JP2012182367A

JP2012182367A - 部品搭載方法および部品搭載装置

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Publication number: JP2012182367A
Application number: JP2011045190A
Authority: JP
Inventors: Ryosuke Ezoe; 亮介江副
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2011-03-02
Filing date: 2011-03-02
Publication date: 2012-09-20

Abstract

【課題】
本発明は、搭載部品の下面に応力が残留するのを抑制しつつ、搭載部品を被搭載部材上の所望高さに実装することができる部品搭載方法および部品搭載装置を提供することを目的とする。
【解決手段】
本発明に係る部品搭載装置１０は、搭載部品２０を被搭載部材３０に近づけて、搭載部品２０の下面２１を支持部材４０の高さに半田部材５０の熱収縮高さを加えた所定の高さ位置１３に維持する保持手段１１と、半田部材５０を加熱後に冷却する加熱冷却手段１２と、を備える。ここで、下面２１を所定の高さ位置１３に維持した状態で、加熱冷却手段１２が半田部材５０の冷却を開始すると共に保持手段１１が搭載部品２０を保持する保持力を半田部材５０の熱収縮力より小さくする。
【選択図】図１

Description

本発明は、搭載部品の下面を支持部材の上面に位置決めする部品搭載方法および部品搭載装置に関し、特に、光素子の活性層が所望高さに位置するように、光素子を基板に接合する部品搭載方法および部品搭載装置に関する。

大容量の波長分割多重光ネットワークにおいて、光源として、線幅が狭く、単一モード発振する分布帰還型半導体レーザがしばしば用いられる。該半導体レーザは、光学特性を重視する場合、半導体レーザの素子基板側をヒートシンク等に実装し、別途、ワイヤボンディング等を用いて基板との電気的結合を確保する。一方、高温高出力特性を重視する場合、半導体レーザの活性層側をヒートシンク等に実装し、基板との電気的結合と排熱経路とを同時に確保する。

特許文献１には、光素子の活性層側を基板へ実装する技術であって、光素子を基板上の所定の高さ位置に固定する技術が開示されている。特許文献１の技術は、光素子を基板上の所定高さに支持するための台座と光素子を基板に接合するためのはんだバンプとを基板に配置し、光素子の下面をはんだバンプに当接させてはんだバンプを溶融する。その後、はんだバンプを冷却して固化させることにより、光素子の活性層側がはんだバンプを介して基板に接合されると共に光素子が台座によって所定の高さ位置に支持される。

特開２００７−３０９９８７

しかし、特許文献１において、光素子の活性層側を基板へ実装する場合、電気的結合と排熱経路とを同時に確保することができるものの、はんだバンプが固化して熱収縮するのに伴って、光素子の活性層へ応力が付加される場合がある。例えば、半導体レーザの活性層に応力が残留した場合、回折格子近傍の屈折率が変化し、発振条件が影響を受けて単一モード発振特性等の光学特性が劣化する。

本発明は上記の問題に鑑みてなされたものであり、搭載部品の下面（活性層）に応力が残留するのを抑制しつつ、搭載部品を被搭載部材上の所望高さに実装することができる部品搭載方法および部品搭載装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明に係る部品搭載方法は、搭載部品を被搭載部材に近づけて、半田部材を加熱し、搭載部品の下面を支持部材の高さに半田部材の熱収縮高さを加えた所定の高さ位置に維持し、下面を所定の高さ位置に維持した状態で、半田部材の冷却を開始すると共に搭載部品を保持する保持力を半田部材の熱収縮力より小さくする。

上記目的を達成するために本発明に係る部品搭載装置は、搭載部品を被搭載部材に近づけて、搭載部品の下面を支持部材の高さに半田部材の熱収縮高さを加えた所定の高さ位置に維持する保持手段と、半田部材を加熱後に冷却する加熱冷却手段と、を備える。ここで、下面が所定の高さ位置に維持されている時に、加熱冷却手段が半田部材の冷却を開始すると共に保持手段が搭載部品を半田部材の熱収縮力より小さい保持力で保持する。

