(57)【要約】【課題】  作業効率を向上させつつ信頼性の高い光モジュールを製造する光モジュールの製造方法を提供する。【解決手段】  光モジュール１の製造方法は、筐体１０に接続される金属製のパイプ２０の貫通孔Ｈ内に、所定の距離被覆層５３が剥離された光ファイバ５０が挿通された状態で、誘導加熱機８０を用いて、パイプ２０の貫通孔Ｈを封止するはんだ封止工程Ｐ４と、パイプ２０に接続されるガイド３０と被覆層５３とを誘導加熱機８０を用いて熱硬化性樹脂３１により固定する樹脂固定工程Ｐ５とを備え、誘導加熱機８０は、磁性コア８１を有し、はんだ封止工程Ｐ４においては、磁性コア８１によりパイプが誘導加熱され、樹脂固定工程Ｐ５においては、ガイド３０と接触するように配置された金属部材８３が、誘導加熱され、金属部材８３からの熱伝導により、ガイド３０が加熱される【選択図】    図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体に一端が接続され他端が前記筐体の外側に延在すると共に、貫通孔が前記筐体内に連通する金属製のパイプの前記貫通孔内に、一方の端部から所定の距離被覆層が剥離された光ファイバが挿通された状態で、前記パイプの内壁と前記光ファイバの前記被覆層が剥離された部分とを、誘導加熱機を用いてはんだ付けして、前記貫通孔を封止するはんだ封止工程と、
前記パイプに接続される補強部材と前記被覆層とを前記誘導加熱機を用いて熱硬化性樹脂により固定する樹脂固定工程と、
を備え、
前記誘導加熱機は、第１ギャップと前記第１ギャップよりも間隔が大きい第２ギャップとが形成された磁性コアを有し、
前記磁性コアは、前記第１ギャップにおける磁路内に前記パイプが位置する共に、前記第２ギャップを形成する前記磁性コアの端面が前記補強部材と離間するように、配置され、
前記はんだ封止工程においては、前記磁性コアにより前記パイプが誘導加熱され、
前記樹脂固定工程においては、少なくとも一部が前記第２ギャップにおける磁路内に位置すると共に、前記補強部材と接触するように配置された金属部材が、前記磁性コアにより誘導加熱され、前記金属部材からの熱伝導により、前記補強部材が加熱される
ことを特徴とする光モジュールの製造方法。
【請求項２】
前記金属部材は、前記パイプよりも高い透磁率を有することを特徴とする請求項１に記載の光モジュールの製造方法。
【請求項３】
前記樹脂固定工程において、未硬化状態の熱硬化性樹脂を充填しながら、前記金属部材を誘導加熱することを特徴とする請求項１に記載の光モジュールの製造方法。
【請求項４】
前記磁性コアは、板状の底ブロックと、前記底ブロックから互いに向き合って延在し、互いに前記第２ギャップの間隔だけ離れた端面を有する一対のブロックと、前記一対のブロックのそれぞれの端部の一部から互いに近づく方向へ突出し、互いに前記第１ギャップの間隔だけ離れた端面を有する一対の凸ブロックでなることを特徴とする請求項１に記載の光モジュールの製造方法。
【請求項５】
前記補強部材は、前記パイプの外周面と前記熱硬化性樹脂が充填される領域とを囲むセラミック製またはガラス製の管でなり、前記光ファイバの前記被覆層の端部が、前記管の貫通孔内に位置することを特徴とする請求項１に記載の光モジュールの製造方法。
【請求項６】
前記補強部材は、前記パイプの外周面と前記熱硬化性樹脂が充填される領域とを囲み、前記筐体の反対側において、前記光ファイバが導出可能な孔が形成されている耐熱性製の袋体でなり、前記光ファイバの前記被覆層の端部が、前記袋体内に位置することを特徴とする請求項１に記載の光モジュールの製造方法。
【請求項７】
前記金属部材のうち前記補強部材に接触する部位には、前記補強部材の外周面の一部に沿った溝が形成されていることを特徴とする請求項５または６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、作業効率を向上させつつ信頼性の高い光モジュールを製造することができる光モジュールの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光モジュールの一つとして、半導体レーザ素子から出力されたレーザ光が光ファイバを介して出力される光モジュールが知られている。この光モジュールでは、一般に、筐体内に配置された半導体レーザ素子と光ファイバの一端との相対的位置が正確に合わされた状態で、ファイバマウント上に被覆層が剥離された光ファイバの一端側が固定される。
【０００３】
光ファイバの他端側は、筐体の外周側へ突出するパイプに挿通され、筐体の外部に導出されており、そのパイプの内周面と光ファイバの外周面との間の空間は隙間なく封止されている。
【０００４】
このような光モジュールの製造方法として、下記特許文献１に記載の製造方法が提案されている。この製造方法では、光ファイバの一端側において、被覆層が剥離される。そして、被覆層が剥離された光ファイバの一端側は、被覆層の端部がパイプの途中まで入り込むようにして、筐体の外側からパイプに挿通され、筐体内において、光ファイバの端部近傍がファイバマウント上に配置されると共に、上述のように固定される。また、パイプの貫通孔における光ファイバの被覆層が剥離された部分が位置している部分が、はんだにより封止（はんだ封止）され、さらに、被覆層の端部を含み、被覆層とパイプの内周面との空間が熱硬化性樹脂で埋められて、被覆層がパイプに固定（樹脂固定）される。
【０００５】
この封止を行う際、特許文献１の光モジュールの製造方法では、加熱する手段として、はんだこて、誘導加熱機又はレーザ光が挙げられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−１３９８４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、上述の様な筐体から延在するパイプを介して光ファイバが導出する構成を有する光モジュールを製造するにあたり、信頼性を高くするためには、パイプの貫通孔が適切にはんだ封止されることが求められる。このためには、パイプの内壁におけるはんだ封止される部分のはんだ濡れ性が出来るだけ均一になることが好ましく、このためこの部分が出来るだけ均一に加熱されることが求められる。従って、パイプの内壁を略均一に加熱することができる誘導加熱機による誘導加熱を用いて、このはんだ封止される部分を加熱したいという要請がある。さらに、はんだ封止される部分を誘導加熱により加熱する場合、作業効率を向上させるため樹脂固定される部分も同様の加熱機を用いて誘導加熱により加熱したいという要請がある。
