JP2004335596A

JP2004335596A - 光学素子の実装構造および光学素子の実装方法

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Publication number: JP2004335596A
Application number: JP2003126875A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Kaneko; 剛金子
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2003-05-02
Filing date: 2003-05-02
Publication date: 2004-11-25

Abstract

【課題】光学素子の高速駆動が可能で、構成部材の選択性が広い光学素子の実装構造を提供する。
【解決手段】本発明の光学素子の実装構造１００は、実装基板１０と、実装基板１０の上方に設けられた光学素子２０とを含む。光学素子２０には、第１電極接続部２１が設けられている。さらに、第１電極接続部２１上から光学素子２０の側壁２０ａの上方を経て実装基板１０の上方まで延びる配線層２２が設けられている。側壁２０ａのうち少なくとも配線層２２が形成される領域が順テーパ状に形成されている。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光学素子の実装構造およびその実装方法に関する。
【０００２】
【背景技術】
実装基板上の配線パターンと、光学素子（発光素子または受光素子等）の電極接続部とを接続する方法としては、ワイヤボンディングが一般的である。しかしながら、このボンディング方法を適用した場合、ワイヤが誘導成分となり、光学素子の高速駆動を妨げる要因となる。
【０００３】
一方、フリップチップ実装のように、ワイヤを介さずに、実装基板上の配線パターンと光学素子の電極接続部とを電気的に接続する方法もある。しかしながら、この実装方法を適用した場合、光学素子の出射面（または入射面）と、光学素子の電極接続部とが、いずれも実装基板に対向する場合がある。この場合、光学素子からの出射光（または光学素子への入射光）が、実装基板を透過する必要がある。したがって、この場合、実装基板の材質を、前記光が透過可能なものにする必要が生じる。このため、実装基板の選択の幅が狭くなる結果、実装基板と光学素子との実装形態に制限が生じてしまう。
【０００４】
一方、この場合、使用する実装基板が、光学素子からの出射光（または光学素子への入射光）を透過させることができない材質からなる場合、例えば基板に貫通穴を開ける等の加工が必要となる（例えば、特許文献１参照）。しかしながら、このような構造を得るためには複雑な工程が必要とされるのに加えて、実装形態が大きく制限される場合がある。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−３４９３０７号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、光学素子の高速駆動が可能で、構成部材の選択性が広い光学素子の実装構造を提供することにある。
【０００７】
また、本発明の目的は、簡便な方法にて製造可能な光学素子の実装方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
（１）本発明の光学素子の実装構造は、
実装基板と、
前記実装基板の上方に設けられた光学素子と、を含み、
前記光学素子に第１電極接続部が設けられ、
さらに、前記第１電極接続部上から前記光学素子の側壁の上方を経て前記実装基板の上方まで延びる配線層が設けられ、
前記側壁のうち少なくとも前記配線層が形成される領域が順テーパ状に形成されている。
【０００９】
ここで、「前記側壁は順テーパ状である」とは、前記側壁のうち少なくとも前記配線層が形成される領域を含む面と前記実装基板の上面とのなす角が鋭角であることをいう。また、「実装基板の上面」とは、前記実装基板の表面のうち前記光学素子が設置されている面をいう。
【００１０】
（２）本発明の光学素子の実装構造は、
実装基板と、
前記実装基板の上方に設けられた光学素子と、を含み、
前記光学素子に第１電極接続部が設けられ、
前記光学素子の側壁は絶縁層で覆われ、
前記絶縁層は、前記側壁からの距離が大きくなるにつれてその膜厚が小さくなり、
前記第１電極接続部上から前記絶縁層上を経て前記実装基板の上方まで延びる配線層が設けられた。
【００１１】
（３）本発明の光学素子の実装構造は、
凹部が設けられた実装基板と、
前記凹部に設けられた光学素子と、を含み、
前記光学素子に第１電極接続部が設けられ、
前記第１電極接続部上から前記実装基板の上方まで延びる配線層が設けられた。
【００１２】
この場合、前記第１電極接続部は前記光学素子の表面上に設けられ、
前記第１電極接続部の上面と、前記実装基板の上面とが、ほぼ同じ高さに設けることができる。
【００１３】
また、この場合、前記凹部と前記光学素子との間に隙間を設けることができる。
【００１４】
上記（１）〜（３）の光学素子の実装構造によれば、前記光学素子の高速駆動が可能であり、かつ前記実装構造を構成する部材の選択性を広くすることができる。詳しくは、本実施の形態の欄で説明する。
【００１５】
