JP2003315635A

JP2003315635A - 構造体の製造方法

Info

Publication number: JP2003315635A
Application number: JP2002121582A
Authority: JP
Inventors: Hideaki Okura; 秀章大倉; Tsutomu Sakatsu; 務坂津; Takeshi Sano; 武佐野; Hiroshi Kobayashi; 寛史小林
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2002-04-24
Filing date: 2002-04-24
Publication date: 2003-11-06

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、設計に対する許容度が大きく、一
括にて部材同士の接続が行える構造体の製造方法を提供
することを目的とする。【解決手段】本発明の構造体の製造方法によれば、第
１の部材上に第２の部材を配置し、第１の部材と第２の
部材の間に溶融性の接合剤である第３の部材を介在させ
る第１の工程と、第３の部材を溶融させて第３の部材の
表面張力で第２の部材を所望の位置又は高さに移動させ
る第２の工程とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は構造体の製造方法に
関し、詳細には光学素子等の構造体を基板に実装する方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】受光素子や発光素子と、光導波路との結
合の方式としては、端面結合が多く用いられているが、
受発光素子の送受信部がアレイ状に面配置されてくる
と、端面結合では難しく、４５°ミラーを介して、結合
するのが一般的である。従来技術である特開２０００−
１９３８３８号公報（以下従来例１と称す）では、導波
路端面に反射面が形成されていることで上部に配置する
光部品との結合を実現している。また、別の方式として
は、特開平６−２９５６６号公報（以下従来例２と称
す）のように導波路端面を４５°に切断することで達成
している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例１は、一体成形によって反射面を導波路と同時に作
りこむことで製造コストを安くすることができるが、設
計変更に対応するには金型の対応等が必要であり、高コ
ストになってしまう。また、上記従来例２は、各接合点
に対して加工を行う必要があり、接続点数が増大するに
伴ってコストが高くなっていく。

【０００４】本発明はこれらの問題を解決するためのも
のであり、設計に対する許容度が大きく、一括にて部材
同士の接続が行える構造体の製造方法を提供することを
目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記問題点を解決するた
めに、本発明の構造体の製造方法によれば、第１の部材
上に第２の部材を配置し、第１の部材と第２の部材の間
に溶融性の接合剤である第３の部材を介在させる第１の
工程と、第３の部材を溶融させて第３の部材の表面張力
で第２の部材を所望の位置又は高さに移動させる第２の
工程とを有することに特徴がある。よって、設計に対す
る許容度が大きく、一括にて部材同士の接続が行える構
造体の製造方法を提供できる。

【０００６】また、第１の工程において第１の部材と第
２の部材の間であって少なくとも２箇所に異なる量の第
３の部材を介在させ、第２の工程において各第３の部材
の異なる表面張力で第２の部材を第１の部材に対して傾
斜させることにより、第２の部材を第１の部材に対して
簡単に所望の傾斜を持たせることができる。

【０００７】更に、第３の部材としてハンダを用いるこ
とが好ましい。

【０００８】また、第１の部材にＶ溝を形成し、このＶ
溝の一方の傾斜面と第２の部材の間に第３の部材を介在
させることにより、第３の部材の介在量によるばらつき
を抑え、第２の部材における安定した傾斜角を形成する
ことができる。

【０００９】更に、第１の工程において第１の部材と第
２の部材の間であって第２の部材の端部に第３の部材を
介在させ、第２の工程において第３の部材の表面張力で
第２の部材に対してモーメント力を作用させて第２の部
材を第１の部材に対して傾斜させることにより、第２の
部材を第１の部材に対してより一層簡単に所望の傾斜を
持たせることができる。

【００１０】また、第２の部材の端部における裏面と側
面に電極を各々設け、第１の工程において１の部材と電
極の間に第３の部材を介在させ、第２の工程において第
３の部材の表面張力で第２の部材に対してモーメント力
を作用させて第２の部材を第１の部材に対して傾斜させ
ることにより、第２の部材を第１の部材に対してより一
層簡単に所望の傾斜を持たせることができる。

【００１１】更に、第１の部材に対する第２の部材の所
望の傾斜角は、第２の部材の端部における裏面側及び側
面側の電極の全面積に対する裏面側の電極の面積の比に
９０°を乗じた角度となるように第２の部材の端部にお
ける裏面側及び側面側の電極の面積を設定することによ
り、簡単に第１の部材に対する第２の部材の所望の傾斜
角が得られる。

