專利名稱：光傳感器組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種包括光波導路單元和安裝有光學元件的基板單元的光傳感器組件。
背景技術(shù)：
如圖9的(a)、(b)所示，光傳感器組件如下地制造成分別制作按順序形成下包層 71、芯部72和上包層73而成的光波導路單元Wtl和在基板81上安裝光學元件82而成的基板單元Etl，在對上述光波導路單元Wtl的芯部72和基板單元Etl的光學元件82進行了調(diào)芯的狀態(tài)下，利用粘接劑等將上述基板單元Etl與上述光波導路單元Wtl的端部相連接。另外，在圖9的(a)、(b)中，附圖標記75是基座，附圖標記85是封裝樹脂。在此，上述光波導路單元Wtl的芯部72和基板單元Etl的光學元件82的上述調(diào)芯通常使用自動調(diào)芯機來進行(例如參照專利文獻1)。在該自動調(diào)芯機中，在將光波導路單元 W。固定于固定載物臺(未圖示)上、將基板單元Etl固定于能夠移動的載物臺(未圖示)上的狀態(tài)下進行上述調(diào)芯。即，在上述光學元件82是發(fā)光元件的情況下，如圖9的(a)所示， 在自該發(fā)光元件發(fā)出光H1的狀態(tài)下，一邊相對于芯部72的一端面(光入口)72a改變基板單元Etl的位置一邊監(jiān)視自芯部72的另一端面(光出口)72b經(jīng)由上包層73的前端部的透鏡部73b出射的光的光量(設于自動調(diào)芯機上的受光元件91所產(chǎn)生的電動勢)，將其光量最大的位置定為調(diào)芯位置(芯部72和光學元件82互相適當?shù)奈恢?。另外，在上述光學元件82是受光元件的情況下，如圖9的(b)所示，在自芯部72的另一端面72b入射恒定量的光(自設于自動調(diào)芯機上的發(fā)光元件92發(fā)出，透射過上包層73的前端部的透鏡部73b 的光)H2、使該光H2從芯部72的一端面72a經(jīng)由上包層73的后端部73a出射的狀態(tài)下，一邊相對于芯部72的一端面72a改變基板單元Etl的位置一邊監(jiān)視由該受光元件接收的光量 (電動勢)，將其光量最大的位置定為調(diào)芯位置。專利文獻1 日本特開平5-196831號公報但是，在使用上述自動調(diào)芯機進行的調(diào)芯中，雖然能夠高精度地調(diào)芯，但是需要勞力和時間，不適合大量生產(chǎn)。因此，本申請人提出了一種不需要上述那樣的設備和勞力、時間就能夠調(diào)芯的光傳感器組件，并已經(jīng)進行了申請(日本特愿2009-180723)。如圖10的(a)的該光傳感器組件的俯視圖、圖10的(b)的從右斜上方看該光傳感器組件的右端部的立體圖所示，在光波導路單元W1中，下包層41和上包層43的不存在芯部42的端部的兩側(cè)部分(圖10的(a) 的右端部的上下部分)形成為沿著軸線方向延長。而且，在該延長部分44的相對于芯部42 的透光面(一端面)42a適當?shù)奈恢茫纬捎醒刂獠▽穯卧猈1的厚度方向延伸的、基板單元嵌合用的一對縱槽部(嵌合部)44a。另一方面，在基板單元E1的相對于光學元件54 適當?shù)奈恢?，以向基板單元E1的寬度方向(圖10的(b)中的左右方向)突出的狀態(tài)形成有與上述縱槽部44a相嵌合的嵌合板部(被嵌合部)51a。而且，在上述光傳感器組件中，在形成于上述基板單元E1的上述嵌合板部51a與形成于上述光波導路單元W1的上述縱槽部44a相嵌合的狀態(tài)下，上述光波導路單元W1與上述基板單元E1相結(jié)合。在此，上述縱槽部44a處于相對于上述芯部42的透光面42a適當?shù)奈恢?，上述嵌合板?1a處于相對于上述光學元件54適當?shù)奈恢?，因此，利用上述縱槽部44a與上述嵌合板部51a的嵌合，上述芯部42和上述光學元件54自動地調(diào)芯。另外，在圖10的(a)、(b)中，附圖標記45是基座，附圖標記45a是形成于基座45上的、供基板單元 E1貫穿的通孔，附圖標記51是形成有上述嵌合板部51a的整形基板，附圖標記55是封裝樹脂。這樣，在本申請人先前申請的上述光傳感器組件中，不對光波導路單元W1的芯部 42和基板單元E1的光學元件54進行調(diào)芯作業(yè)，就能夠成為自動調(diào)芯后的狀態(tài)。而且，由于不需要花費時間的調(diào)芯作業(yè)，因此，能夠大量生產(chǎn)光傳感器組件，生產(chǎn)率優(yōu)良。但是，在上述光傳感器組件中，芯部42和光學元件54的光耦合損失的偏差較大。 因此，本發(fā)明人對其原因進行研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在生產(chǎn)工序中，光波導路單元W1的一對縱槽部44a的間隔(相對的縱槽部44a的 里側(cè)壁面44b之間的距離)Ls(參照圖11的(a))存在偏差，并且，基板單元E1的整體寬度(兩側(cè)的嵌合板部51a的側(cè)端緣51b之間的距離) Lc (參照圖11的(b))存在偏差。即，在設計時是Ls = Lc，但在實際生產(chǎn)中，由于零件公差， 出現(xiàn)Ls > Lc或者Ls < Lc的情況。在Ls > Lc的情況下，如圖11的(c)所示，基板單元 E1晃動(參照圖示的箭頭F)而無法正確地調(diào)芯，光耦合損失的偏差變大。