特許 7595806 素子実装体

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-11-28

(45)【発行日】2024-12-06

(54)【発明の名称】素子実装体

(51)【国際特許分類】

   H01S 5/0236 20210101AFI20241129BHJP

   H01L 31/02 20060101ALI20241129BHJP

   G02B 7/00 20210101ALN20241129BHJP

【ＦＩ】

H01S5/0236

H01L31/02 B

G02B7/00 F

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2024500842

(86)(22)【出願日】2022-02-18

(86)【国際出願番号】 JP2022006540

(87)【国際公開番号】W WO2023157210

(87)【国際公開日】2023-08-24

【審査請求日】2023-12-21

(73)【特許権者】

【識別番号】000006013

【氏名又は名称】三菱電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002941

【氏名又は名称】弁理士法人ぱるも特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】横村 伸緒

【審査官】百瀬 正之

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１９／１０２９５６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００３－０３７３２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－０２１８２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－０２１３４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－０１９０８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０９－０２７５６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－０５０９００（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－２３８７８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－１４８２４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１９／００９７３８７（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開平０２－２７３７１１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｓ ５／００－５／５０

Ｈ０１Ｌ ３３／００－３３／６４

Ｈ０１Ｌ ３１／００－３１／０２

Ｈ０１Ｌ ３１／０８－３１／１０

Ｈ０１Ｌ ３１／１８

Ｈ０５Ｋ ３／３０－３／３４

Ｈ０５Ｋ １３／００－１３／０８

Ｂ４１Ｊ ２／３１５－２／３４５

Ｂ４１Ｊ ２／３８５－２／４６５

Ｂ４１Ｊ ２／４７５－２／４８

Ｇ０２Ｂ ７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

空間を伝搬するエネルギーの出力と検知と操作の少なくともいずれかの特性に方向依存性を有する方向依存性素子、
前記方向依存性素子の配置範囲におけるある方向の一方に偏って設定された第一領域に複数の溝が並列配置され、他方に設定された第二領域が平坦面となっている実装面を有する基板、および
被接着体間の間隔を規定するスペーサ粒子を含有し、前記方向依存性素子を前記基板に接着する接着剤、を備え、
前記スペーサ粒子が前記第一領域において前記複数の溝に入り込み、前記第二領域において前記方向依存性素子と前記平坦面との間に介在することで、前記ある方向を含む前記実装面に垂直な面において、前記方向依存性素子と前記実装面との間に傾斜角が設けられていることを特徴とする素子実装体。

【請求項2】

前記複数の溝どうしの間隔が前記スペーサ粒子の粒子径よりも狭いことを特徴とする請求項１に記載の素子実装体。

【請求項3】

前記複数の溝の終端は、
前記基板の側端で開放されている、あるいは隣接する溝と連なっていることを特徴とする請求項１または２に記載の素子実装体。

【請求項4】

前記複数の溝は、前記ある方向に沿って異なる深さを有していることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の素子実装体。

【請求項5】

前記接着剤は、前記第一領域を含む部分と、前記第二領域を含む部分に分かれて前記方向依存性素子と前記実装面との間に介在していることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の素子実装体。

【請求項6】

前記方向依存性素子は、半導体レーザ素子であることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の素子実装体。

【請求項7】

前記方向依存性素子は、光学素子であることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の素子実装体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本願は、素子実装体に関するものである。

【背景技術】

【0002】

半導体レーザ素子、光学素子、サーマルヘッド等の空間を伝播するエネルギーの出力、検知等の特性に方向依存性がある素子を用いる場合、性能を発揮するために方向依存性に応じて基板に対して傾斜角を設けて素子を実装する場合がある。その際、ステンレス板等の傾斜角を設けるための追加部材を基板と素子の間に挿入する必要があり、構成と工程が複雑になっていた。

【0003】

そこで、間隔を規定する粒子として、それぞれ粒子径の異なるスペーサ粒子を含有する接着剤を領域で使い分けることで、追加部材を挿入することなく、基板に対して傾斜角を設けて素子を実装する技術が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１１－１４８２４１号公報（段落００５７、図４）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、それぞれ粒子径の異なるスペーサ粒子を含有する接着剤を領域で使い分ける場合、基剤が同じであったとしても、仕様の異なる接着剤として別々に扱う必要がある。その場合、正確に傾斜角を設けるためには、それぞれの領域での塗布範囲を正確に再現する必要があり、品質にばらつきが生じる可能性が高くなるとともに、工程が複雑になる。

