(57)【要約】  基台の表面に形成された表面金属層を有する基台部と、基台部の表面金属層上に載置された半導体素子と、半導体素子と光学結合する光学素子とを備え、光学素子は、半導体素子と前記光学素子とが光学結合する側の基台の側面において接着剤にて基台に接着されており、表面金属層の半導体素子と光学素子とが光学結合する側の側面は、半導体素子と光学素子とが光学結合する側の基台の側面に対して後退した位置に設けられることによって、基台の表面にプルバック領域が形成されており、基台と光学素子とが接着される接着領域と、半導体素子の光出力端面の下側に位置する載置部との間において、表面金属層は、接着剤がプルバック領域を載置部側に流れることを防止するようにパターニング形成された接着剤流れ止め部を有する光学モジュール。これにより、光学結合路に接着剤が入り込むことが防止された光学モジュールが提供される。
2014192939.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基台と、該基台の表面に形成された表面金属層とを有する基台部と、
前記基台部の前記表面金属層上に載置された半導体素子と、
前記半導体素子と光学結合する光学素子と、
を備え、
前記光学素子は、前記半導体素子と前記光学素子とが光学結合する側の前記基台の側面において接着剤にて前記基台に接着されており、
前記表面金属層の前記半導体素子と前記光学素子とが光学結合する側の側面は、前記半導体素子と前記光学素子とが光学結合する側の前記基台の側面に対して後退した位置に設けられることによって、前記基台の表面にプルバック領域が形成されており、
前記基台と前記光学素子とが接着される接着領域と、前記半導体素子の光出力端面の下側に位置する載置部との間において、前記表面金属層は、前記接着剤が前記プルバック領域を前記載置部側に流れることを防止するようにパターニング形成された接着剤流れ止め部を有することを特徴とする光学モジュール。
【請求項２】
前記接着剤流れ止め部は、前記プルバック領域よりも前記基台の側面に対して後退量が大きい切り欠きで構成されていることを特徴とする請求項１に記載の光学モジュール。
【請求項３】
前記接着剤流れ止め部は、前記プルバック領域を塞ぐように形成された突起部で構成されていることを特徴とする請求項１に記載の光学モジュール。
【請求項４】
前記載置領域と前記接着剤流れ止め部との間に、前記プルバック領域を塞ぐように形成した封鎖材が配置されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の光学モジュール。
【請求項５】
前記接着剤流れ止め部は、前記半導体素子から１００μｍ以上離間していることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の光学モジュール。
【請求項６】
前記表面金属層の厚さが１０μｍ以上であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の光学モジュール。
【請求項７】
前記基台部は、前記基台の表面と対向する裏面に形成された裏面金属層をさらに有し、
前記表面金属層および前記裏面金属層の厚さは、前記基台部と前記半導体素子との間の線膨張係数差が２ｐｐｍ／Ｋ以下となるように設定されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の光学モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学モジュールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
複数の光学素子をモジュール化した光学モジュールとして、たとえば半導体レーザモジュールが開示されている（たとえば特許文献１〜３）。特許文献１〜３に開示される半導体レーザモジュールは、半導体レーザ素子と光学結合するレンズを、半導体レーザ素子が載置された基台に樹脂性の接着剤で接着固定した構造を有する。【０００３】
