特許 6089732 導電性部材の接続構造、導電性部材の接続方法、及び光モジュール

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6089732

(24)【登録日】2017年2月17日

(45)【発行日】2017年3月8日

(54)【発明の名称】導電性部材の接続構造、導電性部材の接続方法、及び光モジュール

(51)【国際特許分類】

   B23K 1/14 20060101AFI20170227BHJP

   G02B 6/42 20060101ALI20170227BHJP

   H01L 31/0232 20140101ALI20170227BHJP

   H01S 5/022 20060101ALI20170227BHJP

   B23K 1/00 20060101ALI20170227BHJP

   B23K 3/00 20060101ALI20170227BHJP

   B23K 101/36 20060101ALN20170227BHJP

   B23K 101/42 20060101ALN20170227BHJP

【ＦＩ】

   B23K1/14 D

   G02B6/42

   H01L31/02 C

   H01S5/022

   B23K1/00 330E

   B23K3/00 A

   B23K101:36

   B23K101:42

【請求項の数】5

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2013-15429(P2013-15429)

(22)【出願日】2013年1月30日

(65)【公開番号】特開2014-144477(P2014-144477A)

(43)【公開日】2014年8月14日

【審査請求日】2015年4月24日

(73)【特許権者】

【識別番号】000005083

【氏名又は名称】日立金属株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100071526

【弁理士】

【氏名又は名称】平田 忠雄

(74)【代理人】

【識別番号】100099597

【弁理士】

【氏名又は名称】角田 賢二

(74)【代理人】

【識別番号】100119208

【弁理士】

【氏名又は名称】岩永 勇二

(74)【代理人】

【識別番号】100124235

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 恵子

(74)【代理人】

【識別番号】100124246

【弁理士】

【氏名又は名称】遠藤 和光

(74)【代理人】

【識別番号】100128211

【弁理士】

【氏名又は名称】野見山 孝

(74)【代理人】

【識別番号】100145171

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 浩行

(72)【発明者】

【氏名】安田 裕紀

(72)【発明者】

【氏名】柳 主鉉

(72)【発明者】

【氏名】平野 光樹

(72)【発明者】

【氏名】小室 浩

(72)【発明者】

【氏名】瀬谷 修

【審査官】 岩瀬 昌治

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００２−２６１１０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−２４９６３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−１５８０００（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２３Ｋ １／１４

Ｂ２３Ｋ １／００

Ｂ２３Ｋ ３／００

Ｇ０２Ｂ ６／４２

Ｈ０１Ｌ ３１／０２３２

Ｈ０１Ｓ ５／０２２

Ｂ２３Ｋ １０１／３６

Ｂ２３Ｋ １０１／４２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

空隙を介して互いの位置が固定された第１の導電性部材及び第２の導電性部材を電気的に接続する導電性部材の接続構造であって、
加熱によって溶融し、前記第１の導電性部材の接続面及び前記第２の導電性部材の接続面に共に溶着した第１の金属部材と、
前記第１の金属部材の融点よりも高い融点を有し、前記加熱によって溶融することなく前記第１の金属部材に覆われた球体状の第２の金属部材とを備え、
前記第２の導電性部材の前記接続面は、前記第１の導電性部材の前記接続面に交差する方向に延び、
前記第２の金属部材は、その直径が前記空隙の寸法の半分以上かつ前記空隙の寸法の２倍以下であり、
前記第１の金属部材は、溶融した状態における流動が前記第２の金属部材によって抑制されている
導電性部材の接続構造。

【請求項2】

前記第２の金属部材は、その少なくとも一部が前記空隙に介在する、
請求項１に記載の導電性部材の接続構造。

【請求項3】

空隙を介して互いの位置が固定された第１の導電性部材及び第２の導電性部材を電気的に接続する導電性部材の接続方法であって、
第１の金属部材、及び前記第１の金属部材よりも高い融点を有して前記第１の金属部材に覆われた球体状の第２の金属部材からなる接続部材を、前記第１の導電性部材及び前記第２の導電性部材の少なくとも何れかに接するように配置する配置工程と、
前記接続部材を加熱することにより前記第１及び第２の金属部材のうち前記第１の金属部材のみを溶融させ、溶融した前記第１の金属部材が前記第１の導電性部材の接続面及び前記第２の導電性部材の接続面に溶着することにより、前記第１の導電性部材と前記第２の導電性部材とを電気的に接続する接続工程とを有し、
前記第２の導電性部材の前記接続面は、前記第１の導電性部材の前記接続面に交差する方向に延び、
前記第２の金属部材は、その直径が前記空隙の寸法の半分以上かつ前記空隙の寸法の２倍以下である、
導電性部材の接続方法。

【請求項4】

前記配置工程は、前記第１の導電性部材及び前記第２の導電性部材の間にフラックスを介在させて前記接続部材を配置する工程である、
請求項３に記載の導電性部材の接続方法。