本発明に係る部品搭載方法および部品搭載装置は、搭載部品の下面を支持部材の高さに半田部材の熱収縮高さを加えた所定の高さ位置に維持した状態で、半田部材の冷却を開始すると共に搭載部品を保持する力を半田部材の熱収縮力より小さくする。この場合、半田部材の熱収縮が搭載部品の下面と支持部材の上面との間に形成されている隙間によって吸収され、半田部材が室温に戻って熱収縮しきった時、搭載部品が被搭載部材に実装されると共に搭載部品の下面が支持部材の上面に当接する。従って、搭載部品の下面に応力が残留するのを抑制しつつ、搭載部品を被搭載部材上の所望高さに実装することができる。

本発明の第１の実施形態に係る部品搭載装置１０の断面図の一例である。本発明の第２の実施形態に係る光モジュール製造装置１００の断面図の一例である。本発明の第２の実施形態に係る光モジュール製造装置１００の断面図の一例である。本発明の第２の実施形態に係る光モジュール製造装置１００の断面図の一例である。本発明の第２の実施形態に係る光モジュール製造装置１００の断面図の一例である。本発明の第２の実施形態に係る光モジュール製造装置１００の断面図の一例である。本発明の第３の実施形態に係る光モジュール製造装置１００Ｂの断面図の一例である。本発明の第３の実施形態に係る光モジュール製造装置１００Ｂの断面図の一例である。本発明の第３の実施形態に係る光モジュール製造装置１００Ｂの断面図の一例である。本発明の第３の実施形態に係る光モジュール製造装置１００Ｂの断面図の一例である。本発明の第３の実施形態に係る光モジュール製造装置１００Ｂの断面図の一例である。本発明の第４の実施形態に係る光モジュール製造装置１００Ｃの断面図の一例である。

（第１の実施形態）
第１の実施形態について説明する。本実施形態に係る部品搭載装置１０の構成図の一例を図１に示す。図１おいて、本実施形態に係る部品搭載装置１０は、保持手段１１および加熱冷却手段１２を備える。

保持手段１１は、搭載部品２０を被搭載部材３０に近づけ、搭載部品２０の下面２１を所定の高さ位置１３に維持する。ここで、所定の高さ位置１３とは、支持部材４０の高さより高く、半田部材５０の当初の高さよりも低い位置であり、具体的には、支持部材４０の高さに半田部材５０が冷却された時の熱収縮分を加えた高さ位置である。該高さ位置１３は、例えば、支持部材４０の高さ、半田部材５０の体積、粘性および熱膨張係数等を用いてシミュレーションすることにより設計される。さらに、保持手段１１は、半田部材５０の冷却が開始された時、搭載部品２０を保持する保持力を半田部材５０の熱収縮力よりも小さくする。

加熱冷却手段１２は、搭載部品２０または被搭載部材３０と熱的に接続され、搭載部品２０または被搭載部材３０を加熱する。本実施形態において、所定の高さ位置１３が半田部材５０の当初の高さよりも低い位置であることから、保持手段１１が搭載部品２０の下面２１を所定高さ位置１３に維持することにより、半田部材５０は搭載部品２０および被搭載部材３０によって挟持される。従って、搭載部品２０または被搭載部材３０を加熱することにより、半田部材５０の温度が上がり、半田部材５０が溶融する。

さらに、加熱冷却手段１２は、保持手段１１が搭載部品２０の下面２１を所定高さ位置１３に維持している時に搭載部品２０または被搭載部材３０の冷却を開始する。搭載部品２０または被搭載部材３０が冷却されることにより、半田部材５０が冷却される。なお、本実施形態において、加熱冷却手段１２が被搭載部材３０を加熱することによって半田部材５０が溶融し、加熱冷却手段１２が被搭載部材３０を冷却することによって半田部材５０が固化する。ここで、該冷却には加熱停止も含まれ、加熱冷却手段１２が加熱を停止した場合、結果的に半田部材５０の温度が室温まで下がり、固化する。

