光電元件用安裝裝置以及安裝方法
【專利摘要】一種安裝裝置，將光元件安裝于在背面具有光波導(dǎo)的反射鏡部的布線基板，構(gòu)成為具有：安裝工作臺，其在保持區(qū)域支撐布線基板；安裝嘴，其保持光元件，并且將該光元件安裝于布線基板；光源，其發(fā)出經(jīng)由保持區(qū)域透過反射鏡部并對反射鏡部進行照射的光；拍攝裝置，其拍攝反射鏡部的光透過圖像；以及控制裝置，其根據(jù)該光透過圖像，來決定光元件的安裝位置；從而不設(shè)置光元件的安裝的定位專用的光導(dǎo)入部，而達成高密度安裝。
【專利說明】光電元件用安裝裝置以及安裝方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及將光學(xué)元件安裝于基板的安裝裝置以及安裝方法。更詳細而言，涉及將光的受光元件、發(fā)光元件等適當?shù)匕惭b于構(gòu)成有光波導(dǎo)的基板的安裝裝置以及進行適當?shù)陌惭b的安裝方法。

【背景技術(shù)】
[0002]伴隨近年來通信設(shè)備中的信息傳遞速度的高速化，取代以往的利用電信號的傳遞，使用光的信號傳遞正在變得廣泛。在這樣的使用光的信息通信設(shè)備中，經(jīng)由發(fā)光元件等變換器而將電信號暫且變換為光，經(jīng)由光波導(dǎo)而將該光傳輸至作為另外的變換元件的受光元件，在該受光元件中將該光再次變換為電信號。該光波導(dǎo)主要由透過并傳遞光的、被稱為芯的部分、以及覆蓋該芯的周圍的、被稱為包層的部分構(gòu)成。
[0003]實際上在這樣的光信號用的通信設(shè)備的制造方法中，由激光二極管等構(gòu)成的發(fā)光元件以沿芯的延伸方向、并且朝向芯的中心部分出射光的方式固定位置，由光電二極管等構(gòu)成的受光元件以沿著芯的延伸方向、并垂直地且在中心部接受從其中心部出射的光的方式固定位置(參照專利文獻I)。此時，受光元件、發(fā)光元件各自相對于向芯入射或者從芯出射的光的定位精度與光信號的強度直接相關(guān)，因此在將受光元件、發(fā)光元件向形成有光波導(dǎo)的基板安裝時，安裝精度變得重要。此外，在結(jié)構(gòu)上，大多在光波導(dǎo)與受光元件、發(fā)光元件之間配置改變光的方向的反射鏡，實際上該反射鏡與受光元件、發(fā)光元件之間的對位成為問題。在專利文獻1、2及3中，公開了實現(xiàn)這些受光元件、發(fā)光元件與光波導(dǎo)之間的適當?shù)膶ξ坏姆椒ā?br> [0004]現(xiàn)有技術(shù)文獻
[0005]專利文獻
[0006]專利文獻1:日本特開2007-017559號公報
[0007]專利文獻2:日本特開2010-256884號公報
[0008]專利文獻3:日本特開2010-256885號公報


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]發(fā)明要解決的問題
[0010]在前面例示的現(xiàn)有技術(shù)中，將對位用的光導(dǎo)入光波導(dǎo)，基于該光的出射位置來進行該光波導(dǎo)與元件之間的對位。因此，需要設(shè)置用于將該對位用的光導(dǎo)入光波導(dǎo)的導(dǎo)入部。在此，為了應(yīng)對最近的通信設(shè)備的小型高性能化，在將受光元件、發(fā)光元件安裝于具有光波導(dǎo)的基板時也要求高密度化。但是，由于該導(dǎo)入部的存在，存在妨礙高密度的安裝這一課題。
