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1. WO2010064570 - 部品の取付方法及びこれによって製造される装置

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明 細 書

発明の名称 部品の取付方法及びこれによって製造される装置

技術分野

0001  

背景技術

0002   0003   0004  

発明の開示

発明が解決しようとする課題

0005   0006  

課題を解決するための手段

0007   0008   0009   0010   0011   0012   0013   0014   0015   0016   0017   0018   0019   0020   0021   0022   0023   0024   0025   0026  

発明の効果

0027  

発明を実施するための最良の形態

0028   0029   0030   0031   0032   0033   0034   0035   0036   0037   0038   0039   0040   0041   0042   0043   0044   0045   0046   0047   0048   0049   0050   0051   0052   0053   0054   0055   0056   0057   0058   0059   0060   0061   0062   0063   0064   0065   0066   0067   0068   0069   0070   0071   0072   0073   0074   0075   0076   0077   0078   0079   0080   0081   0082   0083   0084   0085   0086   0087   0088   0089   0090   0091   0092   0093   0094   0095   0096   0097   0098   0099   0100   0101   0102   0103   0104   0105   0106   0107   0108   0109   0110   0111   0112   0113   0114   0115   0116   0117   0118   0119   0120   0121   0122   0123   0124   0125  

図面の簡単な説明

0126  

請求の範囲

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10  

図面

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12   13   14   15   16   17   18   19   20   21   22   23   24   25   26   27   28  

明 細 書

発明の名称 : 部品の取付方法及びこれによって製造される装置

技術分野

[0001]
 本発明は、本体に部品を取り付けるための方法、及び、これによって製造される装置に関するものである。

背景技術

[0002]
 下記特許文献1及び2には、光ファイバのような光部品を基板に取り付けるための技術が記載されている。
[0003]
 これらの技術では、基板に溝を形成したり、位置決め用の部品を基板に取り付けたりすることにより、部品を基板に精度良く取り付けることを目指している。しかしながら、これらの技術では、部品を基板に取り付けるための工程が複雑であり、コスト高になりやすいという不都合がある。
[0004]
 また、下記特許文献3には、配線用の導電層をパターニングし、この導電層(つまり配線パターン)を用いて部品の位置決めを行う技術が記載されている。しかしながら、配線パターンを、光ファイバの位置決めができるほどに厚く形成するためには、相当の時間とコストを必要とする。
特許文献1 : 国際公開WO2004/042444号公報
特許文献2 : 特開2007-264517号公報
特許文献3 : 特開2005-234557号公報

発明の開示

発明が解決しようとする課題

[0005]
 本発明は、前記の状況に鑑みてなされたものである。
[0006]
 本発明の目的の一つは、工程が簡易で、かつ、比較的に精度良く部品を取り付けるための技術を提供することである。