（４）上記光学素子の実装構造において、前記配線層は、液滴を吐出して配線層前駆体を形成し、該前駆体を固化することにより形成されたものであることができる。
【００１６】
ここで、「配線層前駆体」とは、液状の材料物質により形成された配線形状を有するものであり、固化する（後述する）ことにより配線層となるものをいう。また、この前駆体には、吐出された材料物質そのものだけではなく、例えば固化の過程の途中の物質等が含まれていても良い。
【００１７】
また、「液滴を吐出して配線層前駆体を形成」するとは、液滴を吐出することにより、所定のパターンを有する配線層前駆体を形成することをいい、インクジェット法（液滴吐出法）と呼ばれることもある。ただし、この場合、吐出する液滴は、印刷物に用いられる所謂インクではなく、配線層を構成する材料物質を含む液状物であり、この材料物質は、配線層を構成する導電物質として機能し得る物質を含むものである。さらに、「液滴を吐出すること」には、吐出時に噴霧されるものに限らず、液状物の１滴１滴が連続して塗布される場合も含む。
【００１８】
また、「前駆体を固化する」とは、前記配線層前駆体に含まれる液状物を分解または蒸発させて該液状物を除去して、前記配線層前駆体中に含まれる導電性成分を固める場合や、導電性成分を含む樹脂の前駆体を、光または熱によって硬化させる場合が例示できる。
【００１９】
（５）上記光学素子の実装構造において、さらに、前記光学素子を駆動するための回路部を含み、前記配線層はさらに、前記実装基板の上方から前記回路部まで延びることができる。
【００２０】
ここで、前記回路部は前記実装基板に設けられ、前記回路部に第２電極接続部が設けられ、前記配線層は、前記第１電極接続部上から前記第２電極接続部上にかけて延びていることができる。
【００２１】
（６）上記光学素子の実装構造において、さらに、ヒートシンクを含み、前記配線層はさらに、前記実装基板の上方から前記ヒートシンクまで延びることができる。
【００２２】
（７）上記光学素子の実装構造において、前記光学素子の光学面と前記配線層とを、前記実装基板の同一表面の上方に設けることができる。
【００２３】
本願において、「光学面」とは、光の出射面または入射面をいう。例えば、前記光学素子が発光素子の場合、光学面は光の出射面である。あるいは、前記光学素子が受光素子の場合、光学面は光の入射面である。
【００２４】
（８）本発明の光学素子の実装方法は、
第１電極接続部が設けられ、側壁が順テーパ状の光学素子を実装基板の上方に設置し、
前記第１電極接続部上から前記光学素子の側壁の上方を経て前記実装基板の上方にかけて、液滴を吐出して、配線層前駆体を形成し、
前記前駆体を固化することにより、前記第１電極接続部上から前記側壁の上方を経て前記実装基板の上方まで延びる配線層を形成すること、を含む。
【００２５】
（９）本発明の光学素子の実装方法は、
第１電極接続部が設けられた光学素子を実装基板の上方に設置し、
前記光学素子の側壁を絶縁層で覆い、該絶縁層を、前記側壁からの距離が大きくなるにつれてその膜厚が小さくなるように形成し、
前記第１電極接続部上から前記絶縁層上を経て前記実装基板の上方にかけて、液滴を吐出して、配線層前駆体を形成し、
前記前駆体を固化することにより、前記第１電極接続部上から前記絶縁層上を経て前記実装基板の上方まで延びる配線層を形成すること、を含む。
【００２６】
（１０）本発明の光学素子の実装方法は、
実装基板に凹部を設け、
第１電極接続部が設けられた光学素子を前記凹部に設置し、
前記第１電極接続部上から前記実装基板の上方にかけて、液滴を吐出して、配線層前駆体を形成し、
前記前駆体を固化することにより、前記第１電極接続部上から前記実装基板の上方まで延びる配線層を形成すること、を含む。
【００２７】
上記（８）〜（１０）の光学素子の実装方法によれば、簡便な方法にて、光学素子の高速駆動が可能で、かつ構成部材の選択性が広い光学素子の実装構造を得ることができる。
【００２８】
（１１）上記光学素子の実装方法において、前記液滴の吐出を、インクジェット法により行なうことができる。この方法によれば、前記液滴の吐出量の微妙な調整が可能であるため、所定の大きさの前記液滴を着弾させることができる。
【００２９】
（１２）上記光学素子の実装方法において、前記配線層前駆体をさらに、前記実装基板の上方から、前記光学素子を駆動するための回路部にかけて、液滴を吐出して形成し、前記配線層を、前記実装基板の上方から前記回路部まで延びるように形成することができる。
【００３０】
ここで、前記回路部は前記実装基板に設けられ、前記回路部には第２電極接続部が設けられ、前記配線層前駆体を、前記第１電極接続部から前記光学素子の側壁を経て前記第２電極接続部にかけて、液滴を吐出して形成し、前記配線層前駆体を硬化させることにより、前記配線層を、前記第１電極接続部上から前記第２電極接続部上まで延びるように形成することができる。
【００３１】
（１３）上記光学素子の実装方法において、前記配線層前駆体をさらに、前記実装基板の上方からヒートシンクにかけて、液滴を吐出して形成し、前記配線層前駆体を硬化させることにより、前記配線層を、前記実装基板の上方からヒートシンクまで延びるように形成することができる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
［第１の実施の形態］
