CN1397024A - 加热器模块和光波导模块 - Google Patents

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heater
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富川唯司
斋藤裕久
田远伸好
夏原益弘
仲田博彦
斋藤真秀
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Abstract

本发明的特征是在用于加热光波导元件(2)的加热器模块(30)中，备有具有通过通电发热的发热电路(42)和层积在发热电路上的AIN陶瓷层(44)的陶瓷加热器(40)。

Description

加热器模块和光波导模块
技术领域
本发明涉及用于加热光波导元件的加热器模块和光波导模块。
背景技术
至今，作为用于在光波导模块中备有的光波导元件的温度调节器件，可以用珀耳帖元件和加热器模块。又，在光波导模块中，因为需要形成将用于与外部设备进行光信号传达的光纤引入模块的通路，所以气密封装是困难的。而且，因为在非气密的状态中，难以确保对湿度抵抗性弱的珀耳帖元件的可靠性，所以一般要用加热器模块对光波导模元件的温度进行调整。这个加热器模块是在绝缘层内部具有通过通电发热的发热电路(电阻)，使来自发热电路的热通过绝缘层传到光波导元件那样地构成的。
发明内容
但是，在上述的已有技术中，存在着下列那样的问题。即，当光波导元件内部的温度分布大时，基片折射率随着场所的不同而变化，进一步由于基片的热膨胀的差使光波导的尺寸变化对波长选择性和开关特性造成妨碍。为此，在光波导元件内部需要温度均匀性。因此，至今用热传导率比较高的氧化铝(热传导率为20W/mK)等的陶瓷加热器的情形是很多的。但是，近来特别是在光通信领域中大容量化，高速通信化的倾向变得十分显著，最近，伴随着向D-WDM(高密度-波长多路通信)的发展，能够使用大面积的光波导元件。进一步，即便对于某个频率宽度，与已有技术比较，进一步加强了对许多信号进行多路化的要求，对温度均匀性的要求变得更高了。因此，我们希望进一步提高在光波导元件内部的温度均匀性，使温度分布在±0.5C以下，但是用已有的加热器不能够满足这个要求。
又，已有的光波导模块，一般厚度在20mm左右，与此相对，其它的模块厚度一般在10mm左右。因此，在搭载光波导模块的装置中，设计只由其它模块构成的装置时的设计规则是不适用的，需要有特别的设计，从而存在着由于设计效率，设计成本引起装置成本上升那样的问题。迫切希望减少光波导模块的厚度。
进一步，因为光波导元件在工作时要经常用加热器进行加热，所以要求尽可能地降低电力消耗。
本发明就是鉴于上述相关问题提出的，本发明的目的是提供能够提高光波导元件的温度均匀性，厚度小，而且减少了电力消耗的加热器模块和光波导模块。
作为提高本发明目的之一的光波导元件的温度均匀性的方法，我们考虑(1)如图22所示的，为了将由至今使用的氧化铝制成的陶瓷加热器110产生的热均匀地传到光波导元件2上，在陶瓷加热器110和光波导元件2之间插入Cu(热传导率390W/mK)等的热传导率高的均热板120的方法，(2)如图23所示的，包围光波导元件2那样地贮备热传导率在1W/mK以下非常低的但是具有柔软性的橡胶制成的加热器112，不仅从下部而且从全体加热光波导元件2的方法等。
而且，对这些方法进行调查，结果，在上述(1)的方法中，已经判明通过使Cu制的均热板120的厚度约为3mm，能够使光波导元件的温度均匀性为±0.5℃。但是因为Cu的厚度，不能使光波导模块的厚度变薄。即，如上所述，因为其它模块厚度在10mm以下，所以我们迫切希望光波导模块的厚度也在10mm以下，但是因为需要均热板120，所以我们已将判定光波导模块的厚度为20mm左右。又，我们已经判明这是已有的光波导模块的厚度非常厚主要原因。
另一方面，在上述(2)的方法中也能够使光波导元件2的温度均匀性为±0.5C，但是与(1)相同，不能使厚度变薄，进一步，因为是对光波导元件2全体进而对模块全体进行加热的构造，所以产生不能够降低加热器的电力消耗那样的问题。即，(1)的方法中的电力消耗在环境温度为0℃光波导保持在80℃时，为5W左右，但是在(2)的方法中，电力消耗高达10W以上为2倍以上。这也与要仅尽可能减少电力消耗的要求是背道而驰的。
而且，本发明者们，进一步进行研究，结果，已经查明为了同时满足作为要求特性的光波导元件的温度均匀性，加热器模块和光波导模块的厚度，和低电力消耗，不用均热板120等，提高陶瓷加热器材料自身的热传导率是最有效果的。如果根据这种构造，则不仅能够提高光波导元件2的温度均匀性，而且因为不用均热板，能够使光波导模块的厚度变薄。进一步，因为不需要加热均热板，所以能够达到低电力消耗。
进一步当通过实施热模拟等进行研讨时，查明陶瓷的热传导率需要在100W/mK以上，判明了作为材料集中到BeO，AlN上。但是大家知道BeO是有毒的，所以能够得出作为加热器，用AlN作为陶瓷材料的陶瓷加热器是最合适的结论。
即，本发明的加热器模块的特征是它是用于加热光波导元件的加热器模块，备有具有通过通电发热的发热电路和层积在发热电路上的AlN陶瓷层的陶瓷加热器。
如果根据本发明的加热器模块，则因为在陶瓷加热器上的陶瓷层是由热传导率高的AlN形成的，所以从发热电路传来的热，几乎均匀地扩散到陶瓷层内，进一步能够均匀地加热载置在陶瓷层上的光波导元件。具体地说，可以使光波导元件内部的温度均匀性在±0.5℃以下。
又，没有必要设置Cu或Cu合金等的均热板，能够减少加热器模块的厚度。具体地说，也可以使备有这种加热器模块的光波导模块的厚度在10mm以下。
进一步，因为没有必要设置均热板，所以能够减少电力消耗。具体地说，在氧化铝加热器中插入约3mm厚的Cu或Cu合金等的均热板的情形中，在环境温度为0℃使光波导元件保持在80℃时，需要5W左右的电力消耗，因为通过用AlN加热器能够省略均热板所以能够降低到4W左右。
又，在本发明的加热器模块中，最好进一步备有支持陶瓷加热器并且具有隔热性的隔热基板。
这样，通过用具有隔热性的隔热基板支持陶瓷加热器，能够防止从隔热基板放出由发热电路产生的热引起陶瓷加热器的热分布不均匀的事态发生，所以能够进一步提高光波导元件的温度均匀性。
又，上述隔热基板也可以包含氧化铝或氧化铝和硅玻璃。进一步，隔热基板也可以包含树脂或树脂和硅玻璃。
又，在本发明的加热器模块中，隔热基板最好具有用于支持陶瓷加热器的多个突起部，而且，在各突起部的周围形成空气层。当采用这样的构成时，因为陶瓷加热器由多个突起部支持不与隔热基板全面接触而是部分地接触，即便在用树脂粘合隔热基板与突起部粘合的情形中，也难以使陶瓷加热器发生弯曲，又，能够防止树脂从陶瓷加热器剥离那样的事态发生。进一步，因为在各突起部的周围，即陶瓷加热器与隔热基板之间形成空气层，所以空气层成为隔热层能够抑制来自陶瓷加热器的热从隔热基板一侧放出的事态发生。又，作为隔热层形成的空气层的厚度最好在0.01mm以上5mm以下。
又，陶瓷加热器与隔热基板也可以用树脂粘合起来。进一步，为了提高这个树脂的粘合强度，最好将陶瓷加热器的与树脂粘合面的表面粗糙度Ra控制在0.05μm以上10μm以下。又，同样为了提高与树脂的粘合强度，也可以在陶瓷加热器的与树脂的粘合面上形成氧化物层，玻璃涂层，或Al蒸涂层。
又，作为陶瓷加热器与隔热基板的固定方法，也可以通过设置在陶瓷加热器上孔用螺丝固定隔热基板。又，也可以备有将陶瓷加热器压向隔热基板的按压装置，用这个按压装置将陶瓷加热器固定在隔热基板上。
又，在本发明的加热器模块上最好具有，备有检测陶瓷加热器温度的温度检测元件，温度检测元件粘合在与载置陶瓷加热器的光波导的面相反的面上，隔热基板具有所定的切去部分，在切去部分内，配置与温度检测元件连接的电极构成。
当采用这样的构成时，因为将热敏电阻等的温度检测元件安装在与载置光波导元件的面相反的面上，所以不需要在陶瓷加热器的一个面上确保用于光波导元件的区域和用于温度检测元件的区域。因此，能够减小陶瓷加热器的面积，能够达到加热器模块小型化的目的。又，因为能够使加热器模块小型化和也使发热电路变小，所以能够达到降低电力消耗的目的。进一步，在隔热基板上形成切去部分，在该切去部分内配置与温度检测元件连接的电极。因此，能够使用于连接温度检测元件与该电极的布线通过切去部分内部，从而能够达到使布线简略化的目的。
进一步这时，最好使温度检测元件与向温度检测元件提供电力的外部电源连接起来的布线与陶瓷加热器连接。
通过上述布线与陶瓷加热器连接，在测定陶瓷加热器的温度时受环境温度的影响很小，能够进行适当的温度测定。
又，在本发明的加热器模块中，最好在发热电路的下层，具有第2AlN陶瓷层。当采用这样的构成时，能够提高陶瓷加热器的耐湿性，进一步提高发热电路的耐久性。
又，发热电路能够以钨，钼或银钯为主要成分形成。
又，陶瓷加热器最好在表面具有以硅玻璃作为主要成分的涂膜。当采用这样的构成时，能够提高陶瓷加热器的耐湿性。又，例如用树脂将陶瓷加热器与隔热基板粘合起来时，能够提高树脂到陶瓷加热器的粘合性。
又，在本发明的加热器模块中，最好具有当在所定温度以上时，使电流不流过发热电路的构成。具体地说，最好具有发热电路的一部分是由锡与铅的合金形成的，用由锡与铅的合金形成的布线连接与发热电路和外部电源连接的端子的构成。在这样的构成中，能够防止由于加热器模块的不良工作引起温度上升，使加热器模块破坏，着火等。
又，本发明的光波导元件的特征是它备有上述本发明的加热器模块和载置在加热器模块的陶瓷加热器上的光波导元件。由于备有上述加热器模块，形成能够提高光波导元件的温度均匀性，厚度小，而且降低电力消耗的光波导模块。
又，在本发明的光波导模块中，最好光波导元件和陶瓷加热器之间，插入与光波导元件在室温的热膨胀率之差在3×10-6/℃以下的匹配部件。
