CN102629615A - 光传感器模块 - Google Patents
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Abstract
本发明提供光传感器模块。在通过在光波导路单元的槽部嵌合基板单元的嵌合部而构成的该光传感器模块中,即使基板单元的嵌合部仅为单侧,基板单元的支承也稳定。通过结合光波导路单元(W2)与安装有光学元件(8)的基板单元(E2)而构成的光传感器模块,在光波导路单元中,在单侧延长部分(4)形成有基板单元嵌合用的纵槽部(60),该单侧延长部分(4)是沿着轴线方向延长上包层(3)的单侧侧缘部而成的,在该纵槽部内的侧壁面上形成有突出片(61),该突出片用于与基板单元的嵌合部(5a)抵接。基板单元(E2)具有用于与纵槽部嵌合的嵌合部。于是,与光波导路单元的纵槽部嵌合的基板单元的嵌合部抵接于纵槽部内的突出片。
Description
技术领域
本发明涉及一种光传感器模块,其具有光波导路单元和基板单元,在该基板单元安装有光学元件。
背景技术
如图9的(a)、图9的(b)所示,光传感器模块是以如下方式制造出的,即、分别制作光波导路单元W0和基板单元E0,该光波导路单元W0是依次层叠下包层71、芯72及上包层73而形成的,该基板单元E0在基板81上安装有光学元件82,在对上述光波导路单元W0的芯72与基板单元E0的光学元件82进行了调心的状态下,利用接合剂等将上述基板单元E0接合于上述光波导路单元W0的端部。另外,在图9的(a)、图9的(b)中,附图标记75是基座,附图标记85是密封树脂。
在此,通常,上述光波导路单元W0的芯72与基板单元E0的光学元件82之间的上述调心是使用自动调心机来进行的(例如,参照专利文献1)。在该自动调心机中,在将光波导路单元W0固定于固定工作台(未图示)、并将基板单元E0固定于能够移动的工作台(未图示)的状态下,进行上述调心。即,在上述光学元件82为发光元件的情况下,如图9的(a)所示,在从该发光元件发出光H1的状态下,相对于芯72的一端面(光入口)72a改变基板单元E0的位置,并且对从芯72的另一端面(光出口)72b经由上包层73的顶端部的透镜部73b出射的光的光量(自动调心机所具有的受光元件91所产生的电动势)进行监视,将该光量最大的位置确定为调心位置(芯72与光学元件82相互对准的位置)。另外,在上述光学元件82为受光元件的情况下,如图9的(b)所示,在自芯72的另一个端面72b入射恒定量的光(从自动调心机所具有的发光元件92发出、并透过上包层73的顶端部的透镜部73b的光)H2、并使该光H2从芯72的一端面72a经由上包层73的后端部73a出射的状态下,相对于芯72的一端面72a改变基板单元E0的位置,并且对利用该受光元件接收到的光量(电动势)进行监视,将该光量最大的位置确定为调心位置。
专利文献1:日本特开平5-196831号公报
但是,在使用上述自动调心机进行的调心过程中,虽然能够进行高精度的调心,但是费时费力,不适于量产。
因此,本申请人提出有不需要上述那样的设备和作业就能够进行调心的光传感器模块,并且已经提出专利申请(日本专利申请特愿2009-180723)。图10的(a)是该光传感器模块的俯视图、图10的(b)是从右斜上方观察该光传感器模块的右端部的立体图,如图10的(a)、图10的(b)所示,该光传感器模块在光波导路单元W1中,将上包层43中的、不存在芯42的两侧部分(图10的(a)中的右端部的上下部分)沿着芯42的轴线方向(图10的(a)中的右方向)延长。而且,在该延长部分44中,基板单元嵌合用的一对纵槽部44a形成在相对于芯42的光透过面(一端面)42a适当的位置,该纵槽部44a沿着光波导路单元W1的厚度方向延伸。另一方面,在基板单元E1的左右两侧部(横向的两侧部),嵌合部51a形成在相对于光学元件54适当的位置,嵌合部51a用于与上述纵槽部44a嵌合。
另外,在上述光传感器模块中,以在上述嵌合部51a嵌合于上述纵槽部44a状态,光波导路单元W1与上述基板单元E1相结合,上述嵌合部51a形成于上述基板单元E1,上述纵槽部44a形成于上述光波导路单元W1。在此,上述光波导路单元W1的纵槽部44a被设计成相对于上述芯42的光透过面42a位于适当的位置,上述基板单元E1的嵌合部51a被设计成相对于上述光学元件54位于适当的位置,因此,利用上述纵槽部44a与上述嵌合部51a嵌合,上述芯42与上述光学元件54自动地进行调心。另外,在图10的(a)、图10的(b)中,附图标记45为基座,附图标记45a为形成于基座45的、供基板单元E1贯穿的通孔,附图标记51为形成有上述嵌合部51a的整形基板,附图标记55为密封树脂。