課題を解決するための手段

[0007]
 本発明は、以下のいずれかの項目に記載の構成とされている。
[0008]
 (項目1)
 以下のステップを備える、部品の取付方法:
(1)本体表面に、溶着部と非溶着部とを隣接して形成するステップ;
(2)前記溶着部に溶融材料を配置して、前記溶融材料を前記溶着部に溶着するステップ;
(3)前記溶着部に溶着された前記溶融材料を位置決め用のガイドとして、部品を前記本体に取り付けるステップ。
[0009]
 この発明では、溶着部に隣接した非溶着部により、溶解した状態での溶融材料の位置決めを、比較的に精度良くおこなうことができる。また、この発明では、溶着部に溶着した溶融材料によって、部品の位置決めを行うので、工程が簡単であり、製品を製造するためのコストを低く抑えることが可能になる。ここで、溶融材料と溶着部との溶着は、例えば、溶融材料を溶着部の上面に載せた後、溶融材料を加熱することによって行うことができる。
[0010]
 (項目2)
 前記溶着部と前記非溶着部とは、マスクパターンを転写することによって既定の形状に形成されている
 項目1に記載の部品の取付方法。
[0011]
 この発明においては、溶着部と非溶着部とを、マスクパターンの転写によって形成したので、溶着部どうしの相対的な位置精度や、溶着部と非溶着部との相対的な位置精度を高めることができる。
[0012]
 (項目3)
 前記溶融材料は、ハンダであり、前記溶着部は、金属によって構成されており、前記非溶着部は、ソルダレジスト層により構成されており、
 さらに、前記非溶着部は、前記溶着部の近傍に形成されており、かつ、前記溶融材料の位置決めをするための立ち上がり部を備えている
 項目1又は2に記載の部品の取付方法。
[0013]
 この項目の発明においては、ソルダレジスト層により構成された非溶着部の立ち上がり部を用いて、前記溶融材料の位置決めを行うことができる。
[0014]
 (項目4)
 前記溶融材料は、前記溶着部に溶着される前の状態において、略ボール状に形成されている
 項目3に記載の部品の取付方法。
[0015]
 略ボール状のハンダを溶融材料として用いることにより、ハンダを溶着部に配置する作業を一層効率化することができる。また、ボール状のハンダの容積は、ハンダの製造工程を管理することにより、比較的に精度良く決定することができる。したがって、ボール状のハンダを用いることにより、部品の位置決め精度を向上することが可能になる。なお、この発明においてボール状とは、球体状に限らず、楕円球状や多面体状とすることが可能である。
[0016]
 (項目5)
 前記溶融材料の側面は、前記溶着部に溶着された状態において、非溶着部の方向に向けて膨出されている
 項目4に記載の部品の取付方法。
[0017]
 非溶着部の方向に向けて膨出された側面を用いることにより、部品がハンダの上部に乗り上げる可能性を低減させることができる。このため、この発明では、部品の取付精度を一層向上させることが可能になる。
[0018]
 (項目6)
 前記溶融材料は、ハンダであり、前記溶着部は、金属によって構成されており、前記非溶着部は、前記ハンダに対して濡れ性が低い材料によって構成されている
 項目1又は2に記載の部品の取付方法。
[0019]
 この項目の発明では、前記溶着部に配置したハンダは、ハンダに対して濡れ性が低い材料の方向には広がりにくい。よって、この発明では、非溶着部によって溶融材料の位置決め機能を発揮することができる。
[0020]
 (項目7)
 前記溶融材料の表面には、前記溶融材料よりも硬い材質で構成された被覆層が配置されている
 項目1~6のいずれか1項に記載の部品の取付方法。
[0021]
 被覆層を設けることにより、溶融材料の変形を防ぐことができる。これにより、部品の位置決め精度を一層向上させることができる。
[0022]
 (項目8)
 前記溶着部と前記非溶着部とは、フォトリソグラフィによって既定の形状に形成されている
 項目1に記載の部品の取付方法。
[0023]
 この項目の発明では、フォトリソグラフィ技術によって、溶着部と非溶着部を、既定の形状に形成することができる。ここで、フォトリソグラフィとは、例えば、溶着部又は非溶着部を構成するための膜を露光させて変質させた後、「変質させた部分及び未変質の部分のうちのいずれか一方」を、エッチングなどの適宜の手段で除去する技術をいう。露光の手段としては、フォトマスクを用いた紫外線露光のほか、レーザー光を走査して露光するレーザー露光など、各種の技術を用いることが可能である。
[0024]
 (項目9)
 前記部品には、前記溶融材料の表面との接触面又は接触線を構成するための凹部が形成されており、
 前記部品は、前記凹部の内部に前記溶融材料の全部又は一部を配置することにより、前記溶融材料に対して位置決めされる構成となっている
 項目1~8のいずれか1項に記載の部品の取付方法。
[0025]
 部品に凹部を形成し、この凹部を溶融材料に接触させることで、部品と溶融材料との位置決めを容易に、かつ精度良く行うことができる。
[0026]
 (項目10)
 本体と、部品と、溶融材料とを備えており、
 前記本体は、溶着部と、非溶着部とを備えており、
 前記溶着部は、前記溶融材料に対して溶着しやすい材質によって構成されており、
 前記非溶着部は、前記溶融材料に対して溶着しにくい材質によって構成されており、
 かつ、前記非溶着部は、前記溶着部に隣接して配置されており、
 前記溶融材料は、前記非溶着部に隣接した状態で、前記溶着部に溶着されており、
 前記部品は、前記溶融材料を位置決め用のガイドとして、前記本体に取り付けられている
 ことを特徴とする装置。