【請求項5】

第１の電極を有する回路基板と、
前記回路基板に実装された光電変換素子と、
光ファイバと前記光電変換素子とを光学的に結合する光結合部材と、
前記回路基板との間に前記光結合部材を挟んで配置され、その側面に前記第１の電極と空隙を介して互いの位置が固定されている第２の電極が形成された板状の支持基板と、
加熱によって溶融し、前記第１の電極の接続面及び前記第２の電極の接続面に共に溶着した第１の金属部材と、
前記第１の金属部材の融点よりも高い融点を有し、前記加熱によって溶融することなく前記第１の金属部材に覆われた球体状の第２の金属部材とを備え、
前記第２の導電性部材の前記接続面は、前記第１の導電性部材の前記接続面に交差する方向に延び、
前記第２の金属部材は、その直径が前記空隙の寸法の半分以上かつ前記空隙の寸法の２倍以下である、
光モジュール。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、導電性部材同士が電気的に接続された導電性部材の接続構造とその接続方法、及び導電性部材の接続構造を用いた光モジュールに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、隙間を有して対向配置された一対の基板の電極同士を、半田を用いて接続する接続構造として、例えば特許文献１に記載されたものが知られている。

【0003】

特許文献１に記載の接続構造は、基板の反り等によって電極間の距離が開いた場合にも半田による接続が可能となるように、一方の電極の表面に、他方の電極に向かって突出するバンプが設けられている。このバンプによって半田が介在する部分の隙間が狭くなり、電極間の電気的な接続を確実にすることができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００９−５４７４１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかし、特許文献１に記載のものでは、バンプを設けるために製造工程が複雑になり、製造コストの上昇を招来してしまう。また、電極間の隙間を埋めるために必要な半田の量が多くなると、基板の端部に隣接して形成された複数の電極を半田によって接続する際に、溶融した半田の流動によって半田ブリッジが発生してしまうおそれもある。

【0006】

そこで、本発明は、接続の際に溶融する金属部材の量を抑制しながら、導電性部材同士間の接続を確実にすることができる導電性部材の接続構造、導電性部材の接続方法、及び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】

【0007】

本発明は、上記課題を解決することを目的として、空隙を介して互いの位置が固定された第１の導電性部材及び第２の導電性部材を電気的に接続する導電性部材の接続構造であって、加熱によって溶融し、前記第１の導電性部材の接続面及び前記第２の導電性部材の接続面に共に溶着した第１の金属部材と、前記第１の金属部材の融点よりも高い融点を有し、前記加熱によって溶融することなく前記第１の金属部材に覆われた第２の金属部材とを備え、前記第１の金属部材は、溶融した状態における流動が前記第２の金属部材によって抑制されている導電性部材の接続構造。

【0008】

また、本発明は、上記課題を解決することを目的として、空隙を介して互いの位置が固定された第１の導電性部材及び第２の導電性部材を電気的に接続する導電性部材の接続方法であって、第１の金属部材、及び前記第１の金属部材よりも高い融点を有して前記第１の金属部材に覆われた第２の金属部材からなる接続部材を、前記第１の導電性部材及び前記第２の導電性部材の少なくとも何れかに接するように配置する配置工程と、前記接続部材を加熱することにより前記第１及び第２の金属部材のうち前記第１の金属部材のみを溶融させ、溶融した前記第１の金属部材が前記第１の導電性部材の接続面及び前記第２の導電性部材の接続面に溶着することにより、前記第１の導電性部材と前記第２の導電性部材とを電気的に接続する接続工程とを有する導電性部材の接続方法。

【0009】

また、本発明は、上記課題を解決することを目的として、第１の電極を有する回路基板と、前記回路基板に実装された光電変換素子と、光ファイバと前記光電変換素子とを光学的に結合する光結合部材と、前記回路基板との間に前記光結合部材を挟んで配置され、その側面に第２の電極が形成された板状の支持基板と、加熱によって溶融し、前記第１の電極の接続面及び前記第２の電極の接続面に共に溶着した第１の金属部材と、前記第１の金属部材の融点よりも高い融点を有し、前記加熱によって溶融することなく前記第１の金属部材に覆われた第２の金属部材とを備えた光モジュール。

【発明の効果】

【0010】

本発明に係る導電性部材の接続構造、導電性部材の接続方法、及び光モジュールによれば、接続の際に溶融する金属部材の量を抑制しながら、導電性部材同士間の接続を確実にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本実施の形態に係る光モジュールを示す斜視図である。

【図2】図１のＡ−Ａ線断面図である。

【図3】（ａ）は支持基板を示す斜視図、（ｂ）は支持基板がダイシングされる棒状部材の斜視図である。

【図4】光モジュール１を示し、枠体が設けられている側面と反対側の側面図である。

【図5】下部電極とリード電極との接続方法の一例を示す模式図である。

【図6】本実施の形態の比較例に係る光モジュールを示し、枠体が設けられている側面と反対側の側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

［実施の形態］
図１は、本実施の形態に係る光モジュールを示す斜視図である。図２は、光モジュール１に装着された光ファイバ９の軸線に沿って切断した光モジュール１のＡ−Ａ線断面図である。

