CN1321898A - 立体安装元件及其制造方法和光传输装置 - Google Patents

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Abstract

提供安装密度高的立体安装元件及其制造方法和光传输装置。立体安装元件的制造方法包括以下工序:在多个模型10上配置多个电子元件30,使配线20附着地设置在模型10上,利用成形材料40密封电子元件30和配线20,根据模型10将成形材料40的表面形状加工成立体,使成形材料40固化,从成形材料40剥脱模10。

Description

立体安装元件及其制造方法和光传输装置
本发明是关于立体安装元件及其制造方法和光传输装置。
近年来，电子设备的小模型化正在发展，为了适应小模型化的发展，例如正在开发立体安装的组件。到目前为止，所公布的立体安装是在基板上层叠多个芯片。这样一来，因为在基板上层叠芯片，所以在安装密度上受到限制。
本发明是为了解决该问题，其目的在于提供安装密度高的立体安装元件及其制造方法和光传输装置。
(1)有关本发明的立体安装元件的制造方法包括：在模型上配置多个电子元件，在上述模型上设置数条配线；
在由上述模型形成的内部空间中填充成形材料，利用上述成形材料密封上述电子元件和上述配线；
使上述成形材料固化，使上述模型从上述成形材料剥离的过程。
按照本发明，在模型上配置多个电子元件，附着设置数条配线，用成形材料密封电子元件和配线。这样就能够以高密度安装多个电子元件。根据模型对成形材料进行立体地加工，如果使模型从成形材料剥离，模型的配线附着面就从成形材料露出，因此能够谋求和外部的电连接。除了该露出部分，配线形成埋入成形材料的状态，因此不形成由配线产生的凸起。
(2)在该立体安装元件的制造方法中，上述模型可以具有平面地展开有上述内部空间的构造。
按照此，对平面地展开的模型配置电子元件，并附着配线，所以容易进行这些过程。
(3)在该立体安装元件的制造方法中，上述配线由金属丝构成，可以将上述金属丝的两端部焊接在上述模型上。
按照此，能够得到在金属丝两端部的相对模型的附着面露出、除此以外的部分密封在内部的立体安装元件。按照此，金属丝被密封，因此能够防止金属丝的断线。
(4)在该立体安装元件的制造方法中，在上述模型上预先形成焊接区，可以在上述焊接区上焊接上述金属丝。
按照此，即使使用由难以将金属丝焊接的材料构成的模型，因为预先形成焊接区，也能够焊接金属线。
(5)在该立体安装元件的制造方法中，可以在上述模型上涂布脱模型剂的状态，利用上述成形材料密封上述电子元件和上述配线。
按照此，能够提高成形材料的脱模性。
(6)在该立体安装元件的制造方法中，上述模型具有突起，通过在上述突起的上端面设置上述配线的一部分，就可以在上述成形材料上，至少一部分形成由上述配线的露出部形成的凹部。
按照此，在凹部的内面，能够得到配线和其他的元件电连接的构造。
(7)在该立体安装元件的制造方法中，还可以包括在上述凹部填充导电材料的过程。
按照此，通过导电材料，能够使配线和其他的元件电连接。
(8)在该立体安装元件的制造方法中，至少1个上述电子元件是光元件，
装载上述光元件使其光学部分朝向上述模型，也可以避开上述光学部分，也可以利用上述成形材料密封上述光元件。
该立体安装元件连接光纤，成为光组件。
(9)有关本发明的立体安装元件具有：成形体，用上述成形体密封的多个电子元件，以及与上述电子元件电连接、被上述成形体密封而形成的数条配线；
至少一条上述配线的一部分从上述成形体的第1面露出；
其他至少一条上述配线的一部分从与上述成形体的上述第1面立体地不同的第2面露出。
按照此，能够谋求立体地和外部的电连接。
(10)在该立体安装元件中，上述成形体形成长方形，上述配线的露出部可以配置在上述成形体的多个面上。
(11)在该立体安装元件中，上述成形体的至少一部分可以具有由上述配线的露出部形成的凹部。
按照此，能够得到在凹部的内面配线和其他的元件电连接的构造。
(12)在该立体安装元件中，在上述凹部中可以填充导电材料。
按照此，通过导电材料使配线和其他的元件能够电连接。
(13)在该立体安装元件中，上述电子元件是光元件，在上述成形体上可以形成连通上述光元件的光学部分的孔。
(14)在该立体安装元件中，光纤可以***上述孔中，而构成光组件。
(15)有关本发明的光传输装置具有多个上述立体安装元件和安装在各立体安装元件上的光纤。
(16)在该光传输装置中，还可以包括与各个上述立体安装元件进行电连接的物镜。
图1是表示有关适用本发明的第1实施例的立体安装元件的制造方法图。