ここで、レンズを接着固定する接着剤が半導体レーザ素子のレーザ光出力端側に流れ込み、光学結合路に入り込むと、半導体レーザ素子が破損したり、レンズを介して出力されるレーザ光の強度が減衰したり、レーザ光のエネルギーによって接着剤が焼損等の劣化をしたりするという問題がある。この問題を解決するために、特許文献１〜３では、接着領域と半導体レーザ素子との間に切り欠きを設けたり、接着領域を半導体レーザ素子の両側面の位置としたりしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２１４３２６号公報
【特許文献２】特開２００４−０８７７７６号公報
【特許文献３】特開２００４−０８７７７４号公報
【特許文献４】特許第５０７５１６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したように、光学結合する２つの光学素子間の光学結合路に接着剤が入り込むと、光の強度の減衰や接着剤の劣化という問題が発生する。【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、光学結合路に接着剤が入り込むことが防止された光学モジュール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】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の一態様に係る光学モジュールは、基台と、該基台の表面に形成された表面金属層とを有する基台部と、前記基台部の前記表面金属層上に載置された半導体素子と、前記半導体素子と光学結合する光学素子と、を備え、前記光学素子は、前記半導体素子と前記光学素子とが光学結合する側の前記基台の側面において接着剤にて前記基台に接着されており、前記表面金属層の前記半導体素子と前記光学素子とが光学結合する側の側面は、前記半導体素子と前記光学素子とが光学結合する側の前記基台の側面に対して後退した位置に設けられることによって、前記基台の表面にプルバック領域が形成されており、前記基台と前記光学素子とが接着される接着領域と、前記半導体素子の光出力端面の下側に位置する載置部との間において、前記表面金属層は、前記接着剤が前記プルバック領域を前記載置部側に流れることを防止するようにパターニング形成された接着剤流れ止め部を有することを特徴とする。【０００８】
また、本発明の一態様に係る光学モジュールは、前記接着剤流れ止め部は、前記プルバック領域よりも前記基台の側面に対して後退量が大きい切り欠きで構成されていることを特徴とする。【０００９】
また、本発明の一態様に係る光学モジュールは、前記接着剤流れ止め部は、前記プルバック領域を塞ぐように形成された突起部で構成されていることを特徴とする。【００１０】
また、本発明の一態様に係る光学モジュールは、前記載置領域と前記接着剤流れ止め部との間に、前記プルバック領域を塞ぐように形成した封鎖材が配置されていることを特徴とする。【００１１】
また、本発明の一態様に係る光学モジュールは、前記接着剤流れ止め部は、前記半導体素子から１００μｍ以上離間していることを特徴とする。【００１２】
また、本発明の一態様に係る光学モジュールは、前記表面金属層の厚さが１０μｍ以上であることを特徴とする。【００１３】
また、本発明の一態様に係る光学モジュールは、前記基台部は、前記基台の表面と対向する裏面に形成された裏面金属層をさらに有し、前記表面金属層および前記裏面金属層の厚さは、前記基台部と前記半導体素子との間の線膨張係数差が２ｐｐｍ／Ｋ以下となるように設定されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、光学結合路に接着剤が入り込むことが防止されるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、実施の形態１に係る半導体レーザモジュールの模式的な斜視図である。
【図２】図２は、図１に示す半導体レーザモジュールの側面図である。
