(57)【要約】【課題】面型光素子２０と光学部品３０との平面方向及び高さ方向の位置合わせを、自動的かつ瞬時にしかも正確に可能とする。【解決手段】光モジュール１０は、チップの厚さ方向の一方の面２２に光素子２３と凹部２１とを有する面型光素子２０と、光素子２３に対向する面３２に凹部３１を有する光学部品３０と、コア４１とコア４１の表面に設けられた接合材４２とを有するコア入り接合部品４０とを備えている。そして、凹部２１と凹部３１とは、コア入り接合部品４０を挟持するとともに、接合材４２を介して接合されている。【選択図】図１
2012128233.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
チップの厚さ方向の一方の面に光素子と第一の凹部とを有する面型光素子と、
前記光素子に対向する面に第二の凹部を有する光学部品と、
コアと当該コアの表面に設けられた接合材とを有するコア入り接合部品とを備え、
前記第一の凹部と前記第二の凹部とは、前記コア入り接合部品を挟持するとともに、前記接合材を介して接合された、
ことを特徴とする光モジュール。
【請求項２】
請求項１記載の光モジュールにおいて、
前記コア入り接合部品は、前記コアが球形であり前記接合材がはんだであるコア入りはんだボールであり、
前記コアは、内部が前記はんだの融点以下で溶融しない材料から成り、表面が前記はんだによる接合が可能な材料から成り、
前記第一及び第二の凹部の表面は、前記はんだによる接合が可能な材料から成る、
ことを特徴とする光モジュール。
【請求項３】
請求項２記載の光モジュールにおいて、
前記第一及び第二の凹部のどちらか一方は、直線状の溝から成る、
ことを特徴とする光モジュール。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一つに記載の光モジュールにおいて、
前記面型光素子が複数の面発光型半導体レーザから成る面型光素子アレイであり、前記光学部品が複数のレンズから成るレンズアレイである、
ことを特徴とする光モジュール。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一つに記載の光モジュールと、基板と、補強用台座とを備え、
前記面型光素子及び前記補強用台座が前記基板に固着され、前記光学部品が前記補強用台座に固着された、
ことを特徴とする光モジュール。
【請求項６】
チップの厚さ方向の一方の面に光素子を有する面型光素子と、
この面型光素子の他方の面が固着された実装面と、この実装面に設けられた第一の凹部とを有する基板と、
前記光素子に対向する面に第二の凹部を有する光学部品と、
コアと当該コアの表面に設けられた接合材とを有するコア入り接合部品とを備え、
前記第一の凹部と前記第二の凹部とは、前記コア入り接合部品を挟持するとともに、前記接合材を介して接合された、
ことを特徴とする光モジュール。
【請求項７】
チップの厚さ方向の一方の面に光素子と第一の凹部とを有する面型光素子と、
前記光素子に対向する面に第二の凹部を有する光学部品と、
コアと当該コアの表面に設けられた接合材とを有するコア入り接合部品とを用意し、
前記第一の凹部と前記第二の凹部とで前記コア入り接合部品を挟持し、
前記第一の凹部と前記第二の凹部とを前記接合材を介して接合する、
ことを特徴とする光モジュールの実装方法。
【請求項８】
請求項７記載の光モジュールの実装方法において、
前記コア入り接合部品は、前記コアが球形であり前記接合材がはんだであるコア入りはんだボールであり、
前記コアは、内部が前記はんだの融点以下で溶融しない材料から成り、表面が前記はんだによる接合が可能な材料から成り、
前記第一及び第二の凹部の表面は、前記はんだによる接合が可能な材料から成り、
前記はんだを溶融することにより、前記第一の凹部と前記第二の凹部とを前記はんだを介して接合する、
ことを特徴とする光モジュールの実装方法。
【請求項９】
請求項７又は８記載の光モジュールの実装方法において、
基板と補強用台座とを更に用意し、
前記第一の凹部と前記第二の凹部とを前記接合材を介して接合する前に、前記面型光素子及び前記補強用台座を前記基板に固着し、
前記第一の凹部と前記第二の凹部とを前記接合材を介して接合した後に、前記光学部品を前記補強用台座に固着する、
ことを特徴とする光モジュールの実装方法。
【請求項１０】
チップの厚さ方向の一方の面に光素子を有する面型光素子と、
この面型光素子の他方の面が固着された実装面と、この実装面に設けられた第一の凹部とを有する基板と、
前記光素子に対向する面に第二の凹部を有する光学部品と、
コアと当該コアの表面に設けられた接合材とを有するコア入り接合部品とを用意し、