在Ls < Lc的情況下，如圖11的(d)所示，基板單元E1向外側(cè)(向光學元件54遠離芯部42的透光面42a 的方向)撓曲而光耦合損失變大，或者相反地，基板單元E1向內(nèi)側(cè)(向光學元件54接近芯部42的透光面42a的方向)撓曲(未圖示)而光耦合損失變小(基本都是如圖11的(d) 所示地向外側(cè)撓曲)，從而光耦合損失的偏差變大。這樣，使基板單元E1與上述光波導路單元W1相嵌合的光傳感器組件在上述光耦合損失的偏差變大的方面存在改善的余地。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明即是鑒于該情況而做成的，其目的在于提供一種光波導路單元的芯部和基板單元的光學元件的光耦合損失的偏差減少、且該光耦合損失變小的光傳感器組件。為了達到上述目的，本發(fā)明的光傳感器組件是將光波導路單元和安裝有光學元件的基板單元結(jié)合而成的，其采用這樣的構(gòu)造上述光波導路單元包括下包層、形成在該下包層表面的光路用的線狀的芯部、包覆該芯部的上包層及形成在上述上包層上的基板單元嵌合用的左右一對嵌合部，該基板單元嵌合用的左右一對嵌合部位于上述上包層的相對于上述芯部的透光面處于適當位置的部分，上述基板單元包括基板、安裝在該基板上的規(guī)定部分的光學元件及形成在上述基板上的用于與上述基板單元嵌合用的嵌合部相嵌合的被嵌合部，該被嵌合部位于上述基板的相對于該光學元件處于適當位置的部分，上述光波導路單元與上述基板單元的結(jié)合是在使形成于上述基板單元的上述被嵌合部與形成于上述光波導路單元的上述嵌合部相嵌合的狀態(tài)、且讓上述基板單元向使上述光學元件與上述芯部的透光面接近的方向撓曲的狀態(tài)下完成的。本發(fā)明人以減少光傳感器組件的、光波導路單元的芯部與基板單元的光學元件的光耦合損失的偏差并減小該光耦合損失為目的，對該光傳感器組件的構(gòu)造反復進行了研究。在研究過程中，著眼于對本申請人先前申請的、本文中圖10的(a)、(b)所示的、使形成于基板單元的被嵌合部與形成于光波導路單元的嵌合部相嵌合而成的光傳感器組件進行改良。即，在上述嵌合狀態(tài)下，始終使基板單元向使基板單元的光學元件與芯部的透光面接近的方向撓曲。 結(jié)果，利用上述基板單元的撓曲，芯部的透光面與光學元件之間的距離變短，因此，芯部與基板單元的光學元件的光耦合損失變小。并且，利用上述基板單元的撓曲，基板單元成為對左右一對嵌合部向使上述嵌合部的間隔擴大的方向施力的狀態(tài)，因此，不會發(fā)生基板單元晃動或者基板單元向光學元件遠離芯部的透光面的方向撓曲。因此，上述基板單元與上述光波導路單元的結(jié)合穩(wěn)定，上述光耦合損失的偏差減少。本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)這些內(nèi)容，實現(xiàn)了本發(fā)明。在本發(fā)明的光傳感器組件中，光波導路單元中，芯部的透光面和基板單元嵌合用的嵌合部處于適當?shù)奈恢藐P(guān)系。另外，在基板單元中，光學元件和嵌合于上述嵌合部的被嵌合部處于適當?shù)奈恢藐P(guān)系。因此，在使形成于上述基板單元的上述被嵌合部與形成于上述光波導路單元的上述嵌合部相嵌合的狀態(tài)、即上述光波導路單元和上述基板單元結(jié)合的狀態(tài)下，芯部的透光面和光學元件成為自動地調(diào)芯后的狀態(tài)。并且，在該狀態(tài)下，處于上述基板單元向使上述光學元件與上述芯部的透光面接近的方向撓曲的狀態(tài)，因此，上述基板單元以對上述嵌合部施力的狀態(tài)嵌合。因此，上述基板單元與上述光波導路單元的結(jié)合穩(wěn)定， 能夠吸收零件公差，從而能夠減少光波導路單元的芯部與基板單元的光學元件的光耦合損失的偏差。而且，在上述構(gòu)造中，芯部的透光面與光學元件之間的距離變短，上述光耦合損失變小。即，在本發(fā)明的光傳感器組件中，上述光耦合損失自身變小，并且，該光耦合損失的偏差也變小。特別是，形成于上述光波導路單元的上述左右一對嵌合部是沿著上述光波導路單元的厚度方向延伸的橫截面大致V字形的縱槽部，是以使該大致V字形的開放部相對的狀態(tài)形成的，上述縱槽部的大致V字形的側(cè)壁面中的、與上述基板單元的和安裝有光學元件的一側(cè)相反的一側(cè)的面相對的一壁面形成為與上述芯部的長軸方向成直角的直角面，另一壁面形成為相對于上述芯部的長軸方向傾斜的傾斜面，形成于上述基板單元的上述被嵌合部的側(cè)端緣被定位在上述縱槽部的大致V字形的角部，在這種情況下，利用上述縱槽部的簡單構(gòu)造，能夠做成使上述基板單元撓曲的狀態(tài)。另外，形成于上述光波導路單元的上述左右一對嵌合部是沿著上述光波導路單元的厚度方向延伸的縱槽部，是以使該縱槽部的開放部相對的狀態(tài)形成的，上述縱槽部中的、 與上述基板單元的和安裝有光學元件的一側(cè)相反的一側(cè)的面相對的部分形成為，用于將上述基板單元的與安裝有光學元件的一側(cè)相反的一側(cè)的面向上述芯部的透光面?zhèn)劝磯旱陌磯翰?，形成于上述基板單元的上述被嵌合部的?cè)端緣被定位于上述縱槽部的里側(cè)壁面，在這種情況下，利用上述縱槽部的簡單構(gòu)造，也能夠做成使上述基板單元撓曲的狀態(tài)。并且，在形成于上述基板單元的上述被嵌合部為金屬制的情況下，適當?shù)氐玫绞股鲜龌鍐卧獡锨臓顟B(tài)下的上述基板單元對上述嵌合部的施力，上述基板單元與上述光波導路單元的嵌合更加穩(wěn)定。結(jié)果，上述光耦合損失的偏差進一步減少。特別是，在作為上述被嵌合部的形成材料的金屬是不銹鋼的情況下，上述基板單元對上述嵌合部的作用力更加適當化，上述基板單元與上述光波導路單元的嵌合更加穩(wěn)定。結(jié)果，上述光耦合損失的偏差進一步減少。