【図３】図３は、接着剤流れ止め部の作用を説明する図である。
【図４】図４は、実施の形態２に係る半導体レーザモジュールの模式的な要部斜視図である。
【図５】図５は、実施の形態３に係る半導体レーザモジュールの模式的な要部斜視図である。
【図６】図６は、表面および裏面金属層の厚さを変化させたときの基台の厚さと応力との関係を示す図である。
【図７】図７は、実施の形態４に係る半導体レーザモジュールの模式的な要部斜視図である。
【図８】図８は、実施の形態５に係る半導体レーザモジュールの模式的な斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に、図面を参照して本発明に係る光学モジュールの実施の形態を詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、各図面において、同一または対応する構成要素には適宜同一の符号を付している。また、図面は模式的なものであり、各層の厚さや厚さの比率などは現実のものとは異なることに留意すべきである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている。
【００１７】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る半導体レーザモジュールの模式的な斜視図である。図２は、図１に示す半導体レーザモジュールの側面図である。図１、図２に示すように、この半導体レーザモジュール１０は、基台部１と、半導体素子としての半導体レーザ素子２と、光学素子としてのシリンドリカルレンズ３と、を備えている。図１ではシリンドリカルレンズ３は透明なものとして表している。
【００１８】
基台部１は、基台１ａと、基台１ａの表面およびこれと対向する裏面にそれぞれ形成された表面金属層１ｂと裏面金属層１ｃとを有する。
【００１９】
基台１ａは、半導体レーザ素子２の動作時の発熱を放熱するために、たとえば熱伝導率が１７０Ｗ／ｍ・Ｋと高い窒化アルミニウム（ＡｌＮ）からなるが、アルミナ、ガラス、シリコンなどの他の材料からなるものでもよい。
【００２０】
表面金属層１ｂと裏面金属層１ｃとは、たとえば銅（Ｃｕ）からなるメタライズ層またはメッキ層であり、半導体レーザ素子２に対する配線を施したり半導体レーザ素子２を半田接合したりするため等に使用される。なお、表面金属層１ｂおよび裏面金属層１ｃは、後述するように基台部１の熱膨張係数を調整するためにも使用される。
【００２１】
半導体レーザ素子２は、基台部１の載置領域１ｄにおいて、表面金属層１ｂ上に載置されている。具体的には、半導体レーザ素子２は、裏面は金（Ａｕ）メッキ等で被覆され、金（Ａｕ）−スズ（Ｓｎ）等の半田により表面金属層１ｂに接合されている。半導体レーザ素子２は、不図示の電源装置から駆動電流を供給されて、たとえば光通信の分野で用いられる９８０ｎｍ波長帯、１４８０ｎｍ波長帯、１５５０ｎｍ波長帯などに含まれる波長のレーザ光Ｌを、活性層部にて発生し、光出力端面２ａから出力する。
なお、表面金属層１ｂの側面１ｂａにおいて、光出力端面２ａの下側に位置する部分を載置部１ｂａａと呼ぶ。
【００２２】
また、表面金属層１ｂは、半導体レーザ素子２に隣接して形成された絶縁溝１ｂｄを有する。絶縁溝１ｂｄは、半導体レーザ素子２に沿って、表面金属層１ｂを２つに分離するように形成されている。絶縁溝１ｂｄは、半導体レーザ素子２の両側の表面金属層１ｂから半導体レーザ素子２へワイヤで電気配線をする際に、両側の表面金属層１ｂを絶縁するための溝である。
【００２３】
シリンドリカルレンズ３は、半導体レーザ素子２の光出力端面２ａと同じ側の面である基台１ａの側面１ａａから上面にかけて広がっている２つの接着領域１ｅにおいて、接着剤４によって接着されている。シリンドリカルレンズ３は、側面１ａａ側において半導体レーザ素子２と光学結合しており、半導体レーザ素子２から出力されたレーザ光Ｌを略円形のビーム形状に集光またはコリメートし、不図示の光ファイバ等の光学素子に光学結合させる。
【００２４】
