WO2003081734A1

WO2003081734A1 - Module et procede optique d'assemblage de module optique

Info

Publication number: WO2003081734A1
Application number: PCT/JP2003/003012
Authority: WO
Inventors: Satoru Zama; Toshio Mugishima; Kengo Mitose; Yoshikazu Tsuzuki; Masato Sakata
Original assignee: The Furukawa Electric Co., Ltd
Priority date: 2002-03-27
Filing date: 2003-03-13
Publication date: 2003-10-02
Also published as: JP4101181B2; EP1489706A4; JPWO2003081734A1; US6963676B2; EP1489706A1; US20050041934A1

Description

光モジュールおよび光モジュールの組立方法

技術分野

本発明は、光ファイバとの結合効率に優れた光モジュールぉよび光モジュールの組立方法に関する。背景技術

通常、半導体レーザ素子等を有する光モジュール（半導体レーザモジュールという）は、光ファイバ通信、特に幹線系 · C A T Vの信号光源や光ファイバンプの励起光源として用いられている。このような半導体レーザモジュールは、高出力および安定動作を実現するために、通電電流の大きさと向きによって温度コント口ールできるサーモモジュール上に搭載された金属基板上に半導体レーザ素子、フォトダイオードチップ、レンズ等の光学部品、サーミスタ素子等を所望の位置に配置固定している。第 8図は、サーモモジュールを内蔵した従来の半導体レーザモジュールを示す図である。第 8図に示す様に、半導体レーザモジュール 1 0 1において、パッケ一ジの底板 1 0 2の上に半田接合部 1 1 0を介してサーモモジュール 1 0 3が搭載され、更に、サーモモジュール 1 0 3の上に金属基板（ベース基板） 1 0 5力搭載されている。ベース基板には、キャリア基板 1 0 6、半導体レーザ素子 1 0 7、集光レンズ 1 0 8等が搭載されている。サーモモジュールの基板 1 0 4とパッケージの底板 1 0 2との間、サーモモジュールの基板 1 0 4 aと金属基板 1 0 5との間には、半田接合部 1 1 0、 1 1 1が形成されている。従来、サーモモジユールの基板 1 0 4 aとパッケージの底板 1 0 2との間は、 6 3重量％ S n— 3 7重量％? 13合金からなる半田を用いて接合され、半田接合部 1 1 0が形成されている。なお、第 1 C図のような、内部にサーモモジュール 1 0 3を有していない構成の半導体レーザモジュール 1 0 1もある。しかし、従来の光モジュールには、次のような問題点があった。即ち、サーモモジュール 103とパッケージの底板 102とを半田接合する際に、半田を溶融しながら荷重をかけるが、この荷重のかけ方が一定でなないために、第 8図に示すように、例えば、半田接合部 110の半田厚さが不均一になっていた。このように半田厚さが不均一になると、光モジュールが使用される環境の温度変化や、光モジュールの製造時に加えられる温度変化によって、半田接合層 110が変形し、この結果、半田接合層 110を介して光ファイバ 109と光結合状態で固定されている光部品（例えば） 108が位置ずれを起こす結果、 1点鎖線で示すように光軸ズレを生じて、光ファイバの結合効率が低下し、光出力が劣化するという問題がある。また、半田厚さの薄い部分（例えば、 112で示す部分）では、温度変化の際の被接合部材（第 8図では、サーモモジュールの下側の基板 104 aとパッケ一ジの底板 102) の熱膨張率差に基づく熱応力により、半田層にクラックが発生し、接合強度の低下と光結合効率の変化を引き起こすという問題がある。更に、国内外の環境への配慮として、鉛を含有しない（鉛フリーともいう）半田を使用することが望まれている。

上述した従来の光モジュールは、特開 2000— 323731号公報、特開 2 000— 280090号公報、特開平 7—128550号公報、特開平 1 1—2 95560号公報等に開示されている。発明の開示