这样,在本申请人在先提出专利申请的上述光传感器模块中,不需要对光波导路单元W1的芯42与基板单元E1的光学元件54进行调心作业就能够成为自动进行了调心的状态。而且,不需要进行花费时间的调心作业,因此,能够量产光传感器模块的,生产率优异。
然而,近年来,对于上述光传感器模块,越来越要求缩小光波导路单元W1的宽度。但是,缩小上述光波导路单元W1的宽度时,不能在其两侧部分形成上述延长部分44,仅能在单侧形成上述延长部分44。在这种情况下,形成于上述延长部分44的基板单元嵌合用的纵槽部44a也仅有单侧,因此,即使在该纵槽部44a嵌合基板单元E1,由于该嵌合部51a也仅有单侧,从而基板单元E1的支承不稳定。因此,即使在上述纵槽部44a嵌合基板单元E1,也有可能不能设成适当的调心状态。在这一点上存在改善的余地。
发明内容
本发明是鉴于上述的情况做成的,其目的在于提供一种光传感器模块,该光传感器模块是在光波导路单元的槽部嵌合基板单元的嵌合部而成的,在该光传感器模块中,即使基板单元的嵌合部仅为单侧,基板单元的支承也稳定。
为了达到上述的目的,本发明的光传感器模块是通过结合光波导路单元与安装有光学元件的基板单元而构成的光传感器模块,本发明的光传感器模块采用如下所述的结构:上述光波导路单元包括:下包层;光路用的线状的芯,其形成于该下包层的表面;上包层,其用于覆盖该线状的芯;单侧延长部分,其是沿着上述芯的轴线方向延长该上包层的单侧侧缘部而成的;基板单元嵌合用槽部,其形成于上述单侧延长部分;以及突出片,其突出形成于该槽部内的侧壁面,并用于与上述基板单元的嵌合部抵接,上述基板单元包括:基板;光学元件,其安装在该基板上的规定部分;嵌合部,其形成于上述基板的局部,用于与上述光波导路单元的基板单元嵌合用槽部相嵌合,上述光波导路单元与上述基板单元之间的结合是以下述的状态进行的:使上述基板单元的上述嵌合部与上述光波导路单元的上述槽部嵌合,使上述槽部内的突出片抵接于该嵌合部,从而对上述线状芯的光透过面与上述光学元件进行了调心。
在本发明的光传感器模块中,在光波导路单元中,芯的光透过面与基板单元嵌合用槽部处于适当的位置关系。另外,在基板单元中,光学元件与用于与上述槽部嵌合的嵌合部处于适当的位置关系。因此,在上述基板单元的嵌合部嵌合于上述光波导路单元的槽部的状态下,即、在上述光波导路单元与上述基板单元相结合的状态下,成为自动进行了调心的状态。另外,在该状态下,上述槽部内的突出片抵接于上述基板单元的嵌合部,因此,即使上述基板单元的嵌合部仅有单侧,该基板单元的支承也稳定,能够维持芯与光学元件之间的适当的调心状态。
特别是,在以如下的方式配置上述突出片,即,上述突出片在上述基板单元嵌合用槽部内的彼此相对的两侧壁面形成有多个,一个侧壁面上的相邻的突出片与突出片之间的凹部面对着另一个侧壁面上的突出片,在该情况下,基板单元的支承更稳定,能够高度地维持芯与光学元件之间的调心状态。
附图说明
图1的(a)是示意性地表示本发明的光传感器模块的一实施方式的俯视图,图1的(b)是从右斜上方观察图1的(a)中的右端部的立体图。
图2的(a)是示意性地表示上述光传感器模块的光波导路单元的俯视图,图2的(b)是从右斜上方观察图2的(a)中的右端部的立体图。
图3的(a)是示意性地表示上述光传感器模块的基板单元的俯视图,图3的(b)是从左斜上方观察图3的(a)的左侧的立体图。
图4的(a)是示意性地表示上述光波导路单元的下包层的形成工序的说明图,图4的(b)是示意性地表示接续图4的(a)的芯的形成工序的说明图。
图5的(a)是示意性地表示用于形成上述光波导路单元的上包层的成形模的立体图,图5的(b)~图5的(d)是示意性地表示该上包层的形成工序的说明图。
图6的(a)~图6的(d)是示意性地表示上述基板单元的制作工序的说明图。
图7的(a)~图7的(c)是示意性地表示本发明的光传感器模块的其他的实施方式的纵槽部的俯视图。
图8是示意性地表示使用了上述光传感器模块的触摸面板用检测部件的俯视图。
图9的(a)、图9的(b)是示意性地表示以往的光传感器模块的调心方法的说明图。