接着剤４は、たとえばエポキシ樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、またはシリコーン樹脂等であって、その硬化特性としては、紫外線硬化性、可視光硬化性、熱硬化性、紫外線および熱のハイブリッド硬化性、可視光および熱のハイブリッド硬化性等であるが、特に限定はされない。
【００２５】
基台１ａには、プルバック領域１ｆが形成されている。プルバック領域１ｆは、表面金属層１ｂの側面１ｂａを、半導体レーザ素子２とシリンドリカルレンズ３とが光学結合する側の基台１ａの側面１ａａに対して後退した位置に設けることによって、基台１ａの表面に棚状に形成されている。なお、このようなプルバック領域は、側面１ａａ側だけではなく、基台１ａの各側面に対して形成されている。このようなプルバック領域は、基台１ａに金属層をメタライズまたはメッキで形成したあとに、所望の大きさのチップに切断するときに、金属層によるバリの発生を防止するための切り代に相当する。プルバック領域１ｆの幅はたとえば１０μｍ〜５０μｍである。
【００２６】
なお、表面金属層１ｂは、基台１ａの上面の接着領域１ｅに対応する部分において、２つの切り欠き部１ｂｃを有する。切り欠き部１ｂｃは、表面金属層１ｂの側面１ｂａが、プルバック領域１ｆよりも大きく後退した領域である。接着領域１ｅは、切り欠き部１ｂｃの存在によって露出した基台１ａの表面にまで広がっている。切り欠き部１ｂｃの存在によって、接着領域１ｅを基台１ａの表面にまで広げることができる。その結果、シリンドリカルレンズ３を、基台１ａの側面１ａａと表面とで基台１ａに接着固定できるので、シリンドリカルレンズ３の基台１ａへの接着強度を強くできる。
【００２７】
ここで、表面金属層１ｂは、接着領域１ｅと載置部１ｂａａとの間において、接着剤４がプルバック領域１ｆを伝って載置部１ｂａａ側に流れることを防止するようにパターニング形成された接着剤流れ止め部１ｂｂを有する。
この接着剤流れ止め部１ｂｂは、プルバック領域１ｆよりも基台１ａの側面１ａａに対して後退量が大きい切り欠きで構成されている。なお、接着剤流れ止め部１ｂｂの幅Ｗは、接着剤４の流れ止めの観点から、プルバック領域１ｆの幅（後退量）と等しいかプルバック領域１ｆの幅よりも広いことが好ましい。
【００２８】
接着剤流れ止め部１ｂｂの作用を説明する。まず、このような半導体レーザモジュール１０を製造する際は、たとえば以下のように行う。はじめに、基台部１に載置した半導体レーザ素子２からレーザ光Ｌを出力させた状態で、半導体レーザ素子２との光学結合が適正な状態となるように、シリンドリカルレンズ３の位置を調整する。つぎに、シリンドリカルレンズ３を調整した位置から一旦移動させてから、接着領域１ｅに接着剤４を塗布する。つぎに、シリンドリカルレンズ３を、接着剤４を介して基台部１に取り付け、シリンドリカルレンズ３の位置を微調整する。その後、接着剤４を硬化させて、シリンドリカルレンズ３を基台部１に接着固定する。
【００２９】
図３は、接着剤流れ止め部１ｂｂの作用を説明する図である。上述した接着領域１ｅに接着剤４を塗布した後、接着領域１ｅからはみ出た流動性を有する接着剤４は、図３に示すように毛細管現象によってプルバック領域１ｆを伝わっていくことがある。しかしながら、接着領域１ｅと載置部１ｂａａとの間には、切り欠きで構成された接着剤流れ止め部１ｂｂがあるため、接着剤流れ止め部１ｂｂによって毛細管力が遮断され、接着剤４が接着剤流れ止め部１ｂｂよりも載置部１ｂａａ側に伝わることが防止される。その結果、半導体レーザ素子２とシリンドリカルレンズ３との光学結合路に接着剤４が入り込むことが防止され、半導体レーザモジュール１０の組立て作業性も向上する。
【００３０】
このような接着剤流れ止め部１ｂｂは、表面金属層１ｂの形成パターンを変更するだけで容易に形成でき、かつ既存の表面金属層１ｂを利用しているので、追加の構成を必要とせずに安価且つ簡易に接着剤４の流れ止めを実現することができる。また、接着剤流れ止め部１ｂｂの効果によって、接着剤４として比較的粘度が低いものを利用することができるようになる。さらには、接着剤流れ止め部１ｂｂの形状や位置の設定によって、２つの接着領域１ｅにおける接着剤４の厚さを均等に調整できるので、シリンドリカルレンズ３はより光軸の傾きや位置ズレが無く、精密な配置で接着固定される。
