幅寸法は１．０ｍｍより大きく１．２ｍｍ以下である。また、この組立公差とは組立工程における基準からのバラツキの許容量のことであり、ここではセラミック基板２を金属ブロック３にはんだ接合した時、設計時に想定している金属ブロック３に対するセラミック基板２の相対位置に対して、許容できる位置ズレ量のことである。このような構成とすることで、図２中（ｄ）、（ｅ）で示すように、セラミック基板２の幅方向の組立位置を確実に組立公差内に収めることができる。
【００１７】
次に、溝３１の長さ方向について説明する。図２中（ｂ）で示すように、セラミック基板２を溝３１内で接合する時、Ｓ１方向にスクラブ動作するため、溝３１の長さ方向のサイズはセラミック基板２の長さに加えてスクラブ動作させる寸法分以上に長くする必要がある。例えば、幅が１．０ｍｍ、長さが１．５ｍｍのセラミック基板２の組立公差が±０．１ｍｍで、長さ方向に０．１ｍｍスクラブ動作させる場合、溝３１の長さ方向のサイズは１．９ｍｍ以上とするのが好ましい。またはんだを濡れ拡がらせるために、スクラブ動作させる寸法はスクラブ動作させる部材のスクラブ動作方向の寸法の５％以上程度とするのが好ましい。
また、溝３１内に接合されたセラミック基板２の接合面と対向する面には、図１で示すように半導体レーザチップ１がはんだ７によって接合される。この接合時に、半導体レーザチップ１はスクラブ動作するため、この半導体レーザチップ１を保持する治具であるコレットが溝３１の壁面に当たらないよう、溝３１の深さはセラミック基板２の厚さより浅くするのが好ましい。さらに、セラミック基板２を溝３１にはんだ接合する時に、セラミック基板２をセラミック基板２より大きいコレットで保持する場合、セラミック基板２を保持するコレットが金属ブロックの主面に当たらないよう、溝３１の深さはセラミック基板２のコレットで覆われていない部分の厚さより浅くするのが好ましい。
【００１８】
例えば、幅が１．０ｍｍ、長さが１．５ｍｍ、厚さが０．３ｍｍのセラミック基板２を用いて、このセラミック基板２より大きいコレットでセラミック基板２の表面から０．１ｍｍまで保持し、片側１．０ｍｍスクラブ動作させてはんだ接合する場合、溝３１は幅を１．０ｍｍ、長さを２．５ｍｍより大きく、深さを０．２ｍｍより浅くするのが好ましい。さらには、例えば溝３１の深さを０．１ｍｍより浅くして、コレットおよび溝３１で周囲を覆われていないセラミック基板の側面の厚さが０．１ｍｍ以上程度確保できるようにすることで、コレットが多少傾いてもコレットの先端が金属ブロックの主面に接触しなくなるため、より好ましい。
【００１９】
図１および図２では溝３１が長方形で、溝の幅である短辺がセラミック基板２の幅と略等しく、セラミック基板２の長辺が溝３１の幅ｗに沿うように配置された例を示したが、溝３１の形状はこれに限るものではない。溝３１はセラミック基板２が収容できるようにセラミック基板２の外形より大きく、少なくとも幅の一部がセラミック基板２の幅と略等しければよい。少なくとも溝３１の幅の一部がセラミック基板２の幅と略等しいければ、セラミック基板２の幅方向の組立位置を確実に組立公差内に収めることができる。
【００２０】
図３Ａ〜図３Ｉは、溝３１の他の形状の例を示した図である。
図３Ａの金属ブロック３に形成された溝３１では、セラミック基板２を配置した時に、その幅がセラミック基板２の幅と略等しいｗである領域３１ｗが、セラミック基板２の長さ方向に１か所ある。その他の領域であるセラミック基板２の短辺を含む領域では角丸長方形状で、その幅ｗ１はセラミック基板２の幅ｗより大に形成されている。図３Ｂの金属ブロック３に形成された溝３１では、セラミック基板２を配置した時に、その幅がセラミック基板２の幅と略等しいｗである領域３１ｗは、セラミック基板２の長さ方向の端部に２か所ある。図３Ａでは、はんだ接合時に、セラミック基板２を溝３１でスクラブ動作させるとセラミック基板２が回転する恐れがある。しかし、図３Ｂで示すように、セラミック基板２の長さ方向の両端部（２か所）に当たる部分、すなわち幅ｗの領域を、スクラブ動作で移動する距離を考慮した十分な長さ分形成すれば、スクラブ動作時も大きくずれることなく、幅方向に位置決めされ、より好ましい。
さらに、図３Ｃから図３Ｉで示すように、スクラブ動作で移動する距離も含めたセラミック基板２の幅に当たる部分では、溝３１の幅が全てセラミック基板２と略等しくなっているのがより好ましい。
【００２１】
図１および図２では溝３１は金属ブロック３の主面内に収まっている例を示したが、図３Ｄから図３Ｇで示すように、溝３１の長さ方向の辺の一端または両端が金属ブロック３の端まで達していてもよい。
