JP2004064026A - 半導体光モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】クリープ変形による光軸ずれがなく、しかも、半導体レーザ等の素子にダメージを与えないで製造できるようにする。
【解決手段】ケース内にハンダ付け固定されたペルチェ素子５０の所定位置に金属ガイド５１、５２がろう付け固定され、モジュール本体５５は、ペルチェ素子５０に熱伝導性の高いハンダ材を介して接合した状態で、モジュール基板５６にろう付け固定されている突当てブロック５７を金属ガイド５１に当接させ、その当接箇所に対する溶接止めによって固定されている。
【選択図】　　　　図８

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザ光を出射または受光する半導体光モジュールの性能を向上させるための技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体光モジュールのうち、例えばレーザ光を出射する半導体レーザモジュールは、半導体レーザを含むモジュール本体を端子付きの小さなケース内に固定収納して、ケースの窓を介してレーザ光を出射するものであり、光通信機器、光測定器の光源や光ファイバ増幅器（ＥＤＦＡ）の光源として用いられている。
【０００３】
このような半導体レーザモジュールに用いられる半導体レーザは、電気から光へのエネルギー変換効率が低く（一般的に２０パーセント前後）、供給電力の多くが熱として放出され、この熱による温度上昇で出射するレーザ光の波長や強度が変動してしまう。特に、各種機器に実装される半導体レーザモジュールのように小さなケース内に半導体レーザを収容したものでは、半導体レーザが発生する熱を十分に放熱することができない。
【０００４】
このため、従来の半導体レーザモジュールでは、ケース内にペルチェ素子等の電子温度制御素子を設け、その電子温度制御素子と半導体レーザの間を熱抵抗が小さい状態で結合し、電子温度制御素子を制御して半導体レーザが発する熱を奪い、半導体レーザから出射されるレーザ光の波長や強度を安定化している。
【０００５】
図１０〜図１３は、このように内部に電子温度制御素子を備えた従来の半導体レーザモジュール１０の構造を示している。
【０００６】
これらの図に示しているように、半導体レーザモジュール１０のケース１１は、金属製のシャーシ１２とカバー１３とからなり、シャーシ１２は、図１０、図１１に示しているように、長方形の底板１２ａと、底板１２ａの前端および後端から互いに対向するように立設された前板１２ｂおよび後板１２ｃと、底板１２ａの両端から互いに対向するように立設された側板１２ｄ、１２ｅとを有し、上面が開口された有底中空の箱型に形成され、その上面側がカバー１３によって覆われている。
【０００７】
シャーシ１２の前板１２ｂには透光性を有するサファイヤガラス等の窓１４が設けられ、この窓１４の外側には、レーザ光を出射するための光ファイバ１５の一端側が保持部材１６によって固定されている。
【０００８】
また、シャーシ１２の側板１２ｄ、１２ｅには、複数の端子１７が突設されている。これらの端子１７の一端側はシャーシ１２内に突出している。
【０００９】
シャーシ１２の底板１２ａの上には、電子温度制御素子としてのペルチェ素子２０が固定されている。
【００１０】
ペルチェ素子２０は、図１３に示しているように、セラミック製で下面側が金属膜（図示せず）で覆われた矩形の下基板２０ａと、下基板２０ａの上に配列固定された多数の半導体素子２０ｂ（例えばビスマス−テルルＢｉ−Ｔｅ）と、半導体素子２０ｂを挟んで下基板２０ａと平行に対向する上面側が金属膜（図示せず）で覆われたセラミック製の矩形の上基板２０ｃとで偏平に形成され、多数の半導体素子２０ｂに所定極性の電流を流すことで上基板２０ｃ側に吸熱作用を生じさせる。
【００１１】
このペルチェ素子２０は、下基板２０ａの下面側をシャーシ１２の底板１２ａに接合させた状態でハンダ付けされている。
