JP2010135688A - 光モジュール製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ステム上に発光素子等の光素子をはじめとする実装部品を搭載して光モジュールを組み立てるに際し、光素子の光軸ズレを精度良く防止することが可能な光モジュール製造方法を提供する。
【解決手段】光モジュール製造方法は、ステム２２に、ステム２２の主面上に設けられ主面と交わる搭載面をもつマウント部材２３を取り付けるか、或いはマウント部材２３をステム２２と一体に形成する工程と、ステム２２を貫通して複数のリード端子１０ａ〜１０ｉを取り付ける工程と、マウント部材２３の搭載面に、光素子（ＬＤ１３等）を搭載した基板１２を搭載する基板搭載工程とを含む。この基板搭載工程では、基板１２におけるステム２２側の端面と複数のリード端子の少なくとも２本（この例ではリード端子１０ｇ及びもう１本のリード端子）の端部とで位置決めを行い、その基板１２を、ＬＤ１３の光軸方向にスライドさせてからマウント部材２３に対して固定する。
【選択図】図９

Description

本発明は、光ケーブルに接続するための光モジュールを製造する方法に関する。

光ケーブルには光ファイバが内包されており、光ファイバを用いた光通信には光モジュールが用いられる。この光モジュールでは、発光素子から発せられた光信号を光ファイバへ伝達させ、又は光ファイバを伝達してきた光を受光素子に集光させている。発光素子（主に、Laser Diode：ＬＤ）からの光は、光ファイバの導波路であるコアに集光させて伝達される。また、受光素子（主に、Photo Diode：ＰＤ）は、光ファイバのコアを伝達してきた光をレンズ等により集光して、受光し電気信号に変換する。

光モジュールは、このようなＬＤ、ＰＤなどの光デバイスや他の実装部品を搭載している。また、ＬＤはその発振波長を安定させるためにその温度を制御することが望ましいため、ＬＤを搭載する際には、ペルチェ素子を有する熱電子冷却モジュール（ThermoElectric Cooling module：ＴＥＣ）も搭載されることが多い。ＬＤは、このペルチェ素子上に搭載される。

このような光モジュールを製造する際に、ＬＤを搭載した回路基板（ＬＤキャリア）をステムに搭載する必要があるが、このとき、ＬＤからの出射光の光軸がズレてしまうことがある。

特許文献１には、光路に設けた屈折板の挿入角度により光軸を調整する技術が開示されている。また、特許文献２には、入出力端子の外方に位置する基体（ステム）の外周部に、全周にわたって基体の上側主面から突出するようにして厚肉部を設けることで、入出力端子に熱応力が加わり難くして、入出力端子にクラック等の破損を生じ難くする技術が開示されている。この技術では、基体に蓋体（キャップ）を接合した後に基体及び蓋体に熱収縮差が生じても、厚肉部が補強作用をなすため、基体に歪みが加わり難く、その基体上に設けられたＬＤの光軸のズレを抑えることが可能になっている。
特開２００７−１０８５４号公報 特開２００７−１５０２７６号公報

しかしながら、特許文献１に記載の技術では屈折板を光路上に追加する必要があるうえに、端面発光ＬＤを実装したＬＤキャリアを直接パッケージのステムに実装する際に、サイズの制約があり精度良く屈折板を実装し難い。また、特許文献２に記載の技術ではステム上に厚肉部を設ける必要があるうえに、実装後に外部から加わる外力や熱による歪みを低減する効果しかなく、実装精度そのものについての効果は無い。

また、熱電子冷却モジュール（ＴＥＣ）を備える光モジュールでは、このような従来技術を採用したとしても、ＴＥＣ自身が寸法ばらつきを持っているため、ＴＥＣ上面にＬＤキャリアを実装するとさらにＬＤの光軸角度にばらつきが生じてしまう。

本発明は、上述のごとき実情に鑑みてなされたものであり、ステム上に発光素子等の光素子をはじめとする実装部品を搭載して光モジュールを組み立てるに際し、光素子の光軸ズレを精度良く防止することが可能な光モジュール製造方法を提供することをその目的とする。

