JPH1140895A - 光モジュール組立方法および組立装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】高集積度のハイブリッド光集積回路を低コスト
で製作することを可能とする光モジュール組立方法およ
び組立装置を提供する。 【解決手段】光モジュール構成品の一部１１、１２が耐
熱性の低い固定剤によって固定された光モジュール基板
１を加熱して光モジュール構成品の残部２１、２２、２
３を搭載する際、耐熱性の低い固定剤によって光モジュ
ール構成品の一部１１、１２が固定された光モジュール
基板１１の部位に冷却ノズル５０からの窒素ガスを吹き
付け、または冷却板を接触させることによって、冷却し
つつヒータ３１で光モジュール基板１を加熱する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高集積度のハイブ
リッド光集積回路を実現するための、光モジュール組立
方法および組立装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、光モジュール基板上に半導体光素
子や干渉膜フィルタ等の複数の構成品を搭載するハイブ
リッド光モジュールが注目されている。

【０００３】図１０は、このような従来のハイブリッド
光モジュールの１例を示す構成図である。図に示すよう
に、このハイブリッド光モジュールは、光モジュール基
板１上に形成した石英系平面光波回路と、該光波回路の
途中の光モジュール基板１上に形成した溝（図示しな
い。）に挿入して固定された干渉膜フィルタ（以下フィ
ルタと記す。）１２と、光波回路の後端部の光モジュー
ル基板１上にそれぞれ搭載された半導体レーザ（以下Ｌ
Ｄと記す。）２１と、該ＬＤ２１の光出力をモニタする
モニタ用フォトダイオード（以下ＭＰＤと記す。）２２
と、信号を受信するための受信用フォトダイオード（以
下ＲＰＤと記す。）２３とを含んで構成されている。
（以下ＬＤ２１、ＭＰＤ２２、ＲＰＤ２３等をまとめて
半導体光素子２０と総称する。）更に、光波回路の先端
部には、光ファイバが接続されており、このためのヤト
イ板１１が光モジュール基板１に取り付けられている。

【０００４】上記ハイブリッド光モジュールの各構成品
は、それぞれ固定温度（接着またははんだ付け温度）ま
たは耐熱温度が異なる３種類の固定剤（接着剤またはは
んだ）により光モジュール基板１に取り付けられてい
る。すなわち、ヤトイ板１１とフィルタ１２とは、異な
る２種類の接着剤を用いてそれぞれ光モジュール基板１
に固定されており、これら２種類の接着剤の耐熱温度
は、ともに２５０℃以下である。一方、３種類の半導体
光素子２０は、ともにＡuＳnはんだにより光モジュール
基板１に固定されており、その固定温度は約３００℃で
ある。

【０００５】このように各構成品毎に耐熱温度または固
定温度が異なるので、これら各構成品を光モジュール基
板１に固定する際には個別に温度設定を行う必要があ
る。

【０００６】図１１は、ハイブリッド光モジュールを製
作する際の、従来の各構成品実装工程の例を示す図であ
る。図に示すように、まず、光モジュール基板１の先端
部にヤトイ板１１を接着剤を用いて固定する。次いで、
フィルタ１２を別種の接着剤を用いて光モジュール基板
１上に固定する。その後、３種類の半導体光素子２０
は、ともにＡuＳnはんだにより光モジュール基板１に固
定する。

【０００７】このように、上記従来の実装工程において
は、ヤトイ板１１とフィルタ１２を耐熱温度が２５０℃
以下の接着剤を用いて光モジュール基板１に固定した
後、半導体光素子２０を固定温度が約３００℃のＡuＳn
はんだにより光モジュール基板１に固定する。このた
め、半導体光素子２０の従来の実装工程においては、
「局所加熱法」を用いて、はんだを溶融、固定する必要
があった。

【０００８】図１２は従来の代表的な局所加熱法の説明
図であり、（ａ）は、半導体光素子２０をツール３０を
用いて保持し、ヒータ３１により該ツール３０を介して
加熱する方法を、（ｂ）は、半導体光素子２０を同じく
ツール３０を用いて保持し、光ビーム３２を照射して半
導体光素子２０の直下のはんだを溶融する方法を示す。
これらの局所加熱法を用いれば、ヤトイ板１１およびフ
ィルタ１２の周辺の温度を接着剤の耐熱温度以下に抑え
ることは可能である。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述の局所加
熱法には２つの問題がある。