本发明者门发现，当用粘合剂等粘合陶瓷加热器和光波导元件时，当光波导元件和陶瓷加热器之间的在室温的热膨胀率之差比5×10-6/℃大时，在光波导元件上加上过大的热应力，恐怕会给波长选择性和开关特性造成妨碍。进一步近年来，对LiNbO3(热膨胀率15×10-6/℃)等形成的新的光波导元件正在进行不断的研讨，进一步，正在对光波导元件上的元件高密度安装等进行研讨，因为要求更严格的波长选择性和开关特性的情形很多，所以这时光波导元件和陶瓷加热器之间的在室温的热膨胀率之差必须在3×10-6/℃以下。因此，通过上述那样地在光波导元件和陶瓷加热器之间，插入与光波导元件在室温的热膨胀率之差在3×10-6/℃以下的匹配部件，能够防止在光波导元件上加上过大的热应力。又，插入匹配部件时，恐怕要考虑与已有的插入均热板类似的方法，但是与已有技术不同，本发明不需要均热板，为了防止光波导元件的温度均匀性的恶化需要使匹配部件的厚度变薄，并与光波导模块的厚度的进一步增加无关。
这时，在光波导元件的热膨胀率为0.5×10-6/℃～1.0×10-6/℃是低热膨胀率的情形中，最好用Fe-Ni合金等的匹配部件，相反地在热膨胀率为15×10-6/℃左右的高热膨胀率的情形中，最好用Cu(铜)或Cu(铜)合金的匹配部件。又，作为Cu，能够用无氧Cu(铜)，塔因派其Cu(日文：タンビツチCu)等，作为Cu合金，能够用黄铜，凯依素Cu(日文：ケイ素铜)，磷青铜，Al青铜，镍青铜等。
作为匹配部件的厚度，最好在0.1mm以上2mm以下，更好是在0.3mm以上1mm以下。当比0.1mm薄时，因为匹配部件由于陶瓷加热器的热膨胀率伸展，不能够取得光波导元件和陶瓷加热器的热膨胀率的匹配。但是，因为对比0.3mm薄的匹配部件进行处理是困难的，所以希望最好为0.3mm以上的厚度。另一方面，我们担心匹配部件的厚度变厚时光波导元件的温度均匀性恶化。匹配部件为Cu或Cu合金时，即便厚度厚也不会发生问题，但是在Fe-Ni合金的情形中，因为厚度比2mm大时温度均匀性很大地恶化所以是不能令人满意的。但是，匹配部件的厚度比1mm大时，因为不能否认地增加了光波导模块的厚度所以是不希望的。又，这样，当用与光波导元件的热膨胀率匹配的匹配部件时，能够用粘合后的形态为固体的树脂制的粘合剂进行匹配部件与光波导元件粘合。
又，最好用树脂制的粘合剂粘合陶瓷加热器和光波导元件。当用保持流动性的涂膏等粘合陶瓷加热器和光波导元件时，由于涂膏的厚度不均匀，要提高光波导元件的温度均匀性是困难的，但是因为粘合剂粘合后的形态为固体，所以能够回避这样的问题。
又，在本发明的光波导模块中，陶瓷加热器的载置光波导元件的面最好比与该面对置的光波导元件的面有窄的面积。这样，由于使陶瓷加热器的加热面比光波导元件小，能够进一步降低电力消耗。
这时，最好在陶瓷加热器的周围，配置与光波导元件的在室温的热膨胀率之差在3×10-6/℃以下的匹配部件，匹配部件与光波导元件粘合。陶瓷加热器比光波导元件小时，光波导元件的构造稳定性下降，但是在这样的构成中，能够用匹配部件支持光波导元件。又，使匹配部件的热膨胀率在上述范围内，能够防止在光波导元件上加上热应力。这时，光波导元件的热膨胀率为0.5×10-6/℃～1.0×10-6/℃是低热膨胀率时，最好用Fe-Ni合金等的匹配部件，相反地，当在热膨胀率为15×10-6/℃左右的高热膨胀率的情形中，最好用Cu或Cu合金的匹配部件。
又，在本发明的光波导模块中，也可以进一步备有收容光波导元件和陶瓷加热器的壳体。
这时，最好备有支持陶瓷加热器并且具有隔热性的隔热基板，壳体收容隔热基板。这样，用具有隔热性的隔热基板支持陶瓷加热器，能够防止从隔热基板放出由发热电路产生的热引起陶瓷加热器的热分布不均匀的事态发生，所以能够进一步提高光波导元件的温度均匀性。
进一步，也可以具有使加热器模块兼作壳体一部分的构成。例如，能够形成加热器模块的隔热基板成为壳体一部分的构成。
又，壳体最好以铜钨，钴，铁，镍，氧化铝或氮化Al为主要成分。这时，能够提高壳体的温度均匀性，进一步能够提高光波导元件的温度均匀性。
又，壳体最好以树脂或硅玻璃为主要成分。这时，因为这些材料的隔热性很高，所以能够抑制壳体内的热放出到外部去，从而能够防止光波导元件的温度降低。
又，最好在陶瓷加热器的周围具有热传导率在0.5W/mK以下的隔热层。当采用这样的构成时，能够抑制光波导元件的热放出到壳体外部去。又，这个隔热层最好是空气层，这时，空气层的厚度最好在0.01mm以上5mm以下。
进一步，最好壳体内部具有从光波导元件的对置面向光波导元件延伸的隔离壁。当采用这样的构成时，能够使壳体内的对流轨道小，从而能够提高光波导元件的温度均匀性。进一步最好备有与壳体内壁面以所定间隔隔开地配置的薄片。当采用这样的构成时，能够使壳体内的对流轨道小，并且在壳体内壁面与薄片之间形成空气层，这个空气层起着隔热层的作用。因此，陶瓷加热器的热极少放出到外部去，从而能够提高光波导元件的加热效率。
进一步，将光纤夹紧在光波导元件上，最好光纤和光波导元件的夹紧位置在壳体的内部。当这样构成时，不需要将用于夹紧光纤和光波导元件的机构设置在壳体内，从而提高了壳体设计的自由度。
附图说明
图1是表示第1实施形态的加热器模块和光波导模块的斜视图。
图2是表示第1实施形态的光波导模块的侧面图。
图3是第1实施形态的陶瓷加热器的内部平面图。
图4是图3所示的陶瓷加热器的IV-IV方向的截面图。
图5是表示第1实施形态的加热器模块的平面图。
图6是表示第2实施形态的光波导模块的侧面图。
图7是表示第2实施形态的加热器模块的平面图。
图8是表示第2实施形态的陶瓷加热器的截面图。
图9是表示第3实施形态的光波导模块的侧面图。
图10是表示第3实施形态的光波导模块的截面图。
图11是表示第4实施形态的隔热基板的切去部分近旁的放大斜视图。
图12是表示第5实施形态的光波导模块的侧面图。
图13是表示第6实施形态的光波导模块的斜视图。
图14是表示第6实施形态的光波导模块的侧面图。
图15是表示第7实施形态的光波导模块的斜视图。
图16是表示第7实施形态的光波导模块的侧面图。
图17是表示第8实施形态的光波导模块的斜视图。
图18是表示第8实施形态的光波导模块的侧面图。
图19是表示第9实施形态的光波导模块的侧面图。
图20是表示第10实施形态的光波导模块的侧面图。
图21是表示第11实施形态的光波导模块的特征部分的斜视图。
图22是表示已有的光波导模块的简略斜视图。
图23是表示已有的光波导模块的简略斜视图。
具体实施形态
下面，我们参照附图详细说明与本发明有关的加热器模块和光波导模块的优先的实施形态。又，在同一要素上用同一个标号，并省略它们的重复说明。
[第1实施形态]
图1是表示本实施形态的加热器模块和内装它的光波导模块的斜视图，图2是图1所示的光波导模块的侧面图。光波导模块1备有石英制的尺寸为50mm×10mm×1mm的光波导元件2，与它的两端连接的光纤4，4，用于加热光波导元件2的加热器模块30，和收容光波导元件2与加热器模块30的壳体20。又，壳体20是由焊接了用于使加热器模块30通电的导线引脚23并且支持加热器模块30的组件基板22，和覆盖在该组件基板22上的盖子24构成的。此外，组件全体的尺寸为100mm×50mm×10mm。
其次，我们参照图3～图5，详细说明加热器模块30。加热器模块30具有尺寸为40mm×20mm×1mm的陶瓷加热器40和支持它的并具有隔热性的尺寸为60mm×30mm×2mm的隔热基板50(参照图5)。图3是表示陶瓷加热器40的内部的平面图，图4是图3所示的陶瓷加热器40的IV-IV截面图。如图3和图4所示，在陶瓷加热器40上设置约有0.5～10Ω的电阻值通过通电发热的发热电路42。又，在发热电路42的两端，设置用于使电流流过发热电路42的电极42a，42b。
又，在发热电路42的上层(在图4中的上侧)上层积第1AlN陶瓷层44，在发热电路42的下层上设置第2AlN陶瓷层46。
这样，因为在本实施形态中，陶瓷层44是由热传导率高的AlN(氮化Al)形成的，所以从发热电路42传出的热几乎均匀地在该第1AlN陶瓷层44内扩散，进一步使粘合在第1AlN陶瓷层44的上面的光波导元件2均匀地加热，能够提高温度均匀性。又，因为AlN的耐湿性很高，所以即便长期连续地使用，也不会使发热电路42的电阻值变化，能够得到高的可靠性。进一步，因为在发热电路42的下层上设置第2AlN陶瓷层46，所以能够提高陶瓷加热器40的耐湿性，进一步能够提高发热电路42的耐久性。详细地说，因为由于第2AlN陶瓷层46不使发热电路42露出，所以能够防止发热电路42的短路和氧化。
又，第1AlN陶瓷层44和第2AlN陶瓷层46的合计厚度最好在0.3mm以上3.0mm以下。当AlN陶瓷层的厚度比0.3mm薄时，因为要使加热器产生的热均热化是困难的，所以要使光波导元件2的温度均匀性在±0.5℃以下是困难的。又，当陶瓷层的厚度比0.3mm薄时，机械强度变小，处理光波导元件的粘合等变得非常困难。另一方面，第1AlN陶瓷层44和第2AlN陶瓷层46的合计厚度比3.0mm厚时，不会使光波导元件的温度均匀性恶化，但是因为不可避免地使光波导模块的厚度变厚，所以是不能令人满意的。
又，能够用当成形，烧结AlN陶瓷层时一次成形，烧结能够同时形成的钨，钼或AlN陶瓷层后形成，烧结发热电路的方法，形成以银钯作为主要成分的发热电路42。在钨，钼的情形中，因为能够与AlN陶瓷层同时形成，所以具有降低成本的优点。另一方面，在银钯的情形，具有容易高精度地控制电阻值的优点。最好按照作为光波导模块要求的优先顺序选择这些材料。此外，即便是这些材料以外的发热材料，在不损害用AlN的陶瓷加热器优点的情形下，即便使用也没有任何问题。