本発明による光モジュール製造方法は、ステムの主面と交わる搭載面をもつマウント部材と、ステムを貫通して複数のリード端子と、マウント部材の搭載面に搭載された、光素子を実装した基板と、光ケーブルに接続するためのスリーブとを有する光モジュールの製造方法であって、基板の搭載は、基板におけるステム側の端面と複数のリード端子の少なくとも２本の端部とで位置決めを行い、位置決めした基板を、光素子の光軸方向にスライドさせてからマウント部材に対して固定する。

また、上記基板の搭載は、マウント部材の搭載面に熱電子冷却モジュールを搭載して固定し、次いで、熱電子冷却モジュールに基板を載置して位置決めを行うようにしてもよい。代わりに、上記基板の搭載は、熱電子冷却モジュール上に基板を固定し、次いで、マウント部材の搭載面に基板付きの前記熱電子冷却モジュールを載置して位置決めを行うようにしてもよい。

本発明によれば、ステム上に発光素子、受光素子等の光素子をはじめとする実装部品を搭載して光モジュールを組み立てるに際し、光素子の光軸ズレを精度良く防止することが可能になる。

図により本発明の実施の形態を説明する。以下、本発明に係る光モジュール製造方法で製造される、光ケーブルに接続するための光モジュールとして、同軸型の光送信モジュールを例に挙げて説明するが、同軸型に限ったものではない。また、光受信機能を備えた光送受信モジュールにも同様に適用することができる。また、光モジュールには複数の実装部品が実装されるが、実装される実装部品についても以下に例示する実装部品に限ったものではなく、ＬＤで例示する光素子を備えるものであればよい。

図１は、本発明に係る光モジュール製造方法で製造される光送信モジュールの構成例を示す一部断面図、図２は、図１の光送信モジュールをＨ方向から見た一部断面図、図３は、図１及び図２の光送信モジュールをＺ方向から見た図、図４は、図１〜図３で示す光送信モジュールの回路図である。なお、図３では、キャップ内部のみを図示しており、図３（及び図２）においてＶ方向から見た図が図１に相当し、図３においてＨ方向から見た図が図２に相当する。

図１〜図３で例示する光送信モジュール１は、熱電子冷却モジュール（ＴＥＣ）を有する同軸型の光モジュールである。図１〜図３において、１０ａ〜１０ｉはリード端子（リードピン）、１１はＴＥＣ電極パッド、１２はセラミック回路基板（ＬＤキャリア）、１３はＬＤ、１４はインダクタ、１５は抵抗、１６はサーミスタ、１７は端面入射型モニタＰＤ、１８は基板１２の電極、１９は吸熱側セラミック基板、２０は熱電変換素子（ペルチェ素子）、２１は排熱（放熱）側セラミック基板、２２はステム、２３はマウント部材（ステム主面上の台座）、２４はキャップ（ＣＡＮケース）、２５はレンズを示しており、光送信モジュール１はこれらの構成要素を備える。

ステム２２は、通常、熱伝導性を有し導電性のある金属で円盤状に形成されているが、他の形状であってもよい。ステム２２には、ステム２２を貫通してステム２２の主面に垂直に複数のリード端子１０ａ〜１０ｉが配設されている。このうち信号伝送用又は給電用のリード端子１０ａ〜１０ｄ，１０ｆ〜１０ｉは、ガラスシールで電気的に絶縁された状態でステム２２に固定される。一方、接地用のリード端子１０ｅは、ステム２２と絶縁せず、ステム２２に直接固定される。

このように取り付けられたリード端子１０ａ〜１０ｉは、光送信モジュール１に搭載される複数の実装部品のうち、給電や信号の送信又は受信に必要な複数の部品（電子素子或いは電子部品）、つまり電気的な接続を必要とする複数の部品（以下、要接続部品と呼ぶ）と、Ｖ方向からワイヤでボンディングされる。

各要接続部品には、それぞれ少なくとも１つの導体接続面（ワイヤ接続面）が形成されているものとする。一方で、複数のリード端子１０ａ〜１０ｉのそれぞれには、要接続部品に形成された導体接続面のいずれかとワイヤボンディングで接続するための導体接続面（ワイヤ接続面）が形成されているものとする。そして、この例では、複数のリード端子１０ａ〜１０ｉに形成された全てのワイヤ接続面及び要接続部品に形成された全てのワイヤ接続面がいずれも平行になるように、要接続部品と複数のリード端子とが配設されている。これにより、ワイヤボンディングを必要とする部分は全て平行（一平面上とは限らない）になり、全ての箇所で一方向からのワイヤボンディングが可能となる。

