(57)【要約】【課題】光素子と光導波路を有する基板との位置ずれを低減することのできる光モジュールを提供する。【解決手段】本発明に係る光モジュールは、光導波路部と複数の配線部とを含む融合基板と、複数の発光部又は複数の受光部と複数の接続端子とを有し、複数の接続端子のうち２つの接続端子の中心を結んで規定される第１の線と、第１の線に平行であり、２つの接続端子とは異なる他の２つの接続端子の中心を結んで規定される第２の線とで挟まれ、第１の線及び第２の線からの距離が等しい対称軸に対して対称に配置される複数の光素子アレイを有する光素子基板と、複数の配線部と複数の接続端子とを接続することにより、光導波路部と複数の発光部又は複数の受光部とを光学的に結合させる導電性の半田部とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光導波路部と複数の配線部とを含む融合基板と、
複数の発光部又は複数の受光部と複数の接続端子とを有し、前記複数の接続端子のうち２つの接続端子の中心を結んで規定される第１の線と、前記第１の線に平行であり、前記２つの接続端子とは異なる他の２つの接続端子の中心を結んで規定される第２の線とで挟まれ、前記第１の線及び前記第２の線からの距離が等しい対称軸に対して対称に配置される複数の光素子アレイを有する光素子基板と、
前記複数の配線部と前記複数の接続端子とを接続することにより、前記光導波路部と前記複数の発光部又は前記複数の受光部とを光学的に結合させる導電性の半田部とを備える光モジュール。
【請求項２】
前記光素子基板は第１の光素子アレイと第２の光素子アレイとを前記対称軸に対して対称に有し、
前記第１の光素子アレイの前記対称軸に最も近い位置の前記発光部又は前記受光部と、前記第２の光素子アレイの前記対称軸に最も近い位置の前記発光部又は前記受光部との間の距離が、前記第１の光素子アレイの前記複数の発光部間又は前記複数の受光部間のピッチの整数倍、若しくは前記第２の光素子アレイの前記複数の受光部間又は前記複数の発光部間のピッチの整数倍で規定される距離である請求項１に記載の光モジュール。
【請求項３】
前記複数の光素子アレイは、面発光レーザアレイ及びフォトダイオードアレイを含む請求項２に記載の光モジュール。
【請求項４】
前記半田部は、樹脂を有する樹脂コア部と、前記樹脂コア部を覆って形成される導電層とを有する請求項１から３のいずれか１項に記載の光モジュール。
【請求項５】
光導波路部と複数の配線部とを含む融合基板と、
複数の接続端子を有すると共に、複数の発光部又は複数の受光部を含む複数の光素子アレイを有する光素子基板と、
樹脂を有する樹脂コア部と、前記樹脂コア部を覆って形成される導電層とを有して形成され、前記複数の配線部と前記複数の接続端子とを接続することにより、前記光導波路部と前記複数の発光部又は前記複数の受光部とを光学的に結合させる半田部とを備える光モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、支持基板上に受光素子、発光素子、及び信号処理用ＩＣを実装したモジュールを所定の基板に接続する方法として、半田リフローによるセルフアライメント効果を用いた方法が知られている。
【０００３】
このようなセルフアライメント効果を用いて形成する光素子の実装構造体として、光素子モジュールの周辺の少なくとも４隅と他の位置とに半田電極を有し、光素子モジュールの周辺の４隅の半田電極の大きさを、他の位置の半田電極の大きさよりも大きくした光素子の実装構造体が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
特許文献１に記載の光素子の実装構造体によれば、半田が溶融した時の表面張力によるセルフアライメント効果を用いることにより、基板上の所定の位置に光素子を高精度に位置決めすることができる。
【特許文献１】特開２００３−２４３７５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、光素子と光導波路を有する基板との位置ずれを低減することのできる光モジュールを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様は、上記目的を達成するため、以下の光モジュールを提供する。
【０００７】