【００１２】
なお、「ハンダ付け」はろう付けの一種であって、比較的融点の低い（３００°Ｃ以下）軟ろうを用いる場合を示すが、本願では、軟ろうをハンダと呼びそれを用いたろう付けを「ハンダ付け」と呼び、融点の高い（７００°Ｃ以上）硬ろうを用いたろう付けを単に「ろう付け」と呼んで両者を区別する。
【００１３】
ペルチェ素子２０の上基板２０ｃの上には、モジュール本体２５が固定されている。モジュール本体２５は、モジュール基板２６上に一体的に構成されている。
【００１４】
モジュール基板２６は、表面が金属膜（図示せず）で覆われたセラミックからなり、ペルチェ素子２０の上基板２０ｃとほぼ等しい幅を有する矩形で一定厚の平板部２６ａと、平板部２６ａの両端からペルチェ素子２０の上基板２０ｃの幅より僅かに大きな間隔をもって下方に突設された一対のガイド部２６ｂ、２６ｃとを有し、ペルチェ素子２０の上基板２０ｃをガイド部２６ｂ、２６ｃの間に受け入れて、ペルチェ素子２０に対して幅方向の移動がほぼ規制された状態で係合し、平板部２６ａの下面とペルチェ素子２０の上基板２０ｃの上面との間が接合した状態でハンダ付け固定されている。
【００１５】
モジュール基板２６の上には、金属製（例えばステンレス製）で直方体の一対の突当てブロック２７、２８が、モジュール基板２６の幅方向に所定の間隔をあけて固定されている。
【００１６】
突当てブロック２７、２８は、後述するチップキャリア２９とレンズブロック３１の距離を高精度に設定するためのものであり、互いに同一向きで、その前面同士および背面同士がモジュール基板２６の平板部２６ａの幅方向に沿って段差がない状態で、平板部２６ａの上にろう付け固定されている。
【００１７】
また、モジュール基板２６の上には、金属製の横長直方体のチップキャリア２９が、その前面側を突当てブロック２７、２８の背面に当接させた状態で、平板部２６ａの上にハンダ付け固定され、チップキャリア２９の上面の中央には半導体レーザ３０がハンダ付け固定されている。なお、チップキャリア２９は、放熱性が高いＣｕ−Ｗ（タングステンと銅の合金）によって形成されている。
【００１８】
一方、突当てブロック２７、２８の前面側には、レンズブロック３１が固定されている。レンズブロック３１は、その中央部にレンズ３１ａを保持し、両端の背面側を突き当てブロック２７、２８の前面に当接させた状態で、且つ半導体レーザ３０が出射するレーザ光の光軸とレンズ３１ａの光軸とが一致するように位置決めされた状態で、突当てブロック２７、２８に溶接固定されている。
【００１９】
なお、半導体レーザモジュールでは、温度検出用のセンサや、半導体レーザ３０が出射するレーザ光の強度を検出するための受光器が内蔵される場合もあるが、ここではその説明を省略する。
【００２０】
また、ケース１１内のペルチェ素子２０、半導体レーザ３０および前記した温度センサ、受光器等の電子部品の各端子は、図示しない導線を介してシャーシ１２の端子１７の一端側にそれぞれ接続されている。
【００２１】
上記のように構成された半導体レーザモジュール１０は、端子１７を介して半導体レーザ３０に電源を供給することで、その半導体レーザ３０からレーザ光が出射され、そのレーザ光がレンズ３１ａで集光されて窓１４を通過して光ファイバ１５の一端側に入射され、光ファイバ１５の他端側から出射する。
【００２２】
また、ペルチェ素子２０に電源を供給してその温度を低下させることで、モジュール基板２６およびチップキャリア２９の温度を低下させて、チップキャリア２９上の半導体レーザ３０が発する熱を奪って、レーザ光の波長や強度の変動を防ぐことができ、さらに、ペルチェ素子２０に供給する電源を前記した温度センサや受光器の出力に基づいて制御することで、波長と強度が一定のレーザ光を得ることができる。
【００２３】
なお、光ファイバ１５を保持する保持部材１６は、半導体レーザ３０からレンズ３１ａを介して出射されるレーザ光が、光ファイバ１５の一端側に効率よく入力されるように位置決めされた状態でシャーシ１２の前板１２ｂに溶接固定されている。
