KR101156815B1 - 광 모듈 - Google Patents

광 모듈

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KR101156815B1
KR101156815B1 KR1020107020367A KR20107020367A KR101156815B1 KR 101156815 B1 KR101156815 B1 KR 101156815B1 KR 1020107020367 A KR1020107020367 A KR 1020107020367A KR 20107020367 A KR20107020367 A KR 20107020367A KR 101156815 B1 KR101156815 B1 KR 101156815B1
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게이이치 후쿠다
모토아키 다마야
신이치 오에
츠네오 하마구치
아키라 나카무라
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미쓰비시덴키 가부시키가이샤
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Abstract

히트 싱크 상에 빗 형상 서브마운트가 고정되고, 빗 형상 서브마운트에 광학적 기능부를 갖는 소자가 탑재된 광 모듈을 구성함에 있어, 히트 싱크와 빗 형상 서브마운트 사이에, 히트 싱크와 빗 형상 서브마운트 사이에서 발생하는 열 응력을 완화하는 응력 완충 블록을 배치하는 것으로, 빗 형상 서브마운트와 상기 빗 형상 서브마운트에 탑재된 소자 사이에서 발생하는 열 응력이 완화되고, 결과적으로, 빗 형상 서브마운트와 소자의 접합 개소의 장기 신뢰성을 높인다.

Description

광 모듈{OPTICAL MODULE}
본 발명은 광 모듈에 관한 것이다.
동작 온도를 제어하는 것이 요구되는 광학적 기능부를 갖는 소자, 예컨대 레이저 소자를 구비한 광 모듈에서는, 상기 소자를 히트 싱크 상에 탑재하는 것이 많다. 이때, 소자와 히트 싱크의 선팽창 계수의 차이에 기인하여 소자에 가해지는 열 응력을 완화하기 위해서, 보통, 소자의 선팽창 계수와 같은 정도의 선팽창 계수를 갖는 재료에 의해 제작된 서브마운트(submount)가 소자와 히트 싱크 사이에 배치되어, 상기 서브마운트 상에 소자가 탑재된다.
소자가 발광부, 수광부, 레이저 발진부 등의 광학적 기능부를 하나만 갖는 것일 때에는, 일반적으로 평판 형상의 서브마운트가 사용된다. 또한, 소자가 복수의 광학적 기능부를 갖는 어레이형 소자일 때에는, 어떤 하나의 광학적 기능부에서 발생한 열이 서브마운트를 통해서 다른 광학적 기능부로 전도하여 상기 광학적 기능부의 특성에 악영향을 주는 이른바 열적 누화(cross talk)를 방지하기 위해서, 예컨대 특허문헌 1에 기재된 다이오드 레이저 소자에서와 같이, 소자 탑재면 측이 빗 형상으로 성형된 서브마운트(지지체)를 사용하는 것도 있다.
일본 공개 특허 공보 평 제 11-346031 호
소자 탑재면 측이 빗 형상으로 성형된 서브마운트(이하, 「빗 형상 서브마운트」로 약기)를 이용하여 광 모듈을 구성하면, 소자와 빗 형상 서브마운트가 복수 개소에서 면 접합되지만, 개개의 접합 개소에서의 접합 면적이 비교적 좁게 된다. 이 때문에, 상기 광 모듈이 반복적으로 열 사이클에 노출되면, 빗 형상 서브마운트와 소자 사이에서 발생하는 열 응력에 의해서 박리를 일으키는 접합 개소가 생겨, 광학적 기능부 사이의 열적 누화를 방지할 수 없게 된다.
본 발명은 상기의 사정을 감안하여 이루어진 것이고, 빗 형상 서브마운트에 탑재된 소자를 구비하고, 상기 소자와 빗 형상 서브마운트의 접합 개소의 장기 신뢰성을 높이기 쉬운 광 모듈을 얻는 것을 목적으로 한다.
상기의 목적을 달성하는 본 발명의 광 모듈은, 히트 싱크 상에 빗 형상 서브마운트가 고정되고, 상기 빗 형상 서브마운트에 광학적 기능부를 갖는 소자가 탑재된 광 모듈이고, 히트 싱크와 빗 형상 서브마운트 사이에, 히트 싱크와 빗 형상 서브마운트 사이에서 발생하는 열 응력을 완화하는 응력 완충 블록이 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.