ここで、各リード端子１０ａ〜１０ｉは、少なくともその先端部分を平板状（平坦な形状）に形成しその平板状の部分をワイヤ接続面としてワイヤ接続側に向けてステム２２に設置することが好ましい。このように構成することで、Ｖ方向からのワイヤボンディングが容易になる。但し、各リード端子１０ａ〜１０ｉは、その先端部分が球状に形成されていても円柱状に形成されていても、その先端部分をワイヤ接続面（この面は曲面となる）としてＶ方向からワイヤボンディングすることはできる。

なお、全てワイヤによりリード端子と接続される必要はなく、直接、半田接続される要接続部品があってもよい。また、図示するように、通常、全ての要接続部品がリード端子１０ａ〜１０ｉに直接又はワイヤボンディングで接続される訳ではなく、後述するように要接続部品の中には、他の要接続部品と電気的に接続される部品もある。また、ここで用いるワイヤや後述のワイヤとしては、リボンワイヤなどの寄生インダクタンスの小さいものを用いることが望ましい。

ステム２２の主面上には、マウント部材２３が凸状に設けられている。マウント部材２３は、ステム２２の主面と交わる搭載面（実装部品の実装面）をもつ。つまり、搭載面がステム２２の主面と（好ましくは垂直に）交わるようにマウント部材２３がステム２２上に設置される。勿論、マウント部材２３はステム２２と別部材である必要はなく、一体に構成してもよい。

マウント部材２３の搭載面には、排熱側セラミック基板２１、複数の熱電変換素子（ペルチェ素子）２０、吸熱側セラミック基板１９で構成されるＴＥＣが、要接続部品の一つとして搭載される。ＴＥＣは、マウント部材２３の搭載面上に排熱側セラミック基板２１が接するように実装され、ペルチェ素子２０を介して実装された吸熱側セラミック基板１９の上に、セラミック回路基板１２で例示した配線基板が実装される。Ｖ方向から搭載面に各部材２１，２０，１９を順番に実装していくことが可能であり、或いは各部材１９〜２１によりＴＥＣを構成した後、そのＴＥＣ搭載面にＶ方向から実装することも可能である。

ＴＥＣは、排熱側セラミック基板２１と吸熱側セラミック基板１９の対向面に、所定のパターンで電極を形成し、複数のペルチェ素子２０を（Ｐ型とＮ型の素子を交互に）直列に接続して、両端の電極を給電導体に接続する構成とされる。この例では、排熱側セラミック基板２１の長さ（ステム主面に垂直な方向の長さ）を吸熱側セラミック基板１９より長くして、排熱側セラミック基板２１の吸熱側セラミック基板１９から突き出る部分にＴＥＣ電極パッド１１を設けている。

そして、このＴＥＣ電極パッド１１と給電用のリード端子１０ａ，１０ｉとは、図１に実線で示すようにＶ方向からワイヤでボンディングされ、図４に示すように電気的に接続される。このようなワイヤボンディングを容易にするため、並びにワイヤ長を短くするために、ステム２２を貫通してその主面から突き出したリード端子１０ａ，１０ｉの端部が、排熱側セラミック基板２１上に設けられたＴＥＣ電極パッド１１の電極付近に位置するように、実装後の突き出し量や配置を設計しておくとよい。

吸熱側セラミック基板１９上に実装されるセラミック回路基板１２は、その電極（配線電極）１８にＬＤ１３が電気的に直接半田接続された状態で搭載されており、ＬＤキャリアともいう。このＬＤキャリア１２は、Ｖ方向から吸熱側セラミック基板１９上に実装することができる。配線電極１８におけるＬＤ搭載位置には、ＬＤ１３に駆動電流を供給するように差動ラインが形成されている。この差動ラインの一方にはリード端子１０ｃ，１０ｂが、他方にはリード端子１０ｇ，１０ｈが、図１に実線で示すようにワイヤでボンディングされ、図４に示すように電気的に接続される。