【0013】

（光モジュール１の構成）
この光モジュール１は、図１に示すように、マザーボード８に搭載して使用される。マザーボード８は、例えばガラス繊維にエポキシ樹脂をしみ込ませて熱硬化処理を施した板状の基材８０に複数のランド８１を含む配線パターンを形成したガラスエポキシ基板である。マザーボード８には、図略のＣＰＵ（Central Processing Unit）や記憶素子等の電子部品が搭載され、光モジュール１に装着される光ファイバ９を伝送媒体とする光通信により、他の電子回路基板又は電子装置との間で信号を送信又は受信する。

【0014】

光モジュール１は、回路基板２と、回路基板２の上面２ａに実装された光電変換素子３１と、光ファイバ９を保持すると共に光電変換素子３１と光ファイバ９とを光学的に結合する光結合部材４と、回路基板２の上面２ａに実装され、光電変換素子３１に電気的に接続された半導体回路素子３２と、回路基板２との間に光結合部材４を挟むように配置された板状の支持基板５と、枠体６とを備えている。

【0015】

支持基板５の側面には、支持基板５の厚さ方向（マザーボード８に対して垂直な方向）に延びる第２の導電性部材としてのリード電極５１が本体部５０と一体に形成されている。リード電極５１の一端は、回路基板２の下面２ｂに設けられた第１の導電性部材としての下部電極２２に第１接続部材７１によって接続されている。リード電極５１の他端は、マザーボード８のランド８１に第２接続部材７２によって接続されている。

【0016】

図２に示すように、回路基板２の光結合部材４側に絶縁性の樹脂からなるカバーレイ２０が設けられている。カバーレイ２０は、光透過性を有する平板状の絶縁体であり、例えばＰＩ（ポリイミド）からなる。カバーレイ２０には、光ファイバ９を伝搬する光を通過させるための通過孔２０１が形成されている。また、カバーレイ２０は、光結合部材４を覆う大きさ及び形状に形成されている。カバーレイ２０と回路基板２との間、及びカバーレイ２０と光結合部材４との間は、接着剤等により相互に固定されている。

【0017】

支持基板５には、ステンレス等の金属を屈曲して形成された枠体６が固定されている。枠体６は、光モジュール１に接続される光ファイバ９の外周を三方向から囲むように形成されている。この枠体６は、平板状の基部６０と、基部６０に連接した底壁部６１と、底壁部６１の両端に立設された一対の側壁部６２とを一体に有している。基部６０は、後述する支持基板５の第２の平面５０ｂ（図３（ａ）参照）に接着により固定される。光ファイバ９は、一対の側壁部６２の間の空間に充填された接着剤等により、枠体６に固定されている。

【0018】

光モジュール１は、光ファイバ９の延伸方向に沿った全長が例えば３．０ｍｍであり、この方向に直交する幅方向の寸法が例えば２．０ｍｍである。また、光モジュール１の高さ方向（マザーボード８に対して垂直な方向）の寸法は例えば０．８ｍｍである。

【0019】

光電変換素子３１は、電気信号を光信号に変換し、又は光信号を電気信号に変換する素子である。前者の発光素子としては、例えばレーザーダイオードやＶＣＳＥＬ（Vertical Cavity Surface Emmitting LASER）等が挙げられる。また、後者の受光素子としては、例えばフォトダイオードが挙げられる。光電変換素子３１は、光ファイバ９に向けて光を出射又は光ファイバ９からの光を入射するように構成されている。

【0020】

光電変換素子３１が電気信号を光信号に変換する素子である場合、半導体回路素子３２は、電子回路基板側から入力される電気信号に基づいて光電変換素子３１を駆動するドライバＩＣである。また、光電変換素子３１が受光した光信号を電気信号に変換する素子である場合、半導体回路素子３２は、光電変換素子３１から入力される電気信号を増幅して電子回路側に出力する受信ＩＣである。

【0021】

（回路基板２の構成）
回路基板２は、柔軟性及び光透過性を有するフィルム状の絶縁体からなる基材の表面に、導電性の金属箔からなる複数の電極が設けられたフレキシブル基板である。光電変換素子３１及び半導体回路素子３２が実装される上面２ａには、複数の上部電極２１が設けられている。上面２ａの裏側の下面２ｂには、第２の導電性部材としての複数の下部電極２２が設けられている。

【0022】

複数の下部電極２２には、支持基板５のリード電極５１がそれぞれ第１接続部材７１によって接続される。本実施の形態に係る光モジュール１では、下部電極２２及びリード電極５１が共に６つである。また、下部電極２２は、下面２ｂの周縁部に設けられている。

【0023】

上面２ａにおける複数の上部電極２１は、その機能によって接続用電極２１ａとテスト用電極２１ｂとに分類される。図２に示すように、接続用電極２１ａは、光電変換素子３１の第１接続電極３１１又は半導体回路素子３２の第２接続電極３２１に半田付けによって接続される電極である。