[0011]本發(fā)明是鑒于以上的狀況而完成的，其目的在于提供不設(shè)置專用的光導(dǎo)入部而能夠進行受光元件、發(fā)光元件的定位的安裝裝置以及安裝方法。
[0012]用于解決問題的手段
[0013]為了解決上述課題，本發(fā)明的安裝裝置是用于將光元件安裝于布線基板的裝置，所述布線基板在一面?zhèn)染哂泄獠▽?dǎo)，并且在另一面?zhèn)劝惭b所述光元件，所述光波導(dǎo)具有反射鏡部，所述安裝裝置的特征在于，所述安裝裝置具有:安裝工作臺，其在保持區(qū)域支撐布線基板；安裝嘴，其保持光元件，并且將該光元件安裝于布線基板；光源，其發(fā)出經(jīng)由安裝工作臺的保持區(qū)域照射反射鏡部的光；拍攝裝置，其對布線基板中的光元件的安裝位置進行拍攝；以及控制單元，其根據(jù)通過拍攝裝置對經(jīng)由安裝工作臺而被光源照射了的反射鏡部進行拍攝而得到的圖像，來決定光元件的安裝位置，由拍攝裝置拍攝的圖像是經(jīng)由安裝工作臺照射布線基板的光透過反射鏡部而形成的光透過圖像。
[0014]此外，優(yōu)選，在上述的安裝裝置中，拍攝裝置一起拍攝由透過反射鏡部的光形成的光透過圖像、和由對反射鏡部的周圍進行照射的光形成的周邊圖像，而得到圖像。另外，優(yōu)選，保持區(qū)域由能夠透過光的構(gòu)件構(gòu)成。進而，更加優(yōu)選，在該安裝裝置中具有反射塊，所述反射塊使從光源發(fā)出的光向如下方向反射:使得從光源發(fā)出的光能夠透過反射鏡部、并且能夠通過拍攝裝置來拍攝反射鏡部的圖像的方向?；蛘?，更加優(yōu)選，所述安裝裝置還具有光漫射單元，所述光漫射單元使從光源發(fā)出的光在到達反射鏡部之前成為散射光。
[0015]另外，為了解決上述課題，本發(fā)明的安裝方法是用于將光元件安裝于布線基板的方法，所述布線基板在一面具有光波導(dǎo)，并且在另一面安裝光元件，所述光波導(dǎo)具有反射鏡部，所述安裝方法的特征在于，所述安裝方法包含:在保持區(qū)域?qū)⒉季€基板保持于安裝工作臺上的工序；利用安裝嘴來保持光元件的工序；由光源發(fā)出經(jīng)由安裝工作臺的保持區(qū)域來照射反射鏡部的光的工序；通過拍攝裝置拍攝光中的透過了反射鏡部的光來得到圖像的工序；以及根據(jù)由拍攝裝置得到的圖像來決定光元件的安裝位置的工序，由拍攝裝置得到的圖像是經(jīng)由安裝工作臺照射布線基板的光透過反射鏡部而形成的光透過圖像。
[0016]發(fā)明效果
[0017]根據(jù)本發(fā)明，能夠不設(shè)置受光元件、發(fā)光元件定位專用的光導(dǎo)入部而進行定位操作，容易推進安裝形態(tài)的高密度化。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1是簡略地示出本發(fā)明的一實施方式的安裝裝置中的主要部分結(jié)構(gòu)的圖。
[0019]圖2是用流程表示本發(fā)明的一實施方式的安裝方法的圖。
[0020]圖3是示出本發(fā)明其他的實施方式的安裝裝置的主要部分的圖。
[0021]圖4是示出本發(fā)明另外的實施方式的安裝裝置的主要部分的圖。
[0022]圖5是示出本發(fā)明另外的實施方式的安裝裝置的主要部分的圖。

【具體實施方式】
[0023]下面參照附圖對本發(fā)明的實施方式進行說明。圖1涉及本發(fā)明的一實施方式的安裝裝置的主要結(jié)構(gòu)，示意性地示出由光電元件構(gòu)成的芯片安裝于具有光波導(dǎo)的基板的狀態(tài)。在此，首先詳述作為本實施方式的安裝裝置的對象的具有光波導(dǎo)的基板I以及在該基板I安裝的芯片2?；錓具有光波導(dǎo)3以及在背面?zhèn)裙潭ㄓ性摴獠▽?dǎo)3的柔性布線基板5 (下面稱為布線基板5。)。