【００３１】
なお、表面金属層１ｂの厚さが１０μｍ以上であれば、接着剤流れ止め部１ｂｂによる流れ止めの効果を発揮するうえで好ましい。
【００３２】
また、接着剤流れ止め部１ｂｂは、半導体レーザ素子２の光出力端面２ａからはある程度離間していることが好ましく、接着剤流れ止め部１ｂｂと載置部１ｂａａとの距離Ｄが１００μｍ以上、さらに好ましくは５００μｍ以上離間していれば、光学結合路に接着剤４が入り込むことを防止するうえで好ましい。
ここで、接着剤流れ止め部１ｂｂと載置部１ｂａａとの距離Ｄは、光出力端面２ａの側壁に対応する表面金属層１ｂの位置から接着剤流れ止め部１ｂｂの載置部１ｂａａに近い側の側壁までの距離である。
【００３３】
以上説明したように、本実施の形態１に係る半導体レーザモジュール１０は、半導体レーザ素子２とシリンドリカルレンズ３との光学結合路に接着剤４が入り込むことが防止されたものである。
【００３４】
（実施の形態２）
図４は、本発明の実施の形態２に係る半導体レーザモジュールの模式的な要部斜視図である。図４に示すように、この半導体レーザモジュール１０Ａは、図１に示す実施の形態１に係る半導体レーザモジュール１０の構成において、基台部１を基台部１Ａに置き換えた構成を有する。基台部１Ａは、基台部１において、表面金属層１ｂを表面金属層１Ａｂに置き換えた構成を有している。なお、図４ではシリンドリカルレンズ３は不図示としてある。
【００３５】
プルバック領域１ｆは、基台１ａの側面１ａａと表面金属層１Ａｂの側面１Ａｂａとの間に形成されている。表面金属層１Ａｂは、プルバック領域１ｆを塞ぐように形成された突起部で構成されている接着剤流れ止め部１Ａｂｂを有する。なお、表面金属層１Ａｂは、表面金属層１ｂの切り欠き部１ｂｃおよび絶縁溝１ｂｄと同様の構成の切り欠き部１Ａｂｃおよび絶縁溝１Ａｂｄを有する。
【００３６】
このように、接着剤４の接着領域１ｅと半導体レーザ素子２の載置部１Ａｂａａとの間に接着剤流れ止め部１Ａｂｂがあることによって、プルバック領域１ｆが塞がれるため、接着剤４が接着剤流れ止め部１Ａｂｂよりも載置部１Ａｂａａ側に伝わることが防止される。その結果、半導体レーザ素子２とシリンドリカルレンズ３との光学結合路に接着剤４が入り込むことが防止される。なお、接着剤流れ止め部１Ａｂｂと載置部１Ａｂａａの距離ＤＡは、１００μｍ以上、さらに好ましくは５００μｍ以上離間していることが好ましい。
【００３７】
（実施の形態３）
図５は、本発明の実施の形態３に係る半導体レーザモジュールの模式的な要部斜視図である。図５に示すように、この半導体レーザモジュール１０Ｂは、図１に示す実施の形態１に係る半導体レーザモジュール１０の構成にさらに封鎖材５を追加した構成を有している。なお、図５ではシリンドリカルレンズ３は不図示としてある。
【００３８】
封鎖材５は、半導体レーザ素子２の載置部１ｂａａと接着剤流れ止め部１ｂｂとの間に配置され、プルバック領域１ｆを塞ぐように形成されている。このような封鎖材５は、たとえば樹脂接着剤を硬化させたもの、あるいは粘性が高いオイル等で実現される。
【００３９】
このような封鎖材５を備えることによって、仮に接着剤４が接着剤流れ止め部１ｂｂからはみ出て載置領域１ｄ側に伝わったとしても、載置部１ｂａａまで到達することがより確実に防止される。
【００４０】
なお、このような封鎖材５は、図４に示す実施の形態２に係る半導体レーザモジュール１０Ａに適用してもよい。
【００４１】
ところで、上述したように、基台１ａの表面に形成した表面金属層１ｂおよび裏面金属層１ｃは、基台部１の熱膨張係数を調整するためにも使用される（たとえば特許文献４参照）。
【００４２】