【0024】

テスト用電極２１ｂは、光モジュール１がマザーボード８に搭載されていない単体の状態で、光モジュール１の動作試験を行うためのテスト用の電極である。テスト用電極２１ｂには、動作試験用のプローブが接触し、このプローブを介して電源の供給やテスト信号の入出力が行われる。本実施の形態では、複数（４つ）のテスト用電極２１ｂが、半導体回路素子３２よりも実装面積の小さい光電変換素子３１の周辺に配置されている。

【0025】

（光結合部材４の構成）
光結合部材４は、光ファイバ９を保持する保持体４０と、光ファイバ９を伝搬する伝搬光を導く導光体４１とを有して構成されている。保持体４０及び導光体４１は共に光ファイバ９を伝搬する伝搬光の波長において透光性を有し、導光体４１は、保持体４０の屈折率よりも高い屈折率を有している。保持体４０は、例えばＰＩ（ポリイミド）からなり、導光体４１は、例えばアクリル、エポキシ、ＰＩ、ポリシロキサン等からなる。

【0026】

保持体４０は平板状であり、カバーレイ２０に対向する平坦な表（おもて）面４０ａと、表面４０ａに平行で支持基板５に対向する裏面４０ｂとを有している。保持体４０は、支持基板５側に開口して光ファイバ９の先端部を収容する溝部４０１を裏面４０ｂ側に有している。溝部４０１は、半導体回路素子３２と光電変換素子３１との並列方向に沿って延びるように、保持体４０の裏面４０ｂから保持体４０の厚さ方向に表面４０ａに向かって窪むように形成されている。導光体４１は、溝部４０１に連通して形成され、その中心軸が溝部４０１の延伸方向と平行である。

【0027】

保持体４０には、裏面４０ｂ側に切り欠き部４０３が形成されている。切り欠き部４０３は、保持体４０の一方の側面から他方の側面に亘って形成され、その延伸方向は導光体４１の中心軸に直交している。また、切り欠き部４０３は、側面視で三角形状を呈し、その一側面によって導光体４１を終端している。切り欠き部４０３が裏面４０ｂとなす角度は例えば４５°である。なお、切り欠き部４０３には、樹脂を充填してもよい。

【0028】

導光体４１は、溝部４０１側の一端が入出射面４１ａであり、切り欠き部４０３の一側面によって終端された斜面が反射面４１ｂである。入出射面４１ａは、溝部４０１に保持された光ファイバ９のクラッド層９１に囲まれたコア９０に対向する位置に設けられている。反射面４１ｂは、光電変換素子３１から出射された光を入出射面４１ａ側に、又は入出射面４１ａから入射した光を光電変換素子３１側に、反射する。

【0029】

保持体４０の溝部４０１に収容された光ファイバ９の先端部は、図２に示すように、保持体４０（溝部４０１の底面）と支持基板５との間に挟持される。

【0030】

（支持基板５の構成）
図３（ａ）は支持基板５を示す斜視図、（ｂ）は支持基板５がダイシングされる棒状部材５００の斜視図である。

【0031】

支持基板５は、光結合部材４に対向する第１の平面５０ａと、マザーボード８に対向する第２の平面５０ｂと、第１〜第４の側面５０ｃ，５０ｄ，５０ｅ，５０ｆとを有する直方体状の絶縁性の材料からなる本体部５０、及び本体部５０の側面に形成された複数（本実施の形態では６つ）のリード電極５１を一体に有している。本実施の形態では、本体部５０の第１〜第４の側面５０ｃ〜５０ｆのうち、導光体４１の中心軸に平行で、かつ互いに対向する第２の側面５０ｄ及び第４の側面５０ｆに、それぞれ３つのリード電極５１が形成されている。

【0032】

リード電極５１は、光結合部材４の裏面４０ｂに向かい合う第１の平面５０ａの端部から、その裏側の第２の平面５０ｂの端部に至るまで、支持基板５の厚さ方向（第１の平面５０ａ及び第２の平面５０ｂに垂直な方向）に沿って延びるように形成されている。

【0033】

本実施の形態では、本体部５０がガラスを含有する素材から形成されている。より具体的には、本体部５０は、ガラス繊維にエポキシ樹脂をしみ込ませて熱硬化処理を施したガラスエポキシからなり、本実施の形態では、本体部５０の素材が所謂ＦＲ４（Flame Retardant Type 4）である。また、リード電極５１は、銅を主体とし、この銅の表面に金メッキが施されている。

【0034】

本体部５０は、その厚みが例えば０．５ｍｍ以下であり、第１の平面５０ａとは反対側の第２の平面５０ｂから、光結合部材４の溝部４０１に収容された光ファイバ９の先端部を視認可能な透光性を有している。

【0035】

支持基板５は、図３（ｂ）に示すように、棒状部材５００をダイシングしてなる。以下、より具体的に説明する。棒状部材５００は、支持基板５の本体部５０となる基材５０Ａと、基材５０Ａの中心軸Ｃに沿って基材５０Ａの側面に形成され、支持基板５のリード電極５１となる線状の金属箔５１Ａとを一体に有している。