発明の効果

[0027]
 本発明によれば、工程が簡易で、かつ、比較的に精度良く部品を取り付けるための技術を提供することができる。

発明を実施するための最良の形態

[0028]
 (第1実施形態)
 本発明の第1実施形態に係る、部品の取付方法を、図1及び図2に基づいて説明する。
[0029]
 (図2のステップSA-1)
 まず、基板1の上面に、金属膜2を形成する(図1(a)参照)。なお、基板1は、本発明における本体の一例に対応している。金属膜2としては、この実施形態では、銅合金からなる銅箔が用いられている。金属膜2として用いることができる金属としては、銅合金の他に、例えば、金、アルミニウム、これらの合金を用いることができる。要するに、金属膜2としては、後述する溶融材料としてのハンダと溶着できる材料を用いることが可能である。
[0030]
 (図2のステップSA-2)
 ついで、金属膜2の上面に、ソルダレジスト層3を形成する。この実施形態では、金属膜2の上面全体に、ソルダレジスト層3を形成するが、必要な箇所のみにソルダレジスト層3を形成することも可能である。ソルダレジスト層3の材質としては、この実施形態では、ハンダとの濡れ性が低い樹脂が用いられている。そのような樹脂の一例としては、例えば、エポキシ系の樹脂を挙げることができる。
[0031]
 (図2のステップSA-3)
 ついで、マスクパターンを用いて、ソルダレジスト層3を部分的に除去する。具体的には、まず、マスクパターン(図示せず)を、ソルダレジスト層3の上面に載せる。その後、前記マスクパターンの上面から光(例えば紫外線)を照射することにより、ソルダレジスト層3を露光させる。ついで、露光した部分をエッチングにより除去する。これによって、図1(a)に示されているように、ソルダレジスト層3を部分的に除去して、金属膜2の一部を露出させることができる。つまり、この実施形態では、このようにして、マスクパターンをソルダレジスト層3に転写することができる。
[0032]
 この実施形態では、ソルダレジスト層3が除去されることによって外部に露出された金属膜2によって、溶着部21が構成されている。また、残存したソルダレジスト層3によって非溶着部31が構成されている。さらに、溶着部21に隣接した部分における非溶着部31には、それ自体が厚みを有しているために、立ち上がり部32が形成されている(図1(a)参照)。この立ち上がり部32は、この実施形態では、溶着部31の周囲を囲んでいる。なお、前記の説明では、露光部分を除去することとしたが、材質の選択によって、逆に、非露光部分を除去する手段を採ることも可能である。
[0033]
 (図2のステップSA-4)
 ついで、溶融材料4を溶着部21の上に載せる(図1(b)参照)。ここで、本実施形態においては、溶融材料4として、ハンダボールが用いられている。ハンダボールとは、ボール状に形成されたハンダである。
[0034]
 (図2のステップSA-5)
 ついで、溶融材料4を加熱することにより、溶融材料4を溶解させて、溶着部4に溶着させる。具体的には、例えば、基板1自体を含む全体をリフロー炉に入れて加熱する。ハンダの溶解温度は、ソルダレジスト層3、金属膜2及び基板1の溶解温度よりも一般にかなり低いので、ハンダのみを溶解させることができる。
[0035]
 溶解したハンダは、ソルダレジスト層3に形成された非溶着部31の形状に沿って変形する。このため、この実施形態では、溶着部21に隣接した非溶着部31によってハンダの位置決めを行うことができる。
[0036]
 また、この実施形態では、溶着部21の周囲に立ち上がり部32を形成したので、立ち上がり部32によってハンダの位置が規制される。よって、この実施形態では、ハンダの位置決めを一層確実に行うことができる。
[0037]
 (図2のステップSA-6)
 ついで、溶着部21に溶着された溶融材料4を位置決め用のガイドとして、部品5を基板1に取り付ける。この実施形態では、部品5の一例として、2本の光ファイバを用いている。
[0038]
 この実施形態においては、溶着部21と非溶着部31とを、マスクパターンの転写によって形成したので、溶着部21どうしの相対的な位置精度や、溶着部21と非溶着部31との相対的な位置精度を高くすることができる。一般的な転写技術を前提とすると、相対的な位置精度は、±10μm程度であると考えられる。この程度の誤差であれば、光部品どうしの接続においても十分な精度であると考えられる。
[0039]
 また、この実施形態では、溶着部21に溶着した溶融材料によって、部品5の位置決めを行うので、取付工程が簡単であり、製品を製造するためのコストを低く抑えることが可能になる。
[0040]
 したがって、この実施形態の取付方法は、工程が簡単でありながら、高い取付精度を実現することができるという利点がある。特に、この方法では、光部品(例えば受発光素子や光ファイバ)の位置決めに必要な程度の、高い取付精度を、簡単な工程によって実現できるという利点がある。
[0041]
 本実施形態により製造された製品(装置)は、図1(d)に示されるように、本体としての基板1と、部品5と、溶融材料4とを備えている。本体1は、溶着部21と、非溶着部31とを備えている。
[0042]
 溶着部21と非溶着部31とは、基板1にマスクパターンを転写することによって形成されている。溶着部21は、溶融材料4に対して溶着しやすい材質、例えば金属によって構成されている。非溶着部31は、溶融材料4に対して溶着しにくい材質、例えばソルダレジスト層によって構成されている。
[0043]
 非溶着部31は、溶着部21に隣接して配置されている。溶融材料4は、非溶着部21に隣接した状態で、溶着部21に溶着されている。
[0044]
 部品5は、溶融材料4を位置決め用のガイドとして、基板1に取り付けられている。本実施形態では、溶融材料4の形状として、上部が狭くて徐々に幅広になる形状としている。このため、この実施形態における溶融材料4どうしの間隔は、下方に進むにつれて徐々に狭くなるものとなっている。したがって、この実施形態においては、部品5の取り付けが容易であり、かつ、部品を精度良く位置決めできるという利点がある。さらに、この実施形態では、溶融材料4としてハンダを用いているので、ハンダを溶解させることにより、その表面張力を用いて、前記したような、下側が広がった形状を容易に形成することができる。ただし、このような位置決め機能は、溶融材料4の中間部が最も幅広の形状であっても発揮することができる。ボール状のハンダを用いると、このような形状を比較的に容易に形成できる。
[0045]
 なお、本実施形態の説明では、溶融材料としてハンダボールを例示したが、ハンダペーストを用いることも可能である。ハンダペーストを用いる場合には、塗布量を精密に制御することが好ましい。また、溶融材料として、ストライプ状に構成されたハンダを用いることもできる。この場合、例えば、図1における紙面の奥行き方向に、長尺のハンダを配置することができる。