なお、図２及び図３では便宜上、ワイヤは図示していない。また、図４では配線電極１８を図示していないが、ＬＤ１３等の要接続部品に対する配線のそれぞれが配線電極１８に対応する。このようなワイヤボンディングを容易にするため、並びにワイヤ長を短くするために、ステム２２を貫通してその主面から突き出したリード端子１０ｂ，１０ｃ，１０ｇ，１０ｈの端部が配線電極１８における各接続位置付近に位置するように、実装後の突き出し量や配置を設計しておくとよい。なお、本発明に係る光モジュール製造方法では、この例でいうところのリード端子１０ｃ，１０ｇを用いて位置決めを行うが、位置決めについては後述する。

また、上記差動ラインには、一方のラインの途中及び他方のラインの途中に、薄膜の抵抗（抵抗素子）１５やインダクタ１４が設けられている。抵抗１５やインダクタ１４は、ＬＤ１３がＬＤキャリア１２上の他の要接続部品に比べて特に高速で駆動する部品であるため、ＬＤキャリア１２上の配線の中でもＬＤ１３に接続された配線においてインピーダンスが整合されるように設けられる。

ＬＤキャリア１２は熱伝導性の良い素材で形成され、ＴＥＣ上に搭載されており、ＴＥＣによりＬＤ１３の温度制御が行われる。また、ＬＤ１３のステム２２の主面側とは反対方向の端面からは、主たるレーザ光が出射可能になっている。マウント部材２３のステム２２上での配設位置、ＴＥＣやＬＤキャリア１２の厚みなどは、ＬＤ１３の出射光がステム２２の略中心になる位置にＬＤ１３が実装できるように考慮して設計される。このような設計により、ＬＤ１３の端面から出射される主たるレーザ光がステム２２の主面側とは反対の方向へ進み、その出射光がパッケージ外部に位置決め保持された光ファイバに入射させることができる。

また、ＬＤキャリア１２には、ＬＤ１３やインピーダンス整合用の素子であるインダクタ１４や抵抗１５以外の要接続部品として、サーミスタ１６及び端面入射型モニタＰＤ１７が、配線電極１８に電気的に直接半田接続された状態で搭載されている。この例では、上述したいずれの要接続部品の構造やその配設位置も、実装作業時に全てＶ方向から実装可能なように設計されている。

ＬＤ１３は、ステム２２の主面側の端面（すなわち光ファイバ側の端面とは反対側の端面）からもレーザ光を出射するように構成されている。ＰＤ１７は、ＬＤ１３のこのような後方出射光を検出して、ＬＤ１３の光出力（出射光強度）をモニタするために設けられる。従って、ＰＤ１７は、ＬＤ１３の出射光を受光できる位置に配置される。ＰＤ１７は端面入射タイプのものが望ましく、ＬＤ１３やその他の電子素子が実装されている面と同じか、その面に沿った面へ実装される。また、ＰＤ１７の２つのＰＤ電極のうち一方の電極が接続された部分（配線電極１８の一部分）は、モニタ用のリード端子１０ｆにワイヤでＶ方向からボンディングされ、他方の電極が接続された部分は、接地用のリード端子１０ｅにワイヤでＶ方向からボンディングされグランド接続され、図４に示すように電気的に接続される。

また、サーミスタ１６は、ＬＤ１３の動作温度を計測し、ＬＤ１３の温度調節を行うために設けられる。この動作温度を精度よく検出して、適正な駆動制御を行うには、できるだけＬＤ１３の近くに配置する必要があり、このため、サーミスタ１６は、ＬＤ１３が実装されるＬＤキャリア１２に実装される。サーミスタ１６の一方の電極が接続された部分は、リード端子１０ｄにワイヤでＶ方向からボンディングされ、他方の電極が接続された部分は、接地用のリード端子１０ｅにワイヤでＶ方向からボンディングされグランド接続され、図４に示すように電気的に接続される。

このようなＰＤ１７及びサーミスタ１６に関するワイヤボンディングを容易にするため、並びにワイヤ長を短くするために、ステム２２を貫通してその主面から突き出したリード端子１０ｄ〜１０ｆの端部が配線電極１８における各接続位置付近に位置するように、実装後の突き出し量や配置を設計しておくとよい。