【０００８】
しかし、はんだ封止される部分と、樹脂固定される部分とは、互いに隣り合うものの異なる場所である。従って、それらの部分をそれぞれ誘導加熱するためには、誘導加熱機の磁性コアを移動しなければならず、作業効率が悪くなるといった問題が生じる。そこで、はんだ封止される部分と樹脂固定される部分の両方を誘導加熱できるような大きさを有する磁性コア、すなわちパイプの長さと同様の幅を有する様な磁性コアを用いて、パイプ全体を誘導加熱することが考えられる。しかし、この場合、はんだを溶融するような高い温度までパイプを加熱すると、パイプの樹脂固定される部分も同様に加熱されるため、樹脂固定される部分に挿入されている光ファイバの被覆層が焼損することがあり、製造される光モジュールの信頼性が低下してしまう虞がある。
【０００９】
さらに、はんだ封止される部分は、金属から構成されるものの、樹脂固定される部分が、セラミック製のパイプ等から成る場合がある。このような場合、樹脂固定される部分を誘導加熱により加熱すると、セラミックが金属よりも誘導加熱されないことに起因して、加熱時間が長くなり、作業効率が低下してしまう。
【００１０】
そこで、本発明は、作業効率を向上させつつ信頼性の高い光モジュールを製造する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】
【００１１】
上記課題を解決するため、本発明の光モジュールの製造方法は、筐体に一端が接続され他端が前記筐体の外側に延在すると共に、貫通孔が前記筐体内に連通する金属製のパイプの前記貫通孔内に、一方の端部から所定の距離被覆層が剥離された光ファイバが挿通された状態で、前記パイプの内壁と前記光ファイバの前記被覆層が剥離された部分とを、誘導加熱機を用いてはんだ付けして、前記貫通孔を封止するはんだ封止工程と、前記パイプに接続される補強部材と前記被覆層とを前記誘導加熱機を用いて熱硬化性樹脂により固定する樹脂固定工程と、を備え、前記誘導加熱機は、第１ギャップと前記第１ギャップよりも間隔が大きい第２ギャップとが形成された磁性コアを有し、前記磁性コアは、前記第１ギャップにおける磁路内に前記パイプが位置する共に、前記第２ギャップを形成する前記磁性コアの端面が前記補強部材と離間するように、配置され、前記はんだ封止工程においては、前記磁性コアにより前記パイプが誘導加熱され、前記樹脂固定工程においては、少なくとも一部が前記第２ギャップにおける磁路内に位置すると共に、前記補強部材と接触するように配置された金属部材が、前記磁性コアにより誘導加熱され、前記金属部材からの熱伝導により、前記補強部材が加熱されることを特徴とするものである。
【００１２】
このような光モジュールの製造方法によれば、誘導加熱によりパイプをはんだ付けして封止するので、パイプ内におけるはんだ封止される部分の温度がばらつくことを抑制することができ、はんだ濡れ性がばらつくことを抑制することができる。従って、はんだによりパイプの貫通孔を適切に封止でき、信頼性の高い光モジュールとすることができる。さらに、光ファイバの被覆層を熱可塑性樹脂で固定する際においては、誘導加熱により加熱される金属部材からの熱伝導により補強部材が加熱され、この補強部材の熱により熱可塑性樹脂が硬化する。従って、補強部材が誘導加熱されづらい材料から成る場合であっても、熱硬化性樹脂を適切に硬化することができ、信頼性の高い光モジュールとすることができる。また、はんだ封止工程から樹脂固定工程に至るまでに、金属部材を配置するのみで良いため、磁性コアを移動させる必要が無い。このため、光モジュールを製造するための作業効率を向上させることができる。このように、本発明の光モジュールの製造方法によれば、作業効率を向上させつつ信頼性の高い光モジュールを製造することができる。
【００１３】
また、前記金属部材は、前記パイプよりも高い透磁率を有することが好ましい。金属部材がパイプよりも高い透磁率を有することにより、樹脂固定工程において、より多くの磁束を金属部材に取り込むことができ、金属部材の温度をより上昇させることができる。従って、より効率良く補強部材の温度を上昇させることができ、効率良く樹脂固定を行うことができる。
【００１４】
また、前記樹脂固定工程において、未硬化状態の熱硬化性樹脂を充填しながら、前記金属部材を誘導加熱することが好ましい。
【００１５】
金属部材からの熱伝導で加熱される補強部材の熱により、未硬化状態の熱硬化性樹脂は、充填される順に硬化される。従って、未硬化状態の熱硬化樹脂を充填した後に加熱を開始する場合と比べて、熱硬化性樹脂の液だれを抑制することができる。
【００１６】
また、前記磁性コアは、板状の底ブロックと、前記底ブロックから互いに向き合って延在し、互いに前記第２ギャップの間隔だけ離れた端面を有する一対のブロックと、前記一対のブロックのそれぞれの端部の一部から互いに近づく方向へ突出し、互いに前記第１ギャップの間隔だけ離れた端面を有する一対の凸ブロックでなることが好ましい。
【００１７】
このような光モジュールの製造方法によれば、磁性コアにおける一対のブロックのそれぞれの端面を橋渡しするように金属部材を配置することができ、別の部材を用いて磁性コアと金属部材とを固定しなくても良い。従って、別の部材を用いて磁性コアと金属部材とを固定する場合に比べて、容易に金属部材を配置することができ、容易に光モジュールを製造することができる。
【００１８】
また、前記パイプの外周面と前記熱硬化性樹脂が充填される領域とを囲むセラミック製またはガラス製の管でなり、前記光ファイバの前記被覆層の端部が、前記管の貫通孔内に位置することが好ましい。