そこで、上記実施の形態１に係る構成の半導体レーザモジュール１０の構成において、基台１ａの厚さならびに表面金属層１ｂおよび裏面金属層１ｃの厚さを変化させたときの、半導体レーザ素子２に掛かるフォン・ミーゼス応力を計算した。なお、半導体レーザ素子２の載置状態はジャンクションダウンに限定されない。また、基台１ａはＡｌＮからなるものとし、表面金属層１ｂおよび裏面金属層１ｃはＣｕからなるものとし、半導体レーザ素子２はＧａＡｓ系半導体材料からなるものとした。各材料の線膨張係数については、ＡｌＮが４．５×１０-6（１／Ｋ）、Ｃｕが１７．０×１０-6（１／Ｋ）、ＧａＡｓが５．９×１０-6（１／Ｋ）である。基台１ａの厚さは０．３ｍｍ、０．５ｍｍ、０．７ｍｍ、１．０ｍｍ、または１．５ｍｍとし、表面金属層１ｂおよび裏面金属層１ｃの厚さは等しくし、いずれも１０μｍ、３５μｍ、５５μｍ、７５μｍ、または１００μｍとした。なお、接着剤流れ止め部１ｂｂは、半導体レーザ素子２から５００μｍ以上離間させた。これによって、接着剤流れ止め部１ｂｂの構造が半導体レーザ素子２に掛かるフォン・ミーゼス応力に影響を与えることが防止される。
【００４３】
図６は、表面および裏面金属層の厚さを変化させたときの基台の厚さと応力との関係を示す図である。横軸は基台の厚さ、縦軸は半導体レーザ素子２の活性層部の中心軸上の長手方向の平均のフォン・ミーゼス応力を示している。
【００４４】
図６に示すように、いずれの表面金属層１ｂおよび裏面金属層１ｃの厚さにおいても、基台１ａの厚さが０．５ｍｍ〜０．７ｍｍの範囲で応力が小さくなった。特に、１）基台厚さ：０．５ｍｍかつ表面および裏面金属層厚さ：１０μｍ、または、２）基台厚さ：０．７ｍｍかつ表面および裏面金属層厚さ：５５μｍの場合、表面金属層１ｂの表面における基台１ａの線膨張係数は６．３×１０-6（１／Ｋ）となった。この値は、半導体レーザ素子２を構成するＧａＡｓ系半導体材料の線膨張係数の値との差が、きわめて小さい０．４×１０-6（１／Ｋ）となる値である。
【００４５】
また、図６に示す場合では、基台厚さ：０．３ｍｍかつ表面および裏面金属層厚さ：１００μｍのときは平均のフォン・ミーゼス応力が１００ＭＰａより大きい１１１ＭＰａとなった。このときの基台部１と半導体レーザ素子２との間の線膨張係数差が約２．５ｐｐｍ（１／Ｋ）であった。これに対して、その他の条件では、いずれも平均のフォン・ミーゼス応力が１００ＭＰａより小さく、線膨張係数差が２ｐｐｍ（１／Ｋ）以下であった。
基台部１と半導体レーザ素子２との間の線膨張係数差が２ｐｐｍ（１／Ｋ）を超えると、半導体レーザ素子２に割れが生じるなどの不具合が生じる可能性がある。したがって、表面金属層１ｂおよび裏面金属層１ｃの厚さは、基台部１と半導体レーザ素子２との間の線膨張係数差が２ｐｐｍ／Ｋ以下となるように設定することが好ましい。なお、表面金属層１ｂおよび裏面金属層１ｃとの厚さは必ずしも等しくなくても良く、基台部１と半導体レーザ素子２との間の線膨張係数差が２ｐｐｍ／Ｋ以下となれば良い。ただし、基台部１の反りを抑制する観点から、表面金属層１ｂと裏面金属層１ｃとの厚さを等しくすることがより望ましい。
【００４６】
（実施の形態４）
図７は、本発明の実施の形態４に係る半導体レーザモジュールの模式的な要部斜視図である。図７に示すように、この半導体レーザモジュール１０Ｃは、図１に示す実施の形態１に係る半導体レーザモジュール１０の構成において、基台部１を基台部１Ｃに置き換えた構成を有する。基台部１Ｃは、基台部１において、表面金属層１ｂを表面金属層１Ｃｂに置き換えた構成を有している。なお、図４ではシリンドリカルレンズ３は不図示としてある。
【００４７】
プルバック領域１ｆは、基台１ａの側面１ａａと表面金属層１Ｃｂの側面１Ｃｂａとの間に形成されている。表面金属層１Ｃｂは、表面金属層１ｂの載置部１ｂａａ、接着剤流れ止め部１ｂｂ、切り欠き部１ｂｃおよび絶縁溝１ｄｂとそれぞれ同様の構成の載置部１Ｃｂａａ、接着剤流れ止め部１Ｃｂｂ、切り欠き部１Ｃｂｃおよび絶縁溝１Ｃｂｄを有する。
【００４８】