（１）光導波路部と複数の配線部とを含む融合基板と、複数の発光部又は複数の受光部と複数の接続端子とを有し、複数の接続端子のうち２つの接続端子の中心を結んで規定される第１の線と、第１の線に平行であり、２つの接続端子とは異なる他の２つの接続端子の中心を結んで規定される第２の線とで挟まれ、第１の線及び第２の線からの距離が等しい対称軸に対して対称に配置される複数の光素子アレイを有する光素子基板と、複数の配線部と複数の接続端子とを接続することにより、光導波路部と複数の発光部又は複数の受光部とを光学的に結合させる導電性の半田部とを備える光モジュール。
【０００８】
（２）光素子基板は第１の光素子アレイと第２の光素子アレイとを対称軸に対して対称に有し、第１の光素子アレイの対称軸に最も近い位置の発光部又は受光部と、第２の光素子アレイの対称軸に最も近い位置の発光部又は受光部との間の距離が、第１の光素子アレイの複数の発光部間又は複数の受光部間のピッチの整数倍、若しくは第２の光素子アレイの複数の受光部間又は複数の発光部間のピッチの整数倍で規定される距離である上記（１）に記載の光モジュール。
【０００９】
（３）複数の光素子アレイは、面発光レーザアレイ及びフォトダイオードアレイを含む上記（２）に記載の光モジュール。
【００１０】
（４）半田部は、樹脂を有する樹脂コア部と、樹脂コア部を覆って形成される導電層とを有する上記（１）から（３）のいずれか１つに記載の光モジュール。
【００１１】
また、本発明の他の態様は、上記目的を達成するため、以下の光モジュールを提供する。
【００１２】
（５）光導波路部と複数の配線部とを含む融合基板と、複数の接続端子を有すると共に、複数の発光部又は複数の受光部を含む複数の光素子アレイを有する光素子基板と、樹脂を有する樹脂コア部と、樹脂コア部を覆って形成される導電層とを有して形成され、複数の配線部と複数の接続端子とを接続することにより、光導波路部と複数の発光部又は複数の受光部とを光学的に結合させる半田部とを備える光モジュール。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１に記載の光モジュールによれば、融合基板の線膨張係数と光素子基板の線膨張係数との差によって生じる光素子アレイの光導波路部に対する位置ずれを低減させることができる。
【００１４】
請求項２に記載の光モジュールによれば、複数の光素子アレイを用いる場合において、汎用性の高い光モジュールを提供することができる。
【００１５】
請求項３に記載の光モジュールによれば、発光部の面密度を高くして、極小領域において光通信を実施することができる。
【００１６】
請求項４及び請求項５に記載の光モジュールによれば、光素子基板と融合基板との間の位置決めの精度を向上させることができると共に、融合基板の線膨張係数と光素子基板の線膨張係数との差によって生じる応力を緩和することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る光モジュールを示し、（ａ）は、（ｂ）に示す光素子基板の裏面を示す図のＡ−Ａ部における断面図を示す。
【００１８】
（光モジュール１の構成）
第１の実施の形態に係る光モジュール１は、所定の波長の光を発する光素子アレイとしての発光素子アレイ１００及び所定の波長範囲の光に受光感度を有する光素子アレイとしての受光素子アレイ１０５を有する光素子基板１０と、内部に樹脂コア部３００を含む複数の半田ボール３０を介して光素子基板１０を搭載する融合基板２０とを備える。
【００１９】
（光素子基板１０の構成）
具体的に光素子基板１０は、大規模集積回路（ＬＳＩ）等の電子部品を実装する支持基板１４０と、支持基板１４０の外縁に沿った所定の位置において支持基板１４０を貫通して設けられる複数の外側端子１１２と、複数の外側端子１１２の支持基板１４０の外縁の反対側に向かって所定の距離だけ離れた位置に支持基板１４０を貫通して設けられる複数の接続端子としての複数の内側端子１１０とを有する。
【００２０】
また、少なくとも２つの内側端子１１０の中心を結んだ第１の線としての内側端子軸５１ａと、内側端子軸５１ａを形成する少なくとも２つの内側端子１１０とは異なる他の少なくとも２つの内側端子１１０の中心を結んで形成され、内側端子軸５１ａに平行な第２の線としての内側端子軸５１ｂとを規定する。この場合、光素子基板１０は、内側端子軸５１ａと内側端子軸５１ｂとのそれぞれから等距離の軸線、すなわち図１（ｂ）の対称軸としての線対称軸５０に対して対称的に支持基板１４０の表面に設けられる発光素子アレイ１００及び受光素子アレイ１０５を有する。