【００２４】
上記の半導体レーザモジュール１０の製造手順は、モジュール基板２６上の所定位置に一対の突当てブロック２７、２８をろう付け固定し、その突当てブロック２７、２８に、予め半導体レーザ３０が固定されているチップキャリア２９を当接させた状態でモジュール基板２６上にハンダ付け固定し、さらに、突当てブロック２７、２８にレンズブロック３１を溶接固定することでモジュール本体２５を完成させる。
【００２５】
そして、シャーシ１２内にペルチェ素子２０をハンダ付け固定し、その上に、モジュール本体２５のモジュール基板２６を載せてハンダ付け固定し、ペルチェ素子２０およびモジュール基板２６上の半導体レーザ３０等の電子部品と端子１７間を接続する。
【００２６】
そして、端子１７を介して半導体レーザ３０に電源を供給してレーザ光を窓１４から出射させた状態で、光ファイバ１５を保持している保持部材１６を、その光ファイバ１５に入射されるレーザ光の強度が最大となる位置に溶接固定し、最後に、カバー１３をシャーシ１２に固定して、その内部を密閉する。
【００２７】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、ペルチェ素子２０に対してモジュール本体２５をハンダ付けで固定している半導体レーザモジュール１０では、そのハンダ付けに用いるハンダ材として、ペルチェ素子２０の内部に用いられているハンダ材、シャーシ１２とペルチェ素子２０との間を固定しているハンダ材、モジュール基板２６とチップキャリア２９の間を固定しているハンダ材の融点のいずれよりも引い低融点のハンダ材を用いる必要がある。
【００２８】
ところが、このように融点の低いハンダ材は、一般的にクリープ変形（応力による伸長）が起こりやすく、そのクリープ変形によって、ペルチェ素子２０に対するモジュール本体２５の位置ずれが起こり、モジュール本体２５側に固定されているレンズ３１ａとシャーシ１２側に固定されている光ファイバ１５の光軸がずれて、出射されるレーザ光の強度が低下するという問題があった。
【００２９】
このクリープ変形を低減するために、光ファイバ１５を取り付ける前に、高温曝露処理を行い、ハンダ材の応力緩和現象を助長し、クリープ変形を低減する方法もとられているが、高温曝露処理は、モジュール本体２５をシャーシ１２内のペルチェ素子２０の上に配置した状態で、窒素雰囲気の中で例えば１００°Ｃの高温槽内で１０時間程度行なうため、モジュール基板２６に取り付けられている半導体レーザ３０等の電子部品に対して湿度や静電気等のダメージが加わって劣化を招く恐れがある。
【００３０】
また、ハンダ材を低クリープ性のものに変更することも考えられるが、低クリープ性のハンダは一般的に融点（または共晶温度）が高く（例えばＡｕ−Ｓｎ系のハンダ材で２８０°Ｃ）、しかも、モジュール基板２１の熱容量が大きいために、ハンダ付けの際の作業温度が上昇して、半導体レーザ２５等の電子部品に対して熱的に大きなダメージを与えることになる。
【００３１】
この問題は、上記の半導体レーザモジュールだけでなく、ＡＰＤ（アバランシェフォトダイオード）のようにレーザ光を受光する半導体受光素子の温度変化による増倍率変動を電子温度制御素子の制御によって安定化する半導体光モジュールについても同様に発生する。
【００３２】
本発明は、この問題を解決して、クリープ変形による光軸ずれがなく、しかも、半導体レーザ等の素子にダメージを与えないで製造できる半導体光モジュールを提供することを目的としている。
【００３３】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明の半導体光モジュールは、
光を通過させるための窓が設けられた中空箱状のケース（４１）と、
前記ケース内にハンダ付け固定された電子温度制御素子（５０）と、
