JP6171454B2 - 光部品の実装装置、光部品の吸着ノズル、および、電子機器の製造方法 - Google Patents
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Description
吸着を用いない手法としては、光素子が搭載されたサブマウントを把持したクランプが、光素子に電力を供給することで、アクティブアライメントを行う手法が知られている(例えば、特許文献5参照)。
図1は、光部品の実装装置1および電子機器101を示す正面図である。
ノズル本体11は、光部品110を吸引する吸引口11a−1が形成された吸引面11bを有する。吸引口11a−1は、吸引気体Gの流路である吸引孔11aの先端に設けられた開口部分である。ノズル本体11は、吸引孔11aを中空部分とする筒形状を呈する。吸引面11bは、光部品110の第1の面110aの広い範囲において光部品110を吸引することが望ましい。
なお、本実施の形態において、電気的な接続状態の1つとして、一方の部材(例えば配線13)と他方の部材(例えばノズル側電極12)とが接触した状態が挙げられる。
光部品110は、光素子111と、複数の部品側第1電極112と、複数の部品側第2電極113とを含む。光部品110は、第1の面110aにおいて吸着ノズル10により吸引される。
複数の部品側第1電極112は、光部品110の第1の面110aに配置されている。
光導波路130は、コア131と、クラッド132とを有し、基板120上に実装されている。
図2Aおよび図2Bに示す第1の吸着ノズル10−1において、ノズル本体11は、非導電性である。ノズル本体11のうち少なくともノズル側電極12および配線13に接触する部分が非導電性で、他の部分が導電性であってもよい。本実施の形態において、非導電性の材料は、例えば、プラスチックなどの樹脂、セラミックなどである。
更に別の方法としては、導電性の接着剤で配線13を例えば描写、焼成などにより形成する方法や、パターン状の導電性シートを貼り付ける方法なども挙げられる。
ノズル側電極15は、吸引面11bの互いに間隔を隔てた3箇所に配置されているため、3点接触の原理で3個のノズル側電極15と部品側第1電極112とが接触しやすくなり得る。
内側部材16cは、吸引孔16aよりも外側に位置する。外側部材16dは、内側部材16cよりも外側に位置する。内側部材16cおよび外側部材16dの両方は、各々吸引孔16aを取り囲む筒形状を呈する。内側部材16cおよび外側部材16dの一方のみが吸引孔16aを取り囲む筒形状を呈していてもよい。
3個の連結部材18dは、3個の導電性部材18cの間に各々配置されている。連結部材18dは、導電性部材18cを連結する。連結部材18dは、例えば、非導電性の接着材である。導電性部材18cの材料は、例えば金属である。導電性部材18cおよび連結部材18dの個数は、各々2個であっても4個以上であってもよい。
複数の導電性部材18cの先端であるノズル側電極18c−1は、吸引面18bとして機能する。一方、連結部材18dの先端は、導電性部材18cのノズル側電極18c−1よりも奥まって、すなわち光部品110の第1の面110aから遠い位置に、配置されている。
ノズル側電極12は、導電性部材18cの吸引面18bの部品側第1電極112との接触部の全体に亘って配置されている。ノズル側電極12は、導電性部材18cの吸引面18bの一部に配置されていてもよい。
ノズル側電極12は、導電性部材18cの吸引面18bの部品側第1電極112との接触部の全体に亘って配置されている。ノズル側電極12は、導電性部材18cの吸引面18bの一部に配置されていてもよい。
ノズル側電極12は、導電性部材18cの吸引面18bの部品側第1電極112との接触部の全体に亘って配置されている。ノズル側電極12は、導電性部材18cの吸引面18bの一部に配置されていてもよい。
図25は、第2の光部品110−2の第1の面110aを示す斜視図である。