본 발명의 광 모듈에서는, 히트 싱크와 빗 형상 서브마운트 사이에서 발생하는 열 응력을 완화하는 응력 완충 블록이 배치되어 있기 때문에, 상기 응력 완충 블록이 배치되어 있지 않은 경우에 비해, 빗 형상 서브마운트와 상기 빗 형상 서브마운트에 탑재된 소자 사이에서 발생하는 열 응력이 완화된다. 그 때문에, 상기 광 모듈이 반복적으로 열 사이클에 노출된다고 해도, 빗 형상 서브마운트와 소자의 접합부에 박리가 생기는 것이 억제된다. 결과적으로, 빗 형상 서브마운트와 소자의 접합 개소의 장기 신뢰성을 높이는 것이 용이해진다.
도 1은 본 발명의 광 모듈의 일례를 개략적으로 나타내는 분해 사시도이다.
도 2(a)는 도 1에 나타낸 광 모듈을 제조할 때의 1 공정을 나타내는 개략도이다.
도 2(b)는 도 1에 나타낸 광 모듈을 제조할 때의 다른 1 공정을 나타내는 개략도이다.
도 3은 본 발명의 광 모듈 중에서 적층 구조의 응력 완충 블록을 구비한 것의 일례를 개략적으로 나타내는 정면도이다.
도 4는 본 발명의 광 모듈 중에서 적층 구조의 응력 완충 블록을 구비한 것의 다른 예를 개략적으로 나타내는 정면도이다.
도 5는 본 발명의 광 모듈 중에서 응력 완충 블록에 홈 부가 형성된 것의 일례를 개략적으로 나타내는 정면도이다.
도 6은 본 발명의 광 모듈 중에서 응력 완충 블록에 홈 부가 형성된 것의 다른 예를 개략적으로 나타내는 정면도이다.
도 7은 본 발명의 광 모듈 중에서 응력 완충 블록에 홈 부가 형성된 것의 또 다른 예를 개략적으로 나타내는 정면도이다.
도 8은 본 발명의 광 모듈 중에서 도파로형 레이저 발진부를 갖는 발광 소자가 빗 형상 서브마운트에 탑재된 것의 일례를 개략적으로 나타내는 정면도이다.
이하, 본 발명의 광 모듈의 실시의 형태에 대하여, 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다. 한편, 본 발명은 하기의 실시의 형태에 한정되는 것이 아니다.
실시의 형태 1.
도 1은 본 발명의 광 모듈의 일례를 개략적으로 나타내는 분해 사시도이다. 도 1에 나타내는 광 모듈(50)은, 히트 싱크(1), 응력 완충 블록(10), 빗 형상 서브마운트(20), 및 소자(30)를 구비하고 있다. 상기의 히트 싱크(1)는, 구리(Cu) 등과 같이 열 전도율이 높은 금속 재료 내지 합금 재료에 의해 형성된 평판 형상의 부재이며, 그 평면을 위에서 볼 때의 크기는 예컨대 2.0 ㎜(세로)×10.0 ㎜(가로), 두께(높이)는 5.0 ㎜ 이다. 히트 싱크(1)의 상면에는 금 주석 합금(Au-Sn 합금) 등의 땜납재로 이루어지는 접합재층(5)이 도금 등의 방법에 의해 형성되어 있다.
응력 완충 블록(10)은, 히트 싱크(1)보다도 선팽창 계수가 작고, 빗 형상 서브마운트(20)보다도 선팽창 계수가 큰 금속 재료 내지 합금 재료이고 양호한 열전도성을 갖는 것, 예컨대 구리 텅스텐(CuW)에 의해 형성된 직육면체의 부재이며, 그 평면에서 볼 때의 크기는 예컨대 1.5 ㎜(세로)×6.0 ㎜(가로), 두께(높이)는 0.8 ㎜ 이다. 이 응력 완충 블록(10)은 하나의 부재만으로 이루어지고, 접합재층(5)에 의해 히트 싱크(1) 상에 고정되어 있다.