以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００３３】
１．光学素子の実装構造
図１は、本実施の形態の光学素子の実装構造を模式的に示す断面図である。図２は、図１に示す光学素子の実装構造を模式的に示す平面図である。図３は、図１に示す光学素子の近傍の拡大模式図である。なお、図１は、図２のＡ−Ａ線に沿った断面を模式的に示す図である。
【００３４】
本実施の形態の構造体（光学素子の実装構造）１００は、図１に示すように、実装基板１０と、実装基板１０の上方に設けられた光学素子２０とを含む。さらに、この構造体１００は、回路部３０を含む。本実施の形態では、回路部３０が実装基板１０に形成されている場合について説明するが、かわりに、回路部３０を実装基板１０上に設けてもよい。
【００３５】
実装基板１０の材質は特に限定されないが、例えばシリコン基板や、ガラス基板、エポキシ基板等のプラスチック基板を用いることができる。本実施の形態においては、実装基板１０がシリコン基板である場合を示す。この場合、図１〜図３に示すように、実装基板１０に回路部３０を直接形成することができる。
【００３６】
光学素子２０は、発光素子または受光素子である。この光学素子２０は、光学面（図示せず）を有する。この光学面は、光学素子２０の上面２０ｂに設けられている。前記発光素子としては、発光ダイオード、面発光レーザ、ＥＬ装置が例示できる。また、前記受光素子としては、フォトダイオード、固体撮像素子が例示できる。光学素子２０は、例えば、図示しない接着材にて実装基板１０に固定させることができる。
【００３７】
また、この光学素子２０は、配線層２２によって回路部３０と電気的に接続されている。具体的には、光学素子２０には第１電極接続部２１が設けられており、この第１電極接続部２１上には配線層２２が形成されている。すなわち、光学素子２０の第１電極接続層２１は、配線層２２を介して回路部３０の第２電極接続層３１と電気的に接続されている。第１電極接続部２１は光学素子２０の表面上に設けられている。本実施の形態では、第１電極接続部２１が光学素子２０の上面２０ｂ上に設けられている例を示す。
【００３８】
なお、第１および第２電極接続部２１，３１は種々の形態をとることができる。例えば本実施の形態においては、第１および第２電極接続部２１，３１は電極パッドである場合を示す。図１〜図３においては、１つの光学素子２０に設けられた１つの第１電極接続部２１が示されているが、１つの光学素子２０に複数の第１電極接続部２１が設けられていてもよいし、１つの回路部３０に複数の第２電極接続部３１が設けられていてもよい。この場合、各第１電極接続部２１をそれぞれ別の配線層２２と接続させることができる。また、この場合、第１および第２電極接続部２１，３１はそれぞれ異なる材料から形成されていてもよい。以上の点は後述する他の実施形態でも同様に適用される。
【００３９】
さらに、光学素子２０は、複数の光学素子からなる光学素子アレイであってもよい。このことは、後述する他の実施形態でも同様である。また、光学素子２０の上部には凸部（図示せず）が設けられていてもよい。この構成によれば、光学素子２０の上部に段差が形成される。この場合、第１電極接続部２１は前記凸部の上面上に設けられていてもよいし、前記凸部以外の光学素子２０の表面上に設けられていてもよい。
【００４０】
配線層２２は、第１電極接続部２１の上および光学素子２０の側壁２０ａの上方に設けられている。さらに、本実施の形態においては、配線層２２は、光学素子２０の第１電極接続部２１上から回路部３０の第２電極接続部３１上まで延びている。具体的には、配線層２２は、図３に示すように、光学素子２０の第１電極接続部２１上から、側壁２０ａの上方および実装基板１０の上方（上面１０ａ上）を経て、回路部３０の第２電極接続部３１上まで延びている。なお、必要に応じて、実装基板１０の上面１０ａ上に図示しない絶縁材を形成し、この絶縁材の上に配線層２２を設けることができる。例えば、実装基板１０がシリコン基板の場合、上面１０ａ上に、前記絶縁材を介して配線層２２を設けることによって、配線層２２が、実装基板１０中に設けられた回路（例えば回路部３０）に与える影響を少なくすることができる。
【００４１】
この配線層２２は、第１電極接続部２１から第２電極接続部３１にかけて液滴２２ｂを吐出して、所定のパターンの配線層前駆体２２ａを形成し、この配線層前駆体２２ａを固化することにより形成される。
【００４２】
回路部３０は、光学素子２０を駆動するための回路である。ここでは、回路部３０が実装基板１０に直接形成されている場合を示したが、かわりに、回路部３０を、実装基板１０上に別途設置することができる。
【００４３】
配線層２２および光学素子２０の光学面はいずれも、実装基板１０の同一表面（上面１０ａ）の上方に設けられている。
【００４４】
光学素子２０の側壁２０ａは、図１〜３に示すように、順テーパ状である。すなわち、図３に示すように、側壁２０ａと実装基板１０の上面１０ａとのなす角θが鋭角である。
【００４５】
側壁２０ａは、図示しない絶縁材で覆われていることが好ましい。この絶縁材は、側壁２０ａにおいて、光学素子２０と配線層２２とを絶縁する。本実施の形態においては、光学素子２０の側壁２０ａがすべて順テーパ状である場合を示すが、側壁２０ａのうち、少なくともその上方に配線層２２が設けられる領域が順テーパ状であればよい。
【００４６】