圖1的(a)是示意地表示本發(fā)明的光傳感器組件的一實施方式的俯視圖，圖1的 (b)是從右斜上方看圖1的(a)的右端部的立體圖。圖2的(a)是示意地表示上述光傳感器組件的光波導路單元的俯視圖，圖2的(b) 是從右斜上方看圖2的(a)的右端部的立體圖。圖3的(a)是示意地表示上述光傳感器組件的基板單元的俯視圖，圖3的(b)是從左斜上方看圖3的(a)的左側(cè)的立體圖。圖4的(a) (C)是示意地表示上述光波導路單元的下包層及芯部的形成工序的說明圖。圖5的(a)是示意地表示用于形成上述光波導路單元的上包層的成形模具的立體圖，圖5的(b) (d)是示意地表示該上包層的形成工序的說明圖。圖6的(a) (d)是示意地表示上述基板單元的制作工序的說明圖。

圖7的(a) (C)是示意地表示本發(fā)明的光傳感器組件的其他實施方式的主要部分的俯視圖。圖8是示意地表示采用上述光傳感器組件的觸摸面板用檢測部件的俯視圖。圖9的(a)、(b)是示意地表示以往的光傳感器組件的調(diào)芯方法的說明圖。圖10的(a)是示意地表示本申請人先前申請的光傳感器組件的俯視圖，圖10的 (b)是從右斜上方看圖10的(a)的右端部的立體圖。圖11的(a) (d)是說明本申請人先前申請的上述光傳感器組件的課題的說明圖。
具體實施例方式接著，根據(jù)附圖詳細說明本發(fā)明的實施方式。圖1的(a)是示意地表示本發(fā)明的光傳感器組件的一實施方式的俯視圖，圖1的 (b)是從右斜上方看圖1的(a)的右端部的立體圖。該光傳感器組件是如下地改良圖10的 (a)、(b)所示的、本申請人先前申請的光波導路單元W1而成的。即，形成于光波導路單元W2 的一對縱槽部(嵌合部)60以其橫截面為大致V字形、使該大致V字形的開放部相對的狀態(tài)形成。而且，上述大致V字形的側(cè)壁面中的、與上述基板單元E2的和安裝有光學元件8的一側(cè)相反的一側(cè)的面相對的一壁面61形成為與芯部2的長軸方向成直角的直角面，另一壁面62形成為傾斜面。另外，未與上述光波導路單元W2相嵌合的狀態(tài)的基板單元E2的整體寬度Lc (參照圖3的(a))設定為，將零件公差考慮在內(nèi)也比相對的上述縱槽部60的里側(cè)壁面(大致V字形的角部)之間的距離Ls(參照圖2的(a))稍大(Ls<Lc)。而且，在上述基板單元E2嵌合于上述光波導路單元W2的狀態(tài)下，形成于上述基板單元E2的嵌合板部(被嵌合部)5a的側(cè)端緣被定位在上述縱槽部60的大致V字形的角部。 艮口，在將基板單元E2嵌合于上述縱槽部60中時，上述基板單元E2的側(cè)端緣(嵌合板部5a 的側(cè)端緣)利用上述縱槽部60的傾斜面(另一壁面62)的引導作用，自動地被定位在上述縱槽部60的角部，通過該定位，上述基板單元E2成為向內(nèi)側(cè)(使光學元件8與芯部2的透光面2a接近的方向)撓曲的狀態(tài)。由于上述縱槽部60的直角面(一壁面61)的作用，不會產(chǎn)生反撓曲(向外側(cè)撓曲)。這樣，在光傳感器組件中，將基板單元E2做成向使光學元件 8與芯部2的透光面2a接近的方向撓曲地進行調(diào)芯的狀態(tài)是本發(fā)明的較大特征在此，在圖10的(a)、(b)所示的、本申請人先前申請的光傳感器組件中，嵌合基板單元E1的縱槽部44a的橫截面形狀只是大致U字形(里側(cè)壁面形成為平面，該里側(cè)壁面和其兩側(cè)的側(cè)壁面形成為直角的大致U字形)，因此，在Ls < Lc的情況下，總會產(chǎn)生如圖11 的(d)所示的基板單元E1向外側(cè)撓曲而使芯部42的透光面42a與光學元件54之間的距離變長，或者相反地基板單元E1向內(nèi)側(cè)撓曲而使芯部42的透光面42a與光學元件54之間的距離變短的情況。相對于該本申請人先前申請的光傳感器組件(參照圖10的(a)、(b))，在本發(fā)明的上述實施方式中，通過如上所述地(參照圖1的(a)、(b))將縱槽部60做成獨特的形狀，使上述基板單元E2始終向使光學元件8與芯部2的透光面2a接近的方向撓曲。利用該撓曲，能夠始終在芯部2的透光面2a和光學元件8之間的距離縮短了的狀態(tài)下穩(wěn)定。 艮口，能夠吸收零件公差。對上述實施方式進行詳細的說明，上述光波導路單元W2的除了橫截面大致V字形的上述縱槽部60之外的部分與圖10的(a)、(b)所示的、本申請人先前申請的光傳感器組件的光波導路單元W1相同。S卩，如圖2的(a)、(b)所示，上述光波導路單元W2利用粘接劑粘接在基座10的表面上，該光波導路單元W2包括粘接在上述基座10的表面上的下包層1、 以規(guī)定圖案的線狀形成在該下包層1的表面上的光路用的芯部2及以包覆該芯部2的狀態(tài)形成在上述下包層1的表面上的上包層3。在光波導路單元W2的一端部側(cè)(圖2的(a)中的右側(cè))，下包層1和上包層3的不存在芯部2的層疊部分(圖2的(a)中的上下部分)沿軸線方向延長。而且，在該延長部分4，以沿厚度方向貫穿該延長部分4的狀態(tài)形成上述一對縱槽部60。該縱槽部60形成在相對于芯部2的透光面2a適當?shù)奈恢?。另一方面，上述基板單元E2除了如上所述地將整體寬度Lc(參照圖3的(a))設定為比上述光波導路單元W2的、相對的上述縱槽部60的里側(cè)壁面(大致V字形的角部)之間的距離Ls (參照圖2的(a))稍大之外，與圖10的(a)、(b)所示的、本申請人先前申請的光傳感器組件的基板單元E1相同。