[0046]
 また、本実施形態の説明では、マスクパターンを用いて溶着部21と非溶着部31とを形成したが、レーザー露光の技術を用いることにより、マスクパターンの使用を省略することも可能である。レーザー露光の場合にも、レーザー照射の位置精度が高いため、溶着部21と非溶着部31の位置精度を高めることができる。
[0047]
 (第2実施形態)
 次に、本発明の第2実施形態について、図3を参照しながら説明する。第2実施形態の説明においては、前記した第1実施形態と同様の要素については、同一符号を付することにより、説明の煩雑を避ける。
[0048]
 この第2実施形態では、部品5として、板状の光導波路が用いられている。この実施形態に示されるように、板状の光導波路の場合も、その側面を溶融材料4に突き当てることによって、位置決めを行うことができる。なお、図3における符号501は、光導波路におけるコア部分を示している。
[0049]
 第2実施形態における他の構成及び利点は、前記した第1実施形態と同様なので、これ以上詳細についての説明は省略する。
[0050]
 (第3実施形態)
 次に、本発明の第3実施形態について、図4を参照しながら説明する。第3実施形態の説明においては、前記した第1実施形態と同様の要素については、同一符号を付することにより、説明の煩雑を避ける。
[0051]
 この第3実施形態においては、基板1の上面に、溶着部21に加えて、電気配線6が形成されている。この電気配線6も、いわゆるフォトリソグラフィーの技術によって形成することができる(図4(a)参照)。
[0052]
 また、この実施形態においても、第1実施形態と同様に、溶着部21の上に、溶融材料4を載せる(図4(b)参照)。その後、溶融材料4を熔解させることで、溶融材料4と溶着部21とを固定することができる(図4(c)参照)。
[0053]
 ついで、この第3実施形態においては、電気配線6の上に、導電性接着剤61を載せる(図4(d)参照)。
[0054]
 また、この第3実施形態では、部品5として、受発光素子用のサブマウントが用いられている。そして、この実施形態においても、溶融材料4を利用して、部品5を位置決めすることができる。なお、図4において符号504は受発光素子、符号503は側面電極、符号504は接続用の金線を示す。
[0055]
 さらに、この実施形態では、部品5としてのサブマウントにおける電極に導電性接着剤61を押しつけることができ、サブマウントと電気配線6との間を電気的に接続することができる。
[0056]
 また、この実施形態においては、導電性接着剤61の周囲を、厚みのあるソルダーレジスト層3で囲むことができる。このため、この実施形態では、導電性接着剤61が周囲にはみ出て、隣接する電極とショートする危険性を減少させることができるという利点もある。
[0057]
 なお、この第3実施形態における導電性接着剤61に代えて、溶融材料4として用いるハンダよりも低融点のハンダを用いることができる。この場合には、溶融材料4が溶けない程度の温度で低融点のハンダを加熱することにより、サブマウントと電気配線6との間を電気的に接続することができる。
[0058]
 (第4実施形態)
 次に、本発明の第4実施形態に係る部品の取付方法を、図5に基づいて説明する。この例では、溶融材料4が、基板1の上面において、図5に示されるように、4カ所に配置され、これらの溶融材料4によって、部品5の位置決めを行っている。
[0059]
 このように、溶融材料4を3カ所以上に配置することによって、部品5における幅方向の位置を一意的に決定することが可能になる。
[0060]
 第4実施形態における他の構成及び利点は、前記した第1実施形態と同様なので、第4実施形態についてのこれ以上詳しい説明は省略する。
[0061]
 (第5実施形態)
 次に、本発明の第5実施形態に係る部品の取付方法を、図6に基づいて説明する。この例では、溶融材料4が、基板1の上面において、図6に示されるように、6カ所に配置され、これらの溶融材料4によって、部品5の位置決めを行っている。
[0062]
 また、この実施形態では、溶融材料4が、部品5の各端部に、3個ずつ配置されている。また、この実施形態における部品5は、サブマウントとなっている。
[0063]
 本実施形態におけるように、溶融材料4を、部品5が移動しうる各方向に配置することによって、基板上における部品5の位置を一意的に決定することが可能になる。
[0064]
 第5実施形態における他の構成及び利点は、前記した第1実施形態と同様なので、第5実施形態についてのこれ以上詳しい説明は省略する。
[0065]
 (第6実施形態)
 次に、本発明の第6実施形態に係る部品の取付方法を、図7に基づいて説明する。この例では、溶融材料4が、基板1の上面において、図7に示されるように、合計10カ所に配置され、これらの溶融材料4によって、2種類の部品5の位置決めをそれぞれ行っている。つまりこの第6実施形態は、第4実施形態での位置決め方法と、第5実施形態での位置決め方法とを組み合わせた構成となっている。
[0066]
 本実施形態におけるように溶融材料4を配置することによって、たとえば、光ファイバとサブマウントとの位置決めを精度良く行うことが可能になる。
[0067]
 第6実施形態における他の構成及び利点は、前記した第4及び第5実施形態と同様なので、第6実施形態についてのこれ以上詳しい説明は省略する。
[0068]
 (第7実施形態)
 次に、本発明の第7実施形態に係る部品の取付方法を、図8に基づいて説明する。この実施形態では、溶融材料4の表面に、この溶融材料4より硬い被覆層41が施されている。被覆層41の材質としては、溶融材料4より硬い材質、たとえばニッケル合金やチタン合金を用いることができる。また、被覆層41を溶融材料に付着させる手法としては、例えばメッキを用いることができる。
[0069]
 第7実施形態の方法によれば、溶融材料4への外力によって溶融材料4が変形することを、被覆層41によって防止できるので、溶融材料4による位置決め機能を、確実に発揮させることが可能になる。特に、基板は、工場内で搬送されることが多いので、基板の落下などにより、溶融材料4に衝撃が加わる可能性がある。このため、この利点は、本発明の技術の実用化において重要である。
[0070]
 第7実施形態における他の構成及び利点は、前記した第2実施形態と同様なので、これ以上詳細についての説明は省略する。
[0071]
 (第8実施形態)
 次に、本発明の第8実施形態に係る部品の取付方法を、図9に基づいて説明する。この実施形態では、基板1の上面に、部品5としての光ファイバの延長方向に沿って、多数の溶融材料4を配置している。
[0072]