【００２１】
更に、光素子基板１０は、発光素子アレイ１００及び受光素子アレイ１０５が設けられる表面の反対側の面に形成される複数の端子１１５を有する。そして、光素子基板１０は、複数の端子１１５上にそれぞれ設けられたＡｕ−Ｓｎ等の合金材料から主として形成される半田１１７を介して、信号処理ＩＣ１２０を搭載する。そして、信号処理ＩＣ１２０は、樹脂材料から主として形成される封止部１３０により封止される。
【００２２】
（支持基板１４０）
支持基板１４０は、上面視にて略四角形に形成される。そして、支持基板１４０は、有機材料又は無機材料から主として形成される。支持基板１４０は、一例として、ガラス繊維とエポキシ樹脂との複合材料、すなわち、ガラスエポキシ樹脂等の絶縁性材料から形成される。例えば、支持基板１４０は、Ｆｌａｍｅ  Ｒｅｔａｒｄａｎｔ  Ｔｙｐｅ  ４（ＦＲ−４）から形成される。
【００２３】
そして、支持基板１４０は、信号処理ＩＣ１２０を搭載する面、並びに発光素子アレイ１００及び受光素子アレイ１０５を搭載する面のそれぞれに、銅、金、又はアルミニウム等の金属材料から形成される配線部を有する。例えば、発光素子アレイ１００及び受光素子アレイ１０５を搭載する支持基板１４０の面には、配線部としての複数の端子１１６が形成される。
【００２４】
複数の端子１１６と発光素子アレイ１００とは、ワイヤ１５０を介して電気的に接続される。同様に、複数の端子１１６と受光素子アレイ１０５とは、ワイヤ１５０を介して電気的に接続される。また、複数の端子１１６は、支持基板１４０に形成されるスルーホール（図示しない）を介して、信号処理ＩＣ１２０が形成される面に設けられる端子１１５と電気的に接続する。更に、複数の端子１１５は、支持基板１４０の信号処理ＩＣ１２０が搭載される表面上に予め形成された電力供給用の配線部（図示しない）と電気的に接続される。
【００２５】
また、支持基板１４０の発光素子アレイ１００が搭載される面にはグランドが予め形成されており、発光素子アレイ１００及び受光素子アレイ１０５は当該グランドと電気的に接続する。例えば、発光素子アレイ１００及び受光素子アレイ１０５は、Ａｇペースト等の導電性接着剤を用いて支持基板１４０の所定の位置に固定される。
【００２６】
なお、支持基板１４０は、発光素子アレイ１００等から発生する熱を効率よく放熱すること及び／又は伝送特性の向上を目的として、熱伝導率が所定値以上の無機材料、具体的には、ＡｌＮ、ＳｉＣ等のセラミック材料、又は表面にＳｉＯ２等の絶縁膜を施したＳｉ等の半導体材料から形成することもできる。
【００２７】
（発光素子アレイ１００）
発光素子アレイ１００は、複数の面発光型の発光ダイオード、又は複数の面発光型半導体レーザダイオード等を含む発光素子（面発光型光素子）のアレイである。本実施の形態においては、発光部としての発光素子は面発光型半導体レーザダイオードである。すなわち、発光素子アレイ１００は、複数の発光素子が所定の方向に沿って配列された構造を有する。例えば、図１（ｂ）に示すように、発光素子アレイ１００は、所定のピッチをおいて、複数の発光素子を有する。そして、発光素子アレイ１００は、複数の発光素子ごとに発光領域、例えば、発光領域１０１等を有する。また、複数の発光領域間の各ピッチは、一例として２５０μｍである。なお、複数の発光領域間の各ピッチを、２５０μｍの整数倍、例えば、５００μｍ、７５０μｍ等に設定して、発光素子アレイ１００を形成することもできる。
【００２８】
具体的に、本実施の形態に係る発光素子アレイ１００を構成する複数の発光素子としては、垂直共振器型面発光レーザ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ｃａｖｉｔｙ  Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｌａｓｅｒ：ＶＣＳＥＬ）を用いる。そして、支持基板１４０に設けられ、発光素子アレイ１００を構成する複数のＶＣＳＥＬに電力を供給する複数の端子１１６はそれぞれ、支持基板１４０に形成されたスルーホール及び支持基板１４０の表面に形成された回路パターンを介して端子１１５と電気的に接続する。これにより、発光素子アレイ１００を駆動するドライバーＩＣとしての機能を有する信号処理ＩＣ１２０と端子１１６とが電気的に接続する。