【００１０】第１の問題は、各半導体光素子２０毎に順
次加熱を繰り返して実施するので、搭載する半導体光素
子２０の数が多い場合には、各半導体光素子２０の固定
に多大な時間を要するということである。

【００１１】第２の問題は、各半導体光素子２０間の間
隔が狭い場合には、後続の半導体光素子２０用のはんだ
を加熱する際に、先行の半導体光素子２０用のはんだに
も熱が伝導して溶融する可能性があるので、半導体光素
子２０の実装密度に限界があるということである。特
に、光モジュール基板１としてシリコン基板を用いた場
合には、シリコンは熱伝導性が高いので、加熱部分の周
囲に熱が伝導して温度が上昇しやすく、固定済みの半導
体光素子２０のはんだが再溶融する可能性が高く、各半
導体光素子２０間の間隔を狭くすることができない。

【００１２】上記第１、第２の問題を同時に解決して半
導体光素子２０の実装密度を高めるためには、一度の加
熱で全半導体光素子２０のはんだを一括して溶融しては
んだ付けを行えばよい。しかし、この場合には、予め接
着剤を用いて固定されている構成品とその接着剤が熱損
傷を受けるという別の問題が発生する。

【００１３】本発明は、上述の問題点を解決するために
なされたもので、高集積度のハイブリッド光集積回路を
低コストで製作することを可能とする光モジュール組立
方法および組立装置を提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の光モジュール組立方法は、光モジュール構成
品の一部が耐熱性の低い固定剤によって光モジュール基
板の一部に固定され、上記光モジュール構成品の残部を
上記光モジュール基板に加熱工程を施して上記光モジュ
ール基板に搭載固定する光モジュール組立方法におい
て、上記加熱工程においては、上記耐熱性の低い固定剤
によって上記構成品の一部が固定された上記光モジュー
ル基板の上記一部を冷却しつつ、上記光モジュール基板
を加熱することを特徴とする。

【００１５】この場合、上記光モジュール基板の上記一
部を窒素ガスを吹き付けて冷却することを特徴とする。

【００１６】またこの場合、上記光モジュール基板の上
記一部を冷却板を接触させて冷却することを特徴とす
る。

【００１７】また、上記目的を達成するための本発明の
光モジュール組立方法は、光モジュール基板と、該光モ
ジュール基板の所定の位置に第１の固定剤により搭載固
定する単数または複数の構成品からなる第１構成品群
と、上記光モジュール基板の上記所定の位置と異なる所
定の位置に上記第１の固定剤の耐熱温度より高い加熱温
度を要する第２の固定剤により搭載固定する単数または
複数の構成品からなる第２構成品群と、で構成する光モ
ジュールの組立方法において、上記第１構成品群を上記
第１の固定剤により搭載固定した後、上記光モジュール
基板の上記第２構成品群を搭載する部位の下面をヒータ
の上面に接触して載置し、上記第１構成品群の近傍を局
所的に冷却しつつ、上記光モジュール基板を上記ヒータ
により加熱して、上記第２構成品群を搭載固定すること
を特徴とする。

【００１８】上記目的を達成するための本発明の光モジ
ュール組立装置は、光モジュール構成品の一部が耐熱性
の低い固定剤によって一部に固定された光モジュール基
板に加熱工程を施して上記光モジュール構成品の残部を
上記光モジュール基板に搭載固定する光モジュール組立
装置において、上記光モジュール組立装置は、上記光モ
ジュール基板を加熱するヒータと、上記耐熱性の低い固
定剤によって上記光モジュール構成品の一部が固定され
た上記光モジュール基板の一部の近傍を局所的に冷却す
る機構と、上記光モジュール基板の周囲を窒素雰囲気で
充たす機構と、を備えたことを特徴とする。

【００１９】この場合、上記局所的に冷却する機構は、
窒素ガスを局所的に吹き付ける冷却ノズルであることを
特徴とする。

【００２０】またこの場合、上記局所的に冷却する機構
は、接触させて冷却する冷却板であることを特徴とす
る。

【００２１】

【発明の実施の形態】第１の実施の形態：図１は、本発
明の光モジュール組立方法および組立装置に係る第１の
実施の形態のハイブリッド光モジュールの構成と光モジ
ュール組立装置のヒータの配置とを示す平面図である。