【0036】

棒状部材５００は、予め研磨された基材５０Ａの側面を覆うように銅の薄板を張り付けて接着し、この薄板を金属箔５１Ａの形状に適合するようにエッチングし、さらに薄板上にニッケル及び金メッキを施して金属箔５１Ａを形成する。なお、金属箔５１Ａを例えば蒸着によって形成してもよい。また、金メッキに替えてニッケルメッキ又はフラックス処理を施してもよい。

【0037】

支持基板５は、棒状の基材５０Ａをその中心軸Ｃに直交する断面で金属箔５１Ａと共にダイシングしてなる。図３（ｂ）では、棒状部材５００の切断線Ｓを一点鎖線で示している。すなわち、棒状部材５００の切断面が、支持基板５の第１の平面５０ａ又は第２の平面５０ｂとなる。

【0038】

（下部電極２２とリード電極５１との接続構造）
図４は、光モジュール１を示し、枠体６が設けられている側面と反対側の側面図である。なお、図４では、後述する製造時の状態に即して光モジュール１がマザーボード８に垂直な方向において上下逆さまに示されている。なお、図４において、芯部７１２を破線で示している。

【0039】

回路基板２の下面２ｂに実装された６つの下部電極２２と、支持基板５の第２の側面５０ｄ及び第４の側面５０ｆに設けられた６つのリード電極５１とは、空隙１００を介して互いの位置が固定されている。第１接続部材７１が溶着するリード電極５１の接続面５１０は、第１接続部材７１が溶着する下部電極２２の接続面としての表面２２ａに交差する方向に延びている。本実施の形態では、リード電極５１の接続面５１０は、下部電極２２の表面２２ａに直交する方向に向かって延びている。図４では、６つの下部電極２２のうち２つの下部電極２２が図示され、６つのリード電極５１のうち２つのリード電極が図示されている。

【0040】

本実施の形態では、下部電極２２とリード電極５１との空隙１００の幅（回路基板２に対して垂直な方向）Ｗが、５０μｍ〜２００μｍである。この空隙１００には、下部電極２２とリード電極５１とを電気的に接続する導電性の第１接続部材７１が介在している。

【0041】

第１接続部材７１は、熱によって溶融し、下部電極２２の表面２２ａ及びリード電極５１の接続面５１０の一端部５１０ａに共に溶着した第１の金属部材からなる溶融部７１１と、溶融部７１１の融点よりも高い融点を有し、熱によって溶融することなく溶融部７１１に被覆された第２の金属部材からなる芯部７１２とを備えている。

【0042】

溶融部７１１を構成する第１の金属部材は、半田からなる。この半田は、例えば錫（Ｓｎ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）を含むＳｎＡｇＣｕ系合金や錫（Ｓｎ）、亜鉛（Ｚｎ）、ビスマス（Ｂｉ）を含むＳｎＺｎＢｉ系合金や錫（Ｓｎ）、銀（Ａｇ）、インジウム（Ｉｎ）、ビスマス（Ｂｉ）を含む合金等を材料とした鉛フリー半田が用いられている。本実施の形態では、ＳｎＡｇＣｕ系合金を材料とした鉛フリー半田であり、その融点は、最大で２２０℃である。

【0043】

芯部７１２を構成する第２の金属部材は、主として銅（Ｃｕ）からなり、銅（Ｃｕ）の融点は１０８４．６２℃である。したがって、第１接続部材７１は、例えば２２０℃〜１０００℃の熱を加えることにより、溶融部７１１だけが溶融し、芯部７１２は溶融することなく固体のまま溶融部７１１に覆われた状態となる。換言すれば、溶融部７１１は、溶融した状態における流動が芯部７１２によって抑制されている。

【0044】

芯部７１２は、球体状であり、その少なくとも一部が空隙１００に介在している。芯部７１２の直径をＤ_１とし、空隙１００の幅をＷとすると、Ｄ_１は、Ｗ／２以上２Ｗ以下（Ｗ／２≦Ｄ_１≦２Ｗ）であるとよい。芯部７１２の直径Ｄ_１のより望ましい範囲は、Ｗ／２以上Ｗ以下（Ｗ／２≦Ｄ１≦Ｗ）である。

【0045】

また、本実施の形態では、第１接続部材７１も球体状であり、第１接続部材７１の直径をＤ_２とすると、Ｄ_２の望ましい範囲は、Ｄ_１の１．１倍以上２倍以下（１．１Ｄ_１≦Ｄ_２≦２Ｄ_１）である。

【0046】

（下部電極２２とリード電極５１との接続方法）
次に、下部電極２２とリード電極５１との接続方法について説明する。図５は、下部電極２２とリード電極５１との接続方法の一例を示す模式図である。

【0047】

空隙１００を介して互いの位置が固定された下部電極２２及びリード電極５１を電気的に接続する接続工程は、溶融部７１１、及び溶融部７１１よりも高い融点を有して溶融部７１１に覆われた芯部７１２からなる第１接続部材７１を、下部電極２２及びリード電極５１に接するように配置する配置工程と、第１接続部材７１を加熱することにより溶融部７１１及び芯部７１２のうち溶融部７１１のみを溶融させ、下部電極２２の表面２２ａ及びリード電極５１の接続面５１０の一端部５１０ａに溶着することにより、下部電極２２とリード電極５１とを電気的に接続する接続工程とを有する。以下、この各工程について、より詳細に説明する。なお、各工程における作業手順は一例として示すものであり、この作業手順に限定されることはない。