图10的(a)是示意性地表示本申请人在先提出申请的光传感器模块的俯视图,图10的(b)是从右斜上方观察图10的(a)中的右端部的立体图。
具体实施方式
接着,参照附图详细说明本发明的实施方式。
图1的(a)是表示本发明的光传感器模块的一实施方式的俯视图,图1的(b)是从右斜上方观察图1的(a)的右端部的立体图。该光传感器模块是以下述的方式形成本申请人在先提出申请的光传感器模块中(参照图10的(a)、图10的(b))的光波导路单元W1和基板单元E1的。即,光波导路单元W2的宽度形成得较窄,与此相伴,仅在单侧形成有延长部分4。而且,在形成于该单侧的延长部分4的纵槽部60内的侧壁面上与延长部分4一体地形成有多个突出片61。在本实施方式中,上述突出片61是沿着光波导路单元W2的厚度方向延伸而成的,其横截面呈梯形状。另外,在上述纵槽部60内的彼此相面对的两侧壁面上分别形成有4个上述突出片61,上述突出片61以一个侧壁面上的相邻的突出片61与突出片61之间的凹部与另一个侧壁面的突出片61相面对的方式配置。另外,在基板单元E2上,仅在单侧部分形成有用于与上述纵槽部60嵌合的嵌合部5a。
另外,在上述基板单元E2与上述光波导路单元W2嵌合的状态下,位于上述基板单元E2的单侧的嵌合部5a与上述纵槽部60嵌合,纵槽部60内的突出片61抵接于上述嵌合部5a的表面、背面。由于该抵接,即使上述基板单元E2的嵌合部5a仅有单侧,也能够稳定地支承基板单元E2。这样,本发明的主要特征在于,通过在上述光波导路单元W2的纵槽部60内形成上述突出片61、并使该突出片61与位于上述基板单元E2的单侧的嵌合部5a相抵接,即使上述基板单元E2的嵌合部5a仅有单侧,也能够稳定地支承基板单元E2。
进一步详细说明,本实施方式的上述光波导路单元W2与本申请人在先提出申请的光传感器模块的光波导路单元W1(参照图10的(a)、图10的(b))的不同的点在于,如上所述,光波导路单元W2自身的宽度较窄、且仅在单侧部分有延长部分4这一点,以及在形成于该延长部分4的纵槽部60内的侧壁面上形成有突出片61这一点。另外,从稳定地支承上述基板单元E2这一点考虑,在上述纵槽部60内相对着的突出片61与突出片61之间的距离M被设定为与嵌合于该纵槽部60的上述基板单元E2的嵌合部5a的厚度相同或者是比嵌合部5a的厚度略小。除此之外的部分与本申请人在先提出申请的光传感器模块的光波导路单元W1相同。
对光波导路单元W2与光波导路单元W1的相同的部分进行说明,图2的(a)表示上述光波导路单元W2的俯视图,图2的(b)表示从右斜上方观察上述光波导路单元W2的右端部的立体图,如图2的(a)、图2的(b)所示,上述光波导路单元W2利用接合剂接合在基座10的表面,上述光波导路单元W2包括:下包层1,其接合于上述基座10的表面;光路用的芯2,其在该下包层1的表面呈规定图案的线状地形成;以及上包层3,其以覆盖该芯2的状态形成于上述下包层1的表面。在光波导路单元W2的一端部侧(在图2的(a)中的右侧),上包层3的不存在芯2的单侧侧缘部沿着芯2的轴线方向延长,并向下方延长到上述基座10的表面,从而构成了延长部分4。另外,该延长部分4中,上述纵槽部60以在厚度方向上贯穿该延长部分4的状态且与芯2的轴线方向成直角地形成。该纵槽部60相对于芯2的光透过面2a形成在适当的位置。
另一方面,在上述基板单元E2除了用于与上述光波导路单元W2的纵槽部60嵌合的嵌合部5a仅有单侧之外,其他部分与本申请人在先提出申请的光传感器模块的基板单元E1(参照图10的(a)、图10的(b))相同。即,图3的(a)表示上述基板单元E2的俯视图,图3的(b)表示从左斜上方观察上述基板单元E2的立体图,如图3的(a)、图3的(b)所示,上述基板单元E2包括:整形基板5;光学元件8,其借助绝缘层(未图示)及光学元件安装用连接盘(未图示)安装于该整形基板5的表面;密封树脂9,其用于密封该光学元件8。另外,在上述整形基板5上形成有用于与上述纵槽部60(参照图2的(a)、图2的(b))嵌合的嵌合部5a,且该嵌合部5a是以向整形基板5的横向中的单侧方向(图3的(b)的左方向)突出的状态形成的。该嵌合部5a是利用蚀刻方式形成的,该嵌合部5a相对于上述光学元件安装用连接盘适当地定位并整形。因此,上述嵌合部5a相对于安装在上述光学元件安装用连接盘上的光学元件8形成在适当的位置。优选将该嵌合部5a的突出长度L1设定为与上述纵槽部60的进深深度大致相同的值。另外,上述绝缘层形成于上述整形基板5中的除了嵌合部5a之外的表面。上述光学元件安装用连接盘形成在上述绝缘层的表面中央部。上述光学元件8安装在光学元件安装用连接盘上。上述光学元件8的发光部或者受光部形成在该光学元件8的表面。另外,在上述绝缘层的表面形成有用于与光学元件安装用连接盘相连接的电路(未图示)。