【００１９】
補強部材であるセラミック製またはガラス製の管は、パイプを囲んだ状態でパイプに接続されるため、補強部材とパイプとが軸ずれすることを防止することができる。そして、セラミック製またはガラス製の補強部材は変形しないため、熱硬化性樹脂が外力により変形することが防止される。従って、補強部材の貫通孔内の光ファイバを、熱硬化性樹脂により、適切に保護することができる。なお、セラミック製またはガラス製の管の一端から他端に渡って、光ファイバの被覆層の外径より大きい幅の切り欠きを有していれば、この切り欠きを介して、光ファイバを管の貫通孔に挿通することができるので好ましい。
【００２０】
或いは、前記補強部材は、前記パイプの外周面と前記熱硬化性樹脂が充填される領域とを囲み、前記筐体の反対側において、前記光ファイバが導出可能な孔が形成されている耐熱性製の袋体でなり、前記光ファイバの前記被覆層の端部が、前記袋体内に位置することが好ましい。
【００２１】
光ファイバは、熱硬化性樹脂から導出すると共に、袋体の孔に通される。従って、光ファイバの熱硬化性樹脂から導出する部分は、袋体により保護されて、急峻に曲がることが抑制される。従って、より信頼性の高い光モジュールを製造することができる。
【００２２】
また、前記金属部材のうち前記補強部材に接触する部位には、前記補強部材の外周面の一部に沿った溝が形成されていることが好ましい。
【００２３】
このような光モジュールの製造方法によれば、溝が形成されない場合に比べて、金属部材に対する補強部材の接触面積が大きくなるため、金属部材から補強部材に伝導する熱量が大きくなる。したがって、より一段と加熱効率を向上することができ、より短時間で樹脂固定を行うことができる。
【発明の効果】
【００２４】
以上のように、本発明によれば、作業効率を向上させつつ信頼性の高い光モジュールを製造する光モジュールの製造方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の第１実施形態に係る光モジュールの構造を示す図である。
【図２】光ファイバの長手方向に垂直な断面における構造を示す図である。
【図３】光モジュールの製造方法の工程を示すフローチャートである。
【図４】挿通工程後における光モジュールの様子を示す図である。
【図５】ファイバ結合工程後における光モジュールの様子を示す図である。
【図６】誘導加熱装置を示す図である。
【図７】はんだ封止工程における光モジュールの様子を示す図である。
【図８】樹脂固定工程における光モジュールの様子を示す図である。
【図９】本発明の第２実施形態に係る光モジュールの構造を示す図である。
【図１０】第２実施形態の樹脂固定工程における光モジュールの様子を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明に係る光モジュールの製造方法の好適な実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２７】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係る光モジュールを真横から見る場合の構造を示す図である。図１に示すように、光モジュール１は、筐体１０と、筐体１０に接続されるパイプ２０と、パイプ２０に接続される補強部材としてのガイド３０と、筐体内に配置されるレーザマウント４１及びファイバマウント４３と、レーザマウント４１上に配置される半導体レーザ素子４２と、パイプ２０を介して筐体１０内に挿通される光ファイバ５０とを主な構成として備える。なお、図１においては、理解の容易のため、筐体１０、パイプ２０及びガイド３０についてはその断面を示し、レーザマウント４１、ファイバマウント４３及び半導体レーザ素子４２については、形状を直方体として簡略して示している。
【００２８】
本実施形態の筐体１０は、天壁１１及び底壁１２と、その天壁１１と底壁１２とに挟まれる側壁１３とを有し、これらの壁によって空間が形成されている。このように、筐体１０の形状は、中空の略直方体とされる。さらに、筐体１０の特定の側壁１３には開口が形成されている。
【００２９】
パイプ２０は、金属製の管体から成り、上述のように筐体１０に一端が接続されて、他端が筐体１０の外側に延在している。そして、パイプ２０の貫通孔Ｈは、上述の側壁１３の開口と繋がっている。従って、パイプ２０の貫通孔Ｈは、筐体１０内に連通している。このパイプ２０は、筐体１０と別体として成形されて、筐体１０の側壁１３に接続されても良く、筐体１０と一体に成形されても良い。また、パイプ２０には、外周面から内周面まで貫通する開口Ｈｖが、パイプ２０の長手方向に対して垂直に形成されている。
【００３０】
ガイド３０は、セラミック製またはガラス製の管体から成り、ガイド３０の一方の端部が筐体１０の側壁１３の近傍に位置するように、パイプ２０がガイド３０の貫通孔Ｈ内に挿入され、パイプ２０とガイド３０が嵌合している。従って、ガイド３０は、パイプ２０の外周面を囲んで、パイプ２０に接続されている。このガイド３０は、パイプ２０よりも長く形成されており、パイプ２０がガイド３０に挿入された状態において、ガイド３０は、パイプ２０の先端から突出する突出部位３０Ａを有する。この突出部位３０Ａの内空は、後述の様に熱硬化性樹脂が充填される領域である。
【００３１】
レーザマウント４１は、半導体レーザ素子４２の高さを調整するための台であり、筐体１０の内壁における所定位置に例えばはんだ付け等により固定されている。このレーザマウント４１は、このように筐体１０と別体に設けられて筺体に固定されても良いが、筐体１０と一体に成型されても良い。
【００３２】
半導体レーザ素子４２は、レーザマウント４１上にはんだ等により固定されている。この半導体レーザ素子４２においては、複数の半導体層が積層されており、これらの半導体層により共振器構造が形成されている。そして、半導体レーザ素子４２の光ファイバ側の面から、例えば、波長が９００ｎｍ帯のレーザ光を出力する。