【００２９】
本実施の形態に係る発光素子としてのＶＣＳＥＬは、一例として、閾値電流が１ｍＡであり、１．６Ｖから２．２Ｖの順電圧において、発光波長が８４０ｎｍから８６０ｎｍの範囲内、例えば、８５０ｎｍに発光波長を有する。すなわち、発光素子は、近赤外領域（波長：７００ｎｍから１０００ｎｍ）に発光波長を有する。また、本実施の形態に係る発光素子の応答速度は、２．５Ｇｂｐｓである。
【００３０】
本実施の形態に係る発光素子アレイ１００を構成するＶＣＳＥＬは、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体積層構造を有する。例えば、ＶＣＳＥＬは、ｎ型ＧａＡｓ基板の上に、ｎ型下部反射鏡層としてのｎ型ＤＢＲ（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ  Ｂｒａｇｇ  Ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ）層、活性層、電流狭窄層、ｐ型上部反射鏡層としてのｐ型ＤＢＲ層、ｐ型コンタクト層がこの順に形成される。
【００３１】
ここで、ｎ型ＤＢＲ層は、例えば、ｎ型のＡｌｘＧａ１−ｘＡｓ（０＜ｘ＜１）を用いることができる。また、ｐ型ＤＢＲ層は、例えば、ｐ型のＡｌｘＧａ１−ｘＡｓ（０＜ｘ＜１）を用いることができる。また、活性層は、ｉ−ＧａＡｓのバルクの層、又は単一量子井戸層、若しくは多重量子井戸層から構成することができる。そして、電流狭窄層は、例えば、ｐ型ＤＢＲ層の所定の領域にプロトンを注入して高抵抗領域とすることにより形成できる。更に、ｐ型コンタクト層は、例えば、所定濃度のｐ型ドーパントとしてのＺｎをドーピングしたＧａＡｓから形成できる。
【００３２】
ｎ型ＧａＡｓ基板のｎ型ＤＢＲ層が形成されている面の反対側にはｎ型電極が形成され、ｐ型コンタクト層の上にはｐ型電極が形成される。ここで、ｐ型電極は、活性層の発光領域の直上に開口としての発光領域を有する。発光領域は上面視にて略円状に形成され、５μｍから１０μｍの直径を有する。そして、発光領域から近赤外領域の光が出射される。なお、応答速度が１０ＧｂｐｓであるＶＣＳＥＬを発光素子として用いてもよい。
【００３３】
（受光素子アレイ１０５）
受光素子アレイ１０５は、例えば、複数の面型のフォトダイオード等を受光素子として含む。すなわち、受光素子アレイ１０５は、フォトダイオードアレイである。本実施の形態においては、高速応答性に優れたＧａＡｓ系のフォトダイオードを、受光素子アレイ１０５を構成する受光部としての複数の受光素子として用いる。すなわち、図１（ｂ）に示すように、受光素子アレイ１０５は、所定のピッチをおいて複数の受光素子を有する。そして、受光素子アレイ１０５は、複数の受光素子ごとにそれぞれ光を受ける受光領域、例えば受光領域１０６を有する。
【００３４】
本実施の形態に係る受光素子アレイ１０５を構成する複数のフォトダイオードには、ＰＩＮフォトダイオードを用いる。そして、支持基板１４０に設けられ、受光素子アレイ１０５を構成する複数のＰＩＮフォトダイオードのそれぞれに電力を供給する複数の端子１１６は、支持基板１４０に形成されたスルーホールを介して端子１１５と電気的に接続する。これにより、受光素子アレイ１０５を駆動するレシーバＩＣとしての機能を有する信号処理ＩＣ１２０と端子１１６とが電気的に接続する。
【００３５】
本実施の形態に係る受光素子アレイ１０５を構成するＰＩＮフォトダイオードは、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体構造を有する。例えば、ＰＩＮフォトダイオードは、ＧａＡｓ基板上に、ｐ型半導体層（ｐ層）と、真性半導体層（ｉ層）と、ｎ型半導体層（ｎ層）とが形成され、ｉ層がｐ層とｎ層との間に形成されるＰＩＮ構造を有する。そして、ＰＩＮフォトダイオードは、ｐ層に接続されたｐ側電極と、ｎ層に形成されたｎ側電極とを更に備え、ｎ側電極は、所定の領域に開口としての受光領域を有する。ＰＩＮフォトダイオードは、受光領域において光を受光する。ここで、ＰＩＮフォトダイオードは、一例として、波長が８５０ｎｍにおける感度が０．２（Ａ／Ｗ）であり、受光領域の直径は、例えば約１ｍｍである。