于是,如图1的(a)、图1的(b)所示,在上述光传感器模块中,光波导路单元W2与基板单元E2以上述纵槽部60与上述嵌合部5a嵌合的状态结合而一体化,上述纵槽部60形成于上述光波导路单元W2的单侧的延长部分4,上述嵌合部5a形成于上述基板单元E2的单侧。在该状态下,如上所述,纵槽部60内的突出片61抵接于与上述纵槽部60嵌合的上述嵌合部5a的表面、背面,利用该抵接稳定地支承基板单元E2。
在此,如上所述,形成于光波导路单元W2的上述纵槽部60相对于芯2的光透过面2a形成在适当的位置。另外,形成于基板单元E2的嵌合部5a相对于光学元件8形成在适当的位置。因此,利用上述纵槽部60与嵌合部5a的嵌合,使芯2的光透过面2a与光学元件8适当地定位,从而成为自动地进行了调心的状态。即,利用上述嵌合使上述光学元件8在平行于上述基座10的表面的方向(图1的(b)中的芯2的轴线方向(X轴方向)及垂直于该轴线方向(X轴方向)的方向(Y轴方向))适当地定位。其中,在Y轴方向的定位,例如能够通过下述等方式进行,即,使上述嵌合部5a的横向顶端缘抵接于上述纵槽部60的里侧壁面,或者设定上述嵌合部5a的在Y轴方向的嵌合长度。另外,在上述嵌合状态下,向单侧突出的上述嵌合部5a的下端缘抵接于基座10的表面,利用该抵接使上述光学元件8在垂直于基座10的表面的方向(图1的(b)中的Z轴方向)适当地定位。
另外,在本实施方式中,如图1的(a)、图1的(b)所示,在基座10的与上述基板单元E2相对应的部分形成有四边形的缺口部10a,基板单元E2的一部分自上述基座10的背面突出。该基板单元E2的突出部分在基座10的背面侧例如与用于向光学元件8输送信号等的主板(未图示)等连接。
通过下述的(1)~(3)的工序制造上述光传感器模块。工序(1)是制作上述光波导路单元W2的工序(参照图4的(a)~图4的(b)、图5的(a)~图5的(d))。另外,用于说明该工序的图4的(a)~图4的(b)、图5的(a)~图5的(d)相当于图1的(a)的纵剖视图的图。工序(2)是制作上述基板单元E2的工序(参照图6的(a)~图6的(d))。工序(3)是结合上述基板单元E2与上述光波导路单元W2的工序。
说明上述工序(1)的光波导路单元W2的制作工序。首先,准备在形成下包层1时使用的平板状的基板20(参照图4的(a))。作为该基板20的形成材料,例如可列举出玻璃、石英、硅、树脂、金属等。其中,优选不锈钢制基板。其原因在于,不锈钢制基板对热的耐伸缩性优异,在上述光波导路装置的制造过程中,各种各样的尺寸能够大致维持在设计值。另外,基板20的厚度例如设定在20μm~1mm的范围内。
接着,如图4的(a)所示,在上述基板20的表面的规定区域中,利用光刻法形成下包层1。作为该下包层1的形成材料,使用感光性环氧树脂等感光性树脂。下包层1的厚度例如设定在1μm~50μm的范围内。
接着,如图4的(b)所示,在上述下包层1的表面利用光刻法形成规定图案的芯2。作为该芯2的形成材料,例如可列举出与上述下包层1同样的感光性树脂,使用折射率比上述下包层1及上包层3(参照图5的(c))的形成材料大的材料。该折射率的调整能够通过例如对上述下包层1、芯2、上包层3的各形成材料的种类进行选择、调整组成比率来进行。芯2的厚度例如设定在5μm~100μm的范围内。芯2的宽度例如设定在5μm~100μm的范围内。
接着,准备成形模30(参照图5的(a))。该成形模30是用于同时模具成形上包层3(参照图5的(c))和上包层3的延长部分4的成形模,该上包层3的延长部分4具有基板单元嵌合用的纵槽部60(图5的(c)参照)。图5的(a)是从下方观察该成形模30的立体图,如该图所示,在该成形模30的下表面形成有凹部31,该凹部31具有与上述上包层3的形状相对应的模面。该凹部31具有用于形成上述延长部分4的部分31a、和用于形成透镜部3b(参照图5的(c))的部分31b。另外,在上述延长部分形成用的部分31a形成有突条32,该突条32用于形成上述基板单元嵌合用的纵槽部60。另外,在该突条32的表面形成有凹槽32a,该凹槽32a用于在纵槽部60内的侧壁面形成突出片61(参照图2的(a)、图2的(b))。另外,在上述成形模30的上表面形成有对准标记(未图示),该对准标记用于在使用该成形模30时通过与芯2的光透过面2a(图5的(b)中的右端面)对位而适当地定位成形模30,将上述凹部31及突条32形成在以该对准标记为基准的适当的位置。