【００１２】また、第２の部材が複数の部材を有する構
造であって、各部材が成す傾斜角を設ける場合、第１の
部材と２の部材の各部材の接合部分との間に第３の部材
を設けることにより、複数の部材で形成される各角を簡
単に設けることができる。

【００１３】更に、ハンダの供給方法としてハンダペー
ストを用いることにより、より多くのハンダ量を供給す
ることができ、全ての所望の傾斜角が得られる。

【００１４】また、第２の部材に第３の部材が予め形成
されていることにより、安定した第３の部材の供給を行
うことができる。

【００１５】更に、別の発明として、第１の部材上に第
２の部材を配置し、第１の部材と第２の部材の間に溶融
性の接合剤である第３の部材を介在させる第１の工程
と、第２の部材と第３の部材の間に支持部材を介在させ
る第２の工程と、第３の部材を溶融させて第３の部材の
表面張力で支持部材を所望の位置又は高さに移動させ、
支持部材の移動に従って第２の部材を所望の位置又は高
さに移動させる第２の工程とを有することに特徴があ
る。よって、支持部材によって第２の部材を第１の部材
に対して傾斜させることができると共に支持部材が第２
の部材を支えることで信頼性が確保される。また、支持
部材を起き上がらせることを利用しているため、支持部
材の選択性が広まり、マウントも容易に行うことがで
き、コストダウンにつながる。

【００１６】また、第２の工程において第１の部材と支
持部材の間であって支持部材の端部に第３の部材を介在
させ、第３の部材の表面張力で支持部材に対してモーメ
ント力を作用させて支持部材を第１の部材に対して傾斜
させ、支持部材が支持する第２の部材を傾斜させること
により、支持部材によって第２の部材を第１の部材に対
して簡単に傾斜させることができる。

【００１７】更に、第１の部材の切欠き部内に第２の部
材を配置することにより、第１の部材と第２の部材の多
様な接続形態に対応できる。

【００１８】

【発明の実施の形態】本発明の構造体の製造方法によれ
ば、第１の部材上に第２の部材を配置し、第１の部材と
第２の部材の間に溶融性の接合剤である第３の部材を介
在させる第１の工程と、第３の部材を溶融させて第３の
部材の表面張力で第２の部材を所望の位置又は高さに移
動させる第２の工程とを有する。

【００１９】

【実施例】図１は本発明の第１の実施例に係る構造体の
製造工程を示す概略図である。同図において、本実施例
で用いる構造体は、光導波路と光送受信素子との接続構
造として光を垂直方向に曲げるのに反射板を用いる構造
に用いられる。同図では、ハンダを用いた場合に関する
挙動を示している。また、本実施例は、Ｓｉ基板やプリ
ント基板で代表される第１の部材１１である基板上に第
３の部材１２であるハンダを搭載し、その上に第２の部
材１３である反射板を実装する例である。同図の（ａ）
に示すように、第３の部材１２であるハンダをハンダペ
ーストにて予め印刷にて供給している。また、第２の部
材１３である反射板は汎用マウンタにて第３の部材１２
であるハンダの上に搭載している。この後、同図の
（ｂ）に示すように、第３の部材１２であるハンダを溶
融させることで、ハンダペーストは凝集し、第３の部材
１２であるハンダの表面張力が大きいため、球状になろ
うとする。なお、このときの第３の部材１２であるハン
ダの形状は、ハンダの供給量と電極の面積にて定まる。
そのため、ハンダバンプを高くするには、電極径を小さ
くするとともに供給量を多くする必要がある。そして、
第３の部材１２であるハンダが溶融することで図１の
（ｂ）のようになり、第２の部材１３である反射板が傾
くことになる。ここで、特に光結合を上げるには、反射
板の傾斜角が４５°であればよい。

【００２０】図２は本発明の第２の実施例に係る構造体
の製造工程を示す概略図である。同図に示すように、溝
１４が第１の部材１１である基板に形成されていること
で、第２の部材１３である反射板が傾きやすくなる。溝
１４の一方に接着剤１５を塗布し、図２の（ａ）に示さ
れるように第２の部材１３である反射板を搭載すると、
接着剤１５が第２の部材１３である反射板に濡れ広が
り、その際に接着剤の表面張力により第２の部材１３で
ある反射板が傾く。このときの傾斜角は溝１４の開口角
によって決まるため、接着剤１５の塗布量によるばらつ
きを抑え、安定した傾斜角をもつ第２の部材１３である
反射板を搭載することができる。また、本実施例では、
接着剤１５で容易に実現できることから、低温での形成
が可能となる。更に、接着剤１５の塗布には、溝１４の
片面のみに塗布する必要がある。