上記の部品搭載装置１０を用いて搭載部品２０を被搭載部材３０上に搭載する場合、保持手段１１により搭載部品２０を被搭載部材３０に近づけ、加熱冷却手段１２により半田部材５０を溶融する。そして、搭載部品２０の下面２１を支持部材４０の高さに半田部材５０の熱収縮高さを加えた所定の高さ位置１３に維持し、この状態で、半田部材５０の冷却を開始すると共に搭載部品２０を保持する保持力を半田部材５０の熱収縮力より小さくする。

搭載部品２０の下面２１を所定の高さ位置１３に維持することにより、搭載部品２０の下面２１と支持部材４０の上面４１との間には、半田部材５０の熱収縮高さに相当する隙間が形成される。従って、半田部材５０が室温に戻り、熱収縮しきった時に丁度、搭載部品２０の下面２１が支持部材４０の上面４１に当接する。

以上のように、本実施形態に係る部品搭載装置１０は、搭載部品２０の下面２１を支持部材４０の高さに半田部材５０が冷却された時の熱収縮高さを加えた高さ位置１３に維持した状態で、半田部材５０の冷却を開始すると共に保持力を半田部材５０の熱収縮力より小さくすることにより、半田部材５０の熱収縮を、搭載部品１０の下面２１と支持部材４０の上面４１との間に形成されている隙間で吸収することができる。従って、本実施形態に係る部品搭載装置１０は、搭載部品２０の下面２１に応力が残留するのを抑制しつつ、搭載部品２０を被搭載部材３０上の所望高さに実装することができる。

なお、本実施形態では、支持部材４０を被搭載部材３０の上に配置したがこれに限定されない。例えば、支持部材４０および被搭載部材３０を他の部材に固定し、配置被搭載部材３０から支持部材４０の上面４１までの距離を所望の距離に設定することもできる。

（第２の実施形態）
第２の実施形態について説明する。本実施形態では、部材搭載装置として光モジュール製造装置を、搭載部品として光素子を、被搭載部材として基板を適用する。本実施形態に係る光モジュール製造装置を用いて光素子を基板に搭載する工程を図２乃至図６に示す。なお、図２乃至図６は、光モジュール製造装置１００、光素子２００および基板３００を、光軸を通る垂直面で切断した時の断面図である。

本実施形態において、光モジュール製造装置１００は、ステージ１１０、光素子吸着ハンド１２０、ヒーター１３０およびスペーサ１４０を備える。また、基板３００の上には台座４００、はんだバンプ５００および導波路６００が配置されている。ここで、スペーサ１４０が請求項の位置決め部材に、台座４００が支持部材に相当する。

図２乃至図６において、ステージ１１０の上に基板３００がセットされる。光素子吸着ハンド１２０は、光素子２００の素子基板を所定の吸着力で吸着しながら、光素子２００を基板３００に近づける。そして、光素子２００の活性層面とスペーサ１４０の上面とが当接した時、光素子２００をその状態で維持する。そして、ヒーター１３０が加熱を停止した時、光素子２００を吸着している吸着力をはんだバンプ５００の熱収縮力よりも小さくする。以下、光素子２００の素子基板および活性層面をそれぞれ、光素子２００の上面および下面と記載する。

ヒーター１３０は、基板３００または光素子２００を加熱することにより、はんだバンプ５００を溶融させ、さらに、光素子２００の下面がスペーサ１４０の上面と当接している時、スペーサ１４０を加熱して気化させる。ヒーター１３０は、スペーサ１４０が気化した後、加熱を停止する。

スペーサ１４０は、はんだバンプ５００の融点よりやや高い昇華点を有する材料によって、台座４００の上に蒸着法、スパッタ法等の手段により所定の厚さに形成される。例えば、はんだバンプ５００としてＡｕＳｎはんだを用いる場合、スペーサ１４０として、ＡｕＳｎはんだの融点（約２８０℃）に対してやや高い昇華点（３００℃）を有する、テレフタル酸（Ｃ８Ｈ６Ｏ４）を適用することができる。