S卩，如圖3的(a)、(b)所示，上述基板單元E2包括整形基板5、隔著絕緣層(未圖示)和光學元件安裝用焊盤(未圖示)安裝在該整形基板5的表面上的光學元件8和用于封裝該光學元件8的封裝樹脂9。在上述整形基板5上，以向整形基板5的寬度方向(圖3的(b)中的左右方向)突出的狀態(tài)形成有用于與上述縱槽部60(參照圖2的(a)、(b))相嵌合的嵌合板部5a。上述絕緣層形成在上述整形基板5的除嵌合板部5a之外的表面上。上述光學元件安裝用焊盤形成在上述絕緣層的表面中央部。上述光學元件8安裝在光學元件安裝用焊盤上。上述整形基板5的嵌合板部5a通過蝕刻形成，被相對于上述光學元件安裝用焊盤適當?shù)囟ㄎ徊⒄?。因此，上述嵌合板?a相對于安裝在上述光學元件安裝用焊盤上的光學元件8形成在適當?shù)奈恢?。另外，上述光學元件8的發(fā)光部或受光部形成在該光學元件8的表面上。另外，在上述絕緣層的表面形成有與光學元件安裝用焊盤相連接的電路(未圖示)。而且，如圖1的(a)、(b)所示，上述光傳感器組件在形成于上述基板單元E2的上述嵌合板部5a分別與形成于上述光波導路單元W2的上述一對縱槽部60相嵌合的狀態(tài)下， 光波導路單元W2和基板單元E2結(jié)合而一體化。在這種狀態(tài)下，如上所述，上述基板單元E2 向使上述光學元件8與上述芯部2的透光面2a接近的方向撓曲。在此，形成于光波導路單元W2的上述縱槽部60相對于芯部2的透光面2a形成在適當?shù)奈恢?。另外，形成于基板單元E2的嵌合板部5a相對于光學元件8形成在適當?shù)奈恢谩Ｒ虼?，利用上述縱槽部60與嵌合板部5a的嵌合，芯部2的透光面2a和光學元件8被適當?shù)囟ㄎ唬蔀檎{(diào)芯后的狀態(tài)。 即，在上述嵌合狀態(tài)下，通過將上述嵌合板部5a的側(cè)端緣定位于上述縱槽部60的里側(cè)壁面 (大致V字形的角部)，上述光學元件8相對于上述基座10被沿圖1的(b)中的左右方向 (X軸方向)適當?shù)囟ㄎ?。另外，在上述嵌合狀態(tài)下，向?qū)挾确较蛲怀龅纳鲜銮逗习宀?a的下端緣抵接于基座10的表面，通過該抵接，上述光學元件8被沿與基座10的表面成直角的方向(Y軸方向)適當?shù)囟ㄎ?。?外，在該實施方式中，如圖1的(a)、(b)所示，在基座10的與上述基板單元氏相對應的部分形成有四邊形的通孔10a，基板單元氏的一部分自上述基座10的背面突出。該基板單元E2的突出部分在基座10的背面?zhèn)扰c例如用于向光學元件8發(fā)送信號的母板(未圖示)等相連接。上述光傳感器組件經(jīng)過下述(1) (3)的工序來制造。(1)制作上述光波導路單元W2的工序(參照圖4的(a) (c)、圖5的(a) (d))。 另外，用于說明該工序的圖4的(a) (C)、圖5的(b) (d)是相當于沿著長度方向剖切圖1的(a)的俯視圖而成的縱剖視圖的附圖。(2)制作上述基板單元E2的工序(參照圖6的(a) (d))。(3)將上述基板單元E2結(jié)合于上述光波導路單元W2的工序。對上述(1)的制作光波導路單元W2的工序進行說明。首先，準備形成下包層1時所采用的平板狀的基板20 (參照圖4的(a))。作為該基板20的形成材料，例如能夠列舉出玻璃、石英、硅、樹脂、金屬等。其中，優(yōu)選不銹鋼制基板。其原因在于，不銹鋼制基板相對于熱的抗伸縮性優(yōu)良，在上述光波導路單元W2的制造過程中，能將各種尺寸大致維持在設計值。另外，基板20的厚度例如被設定在20μπι Imm的范圍內(nèi)。接著，如圖4的(a)所示，在上述基板20的表面的規(guī)定區(qū)域涂敷將下包層形成用的感光性環(huán)氧樹脂等感光性樹脂溶解于溶劑而制成的清漆，然后根據(jù)需要對該清漆進行加熱處理(50 120°C X 10 30分鐘左右)而將其烘干，從而形成下包層1形成用的感光性樹脂層1A。然后，通過利用紫外線等照射線將該感光性樹脂層IA曝光而使其形成為下包層 1。下包層1的厚度通常被設定在1 50 μ m的范圍內(nèi)。接著，如圖4的(b)所示，與形成上述下包層形成用的感光性樹脂層IA的方法同樣地在上述下包層1的表面形成芯部形成用的感光性樹脂層2A。然后，隔著形成有與芯部 2的圖案相對應的開口圖案的光掩模，利用照射線將上述感光性樹脂層2A曝光。接著，進行加熱處理，之后使用顯影液進行顯影，從而如圖4(c)所示，使上述感光性樹脂層2A中的未曝光部分溶解而將其除去，將殘留的感光性樹脂層2A形成為芯部2的圖案。芯部2的厚度 (高度)通常被設定在5 60 μ m的范圍內(nèi)。芯部2的寬度通常被設定在5 60 μ m的范圍內(nèi)。另外，作為上述芯部2的形成材料，例如能夠列舉出與上述下包層1同樣的感光性樹脂，采用折射率大于上述下包層1和上包層3 (參照圖5的(C))的形成材料的材料。例如能夠通過調(diào)整上述下包層1、芯部2、上包層3的各形成材料的種類選擇、組合比率來調(diào)整該折射率。