【００３３】
ファイバマウント４３は、光ファイバ５０の高さを調整するための台であり、筐体１０の内壁における所定位置に例えばはんだ付け等により固定されている。このファイバマウント４３は、レーザマウント４１同様に、筐体１０と一体に成型されても良く、筐体１０とは別体として設けられていても良い。
【００３４】
図２は、光ファイバ５０の長手方向に垂直な断面の構造を示す図である。図２に示すように、光ファイバ５０は、コア５１と、コア５１の外周面を囲むクラッド５２と、クラッド５２の外周面を被覆する被覆層５３とから構成される。
【００３５】
コア５１は、例えば、ゲルマニウム等の屈折率を上げるドーパントが添加された石英から形成される。クラッド５２は、例えば、何らドーパントが添加されない純粋な石英から形成され、コア５１の屈折率よりも低い屈折率とされる。被覆層５３は、例えば、紫外線硬化樹脂等から形成される１層又は２層以上の樹脂層とされる。
【００３６】
また、図１に示すように、被覆層５３は、光ファイバ５０の一方の端部から所定の距離剥離されており、剥離された部分においては、クラッド５２が被覆層５３から露出している。そして、光ファイバ５０は、被覆層５３の端部が、ガイド３０の突出部位３０Ａにおける内空に位置するように、パイプ２０の貫通孔Ｈから筐体１０内に挿通されており、貫通孔Ｈ内及び筐体１０内には、被覆層５３が剥離された部分が位置している。
【００３７】
筐体１０内に位置する光ファイバ５０の一方の端部は、半導体レーザ素子４２の出射面に対向する位置に正確に位置合わせされて、被覆層５３が剥離されているこの一方の端部近傍が、はんだや樹脂等の結合部材４４によりファイバマウント４３上に固定されている。一方、貫通孔Ｈ内に位置する光ファイバ５０の被覆層５３が剥離された部分は、はんだ２１によりパイプ２０の内壁に固定されている。
【００３８】
はんだ２１は、パイプ２０の貫通孔Ｈ及び開口Ｈｖ全体に充填された状態で固化しており、貫通孔Ｈは隙間なく封止されている。このため筐体１０は気密状態にされている。このようなはんだ２１の材料としては、例えば、金錫系の共晶はんだを挙げることができ、Ａｕと錫（Ｓｎ）の比としては、Ａｕ８０％−Ｓｎ２０％や、Ａｕ１０％−Ｓｎ９０％を挙げることができる。
【００３９】
なお、光ファイバ５０のクラッド５２の材料は、石英（ガラス）であるため、一般にはんだ濡れ性が悪い。このため、光ファイバ５０をはんだ２１に適切に固着させるため、光ファイバ５０の貫通孔Ｈ内に位置する部分には、めっき技術等を用いて、金属から成る図示しないメタライズ層が設けられていることが好ましい。このメタライズ層は、はんだに濡れやすく、はんだに固定され易い構成とされている。一般に光モジュールにおいては、はんだ付けをフラックス無しで行うため、メタライズ層の表面は、濡れ性を高めるためＡｕであることが好ましい。また、メタライズ層の光ファイバ側には、Ａｕの石英に対する密着性を高めるために下地層としてＮｉ層が形成されていることが好ましい。
【００４０】
また、ガイド３０における突出部位３０Ａの内空に位置する光ファイバ５０のクラッド５２と、被覆層５３は、セラミック製またはガラス製の管でなるガイド３０の内壁に熱硬化性樹脂３１により固定されている。この熱硬化性樹脂３１は、ガイド３０の内空全体に充填された状態で硬化しているため、ガイド３０の開口から導出される光ファイバ５０の被覆層５３は、動きが規制されており、この被覆層５３の動きの規制により、被覆層５３内のコア５１やクラッド５２が急峻に曲がり折れることが防止されている。
【００４１】
このような熱硬化性樹脂３１の材料としては、特に限定されないが、例えば、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、熱硬化性ポリイミド等を挙げることができる。
【００４２】
このような光モジュール１では、図示しない電力源から供給される電力により半導体レーザ素子４２が励起されると、半導体レーザ素子４２からレーザ光が出射する。出射したレーザ光は、光ファイバ５０の一方の端部において、コア５１に入射し、コア５１を伝播して、光ファイバ５０の他端側から外部に出射される。
【００４３】
次に、光モジュール１の製造方法について説明する。
【００４４】
図３は、光モジュール１の製造方法の工程を示すフローチャートである。図３に示すように、光モジュール１の製造方法は、主として、光ファイバ５０、及び、パイプ２０が接続された筐体１０、及び、ガイド３０を準備する準備工程Ｐ１と、光ファイバ５０の一方の端部をパイプ２０の貫通孔Ｈを介して筐体１０に挿通する挿通工程Ｐ２と、光ファイバ５０の一方の端部と半導体レーザ素子４２の出射口とを結合させて光ファイバ５０をファイバマウント４３上に固定するファイバ結合工程Ｐ３と、パイプ２０の貫通孔Ｈ内をはんだ付けして封止するはんだ封止Ｐ４と、ガイド３０の突出部位３０Ａにおいて、光ファイバ５０を熱硬化性樹脂３１によりガイド３０に固定する樹脂固定工程Ｐ５とを備える。
【００４５】
以下、これらの工程Ｐ１〜Ｐ５を、図４〜図７を適宜用いて詳細に説明する。
【００４６】
＜準備工程Ｐ１＞
準備工程Ｐ１では、上述のように光ファイバ５０及びパイプ２０が接続された筐体１０及びガイド３０を準備する。
【００４７】
光ファイバ５０の準備においては、光ファイバ５０の一方の端部から所定の距離だけ被覆層５３を剥離する。この所定の距離は、後述のように半導体レーザ素子４２の出射されるレーザ光が光ファイバ５０に入射するように、光ファイバ５０をパイプ２０に挿通して、光ファイバ５０の一方の端部を半導体レーザ素子４２の出射口に対向させたときに、被覆層５３の端部がパイプ２０から僅かに出る程度の距離とする。
【００４８】
さらに、このように光ファイバ５０をパイプ２０に挿通したときにおける光ファイバ５０の貫通孔Ｈ内に位置する部分には、上述のように図示しないメタライズ層を設けておくことが好ましい。メタライズ層が、上述のように、Ｎｉ層とＡｕ層との積層体である場合、めっき法によりメタライズ層を設ければ良い。めっき法によれば、長さ方向に垂直な断面が円形である光ファイバ５０の側面に対して、より均一な厚さでメタライズ層を設けることができるためである。