[0024]布線基板5具有在厚度方向上貫穿的光路孔5a以及位于表面的布線5b。光波導(dǎo)3在端面具有以預(yù)定的角度相對于光的傳輸方向傾斜、切斷該光波導(dǎo)3的芯部而成的反射鏡部3a。布線基板5中的光路孔5a配置于通過該反射鏡部3a而改變了傳輸方向的光能夠穿過的位置。在本例中，芯片2在與在布線基板5表面形成的布線5b相對的面具有電極2a。即，布線基板5在一面?zhèn)染哂泄獠▽?dǎo)3，并且在另一面?zhèn)劝惭b成為光元件的芯片2，該光波導(dǎo)3具有反射鏡部3a。該芯片2以與未圖示的受光部或者發(fā)光部經(jīng)過光路孔的信號光的中心對應(yīng)的方式進行對位，之后被安裝。
[0025]接著，對上述的安裝裝置10的一實施方式進行敘述。安裝裝置10具有安裝嘴11、安裝頭13、基板識別照相機15、安裝工作臺17以及光源19。安裝嘴11作為實際上保持芯片2、實際上將該芯片2向基板I上的預(yù)定位置安裝的安裝單元發(fā)揮功能。安裝頭13支撐該安裝嘴11，由未圖示的驅(qū)動裝置使該安裝嘴11在與基板2的安裝面平行的XY平面內(nèi)以及垂直于該XY平面的Z方向上移動。
[0026]這些安裝嘴11以及安裝頭13能夠應(yīng)用公知的安裝裝置所使用的安裝嘴的各種結(jié)構(gòu)?；遄R別照相機15與安裝嘴11 一起由安裝頭13支撐。安裝嘴11對芯片2的保持釋放的操作、安裝頭13的驅(qū)動和芯片2的安裝操作以及基板識別照相機15對光路孔5a的拍攝等通過與這些裝置連接的控制單元21來執(zhí)行。
[0027]安裝工作臺17具有在表面以能夠吸附的方式保持布線基板5的保持區(qū)域17a，該保持區(qū)域17a具有能夠透過從光源19發(fā)出的光的區(qū)域。在圖1所示的形態(tài)中，光源19發(fā)出可見光，保持區(qū)域17a的整個區(qū)域由能夠透過可見光的透明構(gòu)件17b構(gòu)成。另外，在透明構(gòu)件17b設(shè)有從背面?zhèn)蓉灤┲帘砻鎮(zhèn)鹊幕逦娇?7c，利用該基板吸附孔17c經(jīng)由在背面?zhèn)扰渲玫奈磮D示的排氣路徑來吸引布線基板5，布線基板5被吸附保持于保持區(qū)域17a。光源19配置于該透明構(gòu)件17b的背面?zhèn)?，利用同樣在背面?zhèn)扰渲玫姆瓷鋲K23來改變可見光的照射方向，從而得到該可見光通過透明構(gòu)件17b而在表面?zhèn)瘸錾涞臓顟B(tài)。
[0028]此外，反射塊23被預(yù)先設(shè)置于與處于保持狀態(tài)的布線基板5中的光路孔5a的配置相應(yīng)的位置。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，從光源19發(fā)出的可見光經(jīng)由反射塊23、透明構(gòu)件17b而到達反射鏡部3a，進而透過該反射鏡部3a的一部分的可見光經(jīng)由光路孔5a而由布線基板5的表面?zhèn)瘸錾??；遄R別照相機15對從該光路孔5a出射的光進行拍攝，控制單元21根據(jù)得到的像來求出從光路孔5a出射的可見光在與光軸垂直的平面內(nèi)的強度中心、或者根據(jù)圖像來求出反射鏡部3a的幾何中心。