図24および図25において2点鎖線で示すのは、吸引孔11aが形成されたノズル本体11と、吸引面11bに配置されたノズル側電極12である。
図27〜図29は、ノズル側電極12および部品側第1電極112を示す正面図である。
絶縁体114の第1の面110aからの突出高さh3は、ノズル側電極12の吸引面11bからの突出高さh1と、部品側第1電極112の第1の面110aからの突出高さh2との和よりも小さい。
以下、電子機器101の製造方法について、図1、および図30〜図34を参照しながら説明する。なお、吸着ノズル10は、図2A〜図20Bに示す第1〜第19のいずれかのノズル10−1〜10−19であってもよいし、ノズル本体11と複数のノズル側電極12とを有していれば、その他の吸着ノズルであってもよい。
図30に示すように、まず、接合材122が、基板120に配置された基板側電極121に塗布される(ステップS1−1)。上述のように、基板120には光導波路130が実装されている。
複数のノズル側電極12が、光部品110の第1の面110aに配置された複数の部品側第1電極112と各々接触し複数の部品側第1電極112と導通する。これにより、光部品110に対し、吸着ノズル10のみによって給電が行われる(ステップS1−3)。
再度、光部品110に対し吸着ノズル10のみによって給電が行われることで(ステップS1−7)、光素子111が発光する(ステップS1−8)。
次に、図31に示す電子機器101の製造方法の各工程について説明する。
光部品110が実装位置へ移動した後(ステップS2−6)、複数の部品側第2電極113が複数の基板側電極121に各々接触した状態で、吸着ノズル10は、光部品110を基板120上に搭載する(ステップS2−7)。
上述の光素子111の光軸合わせにより、光部品110が基板120上に搭載された状態で光部品110の基板120に対する実装位置が調整される(ステップS2−10)。
図32に示すステップS3−10までの工程は、図30に示すステップS1−10までの工程と同様であるため説明を省略する。図32〜図34に示す製造方法では、リフロー炉におけるリフロー工程(ステップS1−11,S2−11)に代えて、実装装置1による加熱工程(ステップS3−11,S4−11,S5−10)が行われる。この加熱工程を行う実装装置1は、例えばフリップチップボンダーである。
次に、例えば、吸着ノズル10からの熱伝導や、基板120が載置されたステージ側からの熱伝導によって、接合材122が加熱され(ステップS3−11)、例えばはんだペーストである接合材122が溶融する。吸着ノズル10のノズル本体11が非導電性である場合には、材料として例えば、セラミック、高熱伝導率の樹脂などを用いて吸着ノズル10からの熱伝導を行うようにしてもよい。
図33に示すステップS4−6までの工程は、図30〜図32に示す電子機器101の製造方法と同様である。
上述の光素子111の光軸合わせにより、光部品110は、基板120側へ荷重を加えられた状態で、基板120に対する実装位置が調整される(ステップS4−10)。
図34に示すステップS5−9までの工程は、図33に示す電子機器101の製造方法と同様である。
(付記1)
光部品を吸引する吸引口が形成された吸引面を有するノズル本体と、
前記吸引面に配置され、前記光部品が有する複数の部品側電極と各々接触することで前記複数の部品側電極と導通する複数のノズル側電極と、
を含む吸着ノズルを備える、
ことを特徴とする光部品の実装装置。
(付記2)
前記複数のノズル側電極は、前記ノズル本体の前記吸引面から突出する突出部を有することを特徴とする付記1記載の光部品の実装装置。
(付記3)
前記突出部は、導電性の弾性体であることを特徴とする付記2記載の光部品の実装装置。
(付記4)
前記突出部の前記部品側電極と接触する接触部は、凹凸形状であることを特徴とする付記2記載の光部品の実装装置。
(付記5)