【００２２】図に示すように、このハイブリッド光モジ
ュールは、シリコンからなる光モジュール基板１上に形
成した石英系平面光波回路１００と、該平面光波回路１
００の途中の光モジュール基板１上に形成した溝（図示
しない。）に挿入して固定された干渉膜フィルタ（以下
フィルタと記す。）１２と、平面光波回路１００の後端
部の光モジュール基板１上にそれぞれ搭載された半導体
レーザ（以下ＬＤと記す。）２１と、該ＬＤ２１の光出
力をモニタするモニタ用フォトダイオード（以下ＭＰＤ
と記す。）２２と、信号を受信するための受信用フォト
ダイオード（以下ＲＰＤと記す。）２３とを含んで構成
されている。（以下ＬＤ２１、ＭＰＤ２２、ＲＰＤ２３
等をまとめて半導体光素子２０と総称する。）更に、平
面光波回路１００の先端部には、光ファイバ（図示しな
い。）が接続され、このためのヤトイ板１１が光モジュ
ール基板１に取り付けられている。

【００２３】上記ハイブリッド光モジュールの各構成品
は、それぞれ固定温度と耐熱温度が異なる３種類の固定
剤により光モジュール基板１に取り付けられている。す
なわち、ヤトイ板１１とフィルタ１２とは、異なる２種
類の接着剤を用いてそれぞれ光モジュール基板１に固定
されており、これら２種類の接着剤の耐熱温度は、とも
に２５０℃以下である。一方、３種類の半導体光素子２
０は、ともにＡuＳnはんだにより光モジュール基板１に
固定されており、その固定温度は約３００℃である。

【００２４】以下、耐熱温度２５０℃以下の接着剤で固
定される構成品群を第１構成品群、固定温度約３００℃
のはんだで固定される構成品群を第２構成品群と呼ぶ。

【００２５】上記構成のハイブリッド光モジュールを低
コストで製作するためには、固定温度の高い第２構成品
群を一度のはんだリフロー工程で固定し、同時に予め接
着剤を使用して固定されている耐熱温度の低い第１構成
品群に熱損傷を与えないようにすることが必要である。

【００２６】図２は、本実施の形態のハイブリッド光モ
ジュール組立装置の構成を示す側断面図である。

【００２７】図１、図２に示すように、ハイブリッド光
モジュール組立装置の下部の１部にヒータ３１を配設
し、光モジュール基板１の第１構成品群が搭載された部
分を除く部分を、該ヒータ３１の上面に接して搭載す
る。ヒータ３１と、第１、第２構成品群を搭載した光モ
ジュール基板１とを含む全体はチャンバ４０内に収容す
る。該チャンバ４０には、窒素ガスを導入してチャンバ
４０内を窒素雰囲気で充たすための窒素導入口４１を設
ける。

【００２８】更に、チャンバ４０に、第１構成品群とそ
の周辺上に窒素ガスを吹き付けるための冷却ノズル５０
を取り付ける。

【００２９】本実施の形態のうち、ヒータ３１と、チャ
ンバ４０と窒素導入口４１とからなる構成は公知のはん
だリフロー装置と同一であるが、本実施の形態において
は、光モジュール基板１の第１構成品群が搭載された部
分を含む耐熱性の低い領域はヒータ３１と直接接触しな
い配置となっており、かつ、第１構成品群とその周辺上
に冷却ノズル５０から供給される窒素ガス流によって、
第１構成品群が搭載された部分を含む耐熱性の低い領域
が冷却されるので、光モジュール基板１の第２構成品群
が搭載された部分をヒータ３１で加熱して第２構成品群
のはんだ付けを一括して実行しても第１構成品群が熱損
傷を受けることはない。

【００３０】図３は、本実施の形態の光モジュール基板
１の温度分布を示す図である。図において、Ａ〜Ｄは図
１にＡ〜Ｄで示した個所に該当する。図に示すように、
第２構成品群が搭載されているＡ〜Ｂ間の温度は３００
℃程度に上昇し、ＡuＳnはんだが溶融するので、第２構
成品群に属するＬＤ２１、ＭＰＤ２２、ＲＰＤ２３等の
構成品は一度の加熱で同時に基板上にはんだ付けするこ
とができる。一方、第１構成品群が搭載されているＣ〜
Ｄ間の温度は、耐熱温度である２５０℃以下に保つこと
ができ、第２構成品群に属するフィルタ１２、ヤトイ板
１１等の構成品及びそれらの接着剤の熱損傷を防止する
ことができる。なお、光モジュール基板１の冷却効果
は、冷却ノズル５０からの窒素ガスの流量および吹き付
け位置により制御可能である。