【００４９】
また、パイプ２０が接続された筐体１０の準備においては、例えば筐体１０の天壁１１が開けられた状態の筐体１０を準備する。筐体１０とパイプ２０とが、別体として形成されている場合には、筐体１０の側壁１３に開口を形成して、パイプ２０の貫通孔Ｈが側壁１３の開口を介して筐体１０内と連通するようにして、筐体１０とパイプ２０とを接続する。また、筐体１０内に、レーザマウント４１、ファイバマウント４３を配置すると共に、レーザマウント４１上に半導体レーザ素子４２を固定する。
【００５０】
また、ガイド３０の準備においては、パイプ２０の外径及び光ファイバ５０の被覆層５３の外径よりも、内径が大きなセラミック製またはガラス製の管を準備する。
【００５１】
＜挿通工程Ｐ２＞
次に、光ファイバ５０の被覆層５３が剥離されている部分を筐体１０の外側からパイプ２０の貫通孔Ｈに挿通して、光ファイバ５０の端部が筐体１０内に位置するようにする。このとき、光ファイバ５０の端部が、半導体レーザ素子４２の出射口付近に位置し、被覆層５３の端部が、パイプ２０の開口から僅かに出た場所に位置するように、光ファイバ５０をパイプ２０の貫通孔Ｈに押し入れる。なお、光ファイバ５０をパイプ２０の貫通孔Ｈに挿通する前に、光ファイバ５０をガイド３０の貫通孔に挿通しておき、ガイド３０とパイプ２０とが離間している状態（ガイド３０の貫通孔にパイプ２０が入り込まない状態）にしておくことが好ましい
【００５２】
こうして、図４に示すように、パイプ２０の貫通孔内に、一方の端部から所定の距離被覆層５３が剥離された光ファイバ５０が挿通された状態となる。
【００５３】
＜ファイバ結合工程Ｐ３＞
続いて、半導体レーザ素子４２から出射されるレーザ光の光軸に光ファイバ５０の中心軸が合うよう、図示しない治具を用いて光ファイバ５０の配置位置を微調整する。そして、ファイバマウント４３上に位置する光ファイバ５０の被覆層５３が剥離された部分を、結合部材４４によって、ファイバマウント４３に固定する。こうして、図５に示すように、筐体１０内における光ファイバ５０の、一方の端部近傍がファイバマウント４３に固定された状態となる。
【００５４】
＜はんだ封止工程Ｐ４＞
図６は、誘導加熱機８０を示す図である。はんだ封止工程Ｐ４においては、この磁性コア８１を有する誘導加熱機８０が用いられる。図６に示すように誘導加熱機８０は、磁性コア８１と、コイル８２とを主な構成として備えている。
【００５５】
磁性コア８１は、パイプ２０の外径よりも大きい第１の間隔Ｄ１を有する第１ギャップＧ１と、その第１の間隔Ｄ１よりも大きい間隔である第２の間隔Ｄ２を有する第２ギャップＧ２とが形成された磁性体から成る。具体的には、略直方体の板状の底ブロック８１Ａがあり、その底ブロック８１Ａの一側端には、底ブロック８１Ａの平面方向に対して垂直に延在する右側ブロック８１Ｂが一体に形成されている。また、底ブロック８１Ａの他側端には、右側ブロック８１Ｂと平行に延在する左側ブロック８１Ｃが一体に形成されている。
【００５６】
右側ブロック８１Ｂの端面のうち底ブロック８１Ａ側と反対側を向いている開放端面Ｆ１と、左側ブロック８１Ｃの端面のうち底ブロック８１Ａ側と反対側を向いている開放端面Ｆ２とは同一面上に位置し、これら開放端面Ｆ１と開放端面Ｆ２とが位置する平面は、底ブロック８１Ａの主平面と平行とされている。
【００５７】
右側ブロック８１Ｂの開放端面Ｆ１における一方の角部分には、左側ブロック８１Ｃ側に向かい斜めに延在する棒状の凸ブロック８１Ｄが、右側ブロック８１Ｂと一体に形成される。一方、左側ブロック８１Ｃの開放端面Ｆ２における一方の角部分には、右側ブロック８１Ｂ側に向かい斜めに延在する棒状の凸ブロック８１Ｅが、左側ブロック８１Ｃと一体に形成される。
【００５８】
これらの凸ブロック８１Ｄ、８１Ｅは、底ブロック８１Ａからの高さが同程度とされ、凸ブロック８１Ｄの先端面Ｆ１１と、凸ブロック８１Ｅの先端面Ｆ１２とは互いに離れて略対向する状態とされる。この先端面Ｆ１１と先端面Ｆ１２との間における最短距離が、第１の間隔Ｄ１であり、先端面Ｆ１１と先端面Ｆ１２とにより、第１ギャップＧ１が形成されている。さらに、右側ブロック８１Ｂの開放端面Ｆ１と左側ブロック８１Ｃの開放端面Ｆ２との間における最短距離が、第２の間隔Ｄ２であり、開放端面Ｆ１と開放端面Ｆ２とにより、第２ギャップＧ２が形成されている。なお、本実施形態においては、底ブロック８１Ａ、右側ブロック８１Ｂ及び左側ブロック８１Ｃの幅Ｗは、パイプ２０の長さ以上とされている。
【００５９】
このような磁性コア８１の磁性材料としては、フェライト、鉄ニッケル合金（パーマロイ（登録商標））、鉄アルミ珪素合金（センダスト（登録商標））などといった透磁率の高い材料を挙げることができる。
【００６０】
コイル８２は、導電性線材でなり、底ブロック８１Ａの外周上に巻回される。なお、このコイル８２は、底ブロック８１Ａに代えて、あるいは、底ブロック８１Ａに加えて、右側ブロック８１Ｂ又は左側ブロック８１Ｃに巻回されても良い。要するに、底ブロック８１Ａ、右側ブロック８１Ｂ及び左側ブロック８１Ｃの少なくとも一部の外周上にコイル８２が巻回されていれば良い。
【００６１】
このコイル８２に交流の電流が流れると、第１ギャップＧ１及び第２ギャップＧ２に磁場が生じる。従って、第１ギャップＧ１及び第２ギャップＧ２における磁路内に導電性の部材が配置されると、この部材は誘導加熱される。そして、この磁場は、それぞれ第１ギャップＧ１内及び第２ギャップＧ２内において強く、第１ギャップＧ１及び第２ギャップＧ２から離れると徐々に弱くなるため、第１ギャップＧ１及び第２ギャップＧ２から離れるにつれ、導電性の部材の加熱が弱くなる。
【００６２】
このような誘導加熱機８０を用いて、パイプ２０の貫通孔Ｈ内に位置する光ファイバ５０が、パイプ２０の内壁にはんだ付けされる。