히트 싱크(1)가 선팽창 계수 17×10-6/℃의 구리(Cu)에 의해 형성되고, 빗 형상 서브마운트(20)가 선팽창 계수 4.4×10-6/℃의 질화 알루미늄(AlN)에 의해 형성되어 있는 경우에는, 예컨대 선팽창 계수가 6.5×10-6/℃의 구리 텅스텐(CuW), 구체적으로는 구리(Cu)의 질량 백분률이 10%인 구리-텅스텐 합금(이하, 「CuW-10」로 약기)에 의해 응력 완충 블록(10)을 형성할 수 있다.
빗 형상 서브마운트(20)는 예컨대 유리나 세라믹(질화 알루미늄 등) 등과 같이 열 전도성이 양호한 재료에 의해 제작되고, 소자 탑재면 측에 형성된 적어도 하나의 홈 부에 의해서 서로 분리된 복수의 접합부를 갖고 있다. 도시한 빗 형상 서브마운트(20)에서는, 소자 탑재면 측에 4개의 홈 부(20a, 20a … )가 형성되어 상기 소자 탑재면 측에 총 5개의 접합부(20b, 20b … )가 마련되어 있다. 이 빗 형상 서브마운트(20)의 평면에서 볼 때의 크기는 예컨대 1.5 ㎜(세로)×6.0 ㎜(가로), 두께(높이)는 0.8 ㎜ 이며, 하면에 형성된 금 주석 합금 등의 땜납재로 이루어지는 접합재층(15)에 의해 응력 완충 블록(10) 상에 고정되어 있다.
소자(30)는, 병렬 배치된 3개의 광학적 기능부(30a)를 갖는 어레이형 소자이며, 개개의 광학적 기능부(30a)는 반도체 레이저 발진기로서 기능한다. 이 소자(30)가 인듐 인(InP) 기판을 이용한 반도체 레이저 어레이인 경우, 그 평면에서 볼 때의 크기는 예컨대 세로 1.5 ㎜, 가로 2.0 ㎜, 두께(높이)는 0.2 ㎜ 이며, 선팽창 계수는 4.5×10-6/℃ 정도이다. 소자(30)는, 빗 형상 서브마운트(20)에서의 각 접합부(20b)의 상면에 형성된 금 주석 합금 등의 땜납재로 이루어지는 접합재층(25)에 의해 빗 형상 서브마운트(20) 상에 고정되어 탑재되어 있다. 소자(30)에서의 개개의 광학적 기능부(30a)는 빗 형상 서브마운트(20)에서의 서로 별개의 접합부(20b) 상에 위치하고 있다.
이러한 구성을 갖는 광 모듈(50)에서는, 히트 싱크(1)와 빗 형상 서브마운트(20) 사이에 응력 완충 블록(10)이 배치되고, 상기 응력 완충 블록(10)의 선팽창 계수가 히트 싱크(1)의 선팽창 계수보다도 작고, 또한 빗 형상 서브마운트(20)의 선팽창 계수보다도 크기 때문에, 응력 완충 블록(10)이 배치되어 있지 않은 경우에 비해, 히트 싱크(1)와 빗 형상 서브마운트(20) 사이에서 발생하는 열 응력이 완화된다. 따라서, 빗 형상 서브마운트(20)와 소자(30) 사이에서 발생하는 열 응력도 완화된다.
그 때문에, 상기 광 모듈(50)에서는, 반복적으로 열 사이클에 노출되었을 때에도 빗 형상 서브마운트(20)와 소자(30)의 접합 개소에 박리가 일어나기 어렵다. 결과적으로, 빗 형상 서브마운트(20)와 소자(30)의 접합 개소의 장기 신뢰성이 높아진다. 이러한 기술적 효과를 발휘하는 광 모듈(50)은, 히트 싱크(1) 상에 응력 완충 블록(10), 빗 형상 서브마운트(20), 및 소자(30)를 순차적으로 고정하는 것에 의해 얻어진다.
도 2(a) 및 도 2(b)은, 각각, 도 1에 나타낸 광 모듈을 제조할 때의 1 공정을 나타내는 개략도이다. 도 1에 나타낸 광 모듈(50)을 제조하는 데 있어서는, 우선, 도 2(a)에 나타낸 바와 같이, 접합재층(5)(도 1 참조)이 형성된 히트 싱크(1) 상에 응력 완충 블록(10)을 배치한다. 그리고, 필요에 따라 응력 완충 블록(10)에 하중을 걸면서 접합재층(5)을 가열하여 용융시키고, 그 후에 냉각한다. 이것에 의해, 히트 싱크(1) 상에 응력 완충 블록(10)이 고정된다.