【0006】

本願は、上記のような課題を解決するための技術を開示するものであり、追加部材を必要とせず、基板に対して正確な傾斜角を設けた素子実装体を得ることを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本願に開示される素子実装体は、空間を伝搬するエネルギーの出力と検知と操作の少なくともいずれかの特性に方向依存性を有する方向依存性素子、前記方向依存性素子の配置範囲におけるある方向の一方に偏って設定された第一領域に、複数の溝が並列配置され、他方に設定された第二領域が平坦面となっている実装面を有する基板、および被接着体間の間隔を規定するスペーサ粒子を含有し、前記方向依存性素子を前記基板に接着する接着剤、を備え、前記スペーサ粒子が前記第一領域において前記複数の溝に入り込み、前記第二領域において前記方向依存性素子と前記平坦面との間に介在することで、前記ある方向を含む前記実装面に垂直な面において、前記方向依存性素子と前記実装面との間に傾斜角が設けられていることを特徴とする。

【発明の効果】

【0008】

本願に開示される素子実装体によれば、接着厚みを規定するスペーサ粒子を含有する単一仕様の接着剤を用いて傾斜角を設けることができるので、追加部材を必要とせず、基板に対して正確な傾斜角を設けた素子実装体を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１Ａと図１Ｂは、それぞれ実施の形態１にかかる素子実装体の構成を示す基板部分の平面図と素子実装体の断面図である。

【図2】実施の形態１にかかる素子実装体において、スペーサ粒子のほかに粒子径の小さな粒子を含有する接着剤を用いた場合の素子実装体の構成を示す断面図である。

【図3】図３Ａ～図３Ｃは、実施の形態１にかかる素子実装体として、それぞれ異なる配置領域に溝が配置された基板を用いた素子実装体の断面図である。

【図4】図４Ａと図４Ｂ、および図４Ｃは、実施の形態１にかかる素子実装体として、それぞれ異なる深さで溝が形成された基板を用いた素子実装体の断面図、および領域に応じて異なる深さの溝が形成された基板を用いた素子実装体の断面図である。

【図5】図５Ａ、および図５Ｂと図５Ｃは、それぞれ実施の形態１の第一変形例にかかる素子実装体として、異なる配置パターンで溝が設けられた基板部分の平面図、および素子実装体のそれぞれ切断面が異なる断面図である。

【図6】図６Ａと図６Ｂは、実施の形態１の第一変形例にかかる素子実装体として、それぞれさらに異なる配置パターンで溝が設けられた基板部分の平面図である。

【図7】図７Ａ～図７Ｄは、実施の形態１の第二変形例にかかる素子実装体として、それぞれ異なる断面形状で溝が設けられた基板部分の端面図である。

【図8】図８Ａと図８Ｂは、実施の形態２にかかる素子実装体のそれぞれ異なる配置範囲に溝が形成された基板を用いた素子実装体の断面図である。

【図9】実施の形態２にかかる素子実装体の応用例としてプリズムを実装した素子実装体の断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

実施の形態１．
図１Ａと図１Ｂは、実施の形態１にかかる素子実装体の構成について説明するためのものであり、図１Ａは素子実装体の素子実装前の基板を実装面側から見た平面図、図１Ｂは図１ＡのＡ－Ａ線に対応する素子実装後の素子実装体の断面図である。また、図２は変形例として、スペーサ粒子のほかに粒子径の小さな粒子を含有する接着剤を用いた素子実装体の構成を示す図１Ｂに対応する断面図である。

【0011】

そして、図３Ａ～図３Ｃは、それぞれ異なる配置領域に溝が形成された基板を用いた素子実装体の図１Ｂに対応する断面図、図４Ａと図４Ｂは、それぞれ異なる深さで溝が形成された基板を用いた素子実装体の図１Ｂに対応する断面図、図４Ｃは領域に応じて異なる深さの溝が形成された基板を用いた素子実装体の図１Ｂに対応する断面図である。