【００３６】
本実施の形態に係る発光素子アレイ１００及び受光素子アレイ１０５を形成するＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体積層構造は、例えば、有機金属化学気相成長法（Ｍｅｔａｌ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：ＭＯＣＶＤ）、分子線エピタキシー法（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｂｅａｍ  Ｅｐｉｔａｘｙ：ＭＢＥ）、ハライド気相エピタキシー法（Ｈａｌｉｄｅ  Ｖａｐｏｒ  Ｐｈａｓｅ  Ｅｐｉｔａｘｙ：ＨＶＰＥ）等によって形成される。
【００３７】
（信号処理ＩＣ１２０）
信号処理ＩＣ１２０は、発光素子アレイ１００を駆動する駆動回路としてのドライバーＩＣの機能を有する。また、信号処理ＩＣ１２０は、受光素子アレイ１０５の受光素子が受光した光に基づいて、当該受光素子において光電変換された電気信号を増幅する増幅回路としてのレシーバＩＣの機能を有する。
【００３８】
（封止部１３０）
封止部１３０は、エポキシ樹脂等の熱硬化性成形材料から形成され、信号処理ＩＣ１２０を光、熱、及び湿度等の環境から保護する。なお、封止部１３０は、主成分をエポキシ樹脂にすると共に、エポキシ樹脂にシリカ等の充填材を加えて形成してもよい。
【００３９】
（融合基板２０の構成）
融合基板２０は、所定の波長範囲の光を伝播する光導波路部としての複数のコア２０２を含む光導波路層２００と、光導波路層２００の一の面に設けられると共に、一部のコア２０２上に形成される開口部２４０を含む第１基板２１０と、第１基板２１０が設けられる面の反対側の面に設けられる第２基板２１２と、第１基板の光導波路層２００と接している面の反対側の面に形成される配線部としての複数の端子２２０（例えば、端子２２０ａ、端子２２０ｂ、端子２２０ｃ、端子２２０ｄ）とを有する。
【００４０】
融合基板２０が有する第１基板２１０と第２基板２１２とは、例えば、ガラスエポキシ樹脂等の絶縁性材料から形成される。そして、第１基板２１０は、光素子基板１０を搭載する面の表面に、銅、金、アルミニウム等の導電性材料から形成される端子２２０ａ、端子２２０ｂ、端子２２０ｃ、端子２２０ｄ等の複数の端子を有する。
【００４１】
また、第１基板２１０は、図１（ａ）に示すように、発光素子アレイ１００が設けられる位置に、発光素子アレイ１００が含む複数の発光素子と融合基板２０が有する複数のコア２０２とをそれぞれ光結合させる開口部２４０を有する。なお、コア２０２と発光素子アレイ１００が含む発光素子との光結合が可能であれば、開口部２４０には、発光素子アレイ１００が含む発光素子が発する光の波長に対して透明な光透過性材料を充填してもよい。同様にして、第１基板２１０は、図１（ａ）に示すように、受光素子アレイ１０５が設けられる位置に、受光素子アレイ１０５が含む複数の受光素子と融合基板２０が有する複数のコア２０２とをそれぞれ光結合させる開口部２４０を有する。
【００４２】
また、本実施の形態に係る光導波路層２００は、コア２０２と、コア２０２の周囲に形成されコア２０２を覆うクラッドとを有する。そして、光導波路層２００は、一例として、コア２０２とクラッドとを含む厚さが１００〜２００μｍの範囲となる厚さで形成される。
【００４３】
（半田ボール３０）
半田部としての半田ボール３０は、樹脂から主として形成される中心核としての樹脂コア部３００と、樹脂コア部３００を覆う導電層としての半田層３０５とを有して形成される。具体的に、樹脂コア部３００は、所定の温度において所定の弾性を有する熱硬化性樹脂から主として形成される。そして、樹脂コア部３００は、略球状に形成される。樹脂コア部３００は、一例として、２００μｍから８００μｍの範囲の直径で形成される。
【００４４】
また、半田層３０５は、Ｓｎ−Ａｇ系の金属材料、Ｓｎ−Ｚｎ系の金属材料、Ｓｎ−Ｉｎ系の金属材料等の合金材料から形成される。半田層３０５は、一例として、１μｍから３０μｍの範囲の厚さで形成される。なお、半田ボール３０は、樹脂コア部３００と半田層３０５との間に所定厚のＣｕ等の導電性金属を設けて形成することもできる。