因此,通过使上述成形模30的对准标记与芯2的光透过面2a对位地设置上述成形模30,在该状态下成形时,能够在以芯2的光透过面2a为基准的适当的位置,同时模具成形上包层3、基板单元嵌合用的纵槽部60。另外,上述成形模30的设置是通过将该成形模30的下表面贴紧于基板20的表面而进行的,通过进行该贴紧,由上述凹部31的模面及突条32的模面、基板20的表面、下包层1的表面、和芯2的表面所围成的空间成为成形空间33。另外,在上述成形模30上形成有注入孔(未图示),该注入孔用于将上包层形成用的树脂注入到上述成形空间33中,且该注入孔是以与上述凹部31连通的状态形成的。
另外,作为上述上包层形成用的树脂,例如可列举出与上述下包层1同样的感光性树脂。在此情况下,由于需要利用紫外线等辐射线透过该成形模30对充满于上述成形空间33的感光性树脂进行曝光,因此,作为上述成形模30,可以使用由辐射线可透过的材料构成的成形模(例如石英制的成形模)。另外,作为上包层形成用的树脂,也可以使用热固性树脂,在此情况下,作为上述成形模30,无论透明性如何均可,例如可以使用金属制、石英制的成形模。
另外,如图5的(b)所示,上述成形模30在使上述成形模30的对准标记与上述芯2的光透过面2a对位并将成形模30整体适当地定位的状态下,将该成形模30的下表面贴紧于基板20的表面。接着,将上包层形成用的树脂从形成在上述成形模30上的注入孔注入到由上述凹部31的模面及突条32的模面、基板20的表面、下包层1的表面、和芯2的表面所围成的成形空间33中,用上述树脂充满上述成形空间33。接着,在该树脂为感光性树脂的情况下,在透过上述成形模30利用紫外线等辐射线进行曝光之后进行加热处理,在上述树脂为热固性树脂的情况下,进行加热处理。由此,上述上包层形成用的树脂硬化,与上包层3同时形成基板单元嵌合用的纵槽部60(上包层3的延长部分4)。此时,在下包层1与上包层3为相同的形成材料的情况下,下包层1与上包层3在两者之间的接触部分同化。
接着,进行脱模,如图5的(c)所示,得到了上包层3、上包层3的延长部分4以及基板单元嵌合用的纵槽部60(包括突出片61在内)。如上所述,该基板单元嵌合用的纵槽部60(包括突出片61在内)的部分是使用上述成形模30并以芯2的光透过面2a为基准形成的,因此,相对于芯2的光透过面2a定位在适当的位置。另外,上述上包层3的透镜部3b也定位在适当的位置。
上述上包层3的厚度(距下包层1的表面的厚度)通常设定在超过芯2的厚度且在1200μm以下的范围内。另外,如上所述,上述基板单元嵌合用的纵槽部60(包括突出片61在内)的大小以与基板单元E2的嵌合于该纵槽部60的嵌合部5a的大小相对应的方式形成。例如,在上述纵槽部60内相对着的突出片61与突出片61之间的距离M(参照图1的(a))设定在0.025mm~0.15mm的范围内,上述纵槽部60的进深深度(图1的(b)的Y轴方向的深度)设定在3mm~30mm的范围内。另外,上述突出片61的突出量(突出高度)例如设定在0.2mm~1.5mm的范围内,上述突出片61的截面梯形状的顶面的宽度例如设定在0.5mm~5mm的范围内。
接着,如图5的(d)所示,从下包层1的背面剥离基板20(参照图示的箭头)。通过进行该剥离,得到了光波导路单元W2,该光波导路单元W2具有下包层1、芯2、以及上包层3,且在上包层3的延长部分4形成有上述基板单元嵌合用的纵槽部60(包括突出片61在内),由此上述工序(1)的光波导路单元W2的制作工序结束。
然后,如图2的(a)、图2的(b)所示,利用接合剂将上述光波导路单元W2接合在压克力板等基座10上。此时,使下包层1与基座10接合。作为上述基座10,使用在表面没有凹凸的基座,不限定材质、透明性、厚度,举例来说,除了上述压克力板之外,还可列举出聚丙烯(PP)板、金属板、陶瓷板、石英玻璃板、以及青板玻璃等。另外,上述基座10的厚度例如设定在100μm~5mm的范围内。