【0012】

実施の形態１にかかる素子実装体１は、図１Ｂに示すように、スペーサ粒子３を含有する接着剤５を用いて方向依存性素子である光半導体素子８を基板２に接着し、基板２に対して傾斜角θを設けて実装したものである。ここで、基板２の実装面２ｆｍと光半導体素子８との間に介在する接着剤５としては、基剤４内に被接着体間の間隔を規定するスペーサ粒子３を含有した接着剤５を使用する。

【0013】

しかし、使用する接着剤５は、傾斜の両端（図中左右方向）にわたって同じ間隔を規定するスペーサ粒子３を含有している。つまり、平坦面同士の間に介在させたときに、平坦面同士の間隔を規定する粒子径Ｄ３として、同じ粒子径Ｄ３のスペーサ粒子３を用いた同じ仕様の接着剤５を接着領域全体で用いている。

【0014】

それに対して、基板２の光半導体素子８を実装するための実装面２ｆｍは、紙面右側の領域Ｒｔは平坦面となっているが、紙面左側の領域Ｒｂには、スペーサ粒子３の粒子径Ｄ３よりも広い溝幅Ｇｄの溝２ｄが図１Ａに示すようにパターン化して並列配置されている。

【0015】

ここで、基板２に形成する溝２ｄの溝幅Ｇｄは、スペーサ粒子３が入り込める幅として、例えば粒子径Ｄ３よりも大きな径を有するように設定する。そして、隣接する溝２ｄ間の畝２ｒについては、スペーサ粒子３が頂部２ｒｔに安定して留まることがないような形状、あるいは粒子径Ｄ３よりも小さな畝幅Ｗｒを有するようにしている。

【0016】

そのため、領域Ｒｂにおいては、スペーサ粒子３は溝２ｄ内に入り込んでいる。さらに、溝２ｄの深さ（溝深さｄｄ）は粒子径Ｄ３よりも深い。その結果、領域Ｒｂ内のスペーサ粒子３は光半導体素子８と溝２ｄの底部２ｄｂとの間において基剤４内で浮いた状態となり、光半導体素子８の接合面８ｆｒと基板２との隙間の規定に寄与しないフリー粒子３ｆとなっている。つまり、領域Ｒｂおいては、実装面２ｆｍと光半導体素子８の接合面８ｆｒとの間に間隔をあけて保持する構成が存在しないことになる。

【0017】

一方、領域Ｒｔにおいては、スペーサ粒子３は平坦な実装面２ｆｍ上に位置しており、実装面２ｆｍと光半導体素子８の接合面８ｆｒとの間に粒子径Ｄ３に対応する間隔を形成する機能を有することができる。つまり、紙面左右方向の両端にて接合厚に差異が生じることになり、接合面８ｆｒは実装面２ｆｍに対して傾斜することになる。ただし、領域Ｒｔ内のスペーサ粒子３のうち、領域Ｒｂから離れた位置では、粒子径Ｄ３よりも間隔が広くなるため、領域Ｒｂに最も近い位置のスペーサ粒子３が厚み規定に寄与する寄与粒子３ｓとして機能する。

【0018】

傾斜角θは、式（１）に示すように、接合面８ｆｒにおける領域Ｒｂ側の端部と、寄与粒子３ｓと接触するまでの距離Ｌｓと粒子径Ｄ３により決まり、距離Ｌｓは領域Ｒｂの範囲で調整できるため、傾斜角θを再現性良く設けることができる。ただし、傾斜角θを大きくしすぎると、光半導体素子８を固定する際に難が生じると推測されるため、注意が必要である。
ｔａｎθ＝Ｄ３／Ｌｓ （１）

【0019】

例えば光半導体素子８がレーザ半導体素子の場合、端面８ｆｅから出力されるレーザ光のビーム中心Ｃｂを基板２の実装面２ｆｍに対して傾斜角θで傾けることができる。あるいは、光半導体素子８が検知面８ｆｄでレーザ光を反射するとともにレーザ強度を検知するフォトダイオードチップの場合、反射面を兼ねた検知面８ｆｄを実装面２ｆｍに対して傾斜角θで傾けることができる。

【0020】

このように容易に傾斜角θを設定できる構造を形成するに至る各部材の詳細およびプロセスに関して、以下に説明する。基板２と光半導体素子８のような方向依存性素子との接合に用いる接着剤５には、接合材としての機能に加え、スペーサ粒子３を含有することで被接着体間の間隔の制御にも活用する。スペーサ粒子３に求める条件は、材質に関してはとくに制限はないが、形状が重要となる。