この発明の目的は、鉛フリーの半田を使用し、半田部に変形やクラックが発生するのを抑制して、光軸ズレを生じない、光ファイバとの結合効率に優れた光モジュールおよび光モジュールの組立方法を提供することにある。発明者は、上述した従来の問題点を解決するために鋭意研究を重ねた。その結果、サーモモジュールとパッケージの間を、所定の S n— Ag系半田または S n —Zn系半田を用いて接合すると、パッケージの表面に形成された Auメツキ層、および、サーモモジュールの底部の表面の A u層から、 Auが Sn— Ag半田中に拡散して、ほぼ均一な相が形成され、半田部に変形クラックが発生するのを効果的に抑制することができ、光軸ズレが生じ難いことが判明した。即ち、サーモモジュールとパッケージ間の接合に使用する半田材として、鉛フリーの S n— A gの合金を選定し、合金成分の金属の配合量を所定の範囲に規定して、半田接合時の圧力、接合面の Auメツキ層からの Auの拡散量が一定になるように加熱時間を定めると、半田が略均一な高さ、かつ、所望の温度で固体ィ匕するので、サーモモジュールの位置がほぼ一定になり、光学部品搭載部材（金属基板）の位置あわせが容易になる。更に、高温、例えば、 70°Cになったときの、半田の熱膨張による部材ズレがほぼ一定であるので、光軸ズレ量を従来よりも著しく低減することができ、光出力の低下を抑制することができることが判明した。この発明は、上述した研究結果に基づいてなされたものであって、この発明の光モジュールの第 1の態様は、少なくとも 1つの光部品と前記少なくとも 1つの光部品を収容するパッケージとを有する光モジュールであって、前記パッケージの内部に、 Auを 2. 0重量％以上 20. 0重量％以下それぞれ更に含有する、 Agを 2. 0重量％以上 5. 0重量％以下含有する S n— Ag系半田、または、 Znを 6. 0重量％以上 10. 0重量％以下含有する S n— Z n系半田によって形成された接合部を有することを特徴とする光モジュールである。この発明の光モジュールの第 2の態様は、少なくとも 1つの光部品と、前記少なくとも 1つの光部品を温度制御するサーモモジュールと、前記少なくとも 1つの光部品と前記サーモモジュールとを収容するパッケージとを有する光モジユールであって、前記サーモモジュールと前記パッケージとの間に、 Auを 2. 0重量⁰ /₀以上 20. 0重量％以下それぞれ更に含有する、 A gを 2. 0重量％以上 5. 0重量％以下含有する Sn— A g系半田、または、 Znを 6. 0重量％以上 10. 0重量％以下含有する S n— Z n系半田によって形成された接合部を有することを特徴とする光モジュールである。この発明の光モジュールの第 3の態様は、少なくとも 1つの光部品と、前記少なくとも 1つの光部品を温度制御するサーモモジュールと、前記少なくとも 1つの光部品と前記サーモモジュールとを収容するパッケージとを有する光モジユールであって、前記サーモモジュールと前記少なくとも 1つの光部品を搭載するべース基板との間に、 B iを 10重量％以上 60重量％以下含有する S n— B i系半田によって形成された接合部を有することを特徴とする光モジュールである。この発明の光モジュールの第 4の態様は、前記 Sn— Ag系半田に、 3重量％以下の C uが含まれていることを特徴とする光モジュールである。この発明の光モジュールの第 5の態様は、前記 Sn_Ag系半田に、 1. 0重量⁰ /₀以上 10. 0重量％以下の B iが更に含まれていることを特徴とする光モジユーノレである。この発明の光モジュールの第 6の態様は、前記 Sn— Zn系半田に、 1. 0重量⁰ /₀以上 5. 0重量⁰ /₀以下の B iが含まれていることを特徴とする光モジュールである。この発明の光モジュールの第 7の態様は、前記少なくとも 1つの光部品は、半導体レーザ素子を含むことを特徴とする光モジュールである。この発明の光モジュールの第 8の態様は、前記接合部の厚さは、 5 μπι以上 1 00 /m以下であることを特 f¾とする光モジュールである。この発明の光モジュールの第 9の態様は、前記接合部の厚さが、前記パッケ一ジの光を発光する方向（A1—A2) と平行な方向において、前記半田の厚さの前端部（a l) と後端部（a 2) の差が 90 μπι以下、および Ζまたは、前記パッケージの光を発光する方向（A1— Α2) と直交する方向（B l— Β 2) において、前記半田の厚さの一方の端部（b l) と他方の端部（b 2) の差が 90 m以下であることを特徴とする光モジュールである。この発明の光モジュールの第 i 0の態様は、前記接合部は、前記半田中に Au が分散した Au拡散部を備えており、前記 Au拡散部は、前記パッケージの前記サーモモジュールとの接合面、および、前記サーモモジュールの前記パッケージとの接合面の少なくとも一方に予め形成された 1 /im以上 5 以下の厚さの A uメツキ層から拡散して形成されていることを特徴とする光モジュールである。この発明の光モジュールの第 11の態様は、前記 S n— Ag系または前記 S n 一 Z n系半田が、前記サーモモジュールと前記パッケージとの前記接合部からはみ出していることを特徴とする光モジュールである。この発明の光モジュールの第 i 2の態様は、半導体レーザを搭載するキャリア基板、前記キャリア基板を半田接合部（A) を介して搭載するベース基板、前記ベース基板を半田接合部（B) を介してその上に固定し前記半導体レーザの温度を制御する、半田接合部（C) によって接合されるペルチェ素子および絶縁基板からなるサーモモジュール、前記サーモモジュールを半田接合部（D) を介してその上に搭載するパッケージを備え、前記半田接合部（A)、（B)、（C)、 (D) の半田の融点を Tl、 Τ2、 Τ3、 Τ4とするとき、 Τ1≥Τ2、且つ、 Τ3≥ Τ 4≥Τ 2である光モジュールであって、前記半田の融点が、 Τ3 240°C、且つ、 280°C≥T4≥ 190°Cである光モジュールである。この発明の光モジュールの第 13の態様は、前記半田接合部（C) を形成する半田が 80重量⁰ /oAu— 20重量⁰ /oS nである光モジュールである。この発明の光モジュールの第 14の態様は、前記半田接合部（C) を形成する半田が B i— S b系合金である光モジュールである。この発明の光モジュールの組立方法の第 1の態様は、少なくとも 1つの光部品を温度制御する、一方の面に Au層を備えたサーモモジュール、および、前記少なくとも 1つの光部品おょぴ前記サーモモジュールを収容する、一方の面に 1 μ m以上 5 μιη以下の厚さの A u層を備えたパッケージを調製する調製工程と、前記サーモモジュールの前記 A u層を備えた面およびまたは前記パッケージの前記 A u層を備えた面を、 2. 0重量％以上 5. 0重量％以下の範囲内の Ag を含有する S n— A g系半田、または、 6. 0重量％以上 10. 0重量％以下の範囲内の Z nを含有する S n— Z n系半田中に、

前記 Au層から Auを含有させて接合する半田接合工程とを備えた、光モジュールの組立方法である。この発明の光モジュールの組立方法の第 2の態様は、サーモモジュールの基板とパッケージ底面を接合する半田を S n—Ag合金または S n— Z n合金で調製する工程と、

L Dチップゃレンズ等を搭載したベース基板の底面と前記サーモモジュール上面を接合する半田を Sn— B i合金で調製する工程と、

前記ベース基板の底面と前記サーモモジュール上面の少なくとも一方の Auメツキ層を 0. 01 μπι以上 1 μπι以下の厚さに調製する調製工程と、

前記ベース基板の底面と前記サーモモジュール上面を接合する半田接合工程とを備えた、光モジュールの組立方法である。この発明の光モジュールの組立方法の第 3の態様は、前記半田接合工程は、 S n—Ag系半田箔を用いて接合することからなっており、前記 S n— Ag系半田箔は、前記サーモモジュールの前記 A uメツキ層を備えた面よりも大きく、且つ、 5 im以上 100 μπι以下の範囲内の厚さを有している、光モジュールの組立方法である。この発明の光モジュールの組立方法の第 4の態様は、前記半田接合工程は、 S n—Ag系半田箔を用いて接合する前に、前記 S n— A g系半田箔の表面の酸ィ匕被膜を除去する前処理工程を更に含んで、る、光モジュールの la立方法である。この発明の光モジュールの組立方法の第 5の態様は、前記半田接合工程は、前記サーモモジュールの前記 A u層を備えた面に、前記 S n— A g系半田または前記 S n— Z n系半田予めをコーティングすることによって行う、光モジュールの組立方法である。この発明の光モジュールの組立方法の第 6の態様は、前記半田接合工程は、前記 S n— A g系半田または前記 S n— Z n系半田が溶融している時間が 5秒以上 1 2 0秒以下となるように加熱する加熱工程を含んでいる、光モジュールの組立方法である。この発明の光モジュールの組立方法の第 7の態様は、前記加熱工程は、前記パッケージの前記 A u層を備えた面と、前記サーモモジュールの前記 A u層を備えた面とを、 3 . ◦ X 1 0 ⁴ P a以下の荷重で互いに押し付けながら行うことを特徴とする、光モジュールの組立方法である。図面の簡単な説明

第 1図は、この発明の光モジュールを説明する図である。第 1 A図は、概略平面図であり、第 1 B図は、概略側断面図である。第 1 C図は、サーモモジュールを内蔵しなレ、光モジュールの概略側断面図である。