又，发热电路42的厚度不受到特别的限制。但是，例如用网印法形成图案时，希望控制在1μm以上100μm以下。厚度比1μm薄时，产生图案缺损等问题的可能性飞跃地增高。另一方面，厚度比100μm厚时，当发热电路的图案约为0.2mm很细时，因为经常发生污点等问题，所以是不能令人满意的。为了完全消除这些不良情况，最好使厚度在50μm以下。又，例如用薄膜等形成发热电路42时，也可以用1μm以下的膜厚，但是必须用即便流过电流也不会引起缺损那样的膜厚。
又，作为发热电路42的保护层，也可以形成玻璃的涂膜。例如，能够在发热电路42的表面上形成以硅玻璃为主要成分的涂膜。这样的玻璃涂膜可以在一旦形成AlN陶瓷层和发热电路后再形成。因此，具有能够自由地选择玻璃涂膜的材料的优点。又，因为玻璃涂膜的热传导率一般为1W/mK是比较低的，所以通过将光波导元件2载置在与这个玻璃涂膜相反的面上，玻璃涂膜作为一种隔热层起作用，起到提高光波导元件2的温度均匀性的作用。这样，通过在发热电路42上形成玻璃涂膜，能够提高陶瓷加热器40的耐湿性。
又，这个玻璃涂膜的厚度最好在1μm以上0.2mm以下。进一步，在10μm以上0.2mm以下是另人满意的。当膜厚比1μm小时，不能均匀地覆盖发热电路42，产生没有被薄膜覆盖的部分。进一步，因为存在热电路42的段差，所以为了用薄膜覆盖段差，使薄膜厚度在10μm以上能够高成品率地用薄膜覆盖段差。另一方面，当膜厚比200μm大时，因为通过薄膜形成自不用说，即便用网印法形成膜时，也需要很长的时间，使成本飞跃地增大，所以是不能令人满意的。但是，即便涂膜厚度在上述范围以外，如果能够最低限度地保护发热电路42则没有问题。
又，在本实施形态中，如上所述，因为用具有隔热性的隔热基板50支持陶瓷加热器40，所以能够防止由于发热电路42产生的热从隔热基板50放出使陶瓷加热器40的热分布不均匀的事态发生，从而能够进一步提高光波导元件2的温度均匀性。特别是，当不设置隔热基板50时，陶瓷加热器40不仅加热载置在其上的光波导元件2，而且也加热与载置光波导元件2的相反一面连接的部件。即，当在与光波导元件2相反的陶瓷加热器40的面上粘合热传导率高的材料或热容量大的部件时，因为在陶瓷加热器40上产生的热不流入光波导元件2而是主要流入这些部件，所以导致光波导元件2的温度均匀性恶化，陶瓷加热器的电力消耗增大。与此相对，用隔热基板50支持陶瓷加热器40时，能够防止由于发热电路42产生的热从隔热基板50放出使陶瓷加热器40的热分布不均匀的事态发生。
又，通过热模拟我们已经判明为了得到这样的效果，最好使隔热基板50的热传导率在50W/mK以下。又，通过在这个隔热基板50内实施布线，与陶瓷加热器进行电连接，因为能够达到使加热器模块简单化，使光波导模块简单化的目的，所以最好是用能够在内部形成布线的材料。例如，隔热基板50也可以是包含氧化铝和硅玻璃的材料。又，在本实施形态中隔热基板50是以氧化铝和硅玻璃为主要成分形成的，但如果用树脂和硅玻璃为主要成分，则能够进一步提高隔热性。特别是，如果用树脂形成隔热基板50，则可以使热传导率在1W/mK以下，是令人满意的。作为树脂材料，制作印刷布线基板时能够用一般的玻璃环氧树脂和BT(日文：ビスマレイド·トリアジン)树脂等。
又，陶瓷加热器40的制作方法如下所示。首先，用W涂膏在AlN陶瓷的压片上印刷发热电路42和电极42a，42b。其次，在发热电路42上贴上AlN陶瓷的压片，得到加热器的暂时成型体。而且，在1700℃以上的氮气中烧结这个暂时成型体，完成陶瓷加热器40。
图5是表示加热器模块30的平面图。如图5所示，在隔热基板50的上面形成电极52a～52f，陶瓷加热器40的电极42a，42b和电极52a，52f通过导线连接起来。又，在陶瓷加热器40的上面配置用于测定加热器温度的片状热敏电阻48，该片状热敏电阻48和电极52c，52d通过通过导线连接起来。进一步导线引脚53与各电极52a～52f连接，如图2所示，各导线引脚53弯曲成直角，在插入组件基板22的插入孔的状态中进行焊接。因此，各导线引脚53与组件基板22的各导线引脚23电连接。又，因为通过上述那样地在隔热基板50上形成电极52a～52f，不需要连系陶瓷加热器40和外部电极的长布线，所以容易进行组装和安装，达到降低成本的目的。
又，如图2所示，用树脂41粘合隔热基板50和陶瓷加热器40，用树脂43粘合陶瓷加热器40和光波导元件2。粘合树脂41能够用粘合电子部品的硅树脂，环氧树脂等的任何一种，但是为了防止粘合时的变形，在本实施形态中用硅树脂。又，如上述那样地在陶瓷加热器40的最上层设置第1AlN陶瓷层44，但是因为AlN的热膨胀系数与形成光波导元件2的玻璃和Si接近，所以能够防止伴随热膨胀光波导元件2弯曲。在本实施形态中，也用树脂43进行光波导元件与AlN的粘合，但是树脂43是硅树脂。树脂41和树脂43的厚度约为10μm～0.2mm。
又，一般都知道AlN的树脂粘合强度与其它氧化物系的陶瓷等比较是弱的。即，树脂粘合强度是由于树脂的-OH基与金属表面的-O基的氢结合，和材料之间的紧固效果，这两者的相互作用引起的。可是，因为AlN的表面是氮化物，所以只有紧固效果对粘合有贡献。因此，根据AlN陶瓷的表面状态等，与树脂的粘合强度可能恶化。所以最好提高AlN的树脂粘合强度的可靠性。为了提高AlN陶瓷层与树脂的粘合强度，我们考虑强化紧固效果的第1种方法和设置能够提高树脂强度那样的层的第2种方法这样2种方法。
作为第1种方法，我们研讨为了得到充分的紧固效果的种种必要条件，结果我们发现通过严密控制AlN的与树脂粘合面的表面粗糙度就能够达到这个目的。即，我们发现当具有AlN加热器，光波导元件和隔热基板等的组件与树脂粘合时，将与树脂粘合的陶瓷加热器40的表面粗糙度Ra控制在0.05μm以上10μm以下，最好在0.1μm以上10μm以下就能够达到充分的粘合强度。当AlN表面粗糙度比0.05μm小时，不能够在AlN与树脂之间得到充分的紧固效果，在可靠性试验中和使用光波导模块的过程中，发生树脂粘合面的剥离，脱落等问题。又，因为当用硅树脂等粘合强度高的树脂时，如果上述AlN表面粗糙度在0.05μm以上，则能够实现充分的粘合，但是为了实现与所以其它各种树脂充分的粘合剂，最好AlN表面粗糙度在0.1μm以上。另一方面，当AlN表面粗糙度比10μm大时，在AlN与树脂之间容易进入气泡，不能得到充分的紧固效果。进一步在树脂粘合层中树脂与气泡杂乱地存在，使温度均匀性很大地恶化。当用涂敷时树脂粘度为10000cps左右的流动性比较高的树脂时，如果上述AlN表面粗糙度在100μm以下则能够防止气泡的卷入，但是为了即便由于其它树脂经过时间的变化粘度上升时也能够防止气泡的卷入最好使AlN表面粗糙度在10μm以下。
作为用于提高AlN陶瓷层与树脂的粘合强度的第2种方法，我们研讨为了得到使树脂强度提高的层的种种必要条件，结果我们发现将Al的蒸涂层或以硅玻璃为主要成分的层涂敷在陶瓷加热器40的树脂粘合面上具有最佳的效果。
使树脂强度提高的层必须是包含为了提高与树脂的氢结合的OH基和-O基的层，或使紧固强度强化的层。作为提高与树脂的氢结合的层可以考虑氧化物或金属。
作为这样的氧化物，例如可以考虑氧化铝。但是因为为了使氧化铝等的陶瓷氧化物形成层，必须提高温度，所以存在着使加热器成本飞跃地增大那样的问题。另一方面，因为硅玻璃与氧化铝比较能够降低层的形成温度所以能够降低成本。而且，因为如上所述也可以用作陶瓷加热器40的发热电路42的保护膜，所以当形成硅玻璃层时，能够形成一个同时提高陶瓷加热器40的树脂粘合强度和可靠性的工序，能够低成本地制作特性优越的AlN陶瓷加热器。
又，作为在陶瓷加热器40的表面上形成的硅玻璃层的厚度，与上述发热电路的玻璃涂膜相同，最好在1μm以上0.5mm以下，在10μm以上0.1mm以下是更加令人满意的。当硅玻璃层的厚度比1μm小时，因为不能够均匀地覆盖AlN陶瓷，产生没有被薄膜覆盖的部分，所以不能使树脂强度充分地高。进一步，当用同一个工序形成加热器的保护层时，因为存在加热器层的段差，所以必须使用薄膜覆盖段差的层厚在10μm以上。另一方面，当硅玻璃层的厚度比500μm大时，因为玻璃自身的强度低，所以树脂粘合是充分的，但是可靠消息试验后玻璃自身破坏，不能使用。因此，可以使用薄的膜厚，但是因为为了形成比100μm厚的膜，需要很长的时间，使成本飞跃地增大，所以更好的是使层厚在100μm以下。
关于硅玻璃层的形成，没有特别的限定，但是因为需要形成树脂粘合部分和加热器部分等的限定部分，所以能够用网印法等印刷玻璃涂膏后，通过烧制的烧结方法。
另一方面，当形成用金属的层时，在除了Al(铝)，Ni，Au等的金属上，因为金属氧化，所以表面变得破烂同时不能维持粘合强度。另一方面，用作金属保护膜的Ni，Au表面的OH基和-O基很少，特别在可靠性试验后与树脂的粘合强度极弱。与此相对，因为Al表面常常被氧化，所以树脂强度比较强，是很好的。进一步，我们已经判明即便在自然氧化膜上再有意进行氧化，也不能增加树脂强度，相反地使树脂强度变弱。当作进一步的研讨时，已经判明用Al的成膜方法使树脂粘合强度变大。即，通过在自然氧化状态使用由蒸涂形成的Al膜，能够制作树脂粘合强度极高的AlN陶瓷加热器。
当我们调查由蒸涂形成的Al膜的树脂强度高的原因时，发现微紧固效果的贡献。即，由蒸涂等形成Al膜时生成多角形状的结晶粒子。在结晶粒子之间存在1μm以下的微小的段差，但是在测定表面粗糙度时不能检测出这个段差。这个结晶粒直径和与其相伴的结晶间的段差生出充分的紧固效果。即，通过将结晶粒直径控制在0.1μm以上10μm以下，能够生出充分的紧固效果。当结晶粒直径比0.1μm小时用于粘合的树脂不能充分进入结晶间，容易产生空孔。这种空孔成为起点容易产生粘合的破坏。当结晶粒直径比10μm大时树脂能进入结晶间，但是因为对每单位面积的紧固效果作出贡献的粒子变少，所以不能得到充分的粘合强度。