前記複数のノズル側電極の個数は、3個であることを特徴とする付記1から付記4のいずれか記載の光部品の実装装置。
(付記6)
前記吸着ノズルは、前記ノズル本体に配置され前記複数のノズル側電極に各々電気的に接続されている複数の配線を更に含むことを特徴とする付記1から付記5のいずれか記載の光部品の実装装置。
(付記7)
前記複数の配線は、前記ノズル本体の外周面に配置されていることを特徴とする付記6記載の光部品の実装装置。
(付記8)
前記ノズル本体には、前記吸引口において開口する吸引孔と、前記吸引孔と平行に延び前記吸引面に開口する複数の貫通孔と、が形成され、
前記複数の配線は、前記複数の貫通孔に各々挿入されている、
ことを特徴とする付記6記載の光部品の実装装置。
(付記9)
前記ノズル本体には、前記吸引口において開口する吸引孔が形成され、
前記ノズル本体は、前記吸引孔よりも外側に位置する内側部材と、前記内側部材よりも外側に位置する外側部材と、を更に有し、
前記複数の配線は、前記内側部材と前記外側部材との間に配置されている、
ことを特徴とする付記6記載の光部品の実装装置。
(付記10)
前記ノズル本体は、前記複数のノズル側電極に各々電気的に接続されている複数の導電性部材を更に有することを特徴とする付記1から付記5のいずれか記載の光部品の実装装置。
(付記11)
前記ノズル本体には、前記吸引口において開口する吸引孔が形成され、
前記ノズル本体は、前記複数の導電性部材の間に各々配置され前記複数の導電性部材を連結する複数の非導電性の連結部材を更に有し、
前記複数の導電性部材および前記複数の連結部材は、全体として前記吸引孔を取り囲む筒形状を呈する、
ことを特徴とする付記10記載の光部品の実装装置。
(付記12)
前記ノズル本体には、前記吸引口において開口する吸引孔が形成され、
前記ノズル本体は、前記吸引孔を取り囲む筒形状を呈し前記複数の導電性部材を連結する非導電性の連結部材を更に有する、
ことを特徴とする付記10記載の光部品の実装装置。
(付記13)
前記複数の導電性部材は、間隙を隔てて互いに分離して配置されていることを特徴とする付記10記載の光部品の実装装置。
(付記14)
光部品を吸引する吸引口が形成された吸引面を有するノズル本体と、
前記吸引面に配置され、前記光部品が有する複数の部品側電極と各々接触することで前記複数の部品側電極と導通する複数のノズル側電極と、
を備えることを特徴とする光部品の吸着ノズル。
(付記15)
光部品と前記光部品が実装される基板とを備える電子機器を製造する電子機器の製造方法であって、
前記光部品を吸引する吸引口が形成された吸引面を有するノズル本体と、前記吸引面に配置された複数のノズル側電極と、を備える吸着ノズルによって、前記光部品の第1の面を吸引し、
前記複数のノズル側電極が、前記光部品の前記第1の面に配置された複数の部品側第1電極と各々接触し前記複数の部品側第1電極と導通することで、前記光部品を前記第1の面の裏面である第2の面において発光または受光させ、
前記光部品を発光または受光させた状態で前記光部品の前記基板に対する実装位置を調整し、
前記第2の面に配置された複数の部品側第2電極を前記基板に配置された複数の基板側電極に各々接触させた状態で、前記光部品を前記基板に固定する、
ことを特徴とする電子機器の製造方法。
(付記16)
前記光部品を前記基板に固定するときには、前記光部品および前記基板に当接した状態の接合材を硬化させ、
前記光部品の前記基板に対する前記実装位置を調整するときには、前記接合材が前記光部品および前記基板に当接した状態で且つ前記接合材が硬化する前に、前記吸引面により前記光部品に対し前記基板側へ荷重を加えた状態で前記実装位置を調整する、
ことを特徴とする付記15記載の電子機器の製造方法。
(付記17)
前記光部品を発光または受光させるときには、前記複数のノズル側電極が、前記第1の面から突出する突出部を有する前記複数の部品側第1電極と各々接触し前記複数の部品側第1電極と導通することを特徴とする付記15または付記16記載の電子機器の製造方法。