なお、本実施の形態においては、配線層２２が光学素子２０の第１電極接続部２１上から回路部３０の第２電極接続部３１上まで延びている例を示したが、配線層２２の接続先は回路部３０に限定されず、配線層２２が、光学素子２０の第１電極接続部２１上から、側壁２０ａの上方および実装基板１０の上方を経て、ヒートシンク（図示せず）に延びていてもよい。このことは、後述する他の実施形態にも同様に適用できる。この場合、前記ヒートシンクによって、光学素子２０の放熱性を高めることができる。
【００４７】
２．光学素子の実装方法
次に、本実施の形態の光学素子の実装方法について、図１〜図４を参照して説明する。図４は、本実施の形態の光学素子の実装方法の一工程を模式的に示す断面図である。
【００４８】
（１）光学素子２０の設置
まず、光学素子２０の側壁２０ａを順テーパ状に形成する。側壁２０ａを順テーパ状に形成する方法としては、例えばドライエッチングを用いる方法や、ウエットエッチングを用いる方法がある。なお、実装基板１０自体や回路部３０等実装基板１０の他の部分に影響を及ぼさないのであれば、光学素子２０を実装基板１０上に設置してから、光学素子２０の側壁２０ａを順テーパ状に加工してもよい。あるいは、光学素子２０を、素子作製に用いる基板（図示しない）より切り出す際、例えばダイザー等を用いて光学素子２０の側壁２０ａを順テーパ状となるように加工することもできる。
【００４９】
次いで、図４に示すように、実装基板１０の上方に光学素子２０を設置する。例えば、光学素子２０を、図示しない接着材にて実装基板１０に固定することができる。また、必要に応じて、光学素子２０の側壁２０ａに、図示しない絶縁材を形成する。
【００５０】
（２）配線層２２の形成
配線層２２の形成は主に、液滴２２ｂの吐出工程と、液滴２２ｂ中の配線層構成成分の固化工程とからなる。具体的には、吐出工程において、図４に示すように、第１電極接続部２１から、側壁２０ａおよび実装基板１０を経て、回路部３０の第２電極接続部３１にかけて、液滴２２ｂを吐出する。この液滴２２ｂは、液滴吐出ヘッドの液滴吐出部１２０から吐出される。これにより、所定のパターンの配線層前駆体２２ａを形成する。次いで、固化工程において、この配線層前駆体２２ａを固化することにより、配線層２２が形成される（図１〜図３参照）。
【００５１】
なお、図４においては、理解を容易にするために、液滴吐出部１２０はノズル状に記載されているが、必ずしもノズル形状である必要はない。例えば、液滴吐出部１２０は孔状であることができる。
【００５２】
以下、吐出工程および固化工程について、より具体的に説明する。なお、配線層２２のパターンは、図１〜図３に示すものに限定されるわけではない。
【００５３】
（吐出工程）
本実施の形態において、液滴吐出法によって、導電性成分を含む液状物（液滴２２ｂ）を吐出する。これにより、配線層前駆体２２ａが形成される（図４参照）。
【００５４】
この液滴２２ｂは、導電性成分を分散媒に分散させた液状物からなる。なお、ここで用いられる導電性成分は、金、銀、銅、パラジウム、ニッケルの何れかを含有する金属微粒子の他、導電性ポリマーや超伝導体の微粒子などが用いられる。
【００５５】
前記導電性成分は、分散性を向上させるために、表面に有機物等をコーティングして使用することもできる。導電性成分の表面にコーティングするコーティング材としては、例えばゼラチンやポリビニルアルコール等の高分子材料やクエン酸などが例示できる。
【００５６】
なお、使用する分散媒としては、上記の導電性成分を分散できるもので、凝集を起こさず、かつ光学素子や実装基板に悪影響を与えないものであれば、特に限定されない。例えば、分散媒として、一般的な溶剤のほか、熱硬化型または光硬化型樹脂（例えば、フェノール樹脂やエポキシ樹脂）を用いることもできる。
【００５７】
（固化工程）
次に、配線層前駆体２２ａの固化を行なうことにより、配線層２２を形成する。具体的には、配線層前駆体２２ａに含まれる導電性成分の固化を行なう。これにより、導電性成分を含む配線層２２を形成する。この方法によれば、簡易な方法にて、配線層２２を形成することができる。
【００５８】
固化の方法としては、熱処理および／または光照射が例示できる。以下、熱処理および光照射の方法について、それぞれ説明する。
【００５９】
｛熱処理｝
熱処理によって、例えば、配線層前駆体２２ａ中に含まれる液状物を、蒸発および／または分解することにより除去することができる。これにより、前記導電性成分からなる配線層２２が形成される。
【００６０】
また、例えば、配線層前駆体２２ａが、前記導電性成分を熱硬化型フェノール樹脂やエポキシ樹脂に分散させた液状物からなる場合、熱処理により前記樹脂が硬化することにより、配線層２２が形成される。この場合、配線層前駆体２２ａが溶媒を含む場合、熱処理により、前記溶媒を蒸発および／または分解させて除去することができる。これにより、配線層２２は、前記導電性成分が分散された樹脂からなる。
【００６１】
熱処理は、例えば基板を加熱する通常のホットプレートや電気炉などによる処理の他、ランプアニールによって行なうこともできる。ランプアニールに使用する光の光源としては特に限定されないが、赤外線ランプ、キセノンランプ、ＹＡＧレーザ、アルゴンレーザ、炭酸ガスレーザ、ＸｅＦ、ＸｅＣｌ、ＸｅＢｒ、ＫｒＦ、ＫｒＣｌ、ＡｒＦ、ＡｒＣｌなどのエキシマレーザなどを光源として用いることができる。