如上所述，在得到充分的紧固效果的构造中，不需要特别地形成氧化膜。即，希望自然氧化膜的厚度在10×10-10m以上800×10-10m以下。因为在不是自然氧化膜的状态中，不能在与树脂之间产生氢的结合所以不能保持充分的粘合强度。又，当形成超过800×10-10m厚度的氧化膜时，树脂与氧化膜之间的粘合强度没有问题，但是因为金属氧化膜相当脆所以不能保持氧化膜与母材金属之间的粘合强度。
又，希望形成的Al膜厚度，在1μm以上100μm以下。当Al膜的厚度比1μm薄时，虽然生出紧固效果但是不能形成充分的构造。另一方面，当比100μm厚时，因为容易在膜内发生破坏所以是不能令人满意的。又，因为当比20μm厚时，形成膜的成本增大，时间变得很长，所以存在着经济上的问题。从而Al膜的厚度更好的是在1μm以上20μm以下。
作为形成的Al膜，也可以是Al，Al合金中的任意一种。但是，当形成Al合金膜时对组成进行控制是困难的，因为容易产生与母材的粘附性的散乱，所以希望纯度在99.9wt％以上。进一步，当使Al膜的纯度在99.9wt％以上时，因为不产生与母材的粘附度的散乱，所以是合适的。此外，因为能够比较简单地用Al蒸涂在种种材料上施加蒸涂膜，所以即便在光波导模块上应用树脂粘合的其它材料，也能够大幅度地提高树脂粘合强度，最好尽可能地也在其它材料上施加Al蒸涂。施加还是不施加蒸涂，因为Al是金属，所以从判断是否需要绝缘性，以及考虑由于施加蒸涂使成本上升来决定。
其次，我们参照图1和图2，说明光波导模块1的壳体20。在壳体20的盖子24的对置的2个面上，形成用于穿过光纤4，4的插通口24a，24b(参照图1)。组件基板22具有焊接了上述导线引脚23的平板22a，与平板22a的两个下端连接的支持板22b，22b。这样，通过设置支持板22b，当将光波导模块1安装在系统用的板等上时，能够防止在导线引脚23上加上过大的负荷。又，用树脂粘合盖子24和组件基板22。
进一步，壳体20的盖子24和组件基板22是以铜钨为主要成分形成的。因此，在壳体20中温度均匀性高，能够提高光波导元件2的温度均匀性。又，壳体20即便是以钴，铁，镍，氧化铝或氮化Al为主要成分形成的，也能够得到同样的效果。又，进行了热模拟，结果，判明为了提高光波导元件2的温度均匀性，壳体20的热传导率最好在10W/mK以上。
又，用树脂或硅玻璃为主要成分形成壳体20时，因为这些材料的隔热性高，所以能够抑制壳体20内的热放出到外部去，从而能够防止光波导元件2的温度降低。作为形成壳体20的树脂，例如，能够用ABS树脂，聚氧亚甲基树脂，聚乙醚乙醚酮树脂，苯乙烯树脂，丙烯树脂，环氧树脂，酚醛树脂，尿素树脂，密胺树脂，硅树脂，氟树脂，聚碳酸盐树脂，聚·苯撑·硫化物树脂等。关于这种树脂的热传导率，进行热模拟，结果判定为了提高光波导元件2的温度均匀性最好在1W/mK以下。进一步为了提高这些树脂的强度，也可以混入玻璃纤维等。这时，因为这些材料的隔热性高，所以能够抑制壳体20内的热放出到外部去，从而能够防止光波导元件2的温度降低。又，也可以将这些使温度均匀性提高的壳体材料和使隔热性提高的壳体材料做成多层，组合起来进行使用。
又，如图2所示，在加热器模块30的周围(在组件基板22和隔热基板50之间)，设置热传导率在0.5W/mK以下的隔热层27。在本实施形态中隔热层27为空气层，它的厚度为1mm。通过这样地设置隔热层27，能够高效率地向光波导元件2传送热。进一步，在壳体20的盖子24的内面，为了抑制光波导元件2的热放出到壳体20的外部去，设置由空气层构成的隔热层。
又，作为空气层的隔热层的厚度最好在0.01mm以上5mm以下的范围内。为了得到高的温度均匀性，在空气层中不发生热对流是极其重要的。通过热流体模拟和实验对这种条件进行研讨，结果，发现如果空气层的厚度在5mm以下，则能够大幅度地防止热对流，能够确保陶瓷加热器40的高温度均匀性。另一方面，空气层的厚度越薄则越难产生对流，但是当厚度比0.01mm小时，因为由于加热器发热产生的加热器模块和光波导模块的弯曲，隔热基板50和组件基板22接触，使空气层减少一部分，所以不能得到高的温度均匀性。
这里，我们详细说明加热器模块30和光波导模块1的厚度(减少厚度)。
当粘合陶瓷加热器40和光波导元件2时，当陶瓷加热器和光波导元件的热膨胀率之差为3×10-6～5×10-6/℃以上时，过大的热应力作用在光波导元件上，恐怕会妨碍波长选择制和开关特性。以前使用的氧化铝加热器的热膨胀率为7×10-6/℃，进一步，  因为热传导率为20W/mK比较低，所以均热板是不可缺少的。因为这种均热板的厚度一般约为3mm，所以不会使光波导模块的厚度变薄。又，为了减少作用在光波导元件上的应力，我们也正在研讨在均热板和光波导元件之间在粘合后充满为流动体的油混合物和油膏，只在端部数点用树脂固定的方法等，但是存在着只在数点用树脂固定时产生的热应力对光波导元件来说已经成为问题的情形，这不是能够通用的方法，进一步，因为不可能没有均热板，所以不能够减少光波导模块的厚度。
另一方面，因为本实施形态的陶瓷加热器40的AlN的热传导率为170W/mK所以不需要均热板，能够大幅度减少光波导模块的厚度。
进一步，如上所述，用树脂43粘合光波导元件2和陶瓷加热器40，但是这种树脂43是粘合后的形态为固体的粘合剂。因此，既不会产生树脂厚度的散乱，在光波导模块工作中树脂也不会流动。又，希望用于粘合光波导元件2和陶瓷加热器40的树脂是包含金属或陶瓷等的纤维的热传导率约为0.5 W/mK以上的高热传导率树脂。用陶瓷加热器40均匀地加热光波导元件2，但是当用热传导率比0.5 W/mK低的树脂时，恐怕会使光波导元件2的温度均匀性恶化。
又，关于代替树脂43在上述粘合后在光波导元件2和陶瓷加热器40之间充满作为流动体的油混合物和油膏，只在端部数点用树脂固定的方法，因为光波导元件2和陶瓷加热器40的热膨胀率之差小没有应力给予光波导元件2，所以也可以使用该方法。但是，采用这种方法时，必须对油混合物和油膏的厚度进行严密的管理。
又，树脂43的厚度最好在10μm以上500μm以下。因为粘合树脂的杨氏系数比其它构成材料小一个数量级以上，所以起着吸收粘合时产生的热应力的作用。但是当树脂43的厚度比10μm小时，吸收应力作用不能充分发挥，作用在光波导元件2上的应力变大，是不能令人满意的。另一方面，因为树脂43的热传导率比AlN等低，所以当厚度大时温度均匀性恶化。当树脂43的厚度比500μm大时，温度均匀性恶化，也是不能令人满意的。
进一步，关于陶瓷加热器40和光波导模块1的电力消耗，与用以前的氧化铝加热器的情形比较，在本实施形态中，因为不需要加热当用氧化铝加热器时必需的Cu合金制等的均热板，所以能够大幅度地降低电力消耗。
又，在本实施形态的光波导模块1中，能够实施下列那样的安全设计。即，发热电路42的一部分由锡和铅的合金形成，用由锡和铅的合金形成的布线连接将发热电路42和外部电源连接起来的端子，发热电路42的温度在它的合金熔点以上时自动断线，电流不流过发热电路42。通过这种设计，能够防止由于加热器模块的不良工作使温度上升引起的加热器模块破坏，着火等事态的发生。
例如，如果用锡40wt％，铅60wt％的合金，在不到约200℃时发生断线，不会破坏粘合树脂和壳体等的树脂。又，代替锡和铅的合金，也可以用其它的低熔点合金。
我们调查以上那样的光波导模块1的特性时得到以下那样的结果。关于温度均匀性，在环境温度为0℃，陶瓷加热器40的温度为80℃时，用热电偶观察，已经判明能够将光波导元件2的内部温度分布抑制到±0.4℃以下。又，为了测定温度控制性，进行下列那样的实验。即，将光波导模块放入恒温槽，将恒温槽的温度保持在-40℃上1小时，在1小时内升温到70℃，在70℃保持1小时，在1小时内降温到-40℃。测定这时的光波导元件上的温度，将最大温度和最小温度之差作为温度控制性的判断指标。结果，我们判明了在本实施形态中，光波导元件只显示出±0.7℃以下的温度变化，不易受到外部温度的影响。又，陶瓷加热器40和光波导元件2弯曲很少，没有观察到光波导特性的各向异性，不产生损耗增大和开关特性，由于双折射引起的极化波依存关系等问题。进一步，因为提高了壳体内的隔热性，所以与以前那样地用珀耳帖元件的情形中需要5W的电力消耗相对，在本实施形态中能够将电力消耗抑制到4W以下。
[第2实施形态]
其次，我们参照图6～图8说明本发明的光波导模块的第2实施形态。本实施形态与第1实施形态不同之处主要在于隔热基板50的构造。下面我们以与第1实施形态的不同点为中心进行说明。
如图6所示，在隔热基板50上形成用于支持陶瓷加热器40的3个突起部62。在各突起部62的上面涂敷树脂，从而达到与陶瓷加热器40粘合的目的。这样，在本实施形态中，因为陶瓷加热器40与隔热基板50全面接触而不是部分接触，所以极少发生陶瓷加热器40的弯曲，并且能够防止用于粘合隔热基板50与陶瓷加热器40的树脂从陶瓷加热器40剥落的事态发生。又，也可以不是如本实施形态那样在所有突起部62上涂敷用于粘合的树脂，而只在一个突起部62上涂敷树脂。例如只在中央的突起部62上涂敷树脂时，因为陶瓷加热器40的两端部能够自由地伸缩，所以能够进一步减少陶瓷加热器40的弯曲。
又，在本实施形态中，在各突起部62的周围，换句话说，在陶瓷加热器40的底面和与它对置的隔热基板50的面之间形成空气层64。因此，这个空气层64作为隔热层起作用，能够抑制来自陶瓷加热器40的热从隔热基板50一侧放出的事态发生。在本实施形态中，空气层的厚度为0.2mm。
又，空气层的厚度最好在0.01mm以上5mm以下的范围内。为了得到高的温度均匀性，在空气层中不发生热对流是极其重要的。通过热流体模拟和实验研讨这种条件，结果，发现如果空气层的厚度在5mm以下，则能够大幅度地防止热对流，能够确保陶瓷加热器40的高的温度均匀性。另一方面，空气层的厚度越薄则越难产生对流，但是当厚度比0.01mm小时，因为由于加热器发热产生的加热器模块和光波导模块的弯曲，陶瓷加热器和支持它的隔热基板等接触，使空气层减少一部分，所以不能得到高的温度均匀性。