そして、上述した各要接続部品を収納するように、ＬＤ１３からの出射光を光ファイバ（図示せず）に集光させるレンズ２５が設けられた円筒状のＣＡＮケース２４により、ステム２２の主面側を封止する。なお、図１〜図３で示す部分、つまり要接続部品が搭載されたマウント部材２３が配設又は取り付けされリード端子が取り付けられたステム２２と、ＣＡＮケース２４とで構成される部分は、パッケージ（この例ではＣＡＮ型或いは同軸型パッケージ）と呼ばれる。

以上説明したように、例示した光送信モジュール１では、同軸型パッケージのステム２２に対して垂直にＴＥＣを配置し、ＴＥＣ上に各要接続部品をＶ方向から搭載しているため、同一方向からの実装及びワイヤリングが可能になる。この効果は、高周波回路を搭載した複雑な構造であったとしても同様である。そして、これら要接続部品の実装とワイヤボンディングの作業を全て同一方向から行うことができるため、パッケージのステム２２を回転させたり、要接続部品を回転させたりする必要が無くなり、組み立て作業が簡易になる。

また、以上の例では、要接続部品以外の実装部品については挙げていない。しかしながら、要接続部品を設置するためのキャリアなどを設ける場合には、そのキャリアが要接続部品以外の実装部品に該当することになる。要接続部品だけでなくこのような要接続部品以外の実装部品も含めた全ての実装部品を、マウント部材２３の搭載面に一方向から直接又は間接的に搭載することで、実装部品の実装とワイヤボンディングの作業を全て同一方向から行うことができるため、パッケージのステム２２を回転させたり、実装部品を回転させたりする必要が無くなり、組み立て作業が簡易になる。

上述した光送信モジュール１における光ケーブルとの接続を可能にするための構造について、図５及び図６を参照しながら説明する。図５及び図６は、図１の光送信モジュールにスリーブ部を取り付けた例を示す一部断面図である。なお、各図において、１０はリード端子１０ａ〜１０ｉを示しており、図面の簡略化のためマウント部材２３やＬＤ１３以外の要接続部品には符号を付していない。

図５で示す光送信モジュール５は、アイソレータ５５付きの光レセプタクルである。光送信モジュール５は、図１で示したステム２２、リード端子１０、ＣＡＮケース２４、レンズ２５、及び各要接続部品で構成された同軸型パッケージにおいて、ＣＡＮケース２４にジョイントスリーブ５０が軸方向位置を調整して取り付けられている。ジョイントスリーブ５０には、同軸型パッケージからスリーブ部へレーザ光を通過させるための孔が設けられている。アイソレータ５５は、ジョイントスリーブ５０の内側（レンズ２５側）のこの孔の部分に設けられている。アイソレータ５５は、ファラデー回転子、偏光子、永久磁石などで構成される。

スリーブ部の構造は、スリーブホルダ５２の内壁に整列スリーブ５３が取り付けられ、整列スリーブ５３内にファイバスタブ５４が設けられてなる。整列スリーブ５３は、光コネクタのフェルールを光学的に結合させるためのガイドの役割を果たすものであり、フェルールが嵌合する形状の内側壁をもつ。ファイバスタブ５４は、光コネクタのフェルールと基本的に同一構造であって、ジルコニアなどのセラミックス部品の中央部に設けられた微小孔にシングルモード光ファイバ（ＳＭＦ）などの光ファイバを搭載した構造をもつ。このファイバスタブ５４を光軸上に固定するために、スタブホルダ５１が図示するようにジョイントスリーブ５０の出射側の光学基準面に配設されている。

光送信モジュール５は、このような構造により光コネクタ内の光ファイバと接続し、ＬＤ１３から出射されるレーザ光をレンズ２５で集光してこの光ファイバに結合させることが可能になっている。なお、上記アイソレータ５５付きの光レセプタクルについて説明したが、光送信モジュール５からアイソレータ５５を除いた構造のモジュールについても同様に適用できる。

図６で示す光送信モジュール６は、アイソレータ６５付きのピグテール型の光レセプタクルである。光送信モジュール６は、図１で示したステム２２、リード端子１０、ＣＡＮケース２４、レンズ２５、及び各要接続部品で構成された同軸型パッケージにおいて、ＣＡＮケース２４にジョイントスリーブ６０が軸方向位置を調整して取り付けられている。ジョイントスリーブ６０には、同軸型パッケージからスリーブ部へレーザ光を通過させるための孔が設けられている。アイソレータ６５は、ジョイントスリーブ６０の内側（レンズ２５側）のこの孔の部分に設けられている。アイソレータ６５は、ファラデー回転子、偏光子、永久磁石などで構成される。