【００６２】
｛光照射｝
例えば、配線層前駆体２２ａが、前記導電性成分を光硬化型フェノール樹脂やエポキシ樹脂に分散させた液状物からなる場合、光照射により前記樹脂を硬化させる。これにより、前記導電性成分を分散させた樹脂からなる配線層２２を形成することができる。
【００６３】
なお、固化工程は、配線層前駆体２２ａの吐出工程と平行して同時に進行させることも可能である。例えば、予め加熱しておいた実装基板１０に液滴２２ｂを吐出したり、液滴吐出部１２０（図４参照）を含むインクジェットヘッド（図示せず）を冷却して、沸点の低い分散媒を使用したりすることにより、実装基板１０に液滴２２ｂが着弾した直後から固化を進行させることができる。
【００６４】
また、液滴２２ｂを隣接させずに間隔を置いて吐出して半硬化させ、前記隙間に再び液滴２２ｂを吐出し、必要に応じてこの一連の工程を繰り返して行なうことにより、配線層前駆体２２ａを形成し、次いで、得られた配線層前駆体２２ａを完全に硬化させることにより、配線層２２を形成してもよい。
【００６５】
３．作用効果
（１）第１に、実装基板１０の材質の選択の幅を広げることができる。例えば、実装基板１０がエポキシ基板等のプラスチック基板からなる場合、実装基板１０の上方に光学素子２０を設置した後、実装基板１０の上に導電層を形成し、この導電層をパターニングして配線層を形成することは、パターニングにおいて用いるエッチング条件やエッチャントが、プラスチック基板を除去したり、溶解させたりするおそれがある。したがって、この場合、実装基板１０の材質の選択の幅が狭くなる。
【００６６】
これに対して、本実施の形態によれば、液滴２２ｂを吐出して所定のパターンの配線層前駆体２２ａを形成し、この配線層前駆体２２ａを固化して配線層２２を形成する。これにより、エッチング工程を用いることなく、所定のパターンの配線層を形成することができる。これにより、実装基板１０に影響を与えることなく、所定のパターンの配線層２２を得ることができる。その結果、実装基板１０の材質の選択の幅を広げることができる。
【００６７】
（２）第２に、光学素子２０の第１電極接続部２１が、配線層２２を介して回路部３０の第２電極接続部３１と電気的に接続されている。これにより、ワイヤボンディング等による接続が不要となる。その結果、ワイヤ等のような誘導成分が存在しないため、光学素子２０の高速化が達成可能である。
【００６８】
（３）第３に、光学素子２０の側壁２０ａが順テーパ状に形成されている。これにより、配線層２２を確実に形成することができる。その理由について以下に説明する。
【００６９】
配線層２２は、液滴２２ｂを吐出して、所定のパターンの配線層前駆体２２ａを形成し、この配線層前駆体２２ａを固化させて形成される。本実施の形態において、光学素子２０の側壁２０ａが順テーパ状でないと、光学素子２０の膜厚と配線層２２の膜厚との差が大きい場合には、実装基板１０の上方から、液滴２２ｂを光学素子２０の側壁２０ａに着弾させるのが難しい。すなわち、この場合、側壁２０ａに配線層２２を形成するのが困難である。
【００７０】
これに対して、本実施の形態によれば、光学素子２０の側壁２０ａのうち少なくとも配線層２２が形成される領域が順テーパ状に形成されている。これにより、側壁２０ａの上方に、液滴２２ｂを容易に着弾させることができる。これにより、配線層２２を、第１電極接続部２１から側壁２０ａの上方まで確実に形成することができる。
【００７１】
［第２の実施の形態］
１．光学素子の実装構造
図５は、本実施の形態の光学素子の実装構造を模式的に示す断面図である。図６は、図５に示す光学素子の実装構造を模式的に示す平面図である。図７は、図５に示す光学素子の近傍の拡大模式図である。なお、図６は、図５のＡ−Ａ線に沿った断面を模式的に示す図である。
【００７２】
本実施の形態の構造体（光学素子の実装構造）２００は、図５〜図７に示すように、実装基板１０の上方に光学素子２２０が設けられている点、この光学素子２２０の側壁２２０ａが絶縁層２４で覆われている点、および配線層２２の一部が絶縁層２４上に形成されている点で、第１の実施の形態の構造体１００とは異なる構成を有する。上記の点以外については、第１の実施の形態の構造体１００とほぼ同様の構成を有する。したがって、第１の実施の形態の構造体１００と同様の構成要素については原則として、同一の符号を付して、詳細な説明を省略する。
【００７３】
光学素子２２０は、第１の実施の形態の光学素子２０と同様に、図示しない光学面を含む。本実施の形態においては、配線層２２と光学素子２２０の光学面とはいずれも、実装基板１０の同一表面（上面１０ａ）の上方に設けられている。
【００７４】
また、光学素子２２０には、第１の実施の形態の光学素子２０と同様に、光学素子２２０の表面（上面２２０ｂ）上に第１電極接続部２１が設けられており、この第１電極接続部２１上には配線層２２が形成されている。
【００７５】
本実施の形態で適用可能な光学素子２２０の種類は、第１の実施の形態の光学素子２０と同様である。また、光学素子２２０の形状および大きさは、本実施の形態で示したものに限定されない。本実施の形態においては、図２に示すように、光学素子２２０の平面形状が四角形である場合が示されているが、光学素子２２０の平面形状は特に限定されるわけではなく、例えば円形や台形であってもよい。
【００７６】