前記第一の凹部と前記第二の凹部とで前記コア入り接合部品を挟持し、
前記第一の凹部と前記第二の凹部とを前記接合材を介して接合する、
ことを特徴とする光モジュールの実装方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば面発光型半導体レーザ（ＶＣＳＥＬ：Vertical Cavity Surface Emitting Laser）などの面型光素子と光学部品とを実装した光モジュール、及びその実装方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年のスーパーコンピュータの高性能化に伴って、ＣＰＵ−ＣＰＵ間やＣＰＵ−ストレージ間などのいわゆるインターコネクションに、高速な光通信を採用する例が増えている（光インターコネクション）。この光インターコネクションでは、複数の筐体間や複数のボード間をそれぞれに接続する。このため、光インターコネクションに用いられる光モジュールは、高速というだけではなくパラレル接続が求められる。
【０００３】
このような要求性能を満たすために、光モジュールには面型光素子が多く用いられる。この面型光素子は、アレイ化が容易なだけではなく、低消費電力化や高速化が可能であるという優れた特徴を持つためである。
【０００４】
しかしながら、このように優れた特徴を持つ面型光素子ではあるが、実装には高精度な位置合わせが必要となるという課題がある。その理由は、面型光素子アレイと光学部品とを三次元的に位置合わせをしなくてはならないためである。
【０００５】
図６は関連技術を示す斜視図であり、図６［１］は第一例、図６［２］は第二例、図６［３］は第三例である。以下、これらの図面に基づき説明する。
【０００６】
図６［１］の第一例は、単チャネルの光素子１０１と球レンズ１０２との位置合わせを示す。この場合は、ＸＹＺの三軸の調心が必要である。図６［２］の第二例は、面型光素子アレイ１０３と複数のレンズを有する光学部品アレイ１０４との位置合わせを示す。この場合は、ＸＹＺの三軸に加え、回転θ１や傾きθ２の制御も重要となる。
【０００７】
第二例の位置合わせの作業量を軽減するものが、図６［３］の第三例である。第三例では、光学基準プレート１０５，１０６と呼ばれる、基準面１０７，１０８を有する部品を用いる。この場合は、基準面１０７，１０８に対して面型光素子アレイ１０３及び光学部品アレイ１０４の位置合わせをすることにより、Ｚ軸方向及び傾きθ２の位置決めをする。回転θ１及びＸＹ軸方向の位置合わせは、画像認識によって行う。
【０００８】
次に、特許文献１，２について説明する。
【０００９】
特許文献１には、対向する二つの基板を、全体がはんだから成るはんだボールを介して接続する技術が開示されている。この技術は、基板の主面に垂直な方向、すなわち図６［１］に示すところのＺ軸方向の拘束がない。つまり、はんだの溶融状態や濡れ性などに起因する力によって、二つの基板間の距離が自在に動く。そのため、特にレンズを有する光結合系において重要な光軸距離を、一意に決定することができない。
【００１０】
特許文献２には、光素子を搭載した基板とレンズアレイブロックとを球ジョイントを介することによって、高さ方向（Ｚ軸方向）の距離を自動的に一定にする技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００９−２４４６４９号公報（図１等）
【特許文献２】特開２００１−１１６９６２号公報（図５等）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、図６［３］に示す第三例の方法でも課題はある。第一の課題は、実装コストが高くなることである。その理由は、面型光素子アレイ１０３は基準面１０７，１０８よりも下に実装されるため、基準面１０７，１０８を検出してそこから所定の位置だけ下に実装できる専用装置が必要となるためである。第二の課題は、実装精度を高くすることが難しいことである。その理由は、レンズアレイを始めとして光学部品アレイ１０４は透明なため画像認識が難しいためである。光学部品アレイ１０４の光路から離れたところに金属などによってマーカを形成する場合でも、マーカを形成するときに同様の問題があるので、高い位置精度を得ることは難しい。
【００１３】
一方、特許文献２の技術では次のような課題がある。
【００１４】
特許文献２の技術で用いられる球ジョイントは、ベアリングの転動体に使われるものと同じ形状であることから明らかなように、平面方向（ＸＹ軸方向）で動きやすいために、平面方向の位置精度に劣るという課題があった。以下に詳しく説明する。