接著，準備成形模具30 (參照圖5的(a))。該成形模具30用于將上包層3 (參照圖5的(c))和上包層3的具有基板單元嵌合用的縱槽部60 (參照圖5的(c))的延長部分4 同時模具成形。如圖5的(a)中表示從下向上看到的立體圖所示，在該成形模具30的下表面形成有凹部31，該凹部31具有與上述上包層3的形狀相對應的模具面。該凹部31具有用于形成上述延長部分4的部分31a和用于形成透鏡部3b (參照圖5的(c))的部分31b。 而且，在上述延長部分形成用的部分31a形成有突條32，該突條32用于成形上述基板單元嵌合用的縱槽部60的、與上包層3相對應的部分。另外，在上述成形模具30的上表面形成有對準標記(未圖示)，在使用上述成形模具30時，使該對準標記與芯部2的透光面2a (圖 5的(b)中的右端面)對位而將成形模具30適當?shù)囟ㄎ?，上述凹?1和突條32形成在以該對準標記為基準的適當位置。因此，在使上述成形模具30的對準標記與芯部2的透光面2a對位后固定上述成形模具30，并以該狀態(tài)下進行成形時，能夠以芯部2的透光面2a為基準地將上包層3和基板單元嵌合用的縱槽部60同時模具成形在適當?shù)奈恢?。另外，通過使上述成形模具30的下表面與下包層1的表面密接來固定該成形模具30，通過該密接，由上述凹部31的模具面、下包層1的表面和芯部2的表面圍成的空間成為成形空間33。并且，在上述成 形模具30上， 以與上述凹部31相連通的狀態(tài)形成有用于向上述成形空間33中注入上包層形成用的樹脂的注入孔(未圖示)。另外，作為上述上包層形成用的樹脂，例如能夠列舉出與上述下包層1同樣的感光性樹脂。在這種情況下，由于需要利用紫外線等照射線透過上述成形模具30將充滿于上述成形空間33中的感光性樹脂曝光，因此，使用由透射照射線的材料構(gòu)成的構(gòu)件(例如石英制的構(gòu)件)作為上述成形模具30。另外，也可以使用熱固性樹脂作為上包層形成用的樹月旨，在這種情況下，作為上述成形模具30，也可以不具有透明性，例如可使用金屬制、石英制的構(gòu)件。接著，在如圖5的(b)所示的、使上述成形模具30的對準標記對位于上述芯部2 的透光面2a而將整個成形模具30適當?shù)囟ㄎ坏臓顟B(tài)下，使該成形模具30的下表面密接于下包層1的表面。然后，自形成于上述成形模具30的注入孔向由上述凹部31及突條32的模具面、下包層1的表面和芯部2的表面圍成的成形空間33中注入上包層形成用的樹脂， 用上述樹脂填滿上述成形空間33。接著，在該樹脂為感光性樹脂的情況下，在紫外線等照射線透過上述成形模具30將感光性樹脂曝光之后進行加熱處理，在上述樹脂為熱固性樹脂的情況下進行加熱處理。由此，上述上包層形成用的樹脂硬化，與上包層3同時地形成基板單元嵌合用的縱槽部60(上包層3的延長部分4)。此時，在下包層1和上包層3是相同的形成材料的情況下，下包層1和上包層3在其接觸部分同化。接著，進行脫模，得到如圖5的(c)所示的、上包層3和基板單元嵌合用的縱槽部 60的與上包層3相對應的部分。如上所述，該基板單元嵌合用的縱槽部60的部分使用上述成形模具30以芯部2的透光面2a為基準地形成，因此，能相對于芯部2的透光面2a定位在適當?shù)奈恢?。另外，也能將上述上包?的透鏡部3b定位在適當?shù)奈恢?。上述上包?的厚度(自下包層1的表面起的厚度)通常被設定在大于芯部2的厚度且小于等于1200 μ m的范圍內(nèi)。另外，上述基板單元嵌合用的縱槽部60的大小形成為與基板單元E2的與該縱槽部60嵌合的嵌合板部5a的大小相對應，例如，將縱槽部60的深度設定在0. 2 1. 2mm的范圍內(nèi)，將縱槽部60的寬度設定在0. 2 2. Omm的范圍內(nèi)。接著，如圖5的(d)所示，自下包層1的背面剝離基板20(參照圖示的箭頭)。此時，下包層1的與上包層3的上述縱槽部60相對應的部分Ia等、不存在上包層3的部分Ib 與上包層3之間沒有粘接力，因此，通常以附著于基板20的狀態(tài)(與基板20—同)剝離。 該下包層1的除了不存在上包層3的部分Ib之外的部分維持粘接于上包層3的狀態(tài)，在下包層1的背面和基板20之間進行剝離。此時，下包層1的與上述縱槽部60相對應的部分 Ia與上述基板20 —同被剝離而除去，從而基板單元嵌合用的縱槽部60形成為在厚度方向上貫穿下包層1和上包層3。這樣，得到包括下包層1、芯部2和上包層3且形成有上述基板單元嵌合用的縱槽部60的光波導路單元W2，上述(1)的光波導路單元W2的制作工序結(jié)束ο然后，如圖2的(a)、(b)所示，利用粘接劑將上述光波導路單元W2粘接在壓克力板等的基座10上。此時，將下包層1和基座10粘接。作為上述基座10，使用在表面沒有凹凸的構(gòu)件，材質(zhì)、透明性、厚度不限，除上述壓克力板之外，例如還能夠列舉出聚丙烯(PP) 板、金屬板、陶瓷板等。另外，上述基座10的厚度例如被設定在500μπι 5mm的范圍內(nèi)。

接著，對上述(2)的基板單元E2的制作工序進行說明。首先，準備作為上述整形基板5的基板5A(參照圖6的(a))。作為該基板5A的形成材料，例如能夠列舉出金屬、樹脂等。其中，從加工容易性和尺寸穩(wěn)定性的方面考慮，優(yōu)選不銹鋼制基板。另外，上述基板5A 的厚度例如被設定在0. 02 0. Imm的范圍內(nèi)。接著，如圖6的(a)所示，在上述基板5A的表面的規(guī)定區(qū)域涂敷將感光性聚酰亞胺樹脂等、絕緣層形成用的感光性樹脂溶解于溶劑而成的清漆之后，根據(jù)需要對該清漆進行加熱處理而將其烘干，形成絕緣層形成用的感光性樹脂層。然后，隔著光掩模利用紫外線等照射線將該感光性樹脂層曝光，從而形成為規(guī)定形狀的絕緣層6。絕緣層6的厚度通常被設定在5 15 μ m的范圍內(nèi)。接著，如圖6的(b)所示，在上述絕緣層6的表面形成光學元件安裝用焊盤7及與該光學元件安裝用焊盤7相連接的電路(未圖示)。例如如下地形成該安裝用焊盤(包含電路)7。