この配線層２２は、光学素子２０の第１電極接続部２１上から、絶縁層２４上および実装基板１０の上方（上面１０ａ上）を経て、回路部３０の第２電極接続部３１上まで延びている。
【００７７】
２．光学素子の実装方法
次に、本実施の形態の光学素子の実装方法について、図５〜図７を参照して説明する。図７は、本実施の形態の光学素子の実装方法の一工程を模式的に示す断面図である。
【００７８】
（１）光学素子２２０の設置
まず、第１の実施の形態にて光学素子２０を実装基板１０の上方に設置した場合と同様の方法にて、光学素子２２０を実装基板１０の上方に設置する。
【００７９】
（２）絶縁層２４の形成
次いで、光学素子２２０の側壁２２０ａを絶縁層２４で覆う。絶縁層２４は、図５および図７に示すように、側壁２２０ａからの距離が大きくなるにつれて、その膜厚が小さくなるように形成する。絶縁層２４は、例えば樹脂からなる。
【００８０】
この絶縁層２４の形成方法の一例を示す。まず、光学素子２２０の上面２２０ｂ上に保護層（図示せず）を形成した後、この保護層の上面に対して、樹脂の前駆体からなる液滴（図示せず）を吐出する。この樹脂の前駆体としては、例えば熱硬化型樹脂または光硬化型樹脂の前駆体を用いることができる。前記樹脂の前駆体は前記保護層の上面に着弾した後、その一部は、前記保護層の上面から、光学素子２２０の側壁２２０ａをつたって実装基板１０の上に流動し、実装基板１０の上面１０ａ上の所定の位置まで広がる。これにより、前記前駆体は、側壁２２０ａからの距離が大きくなるにつれて、その膜厚が小さくなる形状を有する。
【００８１】
なお、前記樹脂の前駆体を吐出する前に、光学素子２２０の側壁２２０ａと実装基板１０の上面１０ａのうち絶縁層２４を形成する部分とに表面処理を施して、前記樹脂の前駆体に対する濡れ性を向上させてもよい。また、前記樹脂の前駆体からなる液滴は、例えばディスペンサ法やインクジェット法を用いて吐出可能である。
【００８２】
次いで、前記樹脂の前駆体を熱または光で硬化させて樹脂を得た後、前記保護層およびこの保護層上に形成された前記樹脂を除去することにより、絶縁層２４を形成することができる。
【００８３】
（３）配線層２２の形成
次に、図５〜図７に示すように、配線層２２を、光学素子２２０の第１電極接続部２１から回路部３０まで形成する。配線層２２の形成方法は第１の実施の形態の配線層２２の形成方法と同様であるため、詳しい説明は省略する。
【００８４】
３．作用効果
本実施の形態の光学素子の実装構造および実装方法は、第１の実施の形態の光学素子の実装構造および実装方法と同様の作用効果を有する。
【００８５】
さらに、本実施の形態によれば、絶縁層２４が光学素子２２０の側壁２２０ａに形成されている。これにより、配線層２２を確実に形成することができる。その理由について、以下に説明する。
【００８６】
本実施の形態において、配線層２２は、液滴（図示せず）を吐出して、所定のパターンの配線層前駆体（図示せず）を形成し、この配線層前駆体を固化させて形成される。本実施の形態において、絶縁層２４が形成されないと、光学素子２２０の膜厚と配線層２２の膜厚との差が大きい場合、前記液滴を光学素子２２０の側壁２２０ａに着弾させるのが難しい。このため、側壁２２０ａに配線層２２を形成するのが困難となる。
【００８７】
これに対して、本実施の形態によれば、絶縁層２４は、側壁２２０ａからの距離が大きくなるにつれて、膜厚が小さくなるように形成されている。これにより、実装基板１０の上方から前記液滴を吐出して、絶縁層２４上に前記液滴を容易に着弾させることができる。これにより、配線層２２を、光学素子２２０の第１電極接続部２１上から、絶縁層２４上を経て、回路部３０の第２電極接続部３１上まで確実に形成することができる。
【００８８】
［第３の実施の形態］
１．光学素子の実装構造
図８は、本実施の形態の光学素子の実装構造を模式的に示す断面図である。図９は、図８に示す光学素子の実装構造を模式的に示す平面図である。図１０は、図８に示す光学素子の近傍の拡大模式図である。なお、図８は、図９のＡ−Ａ線に沿った断面を模式的に示す図である。
【００８９】
本実施の形態の構造体（光学素子の実装構造）３００は、図８〜図１０に示すように、実装基板１０に凹部２６が設けられている点、凹部２６に光学素子２２０が設けられている点、絶縁層を介さずに、光学素子２２０上および実装基板１０の上方に配線層２２が設けられている点で、第２の実施の形態の構造体２００とは異なる構成を有する。上記の点以外については、第２の実施の形態の構造体２００とほぼ同様の構成を有する。したがって、第２の実施の形態の構造体２００と同様の構成部分については原則として、同一の符号を付して、詳細な説明を省略する。
【００９０】
光学素子２２０は、実装基板１０に設けられた凹部２６に設けられている。凹部２６は、少なくとも光学素子２２０を設けることができる程度の大きさに形成される。第１の実施の形態の光学素子２０と同様に、光学素子２２０の表面（上面２２０ｂ）上には第１電極接続部２１が設けられている。ここで、第１電極接続部２１の上面と、実装基板１０の上面１０ａとがほぼ同じ高さになるように設定するのが好ましい。
【００９１】