10 吸着ノズル
11 ノズル本体
11a 吸引孔
11a−1 吸引口
11b 吸引面
11c 貫通孔
12 ノズル側電極
12a 弾性体
13 配線
14 配線
15 ノズル側電極
16 ノズル本体
16a 吸引孔
16b 吸引面
16c 内側部材
16d 外側部材
17 配線
18 ノズル本体
18a 吸引孔
18b 吸引面
18c 導電性部材
18c−1 ノズル側電極
18c−2 ノズル側電極
18d 連結部材
18e 連結部材
18f 間隙
20 実装装置本体
30 光検出器
40 トレイ
41 ポケット
101 電子機器
110 光部品
110a 第1の面
110b 第2の面
111 光素子
112 部品側第1電極
113 部品側第2電極
114 絶縁体
120 基板
121 基板側電極
122 接合材
123 絶縁膜
130 光導波路
131 コア
131a,131b 反射面
132 クラッド
G 吸引気体
L 光
Claims (14)
- 光部品を吸引する吸引口が形成された吸引面を有しており、前記吸引口において開口する吸引孔が形成されているノズル本体と、
前記吸引面に配置され、前記光部品が有する複数の部品側電極と各々接触することで前記複数の部品側電極と導通する複数のノズル側電極と、
を含む吸着ノズルを備え、
前記ノズル本体が、
前記吸引孔よりも外側に位置する内側部材と、
前記内側部材よりも外側に位置する外側部材と、
前記内側部材と前記外側部材との間に配置されており、前記複数のノズル側電極に各々電気的に接続される複数のシート状の配線と、
を備える、
ことを特徴とする光部品の実装装置。 - 前記複数のノズル側電極は、前記ノズル本体の前記吸引面から突出する突出部を有することを特徴とする請求項1記載の光部品の実装装置。
- 光部品を吸引する吸引口が形成された吸引面を有しており、前記吸引口において開口する吸引孔が形成されているノズル本体と、
前記吸引面に配置され、前記光部品が有する複数の部品側電極と各々接触することで前記複数の部品側電極と導通する複数のノズル側電極と、
を備え、
前記ノズル本体が、
前記吸引孔よりも外側に位置する内側部材と、
前記内側部材よりも外側に位置する外側部材と、
前記内側部材と前記外側部材との間に配置されており、前記複数のノズル側電極に各々電気的に接続される複数のシート状の配線と、
を備える、
ことを特徴とする光部品の吸着ノズル。 - 光部品と前記光部品が実装される基板とを備える電子機器を製造する電子機器の製造方法であって、
前記光部品を吸引する吸引口が形成された吸引面を有しており、前記吸引口において開口する吸引孔が形成されているノズル本体と、前記吸引面に配置された複数のノズル側電極と、を備え、前記ノズル本体が、前記吸引孔よりも外側に位置する内側部材と、前記内側部材よりも外側に位置する外側部材と、前記内側部材と前記外側部材との間に配置されており、前記複数のノズル側電極に各々電気的に接続される複数のシート状の配線と、を備える吸着ノズルによって、前記光部品の第1の面を吸引し、
前記複数のノズル側電極が、前記光部品の前記第1の面に配置された複数の部品側第1電極と各々接触し前記複数の部品側第1電極と導通することで、前記光部品を前記第1の面の裏面である第2の面において発光または受光させ、
前記光部品を発光または受光させた状態で前記光部品の前記基板に対する実装位置を調整し、
前記第2の面に配置された複数の部品側第2電極を前記基板に配置された複数の基板側電極に各々接触させた状態で、前記光部品を前記基板に固定する、
ことを特徴とする電子機器の製造方法。 - 前記光部品を前記基板に固定するときには、前記光部品および前記基板に当接した状態の接合材を硬化させ、
前記光部品の前記基板に対する前記実装位置を調整するときには、前記接合材が前記光部品および前記基板に当接した状態で且つ前記接合材が硬化する前に、前記吸引面により前記光部品に対し前記基板側へ荷重を加えた状態で前記実装位置を調整する、