セラミック基板２の長さ方向の位置決め位置が溝３１の長さ方向の一辺の端部となるよう溝３１を形成し、セラミック基板２を金属ブロック３に接合する時のスクラブ動作をこの端部に押し当てるようにして終了すれば、位置決め精度は向上する。すなわち、セラミック基板２の長さ方向へのスクラブ動作の時、スクラブ位置の中心あるいは任意の位置でスクラブ動作を終えずに、セラミック基板２が溝３１の長さ方向の一辺に押し当てた状態でスクラブ動作を終え、そのまま冷却動作を行い、セラミック基板２を金属ブロック３に接合することで、幅方向だけでなく、長さ方向にもセラミック基板２の位置決めをすることができる。
また、溝３１の幅の一部がセラミック基板２の幅と略等しくなっている領域は溝３１の深さ方向に渡っていなくてもよい。すなわち、幅は溝３１の底面側でも金属ブロック３の主面側でも、セラミック基板２より大きく、余裕が組立公差以下ある、略等しい幅の領域があればよい。そのため、その領域の溝３１の壁面の形状は、底面に対して垂直に限らず、底面側にかけて広がっていてもよいし、逆に金属ブロック３の主面側にかけて広がるようにＣ面やＲ面となっていてもよい。
図３Ｈおよび図３Ｉは、溝３１の壁面を金属ブロック３の主面側に広がるようなＣ面あるいはＲ面とした場合の例である。それぞれ図中（ｂ）は図中（ａ）のＡ−Ａ方向の断面を示した図である。このように、テーパ状になっていれば、セラミック基板２を溝３１に接合する時にセラミック基板２が位置ずれしても、ずれ量がＣ面やＲ面で広がった寸法内であった場合、セラミック基板２が溝３１のＣ面またはＲ面に沿って溝３１内に収容されることで、位置ずれを修正できる効果がある。
【００２２】
溝３１の幅方向と長さ方向は金属ブロック３に対してどのような向きに設けてもよいが、半導体レーザチップ１の接合時にはセラミック基板の幅方向にスクラブ動作し、その幅方向は溝３１でほぼ基板を固定するので、溝３１の長さ方向を半導体レーザチップ１の光軸の向きと平行にして載置すれば、光軸の位置ずれを防止できる効果が得られる。すなわち、半導体レーザチップ１の光軸と直交するように半導体レーザチップ１が、セラミック基板が固定された幅方向にスクラブ動作されるので、光軸の位置ずれを防止できる。
【００２３】
サーモモジュール４は、例えば吸熱部４１、ペルチェ素子４２、放熱部４３等から構成される。半導体レーザチップ１からの発熱をセラミック基板２および金属ブロック３を介して、吸熱部４１で受け、ペルチェ素子４２を介して放熱部４３へ伝達し、放熱部から例えば金属ステム（図示せず）等へ放出する。このようにして、半導体レーザチップ１は、サーモモジュール４によって、その温度が制御される。これにより、半導体レーザチップ１は安定した動作を継続することが可能になる。
【００２４】
次にはんだ６、はんだ７、はんだ８について説明する。
はんだ６はセラミック基板２の一方の面に形成された電極パターン２１ｂと金属ブロック３に設けられた溝３１の底面との接合に用いられる。はんだ６によってセラミック基板２が接合される時は、金属ブロック３はサーモモジュール４にはんだ８によって接合されている。よって、はんだ６の材料は、はんだ６の接合時にはんだ８が再溶融しないように、融点がはんだ８より低く、熱伝導率の大きい金属が好ましい。そのため、はんだは、一般的にはＳｎ、Ｐｂ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｎｉ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｉｎ、Ｇｅ等を含有し、その融点が４５０℃未満の合金が用いられるが、はんだ６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。また、はんだの接合後の厚さは放熱性の観点から、０．３ｍｍ以下とするのが好ましい。さらには０．１ｍｍ以下とするのがより好ましい。
【００２５】
はんだ７はセラミック基板２の他方の面に形成された電極パターン２１ａと半導体レーザチップ１との接合に用いられる。はんだ７によって半導体レーザチップ１が接合される時は、セラミック基板２は金属ブロック３にはんだ６によって接合されており、金属ブロック３はサーモモジュール４にはんだ８によって接合されている。よって、はんだ７の材料は、はんだ６と同様に、はんだ７の接合時にはんだ８が再溶融しないように、融点がはんだ８より低く、熱伝導率の大きい金属が好ましい。この時、はんだ６は再溶融しても全く問題ない。そのためはんだ７も、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。はんだ６と全く同じ材料を用いてもよい。また、はんだの接合後の厚さは放熱性の観点から、はんだ６と同様に、０．３ｍｍ以下とするのが好ましい。さらには０．１ｍｍ以下とするのがより好ましい。
【００２６】