【００２１】図３は本発明の第３の実施例に係る構造体
の製造工程を示す概略図である。同図に示すように、第
３の部材１２であるハンダが第２の部材１３である反射
板の反射面に垂直な面に電極１６を設けて、第３の部材
１２であるハンダに濡れることで第２の部材１３である
反射板に対してモーメント力が作用して、第２の部材１
３である反射板が第１の部材１１である基板に対して傾
くことになる。この場合、第１の部材１１である基板に
対する第２の部材１３である反射板の所望の傾斜角は、
第２の部材１３である反射板の端部における裏面側及び
側面側の電極１６の全面積に対する裏面側の電極１６の
面積の比に９０°を乗じた角度となるように第２の部材
１３である反射板の端部における裏面側及び側面側の電
極１６の面積を設定することにより、簡単に第１の部材
１１である基板に対する第２の部材１３である反射板の
所望の傾斜角が得られる。例えば、傾斜角を４５°にす
るには、側面及び裏面の電極１６の各面積を同一にする
必要があり、また傾斜角を６０°にするには、側面及び
裏面の電極１６の面積比を１：２にする必要がある。

【００２２】図４は本発明の第４の実施例に係る構造体
の製造工程を示す概略図である。同図に示すように、反
射面を１面以上必要とする際に反射面中央部にて折れる
構造体を用いることで図４の（ｂ）に示すように両側に
反射面を備えることができる。また、この例は両側に第
２の部材１３である反射板を設けているが、３方向以上
にも適用できる。またこのときの第３の部材１２である
ハンダに関しても単一である必要はなく、各々の方向に
対して第３の部材１２であるハンダが備えている場合も
含まれる。

【００２３】図５は本発明における構造体の製造方法で
用いるハンダの供給例を示す図である。同図に示すよう
に、第３の部材１２であるハンダの供給例として、ハン
ダバンプ１７を用いることができる。予め第１の部材１
１である基板や第２の部材１３である反射板に搭載する
ことで、より多くのハンダ量を供給することが可能であ
る。また、ハンダバンプ１７が溶融することで電極に濡
れバンプ高さが低くなる。更に、ハンダペースト１８は
溶融によって球状化するため、高さが高くなり、結局第
２の部材１３である反射板に接触することになる。この
とき、第２の部材１３である反射板が溶融したハンダペ
ースト１８に濡れることで引っ張られ第２の部材１３で
ある反射板は第１の部材１１である基板に対して傾く。

【００２４】図６は本発明の第５の実施例に係る構造体
の製造工程を示す概略図である。本実施例では、支持部
材１９の第１の部材１１である基板側には前面電極が形
成されており、ハンダが溶融することで、支持部材１９
が第３の部材１２であるハンダの表面張力によって、図
中左側へと移動していく。支持部材１９が移動すること
によって第２の部材１３である反射板が持ち上がり、第
１の部材１１である基板に対して傾斜する。この支持部
材１９が第２の部材１３である反射板を支えることにな
り、信頼性が確保される。

【００２５】図７は本発明の第６の実施例に係る構造体
の製造工程を示す概略図である。本実施例では、図３に
示す第３の実施例と同様に第３の部材１２であるハンダ
の表面張力を利用して第２の部材１３である反射板を傾
斜させる。この場合も支持部材１９が第２の部材１３で
ある反射板を支えるため安定した信頼性を得ることがで
きる。

【００２６】図８は本発明の第７の実施例に係る構造体
の製造工程を示す概略図である。基板中に光導波路が存
在する場合、図１に示す第１の実施例と同様の方式にて
実現することができる。この場合においても、第１の部
材１１である基板中の切欠き部に第２の部材１３である
反射板を設けることで、送受信素子と光導波路の接続が
可能になる。

【００２７】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、特許請求の範囲内の記載であれば多種の変
形や置換可能であることは言うまでもない。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の構造体の
製造方法によれば、第１の部材上に第２の部材を配置
し、第１の部材と第２の部材の間に溶融性の接合剤であ
る第３の部材を介在させる第１の工程と、第３の部材を
溶融させて第３の部材の表面張力で第２の部材を所望の
位置又は高さに移動させる第２の工程とを有することに
特徴がある。よって、設計に対する許容度が大きく、一
括にて部材同士の接続が行える構造体の製造方法を提供
できる。