モジュール基板（５６）、該モジュール基板の所定位置にろう付け固定された金属製の突当てブロック（５７、５８）、該突当てブロックに当接した状態で前記モジュール基板にハンダ付け固定されたチップキャリア（５９）、該チップキャリアに固定され光を出射または受光するための光半導体素子（６０）とを含み一体化され、前記モジュール基板を前記電子温度制御素子に熱伝導材を介して接合させた状態で固定されたモジュール本体（５５）とを有し、
前記光半導体素子から出射された光を前記窓から出射または前記窓から入射された光を前記光半導体素子で受光する半導体光モジュールにおいて、
前記電子温度制御素子の所定位置には金属ガイド（５１、５２）がろう付け固定され、
前記モジュール本体は、前記モジュール基板に固定された前記突当てブロックを前記金属ガイドに当接させた状態で位置決めされて、該当接箇所に対する溶接止めによって固定されていることを特徴としている。
【００３４】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
図１〜図３は、本発明を適用した半導体レーザモジュール４０およびその要部の構造を示している。
【００３５】
この半導体レーザモジュール４０は、光通信機器、光測定器の光源や光ファイバ増幅器（ＥＤＦＡ）の光源として用いられるものである。
【００３６】
半導体レーザモジュール４０のケース４１は、金属製のシャーシ４２とカバー４３とからなり、シャーシ４２は、長方形の底板４２ａと、底板４２ａの前端および後端から互いに対向するように立設された前板４２ｂおよび後板４２ｃと、底板４２ａの両端から互いに対向するように立設された側板４２ｄ、４２ｅとを有し、上面が開口された有底箱型に形成され、その上面がカバー４３によって覆われている。
【００３７】
シャーシ４２の前板４２ｂには透光性を有するサファイヤガラス等の窓４４が設けられ、この窓４４の外側には、レーザ光を出射するための光ファイバ４５の一端側が保持部材４６によって固定されている。
【００３８】
また、シャーシ４２の側板４２ｄ、４２ｅには、複数の端子４７が突設されている。これらの端子４７の一端側はシャーシ４２内に突出している。
【００３９】
シャーシ４２の底板４２ａの上には、電子温度制御素子としてのペルチェ素子５０が設けられている。
【００４０】
ペルチェ素子５０は、セラミック製で下面側が金属膜（図示せず）で覆われた矩形の下基板５０ａと、下基板５０ａの上に配列固定された多数の半導体素子５０ｂ（例えばビスマス−テルルＢｉ−Ｔｅ）と、半導体素子５０ｂを挟んで下基板５０ａと平行に対向する上面側が金属膜（図示せず）で覆われたセラミック製の矩形の上基板５０ｃとで偏平に形成され、多数の半導体素子５０ｂに所定極性の電流を流すことで上基板５０ｃ側に吸熱作用を生じさせる。
【００４１】
この平板構造のペルチェ素子５０は、下基板５０ａの下面側をシャーシ４２の底板４２ａに接合させた状態でハンダ付けされている。
【００４２】
ペルチェ素子５０の上基板５０ｃの上面両縁には、縦長直方体の一対の金属ガイド５１、５２が、その内側の側面５１ａ、５２ａを精度よく平行に対向させた状態で固定されている。この一対の金属ガイド５１、５２は、後述するモジュール本体５５をペルチェ素子５０の上に案内するとともに、モジュール本体５５のペルチェ素子５０に対する位置決めを行なうためのものであり、ステンレス等の金属で高い寸法精度に形成され、ぺルチェ素子５０の上基板５０ｃの所定位置にろう付け固定されている。
【００４３】
この一対の金属ガイド５１、５２の間には、モジュール本体５５を構成するモジュール基板５６が配置されている。
【００４４】
モジュール基板５６は、表面が金属膜（図示せず）で覆われたセラミックで一定厚の矩形平板状に形成され、その幅は一対の金属ガイド５１、５２の内側の側面同士の間隔より狭く設定され、その下面側は、熱伝導性が高い低融点のハンダ材（図示せず）を介してペルチェ素子５０の上基板５０ｃに接合している。
【００４５】
モジュール基板５６の上面両側には、一対の突当てブロック５７、５８が同一向きで並ぶように固定されている。