金属ブロック３は主面が図１のｙ軸正方向を向くように配置され、この主面と対向するｙ軸負方向を向く面とサーモモジュール４の吸熱部４１の表面とがはんだ８によって接合される。はんだ８によって金属ブロック３が接合された後は、セラミック基板２が金属ブロック３にはんだ６によって接合され、半導体レーザチップ１がセラミック基板２にはんだ７によって接合される。よって、はんだ８の材料は、はんだ６およびはんだ７の接合時にはんだ８が再溶融しないように、融点がはんだ６やはんだ７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８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。加えて、はんだ接合時の加熱でサーモモジュール４が破壊しないように、その融点がサーモモジュール４の耐熱温度未満、例えば３５０℃未満の合金であればより好ましい。
【００２７】
以上のように構成された本実施の形態１に係る光モジュール１０１の効果について説明する。
ここでは、はんだ６およびはんだ７を溶融してはんだ接合するため、サーモモジュール４の底面からのホットプレートによる全体加熱を行うものとする。
金属ブロック３の主面のセラミック基板２がはんだ６によって接合される位置に、セラミック基板２より大きく、少なくとも幅の一部が前記絶縁基板の幅と略等しい溝３１を設けることで、はんだ６とはんだ７に融点が同程度のはんだを用いても、はんだ接合時にセラミック基板２を溝３１の長さ方向へ、半導体レーザチップ１を溝３１の幅方向へスクラブ動作することができる。一方、少なくとも幅の一部が前記絶縁基板の幅と略等しい、すなわち幅方向の余裕がセラミック基板２の組立公差以下であるので、半導体レーザチップ１を溝３１の幅方向へスクラブ動作時には絶縁基板は幅方向には固定されている。これによって、各工程でのはんだ接合時にスクラブ動作が可能となり、はんだ表面の酸化被膜を除去して、はんだを確実にお互いの部材に濡れ広がらせて確実にはんだ接合することができる。加えて、はんだ内の気泡も除去できるため、はんだボイドを低減することができる。したがって、信頼性が高く熱抵抗の小さい、高品質なはんだ接合部を得ることができる。
【００２８】
さらに、はんだ接合時にセラミック基板２を溝３１の長さ方向へ、半導体レーザチップ１を溝３１の幅方向へと、９０度異なる方向にスクラブ動作することで、セラミック基板２と金属ブロック３を接合するはんだ６が溶融した状態でも、半導体レーザチップ１をスクラブ動作することができる。そのため、半導体レーザチップ１とセラミック基板２との接合と、セラミック基板２と金属ブロック３との接合を、一度の加熱で行うことができる。これによって、従来のはんだ６とはんだ７に融点の異なるはんだを用いた場合と比較して、はんだ接合工程を少なくできるため、光モジュールの組立てに必要なコストを安くすることができる。
【００２９】
また、溝３１の長さ方向を半導体レーザチップ１の光軸の方向と平行になるよう設けた場合、セラミック基板２の幅方向の位置が溝３１の幅によって決まり、半導体レーザチップ１のスクラブ動作時にセラミック基板２が溝３１の幅方向に組立公差より大きく動くこともないため、セラミック基板２の搭載位置精度を向上し、半導体レーザチップ１の光軸の位置ずれを抑制することができる。
加えて、半導体レーザチップ１の発熱によってはんだにクリープ変形が生じても、セラミック基板２は溝３１の幅方向に組立公差より大きくは動かないため、セラミック基板２のはんだクリープによる光軸の位置ずれを防止することができる。これによって、光モジュール１０１の信頼性を向上することができる。
【００３０】
実施の形態２．
本発明の実施の形態２に係る光モジュールについて、図を用いて説明する。
図４は、実施の形態２における光モジュール１０２の概略構成を示す斜視図である。実施の形態１では、金属ブロック３に溝３１を形成した例について説明したが、本実施の形態２では開口部５１を有する金属プレート５をはんだ９で金属ブロック３に接合したものを用いた例について示す。ここでは、主に相違点について説明を行い、同じ構成部分についてはその説明を省略する。なお、図２は光モジュール１０２における基本的な構成部分のみを図示し、その他の構成部分については図示を省略している。
【００３１】
実施の形態１では、セラミック基板２の搭載位置精度を向上し、組立て時および動作時の半導体レーザチップ１の光軸の位置ずれを抑制するために、金属ブロック３の主面のセラミック基板２がはんだ６によって接合される位置に、長さ方向が半導体レーザチップ１の光軸の方向と平行となるように溝３１を設ける例を説明した。
一方、製品の種類によって光軸の位置が異なる、つまりセラミック基板２の大きさや搭載位置が異なる場合、製品の種類ごとに溝３１の大きさや位置を変更した金属ブロック３を準備する必要がある。
そこで、セラミック基板２がその開口部に収容されて接合できるように、セラミック基板２より大きく、幅はセラミック基板２の幅と略等しい開口部５１を有する金属プレートを用いる。ここで、セラミック基板の幅と略等しいとは、幅方向の余裕がセラミック基板２の組立公差以下であることを言う。金属プレート５の開口部５１は、はセラミック基板２がはんだ６によって接合される位置に形成されており、金属プレート５ははんだ９によって金属ブロック３に接合するように構成した。金属ブロック３は実施の形態１と同様に、はんだ８を介して、サーモモジュール４に接合される。