接着,说明上述工序(2)的基板单元E2的制作工序。首先,准备作为上述整形基板5的基材的基板5A(参照图6的(a))。作为该基板5A的形成材料,例如可列举出金属、树脂等。其中,从加工容易性及尺寸稳定性的观点考虑,优选不锈钢制基板。另外,上述基板5A的厚度例如设定在0.02mm~0.1mm的范围内。
接着,如图6的(a)所示,在上述基板5A的表面的规定区域中涂敷清漆,该清漆是将感光性聚酰亚胺树脂等的绝缘层形成用的感光性树脂溶解于溶剂中而成的,之后根据需要,对该涂敷的清漆进行加热处理而使该涂敷的清漆干燥,形成绝缘层形成用的感光性树脂层。然后,隔着光掩模利用紫外线等辐射线对该感光性树脂层进行曝光,从而形成规定形状的绝缘层6。绝缘层6的厚度例如设定在5μm~15μm的范围内。
接着,如图6的(b)所示,在上述绝缘层6的表面形成光学元件安装用连接盘7及连接于该光学元件安装用连接盘7的电路(未图示)。该安装用连接盘7(包括电路在内)的形成例如以如下的方式进行。即,首先,在上述绝缘层6的表面利用溅射或者非电解电镀等形成金属层(厚度60nm~260nm左右)。该金属层成为进行之后的电解电镀时的晶种层(成为电解电镀层形成的基底的层)。接着,在由上述基板5A、绝缘层6及晶种层构成的层叠体的两面粘接干膜抗蚀剂之后,在形成有上述晶种层这一侧的干膜抗蚀剂上利用光刻法形成孔部,该孔部为上述安装用连接盘7(包括电路在内)的图案,在该孔部的底部暴露上述晶种层的表面部分。接着,利用电解电镀在暴露于上述孔部的底部的上述晶种层的表面部分层叠而形成电解电镀层(厚度5μm~20μm左右)。然后,利用氢氧化钠水溶液等剥离上述干膜抗蚀剂。然后,利用软蚀刻除去未形成有上述电解电镀层的晶种层部分,将由剩余的电解电镀层和该剩余的电解电镀层的下面的晶种层构成的层叠部分形成为安装用连接盘7(包括电路在内)。
接着,如图6的(c)所示,将上述基板5A形成为整形基板5,该整形基板5相对于安装用连接盘7在适当的位置具有嵌合部5a。该整形基板5的形成例如以如下的方式进行。即,首先,用干膜抗蚀剂覆盖上述基板5A的背面。然后,利用光刻法剩余要形成的形状的干膜抗蚀剂的部分,使得相对于安装用连接盘7在适当的位置形成嵌合部5a。然后,通过使用氯化铁水溶液进行蚀刻而除去该剩余有干膜抗蚀剂的部分以外的暴露的基板5A部分。由此,将上述基板5A形成为具有嵌合部5a的整形基板5。接着,利用氢氧化钠水溶液等剥离上述干膜抗蚀剂。另外,上述整形基板5的嵌合部5a的大小例如设定为横向的长度(突出长度)L1在5mm~25mm的范围内、高度L2在0.3mm~5.0mm的范围内。
然后,如图6的(d)所示,将光学元件8安装在安装用连接盘7上之后,利用透明树脂灌注密封上述光学元件8及其周边部。使用安装机进行上述光学元件8的安装,利用该安装机所具有的定位照相机等定位装置精确地定位于安装用连接盘7而进行上述光学元件8的安装。这样,得到基板单元E2,该基板单元E2包括:具有嵌合部5a的整形基板5、绝缘层6、安装用连接盘7、光学元件8、以及密封树脂9,上述工序(2)的基板单元E2的制作工序结束。如上所述,在该基板单元E2中,以安装用连接盘7为基准形成有嵌合部5a,因此,安装在该安装用连接盘7上的光学元件8与嵌合部5a处于适当的位置关系。
接着,说明上述工序(3)的光波导路单元W2与基板单元E2之间的结合工序。即,在使基板单元E2(参照图3的(a)、图3的(b))的光学元件8的表面(发光部或者受光部)朝向光波导路单元W2(参照图2的(a)、图2的(b))的芯2的光透过面2a侧的状态下,使形成于光波导路单元W2的基板单元嵌合用的纵槽部60与形成于上述基板单元E2的嵌合部5a相嵌合,一体化上述光波导路单元W2和基板单元E2(参照图1的(a)、图1的(b))。此时,使嵌合部5a的下端缘抵接于上述基座10的表面。另外,为了进行上述嵌合,既可以从上方将嵌合部5a插入到纵槽部60中,也可以从横向将嵌合部5a插入到纵槽部60。另外,根据需要,也可以用接合剂固定上述纵槽部60与嵌合部5a之间的嵌合部分。这样,完成了作为目的的光传感器模块。
在此,如上所述,在上述光波导路单元W2中,芯2的光透过面2a与基板单元嵌合用的纵槽部60处于适当的位置关系。另外,在安装有上述光学元件8的基板单元E2中,光学元件8与嵌合部5a处于适当的位置关系。因此,如上所述,通过使上述纵槽部60与上述嵌合部5a嵌合而制作上述光传感器模块时,芯2的光透过面2a与光学元件8自动调心。其结果,不需要进行调心作业。
