JP3592406B2 - 光モジュール及び光モジュールの製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
【０００２】
本発明はレーザダイオードやフォトダイード等の光素子を具備する光モジュール及びその製造方法に関し、特に光素子を実装基板上に支持する構成の光モジュール及びその製造方法に関する。
【０００３】
近年、光ファイバ伝送は飛躍的な発展をとげている。光ファイバ伝送は、大伝送量、低損失、無漏話、無誘導等、種々の利点を有する。光ファイバ伝送の実用化を考えた場合、光ファイバ伝送を構成する光部品の信頼性及び製造性は極めて重要なファクターである。本発明は、光素子を実装基板上に支持する構成の光部品である光モジュールに関する。
【０００４】
図３０に、従来の光モジュールを示す。シリコン（Ｓｉ）等の実装基板１上にはＳｉＯ2 の絶縁膜７が形成されており、絶縁膜７上には図示するように金属層２が形成されている。実装基板１の中央には、光ファイバ８を収容するＶ字溝４が長手方向（光軸方向）に形成されている。短手方向（光軸方向に垂直な方向）に沿ったＶ字溝４の端部近傍に、レーザダイオード（ＬＤ）３を固定するためのハンダ層９が形成されている。ハンダ層９からは、絶縁膜７上に形成されたＡｕ等の電極５が引き出されている。
【０００５】
レーザダイオード３はハンダ層９を含む光素子実装位置１０に、光ファイバ８との位置関係が正しくなるように（正しい光結合関係が得られるように）、マーカ１１を参照して位置決めされる。マーカ１１は矩形状であって、光素子実装位置１０を中心とした場合、Ｖ字溝４が設けられている側とは反対の側に形成されている。これは、図３０（ｃ）に示すように、光ファイバ８をレーザダイオード３に近つけようとすると、対向するＶ字溝の壁４ａが邪魔になるため、ギャップ１２を狭くするためには、レーザダイオード３をＶ字溝４側にせりださせて実装する必要があるためである。仮に、マーカ１１をＶ字溝４近傍に設けた場合には、レーザダイオード３でマーカ１１が隠されてしまうので、位置決めの際に使用することはできない。なお、Ｖ字溝４はシリコンの実装基板１を異方性エッチングで処理して形成するため、Ｖ字溝４の内壁は結晶面（（１１１）面）に依存して斜めになる。
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、図３０に示す構成は次の問題点を有する。レーザダイオード３の位置決め作業は、光ファイバ８とは反対側に位置するマーカ１１を観察して行うため、光ファイバ８との位置合わせを高い精度で行うのは難しい。特に、レーザダイオード３の実装面上での回転方向の位置合わせを所定精度で行うことは困難である。よって、この位置決め作業は極めて困難なものとなり、またこの方法を採用して製造された光モジュールの信頼性及び歩留まりは高くない。
【０００７】
したがって、本発明は上記従来技術の問題点を解決し、製造が容易で信頼性の高い構成を有する光モジュール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】
【０００８】
請求項１記載の発明は、シリコン結晶により構成され、上面がシリコン結晶の（１００）面である実装基板と、
前記実装基板の前記上面に支持される光素子と、
前記光素子と光学的に結合される光ファイバと、
前記実装基板に形成され、前記光ファイバが収容され、前記光ファイバの光軸方向に延び、前記光素子と前記光ファイバとの間に位置する端面の少なくとも一部を含む側面が前記実装基板のシリコン結晶の（１１１）面であり、前記光軸方向に直交しかつ前記光ファイバの端部と対向する垂直壁を有する溝とを備えたことを特徴とする光モジュールである。
【０００９】
請求項２記載の発明は、請求項１において、前記溝は前記垂直壁に対し前記光素子と反対側に位置する第１の部分と、前記垂直壁に対し前記光素子と同じ側に位置する第２の部分とを有し、
前記第２の部分の前記光軸方向に対する幅は、前記第１の部分の前記光軸方向に対する幅よりも狭いことを特徴とする光モジュールである。
【００１０】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２において、前記実装基板の前記上面で、前記溝に対する光結合側に、前記光素子を位置決めするためのマーカを形成したことを特徴とする光モジュールである。
【００１１】
請求項４記載の発明は、シリコン結晶により構成され、上面がシリコン結晶の（１００）面である実装基板と、
前記実装基板の前記上面に支持される光素子と、
前記光素子と光学的に結合される光ファイバと、
前記実装基板に形成され、前記光ファイバが収納され、前記光ファイバの光軸方向に延び、前記実装基板のシリコン結晶の（１１１）面を側面に有し、少なくとも一部が前記実装基板のシリコン結晶の（３３１）面のエッチングにより形成される第１及び第２のせり出し部分で覆われている溝とを備え、
前記光素子が前記光ファイバと光学的に結合される面が、前記第１のせり出し部分の上面に位置し、
前記第２のせり出し部分に前記光ファイバの端部が当接することを特徴とする光モジュールである。
【００１２】
請求項５記載の発明は、請求項４において、前記第２のせり出し部分は前記光ファイバの光軸方向の位置決めを行うことを特徴とする光モジュールである。
【００１３】
請求項６記載の発明は、請求項４又は５において、前記第１及び第２のせり出し部は、前記実装基板上の絶縁膜の一部であることを特徴とする光モジュールである。
【００１４】
請求項７記載の発明は、シリコン基板により構成され、上面がシリコン結晶の（１００）面であり、上面表面に絶縁膜が形成された実装基板に光素子の位置決めのマーカを形成するステップと、
前記上面表面に電極を形成するステップと、
異方性エッチングにより、側面が前記実装基板のシリコン結晶の（１１１）面で構成される第１の溝及び前期第１の溝よりも前記マーカ側に位置する第２の溝を形成するステップと、
前記第１及び第２の溝の向かい合う端部を共に含むようにダイシング処理で垂直溝を形成するステップと、
前記第１の溝に端面が前記垂直溝に当接するように光ファイバを配置し、前記マーカに従い前記光素子を配置するステップとを含む光モジュールの製造方法である。
【００１５】
請求項８記載の発明は、シリコン基板により構成され、上面がシリコン結晶の（１００）面であり、上面表面に絶縁膜が形成された実装基板に光素子の位置決めのマーカを形成するステップと、
前記上面表面に電極を形成するステップと、
異方性エッチングにより、側面が前記実装基板のシリコン結晶の（１１１）面で構成するステップと、
前記上面表面に前記マーカを含む第１のせり出し部分と第２のせり出し部分を残すように、前記溝の少なくとも一部をアンダーエッチングにより広げるステップと、
端面が前記第２のせり出し部分に当接するように前記溝に光ファイバを配置し、前記マーカに従い前記光素子を配置するステップとを含む光モジュールの製造方法である。
【発明の実施の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施例を説明する。
【００１７】
図１は、本発明の第１実施例による光モジュールを示す図である。シリコン等の実装基板２１上には全面にＳｉＯ2 の絶縁膜２０が形成されている。実装基板２１の長手方向中央部（光軸方向）には、光ファイバ３０を収容するＶ字溝３１がほぼ中央に形成されている。Ｖ字溝３１の短手方向（光軸方向に直交する方向）近傍にはハンダ層２３が形成されている。また、ハンダ層２３からは電極２２が延びている。
【００１８】