【００３２】
また、開口部５１は実施の形態１の溝３１と同様、図３Ａ〜図３Ｉで示したように、幅方向の少なくとも一部がセラミック基板２の幅と略等しくなるように形成されていればよい。開口部５１は貫通していなくても、溝形状であってもよい。開口部５１が金属プレート５を貫通している場合、熱抵抗の増加を防止することができだけでなく、金属ブロック３に対し開口部５１の壁面を容易に垂直に形成でき、セラミック基板２を金属ブロック３に接合する時、開口部５１の内壁面にセラミック基板２が接することでセラミック基板２が傾くことなく位置決めできる。
実施の形態１と同様に、セラミック基板２が開口部５１内で開口部５１の長さ方向にスクラブ動作されてはんだ６により接合され、その後、半導体レーザチップ１が開口部５１の幅方向にスクラブ動作されながらはんだ７により接合される。
このように、半導体レーザチップ１の接合時に、開口部５１の幅方向にスクラブ動作が行われても、セラミック基板２は開口部５１の幅で固定され、実施の形態１の金属ブロック３１に溝３１を設けた場合と同様、はんだ接合工程が簡便となり、組み立て精度の高い、信頼性の高い光モジュールを提供できるという効果を得ることができる。
加えて、このように構成することで、製品の種類ごとに光軸の位置が異なっていても、金属プレート５を適宜取り換えることで全て同じ金属ブロック３を用いることができるため、より好ましい。
【００３３】
金属プレート５は、金属ブロック３と同様に、Ｃｕ、Ｆｅ、Ａｌ等の金属、セラミック、樹脂等の絶縁体に金属が被覆されたもの等が用いられるが、線膨脹係数がセラミック基板２と金属ブロック３の中間となる材料を用いるのが好ましい。セラミック基板２がはんだ６によって接合された金属ブロック３の部位は、セラミック基板２とともに半導体レーザチップ１の発熱を受けることになる。この場合、セラミック基板２と金属ブロック３の線膨脹係数差によって、はんだ６にクラックが発生することが懸念されるが、金属プレート５の線膨張係数がセラミック基板２と金属ブロック３の中間であれば、セラミック基板２と金属ブロック３の線膨脹係数差を緩和するように作用し、クラックの発生を抑制することができる。これによって、光モジュール１０２の信頼性をより向上する効果を得ることができる。
また、図４のように、金属プレート５と金属ブロック３とを同形状に形成すれば、金属プレート５を金属ブロック３の所定の位置にはんだ接合するとき、金属プレート５のいずれかの角部の位置が金属ブロック３のいずれかの角部の位置と一致するように治具を設けて固定すれば、金属プレート５の組立時の位置ズレを防止することができる。
金属プレート５と金属ブロック３とが同形状でなくても、例えば金属プレート５のいずれかの角部の位置が金属ブロック３のいずれかの角部の位置と一致するように設計することで、金属ブロック３の角部を固定する治具により、上述のように金属プレート５の組立時の位置ズレを防止することができる。
【００３４】
はんだ９によって金属プレート５と金属ブロック３が接合された後に、順次セラミック基板２が金属ブロック３にはんだ６によって接合され、半導体レーザチップ１がセラミック基板２にはんだ７によって接合される。よって、はんだ９の材料は、はんだ８と同様に、はんだ６およびはんだ７の接合時にはんだ９が再溶融しないように、融点がはんだ６やはんだ７より高い金属が好ましい。加えて、開口部５１が溝形状となっている場合は、熱伝導率の大きい金属が好ましい。そのため、はんだ９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。例えば、はんだ８と同じはんだを用いてもよい。
【００３５】
はんだ９が金属プレート５の開口部５１内にはみ出している場合、開口部５１内にはんだ６を設置してセラミック基板２を接合する時に、セラミック基板２が傾き位置決めできないことが危惧される。そのため、はんだ９は、接合時に溶融したはんだ９が開口部５１の内部にはみ出すことのないように、例えば金属プレート５の外周に沿う位置等に配置するのが好ましい。金属プレート５の金属ブロック３とはんだ９で接合される面に、例えば溶融したはんだ９が逃げるための溝を設ける、金属プレート５の内側から外側に向かって傾斜をつける等することで、溶融したはんだ９が開口部５１の内部にはみ出さないようにすることができる。
また、セラミック基板２を金属ブロック３にはんだ６で接合する工程の前に、サーミスタ等の部材を金属ブロック３にはんだ接合する工程がある場合、金属プレート５を同時にはんだ接合することで、光モジュール１０２を組立てる工程を増やさずに、金属ブロック３に金属プレート５をはんだ接合する効果を得ることができる。
【００３６】