第 2図は、接合部の特定方向における厚さを説明する図である。

第 3図は、半田中に A uが均一に分散した A u拡散部を備えた接合部を説明する図である。第 3 A図は、 S n— A g系半田の場合を示す図である。第 3 B図は、 S n— Z n系半田の場合を示す図である。第 3 C図は、従来の S n— P b系半田の場合を示す図である。

第 4図は、サーモモジュールの基板、半田、パッケージ底面の関係を示す図である。

第 5図は、半田箔によって、パッケージ底板にサーモモジュールを接合する方法を説明する図である。第 6図は、サーモモジュールにベース基板を接合する方法を説明する図である。第 7図は、この発明の他のサーモモジュールを接合する方法を説明する図である。

第 8図は、半田の厚さが不均一である従来の光モジュールを説明する図である。発明を実施するための最良の形態

この発明の光モジュールぉよぴ光モジュールの組立方法を図面を参照しながら詳細に説明する。

第 1図は、この発明の光モジュールを説明する図である。第 1 A図は、概略平面図であり、第 1 B図は、概略側断面図である。第 1 C図は、サーモモジュールを内蔵しない光モジュールの概略側断面図である。第 1図に示すように、この発明の光モジュール 1において、パッケージの底板 2の上に半田接合部 1 0を介してサーモモジュール 3が搭載され、更に、サーモモジュール 3の上に金属基板（ベース基板） 5が搭載されている。ベース基板には、キャリア基板 6、集光レンズ 8が搭載されている。更に、キャリア基板 6には、レーザダイオード素子 7、サ一ミスタ等が搭載されている。サーモモジュール 3は絶縁基板 4とペルチェ素子 1 3からなつており、サーモモジュールの基板 4とパッケージの底板 2との間、サーモモジュールの基板 4と金属基板 5との間には、半田接合部 1 0、 1 1が形成されている。この発明の光モジュールの 1つの態様は、少なくとも 1つの光部品と少なくとも 1つの光部品を収容するパッケージとを有する光モジュールであって、パッケ一ジの內部に、 A gを 2 . 0重量％以上 5 . 0重量％以下、残部 S nからなる S _n— _{A g}系半田、または、 Z nを 6 . 0重量％以上 1 0 . 0重量％以下、残部 S nからなる S n— Z n系半田によって形成された接合部を有する光モジュールである。この発明の光モジュールの他の 1つの態様は、少なくとも 1つの光部品と、少なくとも 1つの光部品を温度制御するサーモモジュールと、少なくとも 1つの光部品とサーモモジュールとを収容するパッケージとを有する光モジュールであつて、サーモモジュールとパッケージとの間に、 Agを 2. 0重量％以上 5. 0重量％以下、残部 S nからなる S n— Ag系半田、または、 Znを 6. 0重量％以上 10. 0重量％以下、残部 Snからなる S n— Zn系半田によって形成された接合部を有する光モジュールである。

3 11—八_§系半田、および、！！ー！！系半田は、一般的に硬く、変形し難いという特性を備えている。この発明の光モジュールの上述した態様においては、光部品の接合に、 A gを 2. 0重量％以上 5. 0重量％以下、好ましくは、 3. 0重量％以上 3. 5重量％以下を含む S n— A g系半田、または、 Znを 6. 0 重量％以上 10. 0重量％以下、好ましくは 8. 5重量％を含む S n— Z n系半田を用いているため、半田接合部にかかる歪みに対して、塑性変形を起こし難いので、光モジュールが使用される環境の温度変化や、光モジュールの製造時に加えられる温度変化による半田接合層の変形が抑えられる。 Sn— Ag系半田、 S n— Zn系半田は、従来の Sn— Pb半田より、いずれも引っ張り強度が大きいことが判明している。即ち、環境温度変化によって生じる歪みに対して、塑性変形しにくい。この発明の光モジュールにおいて、上述した S n— A g系半田に、 3重量％以下の Cuが含まれていてもよい。 Cuは、半田の融点を下げる機能を有している。更に、この発明の光モジュールにおいて、上述した S n— A g系半田に、 10. 0重量％以下の B iが更に含まれていてもよい。更に、この発明の光モジュールにおいて、上述した S n— Z n系半田に、 5. 0重量％以下の B iが含まれていてもよレ、。 B iは、半田の濡れ性を向上させる機能を有している。上述したように Cuは、半田の融点を下げる機能を有し、 B iは、半田の濡れ性を向上する機能を有している。この発明の光モジュールの上述した態様において、 Sn— Ag系半田に Cu、 B iを添加することによって、半田の濡れ性が向上し、ボイドの発生を抑えられる。同様に、 S n— Z n系半田に B iを添加することによって、半田の濡れ性が向上する。この発明の光モジュールにおいて、上述した少なくとも 1つの光部品は、半導体レーザ素子を含むことを特徴とする光モジュールである。即ち、半導体レーザ素子と光ファイバの光軸との調心が必要であり、光軸ズレによる光モジュールの性能への影響が大きい。従って、温度変化に対して、例えば、半田の厚さが部分的に偏ると、光軸ズレが大きくなり、光出力が低下するので、光軸ズレが小さくなるように、半田に対しても高い性能が要求される。なお、半導体レーザモジュール 1が、第 1 C図のようなサーモモジュールを内蔵していない構成にも本発明を適用することができる。第 1 C図に示す光モジュ一ノレにおいては、キャリア基板、集光レンズが搭載されたベース基板が直接パッケージ底板に半田によって固定される。即ち、ベース基板とパッケージ底板の間に半田接合部 10が形成されている。更に、この発明の光モジュールにおいて、上述した接合部（即ち、半田部）の厚さは、 5 jum以上 100 tm以下である。半田部の厚さが薄く 5 μ m未満のときには、パッケージ底板の反りや曲がり等の変形歪が集中し、半田部にクラックを生じる虞れがある。一方、半田部の厚さが 100 /zmを超えて厚すぎると、小さな歪みで容易に半田が塑性変形してしまう。