【0021】

まず、スペーサ粒子３のサイズに関して、基板２に接着剤５を塗布した状態における実装面２ｆｍの法線方向のサイズ（厚み）がポイントであり、その最大値（粒子径Ｄ３）が間隔を決定する要素となる。最大サイズ（厚み）のスペーサ粒子と同等サイズのスペーサ粒子３が、接着剤５中に多量に存在する必要があるが、最大値を超える粗大な粒子は使用不可である。

【0022】

一方で、接着剤５に含まれる粒子としては、図１Ｂに示したような間隔を規定するスペーサ粒子３のみ（単一サイズ）である必要はなく、図２の変形例に示すように、粒子径Ｄ３以下であれば、任意のサイズの粒子が含まれていてもよい。ただし、頂部２ｒｔ上に留まることなく、間隔に影響を与えない粒径、あるいは頂部２ｒｔ上に留まる場合は、その粒径に応じて傾斜角θを設定できる粒径である必要がある。粒子形状に関しては、上記の条件を満たせばとくに制約はないが、実用的には球状粒子が最適である。

【0023】

基板２の実装面２ｆｍのうち、傾斜角θを設ける平面に沿った一端側の領域Ｒｂに溝２ｄを設けることで、その領域Ｒｂでのスペーサ粒子３の間隔規定機能を制限する例を示した。ここで、間隔規定機能を制限する手段として、例えば、領域Ｒｂ全体を窪ませることも考えられる。その場合、光半導体素子８が窪みの底面まで沈み込むので、スペーサ粒子３がなくても傾斜を設けることは可能であるが、基板２の曲げ剛性が低下してしまう。

【0024】

そのため、基板２の変形による傾斜角θの再現性の低下、あるいは基板２の破損による歩留まり低下が懸念される。基板２の厚みを厚くすることで曲げ剛性を向上させることも考えられるが、その場合、実装体として嵩高くなり、小型化が困難になり、現実的ではない。

【0025】

一方、本願のように畝２ｒと溝２ｄとが交互に並ぶように溝２ｄを並列配置すれば、曲げ剛性を損なうことなく、スペーサ粒子３の粒子径Ｄ３と、溝２ｄの配置範囲（領域Ｒｂ）の設定で制御できる距離Ｌｓによって所望の傾斜角θを設けることができる。

【0026】

例えば、図３Ａ～図３Ｃにおいて、溝２ｄの配置範囲のうち、領域Ｒｂの領域Ｒｔから遠い側の端部（図中左側端部）は同じであるが、図３Ａから図３Ｃに進むにつれ、領域Ｒｔに近い方の端部（同右側端部）が左側に移動して配置範囲が狭くなっていく。寄与粒子３ｓは、上述したように領域Ｒｔにおける領域Ｒｂとの境界部分に位置するので、領域Ｒｂの右側端部が左側に移動するにつれて距離Ｌｓが短くなり、傾斜角θが大きくなる。

【0027】

また、同じ距離Ｌｓ（領域Ｒｂの範囲）、同じ粒子径Ｄ３を用いた場合でも、溝深さｄｄの設定により、傾斜角θを調整することが可能である。例えば、図４Ａに示すようにスペーサ粒子３が完全に溝２ｄ内に沈み込む溝深さｄｄ（≧Ｄ３）を基本と考えるが、これに限ることはない。

【0028】

図４Ｂに示すように、粒子径Ｄ３よりも小さな溝深さｄｄ（＜Ｄ３）で溝２ｄを形成した場合、溝２ｄ内のスペーサ粒子３は、溝２ｄ内に完全に沈むことなく、一部が実装面２ｆｍより高い位置に突き出ることになる。領域Ｒｂ内で実装面２ｆｍから突き出たスペーサ粒子３のうち、領域Ｒｔから最も離れた位置で接合面８ｆｒと接する粒子は、接合面８ｆｒと実装面２ｆｍとの間に粒子径Ｄ３から溝深さｄｄを減じた値の間隔を規定する第二の寄与粒子３ｓｄとして機能する。つまり、式（２）に基づいて傾斜角θを設定することができる。
ｔａｎθ＝ｄｄ／Ｌｓ （２）