【００４６】
この一対の突当てブロック５７、５８は、後述するチップキャリア５９のモジュール基板５６に対する位置決め、およびそのチップキャリア５９に対するレンズブロック６１の位置決めを高精度に行なうとともに、ペルチェ素子５０に対するモジュール基板５６の位置決めと固定をするためのものであり、寸法精度が高いステンレス等の金属製の直方体に形成され、所定の隙間をもって、互いに同一向きで、その前面５７ａ、５８ａ同士および背面５７ｂ、５８ｂ同士がモジュール基板５６の幅方向に沿って段差のない状態で、且つ、外側の側面５７ｃ、５８ｃがモジュール基板５６の両縁より外側にはみ出す位置にろう付け固定されている。
【００４７】
この一対の突当てブロック５７、５８は、その外側の側面５７ｃ、５８ｃ同士の間隔が金属ガイド５１、５２の内側の側面５１ａ、５２ａの間隔より僅か（数μｍ〜数１０μｍ）に狭くなるように位置決め固定され、一方の突当てブロック５７の外側の側面（即ち、モジュール基板４１からはみ出した部分の端面）が、金属ガイド５１の内側の側面に隙間無く当接した状態で、金属ガイド５１、５２に対してそれぞれレーザのスポット溶接によって固定されている（以下、レーザのスポット溶接による固定を単に溶接固定という）。
【００４８】
モジュール基板５６の上には、金属製の横長直方体に形成されたチップキャリア５９が、その前面側を突当てブロック５７、５８の背面側に当接させた状態で、モジュール基板５６の上にハンダ付け固定され、チップキャリア５９の上面の中央には半導体レーザ６０がハンダ付け固定されている。このチップキャリア５９は、放熱性が高いＷ−Ｃｕ等の金属からなり、半導体レーザ６０のモジュール基板５６からの高さおよび突当てブロック５７、５８に対する位置を高精度に設定するために、高い寸法精度の直方体に形成されている。
【００４９】
なお、モジュール基板５６に対するチップキャリア５９のハンダ付け、およびチップキャリア５９に対する半導体レーザ６０のハンダ付けには、低クリープ性のＡｇ−Ｓｎ系（融点２２０°Ｃ）のハンダ材が用いられている。
【００５０】
また、突当てブロック５７、５８の前面５７ａ、５７ｂには、レンズブロック６１が固定されている。レンズブロック６１は、半導体レーザ６０から出射されるレーザ光を集光してケース４１の窓４４へ出射するためのレンズ６１ａを中央部に保持しており、その両端背面側を突き当てブロック５７、５８の前面５７ａ、５８ａに隙間無く当接させた状態で、且つ半導体レーザ６０が出射するレーザ光の光軸とレンズ６１ａの光軸とが一致するように位置決めされた状態で、突き当てブロック５７、５８に溶接固定されている。
【００５１】
なお、半導体レーザモジュール４０内に温度検出用のセンサや半導体レーザ６０が出射するレーザ光の強度を検出するための受光器も内蔵される場合もあるが、ここではその説明を省略する。
【００５２】
また、ケース４１内のペルチェ素子５０、半導体レーザ６０および前記した温度センサ、受光器等の電子部品の各端子は、図示しない導線を介してシャーシ４２の端子４７の一端側にそれぞれ接続されている。
【００５３】
次に上記構成の半導体レーザモジュール４０の製造工程について説明する。
始めに、図４に示すように、モジュール基板５６上の所定位置に一対の突当てブロック５７、５８を治具等を用いてろう付け固定し、続いて図５のように、予め上面の所定位置に半導体レーザ６０がハンダ付け固定されているチップキャリア５９を、その前面５９ａ側が一対の突当てブロック５７、５８の背面５７ｂ、５８ｂに当接した状態で、モジュール基板５６の上にハンダ付け固定する。
【００５４】
そして、図６に示すように、一対の突当てブロック５７、５８の前面５７ａ、５８ａ側にレンズブロック６１を当接させて位置決めした状態で、図７に示すように、所定箇所ｓを溶接止めして、モジュール本体５５を完成させる。
【００５５】