[0029]該可見光的出射光路與通過光波導(dǎo)3、由反射鏡部3a向光路孔5a改變了前進方向的光信號的光路一致，因此所求出的強度中心或者幾何中心與從該光波導(dǎo)3得到的信號光的強度中心一致。因此，如上所述，芯片2以其元件的中心部與該強度中心一致的方式被安裝于布線基板5。通過使用如上所述的安裝工作臺17來設(shè)定芯片2向布線基板5的安裝位置的方式，能夠不設(shè)置在現(xiàn)有技術(shù)中成為課題的受光元件、發(fā)光元件定位專用的光導(dǎo)入部，而進行芯片2的定位操作。
[0030]接下來，對實際上使用該安裝裝置10的情況下的安裝方法進行敘述。圖2是用工作流程來示出安裝方法中的各工序的圖。首先，在步驟SI中，將布線基板5配置于安裝工作臺17上的預(yù)定位置。在接下來的步驟S2中，使光源19發(fā)光，而從透明構(gòu)件17b的下方照射反射鏡部3a。此外，該光源19的發(fā)光可以不根據(jù)安裝工序而反復(fù)發(fā)光、關(guān)滅，而始終維持發(fā)光狀態(tài)。之后或者同時，從自芯片2的電極2a形成側(cè)支撐芯片2的芯片供給嘴25向安裝嘴11進行芯片2的授受(步驟S3)，由安裝嘴11保持芯片2。在授受結(jié)束后，在步驟S4中，移動安裝頭13，而將基板識別照相機15移動到能夠拍攝與所保持的芯片2的安裝位置相當?shù)墓饴房?a的位置。
[0031 ] 在移動停止后，在步驟S5中，通過基板識別照相機15拍攝被可見光照射的反射鏡部3a的映像。更詳細而言，根據(jù)透過反射鏡部3a的光，來拍攝光透過圖像。在步驟S6中，基于得到的反射鏡部3a像，利用控制單元21來求出上述的強度中心，然后進行芯片2的安裝位置的計算和決定。在步驟S7中，進行安裝頭13向所決定的安裝位置的移動。在安裝頭13的移動停止后，進行安裝嘴11的下降、以及芯片2向布線基板5的表面上預(yù)定位置的安裝。
[0032]接下來，參照附圖對本發(fā)明另外的實施方式進行說明。此外，在下面用附圖示出的實施方式中，對與圖1所示的各個結(jié)構(gòu)相同的結(jié)構(gòu)，使用相同的附圖標記來表示，并省略此處的說明。在圖3中，示出去除了反射塊23的實施方式。在該實施方式中，將該光源19配置于從光源19出射的可見光的光軸直接通過反射鏡部3a的位置。從該光源19發(fā)出的可見光不改變光軸的方向而直接到達反射鏡部3a，透過反射鏡部3a后貫穿光路孔5a。
[0033]在本發(fā)明中，如以上所敘述那樣，配置光源19以及反射塊23，以使得作為照射光的可見光可透過反射鏡部3a而形成透過圖像。另外，作為拍攝單元的基板識別照相機15以拍攝該透過圖像的方式被配置、驅(qū)動?；遄R別照相機15拍攝該光透過圖像。然后，使用該透過圖像來求出反射鏡部3a的反射面的中心位置、或者求出來自該反射面的光的強度中心，與此相合地進行作為光元件的芯片2的對位。因此，能夠不新設(shè)置對對位用的光進行特定的光導(dǎo)入部，而進行用于芯片2安裝的對位。
[0034]在第一實施方式的情況下，根據(jù)反射塊23的形態(tài)、配置等，能夠確保超過光源19的可見光的出射范圍的照射范圍、或者能夠變更照射位置。與此相對，在本實施方式中，根據(jù)光源19的可見光出射形態(tài)，照射范圍被唯一地限定，且照射位置也被決定，但是相反，安裝工作臺17的構(gòu)造簡單化，能夠提供更廉價且容易制作的安裝裝置。