本発明の第１実施例の特徴は、第１にレーザダイオード２８の位置決め用マーカ２４がＶ字溝３１の近傍に形成されていること、第２にＶ字溝３１を横切るように溝２９を形成して、Ｖ字溝３１の短手方向端部に近接した垂直壁２９ａをＶ字溝３１内に設けたことにある。この垂直壁２９ａは、光ファイバ３０の光軸方向の位置決めストッパとして機能する。
【００１９】
溝２９は、図１（ａ）に示すダイシング領域２５をダイシングすることで形成できる。溝２９を形成することでできた垂直壁２９ａにより、図３０の構成に比べ、光ファイバ３０の端部をよりレーザダイオード２８に近接させることができる。即ち、図１（ｂ）に示すレーザダイオード２８と光ファイバ３０とのギャップ２７を、図３０に示すギャップ１２よりも小さくすることができる。したがって、レーザダイオード２８をＶ字溝３１の端部から多少後退させても、ギャップ２７を小さく保つことは可能である。この結果、図１（ａ）に示すように、Ｖ字溝３１の短手方向端部とハンダ層２３との間に、換言すれば光結合側に、位置決め用のマーカ２４を配置することが可能となる。位置決めにおいては、レーザダイオード２８を光素子実装位置２６に置き、光結合側でマーカ２４を観察しながら位置合わせを行うことができる。この結果、従来技術に比べ、実装面上での回転方向ずれの許容範囲を緩和することができ、容易にレーザダイオード２８を位置決めすることができる。
【００２０】
なお、図１に示すマーカ２４は、Ｖ字溝３１の短手方向に一列配列された複数のマークからなる。これにより、レーザダイオード２８のエッジ部分の位置合わせが容易となり、実装面上で回転方向に位置ずれを起こすことはない。
【００２１】
なお、垂直壁２９ａは、光ファイバ３０の挿入に対しストッパとして機能する。即ち、光ファイバ３０の先端が垂直壁２９ａに当接することで、光ファイバ３０の位置決めが自動的に可能になる。
【００２２】
上記垂直壁２９ａは、図２に示す方法でも形成できる。まず、（ａ）に示すように、実装基板２１上に形成された絶縁膜２０上にマーカ２４を形成する。絶縁膜２０は網点領域には形成されていない。次に、（ｂ）に示すように、ＫＯＨ水溶液によるエッチングでＶ字溝３１及び溝３１ａを形成する。次に、（ｃ）に示すように、絶縁膜２０上に電極２２を形成し、その上にハンダ層２３を設ける。そして、（ｄ）に示すように、Ｖ字溝３１の短手方向端部及びこれに向かい合う溝３１ａの端部を含むようにダイシング領域２５を設定し、（ｅ）に示すようにダイシング処理で垂直溝３２を形成する。最後に、（ｆ）に示すように、光ファイバ３０を実装する。（ｆ）の斜線で示す領域３３は、光ファイバ３０のストッパとして機能する。
【００２３】
ストッパ領域３３は、図１に示す垂直壁２９ａよりも面積が大きい。なぜならば、図２（ｂ）に示す溝３１ａの幅は、Ｖ字溝３１の幅よりも狭いからである。よって、ストッパ領域３３は垂直壁２９ａよりもより確実に光ファイバ３０を止めることができる。
【００２４】
図３及び図４は、本発明の第２実施例による光モジュール及びその製造方法を示す図である。図示する第２実施例は、マーカ及びストッパの構成に特徴がある。より特定すれば、マーカ２４Ａ及びストッパ３４は、Ｖ字溝３１Ａ上にせり出ている。
【００２５】
図３（ａ）において、シリコン等の実装基板２１ＡにＳｉＯ2 の絶縁膜２０Ａを図示するように設ける。また、図示する位置にマーカ２４Ａを形成しておく。次に、（ｂ）に示すように、ＫＯＨ水溶液による異方性エッチングでＶ字溝３１Ａを形成する。この異方性エッチングではシリコンの（３３１）結晶面のエッチング（アンダーエッチング）により、実装基板２１Ａ表面の絶縁膜２０Ａのマーカ２４Ａ及びストッパ３４のみがＶ字溝３１Ａ上にせり出したような形になる。そして、図３（ｃ）に示すように、電極２２Ａ及びハンダ層２３Ａを形成する。 レーザダイオード２８を実装する場合、マーカ２４Ａを利用してレーザダイオード２８を光結合側から位置合わせすることができる。この際、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、レーザダイオード２８はマーカ２４Ａ上に一部重なり、実装位置２６ＡでＶ字溝３１Ａ上にせり出る。よって、実装基板２１Ａが第１実施例のような垂直壁２９ａを持たないにもかかわらず、Ｖ字溝３１Ａの傾斜面に邪魔されることなく、レーザダイオード２８と光ファイバ３０とのギャップ２７Ａを小さく設定することができる。また、相対向する２つのストッパ３４に光ファイバ３０が当接することで、光ファイバ３０を図４（ｂ）に示す実装位置３０ａに正確に位置決めすることができる。
【００２６】
なお、図３に示す製造工程では、第１実施例のようなダイシング工程を必要とせず、通常のＶ字溝形成工程でストッパも同時に形成できる。よって、図３に示す製造工程は、第１実施例の製造工程よりも簡単である。
【００２７】
次に、本発明の第３実施例による光モジュールについて、図５を参照して説明する。第３実施例は、光ファイバを自動的かつ正確に位置決めできる構成を有することを特徴とする。
【００２８】
図５（ａ）において、シリコン等で形成された実装基板３５上には、前述の第１又は第２実施例による光ファイバストッパ３６及びレーザダイオード位置決め用マーカ（図示を省略する）が形成されている。また、第１又は第２実施例と同様に、実装基板３５上にその長手方向（光軸方向）に光ファイバを収容するＶ字溝４２が形成されている。このＶ字溝４２の両側には、実装基板３５の長手方向にかん合凹溝（係合部）３７が形成されている。このかん合凹溝３７には、円柱状のかん合部品（例えば、光ファイバ）４０が挿入される。
【００２９】
シリコン等で形成された押さえ基板３８は、実装基板３５に形成されたＶ字溝４２及びかん合凹溝３７に対応するＶ字溝４２Ａ及びかん合凹溝（係合部）３９が形成されている。押さえ基板３８を実装基板３５上に乗せ、かん合凹溝３７と３８をかん合部品４０を介して接着する。これにより、図５（ｂ）に示すように、Ｖ字溝４２と４２Ａとで、光ファイバ挿入穴（空間）４１が形成される。
【００３０】
ここで、光ファイバの挿入穴４１の内径は、光ファイバ３０の外径が１２５μｍの場合、例えば１２６μｍになるようにする。この後、光ファイバ挿入穴４１に光ファイバ３０を挿入し、ストッパ３６に突き当てるだけで光ファイバ３０の自動位置決めが完了し、光結合が達成される。
【００３１】
上記第３実施例による光ファイバの実装方法は、同時に複数の部品を扱うことがないので非常に簡単であり、また単に光ファイバ３０を挿入穴４１に挿入するだけで自動的に位置決めできる。この結果、光モジュール製造の自動化が可能であり、量産化、低価格化、高信頼化に寄与するところが大きい。
【００３２】
なお、図５の構成ではかん合凹溝３７及び３９を２組用いているが、１組又は３組以上でも良い。
【００３３】
図６は、図５に示す構成の変形例である。図５に示す押さえ基板３８に代えて、２つのかん合凸部３９Ａを有する押さえ基板３８Ａを用いている。また、押さえ基板３８Ａは、Ｖ字溝４２に対応するＶ字溝を持たない。かん合凸部３９Ａを、実装基板３５のかん合凹部３７に係合させ、押さえ基板３８Ａを実装基板３５に接着固定する。光ファイバ３０の外径が１２５μｍの場合、図６（ｂ）に示す状態で光ファイバ挿入穴（空間）４１Ａが１２６μｍとなるように設計しておく。したがって、挿入された光ファイバ３０の上面は、押さえ基板３８Ａの平らな面に軽く接触する。
【００３４】
上記図６に示す光ファイバの実装方法は、同時に複数部品を扱うことがないので非常に簡単であり、また光ファイバ３０を挿入穴４１Ａに差し込むだけで自動的に光ファイバ３０の位置決めが可能である。この結果、光モジュール製造の自動化が可能であり、量産化、低価格化、高信頼化に寄与するところが大きい。
【００３５】