【００２９】また、第１の工程において第１の部材と第
２の部材の間であって少なくとも２箇所に異なる量の第
３の部材を介在させ、第２の工程において各第３の部材
の異なる表面張力で第２の部材を第１の部材に対して傾
斜させることにより、第２の部材を第１の部材に対して
簡単に所望の傾斜を持たせることができる。

【００３０】更に、第３の部材としてハンダを用いるこ
とが好ましい。

【００３１】また、第１の部材にＶ溝を形成し、このＶ
溝の一方の傾斜面と第２の部材の間に第３の部材を介在
させることにより、第３の部材の介在量によるばらつき
を抑え、第２の部材における安定した傾斜角を形成する
ことができる。

【００３２】更に、第１の工程において第１の部材と第
２の部材の間であって第２の部材の端部に第３の部材を
介在させ、第２の工程において第３の部材の表面張力で
第２の部材に対してモーメント力を作用させて第２の部
材を第１の部材に対して傾斜させることにより、第２の
部材を第１の部材に対してより一層簡単に所望の傾斜を
持たせることができる。

【００３３】また、第２の部材の端部における裏面と側
面に電極を各々設け、第１の工程において１の部材と電
極の間に第３の部材を介在させ、第２の工程において第
３の部材の表面張力で第２の部材に対してモーメント力
を作用させて第２の部材を第１の部材に対して傾斜させ
ることにより、第２の部材を第１の部材に対してより一
層簡単に所望の傾斜を持たせることができる。

【００３４】更に、第１の部材に対する第２の部材の所
望の傾斜角は、第２の部材の端部における裏面側及び側
面側の電極の全面積に対する裏面側の電極の面積の比に
９０°を乗じた角度となるように第２の部材の端部にお
ける裏面側及び側面側の電極の面積を設定することによ
り、簡単に第１の部材に対する第２の部材の所望の傾斜
角が得られる。

【００３５】また、第２の部材が複数の部材を有する構
造であって、各部材が成す傾斜角を設ける場合、第１の
部材と２の部材の各部材の接合部分との間に第３の部材
を設けることにより、複数の部材で形成される各角を簡
単に設けることができる。

【００３６】更に、ハンダの供給方法としてハンダペー
ストを用いることにより、より多くのハンダ量を供給す
ることができ、全ての所望の傾斜角が得られる。

【００３７】また、第２の部材に第３の部材が予め形成
されていることにより、安定した第３の部材の供給を行
うことができる。

【００３８】更に、別の発明として、第１の部材上に第
２の部材を配置し、第１の部材と第２の部材の間に溶融
性の接合剤である第３の部材を介在させる第１の工程
と、第２の部材と第３の部材の間に支持部材を介在させ
る第２の工程と、第３の部材を溶融させて第３の部材の
表面張力で支持部材を所望の位置又は高さに移動させ、
支持部材の移動に従って第２の部材を所望の位置又は高
さに移動させる第２の工程とを有することに特徴があ
る。よって、支持部材によって第２の部材を第１の部材
に対して傾斜させることができると共に支持部材が第２
の部材を支えることで信頼性が確保される。また、支持
部材を起き上がらせることを利用しているため、支持部
材の選択性が広まり、マウントも容易に行うことがで
き、コストダウンにつながる。

【００３９】また、第２の工程において第１の部材と支
持部材の間であって支持部材の端部に第３の部材を介在
させ、第３の部材の表面張力で支持部材に対してモーメ
ント力を作用させて支持部材を第１の部材に対して傾斜
させ、支持部材が支持する第２の部材を傾斜させること
により、支持部材によって第２の部材を第１の部材に対
して簡単に傾斜させることができる。

【００４０】更に、第１の部材の切欠き部内に第２の部
材を配置することにより、第１の部材と第２の部材の多
様な接続形態に対応できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例に係る構造体の製造工程
を示す概略図である。