【0048】

（配置工程）
配置工程では、互いに直交する第１の側壁１１及び第２の側壁１２を有する治具１０に、第１接続部材７１が挿入されていない状態の光モジュール１を配置する。より具体的には、光電変換素子３１の上面３１ａ及び半導体回路素子３２の上面３２ａが第１の側壁１１に面するように、光モジュール１が配置される。治具１０に配置された光モジュール１は、下部電極２２の表面２２ａが鉛直方向の上方を向くように水平方向に対して傾いている。

【0049】

次に、第１接続部材７１を、その最表面が下部電極２２及びリード電極５１に接するように配置する。なお、第１接続部材７１の最表面が、下部電極２２の表面２２ａのみに接触していてもよい。つまり、第１接続部材７１が空隙１００の内部に完全に配置された状態でもよい。

【0050】

本実施の形態では、第１接続部材７１は、その最表面にフラックスが塗布されている。このフラックスは、例えば塩化亜鉛（ＺｎＣｌ）飽和水溶液や松脂等を材料とし、約９０℃で溶融する。したがって、フラックスが半田からなる溶融部７１１よりも先に溶融することにより、半田の濡れ（流れ）が良くなる。なお、フラックスは第１接続部材７１の最表面に塗布せず、下部電極２２の表面２２ａ及びリード電極５１に塗布されていてもよい。つまり、第１接続部材７１は、下部電極２２及びリード電極５１の間にフラックスを介在させて配置される。

【0051】

（接続工程）
接続工程では、第１接続部材７１にレーザＬを照射して芯部７１２を構成する第１の金属部材及び溶融部７１１を構成する第２の金属部材のうち第２の金属部材（溶融部７１１）のみを溶融する。なお、本実施の形態では、レーザＬを照射して第１接続部材７１を加熱しているが、例えば熱風等を利用して第１接続部材７１を加熱してもよい。溶融した第２の金属部材（溶融部７１１）が下部電極２２の表面２２ａ及びリード電極５１の接続面５１０の一端部５１０ａに溶着することにより、下部電極２２とリード電極５１とが電気的に接続される。

【0052】

より具体的には、溶融した第２の金属部材（溶融部７１１）の一部が下部電極２２の表面２２ａに広がり、他の一部がリード電極５１の接続面５１０の一端部５１０ａに広がり、それぞれ溶着する。

【0053】

（光モジュール１の動作）
次に、図２を参照して光モジュール１の動作について説明する。ここでは、光電変換素子３１がＶＣＳＥＬ（Vertical Cavity Surface Emitting LASER、垂直共振器面発光レーザ）であり、半導体回路素子３２がこの光電変換素子３１を駆動するドライバＩＣである場合を中心に説明する。

【0054】

光モジュール１は、マザーボード８から動作電源が供給されて動作する。この動作電源は、支持基板５のリード電極５１及び回路基板２を介して光電変換素子３１及び半導体回路素子３２に入力される。また、半導体回路素子３２には、マザーボード８からリード電極５１及び回路基板２を介して、光ファイバ９を伝送媒体として送信すべき信号が入力される。半導体回路素子３２は、入力された信号に基づいて光電変換素子３１を駆動する。

【0055】

光電変換素子３１は、回路基板２との対向面に形成された受発光部から、回路基板２の上面２ａに向かって、上面２ａに垂直な方向にレーザ光を出射する。図２では、このレーザ光の光路Ｐを二点鎖線で示している。

【0056】

レーザ光は回路基板２の基材及びカバーレイ２０を透過して、光結合部材４に入射する。光結合部材４に入射したレーザ光は反射面４１ｂで反射し、導光体４１に導かれて入出射面４１ａから光ファイバ９のコア９０に入射する。

【0057】

なお、光電変換素子３１が例えばフォトダイオードであり、半導体回路素子３２が受信ＩＣである場合には、光の進行方向が上記とは逆となり、光電変換素子３１が受信した光信号を電気信号に変換して半導体回路素子３２に出力する。半導体回路素子３２は、この電気信号を増幅し、回路基板２及び支持基板５のリード電極５１を介してマザーボード８側に出力する。

【0058】

（比較例）
図６は、本実施の形態の比較例に係る光モジュール１Ａを示し、枠体６が設けられている側面と反対側の側面図である。

【0059】

本比較例に係る光モジュール１Ａは、第１接続部材７１Ａの構成が実施の形態に係る第１接続部材７１の構成とは異なる。図６において、光モジュール１について説明したものと同一の機能を有する部位については共通する符号を付し、その重複した説明を省略する。