図７は、本発明の第４実施例による光モジュールを示す図である。第４実施例も、第３実施例と同様に光ファイバの正確な自動位置決めを可能とする構成を有することを特徴とする。
【００３６】
シリコン等の実装基板３５Ａ上には、第３実施例と同様に光ファイバストッパ３６、及びＶ字溝４２が形成されている。このＶ字溝４２にガラスキャピラリ４３が挿入、接着固定されている。ガラスキャピラリ４３は、光ファイバ３０の外径よりもわずかに大きい内径を有する光ファイバ挿入穴４１Ｂを有する。ガラスキャピラリ４３の内径及び外径とも±１μｍの精度で製作されており、その内径は光ファイバ３０の外径が１２５μｍの場合、１２６μｍである。ストッパ３６に当接するまで、光ファイバ３０を挿入穴４１Ｂに差し込むだけで、光ファイバ３０を自動的に位置決めすることができる。
【００３７】
このように、図７に示す光ファイバの実装方法は、同時に複数部品を扱うことがないので非常に簡単であり、また光ファイバ３０を挿入穴４１Ｂに差し込むだけで自動的に光ファイバ３０の位置決めが可能である。この結果、光モジュール製造の自動化が可能であり、量産化、低価格化、高信頼化に寄与するところが大きい。
【００３８】
なお、第４実施例において、第３実施例のように、Ｖ字溝付押さえ基板でガラスキャピラリ４３を挟むように固定することもできる。
【００３９】
次に、本発明の第５実施例による光モジュールを、図８を参照して説明する。第５実施例は、光素子として裏面入射型フォトダイオードを有し、これと光ファイバとの光結合の構成を工夫したことに特徴がある。
【００４０】
シリコン等の実装基板５１上には、光ファイバ３０を収容するＶ字溝５４及び裏面入射型フォトダイオード（ＰＤ）５５を収容する凹部５４Ａが形成されている。Ｖ字溝５４及び凹部５４Ａは、ＫＯＨ水溶液を用いた異方性エッチングで形成される。光ファイバ３０の端に面する凹部５４Ａの傾斜面は、シリコン結晶の（１１１）面であり、実装基板５１の水平面（（１００）面）に対し５４．７４゜の角度で傾斜している。この傾斜面（以下、ＰＤ実装斜面５３という）に、フォトダイード５５が取り付けられる。なお、実装基板５１上にはＳｉＯ2 の絶縁膜上に形成された電極５２が形成されていおり、この電極の引き出しパターンは上記ＰＤ実装斜面に延びている。
【００４１】
図９は、図８に示すＰＤ実装斜面５３付近の拡大図である。フォトダイード５５はその底部部分に受光面５５ａを有し、上面には集光用のレンズ５６が取り付けられている。フォトダイオード５５の受光面５５ａが光ファイバ３０の光軸に対して傾斜しているので、レンズ５６は受光面５５ａよりも下方にずらして取り付けてある（オフセット）。例えば、受光面５５ａが４０μｍφ、レンズ５６が８０μｍφ、フォトダイオード５５の厚み（基板の厚み）ｔが１５０μｍの場合には、レンズ５６の中心を受光面５５ａの中心から３０μｍだけ下方にオフセットさせた位置に合わせる。これにより、フォトダイオード５５に対し斜めに入射する光を正しく受光面５５ａの中心上に導くことができる。なお、フォトダイオード５５はハンダ等を用いてＰＤ実装斜面５３に取り付ける。
【００４２】
図８（ｂ）に示すように、光ファイバ３０を実装した後、シリコン等の押さえ基板５６で光ファイバ３０を押さえる。
【００４３】
なお、図面には示さないが、実装基板５１上には、例えば第１実施例で用いている位置決め用マーカ２４と同様のマーカが、凹部５４Ａの端部に沿って設けられており、フォトダイオード５５はこれを観察しながら位置決めする。これにより、光ファイバ３０に対する光軸調整は不要である。
【００４４】
以上説明したように、図８に示す光モジュールは構成部品数が少なく、かつ組み立てが簡単であるため光モジュール製造の量産化、低価格化、高信頼化に寄与するところが大きい。なお、上記フォトダイオード５５は裏面入射型であったが、表面入射型でも同様に構成できる。
【００４５】
図１０は、図８及び図９に示す第５実施例を応用して、フォトダイオードアレイを構成した光モジュール（アレイモジュール）を示す図である。同図（ａ）に示すように、シリコン等の実装基板５７に異方性エッチングで複数のＶ字溝５４Ｂ及び凹部５４Ｃを形成する。Ｖ字溝５４Ｂ及び凹部５４Ｃの傾斜面は、シリコン結晶の（１１１）面である。また、実装基板５７の上面は、シリコン結晶の（１００）面である。次に、図１０（ｂ）に示すように、Ａｕ等の複数の電極５８を形成する。電極５８の引き出し部は凹部５４Ｃのアレイ実装斜面５４Ｄまで延びている。また、ハンダ層５９をアレイ実装斜面５４Ｄに形成する。そして、図１０（ｃ）に示すように、複数の裏面入射型フォトダイオードのアレイである光半導体素子６０をハンダ層５９上に取り付け、ハンダつけで固定する。次に、図１０（ｄ）に示すように、複数の光ファイバを有する光ファイバアレイ３０ＡをＶ字溝５４Ｂに設け、シリコン等の押さえ基板６１で固定する。
【００４６】
図１０に示す構成に関し、従来の裏面入射型フォトダイオードアレイモジュールは、図１１に示すような構成であった。裏面入射型のフォトダイオードアレイ４６を光ファイバアレイ５０に結合させるには、アレイ４６を金属ステム４５で支持されたキャリア４７に実装し、光ファイバアレイ５０と光軸合わせをした後、固定する構成である。このため、モジュールを構成する部品数が多く、製作が複雑なため、モジュールの量産には不適であった。また、多数の部品で構成されるため、信頼性に欠けていた。
【００４７】
これに対し、図１０に示すフォトダイオードアレイモジュールは、部品数が少なく、製作が簡単であり、モジュールの量産性があり、信頼性も高い。
【００４８】
上記第１ないし第５実施例による光モジュールを封止する場合には、以下に説明する構成とすることが好ましい。以下、この構成を第６実施例として説明する。
【００４９】
図１２は、第１実施例による光モジュールを金属ケース（金属パッケージ）に設けた構成を示す図である。なお、第２ないし第５実施例も同様に構成できる。図１２（ａ）、（ｂ）に示すように、Ｖ字溝付実装基板２１に光素子２８（第１実施例の場合はレーザダイオード）を取り付け、ハンダシート７５を介して、アルミニウム等の金属製のケース６３の台座部７３上に固定する。この工程において、実装基板２１に荷重をかけた状態で金属ケース６３全体を加熱する。金属ケース６３は側面に光ファイバ３０を通す光ファイバ挿入孔６３ａ及びこれと対向する側面には信号線を有する引き出し部材７８を通す挿入孔６３ｂを有している。次に、図１２（ｃ）、（ｃ’）に示すように、寸尺光ファイバ（短い長さの被覆無しの光ファイバ）６４を挿入し、Ｖ字溝付押さえ基板６９で光ファイバ６４を固定する。
【００５０】
金属ケース６３は例えばコバール（ＫＯＶＡＲ）製である。コバールは鉄（Ｆｅ）５４％、コバルト（Ｃｏ）１７％、ニッケル（Ｎｉ）２９％の合金である。
【００５１】
次に、図１２（ｄ）に示すように、ハンダ６５を光ファイバ挿入孔６３ａ内に供給し、光ファイバ６４を金属ケース６３に固定する。そして、図１２（ｅ）に示すように、電気的な接続（ワイヤボンディング）を施した後、例えば金属ケース６３と同一材質のリッド６６を金属ケース６３上に設け、内部を気密封止する。図１２（ｅ）の構造は、光モジュールとしての完成構造であるが、以下に説明する工程の実施を考慮すれば、中間完成構造体と呼ぶことができる。
【００５２】
図１２（ｆ）に示すように、コネクタ７２付光ファイバ３０を上記中間完成構造体に取り付ける。金属ケース６３に中子ホルダ７０を取り付け、この内部に設けられたガラスキャピラリ７１で、光ファイバ６４とガイド溝７０Ａに挿入されたコネクタ付光ファイバ３０とを接続する。なお、図１１以前の図に示す光ファイバ３０は直接光モジュールに取り付けられているように示されているが、図１２（ｆ）に示す構成であってもよい。
【００５３】