【００１５】
球ジョイントは、機能としては一般に使用されているＭＴピンを球状に変更したものであり、光ファイバテープと平行にその長さ方向に一次元的に配置されている。光コネクタフェルールに対して、通常のＭＴピンであれば面で接するが、球ジョイントの場合には球ジョイント上の小円（点乃至線）で接することとなる。このため、Ｘ軸を中心とした回転方向へのズレが発生する。
【００１６】
光コネクタハウジングとレンズアレイとを精度よく位置合わせするためには、球ジョイントの突き出し量と、レンズアレイに設けられたジョイント溝との深さを精度よく合わせなくてはならない。例えば、球ジョイントの突き出し量が大きい場合には、Ｘ軸を中心として回転方向への位置ずれが大きく発生するばかりではなく、光コネクタフェルール側への突き出し量が少なくなることでＺ軸のズレやガタが発生する。更に二つの球ジョイントの突き出し量が異なる場合には、レンズアレイと光コネクタハウジングとが傾くだけではなく、光コネクタフェルールも傾いて嵌合する。そのため、結合効率が悪くなり、最悪の場合にはレンズアレイ及び光コネクタフェルールが光コネクタハウジングと干渉して破損する可能性がある。
【００１７】
また、特許文献２の技術を用いて量産する場合、基板に搭載される光素子の厚さにはバラツキがある。そのため、基板とレンズアレイブロックとの距離を正確に設定できたとしても、同じ大きさの球ジョイントを使っていては、光素子とレンズアレイブロックとの距離にバラルキが生じることになる。したがって、この技術では高い結合効率を得られないという問題がある。
【００１８】
そこで、本発明の目的は、面型光素子と光学部品との平面方向及び高さ方向の位置合わせを、自動的かつ瞬時にしかも正確に可能とする、光モジュール及びその実装方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明に係る光モジュールは、
チップの厚さ方向の一方の面に光素子と第一の凹部とを有する面型光素子と、
前記光素子に対向する面に第二の凹部を有する光学部品と、
コアと当該コアの表面に設けられた接合材とを有するコア入り接合部品とを備え、
前記第一の凹部と前記第二の凹部とは、前記コア入り接合部品を挟持するとともに、前記接合材を介して接合されたものである。
【００２０】
本発明に係る光モジュールの実装方法は、
チップの厚さ方向の一方の面に光素子と第一の凹部とを有する面型光素子と、
前記光素子に対向する面に第二の凹部を有する光学部品と、
コアと当該コアの表面に設けられた接合材とを有するコア入り接合部品とを用意し、
前記第一の凹部と前記第二の凹部とで前記コア入り接合部品を挟持し、
前記第一の凹部と前記第二の凹部とを前記接合材を介して接合するものである。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、第一の凹部と第二の凹部とがコア入り接合部品を挟持した状態で接合材を介して接合されることにより、自動的かつ瞬時にしかも正確に面型光素子と光学部品との平面方向及び高さ方向の位置合わせができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】図１［１］は実施形態１の光モジュールを示す断面図であり、図１［２］は図１［１］の部分拡大図である。
【図２】実施形態１の光モジュールにおける実装方法の一工程を示す拡大断面図である。
【図３】図３［１］は実施形態２の光モジュールを示す断面図であり、図３［２］は実施形態３の光モジュールを示す断面図である。
【図４】図４［１］は実施形態４の光モジュールの一部を示す平面図であり、図４［２］は実施形態４の光モジュールの一部を示す斜視図である。
【図５】図５［１］は実施形態５の光モジュールを示す断面図であり、図５［２］は実施形態６の光モジュールを示す断面図である。
【図６】図６は関連技術を示す斜視図であり、図６［１］は第一例、図６［２］は第二例、図６［３］は第三例である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、添付図面を参照しながら、本発明を実施するための形態（以下「実施形態」という。）について説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の構成要素については同一の符号を用いる。
【００２４】
図１［１］は実施形態１の光モジュールを示す断面図であり、図１［２］は図１［１］の部分拡大図である。図２は、実施形態１の光モジュールにおける実装方法の一工程を示す拡大断面図である。以下、これらの図面に基づき説明する。
【００２５】