【0060】

図６に示すように、第１接続部材７１Ａは半田からなる第１の金属部材のみで構成される。この場合、熱によって溶融した第１接続部材７１Ａは、下部電極２２の表面２２ａ上に広がり、空隙１００を介して配置されたリード電極５１の接続面５１ａ側には広がりにくい。したがって、下部電極２２とリード電極５１との間に介在する空隙１００を埋めるためには、第１接続部材７１Ａを構成する半田の量が、実施の形態における半田（溶融部７１１）の量に比べて、より多く必要となる。

【0061】

また、半田からなる第２接続部材７２によって、リード電極５１の接続面５１０の他端部５１０ｂとマザーボード８に設けられたランド８１とが接続され、光モジュール１Ａがマザーボード８（図１参照）に実装される。その際、第２接続部材７２を加熱する熱が、リード電極５１の接続面５１０の一端部５１０ａに伝わり、その熱により第１接続部材７１Ａが溶融するおそれがある。溶融した第１接続部材７１Ａは、リード電極５１の接続面５１０を伝ってマザーボード８に向かって流れ落ちる可能性がある。

【0062】

（実施の形態の作用及び効果）
本実施の形態によれば、以下に示す作用及び効果が得られる。

【0063】

（１）第１接続部材７１は、レーザＬの加熱によって溶融し、下部電極２２及びリード電極５１に共に接着した溶融部７１１と、溶融部７１１を構成する第１の金属部材の融点よりも高い融点を有し、レーザＬの加熱によって溶融することなく溶融部７１１に覆われた芯部７１２とを備えているため、溶融した第１の金属部材（溶融部７１１）の流動を芯部７１２によって抑制することができる。これにより、溶融部７１１は、下部電極２２の表面２２ａ上のみならず、空隙１００を介して配置固定されたリード電極５１の接続面５１０の一端部５１０ａにも溶着する。したがって、溶融部７１１の半田量を減らしながらも、下部電極２２とリード電極５１との電気的な接続を確実にすることができる。

【0064】

（２）第１接続部材７１は、芯部７１２を備えているため、光モジュール１をマザーボード８に実装する際、第２接続部材７２を加熱する熱によって第１接続部材７１の溶融部７１１が再溶融した場合でも、溶融した溶融部７１１がリード電極５１の接続面５１０を伝ってマザーボード８に向かって流れ落ちることを抑制することができる。

【0065】

（３）芯部７１２は、その少なくとも一部が空隙１００に介在しているため、溶融した第１の金属部材（溶融部７１１）が空隙１００を中心として流動し溶着する。これにより、下部電極２２とリード電極５１との電気的な接続がより確実なものとなる。

【0066】

（４）芯部７１２は球体状であるため、溶融部７１１の溶融によって空隙１００内に芯部７１２が入り込みやすくなる。

【0067】

（５）下部電極２２及びリード電極５１の接続方法における配置工程では、下部電極２２及びリード電極５１の間にフラックスを介在させて第１接続部材７１を配置するため、フラックスの粘性によって第１接続部材７１の配置後における移動（転動）を抑制することができる。

【0068】

（実施の形態のまとめ）
次に、以上説明した実施の形態から把握される技術思想について、実施の形態における符号等を援用して記載する。ただし、以下の記載における各符号等は、特許請求の範囲における構成要素を実施の形態に具体的に示した部材等に限定するものではない。

【0069】

［１］空隙（１００）を介して互いの位置が固定された第１の導電性部材（下部電極２２）及び第２の導電性部材（リード電極５１）を電気的に接続する導電性部材の接続構造であって、加熱によって溶融し、前記第１の導電性部材（下部電極２２）の接続面（表面２２ａ）及び前記第２の導電性部材（リード電極５１）の接続面（５１０）に共に溶着した第１の金属部材（溶融部７１１）と、前記第１の金属部材（溶融部７１１）の融点よりも高い融点を有し、前記加熱によって溶融することなく前記第１の金属部材に覆われた第２の金属部材（芯部７１２）とを備え、前記第１の金属部材（溶融部７１１）は、溶融した状態における流動が前記第２の金属部材（芯部７１２）によって抑制されている導電性部材の接続構造。

【0070】

［２］前記第２の金属部材（芯部７１２）は、その少なくとも一部が前記空隙（１００）に介在する、［１］に記載の導電性部材の接続構造。

【0071】

［３］前記第２の金属部材（芯部７１２）は、球体状である、［１］又は［２］に記載の導電性部材の接続構造。

【0072】

［４］前記第２の金属部材（芯部７１２）は、その直径（Ｄ_１）が前記空隙（１００）の寸法の半分以上かつ前記空隙（１００）の寸法の２倍以下である、［３］に記載の導電性部材の接続構造。

【0073】

［５］前記第２の導電性部材（リード電極５１）の前記接続面（５１０）は、前記第１の導電性部材（下部電極２２）の前記接続面（表面２２ａ）に交差する方向に延びる、［１］に記載の導電性部材の接続構造。