図１２に示す光モジュールの製造工程によれば、光ファイバ６４をシリコンの実装基板６３のＶ字溝に固定した時点で自動的に光素子２８と光軸が揃うため、従来のように光結合状態をモニタする必要がない。また、被覆のない短い（寸尺）光ファイバ６４を用いることにより、取り扱いが楽になるため光モジュールの製造性が向上する。更に、光素子２８と光ファイバとを同一の実装基板２１に実装し光結合を実現するため、構成部品を低減できる。以上の点から、図１２に示す光モジュールは、自動機による製造に適しており、量産化及び小型化に寄与するところが大きい。
【００５４】
また、放熱の観点からも図１２に示す構成の光モジュールは、以下の特徴を有する。光素子２８がレーザダイオードの場合、かなりの発熱がある。レーザダイオード２８を支持する実装基板２１は金属ケース６３の台座部６３に密着して固定されるため、大きな接触面積が得られ、充分な熱流路を確保することができる。よって、極めて優れた放熱性が得られる。更に、台座部７３を薄くすることで、光モジュールを薄型化、小型化することができる。
【００５５】
特に、図５ないし図７に示す構成を金属ケース６３内に設ける場合、光ファイバ６４を光ファイバ挿入孔６３ａに挿入するだけで簡単にこれを位置決めすることができるので、光モジュールの製造性を更に向上させることができる。
【００５６】
図１２に示す光モジュールにおいて、実装基板２１を金属ケースの台座部７３に位置決めする作業を容易にするために、図１３に示すように、台座部７３の横幅が実装基板２１の横幅に等しい長さを有することが好ましい。実装基板２１と台座部７３の側面が連続するように正確に位置決めすると、自動的に光ファイバ挿入孔６３ａと実装基板７３上のＶ字溝との位置が一致する。このようにして、特別の位置決め用治具を用いなくとも、実装基板２１のＶ字溝と金属ケース６３の光ファイバ挿入孔６３ａとを正確に位置決めできる。
【００５７】
前述したように、実装基板２１を金属ケース６３の台座部７３に固定するために、ハンダシート７５を用い、荷重をかけた状態で金属ケース６３全体を加熱する。この処理において、ハンダシート７５の表面に酸化膜が形成される可能性がある。酸化膜が形成されると、十分な接着強度が得られない。このような場合には、加熱中にシリコンの実装基板２１又は金属ケース６３を振動させる工程（スクラブ工程）を行うことが好ましい。
【００５８】
また、以下に説明する構成を用いることで、スクラブ工程を行うことなく、十分な接着強度を得ることができる。この構成を本発明の第７実施例として以下に説明する。
【００５９】
図１４は、本発明の第７実施例を示す図である。この実施例では、図１４（ａ）に示すように、凸部７７Ａを裏面（図１２に示す台座部７３と接触する側の面）に設けたシリコンの実装基板７６Ａ、又は裏面に凹部７７Ｂを設けた実装基板７６Ｂを用いる。凸部７７Ａ又は凹部７７Ｂは、シリコンの実装基板をＫＯＨ水溶液で異方性エッチングすることで形成できる。図１４（ｂ）に示すように、このような実装基板７６Ａ又は７６Ｂをハンダシート７５を介在させて金属ケース６３の台座部７３上に重ね、荷重をかけて加熱すると、実装基板７６Ａ又は７６Ｂの裏面上の凹凸がハンダシート７５上の酸化膜を破るため、十分な接着強度が得られる。このため、スクラブ工程が不要となり、組み立て工程を簡素化できる。なお、凸部又は凹部を金属ケース６３の台座部７３に設けてもよい。要するに、ハンダシート７５が接触する面の少なくとも一方が凹凸面であればよい。
【００６０】
図１２に示す構成では、被覆されていない寸尺光ファイバ６４を用いている。被覆されていないので、被覆されている光ファイバに比べれば強度は弱い。したがって、図１２（ｅ）に示す中間完成構造体までの過程で光ファイバ６４に曲げ応力が加わると、その根元が損傷し、最悪の場合には破断する可能性がある。この可能性は、各製造工程において光ファイバ６４の取り扱いに注意すれば問題ないのであるが、以下の構成を採用することによって、光ファイバ６４の取り扱いを容易にすることができる。以下、この構成を本発明の第８実施例として説明する。
【００６１】
第１５図は、本発明の第８実施例を示す図である。金属ケース６３の光ファイバ挿入孔６３ａ内に位置する部分を含む寸尺光ファイバ６４の所定長部分にのみ保護被膜８０を設け、更に保護被覆８０及びＶ字溝内に位置する部分には金属表面処理を施す。保護被膜８０は、カーボン、ポリイミド、ウレタン、シリコン、アクリル等で構成でき、またその厚みは１μｍ程度である。また、金属表面処理は、Ｎｉ無電解・Ａｕ電解メッキ又はＮｉＣｕ／Ｃｕスパッタであり、その厚みは同じく１μｍ程度である。なお、図１５では、金属表面処理で形成される膜の図示を省略している。
【００６２】
このような寸尺光ファイバ６４を用いれば、実装基板２１のＶ字溝部分では保護被膜が無いためファイバの実装精度を確保することができ、また応力のかかる部分は保護被膜８０により曲げ応力を１０倍以上向上させることができる。このように、光ファイバ６４の取り扱いが容易となるため、光モジュールの製造性向上に効果がある。
【００６３】
図１２及び図１３に示す構成において、実装基板２１を金属ケース６３の台座部７３に合わせて位置決めすると、実装基板２１のＶ字溝と金属ケース６３の光ファイバ挿入孔６３ａとは正確に位置決めできる。しかしながら、実際問題として、この位置決め精度を多少緩和できれば、製造性は更に向上できる。以下、この位置決め精度の緩和を可能とする構成を本発明の第９実施例として説明する。 図１６は、本発明の第９実施例を示す図である。この実施例では、Ｖ字溝（図１６では参照番号８２で示す）の前方端部（光ファイバ挿入孔６３ａ側）をテーパ状に加工してある。図１６（ａ）において、シリコンの実装基板のＶ字溝８２の前方端部に、シリコン結晶の（３３１）と（３３１）との結晶面で形成されるテーパ部８２Ａを設ける。このテーパ部８２Ａを設けることで、図１２及び図１３に示す構成での位置決め精度を緩和させることができるのであるが、（３３１）面は図示するように１５３．４３゜の角度（テーパ角）を有するので、光ファイバ６４の先端がこの面に引っ掛かる可能性がある。
【００６４】
よって、このような可能性がある場合には、図１６（ｂ）及び（ｃ）に示すテーパ部８３を用いることが好ましい。図１６（ｂ）及び（ｃ）に示すテーパ部８３のテーパ角は５３．１４゜である。図１６（ａ）に示すような大きな広がりを持たないので、たとえ光ファイバ６４の先端が装着時テーパ部８３に接触しても、光ファイバ６４の先端は滑るようにテーパ部８３を移動するので、スムーズな挿入が可能となる。なお、（３１１）面が現われないようにするには、テーパ角が５３．１４゜以下であればよい。
【００６５】
図１２及び図１３に示す構成において、金属ケース６３の光ファイバ挿入孔６３ａに光ファイバ６４を通した後ハンダ封止するため、光ファイバ挿入孔６３ａの径を大きくすることはできない。また、金属ケース６３内には実装基板２１が実装されており、光ファイバ６４を挿入するときは、この実装基板２１に光ファイバ６４がなるべく当たらないようにするために、実装基板２１上を少し浮かせた状態で光ファイバ６４を挿入する必要がある。このため、光ファイバ挿入孔６３ａの中の光ファイバ６４をスムーズに挿入できる領域がかなり狭くなり（上側のスペースに余裕が無くなる）、かなりの位置決め精度が必要となる。
【００６６】
しかしながら、実際問題として、この位置決め精度を多少緩和できれば、製造性は更に向上できる。以下、この位置決め精度の緩和を可能とする構成を本発明の第１０実施例として、図１７（ａ）ないし（ｆ）を参照して説明する。なお、図１７（ａ）は第１０実施例による光モジュールの平面図、（ｂ），（ｄ）は光軸で光モジュールを深さ方向にカットした場合の断面図、及び（ｃ）、（ｅ）は光ファイバ挿入孔６３ａが形成されている側面の図、及び（ｆ）は（ｅ）の拡大図である。