従って、接合部（即ち、半田部）の厚さは、 5 m以上 100 μηι以下の範囲内に限定する必要がある。第 2図は、接合部の特定方向における厚さを説明する図である。第 2図に示すように、パッケージの光を発光する方向を（Al— Α2) とし、（Al— Α2) と直交する方向を（B 1—B 2) とする。（A1—A2) 方向における、例えば、サ一モモジュール基板 4端部直下の半田厚さを、前端部（a 1) と後端部（a 2) で示し、（B l— B 2) 方向における、例えば、サーモモジユーノレ基板 4端部直下の半田厚さを、一方の端部（b l) と他方の端部（b 2) で示す。なお、半田厚さの測定場所は、パッケージの任意の所からの決められた位置でもよい。更に、この発明の光モジュールにおいて、上述した接合部の厚さが、前記パッケージの光を発光する方向（A1—A2) と平行な方向において、前記半田の厚さの前端部（a l) と後端部（a 2) の差が 90 m以下、および Zまたは、前記パッケージの光を発光する方向（A1—A2) と直交する方向（B 1—B 2) において、前記半田の厚さの一方の端部 (b 1) と他方の端部（b 2) の差が 9 0 jum以下である。また、半田の厚さは、 a 1と a 2の B 1— B 2方向、ならびに、 131と1^ 2の A1— A2方向も含め、それらの最大値や最小値、あるいは任意の何点かの平均値であってもよい。なお、半田の厚さは、サーモモジュール基板下面とパッケ一ジ底面間を測定した最大値や最小値、あるいは、平均値を採用してもよい（第 2 B図参照)。即ち、接合部の厚さが、パッケージの光を発光する方向（A1—A2) と平行な方向において、半田の厚さの前端部（a l) と後端部（a 2) の差が 90 i m を超え、そして/または、パッケージの光を発光する方向（A1— A2) と直交する方向（B l— B2) において、半田の厚さの一方の端部（b l) と他方の端部（b 2) の差が 90 jumを超えると、高温時の半田の熱膨張によって、部材ずれにバラツキが生じて、光軸ズレ量が大きくなるという問題がある。第 2図に示すように、（Al— A2)方向における、前端部（a 1) と後端部 (a 2) の半田厚さの差、および、（B 1—B2) 方向における、一方の端部（b l) と他方の端部（b 2) の半田厚さの差をそれぞれ所定の値以下に制御することによって、たとえ高温になったときにもサーモモジュールの位置をほぼ一定の状態に維持することができるので、光学部品搭載部材の位置合わせが容易になり、たとえ高温になったときにも、半田の熱膨張による部材ずれが一定になる。その結果、光軸ズレ量を低減することができ、光出力の低下を少なくすることができる。更に、この発明の光モジュールにおいて、上述した接合部が、 2. 0重量％以上 10. 0重量％以下の Auを含有している。即ち、好ましくは、 Sn— Ag系半田、または、 S n— Zn系半田には、更に、 Auが 2. 0重量％以上 20. 0 重量％以下含まれている。それぞれの半田に Auを含ませることにより、 Auと Snの化合物（Sn₄Au等）が均一に分散して半田の延性が小さくなり、熱応力によるクリープ変形を防止することができる。 Auが 2. 0重量％未満の場合には、延性の十分な低減効果を得ることが出来ないという問題がある。また、 Au が 20. 0重量％を超える場合には、半田の融点が過度に上昇し、融点の上昇した部分から固定化してしまうので位置合わせ作業性等が悪化するという問題がある。更に、この発明の光モジュールにおいて、上述した接合部は、半田中に A uが分散した A u拡散部を備えており、 A u拡散部は、パッケージのサーモモジユールとの接合面、および、サーモモジュールのパッケージとの接合面の少なくとも一方に予め形成された 1 Aim以上 5 μπι以下の厚さの Auメツキ層から拡散して形成されている。第 3図は、半田中に A uが分散した A u拡散部を備えた接合部を説明する図である。第 3 A図は、 S n— Ag系半田の場合を示す図である。第 3B図は、 Sn — Z n系半田の場合を示す図である。また、第 3C図は、従来の Sn— Pb系半田の場合を示す図である。

第 3 A図に示すように、サーモモジュールの基板とパッケージ底面との間に形成されたこの発明の接合部には、サーモモジュールの基板おょぴパッケージの底面に形成された Auメツキ層から拡散して、 S n— Ag合金相中に Au— S n化合物（Sn₄Au等）が均一に分散している。例えば、厚さ 100 μηιの接合部には、 5〜10 /zm径程度の Sn₄Au等の組織が均一に分散し、接合部全体として均一な相が形成されている。また同様に、第 3 B図に示すように、サーモモジュールの基板およびパッケ一ジの底面に形成された Auメツキ層から拡散によって、 S n— Z n合金相中に A u _ S n化合物が均一に分散している。

これに対して、従来の Sn— Pb系半田の場合には、第 3 C図に示すように、サーモモジュールの基板およびパッケージの底面に形成された A uメツキ層から Auが拡散して、 A u— S n合金相を形成する。 Au— Sn合金相は、接合部の両端から形成され、 P bリッチ相が中央部に集中する。従って、 P bリッチ相が中央に集まり、接合部全体として不均一な相が形成される。また、中央部の P bリツチ相は低い応力で変形するため、クリーブしやすい。一方、 Sn— Ag合金では Auが均一に分散し、強化として働きクリープしにくくなり、モジュールの光軸ずれが起こりにくくなる効果がある。

また、 S n— Z n合金においても、 A uが均一に分散し、強化として働きタリープしにくくなり、モジュールの光軸ずれが起こりにくくなる効果がある。また、サーモモジュールの基板とパッケージ底面、あるいは、 LDチップゃレンズ等を搭載したベース基板の底面とサーモモジュール上面の少なくとも一方の

Auメツキ層が 0. 01 μ m以上 1 im以下と薄い、あるいは、少なくともベース基板の底面の Auメツキ層を無くすことにより、半田合金への Au拡散量を低減させてもよい。更に、サーモモジュールの基板とパッケージ底面を接合する半田が S n— A g 合金あるいは S n— Z n合金であって、 LDチップやレンズ等を搭載したベース基板の底面とサーモモジュール上面を接合する半田が S n— B i合金である場合、ベース基板の底面とサーモモジュール上面の少なくとも一方の A uメツキ層が 0. 01 μπι以上 1 μπι以下と薄い、あるいは、少なくともベース基板の底面の A u メツキ層を無くすことにより、半田合金への A u拡散量を低減させてもよい。次に、この発明の光モジュールの組立方法について説明する。この発明の光モジュールの組立方法は、少なくとも 1つの光部品を温度制御する、一方の面に Au層を備えたサーモモジュール、および、前記少なくとも 1つの光部品おょぴ前記サーモモジュールを収容する、一方の面に 1 jum以上 5 //m 以下の厚さの A u層を備えたパッケージを調製する調製工程と、