【0074】

［６］空隙（１００）を介して互いの位置が固定された第１の導電性部材（下部電極２２）及び第２の導電性部材（リード電極５１）を電気的に接続する導電性部材の接続方法であって、第１の金属部材（溶融部７１１）、及び前記第１の金属部材（溶融部７１１）よりも高い融点を有して前記第１の金属部材（溶融部７１１）に覆われた第２の金属部材（芯部７１２）からなる接続部材（第１接続部材７１）を、前記第１の導電性部材（下部電極２２）及び前記第２の導電性部材（リード電極５１）に接するように配置する配置工程と、前記接続部材（第１接続部材７１）を加熱することにより前記第１及び第２の金属部材（溶融部７１１及び芯部７１２）のうち前記第１の金属部材（溶融部７１１）のみを溶融させ、溶融した前記第１の金属部材（溶融部７１１）が前記第１の導電性部材（下部電極２２）の接続面（表面２２ａ）及び前記第２の導電性部材（リード電極５１）の接続面（５１０）に溶着することにより、前記第１の導電性部材（下部電極２２）と前記第２の導電性部材（リード電極５１）とを電気的に接続する接続工程とを有する導電性部材の接続方法。

【0075】

［７］前記配置工程は、前記第１の導電性部材（下部電極２２）及び前記第２の導電性部材（リード電極５１）の間にフラックスを介在させて前記接続部材（第１接続部材７１）を配置する工程である、［６］に記載の導電性部材の接続方法。

【0076】

［８］第１の電極（下部電極２２）を有する回路基板（２）と、前記回路基板（２）に実装された光電変換素子（３１）と、光ファイバ（９）と前記光電変換素子（３１）とを光学的に結合する光結合部材（４）と、前記回路基板（２）との間に前記光結合部材（４）を挟んで配置され、その側面に第２の電極（リード電極５１）が形成された板状の支持基板（５）と、加熱によって溶融し、前記第１の電極（下部電極２２）の接続面（表面２２ａ）及び前記第２の導電性部材（リード電極５１）の接続面（５１０）に共に溶着した第１の金属部材（溶融部７１１）と、前記第１の金属部材（溶融部７１１）の融点よりも高い融点を有し、前記加熱によって溶融することなく前記第１の金属部材（溶融部７１１）に覆われた第２の金属部材（芯部７１２）とを備えた光モジュール（１）。

【0077】

以上、本発明の実施の形態を説明したが、上記に記載した実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。

【0078】

上記実施の形態では、芯部７１２は主として銅（Ｃｕ）からなるが、これに限らず、例えば鉄（Ｆｅ）等の導電性を有する金属でもよい。また、銅（Ｃｕ）をニッケル（Ｎｉ）メッキ等した合金でもよい。

【0079】

また、上記実施の形態では、芯部７１２は球体状であったが、これに限らず、芯部７１２の形状に特に制限はない。ただし、球体状が最も望ましい。

【0080】

また、上記実施の形態では、光モジュール１に対して１本の光ファイバ９が装着されていたが、これに限らず、複数の光ファイバ９が装着されるように光モジュール１を構成してもよい。

【0081】

また、上記実施の形態では、回路基板２には光電変換素子３１及び半導体回路素子３２が１つずつ搭載されていたが、これに限らず、複数の光電変換素子３１及び半導体回路素子３２が搭載されていてもよい。

【0082】

また、光モジュール１を構成する各部材の材質も、上記実施の形態に記載したものに限らない。

【符号の説明】

【0083】

１，１Ａ…光モジュール、２…回路基板、２ａ…上面、２ｂ…下面、４…光結合部材、５…支持基板、６…枠体、８…マザーボード、９…光ファイバ、１０…治具、１１…第１の側壁、１２…第２の側壁、２０…カバーレイ、２１…上部電極、２１ａ…接続用電極、２１ｂ…テスト用電極、２２…下部電極（第１の導電性部材，第１の電極）、２２ａ…表面（接続面）、３１…光電変換素子、３１ａ…上面、３２…半導体回路素子、３２ａ…上面、４０…保持体、４０ａ…表（おもて）面、４０ｂ…裏面、４１…導光体、４１ａ…入出射面、４１ｂ…反射面、５０…本体部、５０Ａ…基材、５０ａ…第１の平面、５０ｂ…第２の平面、５０ｃ，５０ｄ，５０ｅ，５０ｆ…第１〜第４の側面、５１…リード電極（第２の導電性部材，第２の電極）、５１Ａ…金属箔、５１ａ…接続面、６０…基部、６１…底壁部、６２…側壁部、７１，７１Ａ…第１接続部材（接続部材）、７２…第２接続部材、８０…基材、８１…ランド、９０…コア、９１…クラッド層、１００…空隙、２０１…通過孔、３１１…第１接続電極、３２１…第２接続電極、４０１…溝部、４０３…切り欠き部、５００…棒状部材、７１１…溶融部（第１の金属部材）、７１２…芯部（第２の金属部材）、Ｃ…中心軸、Ｄ_１…芯部の直径、Ｄ_２…第１接続部材の直径、Ｗ…空隙の幅、Ｌ…レーザ、Ｐ…光路、Ｓ…切断線

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】