【００６７】
本発明の第１０実施例では、実装基板２１のＶ字溝３１に光ファイバ６４を置いた時の光ファイバ６４の中心と、金属ケース６３の光ファイバ挿入孔６３ａとの中心位置が相対的にずれている状態とする。より特定すれば、Ｖ字溝３１内の光ファイバ６４の中心が光ファイバ挿入孔６３ａの中心が下方へずれるように形成されている。ただし、光ファイバ６４がＶ字溝３１内で固定された場合に、光ファイバ６４が光ファイバ挿入穴６３ａに接触しないようにする。これにより、挿入穴６３ａの中心位置で光ファイバ６４を挿入することができる。光ファイバ６４をＶ字溝３１に固定した後は、光ファイバ６４は挿入穴６３ａの中心よりも下側に位置する。このように、光ファイバ６４の挿入を挿入穴６３ａの中心で行えるため、光ファイバ６４をスムーズに挿入することができ、挿入時の光ファイバの位置決めは、図１２及び図１３に示す構成の場合の精度より低い精度で行うことができる。
【００６８】
図１２及び図１３に示す構成において、金属ケース６３の光ファイバ挿入孔６３ａに光ファイバ６４を通した後ハンダ封止する後、このハンダ封止具合を確認することが好ましい。この確認作業は金属ケース６４の外側から行う。しかしながら、金属ケース６４の内側からも確認できれば光モジュール組み立ての歩留まり向上に寄与するところが大きい。これを可能とする構成を、本発明の第１１実施例として説明する。
【００６９】
図１８は、本発明の第１１実施例を示す図である。同図（ａ）において、押さえ基板６９は金属ケース６３の内側に接触しないように設けられている。ハンダ封止を行うと、＊１で示すようにハンダが挿入穴６３ａから内部に漏れる。このハンダぬれ＊１を確認することで、ハンダ封止具合を確認することができる。図１８（ｂ）に示すように、押さえ基板６９のみならず実装基板２１も金属ケース６３の内側に接触しないように設けてもよい。なお、図１８（ａ）及び（ｂ）のいずれの構成でも、押さえ基板６９、実装基板２１とも光ファイバ６４の位置決めを行うのに十分な長さのＶ字溝を有する必要がある。
【００７０】
このように、金属ケース６４の内側からハンダ封止具合を確認できるので、光モジュール組み立ての歩留まりを向上させることができる。
【００７１】
図１９は図１８に示すハンダ封止工程の詳細を示す図である。なお、図１２（ｄ）に示すハンダ封止工程も、図１９の工程と同様である。図１９において、引き出し部材７８をホットプレート８５内に挿入し、金属ケース６３を支える。空洞を有する円筒状ハンダ（ハンダプリフォーム）８６内に光ファイバ６４を通し、金属ケース６３の側面（図１９ではこの側面は上を向いている）上に置く。この状態でホットプレート８５で金属ケース６３を加熱し、円筒状ハンダ８６を溶かす。このハンダ封止工程では、図１９（ｂ）の＊２で示すように、金属ケース６３の外側にハンダが流れ、固まる。この不要なハンダが付着していると金属ケースの外側側面の平面度が劣化し、図１２（ｆ）で示す中子ホルダ７０の取り付けが困難になる場合がある。この点を考慮した構成を、本発明の第１２実施例として説明する。
【００７２】
図２０は、本発明の第１２実施例を示す図である。図２０（ａ）に示す構成は、金属ケース６３の側面に、光ファイバ挿入孔６３ａよりも径の大きいテーパ状の凹部６３ｂを設け、この中に円筒状ハンダ８６を挿入する。図２０（ｂ）に示す構成は、テーパ状の凹部６３ｂに代えて断面矩形状の凹部（段差部）６３ｃを具備している。また、円柱状ハンダ８６に代えてボール状のハンダ８８を用いている。この凹部６３ｃ内にボール状ハンダ８８を挿入する。いずれの構成においても、（ａ）及び（ｂ）の右側に示すように、ハンダが溶融して金属ケース６３の側面に漏れだすことはない。よって、金属ケース６３の側面の平面度を維持でき、中子ホルダ７０の取り付けに支障はない。
【００７３】
図２１は、図２０に示す構成の変形例である。図２１（ａ）に示すように、円柱状ハンダ８６を図２０（ｂ）に示す断面矩形状の凹部６３ｃ内に固着しておく。そして、図２１（ｂ）に示すように光ファイバ６４を円柱状ハンダ８６内に挿入して実装基板２１上のＶ字溝内に置く。そして、図２１（ｃ）に示すようにハンダを溶融させて光ファイバ６４を固定する。この方法によれば、ファイバ固定とハンダ封止を同時に行うことができ、光モジュール製造性向上に寄与するところが大きい。
【００７４】
図２２は、図２１に示す方法において、円柱状ハンダ８６を凹部６３ｃ内に固着させる方法を示す図である。円柱状ハンダ８６を凹部６３ｃ内に挿入した後、ポンチ９０で円柱状ハンダ８６をたたき、凹部６３ｃ内に固着させる。
【００７５】
円柱状ハンダ８６の接着性、又は溶融後の安定性を向上させるために、図２３（ａ）ないし（ｃ）に示す方法を用いることもできる。図２３（ａ）において、凹部６３ｃに貴金属表面処理層９１を設ける。この貴金属表面処理は例えば、Ｎｉ無電解メッキ２〜５μｍ、Ａｕフラッシュメッキ０．２μｍである。この凹部６３ｃ以外の金属ケース６３には、Ｎｉ無電解メッキのみを施す。これにより、円柱状ハンダ８６が溶けた場合に凹部６３ｃから金属ケース６３表面に這い上がることがなくなり、安定したハンダ封止を実現することができる。
【００７６】
図２３（ｂ）は、金属ケース６３の凹部６３ｃの底面にフライス等で凹凸面９２を形成することで、円柱状ハンダ８３の接着性を向上させる構成である。凹部６３ｃに円柱状ハンダ８３を挿入した後、図２２に示すポンチ９０でハンダ８３をたたく。これにより、ハンダ８３が凹凸面９２に食いつくため、ハンダ８３を確実に凹部６３ｃ内に固定することができる。
【００７７】
図２３（ｃ）は、金属ケース６３の凹部６３ｃの底面にポンチ等で溝９３を形成することで、円柱状ハンダ８３の接着性を向上させる構成である。図示する構成では、溝９３は放射状に設けられている。凹部６３ｃ内に円柱状ハンダ８３を挿入した後、図２２に示すポンチ９０でハンダ８３をたたく。これにより、ハンダ８３が溝９３に食いつくため、ハンダ８３を確実に凹部６３ｃ内に固定することができる。溝９３の数及び形状は図２３（ｃ）に示すものに限定されない。
【００７８】
なお、図２２及び図２３では断面矩形状の凹部６３ｃの場合を説明したが、これらの図に示される特徴的構成は、図２０（ａ）に示すテーパ状の凹部６３ｂにも同様に適用可能である。
【００７９】
寸尺光ファイバ６４の別の固定方法について、本発明の第１３実施例として説明する。
【００８０】
図２４は、本発明の第１３実施例を示す図である。図示する構成は、鍔状ハンダ９４を寸尺光ファイバ６４の所定位置に固定し（（ａ）図）、これを金属ケース６３の凹部６３ｃ内のスルーホールに挿入し（（ｂ）図）、金属ケース６３全体を加熱することでハンダ９４を溶かす（（ｃ）図）。この方法により、モジュール組み立て時にハンダ封止に係る部品数を低減でき、前述したポンチ９０を用いた固着工程が不要となり、組み立て工程が簡素化できる。また、鍔状ハンダ９４の取り付け位置を高精度に制御することで、ファイバ６４を挿入する際のストッパとして機能させることができる。
【００８１】