이어서, 도 2(b)에 나타낸 바와 같이, 응력 완충 블록(10) 상에 빗 형상 서브마운트(20)를 배치하고, 필요에 따라 빗 형상 서브마운트(20)에 하중을 걸면서 접합재층(15)(도 1 참조)을 가열하여 용융시키고, 그 후에 냉각한다. 이것에 의해, 응력 완충 블록(10) 상에 빗 형상 서브마운트(20)가 고정된다.
이 다음에, 빗 형상 서브마운트(20) 상에 소자(30)를 배치하고, 필요에 따라 소자(30)에 하중을 걸면서 접합재층(25)(도 1 참조)을 가열하여 용융시키고, 그 후에 냉각한다. 이것에 의해, 빗 형상 서브마운트(20) 상에 소자(30)가 고정되고, 탑재되어, 광 모듈(50)이 얻어진다.
실시의 형태 2.
본 발명의 광 모듈에서는, 응력 완충 블록의 구조를 복수의 서브블록이 적층된 적층 구조로 할 수 있다. 서브블록끼리를 땜납재 등의 무기 접합재에 의해 서로 접합시키는 경우에는, 빗 형상 서브마운트와 소자 사이에서 발생하는 열 응력을 완화한다고 하는 관점에서, 빗 형상 서브마운트측에 위치하는 서브블록일수록 선팽창 계수가 작고, 히트 싱크측에 위치하는 서브블록일수록 선팽창 계수가 커지도록, 각 서브블록의 재료를 선정하는 것이 바람직하다. 이때, 히트 싱크에 접합되는 서브블록의 선팽창 계수는 히트 싱크의 선팽창 계수 이하로 하고, 빗 형상 서브마운트에 접합되는 서브블록의 선팽창 계수는 빗 형상 서브마운트의 선팽창 계수 이상으로 한다.
도 3은 적층 구조의 응력 완충 블록을 구비한 광 모듈의 일례를 개략적으로 나타내는 정면도이다. 도 3에 나타내는 광 모듈(50A)은, 도 1에 나타낸 응력 완충 블록(10)을 대신하여 응력 완충 블록(10A)을 구비하고 있다고 하는 점을 제외하고, 도 1에 나타낸 광 모듈(50)과 같은 구성을 갖는다. 도 3에 나타낸 구성 부재 중에 도 1에 나타낸 구성 부재와 공통인 것에 관해서는, 도 1에서 이용한 참조 부호와 같은 참조 부호를 붙여 그 설명을 생략한다.
상기의 응력 완충 블록(10A)은, 제 1 서브블록(10a1)과 제 2 서브블록(10a2)이 히트 싱크(1)측으로부터 이 순서로 적층된 2층 적층 구조를 갖고 있다. 제 1 서브블록(10a1)은 히트 싱크(1)보다도 선팽창 계수가 작은 재료, 예컨대 CuW-10에 의해 형성되어 있고, 그 평면에서 볼 때의 크기는 예컨대 1.5 ㎜(세로)×6.0 ㎜(가로), 두께(높이)는 0.4 ㎜ 이다. 또한, 제 2 서브블록(10a2)은, 제 1 서브블록(10a1)보다도 선팽창 계수가 작고, 또한 빗 형상 서브마운트(20)보다도 선팽창 계수가 큰 재료 또는 빗 형상 서브마운트(20)와 같은 재료, 예컨대 질화 알루미늄(AlN)에 의해 형성되어 있고, 그 평면에서 볼 때의 크기는 예컨대 1.5 ㎜(세로)×6.0 ㎜(가로), 두께(높이)는 0.4 ㎜ 이다. 이들 제 1 서브블록(10a1)과 제 2 서브블록(10a2)은, 금 주석 합금 등의 땜납재(도시하지 않음)에 의해 서로 접합되어 있다.