【００４５】
（光素子アレイの配置の詳細）
第１の光素子アレイとしての発光素子アレイ１００及び第２の光素子アレイとしての受光素子アレイ１０５は、支持基板１４０の複数の内側端子１１０の中心のそれぞれから形成される中心線（内側端子軸）を基準にして規定される線対称軸５０に対して、互いに線対称となる位置に配置される。例えば、図１（ｂ）に示すように、内側端子１１０ａの中心と内側端子１１０ｂの中心とを結んだ線（内側端子軸５１ａ）と、内側端子１１０ｃの中心と内側端子１１０ｄの中心とを結んだ線（内側端子軸５１ｂ）とを規定する。この場合、内側端子軸５１ａ及び内側端子軸５１ｂのそれぞれから等距離に位置し、内側端子軸５１ａ及び内側端子軸５１ｂのそれぞれに平行な直線が、線対称軸５０となる。
【００４６】
本実施の形態においては、内側端子軸５１ａ及び内側端子軸５１ｂから規定される線対称軸５０、換言すると、複数の内側端子１１０から規定される線対称軸５０に対して対称となる支持基板１４０上の位置に、発光素子アレイ１００及び受光素子アレイ１０５が搭載される。具体的には、線対称軸５０に最も近い位置に設けられる発光領域１０１と、線対称軸５０に最も近い位置に設けられる受光領域１０６との間隔が、発光素子アレイ１００の複数の発光素子間のピッチ、及び受光素子アレイ１０５の複数の受光素子間のピッチの整数倍となる位置に、発光素子アレイ１００及び受光素子アレイ１０５は搭載される。
【００４７】
この場合において、発光素子アレイ１００及び受光素子アレイ１０５はそれぞれ、線対称軸５０の近傍に搭載されるように支持基板１４０上に固定される。例えば、本実施の形態において複数の発光素子間のピッチ及び複数の受光素子間のピッチはそれぞれ２５０μｍであるので、発光領域１０１と受光領域１０６との間は、２５０μｍの整数倍であって、発光素子アレイ１００と受光素子アレイ１０５とが接しない範囲となるように設定される。これにより、発光領域１０１と受光領域１０６とは、線対称軸５０に対して対称の位置に配置されることとなる。
【００４８】
図２の（ａ）は、本発明の第１の実施の形態に係る光モジュールの常温時における断面を示しており、（ｂ）は、本発明の第１の実施の形態に係る光モジュールの昇温時における断面を示す。
【００４９】
図２（ａ）に示すように、光素子基板１０の発光素子アレイ１００が含む複数の発光素子及び受光素子アレイ１０５が含む複数の受光素子と、融合基板２０が有する複数のコア２０２との光軸とがそれぞれ略一致する配置となるように、複数の半田ボール３０を介して融合基板２０に光素子基板１０が常温下で搭載される。そして、所定のリフロー工程を経て、光素子基板１０が半田ボール３０を介して融合基板２０上に固定されることにより、光モジュール１が製造される。
【００５０】
ここで、本実施の形態においては樹脂コア部３００を有する半田ボール３０を用いるので、光素子基板１０と融合基板２０との間の距離、つまりＺ軸方向の距離を略一定の距離に保つことができる。すなわち、本実施の形態においては、半田ボール３０を用いることにより、融合基板２０と光素子基板１０との間の距離を所定の範囲内に保って、融合基板２０の表面に対する光素子基板１０の位置を決定することができる。これにより、融合基板２０の光導波路層２００の表面から発光素子アレイ１００の表面及び受光素子アレイ１０５の表面までの距離が略一定となるように、融合基板２０と光素子基板１０との位置決めをすることができる。
【００５１】
ここで、複数の内側端子１１０の中心から規定される内側端子軸５１ａと、内側端子軸５１ａの線対称軸５０を介して反対側に位置する複数の内側端子１１０の中心から規定される内側端子軸５１ｂとを考える。支持基板１４０を構成する材料の線膨張係数と、融合基板２０の第１基板２１０を構成する材料の線膨張係数との差により、リフロー時の熱、又は発光素子アレイ１００及び信号処理ＩＣ１２０の駆動時による熱により、図２（ｂ）に示すように、内側端子軸５１ａは線対称軸５０の反対側に伸張して、内側端子軸５１ｃの位置までずれる。同様にして、内側端子軸５１ｂは、線対称軸５０の反対側に伸張して、内側端子軸５１ｄの位置までずれる。
【００５２】