また、スペーサ１４０の厚さは、はんだバンプ５００が熱収縮した時に光素子２００の下面が降下する距離と一致するように設計される。該厚さは、例えば、台座４００の高さ、はんだバンプ５００の体積、粘性および熱膨張係数等を用いてシミュレーションすることにより決定することができ、台座４００の高さが１０μｍである時、スペーサ１４０の厚さは０．５μｍ程度に設定される。スペーサ１４０が気化することにより、はんだバンプ５００が熱収縮を開始する時に、光素子２００の下面と台座４００の上面との間に所定の隙間（例えば、０．５μｍ）が形成される。

光素子２００は、半導体レーザ等の光素子であり、本実施形態において、光軸２１０から光線が出射される。基板３００は一般的な平面部材である。

台座４００は、上面にスペーサ１４０が配置されると共に上面が光素子２００の下面と当接し、下面が基板３００に固定される。また、台座４００の高さは、光導波路６００のコア層６２０と光素子２００の光軸２１０との高さが一致するように設計されている。本実施形態では、２以上の台座４００を用いて、光素子２００を基板３００上の所定高さに支持する。

はんだバンプ５００は、台座４００よりも高い位置まで形成され、基板３００の上面と光素子２００の下面とを接合する。本実施形態では、図２に示すように、はんだバンプ５００は、２以上の台座４００の間で、台座４００の上に配置されたスペーサ１４０よりもやや高い位置まで形成される。また、はんだバンプ５００として、光モジュールの実装において一般的な接合材として頻繁に利用されるＡｕＳｎはんだを適用する。なお、光素子２００の接合において必要な接合強度、長期信頼性を満たせば、そのほかの材料を用いることもできる。

導波路６００は、下部クラッド層６１０、コア層６２０および上部クラッド層６３０が順次積層された積層体であり、コア層６２０を光線が伝搬する。

次に、本実施形態に係る光モジュール製造装置１００を用いて光素子２００を基板３００に搭載する手順について説明する。先ず、スペーサ１４０を台座４００の上に形成する工程について説明する。基板３００の上に下部クラッド層６１０、コア層６２０および上部クラッド層６３０を順次積層して光導波路６００を形成した後、光導波路６００の一端側をエッチング等により除去する。そして、基板３００上の光導波路６００を除去した領域に、２以上の台座４００を形成し、該台座４００間にはんだバンプ５００を加熱圧着する。さらに、台座４００の上にそれぞれ、蒸着法、スパッタ法等の手段を用いてスペーサ１４０を形成する。

次に、スペーサ１４０を形成した基板３００に光素子２００を搭載する工程について説明する。該基板３００をステージ１１０の上に固定し、図２に示すように、光素子２００を光素子吸着ハンド１２０で真空吸着して搭載位置の上方に配置する。

その後、光素子吸着ハンド１２０を操作して光素子２００を降下させると、図３に示すように、光素子２００の下面とはんだバンプ５００の上面とが接触する。この状態でヒーター１３０を用いて基板３００加熱することにより、ＡｕＳｎの融点に到達してはんだバンプ５００が溶融する。

はんだバンプ５００が溶融し、図４に示すように、光素子２００の下面とスペーサ１４０の上面とが当接した時、光素子吸着ハンド１２０によってこの時の高さを維持する。そして、この状態でヒーター１３０がさらに基板３００を加熱することにより、スペーサ１４０の温度が上昇する。

そして、テレフタル酸の昇華点まで温度が上昇した時、図５に示すように、スペーサ１４０が気化し、光素子２００と台座４００の間に所定の隙間が形成される。なお、本実施形態において、ステージ１１０および光素子吸着ハンド１２０は断熱素材で構成されており、ほとんど熱膨張しない。従って、加熱時の基板３００−光素子２００間の距離は、ステージ１１０および光素子吸着ハンド１２０の熱膨張に影響されることはない。

図５において、スペーサ１４０が気化した後、ヒーター１３０による加熱を停止すると共に光素子吸着ハンド１２０の吸着力をはんだバンプ５００の熱収縮力より小さくする。ヒーター１３０による加熱を停止することにより、はんだバンプ５００の温度が下がり、はんだバンプ５００は熱収縮しながら固化する。この時、光素子吸着ハンド１２０の吸着力ははんだバンプ５００の熱収縮力より小さいことから、はんだバンプ５００が熱収縮するのに伴って光素子２００が基板３００側へ下降する。そして、基板３００が室温に戻った時、図６に示すように、光素子２００の下面が台座４００の上面に丁度当接し、光素子２００が基板３００上の所望高さに搭載される。