【0029】

さらに図４Ｃに示すように、領域Ｒｔにおいても、溝２ｄよりも浅い溝深さｄｄｍの溝２ｄｍを設けるようにした場合（ｄｄｍ＜ｄｄ＜Ｄ３）でも、式（３）に基づいて傾斜角θを設定することができる。つまり、複数種の深さの溝を組み合わせても傾斜角θを設定することは可能である。
ｔａｎθ＝（ｄｄ―ｄｄｍ）／Ｌｓ （３）

【0030】

なお、図４Ａ、図４Ｃにように、溝に入り込んだスペーサ粒子３の一部が実装面２ｆｍから突き出て、例えば、粒子の半分以上を突き出させるような場合、溝幅Ｇｄは必ずしも粒子径Ｄ３より広く設定する必要はない。突き出し量、あるいは入り込む深さに応じて適宜設定すればよい。

【0031】

第一変形例．
つぎに、第一変形例として、スペーサ粒子の間隔規定機能を制限する溝の配置パターンについて種々の配置パターンを例示する。図５Ａは第一変形例にかかる素子実装体の基板部分の図１Ａに対応する平面図、図５Ｂは図５ＡのＢ－Ｂ線に対応する断面図、図５Ｃは図５ＢのＣ－Ｃ線に対応する断面図である。また、図６Ａと図６Ｂは、それぞれさらに異なる配置パターンで溝が設けられた基板部分の図５Ａに対応する平面図である。

【0032】

溝２ｄの配置パターンとして、図１Ａ、図１Ｂでは、実装面２ｆｍにおける光半導体素子８が傾斜する向き（傾斜角θを設ける平面に沿った向き）に対して直交する方向に溝２ｄが延びる配置パターンについて説明したがこれに限ることはない。例えば、図５Ａ～図５Ｃに示すように、光半導体素子８が傾斜する向きに対して溝２ｄが平行に延びる配置パターンでもよい。

【0033】

さらには、図６Ａに示すように光半導体素子８が傾斜する向きに対して溝２ｄが傾斜して延びるようにしてもよい。ここで、溝２ｄの終端部が実装面２ｆｍのいずれかの端部まで達していない場合、終端部が袋小路にならないように配置することが好ましい。具体的には、溝２ｄの延伸方向における終端部に関しては、行き止まりが生じないよう隣接する溝２ｄ同士を連通させることで、隣接する溝２ｄからのスペーサ粒子３を含めた接着剤５の流入を許容可能な空間を設けることが好適である。例えば、ある溝２ｄにおいて余剰接着剤の逃げ道が実装面２ｆｍ側以外に存在しない場合、その溝２ｄにスペーサ粒子３が詰まって積み上がり、実装面２ｆｍより高くなって余分な間隔が形成されてしまう可能性があるからである。

【0034】

なお、上述した配置パターンは、基本的に基板２の実装面２ｆｍ内に接着剤５を留める形状であるが、図６Ｂに示すように、溝２ｄが基板２の端部に抜けて開放されるように延伸させることで、基板外に余剰分の接着剤５を排出するようにしてもよい。ただし、排出した接着剤５が不具合の原因とならぬように注意が必要である。

【0035】

実装の際の光半導体素子８と溝２ｄの配置範囲との位置関係に関しては、光半導体素子８と基板２の間隔を狭めるための溝２ｄが配置された領域Ｒｂにおいて、傾斜角θが許容値から外れない範囲で任意である。ただし、位置関係は傾斜角θの設定以外にも影響し、接合強度および光半導体素子８の接合面８ｆｒ以外への接着剤５の付着などへの影響も考慮する必要がある。

【0036】

第二変形例．
つぎに、第二変形例として、スペーサ粒子の間隔規定機能を制限する溝の延在方向に垂直な断面形状について種々の態様を例示する。図７Ａ～図７Ｄは、第二変形例にかかる素子実装体として、それぞれ異なる断面形状で溝が設けられた基板の例えば図１ＡのＡ－Ａ線による切断面に対応する端面図である。

【0037】

溝２ｄの延在方向に垂直な断面形状のうち、基本条件として、スペーサ粒子３が入り込むだけの溝幅Ｇｄが必要であり、隣接する溝２ｄ間に形成される畝２ｒについては、スペーサ粒子３を頂部２ｒｔにとどめない寸法（畝幅Ｗｒ）と形状である必要がある。その上で、上述した例では、図１Ｂで代表する断面形状がシンプルな矩形の溝２ｄを例示した。