이러한 응력 완충 블록(10A)을 구비한 광 모듈(50A)은, 실시의 형태 1에서 설명한 광 모듈(50)(도 1 참조)과 마찬가지로 제조할 수 있고, 광 모듈(50)과 마찬가지의 기술적 효과를 발휘한다. 응력 완충 블록(10A)에서의 선팽창 계수가 히트 싱크(1)측으로부터 빗 형상 서브마운트(20)에 걸쳐 단계적으로 저하하고 있기 때문에, 광 모듈(50)에 비해서도, 히트 싱크(1)와 빗 형상 서브마운트(20) 사이에서 발생하는 열 응력을 쉽게 완화하고, 따라서 빗 형상 서브마운트(20)와 소자(30) 사이에서 발생하는 열 응력도 완화하기 쉽다. 결과적으로, 광 모듈(50)에 비해서도, 빗 형상 서브마운트(20)와 소자(30)의 접합 개소의 장기 신뢰성을 높이기 쉽다.
실시의 형태 3.
본 발명의 광 모듈에서는, 응력 완충 블록의 구조를 복수의 서브블록이 적층된 적층 구조로 하는 데 있어서, 땜납재 등의 무기 접합재보다도 탄성율이 높은 접합재, 예컨대 유기 접합재나, 유기 접합재에 금속 미립자 내지 합금 미립자가 분산된 유기-무기 복합 접합재에 의해 서브블록끼리를 접합할 수도 있다. 유기 접합재나 유기-무기 복합 접합재에 의해 서브블록끼리를 접합하는 경우, 개개의 서브블록은, 선팽창 계수가 히트 싱크의 선팽창 계수 이하이고 빗 형상 서브마운트의 선팽창 계수 이상인 동종 또는 이종의 재료에 의해 형성할 수 있고, 그 형상 및 크기는 서로 같게 할 수 있고, 서로 다르게 할 수 있다.
개개의 서브블록을 서로 이종의 재료에 의해 형성하는 경우에는, 빗 형상 서브마운트와 소자 사이에서 발생하는 열 응력을 완화한다고 하는 관점에서, 빗 형상 서브마운트측에 위치하는 서브블록일수록 선팽창 계수가 작고, 히트 싱크측에 위치하는 서브블록일수록 선팽창 계수가 커지도록 각 서브블록의 재질을 선정하는 것이 바람직하다.
도 4는 적층 구조의 응력 완충 블록을 구비한 광 모듈의 다른 예를 개략적으로 나타내는 정면도이다. 도 4에 나타내는 광 모듈(50B)은 도 3에 나타낸 응력 완충 블록(10A)을 대신하여 응력 완충 블록(10B)을 구비하고 있다고 하는 점을 제외하고, 도 3에 나타낸 광 모듈(50A)과 같은 구성을 갖는다. 도 4에 나타낸 구성 부재 중에 도 3에 나타낸 구성 부재와 공통인 것에 관해서는, 도 3에서 이용한 참조 부호와 같은 참조 부호를 붙여 그 설명을 생략한다.
상기의 응력 완충 블록(10B)은, 제 1 서브블록(10b1)과 제 2 서브블록(10b2)이 히트 싱크(1) 측으로부터 이 순서로 적층된 2층 적층 구조를 갖고 있고, 제 1 서브블록(10b1)과 제 2 서브블록(10b2)은, 땜납 등의 무기 접합재보다도 탄성율이 높은 접합재(11)에 의해 서로 접합되어 있다. 또한, 제 1 서브블록(10b1) 및 제 2 서브블록(10b2)은, 각각, 선팽창 계수가 히트 싱크(1)의 선팽창 계수 이하이고 빗 형상 서브마운트(20)의 선팽창 계수 이상인 동종의 재료, 예컨대 CuW-10에 의해 형성되어 있고, 그 형상 및 크기는 서로 같다.
이러한 응력 완충 블록(10B)을 구비한 광 모듈(50B)에서는, 히트 싱크(1)와 빗 형상 서브마운트(20) 사이에 온도차가 생겼을 때에 접합재(11)가 열 변형을 일으켜 열 응력을 흡수한다. 이때의 접합재(11)에는 실질적으로 인장 응력만이 가해지고, 굴곡 응력은 실질적으로 가해지지 않기 때문에, 빗 형상 서브마운트(20)와 소자(30)의 접합 개소의 박리가 억제된다. 따라서, 광 모듈(50B)은 실시의 형태 1에서 설명한 광 모듈(50)(도 1 참조)과 마찬가지의 기술적 효과를 발휘하고, 광 모듈(50)에 비해서도, 빗 형상 서브마운트(20)와 소자(30)의 접합 개소의 장기 신뢰성을 높이기 쉽다.