【００６３】
まず、筐体１０が図示しない支持部材によって所定の支持位置で支持された状態で、図７に示すように、パイプ２０に対して磁性コア８１が配置される。具体的には、右側ブロック８１Ｂと左側ブロック８１Ｃとがパイプ２０の長手方向に平行となり、凸ブロック８１Ｄ及び凸ブロック８１Ｅが、筐体１０側を向くようにする。そして、第１ギャップＧ１における磁路内にパイプ２０が位置するようにし、さらに、第２ギャップＧ２を形成する開放端面Ｆ１及び開放端面Ｆ２から、パイプ２０が離間するようにして、磁性コア８１を配置する。例えば、第１ギャップＧ１内にパイプ２０の少なくとも一部が位置するようにすれば良い。
【００６４】
このように誘導加熱機の磁性コア８１が配置された状態で、はんだ２１をパイプ２０の開口Ｈｖに配置する。なお、はんだ２１の配置は、磁性コア８１の配置前に行われても良い。また、このはんだ２１の組成としてフラックスを含有しないことが、光ファイバ５０の端面又は半導体レーザ素子４２の出射面へのフラックスの付着を回避する観点や、はんだの腐食を防止する観点から好ましい。なお、図７においては、理解の容易のため、パイプ２０の開口Ｈｖに配置されるはんだ２１が省略されている。
【００６５】
続いて、誘導加熱機８０におけるコイル８２に交流の電圧が印加され、交流の電流が流れる。これにより磁性コア８１にコイル８２による磁場が生じ、磁性コア８１の第１ギャップＧ１における磁路中に配置される金属製のパイプ２０は、第１ギャップＧ１に生じる磁場によって誘導加熱される。この熱は、パイプ２０から、パイプ２０の開口Ｈｖに配置されたはんだ２１に伝導し、はんだ２１はこの熱により溶融する。溶融したはんだ２１は、パイプ２０の内壁を濡れるように広がり、パイプ２０の内壁と被覆層５３が剥離された光ファイバ５０の外周面との間を埋める。
【００６６】
そして、コイル８２に対して交流の電圧を印加し始めてから所定期間が経過した後、その印加を停止する。これによりパイプ２０の温度が下がり、はんだ２１が固化して、固化したはんだ２１によって、図１に示すように、パイプ２０の貫通孔Ｈ内が隙間なく封止されるとともに、その貫通孔Ｈ内に位置する光ファイバ５０がパイプ２０に固定される。
【００６７】
＜樹脂固定工程＞
次に、図８に示すように、ガイド３０をパイプ２０に接続する。具体的には、パイプ２０をガイド３０の貫通孔内に挿入して、パイプ２０とガイド３０とを嵌合する。このとき、上述のように光ファイバ５０をガイド３０の貫通孔に事前に挿通しておけば、はんだ２１により光ファイバ５０がパイプ２０に接続された状態で、ガイド３０とパイプ２０とを容易に嵌合することができる。
【００６８】
さらに、金属部材８３を準備して、少なくとも一部が第２ギャップＧ２における磁路内に位置すると共に、ガイド３０と接触するように金属部材８３を配置する。この金属部材８３は、右側ブロック８１Ｂの開放端面Ｆ１、及び、左側ブロック８１Ｃの開放端面Ｆ２に載置可能な部材であり、例えば略板状の部材とされる。そして、本実施形態における金属部材８３は、ガイド３０の外周面に対応するような、断面の形状が円弧状の溝８３Ａが、一面に形成されている。さらに、金属部材８３は、溝８３Ａが形成されている側と反対側の面の一部が凸状に形成された凸状部を有している。そして、金属部材８３は、磁性コア８１の端面の一部である開放端面Ｆ１及び開放端面Ｆ２上に載置されて、この凸状部８３Ｂが、第２ギャップＧ２内に入り込むと共に、溝８３Ａの内壁にガイド３０の外周面が接触される。
【００６９】
上述のように、誘導加熱機８０の磁性コア８１における右側ブロック８１Ｂ及び左側ブロック８１Ｃの幅Ｗは、パイプ２０の長さ以上とされている。従って、パイプ２０の最も筐体１０側に近い場所が第１ギャップＧ１内に位置する場合においても、金属部材８３がパイプ２０の外周面上に設けられるガイド３０の突出部位３０Ａと接触することができるようにして、金属部材８３を配置することができる。このため、はんだ封止工程Ｐ４において配置した磁性コア８１を動かすことなく、容易に本工程に移行することができる。なお、磁性コア８１における右側ブロック８１Ｂ及び左側ブロック８１Ｃの幅Ｗが、パイプ２０の長さより小さい場合には、磁性コア８１の配置を筐体１０からやや離すことにより、はんだ封止工程Ｐ４において配置した磁性コア８１を動かすことなく、本工程に移行することができる。
【００７０】
続いて、図示しない治具を用いて、ガイド３０の突出部位３０Ａの内空に未硬化状態の熱硬化性樹脂を充填しながら、誘導加熱機８０におけるコイル８２に交流の電圧を印加する。これにより磁性コア８１には、コイル８２による磁場が生じる。そして、金属部材８３の少なくとも一部は、第２ギャップＧ２における磁路内に配置されているため、金属部材８３は、第２ギャップＧ２に生じる磁場によって誘導加熱される。なお、本実施形態においては、金属部材８３の一部である凸状部８３Ｂが、第２ギャップＧ２内に入り込んでいるため、この凸状部８３Ｂが効率良く誘導加熱され、金属部材８３の一部が第２ギャップＧ２内に入り込んでいない場合と比べて、金属部材８３全体が効率良く加熱される。ただし、金属部材８３の少なくとも一部が第２ギャップＧ２における磁路内に配置される限りにおいて、金属部材８３の一部が第２ギャップ内に入り込んでいなくても良い。例えば、金属部材８３に凸状部８３Ｂが形成されていなくても、第２ギャップＧ２における磁界は、第２ギャップＧ２の外にも生じるので、金属部材８３の少なくとも一部が第２ギャップＧ２における磁路内に配置されることになり、金属部材８３は、第２ギャップＧ２における磁界により誘導加熱される。
【００７１】
こうして、金属部材８３において生じた熱は、金属部材８３と接触しているガイド３０に熱伝導する。このとき金属部材８３において生じる熱は、ガイド３０の温度が熱硬化性樹脂の硬化点よりも高くなるように設定される。なお、第２ギャップＧ２による磁場により、金属部材８３に加えてガイド３０が加熱されても良い。こうして、ガイド３０に伝導する熱により、未硬化状態の熱硬化性樹脂３１が硬化して、突出部位３０Ａにおけるガイド３０の内壁に光ファイバ５０の被覆層５３が固定される。