【0038】

矩形の溝２ｄはシンプルであるため工作性が良く、スペーサ粒子３を含む接着剤５を多量に取り込むことが可能な形状である。一方、スペーサ粒子３を留めないようにする必要がある畝２ｒについては、強度が強いとは言い難く、底部２ｄｂについては、接着剤５の流動性の観点からは最適とは言い難い。単純に畝２ｒの強度を補強するなら、畝幅Ｗｒ幅を広げた形状が考えられるが、頂部２ｒｔ上にスペーサ粒子３が残留してしまう可能性が高まるので、十分な検証を必要とする。

【0039】

そこで、図７Ａに示すように、頂部２ｒｔを尖らせることで、必要な強度が得られるまで畝幅Ｗｒを拡げても、スペーサ粒子３が頂部２ｒｔ上に残留するのを防止できる。スペーサ粒子３が頂部２ｒｔに残留する不具合の防止に有効な形状であるが、光半導体素子８との接触に際し、互いに傷つけることのないように十分な注意が必要となる。そのため、図７Ｂに示すように、側面２ｄｓに傾斜はつけるが、図７Ａと比べて頂部２ｒｔに幅を持たせて尖りを鈍らせるようにしてもよい。

【0040】

これらの場合、側面２ｄｓに傾斜が付くので溝２ｄ内における接着剤５の流動性は向上すると考えられるが、頂部２ｒｔ側の溝幅Ｇｄｔよりも底部２ｄｂ側の溝幅Ｇｄｂの方が小さくなるように、溝幅Ｇｄが深さによって変化する。そのため、スペーサ粒子３が必ずしも底部２ｄｂと接触できるとは限らず、接触に必要な粒子径Ｄ３の上限選定、あるいは接触状況に応じたスペーサ粒子３の沈み込み深さに基づいて、式（１）～式（３）で説明した傾斜角θの修正が必要になる。

【0041】

また、図７Ｃに示すように、底部２ｄｂの平坦部を無くすようにすることも可能である。矩形形状と比べれば、畝２ｒの強度が大幅に強化される形状である。ただし、底部２ｄｂに向けての溝幅Ｇｄの変化が大きく、スペーサ粒子３が底部２ｄｂと接触することができない。そのため、図７Ａ、図７Ｂで示した場合よりも溝形状と粒子径Ｄ３との関係によるスペーサ粒子３の沈み込み高さを計算する必要がある。

【0042】

あるいは、図７Ｄに示すように、底部２ｄｂ側で底部２ｄｂから離れるにつれて溝幅Ｇｄが拡がるように側面２ｄｓに傾斜を設けてアンカーを形成することで、接合強度を向上させることもできる。このようアンカーを形成することは、強固な接合を必要とするケースにおいては有効である一方で、許容される粒子径Ｄ３の上限が小さくなること、および溝加工の手間が大きくなることなどが不利となる。

【0043】

つまり、いずれの断面形状にせよ、一長一短あり、基板仕様および要求仕様に合わせて、適切な断面形状で溝２ｄを設けることが望ましい。

【0044】

上述した構成を前提として、基板２に光半導体素子８等の方向依存性素子を実装するプロセスに関して、実装装置にダイボンダを用いたプロセスについて説明する。まず、ダイボンド装置にて基板２がダイボンドステージに搬送され、基板２のアライメントがなされる。つぎに、基板２上にディスペンサ等の塗布機により接着剤５が塗布される。接着剤５の塗布位置および塗布量に関しては、方向依存性素子の実装位置および実装時の接着剤５の流動性を考慮した上で設定される。

【0045】

接着剤塗布後、方向依存性素子をダイボンド位置に搬送し荷重をかける。素子ダイボンド時の荷重に関して、方向依存性素子の搬送機構もしくはダイボンドステージに荷重を平均化する機構（搬送機構なら軸部にフレキシブルジョイント機構など、ダイボンドステージならクッション機構など）を組み込んでおくことが望ましい。こうすることで、傾斜の両端において、方向依存性素子をスペーサ粒子３もしくは実装面２ｆｍに接触するまで押し込むことが可能となり、設計通りの傾斜角θを得ることができる。この状態で、接着剤５に合わせてＵＶ照射、加熱、一定時間保持などの硬化処理を施し、方向依存性素子が基板２に対して傾斜角θを有する状態で実装された素子実装体１を得ることができる。