前記サーモモジュールの前記 A uメツキ層を備えた面と、前記パッケージの前記 Auメツキ層を備えた面とを、 2. 0重量％以上 5. 0重量％以下の範囲内の八_§を含む3₁1— ₈系半田、または、 6. 0重量％以上 10. 0重量％以下の範囲内の Znを含む S n— Zn系半田によって接合する半田接合工程とを備えた、光モジュールの組立方法である。第 4図は、サーモモジュールの基板、半田、パッケージ底面の関係を示す図である。第 4図に示すように、例えば、パッケージは 20重量％。11— 80重量％ Wの表面に少なくとも N i層が形成され、 N i層の上に更に 1. 5〜2. 0 ^ m の Au層が形成されている。サーモモジュールの基板は、アルミナ（Α 1₂Ο₃) ゃ窒化アルミ（A 1 N) の上に少なくとも N i層が形成され、 N i層の上に0. 3 t mの Au層が形成されている。上述したサーモモジュールの基板とパッケ一ジが、それぞれの A u層が向かい合うように配置され、その間に厚さ 50〜 80 μπιの半田箔が配置される。即ち、接合部の半田に Auを含ませる場合、被接合部材であるパッケージのサ一モモジュールとの接合面およぴサーモモジュールのパッケージとの接合面の少なくとも一方に、予め厚さが以上 5 μπι以下の Au層を形成しておき、半田接合の際の加熱時に、これらの Auメツキ層から Auが S n— Ag系半田、または、 Sn— Zn系半田に拡散するようにしてもよレ、。このように接合面に予め Au層を被覆することによって、被接合面の酸ィ匕を抑制することができ、更に、 Auを含む半田合金を用いる場合と比較して、製造工程が簡略化される。また、最初から Auを含んだ半田では、半田の機械的強度が増すために、圧延して箔を製造するのが難しくなる。従って、この発明の組立方法によると製造工程 '設備が簡略化され有利である。形成する A u層の厚さが 1 i m未満の場合には、延性が十分に低減しない。また、形成する A u層の厚さが 5 i mを超えると、溶融した半田合金と A uの結合による融点の過度の上昇を防止することができない。この発明の光モジュールの組立方法において、上述した半田接合工程は、 S n — A g系半田箔を用いて接合することからなっており、 S n— A g系半田箔は、サーモモジュールの A uメツキ層を備えた面よりも大きく、且つ、 5 111以上1 0 0 μ ηι以下の範囲内の厚さを有している。さらに、半田が A uメツキ層に沿つて拡散することによって半田層の厚さが大きく変化することを防止できる。半田箔を、サーモモジュールの基板よりも十分に大きくすることによって、サーモモジュールをパッケージ底板上に搭載するとき、位置ズレを無視することができる。更に、半田厚さを 5〜1 0 0 μ πιの範囲内とすることによって、熱歪みによるクラックの生成を抑制し、且つ、クリープ変形を最小限にすることができる。更に、この発明の光モジュールの組立方法において、上述した半田接合工程は、 S n - A g系半田箔を用いて接合する前に、 S n— A g系半田箔の表面を処理する工程を更に含んでいる。例えば、酸によって S n— A g系半田箔の表面をエツチング処理することによって、半田表面の酸化被膜を除去することができ、半田の濡れ性を向上することができる。

また、エッチングは酸には限定しない。さらに、ドライエッチングや機械的に、例えば、研磨等によって酸ィ匕被膜を除去してもよい。この発明の光モジュールの組立方法において、上述した半田接合工程は、サーモモジュールの A u層を備えた面に、 S n— A g系半田または S n— Z n系半田予めをコーティングすることによって行う。

即ち、予め、半田をコーティングすることによって、接合の際、半田を塗布する必要が無くなる。サーモモジュールを所定の位置に位置合わせするだけでよく、半田箔を所定の位置に置く手間が省ける。この発明の光モジュールの組立方法において、上述した半田接合工程は、 S n — A g系半田または S n— Zn系半田が溶融している時間が 5秒以上 1 20秒以下となるように加熱する加熱工程を含んでいる。半田が溶融している時間が 5秒未満の場合には、 Auメツキが十分に溶け込まない。また、半田が溶融している時間が 200秒を超えると、溶けた半田が、パッケージの底面にどんどん広がっていくのを防ぐことができない。即ち、時間が長いと、半田が底板の金メッキと合金化し、融点にばらつきが生じ融点の高い部分から固体化するので、例えば、ボイドが生成する。なお、時間は短いほど好ましレ、。さらに、好ましくは、半田が溶融している時間は 60秒以下が適切である。この発明の光モジュールの組立方法において、上述した加熱工程は、パッケ一ジの Auメツキ層を備えた面と、サーモモジュールの Auメツキ層を備えた面とを、 3. 0 X 10⁴P a以下の荷重で互いに押し付ける。

即ち、半田接合工程において供給される半田箔を、 3. 0X 10⁴P a以下の荷重で押圧しながら加熱して半田を溶融させつつ半田接合がされるので、加熱 ·押圧の際に半田が接合面内において不規則に広がることを防止できる結果、半田接合部における S n— A g半田、または、 Sn— Zn半田の厚さを、供給される半田箔、または、プレコートした半田と略同一とすることができるので、厚さの制御性おょぴその均一性を良好なものとすることができる。更に、この発明の光モジュールは、半導体レーザ素子を搭載するキヤリァ基板、前記キャリア基板を半田接合部（A) を介して搭載するベース基板、前記ベース基板を半田接合部（B) を介してその上に固定し前記半導体レーザ素子の温度を制御する、半田接合部（c) によって接合されるペルチェ素子および絶縁基板からなるサーモモジュール、前記サ一モモジュールを半田接合部（D) を介してその上に搭載するパッケージを備え、前記半田接合部（A)、（B)、（C)、 (D) の半田の融点を T l、 Τ2、 Τ3、 Τ4とするとき、 Τ 1≥Τ2、且つ、 Τ3≥Τ 4 Τ 2である光モジュールであって、半田の融点が Τ 3≥ 240°C、且つ、 2 80°C≥T4≥ 1 90でである。半田接合部（C) を形成する半田が 80重量％ Au— 20重量％S nであってもよい。半田接合部（C) を形成する半田が B i —S bであってもよい。上述した態様によると、サーモモジュール内部の半田を高融点化することによつて、サーモモジュールとパッケージとの接合に用いる半田を高融点化することができ、その結果、温度変化に対して著しく光軸ズレが減少し、そして、高温における耐久性も著しく向上し、信頼性を高めることができる。

(実施例）

以下、この発明の光モジュールおよぴ光モジュールの組立方法を実施例によつて詳細に説明する。

実施例 1

底面に厚さ 1. 5 μΐηの金メッキが施されたパッケージ、および、大きさ 8 m mX 8mm、厚さ 2 mmの基板を備えたサーモモジュールを調製した。サーモモジュールの基板表面には、厚さ 0. 2 μπιの金メッキが施されている。