実施の形態３．
実施の形態１ではセラミック基板２を収容する溝を有する例、実施の形態２では開口部を有する金属プレートを用いる例について示したが、本実施の形態３で金属ブロック３の表面に、セラミック基板２を収容するダム１０を形成する例について、図を用いて説明する。
図５は、実施の形態３における光モジュール１０３の概略構成を示す斜視図である。ここでは、主に実施の形態１、２との相違点について説明を行い、同じ構成部分についてはその説明を省略する。なお、図５は光モジュール１０３における基本的な構成部分のみを図示し、その他の構成部分については図示を省略している。
【００３７】
図において、ダム１０は、セラミック基板２を金属ブロック３にはんだ接合する部位に収容できるように形成されたもので、熱硬化性樹脂等の接着性のある粘性材料からなる。例えば、熱硬化性樹脂を金属ブロック３の所定部位に塗布する。その際に、樹脂は熱硬化による収縮率等を考慮して、所定形状に塗布され、その後加熱して硬化させてダム１０を形成する。形成されたダムの内部１１は、実施の形態１の溝３１、実施の形態２の開口部５１と同様に、セラミック基板２より大きく、幅はセラミック基板２の幅と略等しく形成される。ここで、セラミック基板の幅と略等しいとは、幅方向の余裕がセラミック基板２の組立公差以下であることを言う。
また、ダム内部１１は、幅方向の少なくとも一部がセラミック基板２の幅と略等しくなるように形成されていればよい。
はんだ８によってサーモモジュール４と金属ブロック３が接合された後に、順次セラミック基板２が金属ブロック３にはんだ６によって接合され、半導体レーザチップ１がセラミック基板２にはんだ７によって接合される。熱硬化性樹脂は、例えばエポキシ樹脂等が用いられ、その硬化温度は、はんだ８の融点より十分低いので、ダム１０形成時にはんだ８が再溶融することはない。
【００３８】
実施の形態１、２と同様に、セラミック基板２がダム内部１１で長さ方向にスクラブ動作されながらはんだ６により接合され、その後、半導体レーザチップ１がダム内部１１の幅方向にスクラブ動作されながらはんだ７により接合される。
このように、半導体レーザチップ１の接合時に、ダム１０の幅方向にスクラブ動作が行われても、セラミック基板２はダム内部１１の幅で固定され、実施の形態１、２と同様、はんだ接合工程が簡便となり、組み立て精度の高い、信頼性の高い光モジュールを提供できるという効果を得ることができる。
加えて、このように構成することで、製品の種類ごとに光軸の位置が異なっていても、金属ブロックの加工や、金属プレートの加工を行うことなく、また、金属ブロックや金属プレートのようにはんだ接合することもないので、簡便にダム構造を形成し、信頼性の高い光モジュールを提供することができる。
することができる。
【００３９】
実施の形態４．
本実施の形態４では、実施の形態１における光モジュール１０１の製造方法について、図６Ａ〜図６Ｅを参照して説明する。
【００４０】
まず、図６Ａに示すように、溝３１加工が施され、表面全体がＡｕめっきされた金属ブロック３は、はんだ８でサーモモジュール４に接合された後、その主面が図中ｙ軸方向となるようにＮ２雰囲気下でホットプレート５０に載置される。金属ブロック３の主面に設けられた溝３１の底面にはんだ６を載置または供給してはんだ接合を開始する。はんだ６は溝３１の底面に予め蒸着やめっき等で形成されていてもよい。
このとき、図６Ｂに示すように、光モジュール１０１の全体を、サーモモジュール４の底面からホットプレート５０ではんだ６の融点以上、はんだ８の融点未満まで加熱してはんだ６を溶融させる。本実施の形態４では、はんだ８に融点２８０℃のＡｕＳｎはんだ、はんだ６に融点２３０℃のＳｎＡｇＣｕはんだを使用し、ホットプレート５０の加熱温度は２６０℃としている。
セラミック基板２はコレット６０で保持され、溝３１の上方に配置される。
【００４１】
次に、図６Ｃに示すように、コレット６０で保持されたセラミック基板２を上方より溶融したはんだ６上に載置、すなわちはんだ６を挟んで金属ブロック３の溝３１に配置して、Ｓ１方向にスクラブ動作を行う。このとき、スクラブ動作は、溝３１の長さ方向である図６Ｃのｘ軸方向に行う。溝３１のｘ軸方向の寸法はセラミック基板２のｘ軸方向の寸法にスクラブ動作で移動させる寸法を加えた寸法より大きいため、スクラブ動作でセラミック基板２の長さ方向の両端面２１ｃが溝３１の側面に接触することはない。
【００４２】