続いて、上基板５０ｃに一対の金属ガイド５１、５２が予めろう付け固定されているペルチェ素子５０をシャーシ４２内の所定位置にハンダ付け固定する。このハンダ付けには、低クリープ性のハンダ材、例えばＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ系（融点２３０°Ｃ）のハンダ材を用いる。
【００５６】
そして、図８のように、前記完成したモジュール本体５５のモジュール基板５６を、ペルチェ素子５０の金属ガイド５１、５２の間に入れて、モジュール本体５５を一方の金属ガイド５１側に寄せ、一方の突当てブロック５７の外周部である外側の側面５７ｃが金属ガイド５１の内側の側面５１ａに隙間なく当接した状態に位置決めして、ペルチェ素子５０の上基板５０ｂの上面側とモジュール基板５６の下面側との間をハンダ付けする。なお、このハンダ付けは、後述する溶接止めまでの仮止めと熱伝導性を確保するためのものであり、用いるハンダ材は低融点のもので熱伝導性が高い、例えばＳｎ−Ｂｉ系（融点１３５°Ｃ）のハンダ材が用いられる。
【００５７】
次に、図９に示すように、金属ガイド５１と突当てブロック５７の間、および金属ガイド５２と突当てブロック５８との間の所定箇所ｓを溶接止めする。なお、金属ガイド５１の内側の側面５１ａと突当てブロック５７の外側の側面５７ｃとは隙間なく接合しているのに対し、金属ガイド５２の内側の側面５２ａと突当てブロック５８の外側の側面５８ｃの間には僅か（数μｍ〜１０数μｍ）に隙間があるが、若干の隙間であれば溶接止めは問題なく行なえる。
【００５８】
また、予めモジュール基板５６はペルチェ素子５０の上基板５０ｃの上にハンダ付けされているので、溶接に伴う引っ張り力によるモジュール基板５６の浮きや傾きは発生せず、モジュール基板５６はペルチェ素子５０に対して低い熱抵抗で接合されている。
【００５９】
次に、ペルチェ素子５０および半導体レーザ６０等の電子部品と端子４７との間を図示しない導線で接続し、端子４７を介して半導体レーザ６０に電源を供給してレーザ光を窓４４から出射させた状態で、光ファイバ４５を保持している保持部材４６を、その光ファイバ４４に入射されるレーザ光の強度が最大となる位置に溶接固定し、最後にカバー４３をシャーシ４２に固定して、内部を密閉する。
【００６０】
上記のように構成された半導体レーザモジュール４０は、端子４７を介して半導体レーザ６０に電源を供給することで、半導体レーザ６０からレーザ光が出射され、そのレーザ光がレンズ６１ａで集光されて窓４４を介して光ファイバ４５の一端側に入射され、光ファイバ４５の他端側から出射する。
【００６１】
また、ペルチェ素子５０に電源を供給してその温度を低下させることで、モジュール基板５６およびチップキャリア５９の温度を低下させて、チップキャリア５９上の半導体レーザ６０が発する熱を奪って、レーザ光の波長や強度の変動を防ぐことができ、さらに、ペルチェ素子５０に供給する電源を前記した温度センサや受光器の出力に基づいて制御することで、波長と強度が一定のレーザ光を得ることができる。
【００６２】
また、ペルチェ素子５０の上に予めろう付け固定されている金属ガイド５１、５２と、モジュール基板５６の上に予めろう付け固定されている突当てブロック５７、５８との間を溶接することで、ペルチェ素子５０に対してモジュール基板５６を固定しているので、ペルチェ素子５０とモジュール基板５６の間に上記のように低融点のハンダ材を用いたとしても、そのハンダ材のクリープ変形の影響を受けることがなく、光軸ずれによるレーザ光の出力変動は発生しない。
【００６３】
したがって、熱伝導性の高い低融点のハンダ材を介して、ペルチェ素子５０とモジュール基板５６の間の接合させることができ、ペルチェ素子５０の吸熱作用を有効に働かせることができる。
【００６４】