 第7実施形態の方法によれば、部品5として、光ファイバのような長尺材料を用いた場合において、部品5を、任意の形状に湾曲又は変形させながら、基板1の上に配置することができる。
[0073]
 第8実施形態における他の構成及び利点は、前記した第1実施形態と同様なので、これ以上詳細についての説明は省略する。
[0074]
 (第9実施形態)
 次に、本発明の第9実施形態に係る部品の取付方法を、図10に基づいて説明する。この実施形態では、部品5の幅に対して、溶融材料4どうしの間隔を狭く設定している。
[0075]
 この第9実施形態によれば、部品5を、基板1の上方に配置することができる。つまり、この第9実施形態では、基板1の上方において部品5を位置決めすることができる。
[0076]
 第9実施形態における他の構成及び利点は、前記した第1実施形態と同様なので、これ以上詳細についての説明は省略する。
[0077]
 (第10実施形態)
 次に、本発明の第10実施形態に係る部品の取付方法を、図11に基づいて説明する。この実施形態では、部品5の幅に対して、溶融材料4どうしの間隔を、第1実施形態の場合よりも若干広く設定している。さらに、この実施形態では、基板1の上面に、溝11を形成している。
[0078]
 この第10実施形態によれば、部品5を溶融材料4に当接させることによって、基板1の内部に沈み込む位置に部品5を配置することができる。
[0079]
 また、この第10実施形態では、基板1に溝11を形成しているので、部品5と基板1との干渉を避けることができる。
[0080]
 第10実施形態における他の構成及び利点は、前記した第1実施形態と同様なので、これ以上詳細についての説明は省略する。
[0081]
 (第11実施形態)
 次に、本発明の第11実施形態に係る部品の取付方法を、図12及び図13に基づいて説明する。図12に示す例では、部品5として、ミラーが用いられている。また、図13に示す例では、部品5として、レンズが用いられている。本発明の方法は、精密な光軸合わせが必要な各種の光学部品の取り付けに有効である。
[0082]
 第11実施形態における他の構成及び利点は、前記した第1実施形態と同様なので、これ以上詳細についての説明は省略する。
[0083]
 (第12実施形態)
 次に、本発明の第12実施形態に係る部品の取付方法を、図14に基づいて説明する。図14に示す例では、部品5として、ICなどの電子部品が用いられている。また、図14に示す例では、基板1に形成された電気配線6と部品5との間に、通常融点又は低融点のハンダ材料62が配置されている。一方、この例における溶融材料4としては、高融点のハンダ材料が用いられている。
[0084]
 この第12実施形態の方法によれば、リフロー炉に基板を入れることで、部品5と電気配線6との間を電気的に接続することができる。さらに、この実施形態では、溶融材料4を高融点ハンダとしたので、溶融材料4の溶融を避けて、部品5の位置決め精度を確保することが可能である。
[0085]
 第12実施形態における他の構成及び利点は、前記した第1実施形態と同様なので、これ以上詳細についての説明は省略する。
[0086]
 (第13実施形態)
 次に、本発明の第13実施形態に係る部品の取付方法を、図15に基づいて説明する。図15に示す例では、部品5として、ICなどの電子部品が用いられている。また、図14に示す例では、基板1に形成された電気配線6と部品5との間に、導電性接着剤63が配置されている。一方、この例における溶融材料4としては、高融点又は通常融点のハンダ材料が用いられている。
[0087]
 この第13実施形態の方法によれば、部品5と電気配線6との間を電気的に接続することができる一方、溶融材料4の溶融を避けて、部品5の位置決め精度を確保することが可能である。
[0088]
 第13実施形態における他の構成及び利点は、前記した第1実施形態と同様なので、これ以上詳細についての説明は省略する。
[0089]
 (第14実施形態)
 次に、本発明の第14実施形態に係る部品の取付方法を、図16に基づいて説明する。図16に示す例では、部品5と基板1との間に、保持具51が配置されている。そして、この例では、保持具51を、溶融材料4によって位置決めし、保持具51により、部品5としての光ファイバを位置決めしている。このように、本発明は、保持具を介して間接的に部品5を位置決めすることを含んでいる。
[0090]
 本実施形態によれば、保持具51の形状を選択することによって、部品5の高さを簡易に調整することができるという利点がある。
[0091]
 第14実施形態における他の構成及び利点は、前記した第1実施形態と同様なので、これ以上詳細についての説明は省略する。
[0092]
 (第15実施形態)
 次に、本発明の第15実施形態に係る部品の取付方法を、図17及び図18に基づいて説明する。図17に示す例では、溶融材料4の側面が、溶着部21に溶着された状態において、非溶着部31の方向に向けて膨出されている。図17のような構成は、溶着部21の面積を小さくすることで、比較的に容易に実現することができる。
[0093]
 図18に示すように、部品5の形状によっては、部品5が溶融材料4の上に乗り上げ、部品5が傾く可能性がある。図18のような状態になると、部品の取付精度を確保することは難しい。このため、部品5を基板1に載せる作業においては、相応の注意が必要となる。
[0094]
 これに対して、本実施形態では、非溶着部31の方向に向けて膨出された側面を用いることにより、部品5が溶融材料4の上部に乗り上げる可能性を低減させることができる。このため、この実施形態では、部品の取付精度を一層向上させることが可能になる。
[0095]
 また、この実施形態においても、第1実施形態の場合と同様に、溶融形状4の形状が、上端において幅狭となっている。このため、この実施形態においても、部品5を配置しやすく、かつ、精度の良い位置決めが可能になるという利点を有する。
[0096]
 第15実施形態における他の構成及び利点は、前記した第1実施形態と同様なので、これ以上詳細についての説明は省略する。
[0097]
 (第16実施形態)
 次に、本発明の第16実施形態に係る部品の取付方法を、図19に基づいて説明する。
[0098]
 前記した各実施形態では、本体として基板1を用いていた。しかしながら、この第16実施形態では、本体として、サブマウント100を用いている。このサブマウント100は、セラミック又はガラスエポキシ樹脂によって構成されている。具体的には、サブマウント100は、AlNを主体とするセラミックによって構成されている。
[0099]
 また、前記した各実施形態では、ソルダレジスト層3を用いたが、この第16実施形態では、ソルダレジスト層3を用いない。
[0100]