ことを特徴とする請求項4記載の電子機器の製造方法。 - 光部品を吸引する吸引口が形成された吸引面を有しており、前記吸引口において開口する吸引孔が形成されているノズル本体と、
前記吸引面に配置され、前記光部品が有する複数の部品側電極と各々接触することで前記複数の部品側電極と導通する複数のノズル側電極と、
を含む吸着ノズルを備え、
前記ノズル本体が、
前記複数のノズル側電極に各々電気的に接続されている複数の導電性部材と、
前記複数の導電性部材の間に各々配置され前記複数の導電性部材を連結する複数の非導電性の連結部材と、
を備え、
前記複数の導電性部材と前記複数の非導電性の連結部材とは、1つずつ交互に配置されており全体として前記吸引孔を取り囲む筒形状を呈するように形成されている、
ことを特徴とする光部品の実装装置。 - 光部品を吸引する吸引口が形成された吸引面を有しており、前記吸引口において開口する吸引孔が形成されているノズル本体と、
前記吸引面に配置され、前記光部品が有する複数の部品側電極と各々接触することで前記複数の部品側電極と導通する複数のノズル側電極と、
を備え、
前記ノズル本体が、
前記複数のノズル側電極に各々電気的に接続されている複数の導電性部材と、
前記複数の導電性部材の間に各々配置され前記複数の導電性部材を連結する複数の非導電性の連結部材と、
を備え、
前記複数の導電性部材と前記複数の非導電性の連結部材とは、1つずつ交互に配置されており全体として前記吸引孔を取り囲む筒形状を呈するように形成されている、
ことを特徴とする光部品の吸着ノズル。 - 光部品と前記光部品が実装される基板とを備える電子機器を製造する電子機器の製造方法であって、
前記光部品を吸引する吸引口が形成された吸引面を有しており、前記吸引口において開口する吸引孔が形成されているノズル本体と、前記吸引面に配置された複数のノズル側電極と、を備え、前記ノズル本体が、前記複数のノズル側電極に各々電気的に接続されている複数の導電性部材と、前記複数の導電性部材の間に各々配置され前記複数の導電性部材を連結する複数の非導電性の連結部材と、を備え、前記複数の導電性部材と前記複数の非導電性の連結部材とは、1つずつ交互に配置されており全体として前記吸引孔を取り囲む筒形状を呈するように形成されている吸着ノズルによって、前記光部品の第1の面を吸引し、
前記複数のノズル側電極が、前記光部品の前記第1の面に配置された複数の部品側第1電極と各々接触し前記複数の部品側第1電極と導通することで、前記光部品を前記第1の面の裏面である第2の面において発光または受光させ、
前記光部品を発光または受光させた状態で前記光部品の前記基板に対する実装位置を調整し、
前記第2の面に配置された複数の部品側第2電極を前記基板に配置された複数の基板側電極に各々接触させた状態で、前記光部品を前記基板に固定する、
ことを特徴とする電子機器の製造方法。 - 光部品を吸引する吸引口が形成された吸引面を有しており、前記吸引口において開口する吸引孔が形成されているノズル本体と、
前記吸引面に配置され、前記光部品が有する複数の部品側電極と各々接触することで前記複数の部品側電極と導通する複数のノズル側電極と、
を含む吸着ノズルを備え、
前記ノズル本体が、
前記複数のノズル側電極に各々電気的に接続されている複数の導電性部材と、
前記吸引孔を取り囲む筒形状を呈している単一の非導電性の連結部材と、
を備え、
前記複数の導電性部材は、互いに離間して前記連結部材の外周面に配置されている、
ことを特徴とする光部品の実装装置。 - 光部品を吸引する吸引口が形成された吸引面を有しており、前記吸引口において開口する吸引孔が形成されているノズル本体と、
前記吸引面に配置され、前記光部品が有する複数の部品側電極と各々接触することで前記複数の部品側電極と導通する複数のノズル側電極と、
を備え、
前記ノズル本体が、