又，如图7所示，在本实施形态中，设置用于将陶瓷加热器40向隔热基板50一侧按压的按压部分(按压装置)70。按压装置70由载置在陶瓷加热器40的上面的按压板72和用螺丝将该按压板72固定在隔热基板50上的构件74构成。通过强烈地拧紧构件74，将陶瓷加热器40压向隔热基板50。通过这样的按压装置70，可以将陶瓷加热器40压向隔热基板一侧，能够在振动疲劳试验，低速度试验，耐湿性试验中得到良好的结果。又，如图7所示，在隔热基板50上形成多个贯通孔55，用导线将这些贯通孔55与陶瓷加热器40的发热电路42电连接起来。而且，如图6所示，将插入组件基板的导线引脚23插入贯通孔55。
图8是本实施形态的陶瓷加热器40的截面图。如图8所示，本实施形态的陶瓷加热器40备有银钯制的发热电路42，层积在其上的AlN陶瓷层44，和设置在发热电路42的下面的以硅玻璃为主要成分的涂膜45。这样，通过在陶瓷加热器40的表面上形成涂膜45，能够提高陶瓷加热器40的耐湿性。又，当用树脂粘合陶瓷加热器40和隔热基板50时，能够提高树脂与陶瓷加热器40的粘合性。
[第3实施形态]
其次，我们参照图9说明本发明的光波导模块的第3实施形态。本实施形态与第1实施形态不同之处在于壳体20的构造。如图9所示，在壳体20的盖子24的内部，设置4个从与光波导元件2的对置面24r向光波导元件2延伸隔离壁29。又，隔离壁29的高度为在用盖子24覆盖组件基板22的状态中使隔离壁29的下端不与光波导元件2接触那样的程度。通过设置这样的隔离壁29，能够使壳体20内的对流轨道，换句话说光波导元件2上的对流轨道变小，从而能够提高光波导元件2的温度均匀性。
[第4实施形态]
其次，我们参照图10说明本发明的光波导模块的第4实施形态。本实施形态与第1实施形态不同之处在于片状热敏电阻48的安装方法和壳体20及盖子24的构造。
首先，我们详细说明片状热敏电阻48的安装方法。如图10所示，在本实施形态中，将检测陶瓷加热器40的温度的热敏电阻(温度检测元件)48安装在陶瓷加热器40的底面，即与载置光波导元件2一侧的面相反的面上。因此，没有必要确保将用于将热敏电阻48载置在陶瓷加热器40的上面的区域。因此，能够使陶瓷加热器40的面积比第1实施形态小，能够达到使加热器模块30小型化的目的。又，因为也能够使发热电路42变小，所以能够达到降低电力消耗的目的。与在第1实施形态中，陶瓷加热器的尺寸为40mm×20mm×1mm，加热器模块的尺寸为60mm×30mm×1mm，加热器电力消耗在环境温度为0℃，加热器控制温度为80℃时为4W相对，在本实施形态中，能够使加热器的尺寸为40mm×12mm×1mm，  加热器模块的尺寸为60mm×20mm×1mm实现小型化，也能够使电力消耗降低到3.5W。进一步，在隔热基板50中形成切去部分76，在该切去部分76上，配置与热敏电阻48连接的电极垫片78。
又，在以前用的氧化铝加热器的情形中，因为氧化铝的热传导率低，载置加热器的光波导元件的面和与它相反的面之间的温度差很大，所以不能够正确测量在相反的面上光波导元件的温度。与此相对，如果用AlN加热器，则用热模拟查明在光波导元件的载置面和与它相反的面上都能够正确地预先设想光波导元件2的温度。
图11是表示这个切去部分76近旁的放大斜视图。如图10和图11所示，隔热基板50具有上层52和下层54，在上层52的底面上形成上述电极垫片72。更详细地说，在上层52上形成贯通孔52h，在下层54上露出上层52的底面的一部分那样地形成贯通孔54h。而且，具有使电极垫片78的至少一部分位在这个上层52的底面的露出部分上那样的构成。
又，在陶瓷加热器40的底面上形成电极垫片80，通过导线73将热敏电阻48与电极垫片80连接起来，通过导线75将电极垫片80与电极垫片78连接起来。这里，在本实施形态中，因为能够使导线75通过切去部分76即贯通孔52h和贯通孔54h与电极垫片78连接，所以与使导线75通过隔热基板50的周围的情形比较，能够达到使布线简略化的目的。
又，因为将热敏电阻48与向它供电的外部电极连接起来的布线，在电极垫片80上与陶瓷加热器40连接，具有几乎与陶瓷加热器40相等的温度，所以对于测定陶瓷加热器40的温度，很少受到环境温度的影响，能够进行适当的温度测定。
此外，电极垫片78与如图10所示的导线引脚23连接，从而达到使热敏电阻48与外部设备导通的目的。通过这样的热敏电阻的电极构造，能够防止热敏电阻电极的温度降低。与不进行这个处理的第1实施形态比较，当测定环境温度为-40℃～70℃时的温度控制性时，我们判明陶瓷加热器40的温度在±0.5℃以下，与第1实施形态中的±0.7℃比较，不易受到外部温度的影响。
其次，我们参照图10，说明光波导模块的壳体20。在壳体20的盖子24对置的2个面上，形成用于插通光纤4，4的插通口24a，24b。又，在盖子24上与它的内壁面隔开所定的间隔，设置2个薄片82，84。用粘合剂将各个薄片82，84固定在盖子24的内壁面上形成的突起24c上。详细地说，将上段的薄片82固定在中央的突起24c上，使下段的薄片84与两端的突起24c连接。另一方面，在组件基板22上以所定间隔与其上面隔开地覆盖2个薄片86，88。用支持部件89支持各薄片86，88的外周部分。
这样，与壳体20的内壁面隔开所定间隔，安装薄片82，84，86，88时，在壳体20的内壁面与各薄片82，84，86，88之间，能够使对流轨道变小，并且形成空气层，这个空气层起着隔热层的作用。因此，陶瓷加热器40的热极少放出到外部去，从而能够容易加热作为加热对象的光波导元件2。此外，薄片的个数不限于2个，既可以是1个，也可以是3个以上。
又，在第1实施形态～第4实施形态中用石英制的光波导元件2，但是代替它也可以用在Si基片上制成的二氧化硅的元件，和用LiNbO3制的元件。这时，也能够得到与各实施形态同样的效果。
[第5实施形态]
其次，我们参照图12说明本发明的光波导模块的第5实施形态。本实施形态与第1实施形态不同之处在于在光波导元件2与陶瓷加热器40之间插入用于实现热膨胀率匹配的匹配板92的构造。作为匹配板92，用与在室温的光波导元件2的热膨胀率之差在3×10-6/℃以下的匹配部件。
在本实施形态中，由于用石英制(热膨胀率0.5×10-6/℃)的光波导元件2，所以用热膨胀率为2.0×10-6/℃的Fe-Ni合金作为匹配板92。又，匹配板92的尺寸为40mm×20mm×0.5mm。
通过设置这样的匹配板92，能够使作用在光波导元件2上的应力变小。因此，为了测定作用在光波导元件2上的应力，将变形计安装在光波导元件2的中央上部(与插入板的粘合面相反的面)上，测定作用在第1实施形态和本实施形态中的光波导元件2上的应力差。结果，已经判定与第1实施形态比较，在本实施形态中作用在光波导元件2上的热应力只有第1实施形态的1/3。在第1实施形态中也可以充分使用光波导模块，但是今后，当我们考虑对光波导模块提出更严格的要求时，我们可以考虑在本实施形态中具有热应力效果低的非常有利的优点的光波导模块。
又，将光波导元件2变更到用在Si基片上制成的二氧化硅的元件(热膨胀率1.3×10-6/℃)，进行同样的实验，但是能够得到几乎与石英的情形相同的结果。
又，在本实施形态中，分别将光波导元件2变更为用LiNbO3(热膨胀率15×10-6/℃)，将插入板92变更为用Cu合金(热膨胀率16×10-6/℃)，进行同样的实验，能够得到几乎同样良好的结果。
[第6实施形态]
其次，我们参照图13所示的斜视图和图14所示的侧面图，说明本发明的光波导模块的第6实施形态。本实施形态的石英制的光波导元件2，与第1实施形态的光波导元件比较尺寸较大，纵30mm×横30mm×高1mm。与此相伴，光波导模块的各尺寸也是不同的。陶瓷加热器40的尺寸为40mm×25mm×1mm，加热器模块30的尺寸为50mm×40mm×2mm，组件全体的尺寸为100mm×60mm×10mm。
又，伴随着光波导元件2的尺寸变大，因为要确保将热敏电阻48载置在陶瓷加热器40的上部，即与光波导元件2的粘合面上的空间是困难的，所以将热敏电阻48载置在陶瓷加热器40的下部，即与光波导元件2的粘合面相反的面上。又，通过光纤阵列96进行光波导元件2与光纤4的连接。进一步，在隔热基板50与组件基板22上形成作为隔热层的空气层27，但是，为了使即便形成空气层27构造上也是稳定的，通过垫片94将隔热基板50固定在组件基板22上。
当调查以上那样的光波导模块1的特性时，得到下列那样的结果。关于温度均匀性，在使环境温度为0℃，陶瓷加热器40的温度为80℃，用热电偶进行观察时，已经判明将光波导元件2的内部温度分布抑制到±0.4℃以下。又，关于温度控制性，已经判明即便使温度在-40℃～70℃的范围内变化，陶瓷加热器40也只显示出在±0.5℃以下的温度变化，不易受到外部温度的影响。又，陶瓷加热器40和光波导元件2的弯曲很少，不能观察到光波导特性的各向异性，不产生损耗增大和开关特性，由双折射引起的极化波的依存关系等问题。进一步，因为提高了壳体内的隔热性，所以在本实施形态中也能够将电力消耗抑制到4W以下。
此外，在本实施形态中盖子24是一体地形成的，与隔热基板22粘合在一起。但是，在这个形态中安装光纤4是困难的。这时，通过将盖子24分割成角筒状的侧壁部分24x和天花板部分24y，一旦在粘合组件基板22和侧壁部分24x的阶段中进行光波导元件2和光纤4的安装后，也可以成为与天花板部分24y粘合或用螺丝固定的形态。
[第7实施形态]