また、本実施の形態４ではセラミック基板２をスクラブ動作させるために、セラミック基板２より大きいコレット６０でセラミック基板２の周囲を保持しているが、溝３１の深さはセラミック基板２のコレット６０で覆われていない部分の厚さより浅いため、コレット６０の先端が金属ブロック３の主面に当たることはない。ｘ軸方向に加えてｚ軸方向にもスクラブ動作を行っても良いが、溝３１のｚ軸方向の寸法はセラミック基板２のＺ軸方向の寸法にスクラブ動作で移動させる寸法を加えた寸法より小さいため、スクラブ動作時にセラミック基板２の側面が溝３１の壁面に接触する。本実施の形態では、セラミック基板２のｘ軸方向の寸法（長さ）が１．５ｍｍ、ｙ軸方向の寸法（厚さ）が０．３ｍｍ、ｚ軸の寸法（幅）が１．０ｍｍに対して、コレット６０の長さが１．６ｍｍ、幅が１．１ｍｍで、コレット６０の先端がセラミック基板２の電極パターン２１ａ側の表面から０．１ｍｍの位置に来るよう保持している。また、溝３１の寸法は長さ３．０ｍｍ、深さ０．１ｍｍ、幅１．０２ｍｍとした。セラミック基板２の中心と溝３１の中心が合う位置にセラミック基板２を載置し、ｘ軸方向に片側０．５ｍｍスクラブ動作させる。スクラブ動作によってはんだ６の新生面が現れ、セラミック基板２のはんだ６と対向する面に形成された電極パターン２１ｂと溝３１の底面全体に濡れ拡がったはんだ６とが接合される。なお、電極パターン２１ｂはＡｕめっきで形成されており、はんだ６との接合性は良好である。
【００４３】
セラミック基板２と金属ブロック３とがはんだで接合された後、セラミック基板２はコレット６０の保持から解放される。次に、図６Ｄに示すように、セラミック基板２の、Ａｕめっきで形成された電極パターン２１ａ上に、はんだ７を載置または供給する。ここでは、はんだ７ははんだ６と同じ融点２３０℃のＳｎＡｇＣｕはんだを使用する。はんだ７もはんだ６と同様に、電極パターン２１ａ上に予め蒸着やめっき等で形成されていてもよい。載置または供給されたはんだ７はすぐに融点に達し溶融する。
半導体レーザチップ１はコレット７０で保持され、溝３１内のセラミック基板２の上方に配置される。
【００４４】
次に、図６Ｅに示すように、溶融したはんだ７上にコレット７０で保持された半導体レーザチップ１を光軸がｘ軸方向になるよう載置、すなわちはんだ７を挟んでセラミック基板２に配置して、Ｓ２方向にスクラブ動作を行う。このスクラブ動作はセラミック基板２を金属ブロック３に接合する際にスクラブ動作したｘ軸方向とは直交する（９０度異なる）ｚ軸方向にのみ行う。このとき、半導体レーザチップ１はコレット７０によってセラミック基板２側に加圧されており、はんだ６も溶融しているため、セラミック基板２が半導体レーザチップ１と共にｚ軸方向に動こうとする。しかし、溝３１のｚ軸方向の寸法は、セラミック基板２のｚ軸方向の寸法と略同じで余裕が片側０．０１ｍｍ程度以下しかないため、スクラブ動作中にセラミック基板２の側面が溝３１の壁面に当接することで、セラミック基板２はほぼ固定される。本実施の形態３では半導体レーザチップ１をｚ軸方向に片側０．５ｍｍスクラブ動作させるため、０．４９ｍｍは半導体レーザチップ１のみを動かすことができる。
【００４５】
このように、半導体レーザチップ１のセラミック基板２との接合時に、スクラブ動作が可能となる。スクラブ動作によってはんだ７の表面の酸化被膜が破壊されてはんだ接合部の外に排斥されることで新生面が現れ、半導体レーザチップ１のはんだ７と対向する面とセラミック基板２の電極パターン２１ａの表面全体にはんだが濡れ拡がり、確実にはんだ接合することができる。
半導体レーザチップ１とセラミック基板２とがはんだで接合された後、半導体レーザチップ１はコレット７０の保持から解放され、工程が完了する。
【００４６】
半導体レーザチップ１のスクラブ動作が可能となったことで、はんだ７内の気泡をスクラブ動作によって除去できることもでき、はんだ７内のボイドを低減し、はんだ接合の信頼性が高まる。
また、本実施の形態４で組立てる光モジュール１０１は、光軸の位置ズレの観点から、例えば設計値に対して０．０５ｍｍ以内に収めるのが好ましいが、セラミック基板２は溝３１の幅以上には動かないため、光軸の位置をセラミック基板２と溝３１の寸法差である０．０２ｍｍ以内に収めることができる。
さらに、セラミック基板２の側面が溝３１の幅方向壁面に当接して固定されることで、２回の直交する方向（９０度異なる方向）でのスクラブ動作で、確実なはんだ接合を可能とするとともに、セラミック基板２の搭載位置精度が向上し、光軸の位置ずれを抑制することができる。
【００４７】
本実施の形態４では、はんだ６とはんだ７には同じ材料のはんだを用いたが、融点の異なる別のはんだを用いても良い。このとき、はんだ６とはんだ７の融点差が４０℃以内程度であれば、組立時の加熱状態の変化によっては同時に溶融する可能性があり、本実施の形態にかかる光モジュール１０１で得られる効果と同等の効果が得られる。
例えば、はんだ６にＳｎＡｇＣｕはんだを板はんだで供給し、はんだ７にＳｎＣｕはんだをセラミック基板２上に予め蒸着して供給する場合、はんだ６とはんだ７の融点差は約１０℃程度であるが、融点２８０℃のＡｕＳｎはんだを用いたはんだ８とはんだ７の融点は５０℃以上離れているため、ホットプレート５０の設定温度は２６０℃のままでもはんだ６とはんだ７を同時に溶融することができる。これによって、はんだ７をセラミック基板２上に予め蒸着して供給しておくことができるため、はんだ７を組立時に供給する工程を省略することができる。