【００３１】このように、本実施の形態の光モジュール
組立装置を用いることにより、第２構成品群の光素子は
一括して基板上に固定するとともに、第１構成品群とそ
の接着剤の熱損傷を防止することが可能となる。

【００３２】なお、光モジュール基板１の温度分布は、
基板としてシリコン基板を用いた場合に最も的確に制御
することが出来る。これは、シリコンは熱伝導率が高
く、ヒータ３１からの熱供給と冷却部における放熱とが
効率よく行われるからである。

【００３３】また、本実施の形態において、光モジュー
ル基板１として熱伝導率が高く放熱効果の高いシリコン
基板を含む基板を用い、光モジュール基板１の第１構成
品群搭載領域近傍をヒータから非接触状態にしておけ
ば、光モジュール基板１の先端部は雰囲気によって冷却
されるので、窒素ガスを吹き付けて冷却を行わない場合
にも、図３に示すように、光モジュール基板１の第１構
成品群搭載領域の温度をある程度下げることが可能であ
る。

【００３４】本実施の形態における冷却ノズル５０と公
知のはんだリフローチャンバにおける窒素導入口とは目
的、機能において以下のような相違がある。すなわち、
公知のはんだリフローチャンバの窒素導入口は、チャン
バ全体に均等に窒素ガスを導入することのみを目的とし
ており、窒素ガス流が直接光モジュール基板に当たって
基板の温度が低下することを避けるため、窒素ガスの流
量を少なくし、導入口を窒素ガスが基板に直接当たらな
いような配置とする等の配慮がなされている。これに対
し本実施の形態における冷却ノズル５０は、窒素ガスを
光モジュール基板１に吹き付けることにより、該光モジ
ュール基板１を冷却する目的、機能を有している。

【００３５】図４は、本実施の形態の光モジュール組立
装置による光モジュール組立工程を示す図である。

【００３６】図に示すように、はじめに光モジュール基
板１にヤトイ板１１を接着剤で固定する。

【００３７】次いで、光モジュール基板１の端面を切断
または研磨する。

【００３８】次いで、光モジュール基板１上にフィルタ
挿入溝を、例えばダイシングソーを用いて形成した後、
直ちにフィルタ１２を挿入し、接着剤で固定する。な
お、フィルタ１２を溝形成後直ちに挿入するのは、溝の
中への塵埃等の進入を防止するためである。

【００３９】次いで、上記工程を経た光モジュール基板
１上の所定の個所に第２構成品群のＬＤ２１、ＭＰＤ２
２、ＲＰＤ２３等を配置し、チャンバ４０へ収容する。
その際、第１構成品群が搭載固定された部分を除く基板
１の部分をヒータ３１の上面に接してヒータ３１上に載
置する。その後、チャンバ４０に、窒素導入口４１から
窒素ガスを導入してチャンバ４０内を窒素雰囲気で充た
すとともに、必要に応じて、冷却ノズル５０から第１構
成品群とその周辺上に窒素ガスを吹き付けて冷却しつ
つ、第２構成品群搭載個所をヒータ３１によって加熱し
て、ＬＤ２１、ＭＰＤ２２、ＲＰＤ２３等を一括しては
んだ付けして固定する。

【００４０】本実施の形態によれば、耐熱温度が低い第
１構成品群のヤトイ板１１やフィルタ１２搭載部分を冷
却しつつ第２構成品群のＬＤ２１、ＭＰＤ２２、ＲＰＤ
２３等を一括してはんだ付けして固定することができる
ので、第１構成品群のヤトイ板１１及びフィルタ１２並
にこれらの接着剤等に熱損傷を与えることなく第２構成
品群のＬＤ２１、ＭＰＤ２２、ＲＰＤ２３等を効率的に
固定することが可能となり、また半導体光素子の集積度
を高めることが可能となる。