其次，我们参照图15所示的斜视图和图16所示的侧面图，说明本发明的光波导模块的第7实施形态。本实施形态与第6实施形态不同之处是陶瓷加热器40的尺寸。当详细调查光波导元件2的特性时，已经判明需要温度均匀性的领域不是光波导元件2全体，而限于陶瓷加热器的周围。具体地说，已经判明限于陶瓷加热器周围的约10mm×10mm的范围。因此，在本实施形态中，陶瓷加热器40的载置光波导元件2的面40a的面积比与这个面40a对置的光波导元件2的面窄。这样，陶瓷加热器40的加热面也比光波导元件2小，能够进一步减少电力消耗。具体地说，通过利用热模拟进行设计，使陶瓷加热器40的尺寸为15mm×15mm×1mm。
当调查以上那样的光波导模块1的特性时，得到下列那样的结果。关于温度均匀性，在使环境温度为0℃，陶瓷加热器40的温度为80℃，用热电偶进行观察时，已经判明在光波导元件2的内部需要温度均匀性的10mm×10mm的范围内能够将温度分布抑制到±0.4℃以下。又，关于温度控制性，已经判明即便使环境温度在-40℃～70℃的范围内变化，陶瓷加热器40也只显示出在±0.5℃以下的温度变化，不易受到外部温度的影响。又，因为使陶瓷加热器40的尺寸小型化，所以在本实施形态中，与第6实施形态的电力消耗4W比较，能够将电力消耗抑制到2W以下。
[第8实施形态]
其次，我们参照图17所示的斜视图和图18所示的侧面图，说明本发明的光波导模块的第8实施形态。本实施形态与第8实施形态不同之处是围绕陶瓷加热器40配置的匹配板92(在图18中显示出它的截面)。作为匹配板92，使用在室温与光波导元件2的热膨胀率之差在3×10-6/℃以下的材料。
在本实施形态中，根据用石英制(热膨胀率0.5×10-6/℃)的光波导元件2，用热膨胀率为2.0×10-6/℃的Fe-Ni合金作为匹配板92。匹配板92的尺寸具有与第6实施形态中用的陶瓷加热器40相同的尺寸40mm×25mm×1mm。又，为了在中央加入15mm×15mm×1mm陶瓷加热器40，通过打洞加工形成15.5mm×15.5mm的中空部分。
这样，通过设置包围陶瓷加热器40的匹配板92，即便陶瓷加热器40比光波导元件2小时，也能够将光波导元件2牢固地固定在陶瓷加热器40上。又，一般地，为了确实地固定光波导元件2，最好使这个匹配板92的尺寸，至少一边的长度要比光波导元件2大1mm～10mm左右。需要使它与光波导元件2的热膨胀率匹配那样地选择匹配板92的材料，如在均热板的材料中所述的那样能够选择Fe-Ni合金和Cu合金等。又，匹配板92的厚度，当将匹配板92嵌入陶瓷加热器40时，最好使两者的上面大致位于一定的高度上。进一步，当这样地用匹配板92时，能够用前述的粘合后的形态成为固体的树脂制的粘合剂与光波导元件2粘合。
当调查这个光波导模块1的特性时，能够得到与其它实施形态同样卓越的特性。又，在环境温度为0℃，加热器设定温度为80℃时加热器的电力消耗在2W以下。进一步，在本实施形态中因为光波导元件2不仅与陶瓷加热器40而且也与匹配板92粘合，所以设置光波导元件2时的稳定性与第7实施形态比较飞跃地提高了。
又，当将光波导元件2变更为用LiNbO3(热膨胀率15×10-6/℃)，将匹配板92变更为Cu合金(热膨胀率16×10-6/℃)，进行同样的实验时，能够得到几乎同样良好的结果。
[第9实施形态]
其次，我们参照图19说明本发明的光波导模块的第9实施形态。本实施形态与第8实施形态不同之处是加热器模块30的隔热基板50与第1实施形态中的组件基板22起同样的作用。即，加热器模块30的的隔热基板50兼作壳体20的一部分。因此，能够使光波导模块1的厚度为8mm比第1实施形态的10mm薄。当调查这个光波导模块1的特性时，能够得到与其它实施形态同样卓越的特性。
[第10实施形态]
其次，我们参照图20说明本发明的光波导模块的第10实施形态。本实施形态与第1实施形态不同之处是光纤4和光波导元件2处于夹紧位置(固定位置)。在第1实施形态中，通过壳体20的插通口24a，24b固定光纤4，但是在本实施形态中，夹紧位置在壳体20的内部。详细地说，通过设置在隔热基板50上的支持部件99，99固定光纤4。
在这样的构成中，因为壳体20不需要进行光纤4的夹紧设计，所以容易实现加热器模块30和壳体20的相对位置变更和壳体20的形状变更。
[第11实施形态]
其次，我们参照图21说明本发明的光波导模块的第11实施形态。本实施形态与第6实施形态不同之处是陶瓷加热器40与隔热基板50的粘合方法。在第6实施形态中，用树脂41粘合陶瓷加热器40和隔热基板50。与此相对，在本实施形态中，用螺丝固定两者。
如图21所示，在陶瓷加热器40的4个角上分别形成为直径1mm的螺丝孔101。在隔热基板50的对应位置上形成螺母102。而且，将通过各螺丝孔101的螺丝103旋入螺母102中，使陶瓷加热器40和隔热基板50固定。又，为了确实地实现热接触，在陶瓷加热器40和隔热基板50之间，充满热混合物。实施与第6实施形态相同的测定，结果能够得到同样的结果。
又，从上述第3实施形态到第11实施形态中，作为陶瓷加热器40，用由在第1实施形态中使用的AlN陶瓷44，钨发热层42，第2AlN陶瓷构成的AlN加热器，但是代替它，也可以用由在第2实施形态中使用的AlN陶瓷44，银钯制的发热层42，以硅玻璃为主要成分的涂膜45构成的AlN加热器。
[实施例]
其次，我们说明主要将第1实施形态或第2实施形态的光波导模块作为基本的实施例。
(实施例1)
关于第1实施形态中使用的陶瓷加热器40，使它的表面粗糙度Ra发生种种变化，测定光波导元件2的温度均匀性。通常，无论在什么样的Ra在初期状态都能满足温度均匀性±0.5℃。但是，当Ra条件不适当时，可靠性试验中，或实际使用光波导模块的过程中发生恶化是预想得到的。因此，进行在85℃，湿度85％的气氛中暴露2000小时的高温高湿试验，此后使环境温度为0℃，陶瓷加热器40的温度为80℃，用热电偶观察光波导元件2的温度均匀性。其结果如表1所示。作为用于固定陶瓷加热器40的树脂41和43，用粘度10000cps的硅树脂时，如果陶瓷加热器40的表面粗糙度在0.05μm以上10μm以下时，则已经判明在可靠性试验后也能够得到良好的温度均匀性和温度控制性。此外，在树脂随时间变化时相当的粘度为100000cps的情形中，如果不能将表面粗糙度控制在10μm以下，则不能得到良好的温度均匀性和温度控制性。
用放大倍数10的实体显微镜观察可靠性试验后不能得到良好的温度均匀性和温度控制性的试料的与陶瓷加热器40粘合的树脂，结果确认在粘合树脂中发生0.1mm以上的大的剥离和龟裂。另一方面，试验后取出单个陶瓷加热器40，当使环境温度为0℃，陶瓷加热器40的温度为80℃，用热电偶观察时，得到与可靠性试验前预先观察到的结果几乎相同的结果。也不能确认陶瓷加热器40的热传导率发生了变化。
表1
    Ra    用于粘合的树脂   温度均匀性   温度控制性
    μm                        ℃           ℃试料1   0.1      聚烃硅氧         ±0.5        ±0.7
          (粘度10000cps)试料2   10       聚烃硅氧         ±0.5        ±0.7
          (粘度10000cps)试料3* 100      聚烃硅氧         ±1.0        ±0.7
          (粘度10000cps)试料4   10       聚烃硅氧         ±0.5        ±0.7
          (粘度100000cps)试料5* 15       聚烃硅氧         ±1.0        ±2.0
          (粘度100000cps)试料6   0.05     聚烃硅氧         ±0.5        ±0.7
          (粘度10000cps)试料7* 0.01     聚烃硅氧         ±1.0        ±2.0
          (粘度10000cps)
比较例
(实施例2)
使第1实施形态中使用的陶瓷加热器40的表面粗糙度Ra发生种种变化，与实施例1相同，测定在2000小时的高温高温试验后的温度特性。结果如表2所示。作为用于固定陶瓷加热器40的树脂41和43，用粘度10000cps的聚酰亚胺树脂时，如果陶瓷加热器40的表面粗糙度在0.05μm以上10μm以下时，则已经判明在可靠性试验后也能得到良好的温度均匀性和温度控制性。
用放大倍数10的实体显微镜观察可靠性试验后不能得到良好的温度均匀性和温度控制性的试料的与陶瓷加热器40粘合的树脂，结果，确认在粘合树脂中发生0.1mm以上的大的剥离和龟裂。另一方面，试验后取出单个陶瓷加热器40，当使环境温度为0℃，陶瓷加热器40的温度为80℃，用热电偶观察时，得到与可靠性试验前预先观察的结果几乎相同的结果。也不能确认陶瓷加热器40的热传导率发生了变化。
表2
     Ra    用于粘合的树脂    温度均匀性    温度控制性
     μm                         ℃            ℃试料8*  120      聚酰亚胺         ±1.0          ±2.0试料9    10       聚酰亚胺         ±0.5          ±0.7试料10   0.01     聚酰亚胺         ±0.5          ±0.7试料11* 0.0      聚酰亚胺         ±1.0          ±2.0
比较例
(实施例3)
如图2～图4所示，在作为第1实施形态中使用的陶瓷加热器40的树脂粘合面的第1AlN陶瓷层44的上侧(图4的上部)，第2AlN陶瓷层46的下侧(图4的下部)上，设置如下所示的玻璃涂层。用网印法形成膜后，进行烧结。用网印法时形成种种膜厚，与实施例1相同，测定在2000小时的高温高湿试验后的温度特性。其结果如表3所示。如果玻璃涂层的膜厚在1μm以上500μm以下，则已经判明在可靠性试验后也能够得到良好的温度均匀性和温度控制性。又，膜厚在100μm以下时，能够显著地缩短成膜时间。