なお、図１０においては、第１および第２電極接続部２１，３１の膜厚を比較的厚く記載したが、実際は、第１および第２電極接続部２１，３１の膜厚を光学素子２２０の高さよりもかなり薄く形成することができる（他の実施形態でも同様である）。この場合、図１０に示すように、光学素子２２０の上面２２０ｂと、実装基板１０の上面１０ａとがほぼ同じ高さになるように設定することができる。これにより、第１の実施の形態と同様の方法にて、液滴（図示せず）を吐出および固化させて配線層２２を形成する際に、継続してほぼ同じ高さの面に前記液滴を着弾させることができる。したがって、より確実かつ安定して前記液滴を着弾することができるため、所定のパターンの配線層２２をより確実に形成することができる。
【００９２】
配線層２２は、第１電極接続部２１上から実装基板１０の上方（上面１０ａ上）を経て、回路部３０の第２電極接続部３１上まで延びている。
【００９３】
２．光学素子の実装方法
次に、本実施の形態の光学素子の実装方法について、図１１および図１２を参照して説明する。図１１および図１２は、本実施の形態の光学素子の実装方法の一工程を模式的に示す断面図である。
【００９４】
（１）凹部２６の形成
まず、図１１に示すように、実装基板１０に凹部２６を形成する。ここで、凹部２６は、光学素子２２０を凹部２６に設置した場合に、第１電極接続部２１の上面と実装基板１０の上面１０ａとがほぼ同じ高さになるような深さに形成するのが好ましい。
【００９５】
また、凹部２６の形成方法については特に限定されるわけではなく、実装基板１０の種類や厚さに応じて適宜決定することができる。ここでは、実装基板１０がシリコン基板であり、ドライエッチングにより、実装基板１０に凹部２６を形成する場合について説明する。
【００９６】
実装基板１０上に、公知のフォトリソグラフィ工程を用いて、所定のパターンのレジスト層Ｒ１を形成する。次いで、このレジスト層Ｒ１をマスクとして、例えばドライエッチング法を用いて実装基板１０をエッチングする。これにより、実装基板１０において光学素子２０を形成する位置に、凹部２６を形成する。その後、レジスト層Ｒ１を除去する。
【００９７】
（２）光学素子２２０の設置
次いで、図１２に示すように、凹部２６に光学素子２２０を形成する。光学素子２２０の設置方法は、第１の実施の形態にて光学素子２０を実装基板１０上に設置した場合と同様の方法を用いることができる。
【００９８】
（３）配線層２２の形成
次に、図８〜図１０に示すように、配線層２２を、光学素子２２０の第１電極接続部２１上から回路部３０の第２電極接続部３１上まで形成する。配線層２２の形成方法は、第１の実施の形態の配線層２２の形成方法と同様である。
【００９９】
本実施の形態においては、図１２に示すように、光学素子２２０が凹部２６に設けられている。ここで、凹部２６の断面積が光学素子２２０の断面積よりも大きくなるように凹部２６を形成した場合、凹部２６と光学素子２２０との間には、隙間２８が発生する。したがって、配線層２２を形成する工程において、液滴２２ｃが隙間２８に入り込む結果、光学素子２２０の側壁２２０ａと配線層２２とが導通するのを防ぐ必要がある。
【０１００】
ここで、図１２に示すように、隙間２８（図１２におけるｓ）を、着弾した液滴２２ｃの直径（ｄ）より小さくする。この構成によれば、液滴２２ｃの表面張力が働くことにより、着弾した液滴２２ｃが隙間２８に落下するのを防止することができる。
【０１０１】
例えば、隙間２８（ｓ）が数μｍである場合、着弾した液滴２２ｃ（図１２参照）の直径（ｄ）が十数μｍになるように設定することにより、着弾した液滴２２ｃが隙間２８に落下するのを効果的に防止することができる。
【０１０２】
この際、あらかじめ凹部２６の側壁に撥液性を高める処理を施しておくと、着弾した液滴２２ｃが隙間２８に落下するのをさらに効果的に防止することができる。
【０１０３】
このように、光学素子２２０と凹部２６との間に隙間２８が生じる場合でも、前記液滴を吐出して、所定のパターンの配線層前駆体を形成し、この前駆体を硬化させることにより、配線層２２を形成することができる。
【０１０４】
３．作用効果
本実施の形態の光学素子の実装構造および実装方法は、第１および第２の実施の形態の光学素子の実装構造および実装方法と同様の作用効果を有する。
【０１０５】
さらに、本実施の形態によれば、実装基板１０の凹部２６に光学素子２２０を設けることにより、光学素子２２０と配線層２２との間の段差を解消することができる。これにより、液滴の吐出による配線層２２のパターニングをより容易にすることができる。
【０１０６】
本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成（例えば、機能、方法および結果が同一の構成、あるいは目的および結果が同一の構成）を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態の光学素子の実装構造を模式的に示す断面図である。
【図２】図１に示す光学素子の実装構造を模式的に示す平面図である。
【図３】図１に示す光学素子の近傍の拡大模式図である。
【図４】第１の実施の形態の光学素子の実装方法の一製造工程を模式的に示す断面図である。
【図５】第２の実施の形態の光学素子の実装構造を模式的に示す断面図である。
【図６】図５に示す光学素子の実装構造を模式的に示す平面図である。
【図７】第２の実施の形態の光学素子の実装方法の一製造工程を模式的に示す断面図である。
【図８】第３の実施の形態の光学素子の実装構造を模式的に示す断面図である。
【図９】図８に示す光学素子の実装構造を模式的に示す平面図である。
【図１０】図８に示す光学素子の近傍の拡大模式図である。