図２５は、図２４に示す構成を用いた光モジュールの製造方法を示す図であり、前述の図１２に対応する。図２５で特徴的な点は次の通りである。第１に、図２５（ｂ），（ｂ’）に示すように、寸尺光ファイバ６４を取り付ける前に、押さえ基板６９を実装基板２１上に取り付けると共にワイヤボンディング工程を行う。第２に、図２５（ｃ）に示すように、金属ケース６３にリッド６６を取り付けた状態で、鍔状ハンダ９４が取り付けられた寸尺光ファイバ６４を金属ケース６３に挿入する。鍔状ハンダ９４がストッパとして機能するので、光ファイバ６４を正確に位置決めすることができる。また、図５及び６で説明したように、実装基板２１と押さえ基板６９で光ファイバ挿入穴（空間）を正確に形成でき、図１３を参照して説明したように、実装基板２１を金属ケース６３に正確に位置決めできるので、光ファイバ６４を眷族ケース６３の挿入穴６３Ｃから容易に挿入できる。きこで、図７を参照して説明したように、押さえ基板６９の替わりにガラスキャピラリ４３を用いて光ファイバ挿入穴とすることもできる。その他の工程は、実質的に図１２に示す工程と同様である。なお、図２５に示す構成において、断面矩形状の凹部６３ｃに代えてテーパ状の凹部６３ｂ（図２０（ａ））を用いてもよい。
【００８２】
図２６は、図１２及び図２５に示す中子ホルダ７０を用いたファイバ接続の詳細を示す図である。中子ホルダ７０は下部ベース７０Ｂと上部押さえ部７０Ｃとを有する。下部ベース７０Ｂ上にガラスキャピラリ７１が設けられている。寸尺光ファイバ６４を金属ケース６３内に固定した後、図２６（ｂ）に示すように、下部ベース７０Ｂ上に固定されたガラスキャピラリ７１内に挿入する。次に、光ファイバ３０の芯線をガラスキャピラリ７１に挿入し、スリット７１ａ内に接着剤を充填することで光ファイバ６４と接続する。そして、ウレタン樹脂、ポリイミド樹脂、シリコン樹脂等の接着剤９８等を図２６（ｃ）に示すようにガラスキャピラリ７１の周囲に充填し、最後に上部押さえ部７０Ｃで封止する。図１２及び図２５ではこの接着剤９８を示していないが、図２６（ｃ）に示すように設けることが好ましい。この接着剤９８は、ファイバ芯線が被覆から飛び出したり引っ込んだりするピストニング現象を抑制する作用を有する。ピストニング現象が起きると、光ファイバ芯線部分に応力がかかり、光ファイバが折れる等の不具合が発生する可能性がある。
【００８３】
なお、図２６に示す構成は、金属ケース６３はテーパ状の凹部６３ｂを具備している。
【００８４】
また、図２７に示すように、図２６（ｃ）の構成に加え、熱収縮性チューブ９９を光ファイバ３０と中子ホルダ７０とを接続するように設けてもよい。
【００８５】
次に、ガラスキャピラリを用いた光ファイバ接続の改善を、本発明の第１４実施例として説明する。
【００８６】
図２８（ａ）は、図１２、図２５及び図２６に示すガラスキャピラリ７１を用いた光ファイバの接続を示す図である。接着剤導入用スリット７１ａに光ファイバ接続用接着剤１００を充填し、光ファイバ３０と６４とを接続する。この接着剤はまた、屈折率整合の機能を有する。
【００８７】
図２８（ｂ）は、本発明の第１４実施例による接続構成を示す図である。接着剤導入スリット７１ａに加え、その前後に固定用接着剤導入用スリット１０１を設け、ここに固定用接着剤１０２を充填する。これにより、光ファイバ接続部が引っ張り力に対して強くなる。この構成を図２６（ｂ）に示す中間完成構造体に代えて図２９に示す中間完成構造体として用いることで、寸尺ファイバ６４とガラスキャピラリ７１とを予め固定して、モジュール組み立て途中に生じる両者の位置ずれを防止することができる。また、ガラスキャピラリ７１と中子ホルダ７０の下部ベース７０Ｂが寸尺ファイバ６４を保護する役割を果たし、中間完成構造体の取り扱いが容易になり、寸尺ファイバ６４の損傷、破断防止に効果がある。
【００８８】
以上の説明に関し、更に以下の項を開示する。
（付記１）
実装基板と、
実装基板上に支持される光素子と、
光ファイバと、
前記実装基板上に設けられ、前記光素子を位置決めするためのマーカとを有し、
前記実装基板は前記光ファイバを収容するために光軸方向に延びる溝を有し、
該溝は前記光軸方向に直交しかつ前記光ファイバの端部と対向する垂直壁を有し、
前記マーカは前記第１の溝の端部近傍に位置することを特徴とする光モジュールである。
（付記２）
付記１において、前記溝は第１の部分とこれより幅の狭い第２の部分を有し、
該第２の部分は前記マーカの近傍に位置し、
前記垂直壁は前記第１の部分と第２の部分との間に位置することを特徴とする光モジュールである。
（付記３）
実装基板と、
実装基板上に支持される光素子と、
光ファイバと、
前記光素子を位置決めするためのマーカとを有し、
前記実装基板は前記光ファイバを収容するために光軸方向に延びる溝を有し、
前記マーカは前記溝の上に延びておりかつ前記光ファイバの端部に対向する第１のせり出し部分を有することを特徴とする光モジュールである。
（付記４）
付記３において、前記光モジュールは更に、前記溝の上に延びておりかつ前記光ファイバの端部に当接する第２のせり出し部分を有し、
該第２のせり出し部分は前記光ファイバの光軸方向の位置決めを行うことを特徴とする光モジュールである。
（付記５）
付記３又は４において、前記第１及び第２のせり出し部分は、前記実装基板上の絶縁膜の一部であることを特徴とする光モジュールである。
（付記６）
付記１ないし５において、前記光モジュールは更に、前記溝内に固定されかつ円筒状の部材を有し、該部材内に前記光ファイバが挿入されることを特徴とする光モジュールである。
（付記７）
付記６において、前記円筒状の部材の内径は、前記光ファイバの外径よりも大きいことを特徴とする光モジュールである。
（付記８）
実装基板と、
実装基板上に支持される光素子と、
光ファイバと、
前記実装基板上に設けられる押さえ基板とを有し、
前記実装基板は、光軸方向に延びる第１の溝を有し、
前記押さえ基板は、前記光軸方向に延びる第２の溝を有し、
前記第１及び第２の溝は重なり合って前記光ファイバを挿入するための空間を形成することを特徴とする光モジュールである。
（付記９）
付記８において、前記実装基板は第１の係合部を有し、
前記第２の基板は第２の係合部を有し、
前記第１及び第２の係合部が直接又は間接的に係合することで、前記実装基板及び押さえ基板の相対的位置が規定されることを特徴とする光モジュールである。
（付記１０）
付記９において、前記第１及び第２の係合部はそれぞれ凹部を有し、
前記光モジュールは前記第１及び第２の係合部の凹部で規定される空間内に設けられるかん合部材を有することを特徴とする光モジュールである。
（付記１１）
付記９において、前記第１の係合部は凹部を有し、
前記第２の係合部は該凹部に対応する凸部を有することを特徴とする光モジュールである。
（付記１２）
付記８ないし１１において、前記光モジュールは更に、前記光ファイバの端部に当接するストッパを有することを特徴とする光モジュールである。
（付記１３）
付記８ないし１２において、前記光モジュールは更に、前記実装基板上であって前記第１の係合部の近傍に位置し、前記光素子を位置決めするためのマーカを有することを特徴とする光モジュールである。
（付記１４）
実装基板と、
実装基板上に支持される少なくとも１つの光素子と、
少なくとも１つの光ファイバとを有し、
前記実装基板は前記光ファイバを収容するために光軸方向に延びる溝を有し、該溝は前記光軸方向に直交しかつ前記光ファイバの端部と対向する実装斜面を有し、
前記光素子は前記実装斜面上に固定されていることを特徴とする光モジュールである。
（付記１５）
付記１４において、前記光素子は受光面とレンズとを有し、該受光面とレンズとは前記光ファイバからレンズを通り受光面の中心に照射されるような相対的位置関係を有することを特徴とする光モジュールである。
（付記１６）
付記１４又は１５において、前記光モジュールは更に、前記実装基板上に設けられ、前記光ファイバを固定する押さえ基板を有することを特徴とする光モジュールである。
（付記１７）
付記１４ないし１６において、前記実装基板はシリコンで構成され、前記実装斜面はシリコンの（１１１）面であることを特徴とする光モジュールである。
（付記１８）
付記１４において、前記光モジュールは複数の光素子を有し、