图7的(a)~图7的(c)是示意性地表示本发明的光传感器模块的其他的实施方式的纵槽部60的俯视图。这些实施方式的形成于光波导路单元W2的纵槽部60的突出片61的配置具有特征。即,在图7的(a)中,未形成如图2的(a)所示的形成于纵槽部60的、一个侧壁面的最里侧的突出片61,从而该侧壁面的突出片61为3个、另一个侧壁面的突出片61为4个。在图7的(b)、图7的(c)中,仅在纵槽部60内的任意一个侧壁面上形成有突出片61(在图7的(b)中为3个、在图7的(c)中为4个)。在图7的(a)~图7的(c)中,上述以外的部分与图1的(a)、图1的(b)所示的实施方式相同。另外,在图7的(a)~图7的(c)所示的实施方式中,也起到与图1的(a)、图1的(b)所示的实施方式相同的作用、效果。
另外,在上述各实施方式中,将基板单元嵌合用的纵槽部60内的突出片61的横截面形状形成为梯形状,但也可以为其他的形状,例如,也可以为长方形状、半圆状、三角形状等。另外,突出片61的数量也可以适当地设定。例如,在如图2的(a)、图7的(a)那样在纵槽部60内的彼此相对的两侧壁面上形成突出片61的情况下,只要在一个侧壁面上形成1个以上突出片61、在另一个侧壁面上形成2个以上成突出片61即可。在如图7的(b)、图7的(c)那样在纵槽部60内的任意一个侧壁面上形成突出片61的情况下,只要形成1个以上成突出片61即可。
另外,在上述各实施方式中,将用于形成纵槽部60的两侧壁面的长度(图1的(b)中的Y轴方向的长度)形成为相同的长度,但也可以形成为其他形式,也可以形成为任意一个侧壁面较长。另外,在图1的(b)中,基板单元E2的与纵槽部60嵌合的嵌合部5a的高度L2(参照图6的(c))图示为与纵槽部60高度相同,但只要能够利用上述嵌合来支承基板单元E2,则嵌合部5a的高度L2既可以高于纵槽部60的高度,也可以低于纵槽部60的高度。
另外,在上述各实施方式中,在嵌合纵槽部60与嵌合部5a之后,根据需要用接合剂在该嵌合部分进行了固定,但在使用该接合剂的情况下,也可以如下方式进行:首先,将接合剂涂敷于上述纵槽部60,在该接合剂固化之前,使纵槽部60与嵌合部5a嵌合。这样,接合剂起到润滑剂的作用,因此,易于进行上述嵌合。而且,从作业性的观点考虑,优选将嵌合部5a从横向插入到纵槽部60中,使嵌合部5a与纵槽部60嵌合。
另外,在上述各实施方式中,利用接合剂将光波导路单元W2接合于基座10的表面,但既可以相对于光波导路单元W2的下包层1的整个下表面设置该基座10,也可以在与嵌合基板单元E2的纵槽部60相对应的部分等局部地设置该基座10,也可以完全不设置该基座10。另外,在完全不设置基座10的情况下,不使用接合剂就将光波导路单元W2放置于基座10的表面,在将基板单元E2与纵槽部60嵌合之后,去除上述基座10。
另外,例如,如图8所示,上述本发明的光传感器模块形成为两个L字形的光传感器模块S1、S2,将这些光传感器模块S1、S2形成为四边形的框状而使用,由此,能够用作检测触摸面板中的手指等的触摸位置的检测部件。即,在一个L字形的光传感器模块S1中,在角部,在光波导路单元W2中嵌合有安装有发光元件8a的基板单元E2,出射光H的芯2的端面2b及上包层3的透镜面朝向上述框状的内侧。在另一个L字形的光传感器模块S2中,在角部,在光波导路单元W2中嵌合有安装有受光元件8b的基板单元E2,入射光H的上包层3的透镜面及芯2的端面2b朝向上述框状的内侧。于是,将上述两个L字形的光传感器模块以围绕触摸面板的四边形的显示器D的显示屏的方式沿着该显示屏周缘部的四边形设置,使得能够用另一个L字形的光传感器模块S2接收来自一个L字形的光传感器模块S1的出射光H。由此,上述出射光H能够在显示器D的显示屏上与该显示屏平行地以网格状走行。因此,用手指触摸显示器D的显示屏时,该手指阻隔出射光H的一部分,利用受光元件8b检测该被阻隔的部分,从而能够检测出上述手指所接触的部分的位置。另外,在图8中,用虚线表示芯2,该虚线的粗细表示芯2的粗细,并且省略图示芯2的数量。
接着,说明实施例。但是,本发明并不限定于实施例。
【实施例】
(下包层、上包层(包括延长部分在内)的形成材料)