실시의 형태 4.
본 발명의 광 모듈에서는 응력 완충 블록에 적어도 하나의 홈 부를 마련할 수 있다. 응력 완충 블록에 홈 부를 마련하는 것에 의해, 상기 응력 완충 블록이 열 변형하기 쉽기 때문에, 그 응력 완화 효과를 높일 수 있다. 홈 부를 마련하지 않는 경우에 비해, 응력 완충 블록을 얇게 하더라도 동등의 응력 완화 효과를 얻을 수 있기 때문에, 광 모듈을 얇게 하는 것도 용이해진다. 또한, 빗 형상 서브마운트에 형성되어 있는 홈 부와 평면에서 볼 때 겹치도록 응력 완충 블록의 홈 부를 배치하면, 소자에서 생긴 열을 히트 싱크에 효율적으로 전도시키는 것도 용이해진다. 응력 완충 블록은, 하나의 부재에 의해 형성하더라도 좋고, 복수의 서브블록이 적층된 적층 구조로 하여도 좋다.
도 5는 응력 완충 블록에 홈 부가 형성된 광 모듈의 일례를 개략적으로 나타내는 정면도이다. 도 5에 나타내는 광 모듈(50C)은, 도 1에 나타낸 응력 완충 블록(10)을 대신하여 응력 완충 블록(10C)을 구비하고 있다고 하는 점을 제외하고, 도 1에 나타낸 광 모듈(50)과 같은 구성을 갖는다. 도 5에 나타낸 구성 부재 중에 도 1에 나타낸 구성 부재와 공통인 것에 관해서는, 도 1에서 이용한 참조 부호와 같은 참조 부호를 붙여 그 설명을 생략한다.
상기의 응력 완충 블록(10C)은 히트 싱크(1)보다도 선팽창 계수가 작은 재료, 예컨대 CuW-10에 의해 형성되어 있고, 그 평면에서 볼 때의 크기는 예컨대 1.5 ㎜(세로)×6.0 ㎜(가로), 두께(높이)는 0.8 ㎜ 이다. 이 응력 완충 블록(10C)의 한 면측에는, 빗 형상 서브마운트(20)에서의 홈 부(20a, 20a, …)와 같은 피치로 총 4개의 홈 부(10c, 10c, …)가 형성되어 있고, 상기 응력 완충 블록(10C)은 각 홈 부(10c)가 히트 싱크(1) 측으로 되는 방향으로, 또한 개개의 홈 부(10c)가 빗 형상 서브마운트(20)의 홈 부(20a)와 평면에서 볼 때 겹치도록 하여, 히트 싱크(1) 상에 고정되어 있다.
이러한 응력 완충 블록(10C)을 구비한 광 모듈(50C)은 실시의 형태 1에서 설명한 광 모듈(50)(도 1 참조)과 마찬가지의 기술적 효과를 발휘한다. 응력 완충 블록(10C)에 홈 부(10c)가 형성되어 있기 때문에, 광 모듈(50)에 비해서도, 빗 형상 서브마운트(20)와 소자(30) 사이에서 발생하는 열 응력을 완화하기 쉽고, 빗 형상 서브마운트(20)와 소자(30)의 접합 개소의 장기 신뢰성을 높이기 쉽다.
실시의 형태 5.
도 6은 응력 완충 블록에 홈 부가 형성된 광 모듈의 다른 예를 개략적으로 나타내는 정면도이다. 도 6에 나타내는 광 모듈(50D)은, 도 5에 나타낸 응력 완충 블록(10C)을 대신하여 응력 완충 블록(10D)을 구비하고 있다고 하는 점을 제외하고, 도 5에 나타낸 광 모듈(50C)과 같은 구성을 갖는다. 도 6에 나타낸 구성 부재 중에 도 5에 나타낸 구성 부재와 공통인 것에 관해서는, 도 5에서 이용한 참조 부호와 같은 참조 부호를 붙여 그 설명을 생략한다.