はんだ６およびはんだ７に共にＳｎ系のはんだを用いることで、安価なはんだではんだ６とはんだ７の融点差を容易に４０℃以内にすることができる。
はんだ６とはんだ７に同じ材料のはんだを用いれば、はんだ供給の工程が簡便となり、かつ本実施の形態４にかかる光モジュール１０１で得られる効果がより大きくなるため、好ましい。
【００４８】
また、本実施の形態では、溝３１は長方形の例で説明したが、実施の形態１の図３Ａ〜図３Ｉのいずれのものも使用できる。
溝３１の内壁面は本実施の形態４では底面に対して垂直としたが、図３Ｈや図３Ｉに示すように、Ｃ面やＲ面を設けて溝３１の内壁面が底面から金属ブロック３の主面にかけて広がるように溝３１を設けてもよい。これによって、図６Ｃで説明した工程でセラミック基板２の搭載位置がずれても、溝３１の金属ブロック３の主面側の寸法内であれば、セラミック基板２がＣ面やＲ面に沿って底面に移動することで、搭載位置精度を高めることができる。
【００４９】
同様に、本実施の形態４における溝３１の形状は、図３Ｆに示すように、スクラブ動作を含めたセラミック基板２の最終的な搭載位置ではない部位では、溝３１の幅寸法を広げた形状としてもよい。図６Ｃで説明した工程のセラミック基板２の搭載時に溝３１の幅寸法を広げた位置でセラミック基板２を溝３１の底面からは距離を開けた位置、本実施の形態４であれば、例えば溝３１の底面から０．０５ｍｍの位置までセラミック基板２を下ろし、そこから高さを変えずにセラミック基板２を搭載位置まで平面方向にスライド移動させることができる。これによって、セラミック基板２の搭載位置がずれても、セラミック基板２が溝３１の壁面に沿って移動することで、搭載位置のずれを修正できる効果を得ることができる。
【００５０】
以上、説明したように実施の形態４に係る光モジュールの製造方法によれば、各はんだ接合工程で、はんだを溶融させてスクラブ動作を行うことができ、酸化被膜を排除し、健全なはんだ接合部を得ることができる。従来は、後工程のはんだ接合時に前工程までのはんだが溶融しないようにはんだを選択するか、あるいは前工程までを固定するようなことが必要であったが、本実施の形態では、はんだ６とはんだ７に同じはんだであっても、溝３１の幅方向にセラミック基板２が固定されるため、一度の加熱ではんだ表面の酸化被膜を除去して、はんだを確実にお互いの部材に濡れ拡がらせることができ、かつはんだ内の気泡を除去してボイドを低減することができる。その結果、低コストで信頼性が高く熱抵抗の小さい、高品質なはんだ接合部を得ることができる。
【００５１】
さらに、溝３１の長さ方向を半導体レーザチップ１の光軸の方向と平行となるように設けることで、セラミック基板２の搭載位置精度を向上し、組立て時および動作時の半導体レーザチップ１の光軸の位置ずれを抑制することができる。
その結果、高品質なはんだ接合部を備えた信頼性の高い、安価な光モジュールを得ることができる。
【００５２】
実施の形態５．
実施の形態４では、実施の形態１の金属ブロック３に溝３１が設けられた例について説明したが、実施の形態２の金属プレート５を用いる場合にも同様に光モジュール１０２を製造することができる。本実施の形態５では、金属プレート５を用いる場合（実施の形態２の光モジュール１０２）の製造方法について説明する。
【００５３】
図７Ａ、図７Ｂ及び図７Ｃは、本実施の形態５に係る光モジュール１０２の製造方法の一部を示した斜視図である。金属プレート５を用いる場合は、実施の形態４の図６Ａが図７Ａ、図７Ｂ及び図７Ｃに置き換えられる。
図７Ａにおいて、表面全体がＡｕめっきされた金属ブロック３は、はんだ８でサーモモジュール４に接合された後、その主面が図中ｙ軸方向となるようにＮ２雰囲気下でホットプレート５０に載置される。
金属プレート５は予め、セラミック基板２がその開口部に収容されて接合できるように、セラミック基板２より大きく、幅はセラミック基板２の幅と略等しい開口部５１が形成されている。
金属ブロック３と金属プレート５とが接合された時の開口部５１に対応する金属ブロック３の部位３２（図７Ａ中点線で囲まれた領域）にはんだ９がはみださないように、金属ブロック３の主面のこの部位３２を除いた領域に、はんだ９が載置または供給される。はんだ９は、実施の形態２で記載のとおり、はんだ８と同様に、はんだ６およびはんだ７の接合時にはんだ９が再溶融しないように、融点がはんだ６やはんだ７より高い金属が好ましい。
【００５４】
図７Ｂにおいて、金属ブロック３の主面に金属プレート５を載置し、図のように金属ブロック３と金属プレート５が同形状であれば、角部を治具等で固定し（図示せず）、位置決めする。はんだ９が溶融し、金属ブロック３と金属プレート５とがはんだ接合されたら、開口部５１の内部にはんだ９がはみだしていないことを確認する。
図７Ｃにおいて、金属プレート５の開口部５１内部にはんだ６が載置または供給される。