 第16実施形態においては、サブマウント100の表面に、スパッタリングや真空蒸着などの適宜の方法を用いて、金属膜2を付着させる(図19(a)参照)。このとき、マスクパターンを用いて、金属膜2の位置及び形状を、所望の状態とすることができる。また、付着された金属膜2が、溶着部21となる。ここで、この実施形態では、溶着部21の周囲に存在するサブマウント100の表面が、溶融材料4としてのハンダに対して、濡れ性の低い材質となっている。一般に、セラミックや樹脂は、ハンダに対して低い濡れ性を持つ。したがって、この実施形態では、溶着部21の周囲におけるサブマウント100の表面が、非溶着部31となっている。
[0101]
 ついで、溶着部21の上に、溶融材料4を載せる(図19(b)参照)。さらに、溶融材料4を加熱し、溶着部21に溶着させる。このとき、溶着部21の周囲における非溶着部31は、溶融材料4に対して低い濡れ性を持つので、溶融した溶融材料4は、溶着部21の範囲に止まる。したがって、この実施形態においても、溶融材料4を高い精度でサブマウント100に取り付けることができる。
[0102]
 ついで、溶融材料4をガイドとして利用して、部品5としての受発光素子を、サブマウント100に、高精度で取り付けることができる。
[0103]
 以上の構成により、この実施形態では、「溶着部が金属によって構成され、かつ、非溶着部が、ハンダに対して濡れ性が低い材料によって構成されたもの」となっている。
[0104]
 第16実施形態における他の構成及び利点は、前記した第1実施形態と同様なので、これ以上詳細についての説明は省略する。
[0105]
 (第17実施形態)
 次に、本発明の第17実施形態に係る部品の取付方法を、図20及び図21に基づいて説明する。
[0106]
 第17実施形態における部品5には、溶融材料4の表面との接触面又は接触線を構成するための凹部52が形成されている。この凹部52は、この実施形態では、部品5を貫通する貫通孔により形成されている。
[0107]
 部品5は、凹部52の内部に溶融材料4を配置することにより、溶融材料4に対して位置決めされる構成となっている(図21(b)参照)。具体的には、凹部52の内面が、溶融材料4の表面に接触することにより、両者の位置関係を決定できる。ここで、溶融材料4と凹部52との接触状態としては、面どうしの接触、面と線との接触、面と複数の点(例えば凹部内面に形成した複数の突起)との接触が考えられる。要するに、溶融材料4と凹部52との接触は、両者の位置関係を決定できるものであればよい。
[0108]
 本実施形態では、部品5に凹部52を形成し、この凹部52を溶融材料4に接触させることで、部品5と溶融材料4との位置決めを容易に、かつ精度良く行うことができる。また、この実施形態では、溶融材料4の数が少なくても、部品5を精度良く位置決めすることができるので、溶融材料4のための材料や設置スペースを少なく抑えることが可能になる。
[0109]
 第17実施形態における他の構成及び利点は、前記した第1実施形態と同様なので、これ以上詳細についての説明は省略する。
[0110]
 (第18実施形態)
 次に、本発明の第18実施形態に係る部品の取付方法を、図22及び図23に基づいて説明する。
[0111]
 第18実施形態における部品5には、溶融材料4の表面との接触面又は接触線を構成するための凹部53が形成されている。この凹部53は、この実施形態では、部品5の側面に形成された切り欠きにより形成されている。
[0112]
 部品5は、凹部53の内部に溶融材料4を配置することにより、溶融材料4に対して位置決めされる構成となっている(図23(b)参照)。具体的には、凹部53における三つの側面が、溶融材料4の表面に接触することにより、両者の位置関係を決定できる。
[0113]
 本実施形態では、部品5に凹部53を形成し、この凹部53を溶融材料4に接触させることで、部品5と溶融材料4との位置決めを容易に、かつ精度良く行うことができる。
[0114]
 第18実施形態における他の構成及び利点は、前記した第17実施形態と同様なので、これ以上詳細についての説明は省略する。
[0115]
 (第19実施形態)
 次に、本発明の第19実施形態に係る部品の取付方法を、図24及び図25に基づいて説明する。
[0116]
 第19実施形態における部品5は、光ファイバとなっている。部品5の側面には、溶融材料4の表面との接触面又は接触線を構成するための凹部54が形成されている。この凹部54は、この実施形態では、部品5の側面を部分的に削除することにより形成されている。部品5がプラスチック光ファイバ(POF)である場合には、このような形状を簡単に形成できる。ただし、光ファイバが石英ファイバである場合でも、ファイバ外側の樹脂製被覆部を対象とすれば、このような加工は比較的に容易である。
[0117]
 部品5は、凹部54の内部に溶融材料4を配置することにより、溶融材料4に対して位置決めされる構成となっている(図25(b)参照)。また、本実施形態では、光の進行方向における光ファイバの位置決めを精度良く行うことができるという利点もある。
[0118]
 本実施形態では、部品5に凹部54を形成し、この凹部54を溶融材料4に接触させることで、部品5と溶融材料4との位置決めを容易に、かつ精度良く行うことができる。なお、図17に示したような、溶融材料4が測方に膨出している場合であっても、凹部54に溶融材料4を収納して、部品5の位置決めを行うことができる。この場合には、溶融材料4の側面と、凹部54の内面とが接触することになる。
[0119]
 第19実施形態における他の構成及び利点は、前記した第17実施形態と同様なので、これ以上詳細についての説明は省略する。
[0120]
 (第20実施形態)
 次に、本発明の第20実施形態に係る部品の取付方法を、図26~図28に基づいて説明する。
[0121]
 第20実施形態における部品5の底面には、溶融材料4の表面との接触面又は接触線を構成するための凹部55が形成されている。この凹部55は、この実施形態では、部品5の底面を凹ませるか、あるいは削除することによって形成されている。なお、図26には、凹部55をほぼ球面状とした例を示している。また、図27には、凹部55をほぼ円筒状とし、その軸線を図中で上下方向に配置した例を示している。
[0122]
 部品5は、凹部55の内部に溶融材料4を配置することにより、溶融材料4に対して位置決めされる構成となっている(図26及び図27参照)。
[0123]
 本実施形態では、部品5に凹部55を形成し、この凹部55を溶融材料4に接触させることで、部品5と溶融材料4との位置決めを容易に、かつ精度良く行うことができる。
[0124]
 第20実施形態における他の構成及び利点は、前記した第17実施形態と同様なので、これ以上詳細についての説明は省略する。
[0125]
 なお、本発明の内容は、前記実施形態に限定されるものではない。本発明は、特許請求の範囲に記載された範囲内において、具体的な構成に対して種々の変更を加えうるものである。