【００４１】なお、図には半導体光素子が３個である場
合の例を示したが、この個数は３個に限定されるもので
はなく、３個以下でも３個以上でもよい。

【００４２】また、本実施の形態においては、例として
耐熱温度２５０℃以下の接着剤で固定されるヤトイ板１
１とフィルタ１２とからなる第１構成品群と、固定温度
約３００℃のはんだで固定される半導体光素子２０から
なる第２構成品群の場合について述べたが、耐熱温度と
固定温度は２５０℃以下と約３００℃に限定されるもの
ではなく、第１構成品群の耐熱温度が第２構成品群の固
定温度に比して低い場合には、耐熱温度と固定温度は２
５０℃以下と約３００℃以外の場合にも適用可能であ
る。また、第１構成品群の構成品はヤトイ板１１とフィ
ルタ１２に限定されるものではなくその他の構成品でも
良く、第２構成品群の構成品は半導体光素子に限定され
るものではなくその他の構成品でも良い。

【００４３】更に、本実施の形態においては、第１構成
品群が搭載固定された部分を除く光モジュール基板１の
部分をヒータ３１上に載置してヒータ３１により加熱し
たが、第１構成品群が搭載固定された部分も含めて光モ
ジュール基板１をヒータ３１により加熱し、第１構成品
群とその周辺上に窒素ガスを吹き付けて冷却してもよ
い。

【００４４】第２の実施の形態：図５は、本発明の光モ
ジュール組立方法および組立装置に係る第２の実施の形
態のハイブリッド光モジュール組立装置の構成を示す側
断面図である。なお、ハイブリッド光モジュールの構成
は、第１の実施の形態と同様であるので説明を省略す
る。また、本実施の形態の光モジュール組立方法および
組立装置は、第１の実施の形態のそれらと共通点が多い
ので、ここでは第１の実施の形態との相違点について主
に説明する。

【００４５】図に示すように、本実施の形態において
は、第１の実施の形態の冷却ノズル５０に代えて冷却板
５１を用いる。

【００４６】冷却板５１は、金属ブロックで形成し、内
部に冷却水または冷却気体を流すことにより冷却機能を
持たせる。

【００４７】このような冷却板５１を、光モジュール基
板１の第１構成品群が搭載された部分の下面が冷却板５
１の上面に接して載置されるようにハイブリッド光モジ
ュール組立装置のチャンバ４０の下部の１部に配設す
る。光モジュール基板１の第２構成品群が搭載された部
分は、第１の実施の形態と同様に、ヒータ３１の上面に
接してヒータ３１上に載置し、冷却板５１によって第１
構成品群が搭載された部分を冷却しつつ、第２構成品群
搭載個所をヒータ３１によって加熱して、ＬＤ２１、Ｍ
ＰＤ２２、ＲＰＤ２３等を一括してはんだ付けして固定
する。

【００４８】このようにすることによって、第１の実施
の形態の場合と同様な温度分布を光モジュール基板１に
形成することができるので、第１構成品群のヤトイ板１
１及びフィルタ１２並にこれらの接着剤等に熱損傷を与
えることなく第２構成品群のＬＤ２１、ＭＰＤ２２、Ｒ
ＰＤ２３等を一括して効率的に固定することが可能とな
り、また半導体光素子の集積度を高めることが可能とな
る。

【００４９】図６は、多数の光モジュール基板に同時に
半導体光素子を固定する場合の例を示す本発明に係る光
モジュール組立装置の平面図である。このようにすれば
多数の光モジュールの一括組立が可能となり、光モジュ
ールを低コストで製作することが可能となる。なお、図
には６個の光モジュール基板に同時に半導体光素子を固
定する場合の例を示したが、この個数は６個に限定され
るものではなく、６個以下でも６個以上でもよい。さら
に、図には半導体光素子が各３個である場合の例を示し
たが、この個数は３個に限定されるものではなく、３個
以下でも３個以上でもよい。

【００５０】第３の実施の形態：図７は、本発明の光モ
ジュール組立方法および組立装置に係る第３の実施の形
態を適用するハイブリッド光モジュールの構成の例を示
す平面図である。

【００５１】本実施の形態も、第１、第２の実施の形態
と共通点が多いので、ここでは第１、第２の実施の形態
との相違点について主に説明する。

【００５２】図に示すように、本実施の形態を適用する
ハイブリッド光モジュールにおいては、光モジュール基
板１上に、４本を１グループとする４グループ、合計１
６本の平面光波回路１００が形成され、各平面光波回路
１００の途中には、半導体光素子としてそれぞれ４アレ
イの半導体光アンプ２４が形成された４チップが搭載さ
れる。これらの各半導体光アンプ２４は、ＡuＳnはんだ
を用いたはんだ付けによって光モジュール基板１上に固
定され、その固定温度は約３００℃である。