以上のように、本実施形態に係る光モジュール製造装置１００は、台座４００の上に所定厚さに形成されたスペーサ１４０を配置し、はんだバンプ５００の熱収縮開始時に、該スペーサ１４０を気化させて光素子２００と台座４００の間に予め設計された所定の隙間を形成すると共に光素子吸着ハンド１２０の吸着力をはんだバンプ５００の熱収縮力より小さくする。この場合、はんだバンプ５００の熱収縮が該隙間によって吸収され、室温に到達した時に丁度、光素子２００の下面と台座４００の上面とが当接する。従って、光素子２００の下面、すなわち、活性層面に応力が残留することなく、光導波路６００のコア層６２０の高さと光素子２００の光軸２１０の高さとが一致した状態で、光素子２００を基板３００へ搭載することができる。

なお、スペーサ１４０は、蒸着法、スパッタ法等を用いて基板３００形成時に同時に形成することができるため、光素子２００の搭載時には工程を増やす必要がない。

ここで、本実施形態では、光素子吸着ハンド１２０を用いて光素子２００を基板３００側へ降下させたが、光素子吸着ハンド１２０を用いて光素子２００を保持しつつ、基板３００を上方に移動させることもできる。また、ヒーター１３０を用いて基板３００を加熱することによってはんだバンプ５００を溶融させたが、光素子２００を加熱することによってはんだバンプ５００を溶融させることもできる。さらに、基板３００または光素子２００を冷却する手段を設け、はんだバンプ５００を速やかに固化させることもできる。

ここで、本実施形態に係る光モジュール製造装置１００の活用例として、レーザ素子を始めとした光導波路を持つ製品の実装や、微小薄型素子のような低応力と高精度の両方が求められる製品の実装が挙げられる。

（第３の実施形態）
第３の実施形態について説明する。本実施形態においても、部材搭載装置として光モジュール製造装置を、搭載部品として光素子を、被搭載部材として基板を適用する。本実施形態に係る光モジュール製造装置を用いて光素子を基板に搭載する工程を図７乃至図１１に示す。なお、図７乃至図１１は、光モジュール製造装置１００Ｂ、光素子２００Ｂおよび基板３００Ｂを、光軸を通る垂直面で切断した時の断面図である。

本実施形態において、光モジュール製造装置１００Ｂは、ステージ１１０Ｂ、光素子吸着ハンド１２０Ｂ、ヒーター１３０Ｂおよび成形ツール１５０Ｂを備える。また、基板３００Ｂの上には台座４００Ｂ、はんだバンプ５００Ｂおよび導波路６００Ｂが配置されている。なお、本実施形態に係る成形ツール１５０Ｂ以外は、第２の実施形態で説明したそれらと同様なため、詳細な説明を省略する。

成形ツール１５０Ｂは、金属やシリコン等を用いて凹型に成形された部材である。図７において、成形ツール１５０Ｂは、はんだ成形面１５１Ｂおよび台座当接部１５２Ｂを備える。はんだ成形面１５１Ｂは、はんだバンプ５００Ｂの上面を覆う面積を有する平面であり、はんだ成形面１５１Ｂがはんだバンプ５００Ｂを押圧することによって、はんだバンプ５００Ｂの上面が低背に成形される。台座当接部１５２Ｂは、はんだ成形面１５１Ｂ上の台座４００Ｂと対応する位置に配置され、台座４００Ｂの上面と当接する開放面を有する。

台座当接部１５２Ｂの高さは、はんだバンプ５００Ｂが熱収縮した時に光素子２００Ｂの下面が降下する距離と一致するように設計される。該高さは、台座４００Ｂの高さ、はんだバンプ５００Ｂの体積、粘性および熱膨張係数等を用いてシミュレーションすることにより決定でき、例えば、台座４００Ｂの高さが１０μｍである時、台座当接部１５２Ｂの高さは０．５μｍ程度に設定される。なお、本実施形態では、台座当接部１５２Ｂをはんだ成形面１５１Ｂ上に配置し、成形ツール１５０Ｂを凹型に形成したが、台座当接部１５２Ｂの開放面とはんだ成形面１５１Ｂとの距離を所定の値に設定できれば、その他の構成を適用することもできる。