第 5図に示すように、組成が Sn— 3. 0重量％Ag— 0. 5重量％。11からなる、 12mmX 8mmX0. 05 mmの大きさの略板状の半田ペレット 10 (半田箔ともいう）を使用して、金メッキが施された面が相対するようにして、調製されたパッケージ 2とサーモモジュール 3とを次の通り接合した。即ち、半田付け直前に、 3%濃度の塩酸中に半田ペレットを 10分間浸して、半田表面の酸化被膜を除去後、よく水洗いした。その後、ステージ上にパッケ一ジを配置し、パッケージの底板の中央部に半田箔を搭載し、半田箔の上にサーモモジュールを重ねて配置した。更に、サーモモジュールの上部には、 5 gの重さの位置決めジグ（治具）を配置して、半田箔が溶融するときに、溶融した半田によってサーモモジュールが大きく移動しないようにした。（このとき、この 5 の位置決め治具によって半田に加わる荷重は、 7. 7 X 10²P aであった。即ち、治具荷重が所定値以下であるので、半田が溶融した場合においても、半田の表面張力が働いて、治具を使用しても、初期の半田厚が維持される。）次に、窒素で雰囲気を置換し、例えば、酸素濃度が 1 O O p p m以下になってから、ステージ上のパッケージを加熱した。ステージのピーク温度を 2 2 5 °Cに設定し、 3 !1— _§— 0 11半田の融点2 1 7 °C以上の半田溶融時間が 2 0秒間になるように、ステージ温度を制御した。半田の溶融時間が 2 0秒間と短時間であること、パッケージの金メッキ厚が 1 . 5 πιと厚いため、半田溶融による半田のパッケージ底面へのはみ出しは非常に小さくすることができた。そのため、接合部の半田厚さは、ほぼ元の半田ペレットの厚さと変わらず、 4 0〜 5 0 μ ιη厚であった。（時間が長いと、半田が外へはみ出す量が多くなつたり、半田厚が不均 —になったり、ボイドが生成しやすくなる。）

また、雰囲気は窒素等の不活性ガスまたは混合ガス等であって、酸素をできる限り含有しないものであればよい。接合断面を観察したところ、パッケージ底面の金メッキ、サーモモジュールの金メッキとも、半田中に溶け込んでいることを確認した。半田中に溶け込んだ金含有量は、約 8 . 0 %で、半田そのものの延性が小さくなり、熱歪みによるタリープ変形が起こりにくくなった。その後、第 6図に示すように、ホトダイオード 1 4、 L Dチップ 7、レンズ 8、偏光子 1 5を搭載したベース基板 5をサーモモジュール 3上に半田接合した。接合には S η— B i系半田を用い、 S n— B i半田ペレツト 1 1をサーモモジユール 3上面に置き、ベース基板 5を位置合わせして、 1 7 5 までパッケージ 2を加熱し、半田を溶融して接合した。

更に、パッケージに光ファイバを取り付け、レーザが光ファイバに集光するようにして、光モジュールを完成した。このように組立てた本発明の光モジュールの一例に対して、温度サイクル試験 (一 4 0 から 8 5 °Cのくり返し）、高温放置試験（ 8 5 °C)を行つた。その結果、温度サイクル試験（― 40°Cから 85°Cのくり返し）において、従来の Sn— P b系半田の場合の 1000サイクル後光出力の劣化が平均 8%であるのに対して、 1000サイクル後光出力の劣化は平均 4%であり、温度変化に対して著しく光軸ズレが減少していることがわかる。更に、高温放置試験（85 ）において、従来の S n— P b系半田の場合の 2000時間後の光出力の劣化が平均 8%であるのに対して、 2000時間後の光出力の劣化は平均 3%であり、高温における耐久性も著しく向上し、信頼†生が高まっていることがわかる。実施例 2

' この実施例は、サーモモジュールの基板に予めプレコートした場合である。サ一モモジュールは、内部のペルチェ素子と上下の絶縁性のサーモモジュール基板と力 80重量％ 11一 20重量％3 n半田で接合されたものを使用した。また、サーモモジュールの上面（冷却面）には、 S n— 57重量。 /oB i— 1. 0重量％ Ag半田が中央部において 100 μπι厚さになるように、あらかじめコーティングしておいた。一方、サーモモジュールの下面（加熱面）には、 Sn— 7. 5重量％211— 3. 0重量％ i半田を中央部において 100 i m厚さになるようにコーティングしておいた。コーティングは、ホットプレート上でサーモモジユールを加熱しながら、所定量の半田を半田コテで溶かして、温度の高い Sn— Zn 一 B i半田から基板にコーティングした。

また、コーティングは半田ペーストを用いてもよい。サーモモジュールをパッケージの底板中央に設置し、 20 gの治具で位置合わせした。その後、パッケージを窒素雰囲気のリフロー炉に入れ、 .半田を加熱接合した。炉は、パッケージの到達温度が 210°Cになるように温度設定し、炉内の移送速度を 100 cm/分とした。そのため、 Sn— Zn— B i半田が溶ける 1 90 °C以上の時間を 30秒間とした。次に、半導体レーザ素子、レンズを含むベース基板をサーモモジュール上に接合した。パッケージをステージに置き、ベース接合装置により半導体レーザ素子を光らせながら、ベース基板を動かし、パッケージ内で適正位置を決めた。その位置にベース基板を保持したまま、パッケージを窒素雰囲気内に置換した後、ステージを加熱した。パッケージは 170°Cまで加熱し、サーモモジュール上面の S n-B i—Ag半田のみを溶融させて、ベース基板と接合した。ベース基板は、 20 gの押し圧で荷重を加え、約 30秒間半田を溶かした。その後、パッケージに光ファイバを光軸をあわせて固定し、光モジュールを完成させた。このように組立てた本発明の光モジュールの一例に対して、温度サイクル試験 (― 40°Cから 85 °Cのくり返し）、高温放置試験（85°C)を行った。その結果、温度サイクル試験（一 40°Cから 85°Cのくり返し）において、従来の Sn— P b系半田の場合の 1000サイクル後光出力の劣化が平均 8%であるのに対して、 1000サイクル後光出力の劣化は平均 5%であり、温度変化に対して著しく光軸ズレが減少していることがわかる。更に、高温放置試験（85°C) において、従来の S n— P b系半田の場合の 2000時間後の光出力の劣化が平均 8%程度であるのに対して、 2000時間後の光出力の劣化は平均 3%程度であり、高温における耐久性も著しく向上し、信頼性が高まっていることがわかる。更に、次のように各種半田を用いて接合部を形成した。