本実施形態１の光モジュール１０は、チップの厚さ方向の一方の面２２に光素子２３と第一の凹部２１（以下、単に「凹部２１」という。）とを有する面型光素子２０と、光素子２３に対向する面３２に第二の凹部３１（以下、単に「凹部３１」という。）を有する光学部品３０と、コア４１とコア４１の表面に設けられた接合材４２とを有するコア入り接合部品４０とを備えている。そして、凹部２１と凹部３１とは、コア入り接合部品４０を挟持するとともに、接合材４２を介して接合されている。
【００２６】
本実施形態１によれば、凹部２１と凹部３１とがコア入り接合部品４０を挟持した状態で接合材４２を介して接合されることにより、自動的かつ瞬時にしかも正確に面型光素子２０と光学部品３０との平面方向及び高さ方向の位置合わせができる。また、凹部２１と凹部３１とがコア入り接合部品４０を挟持することにより、自動的かつ瞬時に面型光素子２０と光学部品３０との平面方向（ＸＹ軸方向）及び高さ方向（Ｚ軸方向）の位置合わせができる。したがって、面型光素子２０の厚さｔにバラツキがあっても、面型光素子２０と光学部品３０との距離ｄを含む位置精度を、容易に向上できる。
【００２７】
各構成要素の一例を述べる。コア入り接合部品４０は、コア４１が球形であり、接合材４２がはんだである、コア入りはんだボールである。コア４１は、内部がはんだの融点以下で溶融しない材料から成り、表面がはんだによる接合が可能な材料から成る。凹部２１，３１の表面は、はんだによる接合が可能な材料（金属膜２５，３４）から成る。面型光素子２０は複数の面発光型半導体レーザから成る面型光素子アレイであり、光学部品３０は複数のレンズから成るレンズアレイである。
【００２８】
凹部２１，３１及びコア入り接合部品４０は、安定性を向上させるため、それぞれ三個以上とすることが好ましい。凹部２１，３１の形状は、角錐、円錐、円柱、半球、貫通孔、溝など、コア入り接合部品４０が係止する形状であればどのようなものでもよい。ここで「係止」とは、係わり合って止まることをいう。コア４１の形状は、凹部２１，３１に係止する形状であればどのようなものでもよく、球形に限らず、例えば円柱や、多面体、立方体、直方体などとしてもよい。
【００２９】
はんだとしては、例えば金錫はんだ、鉛フリーはんだ、鉛錫はんだなどが挙げられる。はんだによる接合が可能な材料としては、例えば金、銀、銅、ニッケル、はんだなどの金属が好ましい。コア４１の内部の材料（はんだの融点以下で溶融しない材料）としては、例えば樹脂、又はニッケル、銅、アルミニウムなどの金属が挙げられる。もちろん、各材料はこれらの例示したものに限らない。
【００３０】
次に、本実施形態１の光モジュールにおける実装方法について説明する。
【００３１】
まず、面型光素子２０、光学部品３０及びコア入り接合部品４０を用意する。続いて、凹部２１と凹部３１とでコア入り接合部品４０を挟持する（図２）。コア入り接合部品４０は、球形であるので、凹部２１及び凹部３１に容易に嵌り込む。そして、凹部２１と凹部３１とを接合材４２を介して接合する。具体的には、接合材４２であるはんだを溶融することにより、凹部２１と凹部３１とをはんだを介して接合する（図１）。つまり、図２でははんだが溶融する前のコア入り接合部品４０を示し、図１でははんだが溶融した後のコア入り接合部品４０を示している。
【００３２】
以下、本実施形態１について更に詳しく説明する。
【００３３】
本発明は、面型光素子２０と光学部品３０とを組み合わせた光モジュール１０において、三次元的な位置合わせを機械的かつ容易に実現できる構造及び実装方法を提供する。そこで、本実施形態１では、面型光素子２０及び光学部品３０にそれぞれ位置合わせを兼ねた実装用のパッド（凹部２１，３１）を設け、これらとコア入り接合部品４０とによって物理的に位置合わせを行ないそのまま固定する。これにより、容易かつ高精度な位置合わせを可能とした（図１［１］）。
【００３４】
面型光素子２０上には、例えば半導体プロセスによって凹部２１を設ける。まず、面２２の上に絶縁膜２４を形成し、絶縁膜２４に円状の穴を開け、この穴の上に金属膜２５を形成することにより凹部２１が完成する。凹部２１の内径は、コア４１の直径φ（＝距離ｄ）に合わせて適切に設定される。凹部２１は面型光素子２０を製造するためのプロセスと同一プロセスで形成することができるため、特別の追加工程などは不要である（図２）。
【００３５】
一方、光学部品３０には、凹部２１に合わせて凹部３１を設ける。まず、面３２に窪み３３を形成し、窪み３３の上に金属膜３４を蒸着することにより凹部３１が完成する。窪み３３は、光学部品３０の製造時に同時に形成されるため、精度よく形成される。更に、金属膜３４となる金属は、光軸にかからなければよく、パターン精度は必要とされない（図２）。