即，首先，利用濺射或者無電解鍍在上述絕緣層6的表面形成金屬層(厚度60 260nm左右)。該金屬層成為進行之后的電解鍍時的晶種層(成為形成電解鍍層的基礎的層)。接著，在由上述基板5A、絕緣層6和晶種層構(gòu)成的層疊體的兩面粘貼干膜抗蝕劑之后， 利用光刻法在形成有上述晶種層一側(cè)的干膜抗蝕劑上形成上述安裝用焊盤7(包含電路) 的圖案的孔部，使上述晶種層的表面部分在該孔部的底暴露出。接著，通過電解鍍在上述晶種層的在上述孔部的底暴露出的表面部分堆積形成電解鍍層(厚度5 20 μ m左右)。然后，利用氫氧化鈉水溶液等剝離上述干膜抗蝕劑。之后，通過軟蝕刻除去未形成上述電解鍍層的晶種層部分，由殘留的電解鍍層和其下的晶種層構(gòu)成的層疊部分形成為安裝用焊盤 (包含電路)7。接著，如圖6的(c)所示，將上述基板5A形成為在相對于安裝用焊盤7適當?shù)奈恢镁哂星逗习宀?a的整形基板5。此時，整形基板5的整體寬度(基板單元E2的整體寬度) Lc (參照圖3的(a))形成得大于形成于光波導路單元W2的縱槽部60的里側(cè)壁面(大致V 字形的頂點)之間的距離Ls(參照圖2的(a))。例如如下地形成該整形基板5。S卩，首先， 用干膜抗蝕劑覆蓋上述基板5A的背面。然后，利用光刻法使在相對于安裝用焊盤7適當?shù)奈恢眯纬捎星逗习宀?a地保留目標形狀的干膜抗蝕劑的部分。然后，通過使用氯化鐵水溶液進行蝕刻來除去基板5A的除了該保留的干膜抗蝕劑的部分之外的暴露出的部分。通過該蝕刻，將上述基板5A形成為具有嵌合板部5a的整形基板5。接著，利用氫氧化鈉水溶液等剝離上述干膜抗蝕劑。另外，上述整形基板5的嵌合板部5a的大小例如縱向長度L1被設定在0. 5 5. Omm的范圍內(nèi)，橫向長度(突出長度)L2被設定在0. 5 5. Omm的范圍內(nèi)。 然后，如圖6的(d)所示，在安裝用焊盤7上安裝光學元件8之后，利用透明樹脂將上述光學元件8及其周邊部灌注封裝。上述光學元件8的安裝使用安裝機進行，利用設于該安裝機的定位照相機等定位裝置將上述光學元件8正確地定位于安裝用焊盤7。這樣， 得到包括具有嵌合板部5a的整形基板5、絕緣層6、安裝用焊盤7、光學元件8、封裝樹脂9 的基板單元E2，上述(2)的基板單元E2的制作工序結(jié)束。在該基板單元E2中，如上所述，以安裝用焊盤7為基準地形成嵌合板部5a，因此，安裝于該安裝用焊盤7的光學元件8和嵌合板部5a處于適當?shù)奈恢藐P(guān)系。接著，對上述(3)的光波導路單元W2與基板單元E2的結(jié)合工序進行說明。即，首先，在將基板單元E2 (參照圖3的(a)、(b))的光學元件8的表面(發(fā)光部或者受光部)朝向光波導路單元W2 (參照圖2的(a)、(b))的芯部2的透光面2a的狀態(tài)下，使形成于上述基板單元E2的嵌合板部5a與形成于光波導路單元W2的基板單元嵌合用的縱槽部60相嵌合，將上述光波導路單元W2和基板單元E2—體化(參照圖1的(a)、(b))。此時，將上述嵌合板部5a的側(cè)端緣定位在上述縱槽部60的大致V字形的角部，并且，使嵌合板部5a的下端緣抵接于上述基座10的表面。由此，上述基板單元E2受到該大致V字形的角部的影響， 向使光學元件8與芯部2的透光面2a接近的方向撓曲，維持該狀態(tài)。另外，也可以用粘接劑固定上述縱槽部60和嵌合板部5a的嵌合部分。這樣，完成目標的光傳感器組件。圖7的(a) (C)是示意地表示本發(fā)明的光傳感器組件的其他實施方式的主要部分的俯視圖。這些實施方式的特征是形成于光波導路單元W2的縱槽部60的形狀。S卩，在這些實施方式中的縱槽部60中，縱槽部60的、與上述基板單元E2的和安裝有光學元件8的一側(cè)相反的一側(cè)的面相對的部分形成為用于將上述基板單元E2的與安裝有光學元件8的一側(cè)相反的一側(cè)的面向上述芯部2的透光面2a側(cè)按壓的按壓部66。于是，利用該按壓部66 的作用，基板單元E2向使光學元件8與芯部2的透光面2a接近的方向撓曲。S卩，在圖7的(a)中，利用傾斜面62的引導作用，將基板單元E2的側(cè)端緣定位于縱槽部60的里側(cè)壁面63，與上述傾斜面62相對的面64形成為與上述傾斜面62平行的傾斜面，其前端部形成為按壓部66，從而基板單元E2向芯部2的方向撓曲。在圖7的(b)中，縱槽部60的形成直角面61的部分向中心側(cè)延伸，該中心側(cè)部分形成為向芯部2的方向突出的突出部(按壓部66)。利用該突出部的作用，基板單元E2向芯部2的方向撓曲。圖7的 (c)是圖7的(b)的變形例，采用傾斜面65的引導作用，并形成有用于卡定基板單元E2的安裝有光學元件8的一側(cè)的面的兩端側(cè)的卡定部67。因此，利用該卡定部67與上述按壓部 66的相互作用，使基板單元E2更加易于撓曲。在圖7的(a) (c)中，除上述之外的部分與圖1的(a)、(b)所示的實施方式相同。另外，在上述各實施方式中，如上所述，得到的光傳感器組件的基板單元E2向使光學元件8與芯部2的透光面2a接近的方向撓曲，在圖1的(a)、(b)中，圖示了在封裝光學元件8的封裝樹脂9與芯部2的透光面2a前方的上包層3的端面之間形成有間隙的狀態(tài)，但也可以沒有該間隙，使上述封裝樹脂9密接于上述上包層3的端面。在這種情況下，在光耦合損失變小這一點上較為理想。但是，在密接力過大時，有可能受到損傷。另外，在上述各實施方式中，在光波導路單元W2與基板單元E2結(jié)合的狀態(tài)下，將嵌合板部5a的側(cè)端緣定位在上述縱槽部60的深度方向底壁部(內(nèi)壁面)，但只要能在芯部2 和光學元件8調(diào)芯后的狀態(tài)下使基板單元E2向芯部2側(cè)撓曲，也可以不將嵌合板部5a的側(cè)端緣定位在上述縱槽部60的深度方向底壁部(里側(cè)壁面)。