スリーブ部の構造は、フェルール６３を光軸上に固定するために、フェルールホルダ６１が図示するようにジョイントスリーブ６０の出射側の光学基準面に配設され、光ファイバ６４とフェルール６３とを光結合するためのガイド部分をもった保護カバー６２が、フェルール６３及びフェルールホルダ６１の周りに設けられている。この保護カバー６２はピグテール型の外形をもつ。

光送信モジュール６は、このような構造により光ファイバ６４と接続し、ＬＤ１３から出射されるレーザ光をレンズ２５で集光してこの光ファイバ６４に結合させることが可能になっている。なお、上記アイソレータ６５付きの光レセプタクルについて説明したが、光送信モジュール６からアイソレータ６５を除いた構造のモジュールについても同様に適用できる。

以上、本発明に係る光モジュール製造方法で製造された後の光送信モジュール１について説明したが、光送信モジュール１の製造時に生じ得る光軸ズレについて、図７及び図８を参照して説明する。図７は、図１の光送信モジュールにおいて光軸ズレを起こした状態を示す一部断面図である。また、図８は、図７の光送信モジュールにそのままスリーブ部を取り付けた例を示す一部断面図であり、図５の光送信モジュールにおいて光軸ズレを起こした状態を示す図である。

光送信モジュール１を製造するに際し、ＬＤ１３を搭載したＬＤキャリア１２をマウント部材２３に取り付ける必要があり、ここで例示したＴＥＣ付きの構造ではマウント部材２３にＴＥＣを搭載してさらにその上にＬＤキャリア１２を搭載する必要がある。従って、図７に角度θで示すようにパッケージの中心とＬＤ１３の光軸の中心とがズレてしまうことがある。すると、図８に示すように、ファイバスタブ５４側にレーザ光が出射しない状態となってしまう。

このとき、パッケージ組立後に光ファイバとの位置関係をジョイントスリーブ５０などの調整により調整してから固定することは可能であるが、光軸の傾きθが大きい場合には、このような調整によっても最適な結合が得られない。特に、レンズ２５が高倍率である程、出射ビームのズレは顕著になる。そのため、本発明の製造方法では、このような角度ズレを抑制するために次のような実装方法を採用する。

本発明に係る光モジュール製造方法は、次に説明する取付／形成工程、端子取付工程、基板搭載工程を含むものとする。取付／形成工程は、光モジュール１の構造で説明したように、ステム２２に、ステム２２の主面上に設けられその主面と交わる搭載面（好ましくは主面に垂直に交わる搭載面）をもつマウント部材２３を取り付けるか、或いはそのようなマウント部材２３をステム２２と一体に形成する。次いで実行される端子取付工程は、ステム２２を貫通して複数のリード端子１０ａ〜１０ｉを取り付ける。なお、取付／形成工程においてマウント部材２３を取り付ける工程を採用する場合には、この端子取付工程の後に実行してもよい。

基板搭載工程は、マウント部材２３の搭載面に、発光素子（ＬＤ１３で例示）を搭載した基板（ＬＤキャリア１２で例示）を搭載する工程である。より詳しくは、本発明で採用する基板搭載工程は、ＬＤキャリア１２におけるステム２２側の端面と複数のリード端子の少なくとも２本（この例ではＬＤキャリア１２とマウント部材２３からの高さがほぼ同じリード端子１０ｃ，１０ｇ）の端部とで位置決めを行い、位置決めしたＬＤキャリア１２を、ＬＤ１３が出射する出射光の光軸方向にスライドさせてからマウント部材２３に対して固定する。なお、リード端子１０ｃ，１０ｇの端部（ＣＡＮケース２４が取り付けられる側の端部）は、ステム２２の主面と平行な平面であることがより正確な位置決めができるため好ましいが、これに限らず、先端部分が球状である場合にも各端子の２点で位置決めが十分に可能である。