セラミック基板２をはんだ接合する工程以降は、図６Ｂ〜図６Ｅと同様なので説明を省略する。
【００５５】
以上、説明したように実施の形態５に係る光モジュールの製造方法によれば、実施の形態４と同様の効果を得ることができる。すなわち、セラミック基板２より大きく、幅はセラミック基板２の幅と略等しい開口部５１の形成された金属プレートを金属ブロックの主面にはんだ接合したので、以降のはんだ接合工程である、セラミック基板２の接合および半導体レーザチップ１の接合時に、それぞれはんだを溶融させてスクラブ動作を行うことができ、酸化被膜を排除し、健全なはんだ接合部を得ることができる。従来は、後工程のはんだ接合時に前工程までのはんだが溶融しないようにはんだを選択するか、あるいは前工程までを固定するようなことが必要であったが、本実施の形態では、はんだ６とはんだ７に同じはんだであっても、開口部５１の幅方向にセラミック基板２が固定されるため、一度の加熱ではんだ表面の酸化被膜を除去して、はんだを確実にお互いの部材に濡れ拡がらせることができ、かつはんだ内の気泡を除去してボイドを低減することができる。その結果、低コストで信頼性が高く熱抵抗の小さい、高品質なはんだ接合部を得ることができる。
【００５６】
さらに、溝５１の長さ方向を半導体レーザチップ１の光軸の方向と平行となるように設けることで、セラミック基板２の搭載位置精度を向上し、組立て時および動作時の半導体レーザチップ１の光軸の位置ずれを抑制することができる。
その結果、高品質なはんだ接合部を備えた信頼性の高い、安価な光モジュールを得ることができる。
【００５７】
実施の形態６．
実施の形態３のダム１０を用いる場合にも、実施の形態４と同様に光モジュール１０３を製造することができる。
実施の形態４の図６Ａにおいて、溝３１が形成されていない表面全体がＡｕめっきされた金属ブロック３を用いる。すなわち、表面全体がＡｕめっきされた金属ブロック３は、はんだ８でサーモモジュール４に接合された後、その主面が図中ｙ軸方向となるようにＮ２雰囲気下でホットプレート５０に載置される。
熱硬化性樹脂を金属ブロック３の所定部位に塗布する。その際に、樹脂は熱硬化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、硬化させてダム１０を形成する。形成されたダムの内部１１は、セラミック基板２より大きく、幅はセラミック基板２の幅と略等しく形成される。
このダムの内部１１にはんだ６が載置または供給される。
セラミック基板２をはんだ接合する工程以降は、図６Ｂ〜図６Ｅと同様なので説明を省略する。
【００５８】
以上、説明したように実施の形態６に係る光モジュールの製造方法によれば、実施の形態４または５と同様の効果を得ることができる。
【００５９】
なお、本発明は、その発明の範囲内において、実施の形態を適宜、変形、省略したりすることが可能である。
【符号の説明】
【００６０】
１  半導体レーザチップ、    ２  セラミック基板、    ３  金属ブロック、
４  サーモモジュール、      ５  金属プレート、      ６、７、８、９  はんだ、
１０  ダム、                １１  ダム内部、        ２１  セラミック基材、
２１ａ、２１ｂ  電極パターン、  ２１ｃ  端面、
３１  溝、          ３１ｗ  幅がｗである領域、      ３２  金属プレートの部位、
４１  吸熱部、    ４２  ペルチェ素子、    ４３  放熱部、
５０  ホットプレート、    ５１  開口部、  ６０、７０  コレット、
１０１、１０２、１０３  光モジュール、
Ｓ１、Ｓ２  スクラブ方向、  ｗ、ｗ１  幅。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図３Ｅ】
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【図３Ｆ】
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【図３Ｇ】
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【図３Ｈ】
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【図３Ｉ】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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【図６Ｅ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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