実施例 3

キヤリァ基板とベース基板との接合部を、 80重量％Au— 20重量％3 nによって 28ひ。 Cの温度で半田接合して形成した。ペルチェ素子と上下のサーモモジュー^^の絶縁性基板との接合部を、 80重量％ A u-20重量％ S nによって 280°Cの温度で半田接合して形成した。サーモモジュールとパッケージとの接合部を、 Sn— 3. 0重量％Ag— 0. 5重量％Cuによって 217°Cの温度で半田接合して形成した。サーモモジュールとベース基板との接合部を、 Sn— 5 7重量％ B i _ 1. 0重量％ A gによって 138 °Cの温度で半田接合して形成した。実施例 4 キャリア基板とベース基板との接合部を、 80重量％ 11— 20重量％311によって 280での温度で半田接合して形成した。ペルチェ素子と上下のサーモモジュールの絶縁基板との接合部を、 B i一 S bによって 271°Cの温度で半田接合して形成した。サーモモジュールとパッケージとの接合部を、 Sn— 2. 0重量⁰ /oAg— 0. 5重量。 /oCu— 7. 5重量⁰ /oB iによって 213°Cの温度で半田接合して形成した。サーモモジュールとベース基板との接合部を、 I nによって 157 °Cの温度で半田接合して形成した。実施例 5

キヤリァ基板とベース基板との接合部を、 80重量％ 11一 20重量％3 nによって 280°Cの温度で半田接合して形成した。ペルチェ素子と上下のサーモモジュールの絶縁基板との接合部を、 S n— 5重量％S bによって 230°Cの温度で半田接合して形成した。サーモモジュールとパッケージとの接合部を、 Sn— 7. 5重量⁰ /oZn— 3. 0重量⁰ /oB iによって 190〜197°Cの温度で半田接合して形成した。サーモモジュールとベース基板との接合部を、 S n— 57重量％ B i— 1. 0重量⁰ /₀ A gによって約 138 °Cの温度で半田接合して形成した。上述した実施例 3〜 5においても、この発明の光モジュールにおいては、従来の光モジュールと比較して、温度変化に対して著しく光軸ズレが減少し、そして、高温における耐久性も著しく向上し、信頼 'I生が高まっていた。上述したように、接合部の半田を従来の Sn— Pb系合金から Sn— Ag、または、 Sn— Zn合金に変更することによって、接合部の変形を小さくすること 'ができ、光軸ズレが起き難くすることができる。更に、半田溶融時にパッケージ底面、サーモモジュール基板の底面に施された金メッキ層から金（Au) が半田接合部に拡散して均一な組織を形成するので、半田がクリープ変形しにくくなつた。更に、半田厚さを 5〜100 imの範囲内とすることによって、熱歪みによるクラックの生成を抑制し、且つ、クリープ変形を最小限にすることができた。半田厚さの制御は、半田ペレットを用い、微少荷重（3. 0X l 0⁴Pa以下）を加えることによって効果的に制御することができる。更に、半田ペレットの大きさは、サーモモジュールの基板よりも十分に大きくすることによって、サーモモジュールをパッケージ底板上に搭載するとき、位置ズレを無視することができるとともに、完成される半田接合部の厚さを、供給する半田ペレットの厚さと略同一にできるので、半田接合部厚の制御性が向上するので効果的である。更に、鉛フリーの半田を使用するので、環境上好ましい。実施例 6

第 7図に示すように、この実施例のサーモモジュール 3は、予めサーモモジュールの片面に S n— 7 . 5重量％Z n— 3 . 0重量％B iの半田あるいは半田ボールを形成し、もう一方の面に S n— 5 8 . 0重量％B iの半田あるいは半田ボールを形成した、半田付きのサーモモジュールである。

ここで、形成する半田はその体積、半田ボールはその大きさやそれぞれの固着間隔や数量によって、平均半田塗布厚さが 5から 1 0 0 の範囲内になるように調製した。上述したサーモモジュールをパッケージに接合する際、サーモモジュールの S n - Z n - B i系半田面がパッケージ底板 2内側と接合するようにし、位置決め治具 2 0によりサーモモジュールを 1 0 0 gの荷重で押し付け、半田溶融温度以上に加熱して、半田を溶融した。次いで、 S n— Z n— B i系半田が溶融状態で、サーモモジュールを、例えば所定位置から少なくとも前後方向に l mm程度複数回動かし擦ることにより、半田表面の酸化膜を機械的に除去して、サーモモジュ一ルをパッケージに接合した。

なお、擦った後、半田厚さを所定値に制御するため、押し付け荷重を 1 0 gに下げると、サーモモジュール端部より一部はみ出た半田が、表面張力によって半田接合部に引き寄せられる格好となり、半田厚さを厚くすることができる。これらの加熱.冷却による半田接合の工程は、 S n— Z n— B i系半田や S n — B i系半田の B iの析出を抑えるため短時間で作業をすることが望ましく、この実施例の半田接合の工程では S n— 7 . 5重量％2 11— 3 . 0重量％8 1の半田溶融時間約 1 4 0 で 9 0秒となるように加熱 ·冷却した。

また、サーモモジュールとパッケージ底板内側接合後、サーモモジュールとべース基板間では、ベース基板を 1 0 0 gの荷重で押し付け、 S n— B i系半田の溶融温度以上に加熱し、ベース基板を擦って接合した。なお、接合の際、半田の再酸化を防ぐため、酸素濃度を 1 0 0 p p m以下に管理された酸素雰囲気で作業を行つた。

この実施例におけるこの発明の光モジュールにおいては、従来の光モジュールと比較して、温度変化に対して著しく光軸ズレが減少し、そして、高温における耐久性も著しく向上し、信頼性が高まっていた。産業上の利用性

この発明によると、鉛フリーの半田を使用して、半田部に変形やクラックが発生するのを抑制して、光軸ズレを生じにくく、光ファイバとの結合効率に優れた光モジュールぉよぴ光モジュールの組立方法を提供することができる。

Claims

請求の範囲

1. 少なくとも 1つの光部品と前記少なくとも 1つの光部品を収容するパッケ一ジとを有する光モジュールであって、前記パッケージの内部に、 Auを 2. 0重量％以上 20. 0重量％以下それぞれ更に含有する、 Agを 2. 0重量％以上 5. 0重量⁰ /₀以下含有する S n— Ag系半田、または、 Znを 6. 0重量⁰ /₀以上 10. 0重量％以下含有する S n— Z n系半田によって形成された接合部を有することを特徴とする光モジュール。