【００３６】
このとき、コア４１が凹部２１，３１の内側に物理的に接触することにより、高精度な位置合わせが容易に実施できるようになる（図１［２］）。
【００３７】
光学部品３０の製造時に窪み３３も同時に精度良く形成する点について、説明を補足する。本実施形態１では、レンズアレイを構成するレンズをプレスで形成するが、このレンズプレス時に窪み３３も同時に形成する。また、エッチングでレンズを形成する場合は、このエッチングで同時に窪み３３も形成する。これにより、レンズの光軸と窪み３３との相対位置を精度良く形成できる。
【００３８】
以上のように、本実施形態１によれば、面型光素子２０と光学部品３０との間隔（高さ）はコア４１の直径φで自動的に位置合わせでき、平面内は凹部２１，３１にコア４１が嵌ることによって容易に位置合わせできる。
【００３９】
なお、凹部２１の角とコア４１とは、図１［２］では接触しているが、これに限らず接触していなくてもよい。その場合は、凹部３１とコア４１との接触によってコア４１の位置が一意に決まる。つまり、凹部３１にコア４２が収まることによって、凹部３１の精度で面型光素子２０と光学部品３０との位置合わせができるようになる。したがって、凹部３１の精度で必要な精度（例えばマルチ導波路と面型発光素子との位置合わせであれば５〜１０μｍ程度）を出せばよいため、凹部２１の製造公差（凹部２１の大きさや、少なくとも三箇所ある凹部２１同士の相対的な位置精度）を大きく取ることにより低コスト化の効果が得られる。
【００４０】
図３［１］は、実施形態２の光モジュールを示す断面図である。以下、この図面に基づき説明する。
【００４１】
本実施形態２の光モジュール５０は、実施形態１の光モジュール１０（図１［１］）が補強用台座５２とともに基板５１上に設けられたものである。面型光素子２０は接合材５３によって基板５１に固着され、光学部品３０は接着剤５４によって補強用台座５２に固着されている。面型光素子２０は複数の面発光型半導体レーザから成る面型光素子アレイを用い、光学部品３０は複数のレンズから成るレンズアレイを用いている。基板５１には、面型光素子２０と図示しないドライバＩＣとを接続するために配線や、光学部品３０を支えて接着するための補強用台座５２が設けられている。面型光素子２０及び光学部品３０には、周縁四箇所に凹部２１，３１がそれぞれ設けられている。コア入り接合部品４０及びその周囲の構造は、図１［２］に示すものと同じである。
【００４２】
面型光素子２０の凹部２１は、その製造プロセス中に一括で形成されている。一方、光学部品３０の窪み３３（図１［２］）は、四角錐形状を呈し、レンズを形成するプレス工程時に一括形成されているので、レンズとの位置が非常に精度よくできている。窪み３３（図１［２］）及びその周囲に、金属を蒸着して凹部３１を形成した。凹部３１には、信頼性に優れたＴｉ／Ａｕの二層構造の金属膜３４（図１［２］）を用いた。
【００４３】
次に、光モジュール５０の製造方法について順を追って説明する。初めに、面型光素子２０を基板５１上の所定の位置に実装する。この実装には、熱伝導性が高く信頼性が高い金錫はんだを、接合材５３として用いた。続いて、面型光素子２０上の凹部２１にコア入り接合部品４０としてコア入りはんだボールを搭載し、コア入り接合部品４０の上に凹部３１を位置合せして光学部品３０を仮搭載する。続いて、光学部品３０に荷重をかけながらコア入り接合部品４０を溶融することにより、光学部品３０は凹部２１，３１によって面型光素子２０との相対位置が自動的に調整される。最後に、後工程で光学部品３０に力が加わった際に面型光素子２０が破損しないよう、光学部品３０と補強用台座５２とを接着剤５４で接着する。また、図示しないが、面型光素子２０と基板５１とはワイヤボンディングによって電気的に接続されている。
【００４４】
本実施形態２の光モジュール５０のその他の構成、作用及び効果は、実施形態１の光モジュール１０（図１［１］）と同様である。
【００４５】
図３［２］は、実施形態３の光モジュールを示す断面図である。以下、この図面に基づき説明する。
【００４６】
本実施形態３の光モジュール６０では、光学部品６１として光導波路アレイ６２が形成された基板を用いている。コア入り接合部品４０はコア入りはんだボールであり、コア入り接合部品４０及びその周囲の構造は図１［２］に示すものと同じである。ただし、接合材４２（図１［２］）は金錫はんだを用いている。
【００４７】