このように、少なくとも２本のリード端子の端部とＬＤキャリア１２の一端面とが、突き当てられて相対的な位置決めの基準とする基板搭載工程を経ることで、パッケージとＬＤ１３とが所定の位置関係となるような位置決めが可能となり、ＬＤ１３の光軸ズレ（ビーム角度ズレ）を精度良く防止することができる。これにより、アイソレータ５５やファイバスタブ５４付きフェルールの組み立て調芯時などの後工程において、光軸ズレによる光結合効率が低くなる問題を低減して、歩留まりを向上させることができる。このような各工程は、ＴＥＣの搭載／非搭載を問わず実現可能である。また、本発明に係る光モジュール製造方法で製造される光モジュールは、光送信モジュール１で例示した、実装部品の実装とワイヤボンディングの作業を全て同一方向から行うことが可能な構造や配置をもつものに限ったものではない。

図９は、本発明の一実施形態に係る光モジュール製造方法の一例を説明するための図である。図９で説明する製造方法は、予めＴＥＣをマウント部材２３に固定した後にＬＤキャリア１２を適切な位置に実装する方法である。

より具体的には、上記基板搭載工程は、マウント部材２３の搭載面にＴＥＣを搭載して搭載面とＴＥＣの排熱側セラミック基板２１とを固定する工程と、ＴＥＣ（ＴＥＣの吸熱側セラミック基板１９）上にＬＤキャリア１２を載置して、ＬＤキャリア１２におけるステム２２側の端面と複数のリード端子の少なくとも２本（この例ではリード端子１０ｃ，１０ｇ）の端部とで位置決めを行う工程（図９の上側の図を参照）とを有する。

このように、本実施形態では、ステム２２に固定したＴＥＣの吸熱面側にＬＤキャリア１２の下面が接した状態でＬＤキャリア１２を搭載し、ＬＤキャリア１２の一端面が位置決め面となりその位置決め面がリード端子１０ｃ，１０ｇの端部に突き当たって相対的な位置決めを行う。このような位置決めのため、リード端子１０ｃ，１０ｇの端部は、ステム２２の主面から所定の長さだけ突き出して設計しておく。この端部を含む面が、ステム２２（パッケージ）とＬＤ実装済み基板であるＬＤキャリア１２との相対的な位置決めの基準となる。

さらに上記基板搭載工程は、位置決めしたＬＤキャリア１２を、ＬＤ１３が出射する出射光の光軸方向にスライドさせてから（図９の下側の図を参照）、ＬＤキャリア１２とＴＥＣ（ＴＥＣの吸熱側セラミック基板１９）とを固定する工程を有する。このスライドは、リード端子１０ｃ，１０ｇとＬＤキャリア１２とが短絡しない位置で固定するために行われる。つまり、位置決め後のＬＤキャリア１２を所定の方向へ移動させてリード端子１０ｃ，１０ｇとの間に隙間（絶縁ギャップＧ）をつくり、ＬＤキャリア１２を短絡しない状態でＴＥＣの吸熱面側に固定する。なお、精確に光軸方向にスライドさせるためには、例えばステム２２の主面と平行な方向から治具を光軸からずれないようにセットしてから、スライドさせるようにするなどすればよい。

このような固定を行った後、必要箇所のワイヤボンディングを行うことで、図１に示すような光送信モジュール１が完成する。なお、ＬＤ１３をＬＤキャリア１２の配線電極１８にワイヤボンディリングするなど、ＬＤキャリア１２上同士でのワイヤボンディングはＴＥＣにＬＤキャリア１２を載置する前に行ってもよい。

図１０は、本発明の他の実施形態に係る光モジュール製造方法の一例を説明するための図である。図１０で説明する製造方法は、予めＬＤキャリア１２とＴＥＣとを組み立てたものをマウント部材２３の適切な位置に実装する方法である。

より具体的には、上記基板搭載工程は、ＴＥＣ（ＴＥＣの吸熱側セラミック基板１９）上にＬＤキャリア１２を固定する工程と、マウント部材２３の搭載面に、ＬＤキャリア１２付きのＴＥＣを載置して、ＬＤキャリア１２におけるステム２２側の端面と複数のリード端子の少なくとも２本（この例ではリード端子１０ｃ，１０ｇ）の端部とで位置決めを行う工程（図１０の上側の図を参照）とを有する。