図面の簡単な説明

[0126]
[図1] 本発明の第1実施形態に係る部品の取付方法を説明するための説明図であって、基板の断面図を示している。
[図2] 本発明の第1実施形態に係る部品の取付方法を説明するためのフローチャートである。
[図3] 本発明の第2実施形態に係る部品の取付方法を説明するための説明図であって、基板の断面図を示している。
[図4] 本発明の第3実施形態に係る部品の取付方法を説明するための説明図であって、基板の断面図を示している。
[図5] 本発明の第4実施形態に係る部品の取付方法を説明するための説明図であって、基板の平面図を示している。
[図6] 本発明の第5実施形態に係る部品の取付方法を説明するための説明図であって、基板の平面図を示している。
[図7] 本発明の第6実施形態に係る部品の取付方法を説明するための説明図であって、基板の平面図を示している。
[図8] 本発明の第7実施形態に係る部品の取付方法を説明するための説明図であって、基板の断面図を示している。
[図9] 本発明の第8実施形態に係る部品の取付方法を説明するための説明図であって、基板の平面図を示している。
[図10] 本発明の第9実施形態に係る部品の取付方法を説明するための説明図であって、基板の断面図を示している。
[図11] 本発明の第10実施形態に係る部品の取付方法を説明するための説明図であって、基板の断面図を示している。
[図12] 本発明の第11実施形態に係る部品の取付方法を説明するための説明図であって、基板の断面図を示している。
[図13] 本発明の第11実施形態に係る部品の取付方法を説明するための説明図であって、基板の断面図を示している。
[図14] 本発明の第12実施形態に係る部品の取付方法を説明するための説明図であって、基板の断面図を示している。
[図15] 本発明の第13実施形態に係る部品の取付方法を説明するための説明図であって、基板の断面図を示している。
[図16] 本発明の第14実施形態に係る部品の取付方法を説明するための説明図であって、基板の断面図を示している。
[図17] 本発明の第15実施形態に係る部品の取付方法を説明するための説明図であって、基板の断面図を示している。
[図18] 本発明の第15実施形態に係る部品の取付方法を説明するための説明図であって、ハンダの上部に部品が載っている状態を示している。
[図19] 本発明の第16実施形態に係る部品の取付方法を説明するための説明図であって、基板の平面図を示している。図(a)は、サブマウントの表面に金属膜を形成した状態を示す。図(b)は、金属膜の上部にハンダを載せた状態を示す。
[図20] 本発明の第17実施形態に係る部品の取付方法を説明するための説明図であって、基板の側面図を示している。
[図21] 本発明の第17実施形態に係る部品の取付方法を説明するための説明図である。図(a)は、部品を載せる前の基板の平面図を示す。図(b)は、部品を載せた後の基板の平面図を示す。
[図22] 本発明の第18実施形態に係る部品の取付方法を説明するための説明図であって、基板の側面図を示している。
[図23] 本発明の第18実施形態に係る部品の取付方法を説明するための説明図である。図(a)は、部品を載せる前の基板の平面図を示す。図(b)は、部品を載せた後の基板の平面図を示す。
[図24] 本発明の第19実施形態に係る部品の取付方法を説明するための説明図であって、基板の側面図を示している。
[図25] 本発明の第19実施形態に係る部品の取付方法を説明するための説明図である。図(a)は、部品を載せる前の基板の平面図を示す。図(b)は、部品を載せた後の基板の平面図を示す。
[図26] 本発明の第20実施形態に係る部品の取付方法を説明するための説明図であって、基板の断面図を示している。
[図27] 本発明の第20実施形態の変形例に係る部品の取付方法を説明するための説明図であって、基板の断面図を示している。
[図28] 本発明の第20実施形態に係る部品の取付方法を説明するための説明図であって、部品を取り付けた状態にける基板の平面図を示している。