图2A和图2B是表示有关适用本发明的第1实施例的立体安装元件的制造方法图。
图3是表示有关适用本发明的第1实施例的立体安装元件的制造方法图。
图4是表示有关适用本发明的第1实施例的立体安装元件的制造方法图。
图5是表示有关适用本发明的第1实施例的立体安装元件的制造方法图。
图6是表示有关适用本发明的第1实施例的立体安装元件的制造方法图。
图7是表示有关适用本发明的第2实施例的立体安装元件的制造方法图。
图8是表示有关适用本发明的第2实施例的立体安装元件的制造方法图。
图9是表示有关适用本发明的第2实施例的立体安装元件的制造方法图。
图10是表示有关适用本发明的第3实施例的光传输装置图。
图11是表示有关适用本发明的第4实施例的光传输装置的使用例图。
以下，参照附图对本发明的最佳实施例加以说明。
第1实施例
图1～图6是表示有关适用本发明的第1实施例的立体安装元件的制造方法图。在本实施方式中，使用图1所示的多个模型10。
各个模型10的平面形状形成矩形，表面形成平坦，立体形状形成板状。模型10的平面形状也可以是矩形以外的多边形，表面也可以是曲面，在表面上也可以形成至少一个凸部或者凹部。立体形状可以不是板状。模型10可以以树脂、玻璃、陶瓷或者金属形成，但如果使用硅，可以利用蚀刻进行微细加工。
多个模型10也可以是相互分离的，但也可以相互连接。在图1所示的例子中，模型10的端部通过具有能弯曲的柔软性的构件或铰链等，能够转动地连接(参照图4)。如图4和图5所示，利用多个模型10组装填充成形材料40的容器地进行连接。在图1所示的例子中，各模型10的任一边和其他任一个模型10的一边连接。
在利用模型10组装带盖的容器(参照图5)时，在形成该盖的模型10中，可以形成用于填充成形材料的至少一个(在图1中是多个，但也可以是1个)贯通的孔12。
在本实施方式中，如图1所示，平面地配置多个模型10。例如，展开模型10，以便描绘组装的容器的展开图。
如图2A和图2B所示，在多个模型10上形成焊接区22。图2B是图2A的IIB-IIB线的剖面图。而且如图3所示，在焊接区22上焊接引线24，从而在模型10上设置配线20。即，配线20包括焊接区22和引线24。焊接区22可以是导电膜或者即使是不导电性的，可以是固定引线的膜。
引线24对由硅等形成的模型10是不易焊接的，因此在模型10上预先形成焊接区22。焊接区22的表面可以以和引线相同的材料形成。例如，在引线由金构成时，可以以铬构成的膜和在该膜上的金构成的膜形成焊接区22。引线24可以利用在半导体装置的制造中使用的引线接合器进行焊接。此时，可以利用热、压力、超声波振动中的至少一种进行焊接。引线可以由金或铝构成。
配线20最好容易从模型10剥离的。例如，如果以锡等的镀层形成配线20的上和模型的附着部(例如焊接区22)，就容易剥离。另外，在利用印刷形成配线20的场合，配线20也能够较容易地剥离。
作为和本实施例不同的例子，也可以以蒸镀或电镀形成的导电层形成配线20。作为电镀，在使用非电解电镀时，可以以喷墨方式吐出催化剂。导电层也可以使用印刷、浇注或者喷墨方式形成。导电层的材料可以是导电性糊。
在本实施方式中，在各个模型10上设置多条配线20上的多个附着部(例如焊接区22)。更详细地说，在模型10之中，在成为被组装的容器的内面的面上设置附着部(例如焊接区22)。根据需要的图案配置附着于模型10的多个附着部。例如，如图2A所示，将多个附着部(例如焊接区22)以多行多列配置成矩阵状。或与该例不同，在模型10上可以一列地设置多个附着部，也可以在1个模型10上设置1个附着部。或者在多个模型10之中的至少一个模型10上不设置配线20的附着部(例如焊接区22)，而在其余的模型10上可以设置附着部(例如焊接区22)。
配线20，至少一个端部(例如焊接区22)附着在模型10上地设置。也可以使配线20的两端部附着在1个模型10上，也可以一个端部附着在任一个模型10上，另一个端部可以附着在其他的模型10上。或者仅配线20一方的端部附着在模型10上，而另一方的端部可以焊接在模型10以外的元件上。
如图3所示，在多个模型10上搭载多个电子元件30。在进行设置配线20的过程之后，也可以进行搭载电子元件30的过程，也可以与此相反，可以同时进行两者。
再者，也可以在所使用的多个模型10的上都搭载电子元件30。即，多个(在图3的例子中是6个)模型10之中，可以在除了至少一个的多个(在图3的例子中是5个)模型10上搭载多个电子元件30。在图3所示的例子中，在形成孔12的模型10上，为了不堵塞孔12，可以不搭载电子元件30。另外，在各个模型10上可以搭载多个电子元件30，但也可以在1个模型10上搭载1个电子元件30。即，总计多个电子元件30可以搭载在合计多个模型10上。