このように、本実施形態では、ＬＤキャリア１２を固定したＴＥＣの排熱面側にマウント部材２３の上面（搭載面）が接した状態でＴＥＣを搭載し、ＬＤキャリア１２の一端面が位置決め面となりその位置決め面がリード端子１０ｃ，１０ｇの端部に突き当たって相対的な位置決めを行う。このような位置決めのため、リード端子１０ｃ，１０ｇの端部は、ステム２２の主面から所定の長さだけ突き出して設計しておく。本実施形態においても、この端部を含む面が、ステム２２（パッケージ）とＬＤ実装済み基板であるＬＤキャリア１２との相対的な位置決めの基準となる。

さらに上記基板搭載工程は、位置決めしたＬＤキャリア１２付きのＴＥＣを、ＬＤ１３が出射する出射光の光軸方向にスライドさせてから（図１０の下側の図を参照）、そのＴＥＣ（ＴＥＣの排熱側セラミック基板２１）とマウント部材２３とを固定する工程を有する。このスライドも図９の実施形態と同様に、リード端子１０ｃ，１０ｇとＬＤキャリア１２とが短絡しない位置で固定するために行われる。つまり、位置決め後のＬＤキャリア１２付きのＴＥＣを所定の方向へ移動させてリード端子１０ｃ，１０ｇとの間に隙間（絶縁ギャップＧ）をつくり、ＬＤキャリア１２を短絡しない状態でマウント部材２３の搭載面に固定する。なお、精確に光軸方向にスライドさせるためには、例えばステム２２の主面と平行な方向から治具を光軸からずれないようにセットしてから、スライドさせるようにするなどすればよい。

このような固定を行った後、図９の実施形態と同様に、必要箇所のワイヤボンディングを行うことで、図１に示すような光送信モジュール１が完成する。なお、図９の実施形態と同様に、ＬＤキャリア１２上同士でのワイヤボンディングはＬＤキャリア１２付きＴＥＣをマウント部材２３に載置する前に行ってもよい。

本発明に係る光モジュール製造方法で製造される光送信モジュールの構成例を示す一部断面図である。 図１の光送信モジュールをＨ方向から見た一部断面図である。 図１及び図２の光送信モジュールをＺ方向から見た図である。 図１〜図３で示す光送信モジュールの回路図である。 図１の光送信モジュールにスリーブ部を取り付けた例を示す一部断面図である。 図１の光送信モジュールにスリーブ部を取り付けた他の例を示す一部断面図である。 図１の光送信モジュールにおいて光軸ズレを起こした状態を示す一部断面図である。 図７の光送信モジュールにそのままスリーブ部を取り付けた例を示す一部断面図であり、図５の光送信モジュールにおいて光軸ズレを起こした状態を示す図である。 本発明の一実施形態に係る光モジュール製造方法の一例を説明するための図である。 本発明の他の実施形態に係る光モジュール製造方法の一例を説明するための図である。

符号の説明

１…光送信モジュール、１０ａ〜１０ｉ…リード端子、１１…ＴＥＣ電極パッド、１２…セラミック回路基板（ＬＤキャリア）、１３…ＬＤ、１４…インダクタ、１５…抵抗、１６…サーミスタ、１７…端面入射型モニタＰＤ、１８…配線電極、１９…吸熱側セラミック基板、２０…ペルチェ素子、２１…排熱側セラミック基板、２２…ステム、２３…マウント部材、２４…ＣＡＮケース、２５…レンズ。

Claims (3)

1. ステムの主面と交わる搭載面をもつマウント部材と、前記ステムを貫通して複数のリード端子と、前記マウント部材の搭載面に搭載された、光素子を実装した基板と、光ケーブルに接続するためのスリーブとを有する光モジュールの製造方法であって、
   前記基板の搭載は、前記基板における前記ステム側の端面と前記複数のリード端子の少なくとも２本の端部とで位置決めを行い、位置決めした前記基板を、前記光素子の光軸方向にスライドさせてから前記マウント部材に対して固定することを特徴とする光モジュール製造方法。
2. 前記マウント部材の搭載面に熱電子冷却モジュールを搭載して固定し、次いで、前記熱電子冷却モジュールに前記基板を載置して位置決めを行うことを特徴とする請求項１に記載の光モジュール製造方法。
3. 熱電子冷却モジュール上に前記基板を固定し、次いで、前記マウント部材の搭載面に前記基板付きの前記熱電子冷却モジュールを載置して位置決めを行うことを特徴とする請求項１に記載の光モジュール製造方法。

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