請求の範囲

[請求項1]
 以下のステップを備える、部品の取付方法:
(1)本体表面に、溶着部と非溶着部とを隣接して形成するステップ;
(2)前記溶着部に溶融材料を配置して、前記溶融材料を前記溶着部に溶着するステップ;
(3)前記溶着部に溶着された前記溶融材料を位置決め用のガイドとして、部品を前記本体に取り付けるステップ。
[請求項2]
 前記溶着部と前記非溶着部とは、マスクパターンを転写することによって既定の形状に形成されている
 請求項1に記載の部品の取付方法。
[請求項3]
 前記溶融材料は、ハンダであり、前記溶着部は、金属によって構成されており、前記非溶着部は、ソルダレジスト層により構成されており、
 さらに、前記非溶着部は、前記溶着部の近傍に形成されており、かつ、前記溶融材料の位置決めをするための立ち上がり部を備えている
 請求項1又は2に記載の部品の取付方法。
[請求項4]
 前記溶融材料は、前記溶着部に溶着される前の状態において、略ボール状に形成されている
 請求項3に記載の部品の取付方法。
[請求項5]
 前記溶融材料の側面は、前記溶着部に溶着された状態において、非溶着部の方向に向けて膨出されている
 請求項4に記載の部品の取付方法。
[請求項6]
 前記溶融材料は、ハンダであり、前記溶着部は、金属によって構成されており、前記非溶着部は、前記ハンダに対して濡れ性が低い材料によって構成されている
 請求項1又は2に記載の部品の取付方法。
[請求項7]
 前記溶融材料の表面には、前記溶融材料よりも硬い材質で構成された被覆層が配置されている
 請求項1~6のいずれか1項に記載の部品の取付方法。
[請求項8]
 前記溶着部と前記非溶着部とは、フォトリソグラフィによって既定の形状に形成されている
 請求項1に記載の部品の取付方法。
[請求項9]
 前記部品には、前記溶融材料の表面との接触面又は接触線を構成するための凹部が形成されており、
 前記部品は、前記凹部の内部に前記溶融材料の全部又は一部を配置することにより、前記溶融材料に対して位置決めされる構成となっている
 請求項1~8のいずれか1項に記載の部品の取付方法。
[請求項10]
 本体と、部品と、溶融材料とを備えており、
 前記本体は、溶着部と、非溶着部とを備えており、
 前記溶着部は、前記溶融材料に対して溶着しやすい材質によって構成されており、
 前記非溶着部は、前記溶融材料に対して溶着しにくい材質によって構成されており、
 かつ、前記非溶着部は、前記溶着部に隣接して配置されており、
 前記溶融材料は、前記非溶着部に隣接した状態で、前記溶着部に溶着されており、
 前記部品は、前記溶融材料を位置決め用のガイドとして、前記本体に取り付けられている
 ことを特徴とする装置。

図面

[ 図 1]

[ 図 2]

[ 図 3]

[ 図 4]

[ 図 5]

[ 図 6]

[ 図 7]

[ 図 8]

[ 図 9]

[ 図 10]

[ 図 11]

[ 図 12]

[ 図 13]

[ 図 14]

[ 図 15]

[ 図 16]

[ 図 17]

[ 図 18]

[ 図 19]

[ 図 20]

[ 図 21]

[ 図 22]

[ 図 23]

[ 図 24]

[ 図 25]

[ 図 26]

[ 図 27]

[ 図 28]