しかしながら、本実施の形態においては、発光素子アレイ１００及び受光素子アレイ１０５はそれぞれ、線対称軸５０の近傍に線対称で配置されているので、光結合の位置ずれの影響が、線対称軸５０から離れた位置よりも小さい。すなわち、常温から所定の温度まで昇温した場合であっても、支持基板１４０の膨張による融合基板２０に対する支持基板１４０の線対称軸５０の近傍での位置ずれは、支持基板１４０の内側端子１１０近傍に比べて小さい。つまり、支持基板１４０の線膨張係数と第１基板２１０の線膨張係数との差による発光素子アレイ１００及び受光素子アレイ１０５それぞれのコア２０２に対する位置ずれが、線対称軸５０の近傍においては低減される。
【００５３】
また、半田ボール３０は所定の弾性を有する樹脂コア部３００を含むので、昇温時において半田ボール３０にかかる応力が低減され、発光素子アレイ１００及び受光素子アレイ１０５それぞれのコア２０２に対する位置ずれが低減される。
【００５４】
［第２の実施の形態］
図３は、本発明の第２の実施の形態に係る光モジュールを示し、（ａ）は、（ｃ）に示す光素子基板の裏面を示す図のＢ−Ｂ部における断面図であり、（ｂ）は、（ｃ）のＣ−Ｃ部における断面図である。
【００５５】
第２の実施の形態に係る光モジュールは、光素子基板が発光素子アレイ及び受光素子アレイを２つずつ有すると共に、融合基板２０が２つの発光素子アレイ及び２つの受光素子アレイに対応したコアを有する点を除き、第２の実施の形態に係る光モジュールと略同一の構成を備える。したがって、相違点を除き詳細な説明は省略する。
【００５６】
（融合基板２０の構成）
図３（ｂ）に示すように、光導波路層２００は、コア２０２と、コア２０２の周囲に形成されコア２０２を覆うクラッド２０１とを有する。コア２０２は、第１基板２１０の光入射側の端部に対応する位置に設けられる開口部２４０、及び光出射側の端部に対応する位置に設けられる開口部２４０の位置に、コア２０２を伝播する光の伝播方向に対して４５度に傾斜して設けられる入射側の光路変換部及び出射側の光路変換部としてのミラー２５２を含むミラー部２５０を有する。
【００５７】
ミラー部２５０のミラー２５２は、発光素子アレイ１００の発光素子、コア２０２、及び受光素子アレイ１０５の受光素子の間の光路上にそれぞれ設けられる。そして、ミラー２５２の周囲にはクラッド２０１と同等の屈折率を有する光透過性樹脂２５４が充填される。
【００５８】
（半田ボール３０の配置）
そして、第２の実施の形態においては、図３（ｃ）に示すように、融合基板２０と光素子基板１０とを接続する半田ボール３０は、一例として、コア２０２が伸びる方向、すなわち、光の伝播方向に略平行の方向にのみ設けられる。すなわち、光素子基板１０が有する複数の内側端子１１０は、支持基板１４０の４つの辺のうち、対向する２つの辺に沿ってのみ設けられる。
【００５９】
（発光素子アレイ１００及び受光素子アレイ１０５の配置）
発光素子アレイ１００ａと受光素子アレイ１０５ａとは、線対称軸５０に対して対称の位置に配置される。同様に、発光素子アレイ１００ｂと受光素子アレイ１０５ｂとは、線対称軸５０に対して対称の位置に配置される。そして、発光素子アレイ１００ａ、１００ｂ及び受光素子アレイ１０５ａ、１０５ｂはそれぞれ、線対称軸５０から所定の距離だけ離れた位置に配置される。すなわち、発光素子アレイ１００ａと受光素子アレイ１０５ａとの距離は、発光領域１０１ａと受光領域１０６ａとの間の間隔が、発光素子アレイ１００ａが含む複数の発光領域間のピッチの整数倍となるように規定される。
【００６０】
図４は、本発明の第２の実施の形態に係る発光素子アレイの発光素子及び受光素子アレイの受光素子と、コアとの光結合の様子を示す。
【００６１】
一例として、１２チャンネルのコア２０２を有する融合基板２０を説明する。受光素子アレイ１０５ａに最も近い位置に存在する発光領域１０１ａと、発光素子アレイ１００ａに最も近い位置に存在する受光領域１０６ａとの間のピッチは、発光素子アレイ１００ａが含む複数の発光素子間のピッチ（Ｐ）の整数倍（例えば、ピッチの３倍）に設定される。
【００６２】
発光領域１０１ａと受光領域１０６ａとの間隔がピッチの３倍である場合、各発光素子に対応するコア２０２ａと各受光素子に対応するコア２０２ｃとがそれぞれ光通信に用いられるコア２０２となる。そして、これらのコアを除くコア２０２ｂ、コア２０２ｄ、及びコア２０２ｅはそれぞれ未使用のコアとなる。
【００６３】
［第３の実施の形態］
図５は、本発明の第３の実施の形態に係る光素子基板の裏面を示す。