而且，通過例如圖8所示地形成為兩個L字形的光傳感器組件Sp S2,并將這兩個光傳感器組件Si、S2做成四邊形的框狀來使用，能夠?qū)⑸鲜霰景l(fā)明的光傳感器組件用作觸摸面板中的手指等的觸摸位置的檢測部件。即，在一個L字形的光傳感器組件S1的角部的兩處嵌合安裝有發(fā)光元件8a的基板單元E2,出射光H的芯部2的端面2b及上包層3的透鏡面朝向上述框狀的內(nèi)側(cè)。在另一個L字形的光傳感器組件S2的角部的一處嵌合安裝有受光元件8b的基板單元E2,供光H入射的上包層3的透鏡面及芯部2的端面2b朝向上述框狀的內(nèi)側(cè)。而且，以包圍觸摸面板的四邊形的顯示器D的畫面的方式，沿著該畫面周緣部的四邊形設置上述兩個L字形的光傳感器組件，使來自一個L字形的光傳感器組件S1的出射光H能夠被另一個L字形的光傳感器組件S2接收。由此，能夠使上述出射光H在顯示器D 的畫面上與該畫面平行地以網(wǎng)格狀走行。因此，在用手指觸摸顯示器D的畫面時，該手指遮擋出射光H的一部分，由受光元件8b感知該被遮擋的部分，從而能夠檢測出上述手指所觸摸的部分的位置。另外，在圖8中，基板單元E2未向芯部2側(cè)撓曲，但實際上是撓曲的。另夕卜，用虛線表示芯部2，該虛線的粗細表示芯部2的粗細，并且，省略圖示芯部2的數(shù)量。

接著，對實施例和以往例一并進行說明。但是，本發(fā)明并不應限定于實施例。實施例 T^M,(甸,含延長部分)rnrnmrn通過混合雙苯氧基乙醇芴二縮水甘油醚(成分A) 35重量份、作為脂環(huán)式環(huán)氧樹脂的3’，4’_環(huán)氧環(huán)己基甲基-3，4-環(huán)氧環(huán)己烷羧酸酯(DAICEL CHEMICAL INDUSTRIES, LTD. 制、CELLOXIDE 2021P)(成分B) 40重量份、(3’，4，-環(huán)氧環(huán)己烷)甲基_3，，4，-環(huán)氧環(huán)己基-羧酸酯(DAICEL CHEMICALINDUSTRIES, LTD.制、CELL0XIDE2081)(成分 C) 25 重量份、 4，4，-雙[二(6-羥基乙氧基)苯基锍(phenylsulfinio)]苯基硫醚-雙-六氟銻酸酯的 50重量％碳酸丙二醇酯溶液(成分D) 2重量份，調(diào)制出下包層和上包層的形成材料。芯部的形成材料通過在乳酸乙酯中溶解上述成分A:70重量份、1，3，3_三{4_[2_(3_氧雜環(huán)丁烷基)]丁氧基苯基} 丁烷30重量份、上述成分D :1重量份，調(diào)制出芯部的形成材料。光波導路單元的制作首先，利用涂抹器在不銹鋼制基板的表面涂敷上述下包層的形成材料之后，通過照射2000mJ/cm2的紫外線(波長365nm)進行曝光，從而形成下包層(厚度25 μ m)(參照圖4的(a))。接著，利用涂抹器在上述下包層的表面涂敷上述芯部的形成材料之后，進行 IOO0C X 15分鐘的烘干處理，形成感光性樹脂層(參照圖4的(b))。接著，在感光性樹脂層的上方配置形成有與芯部的圖案相同形狀的開口圖案的合成石英系的鉻掩模(光掩模)。 然后，在鉻掩模的上方利用接近式曝光法照射4000mJ/cm2的紫外線(波長365nm)而進行曝光之后，進行80°C X15分鐘的加熱處理。接著，通過使用Y-丁內(nèi)酯水溶液進行顯影， 在溶解除去了未曝光部分之后，進行120°C X30分鐘的加熱處理，從而形成了芯部(厚度 50 μ m,寬度50 μ m)(參照圖4的(c))。接著，以芯部的透光面為基準地將石英制的成形模具(參照圖5的(a))固定在適當位置(參照圖5的(b))，該成形模具用于將上包層和基板單元嵌合用的縱槽部(上包層的延長部分)同時模具成形。然后，在將上述上包層及其延長部分的形成材料注入到成形空間中之后，透過該成形模具照射2000mJ/cm2的紫外線而進行曝光。接著，在進行 120°C X 15分鐘的加熱處理之后脫模，得到上包層和基板單元嵌合用的縱槽部(參照圖5 的(C))。上述上包層的厚度(自下包層的表面起的厚度)用接觸式膜厚計測量為1000 μ m。然后，自下包層的背面剝離不銹鋼制基板(參照圖5的(d))。此時，下包層的與上包層的上述縱槽部相對應的部分的、不存在上包層的部分以附著于不銹鋼制基板的狀態(tài) (與不銹鋼制基板一同)剝離。結(jié)果，縱槽部形成為在厚度方向上貫穿下包層和上包層。然后，使用粘接劑將該剝離的光波導路單元粘接在壓克力板上(參照圖2的(a)、(b))。上述縱槽部的形狀如圖7的(c)所示。另外，相對的縱槽部的里側(cè)壁面之間的距離為14.00mm?；鍐卧闹谱? 在不銹鋼制基板(2511111^3011111^5(^111(厚度))的表面的一部分形成由感光性聚酰亞胺樹脂構(gòu)成的絕緣層(厚度10μπι)(參照圖6的(a))。接著，利用半加成法在上述絕緣層的表面形成由銅/鎳/鉻合金構(gòu)成的晶種層和由電解銅鍍層(厚度ΙΟμπι)構(gòu)成的層疊體。并且，對該層疊體的表面進行鍍金/鎳處理(厚度金/鎳=0. 2 μ m/2. 0 μ m)，形成由上述層疊體和金/鎳鍍層構(gòu)成的光學元件安裝用焊盤(包含電路)(參照圖6的(b))。接著，通過利用干膜抗蝕劑使在相對于上述光學元件安裝用焊盤適當?shù)奈恢眯纬汕逗习宀康剡M行蝕刻，從而將不銹鋼制基板形成為具有嵌合板部的整形基板。