次に、本実施形態に係る光モジュール製造装置１００Ｂを用いて光素子２００Ｂを基板３００Ｂに搭載する手順について説明する。第２の実施形態と同様に、基板３００Ｂ上の光導波路６００Ｂを除去した領域に、２以上の台座４００Ｂを形成すると共に、台座４００Ｂ間にはんだバンプ５００Ｂを加熱圧着する。なお、本実施形態では台座４００Ｂの上面には何も形成する必要がない。

そして、図７に示すように、ステージ１１０Ｂの上に基板３００Ｂを固定し、光素子吸着ハンド１２０Ｂで成形ツール１５０Ｂを真空吸着した後、光素子吸着ハンド１２０Ｂを操作して、台座当接部１５２Ｂと台座４００Ｂとがそれぞれ対向するように成形ツール１５０Ｂを基板３００Ｂの上方に配置する。

光素子吸着ハンド１２０Ｂを操作して成形ツール１５０Ｂを降下させることにより、先ず、成形ツール１５０Ｂのはんだ成形面１５１Ｂがはんだバンプ５００Ｂに当接する。その状態でさらに成形ツール１５０Ｂを降下させると、はんだバンプ５００Ｂの上面がはんだ成形面１５１Ｂに押圧されて低背に成形される。そして、図８に示すように、台座当接部１５２Ｂの開放面が台座４００Ｂの上面に当接した時、成形ツール１５０Ｂの降下を停止して、成形ツール１５０Ｂを上昇させる。

その後、光素子吸着ハンド１２０Ｂから成形ツール１５０Ｂが取り外され、図９に示すように、光素子吸着ハンド１２０Ｂへ光素子２００Ｂが真空吸着される。光モジュール製造装置１００Ｂは、光素子２００Ｂが真空吸着された時、光素子吸着ハンド１２０Ｂを操作して光素子２００Ｂの降下を開始する。そして、図１０に示すように、光素子２００Ｂの下面がはんだバンプ５００Ｂの上面に当接した時、降下を停止して光素子２００Ｂをその高さに維持する。

光素子２００Ｂの降下を停止した時にヒーター１３０Ｂが基板３００Ｂの加熱を開始することにより、はんだバンプ５００Ｂの温度が上昇してはんだバンプ５００Ｂが溶融する。そして、所定時間経過後、ヒーター１３０Ｂによる加熱を停止すると共に光素子吸着ハンド１２０Ｂの吸着力をはんだバンプ５００Ｂの熱収縮力より小さくする。はんだバンプ５００Ｂの温度が下がって熱収縮するのに伴い、光素子２００Ｂは基板３００Ｂ側へ下降する。

そして、はんだバンプ５００Ｂが室温に到達した時、図１１に示すように、はんだバンプ５００Ｂが固化して光素子２００Ｂが基板３００Ｂへ搭載されると共に光素子２００Ｂの下面が台座４００Ｂの上面に丁度当接する。すなわち、光導波路６００Ｂのコア層６２０Ｂの高さと光素子２００Ｂの光軸２１０Ｂの高さとが一致した状態で光素子２００Ｂが基板３００Ｂへ搭載される。

本実施形態において、成形ツール１５０Ｂを用いて、はんだバンプ５００Ｂの上面と台座４００Ｂの上面との距離が所定の値になるようにはんだバンプ５００Ｂを予め成形しておくことにより、はんだバンプ５００Ｂの熱収縮開始時に光素子２００Ｂの下面と台座４００Ｂの上面との間に所定の隙間が形成される。従って、光素子２００Ｂの下面に応力が残留することなく、室温に到達した時、光素子２００Ｂの下面と台座４００Ｂの上面とが当接し、光素子２００Ｂが基板３００Ｂ上の所望高さに搭載される。