상기의 응력 완충 블록(10D)은, 도 5에 나타낸 응력 완충 블록(10C)에서의 상면측에 빗 형상 서브마운트(20)에서의 홈 부(20a, 20a, …)와 같은 피치로 총 4개의 홈 부(10d, 10d, …)를 더 형성한 형상을 갖고 있고, 그 평면에서 볼 때의 크기는 예컨대 1.5 ㎜(세로)×6.0 ㎜(가로), 두께(높이)는 0.8 ㎜ 이다. 이 응력 완충 블록(10D)은 개개의 홈 부(10c, 10d)가 빗 형상 서브마운트(20)의 홈 부(20a)와 평면에서 볼 때 겹치도록 하여 히트 싱크(1) 상에 고정되어 있다.
이러한 응력 완충 블록(10D)을 구비한 광 모듈(50D)은 실시의 형태 4에서 설명한 광 모듈(50C)(도 5 참조)과 마찬가지의 기술적 효과를 발휘한다. 응력 완충 블록(10D)에 홈 부(10c, 10d)가 형성되어 있기 때문에, 광 모듈(50C)에 비해서도, 빗 형상 서브마운트(20)와 소자(30) 사이에서 발생하는 열 응력을 완화하기 쉽고, 빗 형상 서브마운트(20)와 소자(30)의 접합 개소의 장기 신뢰성을 높이기 쉽다.
실시의 형태 6.
도 7은 응력 완충 블록에 홈 부가 형성된 광 모듈의 또 다른 예를 개략적으로 나타내는 정면도이다. 도 7에 나타내는 광 모듈(50E)은 도 1에 나타낸 응력 완충 블록(10)을 대신하여 응력 완충 블록(10E)을 구비하고 있다고 하는 점을 제외하고, 도 1에 나타낸 광 모듈(50)과 마찬가지의 구성을 갖고 있다. 도 7에 나타낸 구성 부재 중에 도 1에 나타낸 구성 부재와 공통인 것에 관해서는, 도 1에서 이용한 참조 부호와 같은 참조 부호를 붙여 그 설명을 생략한다.
상기의 응력 완충 블록(10E)은, 도 1에 나타낸 응력 완충 블록(10)에서의 상면측 및 하면측에 각각 2개의 홈 부(10e, 10e)를 갖고 있고, 각 홈 부(10e)는 빗 형상 서브마운트(20)에 형성되어 있는 각 홈 부(20a)와 서로 평행하다. 상면측의 각 홈 부(10e)는, 평면에서 볼 때, 빗 형상 서브마운트(20)를 사이에 두도록 하여 상기 빗 형상 서브마운트(20)의 외측에 위치하고 있고, 하면측의 각 홈 부(10e)는, 평면에서 볼 때, 상면측의 각 홈 부(10e)를 사이에 두도록 하여 이들 상면측의 각 홈 부(10e)의 외측에 위치하고 있다.
이러한 응력 완충 블록(10E)을 구비한 광 모듈(50E)은 실시의 형태 1에서 설명한 광 모듈(50)(도 1 참조)과 마찬가지의 기술적 효과를 발휘한다. 응력 완충 블록(10E)에 홈 부(10e)가 형성되어 있기 때문에, 광 모듈(50)에 비해서도, 빗 형상 서브마운트(20)와 소자(30) 사이에서 발생하는 열 응력을 완화하기 쉽고, 빗 형상 서브마운트(20)와 소자(30)의 접합 개소의 장기 신뢰성을 높이기 쉽다.
실시의 형태 7.
본 발명의 광 모듈에서는, 빗 형상 서브마운트에 탑재하는 소자로서, 실시의 형태 1에서 설명한 반도체 레이저 어레이 이외의 소자를 이용할 수 있다. 예컨대, 광학적 기능부로서 적어도 하나의 도파로형 레이저 발진부를 갖는 발광 소자나, 광학적 기능부로서 적어도 하나의 광 도파로 또는 도파로형 포토 다이오드 등을 갖는 수광 소자 등을 빗 형상 서브마운트에 탑재할 수 있다.