用放大倍数10的实体显微镜观察可靠性试验后不能得到良好的温度均匀性和温度控制性的试料的陶瓷加热器40，结果，确认在玻璃涂层的膜厚比5μm小的试料中，涂层不完全覆盖AlN陶瓷层44，46，部分地露出AlN陶瓷层44，46，在与这些部分粘合的粘合树脂上发生0.1mm以上的大的剥离和龟裂。又，在玻璃膜的厚度比500μm大的试料中，确认在玻璃层中发生0.1mm以上的大的剥离和龟裂。
表3       膜厚       温度均匀性    温度控制性
          μm            ℃            ℃
试料12*  0.5          ±0.9         ±1.9
试料13    1            ±0.5         ±0.7
试料14    500          ±0.5         ±0.7
试料15*  600          ±1.0         ±2.0
比较例
(实施例4)
我们用在第2实施形态中使用的陶瓷加热器40进行下面的实验。用网印法形成设置在陶瓷加热器40上的涂膜后，进行烧结。用网印法时形成种种膜厚，与实施例1相同，测定在2000小时的高温高湿试验后的温度特性。结果如表4所示。如果膜厚在10μm以上500μm以下，则已经判明在可靠性试验后也能得到良好的温度均匀性和温度控制性。又，膜厚在100μm以下时，能够显著地缩短成膜时间。
用放大倍数10的实体显微镜观察可靠性试验后不能得到良好的温度均匀性和温度控制性的试料的陶瓷加热器40，结果，确认在玻璃膜的厚度比10μm小的试料中，由于发热电路42的段差，在涂层中发生0.1mm以上的大的剥离和龟裂。
表4
           膜厚      温度均匀性      温度控制性
           μm           ℃              ℃
试料16*   5            ±0.9          ±1.9
试料17     10           ±0.5          ±0.7
比较例
(实施例5)
如图2～图4所示，在作为实施例1中使用的陶瓷加热器40的树脂粘合面的第1AlN陶瓷层44的上侧(图4的上部)，第2AlN陶瓷层46的下侧(图4的下部)上，设置如下所示的Al层。即，将陶瓷加热器40放入用于蒸涂的真空室内，进行真空排气达到1.33×10-3pa以下的真空度后，用99.9wt％以上的Al作为蒸发源进行Al的蒸涂。
蒸涂中的真空度在1.33×10-1Pa以上1.33×10-3pa以下，陶瓷加热器40的温度为100℃～200℃。又，形成种种厚度的Al膜。另一方面，Al膜的结晶粒子直径为1μm。用微奥格电子分光法测定在Al膜上形成的自然氧化膜的厚度，结果为500×10-10m。与实施例1相同，测定这个试料在2000小时的高温高温试验后的温度特性。其结果如表5所示。如果Al膜的膜厚在1μm以上100μm以下，则已经判明在可靠性试验后也能得到良好的温度均匀性和温度控制性。又，Al膜的膜厚在20μm以下时，能够显著地减少成膜时间。
用放大倍数10的实体显微镜观察可靠性试验后不能得到良好的温度均匀性和温度控制性的试料的陶瓷加热器40，结果，确认在Al膜的膜厚比1μm小的试料中实施粘合的粘合树脂中发生0.1mm以上的大的剥离和龟裂。
表5
         膜厚     温度均匀性     温度控制性
          μm         ℃       ℃
试料18*  0.5       ±0.9    ±1.9
试料19    1         ±0.5    ±0.7
试料20    20        ±0.5    ±0.7
试料21    100       ±0.5    ±0.7
比较例
(实施例6)
如图2～图4所示，在作为实施例1中使用的陶瓷加热器40的树脂粘合面的第1AlN陶瓷层44的上侧(图4的上部)，第2AlN陶瓷层46的下侧(图4的下部)上，与实施例5相同地设置如下所示的Al层。形成种种Al结晶粒子直径的膜。另一方面，膜厚为2μm。用微奥格电子分光法测定在Al膜上形成的自然氧化膜的厚度，结果为500×10-10m。与实施例1相同，测定这个试料在2000小时的高温高温试验后的温度特性。其结果如表6所示。如果结晶粒子直径在0.1μm以上10μm以下，则已经判明在可靠性试验后也能得到良好的温度均匀性和温度控制性。
用放大倍数10的实体显微镜观察可靠性试验后不能得到良好的温度均匀性和温度控制性的试料的陶瓷加热器40，结果，确认在粘合树脂中发生0.1mm以上的大的剥离和龟裂。
表6
         结晶粒子直径   温度均匀性   温度控制性
             μm            ℃           ℃
试料22*     0.05         ±1.0        ±2.0
试料23       0.1          ±0.5        ±0.7
试料24       10           ±0.5        ±0.7
试料25*     20           ±0.9        ±1.9较例
(实施例7)
如图2～图4所示，在作为实施例1中使用的陶瓷加热器40的树脂粘合面的第1AlN陶瓷层44的上侧(图4的上部)，第2AlN陶瓷层46的下侧(图4的下部)上，与实施例5相同地设置如下所示的Al层。又，有意地使Al层的氧化膜的厚度变化。另一方面，结晶粒子直径为1.0μm，膜厚为2μm。与实施例1相同，测定这个试料在2000小时的高温高温试验后的温度特性。其结果如表7所示。如果氧化膜的厚度在10×10-10m以上800×10-10m以下，则已经判明在可靠性试验后也能得到良好的温度均匀性和温度控制性。
用放大倍数10的实体显微镜观察可靠性试验后不能得到良好的温度均匀性和温度控制性的试料的陶瓷加热器40，结果，确认在氧化膜的厚度比10×10-10m小的试料中在粘合树脂中发生0.1mm以上的大剥离和龟裂。另一方面在氧化膜的厚度比800×10-10m大的试料中在Al层中发生0.1mm以上的大的剥离和龟裂。
表7
        氧化膜厚度   温度均匀性   温度控制性
         ×10-10m       ℃           ℃
试料26*   5           ±1.0        ±2.0
试料27     10          ±0.5        ±0.7
试料28     800         ±0.5        ±0.7
试料29*   900         ±1.0        ±2.0
比较例
(实施例8)
如图2～图4所示，在作为实施例1中使用的陶瓷加热器40的树脂粘合面的第1AlN陶瓷层44的上侧(图4的上部)，第2AlN陶瓷层46的下侧(图4的下部)上，与实施例6相同地设置如下所示的Al层82。这时，蒸涂的Al的纯度低于99％。又，结晶粒子直径为1.0μm，膜厚为2μm。用微奥格电子分光法测定在Al膜上形成的自然氧化膜的厚度，结果为500×10-10m。与实施例1相同，测定这个试料在2000小时的高温高温试验后的温度特性。其结果如表8所示。判明温度均匀性和温度控制性与Al的纯度为99.9％的情形比较有若干下降。
表8
         Al的纯度    温度均匀性    温度控制性
            ％           ℃            ℃
试料30A    99.9        ±0.5         ±0.7
试料30B*  99          ±0.6         ±0.8比较例
(实施例9)
在第2实施形态中，使设置在陶瓷加热器40与隔热基板50之间的空气层64，和设置在隔热基板50与组件基板之间的隔热层27为空气层时的厚度发生种种变化，与实施例1相同，测定温度均匀性。其结果如表9所示。通过使空气层时的厚度在0.01mm以上5mm以下，已经判明温度均匀性能够在±0.5℃以下。
表9
          加热器-隔热基板  隔热基板-组件  温度均匀性
               mm               mm            ℃
试料31*       6                6           ±0.7
试料32*       6                2           ±0.7
试料33*       2                6           ±0.7
试料34         5                5           ±0.5
试料35         0.01             0.01        ±0.4
试料36*       0.005            0.005       ±0.7
试料37*       0.005            2           ±0.6
试料38*       2                0.005       ±0.6比较例
(实施例10)
在第1实施形态中，使陶瓷加热器40与光波导元件2粘合的树脂43是粘度为10000cps，热传导率为1W/mK的硅系树脂，使它的厚度发生种种变化，与实施例1相同，测定温度均匀性。结果如表10所示。通过使树脂43的厚度在10μm以上500μm以下，已经判明温度均匀性能够在±0.5℃以下。为了探究试料39的温度均匀性恶化的原因切开截面进行调查，结果观察到树脂部分破断的样子。因为树脂厚度薄所以可以预想到树脂涂敷的部分不均匀性，但是进一步，我们要考虑由于不能完全吸收由光波导元件2与陶瓷加热器40的热膨胀率差引起的热应力导致的破坏。