[0035]在圖4中，從安裝工作臺17去除了透明構(gòu)件17b，而在安裝工作臺17配置供可見光透過的、從作為光源19的配置空間的安裝工作臺17的背面貫穿至表面的光通過部17d。在本實施方式中，與圖2所示的實施方式相同，由于可見光的照射部位限定于該光通過部17d的形成位置，所以相對于布線基板5的適應(yīng)容易性方面劣于圖1的實施方式。但是另一方面，透過構(gòu)件17c通常由玻璃等較難加工的材料得到，但是在本實施方式的情況下，能夠由金屬等容易加工的構(gòu)件構(gòu)成安裝工作臺17中的保持區(qū)域17a。如該實施方式所示，在本發(fā)明中，安裝工作臺17中的保持區(qū)域17a只要至少將作為照射光的可見光引導(dǎo)至反射鏡部3a即可。即，只要是照射光經(jīng)由保持區(qū)域17a而照射反射鏡部3a的方式即可。
[0036]此外，在上述的實施方式中將所使用的光敘述為可見光，但是本發(fā)明并不限定于使用該光，根據(jù)基板識別照相機15的規(guī)格或者其他的安裝條件，也能夠使用近紅外光等各種光等。因此，基板識別照相機只要是根據(jù)所使用的照射光、而能夠拍攝該照射光透過反射鏡部3a所得到的適當?shù)墓馔高^圖像的拍攝裝置即可。另外，實際上，在通過照射而得到的反射鏡部3a的映像中，成為如下像:可見光在與反射鏡部對應(yīng)的部分被遮擋從而衰減，該衰減部分的周圍被強度未下降的可見光的所謂的環(huán)狀的區(qū)域包圍。
[0037]S卩，在本實施方式中，所拍攝的圖像是由光透過圖像以及周邊圖像構(gòu)成的圖像，該光透過圖像由透過反射鏡部3a的光形成，該周邊圖像由對該反射鏡部3a的周圍進行照射的光形成。通過設(shè)為該映像，能夠更明確地特定反射鏡部3a在照射區(qū)域內(nèi)的存在范圍。因此，優(yōu)選，光源19對反射鏡部3a的照射區(qū)域比作為照射對象的該反射鏡部3a的存在范圍大。但是，通過僅拍攝反射鏡部3a處的光透過圖像，也能夠?qū)嵤┍景l(fā)明。
[0038]另外，若在此處敘述的照射范圍內(nèi)與光軸垂直的范圍內(nèi)的可見光存在強度分布，則可能難以進行反射鏡部3a的映像中的分界部的辨別。由此，優(yōu)選設(shè)為如下結(jié)構(gòu):使反射塊23的反射面粗糙化以使其具有光散射(光散亂)效果，將漫射(拡散)了的光引導(dǎo)至反射鏡部3a。另外，在圖3所示的實施方式的情況下，例如圖5所例示那樣，也可以在光源19的光出射端部配置光漫射板19a。
[0039]通過光漫射板19a，從光源19出射的可見光散射，在到達反射鏡部3a的階段與光軸垂直的平面內(nèi)的光的強度分布大致均勻。由此，變得更容易進行反射鏡部3a的外形的辨另O。此外，該光漫射板19a或者對上述的反射塊23的反射面施加的光散射面作為本發(fā)明中的光漫射單元而發(fā)揮功能。光漫射單元并不限定于這些例示的實施方式，只要能夠保證到達反射鏡部3a的照射光在與光軸垂直的平面內(nèi)的強度的均勻性，也能夠應(yīng)用其他的各種公知形態(tài)。
[0040]本申請要求基于2012年6月14日提出申請的日本國專利申請第2012-134903號的優(yōu)先權(quán)，并引用其內(nèi)容以作為該申請的一部分。
[0041]附圖標記說明
[0042]1:基板
[0043]2:芯片:2
[0044]2a::電極
[0045]3:光波導(dǎo)
[0046]3a:反射鏡部
[0047]5:柔性印刷布線基板
[0048]5a:光路孔
[0049]5b:布線
[0050]10:安裝裝置
[0051]11:安裝嘴
[0052]13:安裝頭
[0053]15:基板識別照相機
[0054]17:安裝工作臺
[0055]17a:保持區(qū)域
[0056]17b:透明構(gòu)件