なお、本実施形態に係る部材搭載方法は、光素子２００Ｂの搭載工程においてはんだバンプ５００Ｂを成形する工程が増えるものの、第２の実施例と比較してテレフタル酸等の製造用の材料を準備する必要が無い。従って、生産数が少ない場合等に適用することが望ましい。

（第４の実施形態）
第４の実施形態について図１２を用いて説明する。図１２において、光モジュール製造装置１００Ｃは、ステージ１１０Ｃ、光素子吸着ハンド１２０Ｃ、ヒーター１３０Ｃおよびメモリ１６０Ｃを備える。図１２において、本実施形態に係るヒーター１３０Ｃは光素子２００Ｃの上面と熱的に接続され、光素子２００Ｃを加熱することにより、はんだバンプ５００Ｃが溶融する。また、メモリ手段１５０Ｃに所定高さ位置が記憶される。なお、メモリ１６０Ｃが請求項の位置決め手段に相当する。

光モジュール製造装置１００Ｃは、メモリ１６０Ｃに所定高さ位置が記憶されていない場合、光素子吸着ハンド１２０Ｃに光素子２００Ｃを真空吸着した状態で、光素子２００Ｃの下面がはんだバンプ５００Ｃと接しない位置で光素子２００Ｃを降下させ、図１２に示すように、光素子２００Ｃの下面の活性層付近以外の部分と台座４００Ｃの上面とを当接させる。光モジュール製造装置１００Ｃは、光素子２００Ｃの下面が台座４００Ｃの上面に当接した時の高さに所定の値を加え、所定高さ位置としてメモリ１６０Ｃに記憶する。

光モジュール製造装置１００Ｃは、メモリ１６０Ｃに所定高さ位置を記憶した後、光素子吸着ハンド１２０Ｃを用いて光素子２００Ｃをはんだバンプ５００Ｃの上方に移動させ、ヒーター１３０Ｃを用いて光素子２００Ｃの加熱を開始する。さらに、光素子吸着ハンド１２０Ｃを用いてメモリ１６０Ｃに記憶した高さ位置まで光素子２００Ｃを下降させる。光素子２００Ｃがメモリ１６０Ｃに記憶した高さ位置まで降下することにより、光素子２００Ｃとはんだバンプ５００Ｃとが接触し、はんだバンプ５００Ｃが溶融する。

光モジュール製造装置１００Ｃは、光素子２００Ｃの下面を所定高さ位置に維持した状態ではんだバンプ５００Ｃを溶融し、所定時間経過した後、ヒーター１３０Ｃによる加熱を停止すると共に光素子吸着ハンド１２０Ｃの吸着力をはんだバンプ５００Ｃの熱収縮力より小さくする。これにより、はんだバンプ５００Ｃが室温に到達した時、はんだバンプ５００Ｃが固化して光素子２００Ｃが基板３００Ｃへ搭載されると共に光素子２００Ｃの下面が台座４００Ｃの上面に当接する。

従って、光素子２００Ｃの下面に応力が残留することなく、光導波路６００Ｃのコア層６２０Ｃの高さと光素子２００Ｃの光軸２１０Ｃの高さとが一致した状態で、光素子２００Ｃが基板３００Ｃへ搭載される。

本実施形態に係る部材搭載方法は、第３の実施形態と同様に、光素子２００Ｃの搭載工程において所定の高さ位置を記憶するための工程が増えるものの、第２の実施例と比較してテレフタル酸等の製造用の材料を準備する必要が無い。従って、生産数が少ない場合等に適用することが望ましい。

１０部品搭載装置
１１保持手段
１２加熱冷却手段
２０搭載部品
３０被搭載部材
４０支持部材
５０半田部材
１００、１００Ｂ、１００Ｃ光モジュール製造装置
１１０、１１０Ｂ、１１０Ｃステージ
１２０、１２０Ｂ、１２０Ｃ光素子吸着ハンド
１３０、１３０Ｂ、１３０Ｃヒーター
１４０スペーサ
１５０Ｂ成形ツール
１６０Ｃメモリ
２００、２００Ｂ、２００Ｃ光素子
３００、３００Ｂ、３００Ｃ基板
４００、４００Ｂ、４００Ｃ台座
５００、５００Ｂ、５００Ｃはんだバンプ
６００、６００Ｂ、６００Ｃ光導波路