通过将双苯氧基乙醇芴二缩水甘油醚(成分A)35重量份、作为脂环式环氧树脂的3’,4’-环氧环己基甲基-3,4-环氧基环己烷羧酸酯(大赛璐化学工业社制造、CELLOXIDE2021 P)(成分B)40重量份、(3’,4’-环氧基环己烷)甲基-3’,4’-环氧环己基-羧酸酯(大赛璐化学工业社制造、CELLOXIDE2081)(成分C)25重量份、4,4’-双〔二(β-羟基乙氧基)苯亚磺酰〕苯基硫化物-双-六氟锑酸酯的50重量%碳酸亚丙酯溶液(成分D)2重量份混合,制备下包层及外包层的形成材料。
(芯的形成材料)
通过将上述成分A:70重量份、1,3,3-三{4-〔2-(3-氧杂环丁基)〕丁氧基苯基}丁烷:30重量份、上述成分D:1重量份溶解在乳酸乙酯中,制备芯的形成材料。
(光波导路单元的制作)
使用上述下包层、芯、上包层的各形成材料在不锈钢制基板上以与上述实施方式相同的方法制作了光波导路单元。然后,从下包层的背面剥离上述不锈钢制基板之后,使用接合剂将得到的光波导路单元接合在亚克力板之上。
形成于上包层的延长部分的纵槽部作为图2的(a)所示的纵槽部。该延长部分的高度(厚度)设为1mm。另外,在纵槽部的尺寸中,将相对着的突出片与突出片之间的距离设为0.05mm,将纵槽部的深度设为13.47mm,将突出片的突出量(突出高度)设为1mm,将突出片的截面梯形状的顶面的宽度设为1mm。
(基板单元的制作)
以与上述实施方式相同的方式,在不锈钢制基板(25mm×30mm×0.05mm(厚度))的表面的一部分形成绝缘层、光学元件安装用连接盘及电配线,将该不锈钢制基板的单侧形成为用于嵌合于上述纵槽部的嵌合部。在该嵌合部的尺寸中,将高度设为1mm,将横向的长度(突出长度)设为15mm。
然后,在上述光学元件安装用连接盘的表面涂敷银浆之后,借助银浆将引线接合类型的发光元件(Optowell社制,SM85-1N001)安装在光学元件安装用连接盘之上。然后,利用透明树脂(日东电工社制,NT-8038)将上述发光元件及其周边部灌注密封。这样,制作出基板单元。
(光传感器模块的制造)
在上述光波导路单元中的基板单元定位用的纵槽部涂敷接合剂,在该接合剂固化之前,使上述基板单元的嵌合部在横向上滑动,从而使上述基板单元的嵌合部与上述纵槽部嵌合。然后,使该嵌合部的横向顶端缘抵接于上述纵槽部的底壁面,并且使该嵌合部的下端缘抵接于亚克力板的表面。然后,使上述接合剂固化。这样,制造出光传感器模块。
(光传输试验)
向上述实施例的光传感器模块的发光元件中通电,使光从发光元件出射。然后,确认到光从传感器模块的另一端部出射。
由该结果可知,在上述制法中,即使不进行光波导路单元的芯与基板单元的发光元件之间的调心作业,所得到的光传感器模块也能适当地进行光传输。
本发明的光传感器模块能够用于检测触摸面板中的手指等的触摸位置的检测部件、或者用于以高速传送或者处理声音、图像等数字信号的信息通信设备、信号处理装置等。
附图标记说明
W2、光波导路单元;E2、基板单元;3、上包层;4、延长部分;5a、嵌合部;8、光学元件;60、纵槽部;61、突出片。
Claims (2)
1.一种光传感器模块,其是通过结合光波导路单元与安装有光学元件的基板单元而构成的光传感器模块,其特征在于,
上述光波导路单元包括:
下包层;
光路用的线状的芯,其形成在该下包层的表面;
上包层,其用于覆盖该线状的芯;
单侧延长部分,其是沿着上述芯的轴线方向延长该上包层的单侧侧缘部而成的;
基板单元嵌合用槽部,其形成于上述单侧延长部分;以及,
突出片,其突出形成于该槽部内的侧壁面,并用于与上述基板单元的嵌合部相抵接,
上述基板单元包括:
基板;
光学元件,其安装在该基板上的规定部分;
嵌合部,其形成于上述基板的一部分,用于与上述光波导路单元的基板单元嵌合用槽部嵌合,
上述光波导路单元与上述基板单元之间的结合是以下述的状态进行的:使上述基板单元的上述嵌合部与上述光波导路单元的上述槽部嵌合,使上述槽部内的突出片抵接于该嵌合部,从而对上述线状芯的光透过面与上述光学元件进行了调心。
2.根据权利要求1所述的光传感器模块,其中,
在上述基板单元嵌合用槽部内的彼此相对的两侧壁面上形成有多个上述突出片,上述突出片以一个侧壁面上的相邻的突出片与突出片之间的凹部面对另一个侧壁面上的突出片的状态配置。
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