【００７２】
なお、金属部材８３は、パイプ２０よりも高い透磁率を有することが好ましい。例えば、パイプ２０がアルミ合金から成る場合、このような金属部材８３は、鉄珪素合金からなれば良い。このように金属部材８３が、パイプ２０よりも高い透磁率を有することにより、金属部材８３を誘導加熱する際、より多くの磁束を金属部材８３に取り込むことができ、金属部材８３の温度がより上昇させることができる。従って、より効率良くガイド３０の温度を上昇させることができ、効率良く熱硬化性樹脂を硬化させることができる。
【００７３】
また、本実施形態においては、上述のように溝８３Ａの内壁にガイド３０の外周面が接触されており、この溝８３Ａの内壁は、ガイド３０の外周面の形状に沿った形状であるため、金属部材８３に溝８３Ａが形成されない場合に比べて、金属部材８３に対するガイド３０の接触面積が大きくなる。このため、金属部材８３からガイド３０に伝導する熱量が大きくなる。したがって、より一段と加熱効率を向上することができ、より短時間で樹脂固定を行うことができる。なお、図８においては、理解の容易のため、熱硬化性樹脂３１が省略されている。
【００７４】
こうして、図１に示す光モジュール１を得る。
【００７５】
以上説明したように、本実施形態における光モジュール１の製造方法によれば、誘導加熱によりパイプ２０をはんだ付けして封止するので、パイプ２０内におけるはんだ封止される部分の温度がばらつくことを抑制することができ、はんだ濡れ性がばらつくことを抑制することができる。従って、はんだ２１によりパイプ２０の貫通孔Ｈを適切に封止でき、信頼性の高い光モジュールとすることができる。さらに、光ファイバ５０の被覆層５３を熱硬化性樹脂３１で固定する際においては、誘導加熱により加熱される金属部材８３からの熱伝導によりガイド３０が加熱され、このガイド３０の熱により熱硬化性樹脂３１が硬化する。従って、ガイド３０が本実施形態の様に誘導加熱されないセラミックまたはガラスであっても熱硬化性樹脂３１を適切に硬化することができ、信頼性の高い光モジュールとすることができる。また、はんだ封止工程Ｐ４から樹脂固定工程Ｐ５に至るまでに、金属部材８３を配置するのみで良いため、磁性コア８１を移動させる必要が無い。このため、光モジュール１を製造するための作業効率を向上させることができる。このように、本実施形態の光モジュール１の製造方法によれば、作業効率を向上させつつ信頼性の高い光モジュールを製造することができる。
【００７６】
また、本実施形態の樹脂固定工程Ｐ５においては、上述のように未硬化状態の熱硬化性樹脂を充填しながら、金属部材８３を誘導加熱する。このため、金属部材８３からの熱伝導で加熱されるガイド３０の熱により、未硬化状態の熱硬化性樹脂は、充填される順に硬化される。従って、未硬化状態の熱硬化樹脂を充填した後に加熱を開始する場合と比べて、熱硬化性樹脂の液だれを抑制することができる。ただし、液だれを防止する手段を用いて、未硬化状態の熱硬化性樹脂を充填した後に加熱を開始しても良い。
【００７７】
また、上述のように、磁性コア８１は、板状の底ブロック８１Ａと、底ブロック８１Ａから互いに向き合って延在し、互いに第２ギャップＧ２の間隔だけ離れた開放端面Ｆ１、Ｆ２を有する一対の右側ブロック８１Ｂ、左側ブロック８１Ｃを有する。従って、右側ブロック８１Ｂ、左側ブロック８１Ｃのそれぞれの開放端面Ｆ１、Ｆ２を橋渡しするように金属部材８３を配置することができ、別の部材を用いて磁性コア８１と金属部材８３とを固定しなくても良い。従って、別の部材を用いて磁性コア８１と金属部材８３とを固定する場合に比べて、容易に金属部材８３を配置することができ、容易に光モジュールを製造することができる。
【００７８】
なお、上述のように、ガイド３０は、周方向全体に渡り繋がっている管状に限らず、例えば、ガイド３０の一端から他端に渡って、ガイド３０の外周面と内周面とに渡り、光ファイバ５０の被覆層５３の外径より大きい幅の切り欠きを有していても良い。このようなガイドを用いることにより、切り欠きを介して、光ファイバ５０を管の貫通孔に挿通することができる。従って、上述のように事前にガイド３０に光ファイバ５０を挿通していなくとも、適宜、ガイド３０の貫通孔に光ファイバ５０を挿通することができる。
【００７９】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について主に図９、図１０を参照して詳細に説明する。なお、第１実施形態と同一又は同等の構成要素については、特に説明する場合を除いて同一の参照符号を付し、その説明は省略する。本発明の第２実施形態に係る光モジュールの構造を示す図である。
【００８０】
図９に示すように、本実施形態の光モジュール３は、第１実施形態のガイド３０に代えて補強部材としてのブーツ７０を備える点において、第１実施形態の光モジュール１と異なる。
【００８１】
このブーツ７０は、パイプ２０全体と、そのパイプ２０から露出する光ファイバ５０のうちパイプ２０の近傍部分とを被覆する可撓性を有する耐熱製の袋体である。さらに、このブーツ７０には、パイプ２０の先端から筐体１０側と反対側に所定距離だけ延在する内部空間ＳＰ、及び、内部空間ＳＰとブーツ７０の表面とを貫通する開口ＯＰ、及び、光ファイバ５０が導出される孔７０Ｈがそれぞれ形成されている。
【００８２】
ブーツ７０を構成する材料としては、例えば、耐熱性のゴムや、シリコーンゴムやシリコーン樹脂といった耐熱性の樹脂を挙げることができる。
【００８３】
内部空間ＳＰには、パイプ２０から導出しているクラッド５２と、被覆層５３の端部とが位置し、これらは熱硬化性樹脂３１によりブーツ７０の内壁に固定されている。この熱硬化性樹脂３１は、内部空間ＳＰ全体に充填された状態で硬化しているため、パイプ２０から導出している光ファイバ５０の被覆層５３が剥離された部分（クラッド５２が露出している部分）を覆って保護している。なお、開口ＯＰにも、硬化状態にある熱硬化性樹脂３１が充填されている。