Claims

搭載部品を被搭載部材に近づけて、半田部材を加熱し、
前記搭載部品の下面を支持部材の高さに半田部材の熱収縮高さを加えた所定の高さ位置に維持し、
前記下面を前記所定の高さ位置に維持した状態で、前記半田部材の冷却を開始すると共に前記搭載部品を保持する保持力を前記半田部材の熱収縮力より小さくする、
部品搭載方法。
前記半田部材の融点より高い昇華点を有すると共に支持部材の高さに半田部材の熱収縮高さを加えた厚さに形成された位置決め部材を前記支持部材の上面に配置し、
前記下面が前記位置決め部材と当接した時、前記下面が所定高さ位置に位置するとみなす、請求項１記載の部品搭載方法。
第１の面と、前記第１の面から支持部材の高さに半田部材の熱収縮高さを加えた距離だけ離れた第２の面と、を備える位置決め部材を保持している場合、前記第１の面が前記支持部材の上面に当接するまで前記第２の面で前記半田部材を押圧しながら前記位置決め部材を前記被搭載部材に近づけ、
前記搭載部品を保持している場合、前記下面が前記半田部材と当接した時、前記下面が所定高さ位置に位置するとみなす、請求項１記載の部品搭載方法。
前記下面が前記半田部材と接しないように配置して前記搭載部品を前記被搭載部材に近づけ、前記下面が前記支持部材の上面に当接した時の位置に半田部材の熱収縮高さを加えて前記所定高さ位置として記憶し、
前記下面を前記半田部材の上方に配置して前記搭載部品を前記被搭載部材に近づけ、前記下面を前記記憶した所定高さ位置で維持する、請求項１記載の部品搭載方法。
搭載部品を被搭載部材に近づけて、前記搭載部品の下面を支持部材の高さに半田部材の熱収縮高さを加えた所定の高さ位置に維持する保持手段と、
前記半田部材を加熱後に冷却する加熱冷却手段と、
を備え、
前記下面を前記所定の高さ位置に維持した状態で、前記加熱冷却手段が前記半田部材の冷却を開始すると共に前記保持手段が前記搭載部品を保持する保持力を前記半田部材の熱収縮力より小さくすることを特徴とする部品搭載装置。
前記支持部材の上面に配置され、前記半田部材の融点より高い昇華点を有すると共に支持部材の高さに半田部材の熱収縮高さを加えた厚さに形成された位置決め部材をさらに備え、
前記保持手段は、前記下面が前記位置決め部材と当接した時、前記下面が所定高さ位置に位置するとみなす、請求項５記載の部品搭載装置。
第１の面と、前記第１の面から支持部材の高さに半田部材の熱収縮高さを加えた距離だけ離れた第２の面と、を備える位置決め部材をさらに備え、
前記保持手段は、前記位置決め部材を保持している場合、前記第２の面で前記半田部材を押圧しながら前記第１の面が前記支持部材の上面と当接するまで前記位置決め部材を前記被搭載部材に近づけ、前記搭載部品を保持している場合、前記下面が前記半田部材と当接した時、前記下面が所定高さ位置に位置するとみなす、請求項５記載の部品搭載装置。
前記所定高さ位置を記憶する位置決め手段をさらに備え、
前記位置決め手段が前記所定高さ位置を記憶している場合、前記保持手段は、前記下面を前記半田部材の上方に配置して前記搭載部品を前記被搭載部材に近づけ、前記下面を前記記憶した所定高さ位置で維持し、
前記位置決め手段が前記所定高さ位置を記憶していない場合、前記保持手段は、前記下面が前記半田部材と接しないように配置して前記搭載部品を前記被搭載部材に近づけ、前記下面を前記支持部材の上面を当接させ、前記位置決め手段は、該当接した時の位置に半田部材の熱収縮高さを加えて前記所定高さ位置として記憶する、請求項５記載の部品搭載装置。