凹部３１（実装パッド）は基板（光学部品６１）上に形成され、面型光素子２０は基板（光学部品６１）上にコア入り接合部品４０を介してフリップチップ実装されている。本実施形態３によれば、高周波の配線をワイヤボンディングではなくコア入りはんだボールによって行うことができ、信号波形の劣化を抑えられるという利点も得られる。
【００４８】
本実施形態３の光モジュール６０のその他の構成、作用及び効果は、実施形態１の光モジュール１０（図１［１］）と同様である。
【００４９】
図４［１］は実施形態４の光モジュールの一部を示す平面図であり、図４［２］は実施形態４の光モジュールの一部を示す斜視図である。
【００５０】
本実施形態５では、光学部品３０の凹部３１が直線状の溝から成る。図４［１］は、面型光素子２０（図１［１］）の側から見た光学部品３０の平面図である。図４［２］は、溶融前のコア入り接合部品４０と凹部３１との位置関係を示す斜視図である。光学部品３０は、複数のレンズ３５を有するレンズアレイである。コア入り接合部品４０は球形である。
【００５１】
窪み３３は断面がＶ字状になっており、窪み３３の上に金属膜３４が形成されており、凹部３１は直線状の溝になっている。つまり、複数の凹部３１は直交する二本以上の溝で構成されていてもよい。この場合、熱膨張等による変形は１方向に限定されるため、変形の影響を受けにくくなるといった利点もある。
【００５２】
本実施形態４の光モジュールのその他の構成、作用及び効果は、実施形態１の光モジュール１０（図１［１］）と同様である。
【００５３】
図５［１］は、実施形態５の光モジュールを示す断面図である。以下、この図面に基づき説明する。
【００５４】
本実施形態５の光モジュールは７０は、チップの厚さ方向の一方の面に光素子を有する面型光素子２０と、面型光素子２０の他方の面が固着された実装面７１と実装面７１に設けられた凹部２１とを有する基板７２と、光素子に対向する面に凹部３１を有する光学部品３０と、コア４１（図１［２］）とコアの表面に設けられた接合材４２（図１［２］）とを有するコア入り接合部品４０と、を備えている。そして、凹部２１と凹部３１とは、コア入り接合部品４０を挟持するとともに、接合材４２（図１［２］）を介して接合されている。面型光素子２０は複数の面発光型半導体レーザから成る面型光素子アレイを用い、光学部品３０は複数のレンズから成るレンズアレイを用いている。コア入り接合部品４０及びその周囲の構造は図１［２］に示すものと同じである。
【００５５】
本実施形態５では、面型光素子２０と光学部品３０とが、直接固定されておらず、基板７２にそれぞれ固定されている。面型光素子２０は基板７２に接合材（金錫はんだ）７３によって実装され、光学部品３０はコア入り接合部品４０を介して基板７２と接続されている。基板７２には、面型光素子２０搭載用の位置合わせマーク（図示せず）と、凹部（実装パッド）２１が形成されている。凹部２１は、実施形態１において面型光素子２０に設けたものと同様の構造である。面型光素子２０の位置合わせマークと凹部２１とは、基板７２上に同一プロセスで製造されるため、非常に良い相対精度を持っている。
【００５６】
次に、実装方法について順を追って説明する。始めに、面型光素子２０を、基板７２上に形成された位置合わせマークを基にして所定の位置に実装する。この工程は、従来の面型光素子２０の実装と同じであり、非常に高精度の実装が可能である。続いて、基板７２上に設けられた凹部２１上にコア入り接合部品４０を搭載し、コア入り接合部品４０の上に光学部品３０を位置合せして仮搭載する。最後に、光学部品３０に荷重をかけながら、接合材４２（図１［２］）であるはんだを溶融することにより、光学部品３０は基板７２上の凹部２１と光学部品３０の凹部３１とによって相対位置が自動的に調整される。
【００５７】
本実施形態５によれば、面型光素子２０に凹部（実装パッド）２１が無い場合でも本発明を適用可能であり、従来の素子をそのまま使用できるためにコストを抑えて製造が可能となる。
【００５８】
本実施形態５の光モジュールのその他の構成、作用及び効果は、実施形態１の光モジュール１０（図１［１］）と同様である。
【００５９】
図５［２］は、実施形態６の光モジュールを示す断面図である。以下、この図面に基づき説明する。
【００６０】
本実施形態６の光モジュールは８０は、チップの厚さ方向の一方の面に光素子を有する面型光素子２０と、面型光素子２０の他方の面が固着された実装面８１と実装面８１に設けられた凹部２１とを有する基板（サブボード）８２と、光素子に対向する面に凹部３１を有する光学部品６１と、コア４１（図１［２］）とコアの表面に設けられた接合材４２（図１［２］）とを有するコア入り接合部品４０と、を備えている。そして、凹部２１と凹部３１とは、コア入り接合部品４０を挟持するとともに、接合材４２（図１［２］）を介して接合されている。面型光素子２０は複数の面発光型半導体レーザから成る面型光素子アレイを用い、光学部品６１として光導波路アレイ６２が形成された基板を用いている。コア入り接合部品４０及びその周囲の構造は図１［２］に示すものと同じである。面型光素子２０は、接合材（金錫はんだ）８３を介して基板８２に実装されている。