【００５３】一方、光モジュール基板１端部の導波路端
には、ヤトイ板１１が取り付けられ、光モジュール基板
１のヤトイ板１１が取り付けられる端部と直交する端部
に近接して半導体光アンプ２４のドライバＩＣ１３が搭
載される。なお、ドライバＩＣ１３は、１チップあたり
４素子が形成されたアレイ化ドライバＩＣである。ヤト
イ板１１は、耐熱温度約２００℃の接着剤で固定され
る。また、ドライバＩＣ１３は、温度が２８０℃以上に
なると熱損傷を受けることがあるので、ＳnＰbはんだを
用いて、固定温度２２０℃程度で固定する。このように
本実施の形態の光モジュールには、固定温度、耐熱温度
の異なる３つの構成品、すなわち、耐熱温度が比較的低
いヤトイ板１１およびドライバＩＣ１３（以下第１構成
品群と呼ぶ。）と固定温度が約３００℃である半導体光
アンプ２４（以下第２構成品群と呼ぶ。）が搭載され
る。

【００５４】図８は、本実施の形態のハイブリッド光モ
ジュール組立装置の構成を示す側断面図であり、（ａ）
は、図７のＡ−Ａ’線での断面図、（ｂ）は、図７のＢ
−Ｂ’線での断面図である。

【００５５】Ａ−Ａ’線での断面図で見た場合には、図
８（ａ）に示すように、光モジュール基板１上の中央部
には半導体光アンプ２４が搭載され、その両端部にヤト
イ板１１が取り付けられている。そこで、ハイブリッド
光モジュール組立装置のチャンバ４０の中央部の下部に
はヒータ３１を、両端部の下部には冷却板５１を配設
し、半導体光アンプ２４が搭載された光モジュール基板
１の中央部下面がヒータ３１の上面に接し、ヤトイ板１
１が取り付けられた光モジュール基板１の両端部下面が
冷却板５１の上面に接するように光モジュール基板１を
ヒータ３１と冷却板５１の上に載置してチャンバ４０内
に収容する。

【００５６】また、Ｂ−Ｂ’線での断面図で見た場合に
は、図８（ｂ）に示すように、光モジュール基板１上の
中央部には半導体光アンプ２４が搭載され、その両端部
にドライバＩＣ１３が取り付けられている。そこで、ハ
イブリッド光モジュール組立装置のチャンバ４０の中央
部の下部にはヒータ３１を、両端部の上部には冷却ノズ
ル５０を配設し、半導体光アンプ２４が搭載された光モ
ジュール基板１の中央部下面がヒータ３１の上面に接す
るように光モジュール基板１をヒータ３１上に載置し、
かつ、ドライバＩＣ１３が搭載された光モジュール基板
１の両端部上面周辺には冷却ノズル５０からの窒素ガス
が吹き付けられるようにして、チャンバ４０内に収容す
る。

【００５７】図９は、本実施の形態の光モジュール基板
１の温度分布を示す図である。図に示すように、図７の
Ａ−Ａ’線に沿った温度分布は、半導体光アンプ２４が
搭載された中央部においては約３００℃となり、ヤトイ
板１１が取り付けられた両端部においては接着剤の耐熱
温度よりも充分低い温度となる。また、図７のＢ−Ｂ’
線に沿った温度分布は、半導体光アンプ２４が搭載され
た中央部においては約３００℃となり、ドライバＩＣ１
３が搭載された両端部においてはＳnＰbはんだが溶融す
るに充分な２００℃よりも高く、かつドライバＩＣ１３
に熱損傷を与えることがない２５０℃以下の温度とな
る。なお、これらの温度は、冷却板５１の温度、冷却ノ
ズル５０からの窒素ガスの吹き付け量および吹き付け位
置を制御することにより最適化することが可能である。

【００５８】本実施の形態によれば、固定温度が約３０
０℃である複数の半導体光アンプ２４を搭載する光モジ
ュール基板１の中央部をヒータ３１で加熱するので該部
分の温度は約３００℃にすることができる。同時に、ヤ
トイ板１１が取り付けられた光モジュール基板１の端部
は冷却板５１によって冷却するので、ヤトイ板１１及び
その接着剤の耐熱温度よりも充分低い温度とすることが
でき、かつ、ドライバＩＣ１３を搭載する光モジュール
基板１の端部は冷却ノズル５０から窒素ガスを吹き付け
て冷却するので、ドライバＩＣ１３を固定するＳnＰbは
んだが溶融するに充分な２００℃よりは高く、ドライバ
ＩＣ１３の耐熱温度よりは低い温度とすることができ
る。