【図１１】第３の実施の形態の光学素子の実装方法の一製造工程を模式的に示す断面図である。
【図１２】第３の実施の形態の光学素子の実装方法の一製造工程を模式的に示す断面図である。
【符号の説明】
１０実装基板、１０ａ実装基板の上面、２０，２２０光学素子、２０ａ，２２０ａ光学素子の側壁、２０ｂ，２２０ｂ光学素子の上面、２１第１電極接続部、２２配線層、２２ａ配線層前駆体、２２ｂ，２２ｃ液滴、２４絶縁層、２６凹部、２８隙間、３０回路部、３１第２電極接続部、１００，２００，３００構造体（光学素子の実装構造）、１２０液滴吐出部、Ｒ１レジスト層、ｄ液滴２２ｃの直径、ｓ隙間２８の幅

Claims

実装基板と、
前記実装基板の上方に設けられた光学素子と、を含み、
前記光学素子に第１電極接続部が設けられ、
さらに、前記第１電極接続部上から前記光学素子の側壁の上方を経て前記実装基板の上方まで延びる配線層が設けられ、
前記側壁のうち少なくとも前記配線層が形成される領域が順テーパ状に形成されている、光学素子の実装構造。
実装基板と、
前記実装基板の上方に設けられた光学素子と、を含み、
前記光学素子に第１電極接続部が設けられ、
前記光学素子の側壁は絶縁層で覆われ、
前記絶縁層は、前記側壁からの距離が大きくなるにつれてその膜厚が小さくなり、
前記第１電極接続部上から前記絶縁層上を経て前記実装基板の上方まで延びる配線層が設けられた、光学素子の実装構造。
凹部が設けられた実装基板と、
前記凹部に設けられた光学素子と、を含み、
前記光学素子に第１電極接続部が設けられ、
前記第１電極接続部上から前記実装基板の上方まで延びる配線層が設けられた、光学素子の実装構造。
請求項３において、
前記第１電極接続部は前記光学素子の表面上に設けられ、
前記第１電極接続部の上面と、前記実装基板の上面とが、ほぼ同じ高さに設けられた、光学素子の実装構造。
請求項３または４において、
前記凹部と前記光学素子との間に隙間が設けられた、光学素子の実装構造。
請求項１ないし５のいずれかにおいて、
前記配線層は、インクジェット法により液滴を吐出して配線層前駆体を形成し、該前駆体を固化することにより形成された、光学素子の実装構造。
請求項１ないし６のいずれかにおいて、
さらに、前記光学素子を駆動するための回路部を含み、
前記配線層はさらに、前記実装基板の上方から前記回路部まで延びている、光学素子の実装構造。
請求項７において、
前記回路部は前記実装基板に設けられ、
前記回路部に第２電極接続部が設けられ、
前記配線層は、前記第１電極接続部上から前記第２電極接続部上にかけて延びている、光学素子の実装構造。
請求項１ないし８のいずれかにおいて、
さらに、ヒートシンクを含み、
前記配線層はさらに、前記実装基板の上方から前記ヒートシンクまで延びている、光学素子の実装構造。
請求項１ないし９のいずれかにおいて、
前記光学素子の光学面と前記配線層とが、前記実装基板の同一表面の上方に設けられた、光学素子の実装構造。
第１電極接続部が設けられ、側壁が順テーパ状の光学素子を実装基板の上方に設置し、
前記第１電極接続部上から前記光学素子の側壁の上方を経て前記実装基板の上方にかけて、液滴を吐出して配線層前駆体を形成し、
前記前駆体を固化することにより、前記第１電極接続部上から前記側壁の上方を経て前記実装基板の上方まで延びる配線層を形成すること、
を含む、光学素子の実装方法。
第１電極接続部が設けられた光学素子を実装基板の上方に設置し、
前記光学素子の側壁を絶縁層で覆い、該絶縁層を、前記側壁からの距離が大きくなるにつれてその膜厚が小さくなるように形成し、
前記第１電極接続部上から前記絶縁層上を経て前記実装基板の上方にかけて、液滴を吐出して配線層前駆体を形成し、
前記前駆体を固化することにより、前記第１電極接続部上から前記絶縁層上を経て前記実装基板の上方まで延びる配線層を形成すること、
を含む、光学素子の実装方法。
実装基板に凹部を設け、
第１電極接続部が設けられた光学素子を前記凹部に設置し、
前記第１電極接続部上から前記実装基板の上方にかけて、液滴を吐出して配線層前駆体を形成し、
前記前駆体を固化することにより、前記第１電極接続部上から前記実装基板の上方まで延びる配線層を形成すること、
を含む、光学素子の実装方法。
請求項１１ないし１３のいずれかにおいて、
前記液滴の吐出は、インクジェット法により行なう、光学素子の実装方法。
請求項１１ないし１４のいずれかにおいて、
前記配線層前駆体をさらに、前記実装基板の上方から、前記光学素子を駆動するための回路部にかけて、液滴を吐出して形成し、
前記配線層を、前記実装基板の上方から前記回路部まで延びるように形成する、光学素子の実装方法。
請求項１５において、
前記回路部は前記実装基板に設けられ、
前記回路部には第２電極接続部が設けられ、
前記配線層前駆体を、前記第１電極接続部から前記光学素子の側壁を経て前記第２電極接続部にかけて、液滴を吐出して形成し、
前記配線層前駆体を硬化させることにより、前記配線層を、前記第１電極接続部上から前記第２電極接続部上まで延びるように形成する、光学素子の実装方法。
請求項１１ないし１６のいずれかにおいて、
前記配線層前駆体をさらに、前記実装基板の上方からヒートシンクにかけて、液滴を吐出して形成し、
前記配線層前駆体を硬化させることにより、前記配線層を、前記実装基板の上方からヒートシンクまで延びるように形成する、光学素子の実装方法。