【００６１】
本実施形態６では、面型光素子２０が搭載された基板８２と、光導波路アレイ６２が形成された基板からなる光学部品６１とを接続している。面型光素子２０と基板８２との関係は、実施形態５の場合と同様である。また、光学部品６１は、実施形態３のものと同一である。
【００６２】
本実施形態６によれば、面型光素子２０及びそのドライバ等（図示せず）を基板（サブボード）８２上に搭載したサブモジュール形態を採ることができ、素子の検査を面型光素子２０とライバといった最小単位で行うことができるようになる。このため、不良品が発生した場合でもその不良品を基板に搭載する前に取り除くことができるので、製造歩留まりを向上できるようになる。更に、面型光素子２０に凹部（実装パッド）２１がない場合でも本発明を適用可能であり、従来の素子をそのまま使用できるためにコストを抑えて製造が可能となる。
【００６３】
本実施形態６の光モジュールのその他の構成、作用及び効果は、実施形態１の光モジュール１０（図１［１］）と同様である。
【００６４】
次に、実施形態５、６の効果について補足する。実施形態５、６の場合には、コアの大きさを面型光素子の厚さのばらつき分だけ大きく選ぶことにより、高さ方向には面型光素子の厚さばらつきの精度（２５〜５０μｍ）、かつ平面方向には実装精度に近い精度（＜５μｍ）で、実装が可能となる。更に、位置決めに使用するコア入りはんだボールによって、電気的な接続も同時に可能であるので、光モジュールの組立てコストを低減できる。
【００６５】
以上、上記各実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記各実施形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細については、当業者が理解し得るさまざまな変更を加えることができる。また、本発明には、上記各実施形態の構成の一部又は全部を相互に適宜組み合わせたものも含まれる。
【００６６】
例えば、上記各実施形態において、コア入りはんだボールの代わりにコア入り接着剤を用いてもよい。その場合は、コア入りはんだボールを用いたときよりも低温での製造が可能となるといった利点もある。光学部品の窪みの形状は、四角錐でなくとも、例えば円錐、多角錐などでもよい。面型光素子は、面発光型半導体レーザなどの発光素子の代わりにフォトダイオードなどの受光素子としてもよい。その場合、面発光型半導体レーザに比べてフォトダイオードの有効径は大きいため、位置合わせのトレランスを広く取ることができる。
【００６７】
上記の実施形態の一部又は全部は以下の付記のようにも記載され得るが、本発明は以下の構成に限定されるものではない。
【００６８】
（付記１）チップの厚さ方向の一方の面に光素子と第一の凹部とを有する面型光素子と、
前記光素子に対向する面に第二の凹部を有する光学部品と、
コアと当該コアの表面に設けられた接合材とを有するコア入り接合部品とを備え、
前記第一の凹部と前記第二の凹部とは、前記コア入り接合部品を挟持するとともに、前記接合材を介して接合された、
ことを特徴とする光モジュール。
【００６９】
（付記２）付記１記載の光モジュールにおいて、
前記コア入り接合部品は、前記コアが球形であり前記接合材がはんだであるコア入りはんだボールであり、
前記コアは、内部が前記はんだの融点以下で溶融しない材料から成り、表面が前記はんだによる接合が可能な材料から成り、
前記第一及び第二の凹部の表面は、前記はんだによる接合が可能な材料から成る、
ことを特徴とする光モジュール。
【００７０】
（付記３）付記２記載の光モジュールにおいて、
前記第一及び第二の凹部のどちらか一方は、直線状の溝から成る、
ことを特徴とする光モジュール。
【００７１】
（付記４）付記１乃至３のいずれか一つに記載の光モジュールにおいて、
前記面型光素子が複数の面発光型半導体レーザから成る面型光素子アレイであり、前記光学部品が複数のレンズから成るレンズアレイである、
ことを特徴とする光モジュール。
【００７２】
（付記５）付記１乃至４のいずれか一つに記載の光モジュールと、基板と、補強用台座とを備え、
前記面型光素子及び前記補強用台座が前記基板に固着され、前記光学部品が前記補強用台座に固着された、
ことを特徴とする光モジュール。