【００６４】
第３の実施の形態に係る光モジュールは、光素子基板が発光素子アレイ及び受光素子アレイを４つずつ有すると共に、融合基板２０が４つの発光素子アレイ及び４つの受光素子アレイに対応したコアを有する点を除き、第１の実施の形態に係る光モジュールと略同一の構成を備える。したがって、相違点を除き詳細な説明は省略する。
【００６５】
（各発光素子アレイ及び各受光素子アレイの配置）
第３の実施の形態においては、複数の発光素子アレイ及び複数の受光素子アレイがそれぞれ、線対称軸に対して対称となる位置に配置される。具体的には、発光素子アレイ１００ａと受光素子アレイ１０５ａとは、線対称軸５０ａに対して対称となる位置であって、線対称軸５０ａから所定の位置に配置される。同様にして、発光素子アレイ１００ｂ及び受光素子アレイ１０５ｂは、線対称軸５０ａに対して対称となる位置に配置される。
【００６６】
また、発光素子アレイ１００ｃと受光素子アレイ１０５ｄとは、線対称軸５０ａに垂直方向の線対称軸５０ｂに対して対称となる位置であって、線対称軸５０ｂから所定の位置に配置される。同様にして、受光素子アレイ１０５ｃ及び発光素子アレイ１００ｄは、線対称軸５０ｂに対して対称となる位置に配置される。
【００６７】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、上記に記載した実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の組み合わせの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る光モジュールを示す図であり、（ａ）は、（ｂ）に示す光素子基板の裏面を示す図のＡ−Ａ部における断面図である。
【図２】（ａ）は、本発明の第１の実施の形態に係る光モジュールの常温時における断面図であり、（ｂ）は、本発明の第１の実施の形態に係る光モジュールの昇温時における断面図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態に係る光モジュールを示す図であり、（ａ）は、（ｃ）に示す光素子基板の裏面を示す図のＢ−Ｂ部における断面図であり、（ｂ）は、（ｃ）のＣ−Ｃ部における断面図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係る発光素子アレイの発光素子及び受光素子アレイの受光素子と、コアとの光結合の様子を示す図である。
【図５】本発明の第３の実施の形態に係る光素子基板の裏面を示す図である。
【符号の説明】
【００６９】
１  光モジュール
１０  光素子基板
２０  融合基板
３０  半田ボール
５０、５０ａ、５０ｂ  線対称軸
５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、５１ｄ  内側端子軸
１００、１００ａ、１００ｂ、１００ｃ、１００ｄ  発光素子アレイ
１０１、１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄ  発光領域
１０５、１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃ、１０５ｄ  受光素子アレイ
１０６、１０６ａ、１０６ｂ、１０６ｃ、１０６ｄ  受光領域
１１０、１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、１１０ｄ  内側端子
１１２  外側端子
１１５  端子
１１６、１１６ａ、１１６ｂ、１１６ｃ、１１６ｄ  端子
１１７  半田
１２０  信号処理ＩＣ
１３０  封止部
１４０  支持基板
１５０  ワイヤ
２００  光導波路層
２０１  クラッド
２０２、２０２ａ、２０２ｂ、２０２ｃ、２０２ｄ、２０２ｅ  コア
２１０  第１基板
２１２  第２基板
２２０ａ、２２０ｂ、２２０ｃ、２２０ｄ  端子
２４０  開口部
２５０  ミラー部
２５２  ミラー
２５４  光透過性樹脂
３００  樹脂コア部
３０５  半田層
【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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