また、この表面金属層１Ｃｂでは、接着剤流れ止め部１Ｃｂｂと切り欠き部１Ｃｂｃとは溝１Ｃｂｅで連通している。このように、接着剤流れ止め部１Ｃｂｂと切り欠き部１Ｃｂｃとがプルバック領域１ｆ以外の溝１Ｃｂｅで連通していてもよい。この半導体レーザモジュール１０Ｃにおいても、接着剤流れ止め部１Ｃｂｂにより接着剤４が接着剤流れ止め部１Ｃｂｂよりも載置部１Ｃｂａａ側に伝わることが防止され、接着剤４の塗布量を精密に制御でき、接着剤硬化収縮量のバラツキを低減できる。
【００４９】
（実施の形態５）
図８は、本発明の実施の形態５に係る半導体レーザモジュールの模式的な要部斜視図である。図８に示すように、この半導体レーザモジュール１０Ｄは、基台部１Ｄと、半導体レーザ素子２Ｄと、シリンドリカルレンズ３Ｄと、を備えている。基台部１Ｄは、基台１Ｄａと、基台１Ｄａの表面およびこれと対向する裏面にそれぞれ形成された表面金属層１Ｄｂと裏面金属層１Ｄｃとを有する。基台１Ｄａは、シリンドリカルレンズ３Ｄの接着のために、側面１Ｄａａから上面にかけて広がっている２つの接着領域１Ｄｅを有する。シリンドリカルレンズ３Ｄは、２つの接着領域１Ｄｅにおいて接着剤によって接着されている。さらに、基台１Ｄａには、プルバック領域１Ｄｆが形成されている。表面金属層１Ｄｂは絶縁溝１Ｄｂｄを有し、側面１Ｄｂａに載置部１Ｄｂａａを有する。さらに、表面金属層１Ｄｂは、２つの切り欠き部１Ｄｂｃ、および幅ＷＤの接着剤流れ止め部１Ｄｂｂを有する。半導体レーザモジュール１０Ｄのこれらの構成要素は、半導体レーザモジュール１０における対応する構成要素と同様のものである。
【００５０】
また、半導体レーザ素子２Ｄは、基台部１Ｄの載置領域１Ｄｄにおいて、表面金属層１Ｄｂ上に載置され、半田により表面金属層１Ｄｂに接合されている。ここで、半導体レーザ素子２Ｄは、マルチエミッター方式の半導体レーザ素子であり、不図示の電源装置から駆動電流を供給されて、たとえば光通信の分野で用いられる９８０ｎｍ波長帯、１４８０ｎｍ波長帯、１５５０ｎｍ波長帯などに含まれる波長のレーザ光ＬＤを、活性層部にて発生し、光出力端面２Ｄａ上の多数の発光点から出力する。このようなマルチエミッター方式の半導体レーザ素子を備える半導体レーザモジュールでは、半導体レーザ素子に対して、シリンドリカルレンズ等の光学素子をより一層精密に固定する必要がある。この半導体レーザモジュール１０Ｄにおいては、接着剤流れ止め部１Ｄｂｂにより接着剤が接着剤流れ止め部１Ｄｂｂよりも載置部１Ｄｂａａ側に伝わることが防止され、接着剤の塗布量を精密に制御でき、接着剤硬化収縮量のバラツキを低減できる。したがって、この半導体レーザモジュール１０Ｄはマルチエミッター方式の半導体レーザ素子２Ｄに適する構成となっている。
【００５１】
なお、上記実施の形態では、半導体素子が半導体レーザ素子であり、光学素子がシリンドリカルレンズであるが、半導体素子および光学素子は他の種類の素子でもよい。たとえば、半導体素子はＬＥＤ等の半導体発光素子または受光素子などでも良い。光学素子は、半導体素子と光学結合されるべき素子であればよく、たとえばロッドレンズ等の他の集光素子、プリズム、またはビームスプリッタなどでもよい。
【００５２】
また、上記実施の形態により本発明が限定されるものではない。上述した各構成要素を適宜組み合わせて構成したものも本発明に含まれる。また、さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。よって、本発明のより広範な態様は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、様々な変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
以上のように、本発明に係る光学モジュールは、たとえば光通信の用途に利用して好適なものである。
【符号の説明】
【００５４】
１、１Ａ、１Ｃ、１Ｄ  基台部
１ａ、１Ｄａ  基台
１ａａ、１ｂａ、１Ａｂａ、１Ｃｂａ、１Ｄｂａ  側面
１ｂ、１Ａｂ、１Ｃｂ、１Ｄｂ  表面金属層
１ｂａａ、１Ａｂａａ、１Ｃｂａａ、１Ｄｂａａ  載置部