【００７３】
（付記６）チップの厚さ方向の一方の面に光素子と第一の凹部とを有する面型光素子と、
前記光素子に対向する面に第二の凹部を有する光学部品と、
コアと当該コアの表面に設けられた接合材とを有するコア入り接合部品とを用意し、
前記第一の凹部と前記第二の凹部とで前記コア入り接合部品を挟持し、
前記第一の凹部と前記第二の凹部とを前記接合材を介して接合する、
ことを特徴とする光モジュールの実装方法。
【００７４】
（付記７）付記６記載の光モジュールの実装方法において、
前記コア入り接合部品は、前記コアが球形であり前記接合材がはんだであるコア入りはんだボールであり、
前記コアは、内部が前記はんだの融点以下で溶融しない材料から成り、表面が前記はんだによる接合が可能な材料から成り、
前記第一及び第二の凹部の表面は、前記はんだによる接合が可能な材料から成り、
前記はんだを溶融することにより、前記第一の凹部と前記第二の凹部とを前記はんだを介して接合する、
ことを特徴とする光モジュールの実装方法。
【００７５】
（付記８）付記７記載の光モジュールの実装方法において、
前記第一及び第二の凹部のどちらか一方は、直線状の溝から成る、
ことを特徴とする光モジュールの実装方法。
【００７６】
（付記９）付記６乃至８のいずれか一つに記載の光モジュールの実装方法において、
前記面型光素子が複数の面発光型半導体レーザから成る面型光素子アレイであり、前記光学部品が複数のレンズから成るレンズアレイである、
ことを特徴とする光モジュールの実装方法。
【００７７】
（付記１０）付記６乃至９のいずれか一つに記載の光モジュールの実装方法において、
基板と補強用台座とを更に用意し、
前記第一の凹部と前記第二の凹部とを前記接合材を介して接合する前に、前記面型光素子及び前記補強用台座を前記基板に固着し、
前記第一の凹部と前記第二の凹部とを前記接合材を介して接合した後に、前記光学部品を前記補強用台座に固着する、
ことを特徴とする光モジュールの実装方法。
【００７８】
（付記１１）チップの厚さ方向の一方の面に光素子を有する面型光素子と、
この面型光素子の他方の面が固着された実装面と、この実装面に設けられた第一の凹部とを有する基板と、
前記光素子に対向する面に第二の凹部を有する光学部品と、
コアと当該コアの表面に設けられた接合材とを有するコア入り接合部品とを備え、
前記第一の凹部と前記第二の凹部とは、前記コア入り接合部品を挟持するとともに、前記接合材を介して接合された、
ことを特徴とする光モジュール。
【００７９】
（付記１２）チップの厚さ方向の一方の面に光素子を有する面型光素子と、
この面型光素子の他方の面が固着された実装面と、この実装面に設けられた第一の凹部とを有する基板と、
前記光素子に対向する面に第二の凹部を有する光学部品と、
コアと当該コアの表面に設けられた接合材とを有するコア入り接合部品とを用意し、
前記第一の凹部と前記第二の凹部とで前記コア入り接合部品を挟持し、
前記第一の凹部と前記第二の凹部とを前記接合材を介して接合する、
ことを特徴とする光モジュールの実装方法。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
本発明は、例えば面発光型半導体レーザなどの面型光素子と光学部品とを実装する技術に利用可能である。
【符号の説明】
【００８１】
１０  光モジュール
２０  面型光素子
２１  第一の凹部
２２  一方の面
２３  光素子
２４  絶縁膜
２５  金属膜
３０  光学部品
３１  第二の凹部
３２  対向する面
３３  窪み
３４  金属膜
３５  レンズ
４０  コア入り接合部品
４１  コア
４２  接合材
５０  光モジュール
５１  基板
５２  補強用台座
５３  接合材
５４  接着剤
６０  光モジュール
６１  光学部品
６２  光導波路アレイ
７０  光モジュール
７１  実装面
７２  基板
７３  接合材
８０  光モジュール
８１  実装面
８２  基板
８３  接合材
ｄ  面型光素子と光学部品との距離
ｔ  面型光素子の厚さ
φ  コアの直径
１０１  光素子
１０２  球レンズ
１０３  面型光素子アレイ
１０４  光学部品アレイ
１０５，１０６  光学基準プレート
１０７，１０８  基準面
θ１  回転
θ２  傾き
【図１】
2012128233.tif 000003
【図２】
2012128233.tif 000004
【図３】
2012128233.tif 000005
【図４】
2012128233.tif 000006
【図５】
2012128233.tif 000007
【図６】
2012128233.tif 000008