【００８４】
このような光モジュール３は、第１実施形態と同様に、準備工程Ｐ１、挿通工程Ｐ２、ファイバ結合工程Ｐ３、はんだ封止工程Ｐ４、樹脂固定工程Ｐ５を経て製造される。
【００８５】
まず、準備工程Ｐ１では、第１実施形態と同様に、パイプ２０が接続された筐体１０、及び、光ファイバ５０を準備する。さらに、上述のブーツ７０を準備する。そして、第１実施形態のガイド３０に代えてブーツ７０を予め光ファイバ５０に挿通する点を除いて、第１実施形態と同様にして挿通工程Ｐ２を行い、続いて、第１実施形態と同様にして、ファイバ結合工程Ｐ３、及び、はんだ封止工程Ｐ４を行う。但し、はんだ封止工程Ｐ４に用いられる誘導加熱機８０は、第１ギャップＧ１を形成する先端面Ｆ１１と先端面Ｆ１２との間隔Ｄ１が、ブーツ７０の外周幅（外径）よりも大きい距離とされることが好ましい。第１ギャップＧ１が、このような幅を有することにより、後述の様に、樹脂固定工程Ｐ５において、ブーツ７０がパイプ２０に被せる際、磁性コア８１が邪魔になることを防止することができる。
【００８６】
樹脂固定工程Ｐ５では、パイプ２０の外周面上にブーツ７０が被せられると共に、第１実施形態における樹脂固定工程Ｐ５と同様にして、磁性コア８１の右側ブロック８１Ｂの開放端面Ｆ１、及び、左側ブロック８１Ｃの開放端面Ｆ２上に金属部材８３が載置される。ブーツ７０をパイプ２０に被せるには、例えば、上述のように、ブーツ７０に予め光ファイバ５０が挿通された状態とされ、ブーツ７０を移動させて、パイプ２０に被せれば良い。
【００８７】
なお、本実施形態においては、金属部材８３の溝８３Ａは、ブーツ７０における外周面の曲率に対応する弧状とされる点で、第１実施形態の金属部材８３と相違する。
【００８８】
続いて、図示しない治具を用いて、ブーツ７０の内部空間ＳＰに未硬化状態の熱硬化性樹脂を充填しながら、第１実施形態と同様にして、金属部材８３を誘導加熱機８０により誘導加熱する。そして、ブーツ７０に伝導する金属部材８３の熱により、熱硬化性樹脂を硬化させる。
【００８９】
なお、本実施形態においても、第２ギャップＧ２における磁場により、金属部材８３に加えてブーツ７０が加熱されても良い。また、ブーツ７０は、金属部材８３の一面に形成される溝８３Ａに接触しているため、溝８３Ａが形成されていない場合に比べて、金属部材８３に対するブーツ７０の接触面積が大きくなる。したがって、より一段と加熱効率が向上される。
【００９０】
以上説明したように、本実施形態では、第１実施形態の場合と同様に、誘導加熱機８０を動かすことなく、はんだ封止工程Ｐ４においてはんだ２１を加熱するとともに、樹脂固定工程Ｐ５において熱硬化性樹脂３１を加熱することができ、作業効率を向上させることができる。
【００９１】
以上、本発明について上記実施形態を例に説明したが、本発明はこれに限らない。
【００９２】
例えば、上記実施形態では、誘導加熱機８０の磁性コア８１が、断面が略コ字状とされたが、様々な形状とすることができる。例えば、磁性コア８１の底ブロック８１Ａ及び右側ブロック８１Ｂ及び左側ブロック８１Ｃの形状が弧状とされて、断面の形状が略Ｃ字状とされても良い。また、底ブロック８１Ａの形状のみが弧状とされ、断面がＵ字状とされても良い。ただし、誘導加熱機８０自体の安定性や、金属部材８３の支持の安定性を向上させる観点では、上述の実施形態のように断面コ字状であるほうが好ましい。
【００９３】
また、第２実施形態のブーツ７０を第１実施形態に適用し、ガイド３０の外周、及び、そのガイド３０と光ファイバ５０との境界部分を囲むブーツ部材が設けられても良い。
【００９４】
また、上記実施形態では、筐体１０の形状として、中空の直方体状が適用されたが、筐体１０の形状は特に限定されない。
【００９５】
上記実施形態では、パイプ２０、ガイド３０として、断面が円であるものが適用されたが、断面が矩形となるものであっても良く、これら以外の断面形状のものが適用されも良い。
【００９６】
また、上記実施形態では、半導体レーザ素子４２を備える光モジュール１を例示したが、これに限らず、例えば、誘電体結晶を用いた光通信用ＬｉＮｂＯ３変調器等のように、筐体に設けられたパイプから光ファイバが導出する光モジュールであれば、他の形態の光モジュールであっても良い。
【産業上の利用可能性】
【００９７】
以上説明したように、本発明によれば、作業効率を向上させつつ信頼性の高い光モジュールを製造する光モジュールの製造方法が提供され、励起光源や、光通信用ＬｉＮｂＯ３変調器等といった、光モジュールの製造に利用することができる。
【符号の説明】
【００９８】
１，３・・・光モジュール
１０・・・筐体
２０・・・パイプ
２１・・・はんだ
３０・・・ガイド（補強部材）
３０Ａ・・・突出部位
３１・・・熱硬化性樹脂
４１・・・レーザマウント
４２・・・半導体レーザ素子
４３・・・ファイバマウント
４４・・・結合部材
５０・・・光ファイバ
５１・・・コア
５２・・・クラッド
５３・・・被覆層
７０・・・ブーツ
７０Ｈ・・・孔
８０・・・誘導加熱機
８１・・・磁性コア
８２・・・コイル
８３・・・金属部材
８３Ａ・・・溝
８３Ｂ・・・凸状部
Ｇ１・・・第１ギャップ
Ｇ２・・・第２ギャップ
Ｈ・・・貫通孔
Ｈｖ，ＯＰ・・・開口
Ｐ１・・・準備工程
Ｐ２・・・挿通工程
Ｐ３・・・ファイバ結合工程
Ｐ４・・・はんだ封止工程
Ｐ５・・・樹脂固定工程
【図１】
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【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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【図９】
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【図１０】
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