2. 少なくとも 1つの光部品と、前記少なくとも 1つの光部品を温度制御するサ一モモジュールと、前記少なくとも 1つの光部品と前記サーモモジュールとを収容するパッケージとを有する光モジュールであって、前記サーモモジュールと前記パッケージとの間に、 Auを 2. 0重量％以上 20. 0重量％以下それぞれ更に含有する、 Agを 2. 0重量。 /₀以上 5. 0重量％以下含有する3!1— _§系半田、または、 Z nを 6. 0重量％以上 10. 0重量％以下含有する S n— Z n系半田によって形成された接合部を有することを特徴とする光モジュール。

3. 少なくとも 1つの光部品と、前記少なくとも 1つの光部品を温度制御するサ一モモジュールと、前記少なくとも 1つの光部品と前記サーモモジュールとを収容するパッケージとを有する光モジュールであって、前記サーモモジュールと前記少なくとも 1つの光部品を搭載するベース基板との間に、 B iを 10重量％以上 60重量％以下含有する Sn— b i系半田によって形成された接合部を有することを特徴とする光モジュール。

4. 前記 Sn— Ag系半田に、 1. 0重量％以上 3. 0重量。 /₀以下の Cuが含まれていることを特徴とする、請求項 1または 2に記載の光モジュール。

5. 前記 S n— Ag系半田に、 1. 0重量％以上 10. 0重量％以下の B iが更に含まれていることを特徴とする、請求項 4に記載の光モジュール。

6. 前記 Sn— Zn系半田に、 1. 0重量％以上 5. 0重量％以下の8 1が含まれていることを特徴とする、請求項 1または 2に記載の光モジュール。

7.前記少なくとも 1つの光部品は、半導体レーザ素子を含むことを特徴とする、請求項 1カゝら 3の何れか 1項に記載の光モジュール。

8. 前記接合部の厚さは、 5 / m以上 100 以下であることを特徴とする、請求項 1から 3の何れか 1項に記載の光モジュール。

9. 前記接合部の厚さが、前記パッケージの光を発光する方向（Al— A2) と平行な方向において、前記半田の厚さの前端部（a 1) と後端部（a 2) の差が 90//m以下、および Zまたは、前記パッケージの光を発光する方向（A1— A 2) と直交する方向（B l— B 2) において、前記半田の厚さの一方の端部（b 1) と他方の端部（b 2) の差が 90 以下であることを特徴とする、請求項 1から 8の何れか 1項に記載の光モジュール。

10. 前記接合部は、前記半田中に Auが分散した Au拡散部を備えており、前記 A u拡散部は、前記パッケージの前記サーモモジュールとの接合面、および、前記サーモモジュールの前記パッケージとの接合面の少なくとも一方に予め形成された 1 μ m以上 5 m以下の厚さの A uメツキ層から拡散して形成されていることを特徴とする、請求項 1から 9の何れか 1項に記載の光モジュール。

1 1. 前記 S n— Ag系または前記 S n— Z n系半田が、前記サーモモジュールと前記パッケージとの前記接合部からはみ出していることを特徴とする、請求項 1力、ら 10の何れか 1項に記載の光モジュール。

12. 少なくとも 1つの光部品を温度制御する、一方の面に A u層を備えたサーモモジユー ^、および、前記少なくとも 1つの光部品および前記サーモモジユールを収容する、一方の面に 1 μπι以上 5 μπι以下の厚さの Au層を備えたパッケージを調製する調製工程と、 '

前記サーモモジュールの前記 A u層を備えた面おょぴノまたは前記パッケージの前記 A u層を備えた面を、 2. 0重量％以上 5. 0重量％以下の範囲内の A g を含有する S n— A g系半田、または、 6. 0重量％以上 10. 0重量％以下の範囲内の Z nを含有する S n— Z n系半田中に、

前記 A u層から A uを含有させて接合する半田接合工程とを備えた、光モジュールの組立方法。

13. サーモモジュールの基板とパッケージ底面を接合する半田を S n— A g合金または Sn— Zn合金で調製する工程と、

LDチップやレンズ等を搭載したベース基板の底面と前記サーモモジュール上面を接合する半田を Sn— B i合金で調製する工程と、前記ベース基板の底面と前記サーモモジュール上面の少なくとも一方の Auメツキ層を 0. 01 μηι以上 1 μπι以下の厚さに調製する調製工程と、

前記ベース基板の底面と前記サーモモジュール上面を接合する半田接合工程とを備えた、光モジュールの組立方法。

14. 前記半田接合工程は、 Sn— Ag系半田箔を用いて接合することからなつており、前記 S n— A g系半田箔は、前記サーモモジュールの前記 Auメツキ層を備えた面よりも大きく、且つ、 5 t m以上 100 ;um以下の範囲内の厚さを有している、請求項 12に記載の光モジュールの組立方法。

15. 前記半田接合工程は、 Sn— Ag系半田箔を用いて接合する前に、前記 S n— A g系半田箔の表面の酸ィヒ被膜を除去する前処理工程を更に含んでいる、請求項 14に記載の光モジュールの組立方法。

16. 前記半田接合工程は、前記サーモモジュールの前記 Au層を備えた面に、前記 S n— Ag系半田または前記 S n— Z n系半田予めをコーティングすることによって行う、請求項 12に記載の光モジュールの組立方法。

17. 前記半田接合工程は、前記 S n— Ag系半田または前記 S n— Z n系半田が溶融している時間が 5秒以上 120秒以下となるように加熱する加熱工程を含んでいる、請求項 12から 16の何れか 1項に記載の光モジュールの組立方法。

18. 前記加熱工程は、前記パッケージの前記 Au層を備えた面と、前記サーモモジュールの前記 A u層を備えた面とを、 3. 0 X 10⁴P a以下の荷重で互いに押し付けながら行うことを特徴とする、請求項 17に記載の光モジュールの組立方法。

19.半導体レーザを搭載するキヤリァ基板、前記キヤリァ基板を半田接合部（A) を介して搭載するベース基板、前記ベース基板を半田接合部（B) を介してその上に固定し前記半導体レーザの温度を制御する、半田接合部（C) によって接合されるペルチヱ素子および絶縁基板からなるサーモモジュール、前記サーモモジユールを半田接合部（D) を介してその上に搭載するパッケージを備え、前記半田接合部（A)、（B)、（C)、 (D) の半田の融点を Tl、 Τ2、 Τ3、 Τ4とするとき、 Τ1≥Τ2、且つ、 Τ 3≥Τ 4≥Τ 2である光モジュールであって、前記半田の融点が、 T3≥240°C、且つ、 280。C≥T4 190°Cである光モジュ "~ノレ。

20. 前記半田接合部（C) を形成する半田が 80重量％ 11— 20重量％Sn である請求項 19の光モジュール。

21. 前記半田接合部（C) を形成する半田が B i—S b系合金である請求項 1 9の光モジユーノレ。