１ｂｂ、１Ａｂｂ、１Ｃｂｂ、１Ｄｂｂ  接着剤流れ止め部
１ｂｃ、１Ａｂｃ、１Ｃｂｃ、１Ｄｂｃ  切り欠き部
１ｂｄ、１Ａｂｄ、１Ｃｂｄ、１Ｄｂｄ  絶縁溝
１Ｃｂｅ  溝
１ｃ、１Ｄｃ  裏面金属層
１ｄ、１Ｄｄ  載置領域
１ｅ、１Ｄｅ  接着領域
１ｆ、１Ｄｆ  プルバック領域
２、２Ｄ  半導体レーザ素子
２ａ、２Ｄａ  光出力端面
３、３Ｄ  シリンドリカルレンズ
４  接着剤
５  封鎖材
１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ  半導体レーザモジュール
Ｄ  距離
Ｌ、ＬＤ  レーザ光
Ｗ、ＷＤ  幅
【図１】
2014192939.tif 000003
【図２】
2014192939.tif 000004
【図３】
2014192939.tif 000005
【図４】
2014192939.tif 000006
【図５】
2014192939.tif 000007
【図６】
2014192939.tif 000008
【図７】
2014192939.tif 000009
【図８】
2014192939.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成28年11月10日(2016.11.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基台と、該基台の表面に形成された表面金属層とを有する基台部と、
前記基台部の前記表面金属層上に載置された半導体素子と、
前記半導体素子と光学結合する光学素子と、
を備え、
前記光学素子は、前記半導体素子と前記光学素子とが光学結合する側の前記基台の側面において接着剤にて前記基台に接着されており、
前記表面金属層の前記半導体素子と前記光学素子とが光学結合する側の側面は、前記半導体素子と前記光学素子とが光学結合する側の前記基台の側面に対して、前記接着剤が毛細管現象によって伝わり得る幅だけ後退した位置に設けられることによって、前記基台の表面にプルバック領域が形成されており、
前記基台と前記光学素子とが接着される接着領域と、前記半導体素子の光出力端面の下側に位置する載置部との間において、前記表面金属層は、前記毛細管現象に起因する毛細管力によって前記接着剤が前記プルバック領域を前記載置部側に流れることを防止するようにパターニング形成された接着剤流れ止め部を有する
ことを特徴とする光学モジュール。
【請求項２】
前記接着剤流れ止め部は、前記プルバック領域よりも前記基台の側面に対して後退量が大きい切り欠きで構成されていることを特徴とする請求項１に記載の光学モジュール。
【請求項３】
前記接着剤流れ止め部は、前記プルバック領域を塞ぐように形成された突起部で構成されていることを特徴とする請求項１に記載の光学モジュール。
【請求項４】
前記載置領域と前記接着剤流れ止め部との間に、前記プルバック領域を塞ぐように形成した封鎖材が配置されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の光学モジュール。
【請求項５】
前記接着剤流れ止め部は、前記半導体素子から１００μｍ以上離間していることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の光学モジュール。
【請求項６】
前記表面金属層の厚さが１０μｍ以上であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の光学モジュール。
【請求項７】
前記基台部は、前記基台の表面と対向する裏面に形成された裏面金属層をさらに有し、
前記表面金属層および前記裏面金属層の厚さは、前記基台部と前記半導体素子との間の線膨張係数差が２ｐｐｍ／Ｋ以下となるように設定されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の光学モジュール。
【国際調査報告】
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