該複数の光素子は前記実装斜面上に固定され、
該複数の光素子に対応して複数の光ファイバが設けられ、
該複数の光ファイバは前記実装基板上に設けられた複数の溝内に収容されることを特徴とする光モジュールである。
（付記１９）
前記光素子は発光素子であることを特徴とする光モジュールである。
（付記２０）
付記１ないし１９において、前記光モジュールは更に、前記実装基板を支持し封止するケースを有し、
該ケースは前記光ファイバが挿入される挿入孔を有し、
前記ケースは前記実装基板が載置される台座部を有し、
前記光ファイバは挿入孔に設けられたハンダで前記ケースに固着されることを特徴とする光モジュールである。
（付記２１）
付記２０において、前記光軸方向に直交する方向における前記台座部の幅は前記実装基板の幅と同一であることを特徴とする光モジュールである。
（付記２２）
付記２０において、前記台座部上に設けられる前記実装基板の裏面と、前記台座部との少なくとも一方に、凹凸を設けたことを特徴とする光モジュールである。
（付記２３）
付記２０において、前記光ファイバは更に、少なくとも前記挿入孔内に位置する部分に保護被覆を有し、更に該保護被覆及び前記溝内に位置する部分に金属表面処理層を有することを特徴とする付記２０記載の光モジュールである。
（付記２４）
付記２０において、前記実装基板はシリコンを有し、前記実装基板に設けられる前記溝は、光ファイバ挿入側にテーパ状に広がっている部分を有し、該部分の広がり角度は５３．１４°以下であることを特徴とする光モジュールである。
（付記２５）
付記２０において、前記挿入孔の中心は、前記溝内にある前記光ファイバの中心よりも上方に位置することを特徴とする光モジュールである。
（付記２６）
付記２０において、前記実装基板と前記挿入孔が設けられているケースの面との間に間隙を有することを特徴とする光モジュールである。
（付記２７）
付記２０において、前記ケースは、前記挿入孔の周囲に設けられた凹部を有し、この凹部に光ファイバを接着するためのハンダが設けられることを特徴とする光モジュールである。
（付記２８）
付記２７において、前記凹部はテーパ状であることを特徴とする光モジュールである。
（付記２９）
付記２７において、前記凹部は断面矩形状であることを特徴とする光モジュールである。
（付記３０）
付記２７において、前記光ファイバをケースに固定するハンダは、前記光ファイバを前記ケース内に挿入する以前に、前記凹部に予め設けられているものであることを特徴とする光モジュールである。
（付記３１）
付記２７において、前記光ファイバをケースに固定するハンダは、前記光ファイバを前記ケース内に挿入する際に予め前記光ファイバの所定位置に設けられているものであることを特徴とする光モジュールである。
（付記３２）
付記２７において、前記凹部に、金属層を有することを特徴とする光モジュールである。
（付記３３）
付記２７において、前記凹部は、凹凸面を有することを特徴とする光モジュールである。
（記３４）
付記３３において、前記凹凸面は放射状に設けられた溝を有することを特徴とする光モジュールである。
（付記３５）
付記２０において、前記光モジュールは更に、前記挿入孔を有する前記ケースの側壁に結合し、前記光ファイバを支持するホルダを有することを特徴とする光モジュールである。
（付記３６）
付記３５において、前記ホルダは内部にガラスキャピラリを有し、前記光ファイバと別の光ファイバとを光学的に結合することを特徴とする光モジュールである。
（付記３７）
付記３５において、前記ホルダは内部に接着剤を有することを特徴とする光モジュールである。
（付記３８）
付記３６において、前記ガラスキャピラリは複数のスリットを有し、該スリット内に前記光ファイバを固定するための接着剤を設けたことを特徴とする光モジュールである。
（付記３９）
付記１ないし３８において、前記実装基板はシリコンで形成されていることを特徴とする光モジュールである。
（付記４０）
付記１ないし３９において、前記光ファイバには、外部接続用コネクタが設けられてい ることを特徴とする光モジュールである。
【００８９】
上記した各付記は、次のように作用する。
【００９０】
付記１に記載の構成によれば、垂直壁を設けたことで光素子を位置決めするためのマーカを溝近傍に設けることが可能となり、光ファイバと結合する側にあるマーカを観察しながら光素子を位置決めすることができ、精度よく容易に位置決め作業が行えるという効果が得られる。
【００９１】
付記２に記載の構成によれば、実装基板に形成された溝の第２の部分の幅が第１の部分よりも狭いので光ファイバに当接する垂直壁を大きく形成することが可能になり、光ファイバの位置決め作業を安定かつ確実に行うことができる。また、第２の部分と垂直壁との相対的位置関係を調整することで、光ファイバと光素子とのギャップを任意に設定することができる。
【００９２】
付記３に記載の構成によれば、光ファイバと結合する側にあるマーカを観察しながら光素子を位置決めすることができ、精度よく容易に位置決め作業が行えるという効果が得られる。また、マーカは溝上にせり出ているため、実装基板がシリコンの場合にできる溝の傾斜面に影響されることなく、光ファイバと光素子との間のギャップを任意に調整できる。
【００９３】
付記４、５に記載の構成によれば、溝の上に延びておりかつ前記光ファイバの端部に当接する第２のせり出し部分が、光ファイバの先端に当接するストッパとして機能し、光ファイバの光軸方向の位置決めを自動的かつ確実に行うことができる。
【００９４】
付記６、７に記載の構成によれば、溝内に固定される円筒状の部材の中に光ファイバを挿入することで容易かつ確実に光ファイバを位置決めできる。
【００９５】
付記８に記載の構成によれば、第１及び第２の溝が重なり合ってできる空間内に光ファイバを挿入するため、確実かつ容易に光ファイバを位置決めできる。
【００９６】
付記９−１４に記載の構成によれば、第１及び第２の係合部が直接又は間接的に係合することで、前記実装基板及び押さえ基板の相対的位置が自動かつ確実に規定できる。よって、光ファイバの位置決めも容易となる。
【００９７】
付記１４に記載の構成によれば、実装斜面に光素子を固定する構成のため容易に位置決めできる。
【００９８】
付記１５に記載の構成によれば、前述の相対的位置関係を有することで、確実に受光面に光を収束させることができる。
【００９９】
付記１６記載の構成によれば、押さえ基板で光ファイバを確実に固定することができる。
【０１００】
付記１８、１９に記載の構成によれば、複数の光素子からなるアレイを簡単な構成で実現できる。
【０１０１】
付記２０に記載の構成によれば、確実かつ容易に実装基板を封止することができる。
【０１０２】
付記２１に記載の構成によれば、前記光軸方向に直交する方向における前記台座部の幅 は前記実装基板の幅と同一なので容易に実装基板を位置決めすることができる。
【０１０３】
付記２２に記載の構成によれば、実装基板と台座部との間に設けられる接着用ハンダに形成する可能性のある酸化膜を凹凸面が突き破り、確実な実装基板の固定を可能とすることができる。
【０１０４】
付記２３に記載の構成によれば、前記光ファイバは更に、少なくとも前記挿入孔内に位置する部分に保護被覆を有し、更に該保護被覆及び前記溝内に位置する部分に金属表面処理層を有することで、挿入孔付近の光ファイバの強度を向上させることができる。
【０１０５】
付記２４に記載の構成によれば、テーパ状の広がり部分を所定角度以下とすることで、光ファイバを確実に実装基板上に挿入し位置決めすることができる。
【０１０６】
付記２５に記載の構成によれば、光ファイバの挿入作業が容易になる。
【０１０７】