【図２】本発明の第２の実施例に係る構造体の製造工程
を示す概略図である。

【図３】本発明の第３の実施例に係る構造体の製造工程
を示す概略図である。

【図４】本発明の第４の実施例に係る構造体の製造工程
を示す概略図である。

【図５】本発明における構造体の製造方法で用いるハン
ダの供給例を示す図である。

【図６】本発明の第５の実施例に係る構造体の製造工程
を示す概略図である。

【図７】本発明の第６の実施例に係る構造体の製造工程
を示す概略図である。

【図８】本発明の第７の実施例に係る構造体の製造工程
を示す概略図である。

【符号の説明】

１１；第１の部材、１２；第２の部材、１３；第３の部
材、１４；溝、１５；接着剤、１６；電極、１７；ハン
ダバンプ、１８；ハンダペースト、１９；支持部材。

フロントページの続き (72)発明者佐野武東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー内 (72)発明者小林寛史東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー内Ｆターム(参考） 2H037 BA02 BA11 CA38 DA02 DA06 DA16 2H043 AB06 AB08 AC03 AE02 5E319 AA03 AC01 BB05 CC22 CD26 GG15

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１の部材上に第２の部材を配置し、第
１の部材と第２の部材の間に溶融性の接合剤である第３
の部材を介在させる第１の工程と、前記第３の部材を溶融させて前記第３の部材の表面張力
で前記第２の部材を所望の位置又は高さに移動させる第
２の工程とを有することを特徴とする構造体の製造方
法。
【請求項２】前記第１の工程において前記第１の部材
と第２の部材の間であって少なくとも２箇所に異なる量
の前記第３の部材を介在させ、前記第２の工程において
前記各第３の部材の異なる表面張力で前記第２の部材を
前記第１の部材に対して傾斜させる請求項１記載の構造
体の製造方法。
【請求項３】前記第３の部材としてハンダを用いる請
求項１又は２に記載の構造体の製造方法。
【請求項４】前記第１の部材にＶ溝を形成し、該Ｖ溝
の一方の傾斜面と前記第２の部材の間に前記第３の部材
を介在させる請求項１〜３のいずれかに記載の構造体の
製造方法。
【請求項５】前記第１の工程において前記第１の部材
と第２の部材の間であって前記第２の部材の端部に前記
第３の部材を介在させ、前記第２の工程において前記第
３の部材の表面張力で前記第２の部材に対してモーメン
ト力を作用させて前記第２の部材を前記第１の部材に対
して傾斜させる請求項１記載の構造体の製造方法。
【請求項６】前記第２の部材の端部における裏面と側
面に電極を各々設け、前記第１の工程において前記１の
部材と前記電極の間に前記第３の部材を介在させ、前記
第２の工程において前記第３の部材の表面張力で前記第
２の部材に対してモーメント力を作用させて前記第２の
部材を前記第１の部材に対して傾斜させる請求項１記載
の構造体の製造方法。
【請求項７】前記第１の部材に対する前記第２の部材
の所望の傾斜角は、前記第２の部材の端部における裏面
側及び側面側の前記電極の全面積に対する裏面側の前記
電極の面積の比に９０°を乗じた角度となるように前記
第２の部材の端部における裏面側及び側面側の前記電極
の面積を設定する請求項６記載の構造体の製造方法。
【請求項８】前記第２の部材が複数の部材を有する構
造であって、各部材が成す傾斜角を設ける場合、前記第
１の部材と前記２の部材の各部材の接合部分との間に前
記第３の部材を設ける請求項１記載の構造体の製造方
法。
【請求項９】前記ハンダの供給方法としてハンダペー
ストを用いる請求項３記載の構造体の製造方法。
【請求項１０】前記第２の部材に前記第３の部材が予
め形成されている請求項１〜９のいずれかに記載の構造
体の製造方法。
【請求項１１】第１の部材上に第２の部材を配置し、
第１の部材と第２の部材の間に溶融性の接合剤である第
３の部材を介在させる第１の工程と、前記第２の部材と前記第３の部材の間に支持部材を介在
させる第２の工程と、前記第３の部材を溶融させて前記第３の部材の表面張力
で前記支持部材を所望の位置又は高さに移動させ、前記
支持部材の移動に従って前記第２の部材を所望の位置又
は高さに移動させる第２の工程とを有することを特徴と
する構造体の製造方法。
【請求項１２】前記第２の工程において前記第１の部
材と前記支持部材の間であって前記支持部材の端部に前
記第３の部材を介在させ、前記第３の部材の表面張力で
前記支持部材に対してモーメント力を作用させて前記支
持部材を前記第１の部材に対して傾斜させ、前記支持部
材が支持する前記第２の部材を傾斜させる請求項１１記
載の構造体の製造方法。
【請求項１３】前記第１の部材の切欠き部内に前記第
２の部材を配置する請求項１〜１２のいずれかに記載の
構造体の製造方法。