なお、ここでは、ペルチェ素子５０とモジュール基板５６の間をハンダ材を介して接合させていたが、前記したように、ペルチェ素子５０とモジュール基板５６とは、金属ガイド５１、５２と突当てブロック５７、５８との間の溶接止めによって固定されているので、ペルチェ素子５０とモジュール基板５６の間をハンダ材以外の熱伝導材（例えば、クリーム状のシリコン、熱伝導性シート材）を介して接合させてもよい。ただし、このようにハンダ材以外の熱伝導材を用いた場合には、前記した仮止め効果が期待できないので、溶接時にモジュール基板５６をペルチェ素子５０側に押さ付けて、ペルチェ素子５０に対するモジュール基板５６の浮きや傾きが生じないようにする。
【００６５】
また、ペルチェ素子５０に対するモジュール基板５６の位置決めを、ペルチェ素子５０上に予め固定されている金属ガイド５１を利用しているので、モジュール基板５６の形状を単純な平板状にすることができ、コストを下げることができる。
【００６６】
なお、上記説明は、本発明を半導体レーザモジュールに適用した例であったが、前記したように、半導体レーザ６０の代わりに、光ファイバ４５を介して窓４４から入射されたレーザ光をレンズ６１ａで集光して、半導体レーザ６０の代わりに設けたＡＰＤで受光する半導体光モジュールについても本発明を同様に適用できる。
【００６７】
また、前記した半導体レーザモジュール４０では、２つの金属ガイド５１、５２でモジュール基板５６上の突当てブロック５７、５８を挟むように配置していたが、金属ガイド５２を省略し、１つの金属ガイド５１だけをペルチェ素子５０上に固定して、この金属ガイド５１にモジュール基板５６上の突当てブロック５７を当接させて、前記同様にハンダで仮止めしてから溶接止めしてもよい。
【００６８】
また、前記した実施形態では、一対の金属ガイド５１、５２、一対の突当てブロック５７、５８およびチップキャリア５９の形状を、最も単純で寸法精度を出しやすい直方体状に形成し、それらの側面同士を隙間無く当接させることによって位置決めを行なうようにしていたが、外周部同士の当接で位置決めすることができるものであれば、これらの部材の形状や個数は任意であり、面同士の当接だけでなく、例えば一方の部材の外周部に複数の突起を設けて、その突起を他方の部材の外周面に当接させて位置決めする構造であってもよい。
【００６９】
また、金属ガイド５１を複数に分割し、その複数の金属ガイド５１を突当てブロック５７の側面に当接させたり、逆に、突当てブロック５７と同形状のブロックをチップキャリア５９の背後側のモジュール基板５６上に固定し、前後に並んたふたつのブロックと金属ガイド５１とを当接させる構造でもよく、このように前後方向に複数の当接箇所がある場合には、各当接箇所が面同士である必要がなく点接触や線接触する形状でもよい。
【００７０】
また、前記半導体レーザモジュール４０では、突当てブロック５７、５８を、その一部がモジュール基板５６の両端からはみ出す位置に固定して、そのはみ出し部分と金属ガイド５１とを当接させて位置決めしていたが、突当てブロック５７、５８の側端部がモジュール基板５６の両端と面一となる位置に固定してもよく、また、突当てブロック５７、５８の外側の端部がモジュール基板５６の両端より内側にあって、金属ガイドの一部がモジュール基板側に延びた形状にして両者を当接させてもよい。
【００７１】
また、前記した半導体レーザモジュール４０では、レンズブロック６１がモジュール本体５５側に固定されている場合について説明したが、このレンズブロックがシャーシ４２側に固定されている半導体レーザモジュールについても、本発明を同様に適用できる。これは、半導体レーザ６０の代わりにＡＰＤを用いた半導体光モジュールにおいても同様である。
【００７２】
また、前記した半導体レーザモジュール４０では、窓４４から出射されたレーザ光を光ファイバ４５に入射し、その光ファイバ４５からレーザ光を出射するようにしていたが、光ファイバ４５を介さずに直接他の光学素子へレーザ光を出射する半導体レーザモジュールにも本発明を同様に適用でき、また、光ファイバ４５を介さずに、直接窓４４から入射されるレーザ光を内部のＡＰＤ等の受光素子で受光する半導体光モジュールにも本発明を同様に適用できる。
【００７３】