【００５９】このため、ヤトイ板１１を取り付けた光モ
ジュール基板１上に複数の半導体光アンプ２４と複数の
ドライバＩＣ１３とを載置し、これらをＡuＳnはんだと
ＳnＰbはんだとによって一括して光モジュール基板１上
に固定する事が可能となる。

【００６０】またこのため、１回の加熱工程で、複数の
半導体光アンプ２４と複数のドライバＩＣ１３とを光モ
ジュール基板１上に固定できるので、実装密度を高める
ことができる。

【００６１】なお、本実施の形態においては、例として
光モジュール基板１上に、４本を１グループとする４グ
ループ、合計１６本の平面光波回路１００が形成され、
各平面光波回路１００の途中には、半導体光素子として
それぞれ４アレイの半導体光アンプ２４が形成された４
チップが搭載される場合について説明したが、平面光波
回路の数及び半導体光アンプが形成されたチップの数は
１６本、４チップに限定されるものではなく、これら以
外の個数でもよい。

【００６２】また、本実施の形態においては、例として
耐熱温度約２００℃の接着剤で固定されるヤトイ板１１
と固定温度２２０℃程度で固定されるドライバＩＣ１３
とからなる第１構成品群と、固定温度約３００℃のはん
だで固定される半導体光アンプ２４からなる第２構成品
群の場合について述べたが、耐熱温度、固定温度は、そ
れぞれ約２００℃、約２２０℃または約３００℃に限定
されるものではなく、第１構成品群の耐熱温度が第２構
成品群の固定温度に比して低ければ、耐熱温度、固定温
度はそれぞれ約２００℃、約２２０℃または約３００℃
以外の場合にも適用可能である。また、第１構成品群の
構成品はヤトイ板１１とドライバＩＣ１３に限定される
ものではなくその他の構成品でも良く、第２構成品群の
構成品は半導体光アンプ２４に限定されるものではなく
その他の構成品でもよい。

【００６３】更に、本実施の形態においては、半導体光
アンプ２４が搭載された光モジュール基板１の中央部の
みをヒータ３１上に載置してヒータ３１により加熱した
が、光モジュール基板１のドライバＩＣ１３が搭載され
た部分も含めて光モジュール基板１をヒータ３１上に載
置して加熱し、ドライバＩＣ１３が搭載された部分には
窒素ガスを吹き付けて冷却し、ヤトイ板１１が取り付け
られた部分は冷却板５１によって冷却してもよい。

【００６４】

【発明の効果】本発明によれば、光モジュール基板をヒ
ータによって加熱すると同時に、光モジュール基板の所
定の部分に、冷却ノズルから窒素ガスを吹き付けて、ま
たは冷却板を接触させることによって、冷却するので、
光モジュール基板に所望の温度分布を形成することが可
能となるという効果がある。

【００６５】このため、耐熱温度が低い第１構成品群を
搭載する領域の温度を低く保ちつつ、固定温度の高い第
２構成品群を搭載する領域の温度を固定温度にまで高く
することができ、光モジュール基板上に、耐熱温度、固
定温度の異なる複数種、複数個の構成品を一括して同時
に搭載固定することが可能となるという効果がある。

【００６６】従って、高集積度のハイブリッド光集積回
路を低コストで製作することが可能となるという効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光モジュール組立方法および組立装置
に係る第１の実施の形態のハイブリッド光モジュールの
構成と光モジュール組立装置のヒータの配置とを示す平
面図である。

【図２】本発明の光モジュール組立方法および組立装置
に係る第１の実施の形態のハイブリッド光モジュール組
立装置の構成を示す側断面図である。

【図３】本発明の光モジュール組立方法および組立装置
に係る第１の実施の形態の光モジュール基板の温度分布
を示す図である。

【図４】本発明の光モジュール組立方法および組立装置
に係る第１の実施の形態の光モジュール組立工程を示す
図である。

【図５】本発明の光モジュール組立方法および組立装置
に係る第２の実施の形態のハイブリッド光モジュール組
立装置の構成を示す側断面図である。

【図６】本発明の光モジュール組立方法および組立装置
に係る第２の実施の形態において多数の光モジュール基
板に同時に半導体光素子を固定する場合の例を示す平面
図である。