도 8은 도파로형 레이저 발진부를 갖는 발광 소자가 빗 형상 서브마운트에 탑재된 광 모듈의 일례를 개략적으로 나타내는 정면도이다. 도 8에 나타내는 광 모듈(50F)은, 도 1에 나타낸 소자(30)를 대신하여 소자(30F)를 구비하고 있다고 하는 점을 제외하고, 도 1에 나타낸 광 모듈(50)과 마찬가지의 구성을 갖고 있다. 도 8에 나타낸 구성 부재 중에 도 1에 나타낸 구성 부재와 공통인 것에 관해서는, 도 1에서 이용한 참조 부호와 같은 참조 부호를 붙여 그 설명을 생략한다.
상기의 소자(30F)는, 하나의 도파로형 레이저 발진부(30b)를 갖는 발광 소자이며, 고체 레이저 소자의 1 구성 부재로서 기능한다. 이 소자(30F)를 빗 형상 서브마운트(20) 상에 탑재함으로써, 소자(30F)에 원하는 열 분포를 생기게 하여 그 렌즈 효과에 의해 도파로형 레이저 발진부(30b) 내에서의 광 확산을 억제할 수 있게 된다. 상기 소자(30F)를 구비한 광 모듈(50F)은 실시의 형태 1에서 설명한 광 모듈(50)(도 1 참조)과 마찬가지의 기술적 효과를 발휘한다.
이상, 본 발명의 광 모듈에 대하여 실시의 형태를 들어 설명했지만, 전술한 바와 같이, 본 발명은 상술의 형태에 한정되는 것이 아니다. 본 발명의 광 모듈에 관해서는, 상술한 것 이외에도 여러 변형, 수식, 조합 등이 가능하다.
(산업상의 이용가능성)
본 발명의 광 모듈은, 예컨대 레이저 텔레비젼 등의 표시장치, 레이저 프린터 등의 인쇄 장치, 광 통신 기기 등의 기기의 광원을 구성하는 모듈로서 이용할 수 있다.
1 : 히트 싱크 10, 10A ~ 10E : 응력 완충 블록
10a1, 10b1 : 제 1 서브블록 10a2, 10b2 : 제 2 서브블록
11 : 땜납재보다도 탄성율이 높은 접합재
10c, 10d, 10e : 홈 부 20 : 빗 형상 서브마운트
30, 30F : 소자 30a, 30b : 광학적 기능부
50, 50A ~ 50F : 광 모듈

Claims (12)

  1. 히트 싱크 상에 빗 형상 서브마운트가 고정되고, 상기 빗 형상 서브마운트에 광학적 기능부를 갖는 소자가 탑재된 광 모듈로서,
    상기 히트 싱크와 상기 빗 형상 서브마운트 사이에, 상기 히트 싱크와 상기 빗 형상 서브마운트 사이에서 발생하는 열 응력을 완화하는 응력 완충 블록이 배치되고,
    상기 응력 완충 블록은 복수의 서브블록이 적층된 적층 구조를 가지며,
    상기 서브블록끼리는 땜납재보다도 탄성율이 높은 접합재에 의해 접합되고,
    상기 접합재는 유기 접합재 또는 유기-무기 접합재인
    것을 특징으로 하는 광 모듈.

  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 응력 완충 블록의 선팽창 계수는 상기 히트 싱크의 선팽창 계수보다도 작고, 상기 빗 형상 서브마운트의 선팽창 계수보다도 큰 것을 특징으로 하는 광 모듈.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 서브블록 각각의 선팽창 계수는 상기 빗 형상 서브마운트측에 위치하는 것일수록 작고, 상기 히트 싱크측에 위치하는 것일수록 큰 것을 특징으로 하는 광 모듈.
  6. 삭제
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 서브블록의 각각은 서로 같은 재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는 광 모듈.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 서브블록의 각각은 서로 같은 형상 및 크기를 갖는 것을 특징으로 하는 광 모듈.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 응력 완충 블록은 상기 히트 싱크와의 접합면측에 적어도 하나의 홈 부를 갖는 것을 특징으로 하는 광 모듈.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 응력 완충 블록은 상기 빗 형상 서브마운트와의 접합면측에 적어도 하나의 하나의 홈 부를 갖는 것을 특징으로 하는 광 모듈.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 소자는 복수의 광학적 기능부를 갖고, 상기 복수의 광학적 기능부의 각각은 레이저 발진기인 것을 특징으로 하는 광 모듈.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 소자의 광학적 기능부는 고체 레이저용의 도파로형 레이저 발진부인 것을 특징으로 하는 광 모듈.
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