之后，利用氫氧化鈉水溶液剝離上述干膜抗蝕劑(參照圖6的(C))。然后，在對上述光學元件安裝用焊盤的表面涂敷銀膏之后，使用高精度芯片焊接機(安裝裝置)在上述銀膏上安裝引線接合型的發(fā)光元件(Optowell公司制， SM85-1N001)。接著，進行固化處理，使上述銀膏固化。之后，利用透明樹脂(日東電工公司制，NT-8038)將上述發(fā)光元件及其周邊部灌注封裝(參照圖6的(d))。這樣，制成了基板單元。該基板單元的嵌合板部的尺寸是縱向長度為2. 0mm，橫向長度(突出長度)為2. Omm, 基板單元的整體寬度為14. 05mm。光傳感器組件的制造使上述基板單元的嵌合板部嵌合于上述光波導路單元的基板單元嵌合用的縱槽部，使該嵌合板部的下端緣抵接于壓克力板的表面。由此，上述基板單元向使上述發(fā)光元件與芯部的透光面接近的方向撓曲。之后，用粘接劑固定該嵌合部。這樣，制造成了光傳感器組件(參照圖1的(a)、(b))。以往例在上述實施例中，將供基板單元嵌合的縱槽部的形狀形成為圖10的(a)、(b)所示的橫截面大致U字形(里側(cè)壁面形成為平面，該里側(cè)壁面與其兩側(cè)的側(cè)壁面形成為直角的大致U字形)。除了該縱槽部的形狀(橫截面大致U字形)之外的部分與上述實施例相同。 在該以往例中，基板單元向使上述發(fā)光元件與芯部的透光面遠離的方向撓曲。
光耦合損失分別準備5個(樣品數(shù)N = 5)上述實施例及以往例的光傳感器組件。然后，向各個光傳感器組件的發(fā)光元件中通入電流，使發(fā)光元件出射光，測量自光傳感器組件的前端部出射的光的強度，計算出光耦合損失。另外，也計算出其平均值。將其結(jié)果示于下述表1 中。表 權(quán)利要求
1.一種光傳感器組件，該光傳感器組件是將光波導路單元和基板單元結(jié)合而成的，其特征在于，上述光波導路單元包括下包層、形成在該下包層表面的光路用的線狀的芯部、包覆該芯部的上包層及形成在上述上包層上的基板單元嵌合用的左右一對嵌合部，該基板單元嵌合用的左右一對嵌合部位于上述上包層的相對于上述芯部的透光面處于適當位置的部分， 上述基板單元包括基板、安裝在該基板上的規(guī)定部分的光學元件及形成在上述基板上的用于與上述嵌合部相嵌合的被嵌合部，該被嵌合部位于上述基板的相對于該光學元件處于適當位置的部分，上述光波導路單元與上述基板單元的結(jié)合是在使形成于上述基板單元的上述被嵌合部與形成于上述光波導路單元的上述嵌合部相嵌合的狀態(tài)、且讓上述基板單元向使上述光學元件與上述芯部的透光面接近的方向撓曲的狀態(tài)下完成的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光傳感器組件，其中，形成于上述光波導路單元的上述左右一對嵌合部是沿著上述光波導路單元的厚度方向延伸的橫截面大致V字形的縱槽部，是以使大致V字形的開放部相對的狀態(tài)形成的，上述縱槽部的大致V字形的壁面中的、與上述基板單元的和安裝有光學元件的一側(cè)相反的一側(cè)的面相對的一壁面形成為與上述芯部的長軸方向成直角的直角面，另一壁面形成為相對于上述芯部的長軸方向傾斜的傾斜面，形成于上述基板單元的上述被嵌合部的側(cè)端緣被定位在上述縱槽部的大致V字形的角部。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光傳感器組件，其中，形成于上述光波導路單元的上述左右一對嵌合部是沿著上述光波導路單元的厚度方向延伸的縱槽部，是以使該縱槽部的開放部相對的狀態(tài)形成的，上述縱槽部中的、與上述基板單元的和安裝有光學元件的一側(cè)相反的一側(cè)的面相對的部分形成為，用于將上述基板單元的與安裝有光學元件的一側(cè)相反的一側(cè)的面向上述芯部的透光面?zhèn)劝磯旱陌磯翰?，形成于上述基板單元的上述被嵌合部的?cè)端緣被定位在上述縱槽部的里側(cè)壁面。
4.根據(jù)權(quán)利要求1 3中任一項所述的光傳感器組件，其中，形成于上述基板單元的上述被嵌合部為金屬制。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光傳感器組件，其中，作為上述被嵌合部的形成材料的金屬是不銹鋼。
全文摘要
本發(fā)明提供一種光波導路單元的芯部和基板單元的光學元件的光耦合損失的偏差減少且該光耦合損失變小的光傳感器組件。分別制作具有基板單元嵌合用的縱槽部(60)的光波導路單元(W2)及具有用于與該縱槽部(60)嵌合的嵌合板部(5a)的基板單元(E2)，將基板單元(E2)的嵌合板部(5a)嵌合于光波導路單元(W2)的縱槽部(60)而使它們一體化。在此，光波導路單元(W2)的縱槽部(60)相對于芯部(2)的透光面(2a)形成在適當?shù)奈恢谩Ａ硗?，基板單?E2)的嵌合板部(5a)相對于光學元件(8)形成在適當?shù)奈恢谩Ｒ虼?，利用縱槽部(60)和嵌合板部(5a)的嵌合，芯部(2)的透光面(2a)和光學元件(8)被適當?shù)囟ㄎ?，成為自動地調(diào)芯后的狀態(tài)。并且，基板單元(E2)向使光學元件(8)與芯部(2)的透光面(2a)接近的方向撓曲。
文檔編號G01D5/26GK102346046SQ20111020448
公開日2012年2月8日 申請日期2011年7月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月27日
發(fā)明者程野將行 申請人:日東電工株式會社