また、前記した半導体レーザモジュール４０では、電子温度制御素子として偏平構造のペルチェ素子５０を用いていたが、ペルチェ素子以外の電子温度制御素子を用いてもよい。また、他の形状（例えば立体形状）の電子温度制御素子の任意の面に金属ガイドを固定してもよく、また、電子温度制御素子の任意の面にモジュール本体のモジュール基板を接合させて金属ブロックと金属カイドの当接部分を溶接止めしてもよい。
【００７４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の半導体光モジュールは、ケース内にハンダ付け固定された電子温度制御素子の所定位置に金属ガイドがろう付け固定され、モジュール本体は、電子温度制御素子に熱伝導材を介して接合した状態で、モジュール基板にろう付け固定されている突当てブロックを金属ガイドに当接させ、その当接箇所に対する溶接止めによって固定されている。
【００７５】
このため、たとえ、モジュール基板と電子温度制御素子との間を熱伝導性が高く融点の低いハンダ材を介して接合させた場合でも、そのクリープ変形による光軸ずれがなくなり、高温曝露処理が不要となり、歩留り率が低くなる。
【００７６】
また、モジュール基板の形状を単純な平板にすることができ、コストを下げることができる。
【００７７】
また、ケースに電子温度制御素子を取り付けた時点でクリープ対策の高温曝露処理を行なえばよく、モジュール本体側の発光素子や受光素子を劣化させる恐れがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態のカバーの一部を省いた平面図
【図２】図１のＢ−Ｂ線断面図
【図３】実施形態の要部の斜視図
【図４】実施形態の製造手順を説明するための図
【図５】実施形態の製造手順を説明するための図
【図６】実施形態の製造手順を説明するための図
【図７】実施形態の製造手順を説明するための図
【図８】実施形態の製造手順を説明するための図
【図９】実施形態の製造手順を説明するための図
【図１０】従来の半導体レーザモジュールのカバーの一部を省いた平面図
【図１１】図１０のＡ−Ａ線断面図
【図１２】従来の半導体レーザモジュールの要部の斜視図
【図１３】従来の半導体レーザモジュールの分解斜視図
【符号の説明】
４０……半導体レーザモジュール、４１……ケース、４２……シャーシ、４３……カバー、４４……窓、４５……光ファイバ、４６……保持部材、４７……端子、５０……ペルチェ素子、５１、５２……金属ガイド、５５……モジュール本体、５６……モジュール基板、５７、５８……突当てブロック、５９……チップキャリア、６０……半導体レーザ、６１……レンズブロック、６１ａ……レンズ

Claims (1)

1. 光を通過させるための窓が設けられた中空箱状のケース（４１）と、
   前記ケース内にハンダ付け固定された電子温度制御素子（５０）と、
   モジュール基板（５６）、該モジュール基板の所定位置にろう付け固定された金属製の突当てブロック（５７、５８）、該突当てブロックに当接した状態で前記モジュール基板にハンダ付け固定されたチップキャリア（５９）、該チップキャリアに固定され光を出射または受光するための光半導体素子（６０）とを含み一体化され、前記モジュール基板を前記電子温度制御素子に熱伝導材を介して接合させた状態で固定されたモジュール本体（５５）とを有し、
   前記光半導体素子から出射された光を前記窓から出射または前記窓から入射された光を前記光半導体素子で受光する半導体光モジュールにおいて、
   前記電子温度制御素子の所定位置には金属ガイド（５１、５２）がろう付け固定され、
   前記モジュール本体は、前記モジュール基板に固定された前記突当てブロックを前記金属ガイドに当接させた状態で位置決めされて、該当接箇所に対する溶接止めによって固定されていることを特徴とする半導体光モジュール。

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