表10
          树脂厚度    温度均匀性
            μm           ℃
试料39*    5           ±0.7
试料40     10           ±0.5
试料41       200       ±0.5
试料42       500       ±0.5
试料43*     600       ±0.7
(实施例11)
与实施例10相同，用热传导率0.5W/mK和0.3W/mK的硅系树脂进行实验。其结果如表11所示。
表11
         树脂热传导率    树脂厚度    温度均匀性
             W/mK          μm           ℃
试料44*     0.5           5           ±0.7
试料45       0.5           10          ±0.5
试料46       0.5           200         ±0.5
试料47       0.5           500         ±0.5
试料48*     0.5           600         ±0.8
试料49*     0.3           10          ±0.8
试料50*     0.3           500         ±1.0
比较例
(实施例12)
在第1实施形态中，关于使陶瓷加热器40与光波导元件2粘合的树脂43，用热传导率为1W/mK的硅系的热混合物进行粘合。因为只用热混合物不能固定，所以用粘度为10000cps，热传导率为1W/mK的硅系树脂只固定光波导元件端部的4个地方，与实施例1相同，测定温度均匀性。光波导元件2中央部分的热混合物的厚度为50μm。准备好10个相同的试料，分别测定光波导元件2的温度均匀性。但是只有2个的温度均匀性达到±0.5℃。
(实施例13)
在第1实施形态中，在陶瓷加热器上附加下面的电路。即，如图3所示，在陶瓷加热器40上设置约有0.5～10Ω电阻值的通过通电发热的发热电路42。又，在发热电路42的两端，设置用于使电流流过发热电路42的电极42a，42b，但是在本实施例中进一步用网印法印刷焊料涂膏后进行烧结，由锡40wt％铅60wt％的合金形成发热电路42的一部分。
其次，为了模拟由于温度控制电路的误动作引起AlN加热器的温度急剧上升，不断向加热器供给电力，使AlN加热器的温度急剧上升。另一方面，用粘合着的热敏电阻测定加热器温度。结果，当加热器温度达到200℃时温度不再上升到这个温度以上。实验后，对各部件进行分解调查，确认在加热器上形成的焊接部分熔解断线。另一方面，确认其它树脂材料没有被破坏。又，焊料制成的导线不断线，但是我们考虑因为在加热器一方温度上升高，所以由于首先加热器的焊接部分断线，从而直到导线都不断线。
(实施例14)
在第13实施例中，用由焊料形成加热电路一部分的AlN加热器，但是在本实施例中，用通常的AlN加热器。但是，将用于连接陶瓷加热器40和隔热基板50的导线从通常的铜线变更为焊料制成的导线，与实施例13相同进行实验。结果，确认当加热器温度达到210℃时，温度不再上升到这个温度以上。实验后，对各部件进行分解调查，确认焊料制成的导线熔解断线。另一方面，确认其它树脂材料没有受到破坏。
以上，我们根据实施形态具体说明了由本发明者作出的发明，但是本发明不限定于上述实施形态。例如，本发明能够用加热器模块加热这件事不限于石英制，二氧化硅制，LiNbO3制的光波导元件，此外，对于树脂制等的光波导元件也是有效的。又，关于光波导元件的尺寸，既可以比上述各实施形态小也可以比上述各实施形态大，都可以应用本发明。进一步，关于用于粘合等的树脂，用于壳体等的材料，也不限定于上述各实施形态。
如上所述，如果根据与本发明有关的加热器模块和光波导模块，则因为由热传导率高的AlN形成在陶瓷层，所以从发热电路传来的热，在该陶瓷层内几乎均匀地扩散，进一步能够均匀地加热载置在陶瓷层上的光波导元件。又，因为用具有隔热性的隔热基板支持陶瓷加热器，通过从隔热基板放出由发热电路产生的热，能够防止陶瓷加热器的热分布不均匀的事态发生，所以能够进一步提高光波导元件的温度均匀性。
又，因为本发明的陶瓷加热器是由AlN形成的，热传导率高，所以能够省略在用其它的热传导率低的加热器的情形中必需的均热板，能够飞跃地减少加热器模块和光波导模块的厚度。
进一步因为AlN的热传导率高，也不需要均热板，所以通过将陶瓷加热器设计得很小，能够大幅度地降低电力消耗。

Claims (39)

1.加热器模块，它的特征是它是用于加热光波导元件的加热器模块，
备有具有通过通电发热的发热电路和层积在上述发热电路上的AIN陶瓷层的陶瓷加热器。
2.权利要求1记载的加热器模块，它的特征是它进一步备有支持上述陶瓷加热器并且具有隔热性的隔热基板。
3.权利要求2记载的加热器模块，它的特征是上述隔热基板包含氧化铝或氧化铝和硅玻璃。
4.权利要求2记载的加热器模块，它的特征是上述隔热基板包含树脂或树脂和硅玻璃。
5.权利要求2记载的加热器模块，它的特征是上述隔热基板具有用于支持上述陶瓷加热器的多个突起部，而且，在上述各突起部的周围形成空气层。
6.权利要求5记载的加热器模块，它的特征是上述空气层厚度在0.01mm以上5mm以下。
7.权利要求2记载的加热器模块，它的特征是用树脂粘合上述陶瓷加热器与上述隔热基板。
8.权利要求2记载的加热器模块，它的特征是用螺丝固定上述陶瓷加热器与上述隔热基板。
9.权利要求2记载的加热器模块，它的特征是它具有将上述陶瓷加热器压向上述隔热基板一侧的按压装置。
10.权利要求2记载的加热器模块，它的特征是它进一步备有检测上述陶瓷加热器温度的温度检测元件，
将上述温度检测元件粘合在与载置上述陶瓷加热器的上述光波导的面相反的面上，
上述隔热基板具有所定的切去部分，
在上述切去部分内，配置与上述温度检测元件连接的电极。
11.权利要求10记载的加热器模块，它的特征是将上述温度检测元件与向上述温度检测元件提供电力的外部电源连接起来的布线与上述陶瓷加热器连接。
12.权利要求1记载的加热器模块，它的特征是在上述发热电路的下层，具有第2AlN陶瓷层。
13.权利要求1记载的加热器模块，它的特征是上述发热电路以钨，钼或银钯作为主要成分。
14.权利要求1记载的加热器模块，它的特征是上述陶瓷加热器在表面上具有以硅玻璃为主要成分的涂膜。
15.权利要求1记载的加热器模块，它的特征是上述陶瓷加热器的表面粗糙度Ra在0.05μm以上10μm以下。
16.权利要求1记载的加热器模块，它的特征是在上述陶瓷加热器的表面上形成氧化物层或玻璃涂层。
17.权利要求1记载的加热器模块，它的特征是在上述陶瓷加热器的表面上形成Al蒸涂层。
18.权利要求1记载的加热器模块，它的特征是当它在所定温度以上时，使电流不流过上述发热电路。
19.权利要求18记载的加热器模块，它的特征是上述发热电路的一部分是由锡和铅的合金形成的。
20.权利要求18记载的加热器模块，它的特征是在上述发热电路和外部电源连接的端子是用由锡和铅的合金形成的布线连接的。
21.光波导模块，它的特征是它备有
权利要求1～20中任何一项记载的加热器模块，和
载置在上述加热器模块的上述陶瓷加热器上的光波导元件。
22.权利要求21记载的光波导模块，它的特征是在上述光波导元件和上述陶瓷加热器之间，插入与上述光波导元件在室温的热膨胀率之差在3×10-6/℃以下的匹配部件。
23.权利要求22记载的光波导模块，它的特征是上述匹配部件是由Fe-Ni合金形成的。
24.权利要求22记载的光波导模块，它的特征是上述匹配部件是由Cu或Cu合金形成的。
25.权利要求21记载的光波导模块，它的特征是用树脂制成的粘合剂粘合上述陶瓷加热器和上述光波导元件。
26.权利要求21记载的光波导模块，它的特征是上述陶瓷加热器的载置上述光波导元件的面比与该面对置的上述光波导元件的面有窄的面积。
27.权利要求26记载的光波导模块，它的特征是在上述陶瓷加热器的周围，配置与上述光波导元件的在室温的热膨胀率之差在3×10-6/℃以下的匹配部件，上述匹配部件与上述光波导元件粘合。
28.权利要求27记载的光波导模块，它的特征是上述匹配部件是由Fe-Ni合金形成的。
29.权利要求27记载的光波导模块，它的特征是上述匹配部件是由Cu或Cu合金形成的。
30.权利要求21记载的光波导模块，它的特征是它进一步备有收容上述光波导元件和上述陶瓷加热器的壳体。
31.权利要求30记载的光波导模块，它的特征是它备有支持上述陶瓷加热器并且具有隔热性的隔热基板，上述壳体收容上述隔热基板。
32.权利要求30记载的光波导模块，它的特征是上述加热器模块兼作壳体一部分。
33.权利要求30记载的光波导模块，它的特征是上述壳体以铜钨，钴，铁，镍，氧化铝或氮化Al为主要成分。
34.权利要求30记载的光波导模块，它的特征是上述壳体以树脂或硅玻璃为主要成分。
35.权利要求30记载的光波导模块，它的特征是在上述陶瓷加热器的周围具有热传导率在0.5W/mK以下隔热层。
36.权利要求35记载的光波导模块，它的特征是上述隔热层是空气层，它的厚度在0.01mm以上5mm以下。
37.权利要求30记载的光波导模块，它的特征是上述壳体在内部具有从上述光波导元件的对置面向上述光波导元件延伸的隔离壁。
38.权利要求30记载的光波导模块，它的特征是上述壳体备有与该壳体的内壁面隔开所定间隔配置的薄片。
39.权利要求30记载的光波导模块，它的特征是将光纤夹紧在上述光波导元件上，上述光纤和上述光波导元件的夹紧位置在壳体的内部。
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