付記２６に記載の構成によれば、実装基板と前記挿入孔が設けられているケースの面との間隙から、光ファイバをケースに取り付けるハンダ封止の状態をチェックすることができる。
【０１０８】
付記２７−３４に記載の構成によれば、凹部に光ファイバを接着するためのハンダを設けられることで、ハンダ封止を確実に行え、余計なハンダがケース内外に漏れでることを防止できる。
【０１０９】
付記３５−３８に記載の構成によれば、ホルダを用いて光ファイバを確実に支持することができる。
【発明の効果】
【０１１０】
請求項１に記載の発明によれば、垂直壁を設けたことで光素子を位置決めするためのマーカを溝近傍に設けることが可能となり、光ファイバと結合する側にあるマーカを観察しながら光素子を位置決めすることができ、精度よく容易に位置決め作業が行えるという効果が得られる。
【０１１１】
請求項２に記載の発明によれば、実装基板に形成された溝の第２の部分の幅が第１の部分よりも狭いので光ファイバに当接する垂直壁を大きく形成することが可能になり、光ファイバの位置決め作業を安定かつ確実に行うことができる。また、第２の部分と垂直壁との相対的位置関係を調整することで、光ファイバと光素子とのギャップを任意に設定することができる。
【０１１２】
請求項４に記載の発明によれば、光ファイバと結合する側にあるマーカを観察しながら光素子を位置決めすることができ、精度よく容易に位置決め作業が行えるという効果が得られる。また、マーカは溝上にせり出ているため、実装基板がシリコンの場合にできる溝の傾斜面に影響されることなく、光ファイバと光素子との間のギャップを任意に調整できる。
【０１１３】
請求項５，６に記載の発明によれば、溝の上に延びておりかつ前記光ファイバの端部に当接する第２のせり出し部分が、光ファイバの先端に当接するストッパとして機能し、光ファイバの光軸方向の位置決めを自動的かつ確実に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１４】
【図１】本発明の第１実施例を示す図である。
【図２】図１に示す第１実施例の変形例を示す図である。
【図３】本発明の第２実施例を示す図である。
【図４】本発明の第２実施例を示す図である。
【図５】本発明の第３実施例を示す図である。
【図６】本発明の第３実施例の変形例を示す図である。
【図７】本発明の第４実施例を示す図である。
【図８】本発明の第５実施例を示す図である。
【図９】図８に示す構成の要部拡大図である。
【図１０】第５実施例に基づくアレイモジュールを示す図である。
【図１１】従来のフォトダイオードアレイを示す図である。
【図１２】本発明の第６実施例を示す図である。
【図１３】第６実施例の実施形態を示す図である。
【図１４】本発明の第７実施例を示す図である。
【図１５】本発明の第８実施例を示す図である。
【図１６】本発明の第９実施例を示す図である。
【図１７】本発明の第１０実施例を示す図である。
【図１８】本発明の第１１実施例を示す図である。
【図１９】ハンダ封止工程を示す図である。
【図２０】本発明の第１２実施例を示す図である。
【図２１】図２０に示す構成の変形例を示す図である。
【図２２】図２１に示す構成の変形例を示す図である。
【図２３】ハンダの接着性、安定性を向上させる構成を示す図である。
【図２４】本発明の第１３実施例を示す図である。
【図２５】図２４の構成を用いた光モジュール及びその製造工程を示す図である。
【図２６】中子ホルダを用いたファイバ接続の詳細を示す図である。
【図２７】熱収縮チューブによる光ファイバの固定を示す図である。
【図２８】本発明の第１４実施例を示す図である。
【図２９】中子ホルダを用いた中間完成構造体を示す図である。
【図３０】従来の光モジュールを示す図である。
【符号の説明】
【０１１５】
２１ 実装基板
２２ 電極
２３ ハンダ
２４ マーカ
２５ ダイシング領域
２６ 光素子実装領域
２７ ギャップ
２８ レーザダイオード（光素子）
２９ 溝
３０ 光ファイバ
３１ Ｖ字溝
３２ 垂直壁

Claims (8)

1. シリコン結晶により構成され、上面がシリコン結晶の（１００）面である実装基板と、
   前記実装基板の前記上面に支持される光素子と、
   前記光素子と光学的に結合される光ファイバと、
   前記実装基板に形成され、前記光ファイバが収容され、前記光ファイバの光軸方向に延び、前記光素子と前記光ファイバとの間に位置する端面の少なくとも一部を含む側面が前記実装基板のシリコン結晶の（１１１）面であり、前記光軸方向に直交しかつ前記光ファイバの端部と対向する垂直壁を有する溝と、
   を備えたことを特徴とする光モジュール。
2. 前記溝は前記垂直壁に対し前記光素子と反対側に位置する第１の部分と、前記垂直壁に対し前記光素子と同じ側に位置する第２の部分とを有し、
   前記第２の部分の前記光軸方向に対する幅は、前記第１の部分の前記光軸方向に対する幅よりも狭いことを特徴とする請求項１記載の光モジュール。
3. 前記実装基板の前記上面で、前記溝に対する光結合側に、前記光素子を位置決めするためのマーカを形成したことを特徴とする請求項１又は２の光モジュール。
4. シリコン結晶により構成され、上面がシリコン結晶の（１００）面である実装基板と、
   前記実装基板の前記上面に支持される光素子と、
   前記光素子と光学的に結合される光ファイバと、
   前記実装基板に形成され、前記光ファイバが収納され、前記光ファイバの光軸方向に延び、前記実装基板のシリコン結晶の（１１１）面を側面に有し、少なくとも一部が前記実装基板のシリコン結晶の（３３１）面のエッチングにより形成される第１及び第２のせり出し部分で覆われている溝とを備え、
   前記光素子が前記光ファイバと光学的に結合される面が、前記第１のせり出し部分の上面に位置し、
   前記第２のせり出し部分に前記光ファイバの端部が当接する
   ことを特徴とする光モジュール。
5. 前記第２のせり出し部分は前記光ファイバの光軸方向の位置決めを行うことを特徴とする請求項４記載の光モジュール。
6. 前記第１及び第２のせり出し部は、前記実装基板上の絶縁膜の一部であることを特徴とする請求項４又は５のいずれか一項記載の光モジュール。
7. シリコン基板により構成され、上面がシリコン結晶の（１００）面であり、上面表面に絶縁膜が形成された実装基板に光素子の位置決めのマーカを形成するステップと、
   前記上面表面に電極を形成するステップと、
   異方性エッチングにより、側面が前記実装基板のシリコン結晶の（１１１）面で構成される第１の溝及び前期第１の溝よりも前記マーカ側に位置する第２の溝を形成するステップと、
   前記第１及び第２の溝の向かい合う端部を共に含むようにダイシング処理で垂直溝を形成するステップと、
   前記第１の溝に端面が前記垂直溝に当接するように光ファイバを配置し、前記マーカに従い前記光素子を配置するステップとを含む光モジュールの製造方法。
8. シリコン基板により構成され、上面がシリコン結晶の（１００）面であり、上面表面に絶縁膜が形成された実装基板に光素子の位置決めのマーカを形成するステップと、
   前記上面表面に電極を形成するステップと、
   異方性エッチングにより、側面が前記実装基板のシリコン結晶の（１１１）面で構成するステップと、
   前記上面表面に前記マーカを含む第１のせり出し部分と第２のせり出し部分を残すように、前記溝の少なくとも一部をアンダーエッチングにより広げるステップと、
   端面が前記第２のせり出し部分に当接するように前記溝に光ファイバを配置し、前記マーカに従い前記光素子を配置するステップとを含む光モジュールの製造方法。

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