前記複数のノズル側電極に各々電気的に接続されている複数の導電性部材と、
前記吸引孔を取り囲む筒形状を呈している単一の非導電性の連結部材と、
を備え、
前記複数の導電性部材は、互いに離間して前記連結部材の外周面に配置されている、
ことを特徴とする光部品の吸着ノズル。 - 光部品と前記光部品が実装される基板とを備える電子機器を製造する電子機器の製造方法であって、
前記光部品を吸引する吸引口が形成された吸引面を有しており、前記吸引口において開口する吸引孔が形成されているノズル本体と、前記吸引面に配置された複数のノズル側電極と、を備え、前記ノズル本体が、前記複数のノズル側電極に各々電気的に接続されている複数の導電性部材と、前記吸引孔を取り囲む筒形状を呈している単一の非導電性の連結部材と、を備え、前記複数の導電性部材は、互いに離間して前記連結部材の外周面に配置されている吸着ノズルによって、前記光部品の第1の面を吸引し、
前記複数のノズル側電極が、前記光部品の前記第1の面に配置された複数の部品側第1電極と各々接触し前記複数の部品側第1電極と導通することで、前記光部品を前記第1の面の裏面である第2の面において発光または受光させ、
前記光部品を発光または受光させた状態で前記光部品の前記基板に対する実装位置を調整し、
前記第2の面に配置された複数の部品側第2電極を前記基板に配置された複数の基板側電極に各々接触させた状態で、前記光部品を前記基板に固定する、
ことを特徴とする電子機器の製造方法。 - 光部品を吸引する吸引口が形成された吸引面を有しており、前記吸引口において開口する吸引孔が形成されているノズル本体と、
前記吸引面に配置され、前記光部品が有する複数の部品側電極と各々接触することで前記複数の部品側電極と導通する複数のノズル側電極と、
を含む吸着ノズルを備え、
前記ノズル本体が、前記複数のノズル側電極に各々電気的に接続されており、間隙を隔てて互いに分離して配置されている複数の導電性部材を備え、
前記複数の導電性部材と前記間隙との全体として前記吸引孔を取り囲む筒形状を呈する、
ことを特徴とする光部品の実装装置。 - 光部品を吸引する吸引口が形成された吸引面を有しており、前記吸引口において開口する吸引孔が形成されているノズル本体と、
前記吸引面に配置され、前記光部品が有する複数の部品側電極と各々接触することで前記複数の部品側電極と導通する複数のノズル側電極と、
を備え、
前記ノズル本体が、前記複数のノズル側電極に各々電気的に接続されており、間隙を隔てて互いに分離して配置されている複数の導電性部材を備え、
前記複数の導電性部材と前記間隙との全体として前記吸引孔を取り囲む筒形状を呈する、
ことを特徴とする光部品の吸着ノズル。 - 光部品と前記光部品が実装される基板とを備える電子機器を製造する電子機器の製造方法であって、
前記光部品を吸引する吸引口が形成された吸引面を有しており、前記吸引口において開口する吸引孔が形成されているノズル本体と、前記吸引面に配置された複数のノズル側電極と、を備え、前記ノズル本体が、前記複数のノズル側電極に各々電気的に接続されており、間隙を隔てて互いに分離して配置されている複数の導電性部材を備え、前記複数の導電性部材と前記間隙との全体として前記吸引孔を取り囲む筒形状を呈する吸着ノズルによって、前記光部品の第1の面を吸引し、
前記複数のノズル側電極が、前記光部品の前記第1の面に配置された複数の部品側第1電極と各々接触し前記複数の部品側第1電極と導通することで、前記光部品を前記第1の面の裏面である第2の面において発光または受光させ、
前記光部品を発光または受光させた状態で前記光部品の前記基板に対する実装位置を調整し、
前記第2の面に配置された複数の部品側第2電極を前記基板に配置された複数の基板側電極に各々接触させた状態で、前記光部品を前記基板に固定する、
ことを特徴とする電子機器の製造方法。
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