[0057]17c:基板吸附孔
[0058]17d:光通過部
[0059]19:光源
[0060]19a:光漫射板
[0061]21:控制單元
[0062]23:反射塊
[0063] 25:芯片供給嘴
【權(quán)利要求】
1.一種安裝裝置，是用于將光元件安裝于布線基板的裝置，所述布線基板在一面?zhèn)染哂泄獠▽?dǎo)，并且在另一面?zhèn)劝惭b所述光元件，所述光波導(dǎo)具有反射鏡部，所述安裝裝置的特征在于， 所述安裝裝置具有: 安裝工作臺，其在保持區(qū)域支撐所述布線基板； 安裝嘴，其保持所述光元件，并且將該光元件安裝于所述布線基板； 光源，其發(fā)出經(jīng)由所述安裝工作臺的所述保持區(qū)域照射所述反射鏡部的光； 拍攝裝置，其對所述布線基板中的所述光元件的安裝位置進行拍攝；以及控制單元，其根據(jù)通過所述拍攝裝置對經(jīng)由所述安裝工作臺而被所述光源照射了的所述反射鏡部進行拍攝而得到的圖像，來決定所述光元件的安裝位置， 由所述拍攝裝置拍攝的圖像是經(jīng)由所述安裝工作臺照射所述布線基板的光透過所述反射鏡部而形成的光透過圖像。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的安裝裝置，其特征在于， 所述拍攝裝置一起拍攝由透過所述反射鏡部的光形成的光透過圖像、和由對所述反射鏡部的周圍進行照射的光形成的周邊圖像，而得到圖像。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的安裝裝置，其特征在于， 所述保持區(qū)域由能夠透過所述光的構(gòu)件構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的安裝裝置，其特征在于， 所述安裝裝置具有反射塊，所述反射塊使從所述光源發(fā)出的光向如下方向反射:使得從所述光源發(fā)出的光能夠透過所述反射鏡部、并且能夠通過所述拍攝裝置來拍攝所述反射鏡部的圖像的方向。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的安裝裝置，其特征在于， 所述安裝裝置還具有光漫射單元，所述光漫射單元使從所述光源發(fā)出的光在到達所述反射鏡部之前成為散射光。
6.—種安裝方法，是用于將光元件安裝于布線基板的方法，所述布線基板在一面具有光波導(dǎo)，并且在另一面安裝所述光元件，所述光波導(dǎo)具有反射鏡部，所述安裝方法的特征在于， 所述安裝方法包含: 在保持區(qū)域?qū)⑺霾季€基板保持于安裝工作臺上的工序； 利用安裝嘴來保持所述光元件的工序； 由光源發(fā)出經(jīng)由所述安裝工作臺的所述保持區(qū)域照射所述反射鏡部的光的工序； 通過拍攝裝置拍攝所述光中的透過了所述反射鏡部的光來得到圖像的工序；以及 根據(jù)由所述拍攝裝置得到的圖像來決定所述光元件的安裝位置的工序， 由所述拍攝裝置得到的圖像是經(jīng)由所述安裝工作臺照射所述布線基板的光透過所述反射鏡部而形成的光透過圖像。
【文檔編號】G02B6/42GK104471455SQ201380031087
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2013年4月25日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月14日
【發(fā)明者】水野亨, 池田浩, 大友龍矩, 宮腰敏暢, 高野祥司, 松田文彥, 宮本雅郎 申請人:日本梅克特隆株式會社