【0046】

以上のように、傾斜をつける方向における一端側の領域Ｒｂにスペーサ粒子３が入り込む溝２ｄが並列配置された基板２を用いて方向依存性素子を実装することにより、１種類の仕様の接着剤５のみの使用で傾斜角θを設けた実装が可能となる。つまり、追加部材を必要とせず、接着剤５の塗布も複数回に分ける必要がなく、工程数削減と時間短縮が見込まれる。

【0047】

また溝２ｄが配置されている範囲が一定しているため、スペーサ粒子３が間隔に寄与しない部分、つまり実装面２ｆｍとの間隔が狭い部分と、スペーサ粒子３が間隔に寄与する部分、つまり間隔が広い部分の位置が一定する。そのため、製造による実装ばらつきが低減され、製造品質のばらつきの低減によって歩留まりが向上し、また時間短縮と高手数削減により、運用コストの増大も抑えられる効果が得られる。

【0048】

実施の形態２．
実施の形態１においては、基板と方向依存性素子との間において、溝が並列配置された領域から配置されていない領域にかけて、途切れることなく接着剤が介在するように接着剤の塗布範囲を設定した例について説明した。本実施の形態２では、溝が並列配置された領域と配置されていない領域との間で接着剤を間欠的に塗布するようにした例について説明する。

【0049】

図８Ａ、図８Ｂ、および図９は、実施の形態２にかかる素子実装体の構成について説明するためのものであり、図８Ａは素子実装体の構成を示す実施の形態１の図１Ｂに対応する断面図、図８Ｂは図８Ａとは異なる配置範囲に溝が形成された基板を用いた素子実装体の断面図である。そして、図９は、実施の形態２にかかる素子実装体の応用例としてプリズムを方向依存性素子として実装した素子実装体の断面図である。なお、実施の形態１と同様の部分については同じ符号を付するとともに、同様部分の説明は省略する。

【0050】

実施の形態２にかかる素子実装体１は、図８Ａ、図８Ｂに示すように、接着剤５の塗布範囲を溝２ｄが並列配置された領域Ｒｂと、実装面２ｆｍとしての平坦面が拡がる領域Ｒｔそれぞれに分かれて設定したものである。そして、図８Ａではそれぞれの領域において素子端部にかかるように塗布範囲を設定した例を示す。また、図８Ｂでは、素子端部にかからないように塗布範囲を設定した例を示す。

【0051】

また、紙面奥行き方向での塗布範囲としては、ライン状に延在させてもよいし、中間部分を途切れさせ、例えば、四隅付近を塗布範囲としてもよく、仕様における接合強度、塗布可能位置などに基づいて、適宜設定すればよい。いずれの場合でも、実施の形態１で説明した領域Ｒｂと領域Ｒｔにかけて途切れなく接着剤５を塗布した場合と同様に、正確に再現性良く傾斜角θを設定することができる。

【0052】

このように、塗布範囲を間欠的に設定する有効な応用例として、図９に示すように方向依存性素子としてプリズム９のように光を屈折、反射等によって操作する光学素子を実装するケースが考えられる。このケースでは、基板２には、プリズム９の入射面９ｆｂに対応する領域に開口部２ａを設けている。そして、入射面９ｆｂが実装面２ｆｍに対して傾斜角θで傾くように、溝２ｄを並列配置した領域Ｒｂとスペーサ粒子３が寄与粒子３ｓとして機能する平坦面が連続する領域Ｒｔを設定した。

【0053】

接着剤５は、領域Ｒｂと領域Ｒｔそれぞれに分かれて設定した範囲に分かれ、開口部２ａ部分を外して間欠的に塗布している。これによって、例えば、基板２の紙面下方から開口部２ａを通してビーム中心Ｃｂが真上に向かうレーザ光を入射面９ｆｂに入射させ、設定した傾斜角θによって定まる所望の角度（ビーム中心Ｃｂ）で出射させるように操作することができる。

【0054】

つまり、接着剤５を間欠的に塗布することで、レーザ光を基板２の厚み方向に通過させることができ、基板２の裏側からレーザ光を取り込むことができた。他にも、接合部の中心付近まで接着剤５を広げたくない方向依存性素子、あるいは接着面積が広がると効果に難がある接着剤５を使用するケースなどでの活用が考えられる。さらに、接着剤使用量を減らせるので部材コスト低減に有効である。