【図７】本発明の光モジュール組立方法および組立装置
に係る第３の実施の形態を適用するハイブリッド光モジ
ュールの構成の例を示す平面図である。

【図８】本発明の光モジュール組立方法および組立装置
に係る第３の実施の形態のハイブリッド光モジュール組
立装置の構成を示す側断面図である。

【図９】本発明の光モジュール組立方法および組立装置
に係る第３の実施の形態の光モジュール基板１の温度分
布を示す図である。

【図１０】従来のハイブリッド光モジュールの１例を示
す構成図である。

【図１１】ハイブリッド光モジュールを製作する際の、
従来の各構成品実装工程の例を示す図である。

【図１２】従来の代表的な局所加熱法の説明図である。

【符号の説明】

１…光モジュール基板 １１…ヤトイ板 １２…フィルタ １３…ドライバＩＣ ２１…半導体レーザ ２２…モニタ用フォトダイオード ２３…受信用フォトダイオード ２４…半導体光アンプ ３０…ツール ３１…ヒータ ４０…チャンバ ４１…窒素導入口 ５０…冷却ノズル ５１…冷却板 １００…光導波路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大山 貴晴 東京都新宿区西新宿三丁目19番２号 日本 電信電話株式会社内 (72)発明者 赤堀 裕二 東京都新宿区西新宿三丁目19番２号 日本 電信電話株式会社内 (72)発明者 山田 貴 東京都新宿区西新宿三丁目19番２号 日本 電信電話株式会社内

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光モジュール構成品の一部が耐熱性の低い
   固定剤によって光モジュール基板の一部に固定され、上
   記光モジュール構成品の残部を上記光モジュール基板に
   加熱工程を施して上記光モジュール基板に搭載固定する
   光モジュール組立方法において、 上記加熱工程においては、上記耐熱性の低い固定剤によ
   って上記構成品の一部が固定された上記光モジュール基
   板の上記一部を冷却しつつ、上記光モジュール基板を加
   熱することを特徴とする光モジュール組立方法。
2. 【請求項２】上記光モジュール基板の上記一部を窒素ガ
   スを吹き付けて冷却することを特徴とする請求項１に記
   載の光モジュール組立方法。
3. 【請求項３】上記光モジュール基板の上記一部を冷却板
   を接触させて冷却することを特徴とする請求項１に記載
   の光モジュール組立方法。
4. 【請求項４】光モジュール基板と、 該光モジュール基板の所定の位置に第１の固定剤により
   搭載固定する単数または複数の構成品からなる第１構成
   品群と、 上記光モジュール基板の上記所定の位置と異なる所定の
   位置に上記第１の固定剤の耐熱温度より高い加熱温度を
   要する第２の固定剤により搭載固定する単数または複数
   の構成品からなる第２構成品群と、 で構成する光モジュールの組立方法において、 上記第１構成品群を上記第１の固定剤により搭載固定し
   た後、上記光モジュール基板の上記第２構成品群を搭載
   する部位の下面をヒータの上面に接触して載置し、上記
   第１構成品群の近傍を局所的に冷却しつつ、上記光モジ
   ュール基板を上記ヒータにより加熱して、上記第２構成
   品群を搭載固定することを特徴とする光モジュール組立
   方法。
5. 【請求項５】光モジュール構成品の一部が耐熱性の低い
   固定剤によって一部に固定された光モジュール基板に加
   熱工程を施して上記光モジュール構成品の残部を上記光
   モジュール基板に搭載固定する光モジュール組立装置に
   おいて、 上記光モジュール組立装置は、 上記光モジュール基板を加熱するヒータと、 上記耐熱性の低い固定剤によって上記光モジュール構成
   品の一部が固定された上記光モジュール基板の一部の近
   傍を局所的に冷却する機構と、 上記光モジュール基板の周囲を窒素雰囲気で充たす機構
   と、を備えたことを特徴とする光モジュール組立装置。
6. 【請求項６】上記局所的に冷却する機構は、窒素ガスを
   局所的に吹き付ける冷却ノズルであることを特徴とする
   請求項５に記載の光モジュール組立装置。
7. 【請求項７】上記局所的に冷却する機構は、接触させて
   冷却する冷却板であることを特徴とする請求項５に記載
   の光モジュール組立装置。