【0055】

さらに、本願は、様々な例示的な実施の形態及び実施例が記載されているが、１つ、または複数の実施の形態に記載された様々な特徴、態様、及び機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。従って、例示されていない無数の変形例が、本願明細書に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも１つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも１つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。

【0056】

例えば、本願では、基板２の実装面２ｆｍのほぼ全面が方向依存性素子の設置範囲である状況を描画しているがこれに限ることはない。実装面２ｆｍのうちの限られた範囲を設置範囲とし、設置範囲におけるある方向の偏った領域Ｒｂに溝２ｄを並列配置するようにしてもよい。また、設置範囲が複数ある場合、それぞれの設置範囲で設定する傾斜方向、傾斜角θに応じて、溝２ｄの並列配置範囲、溝深さｄｄ等の仕様を設定すればよい。

【0057】

また、方向依存性素子としてレーザ光等の光を扱う素子を例示したがこれに限ることはない。放射線、熱等の空間を伝播するエネルギーの出力、検知、あるいは収束、発散、進路変更、分離等の操作の特性に方向依存性を有する素子あればよい。

【0058】

以上のように、本願の素子実装体１によれば、空間を伝搬するエネルギーの出力と検知と操作の少なくともいずれかの特性に方向依存性を有する方向依存性素子（光半導体素子８、プリズム９）、方向依存性素子の配置範囲におけるある方向（例えば、図１Ａの左右方向）の一方（同、左側）に偏って設定された領域Ｒｂに、複数の溝２ｄが並列配置された実装面２ｆｍを有する基板２、および被接着体間の間隔を規定するスペーサ粒子３を含有し、方向依存性素子を基板２に接着する接着剤５、を備え、スペーサ粒子３は領域Ｒｂにおいて複数の溝２ｄに入り込んでおり、ある方向を含む実装面２ｆｍに垂直な面において、方向依存性素子と実装面２ｆｍとの間に傾斜角θが設けられているように構成した。そのため、単一仕様の接着剤５を用いて、追加部材を必要とせず、基板２に対して正確な傾斜角θを設けた素子実装体１を得ることができる。

【0059】

その際、複数の溝２ｄどうしの間隔（畝幅Ｗｒ）がスペーサ粒子３の粒子径Ｄ３よりも狭いようにすれば、スペーサ粒子３を畝２ｒ上に留めることなく、スムーズに溝２ｄ内に入り込ませることができる。

【0060】

複数の溝２ｄの終端は、基板２の側端で開放されている、あるいは隣接する溝２ｄと連なっているようにすれば、余分な接着剤５が実装面２ｆｍ上に溢れることを防止できる。

【0061】

複数の溝２ｄは、ある方向に沿って異なる深さを有しているようにすれば、粒子径Ｄ３を変えずに、傾斜角θを変化させることができる。

【0062】

接着剤５は、領域Ｒｂを含む部分と、ある方向の他方側の部分（例えば、領域Ｒｔ）に分かれて方向依存性素子と実装面２ｆｍとの間に介在しているように構成すれば、例えば、基板２に設けた開口部２ａを介してレーザ光を裏側から光学素子に向けて照射し、所望の光学処理を行うことができる。

【0063】

方向依存性素子が、半導体レーザ素子（光半導体素子８）であれば、追加部材を必要とせずに、所望の角度でレーザ光を出射できる半導体レーザ装置を得ることできる。

【0064】

方向依存性素子が、光学素子（プリズム９）であれば、追加部材を必要とせずに、受光した光の状態を所望の形態に操作できる光学装置を得ることができる。

【符号の説明】

【0065】

１：素子実装体、 ２：基板、 ２ｄ：溝、 ２ｆｍ：実装面、 ３：スペーサ粒子、 ４：基剤、 ５：接着剤、 ８：光半導体素子（方向依存性素子）、 ８ｆｒ：接合面、 ９：プリズム（方向依存性素子）、 ９ｆｂ：入射面（接合面）、 Ｄ３：粒子径、 ｄｄ：溝深さ、 Ｇｄ：溝幅、 Ｒｂ：領域（第一領域）、 Ｗｒ：畝幅、 θ：傾斜角。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】