电子元件30没有特别的限制，可举出集成电路芯片(例如半导体芯片)、光元件、电阻器、电容器、线圈、振荡器、滤波器、温度传感器、热敏电阻、变阻器、电位器、熔丝、珀耳帖元件或者高效散热器等冷却用部件等。作为电子元件30，在使用将电极形成面朝下搭载的表面安装模型的元件时，电极可以接合在焊接区22上。另外，电极也可以接合在配线20上。更详细地说，在焊接在焊接区22的引线24上，也可以焊接电子元件30的电极。或者可以避开配线20(焊接区22或引线24)配置电子元件30，也可以在配线20(焊接区22或引线24)上，以树脂等形成绝缘膜，在绝缘膜上配置电子元件30。
在电子元件30中的上面或者侧面形成的电极上，可以焊接一个端部附着在模型10上的配线20(具体的是引线24)的另一个端部。或者可以通过与引线24不同的引线，即不焊接在模型10上的引线，连接多个电子元件30的电极。
如果必要，预先在模型10上涂布脱模剂(未图示)。脱模型剂(润滑剂)降低和以下所述的成形材料40的粘着性，通过除布脱模剂，成形材料40从模型10的脱模性良好。
如图4所示，组装多个模型10而形成容器。更详细地说，在内侧配置配线20和电子元件30，组装模型10。多个模型10立体地配置，因此搭载在模型10上的电子元件30也被立体地配置。
接着，如图5所示，在容器内填充成形材料40。在图5所示的例子中，根据模型10组装带盖的容器，因此从形成盖的模型10的孔12注入成形材料40。再者，如果从除去多个(例如4个)孔12中的至少一个(例如3个)的孔12(例如1个)注入成形材料40，可以以其余的至少一个(例如3个)孔12作为空气抽出而利用。
和图5的例子不同，在根据模型10组装无该的容器时，在容器在上方开口，因此从该开口注入成形材料40。作为成形材料40可以使用树脂，也可以使用模制树脂。树脂可以使用热塑性树脂，但也可以使用热固性树脂。在成形材料40中混合脱模剂，也可以提高和模型10的脱模性。
利用成形材料40密封配线20和电子元件30。电子元件30立体地配置，因此立体地安装。焊接引线24而形成的配线20，通过用形成树脂密封40密封，防止引线24的切断。
另外，根据多个模型10对成形材料40的表面进行加。更详细地说，根据模型10组装容器，根据其内部的空间(模型腔)，对成形材料40的表面形状进行立体地加工。即，根据各模型10，对成形材料40的一部分表面进行加工，立体地配置多个模型10，因此立体地加工成形材料40。如果在模型10上形成凸部，在成形材料40上就形成对应于该凸部的凹部，如果在模型10上形成凹部，在成形材料40上就形成对应于该凹部的凸部。
然后，使成形材料40固化，如图6所示，从模型10上剥离成形材料40，就得到立体安装元件1。立体安装元件1，如上所述，包含多个电子元件30、密封这些电子元件的成形材料(成形体)40。由成形材料40构成的成形体，根据模型10对表面形状进行加工，可以是长方体(在图6中是立方体)。配线20的一部分(例如焊接区22)从成形体露出，该露出部(露出面)和外部形成电连接。在图6所示的例子中，配线20的露出部位于成形体的多个面(包括第1个面，及和第1个面不同的第2个面)上，因此能够谋求立体地和外部进行电连接。在配线20的露出部设置未图示的软钎料球，也可以以软钎料球作为外部端子。
按照本实施方式，在模型10上搭载电子元件30，根据模型10将成形材料40进行立体地加工，因而能够立体地而且高密度地安装多个电子元件30。另外，如果在立体安装元件1的多个面上设置和外部成为电连接的部分(配线20的露出部)，就能够形成立体地电连接。
第2实施方式
图7～图9是表示有关适用本发明的第2实施方式的立体安装元件的制造方法图。在本实施方式中，使用图7所示的多个模型50、60。在图7中，虽然示出多个模型50和1个模型60，但如果合计使用多个模型50、60，则可以使用1个模型50和多个模型60，也可以使用多个模型50和多个模型60。
模型50具有突起52。突起52是用于在上端面附着配线20(参照图3)的。在图7中，仅示出形成配线20的一部分的焊接区22，虽然省略了引线24，但在第1实施方式中说明的配线20在本实施方式中也适用。
模型60设置至少一个(在图7中表示多个，也可以是1个)插孔62。更详细地说，插孔62，根据需要垂直或者倾斜地在加工模型60的成形材料的面上竖立形成。插孔62对应于后述的光纤的大小形成。
也可以使用具备模型50、60的两者构成的模型。即，可以在模型50上设置插孔62，也可以在模型60上设置突起52。关于模型50、60，其他的构成相当于关于第1实施方式模型10的说明的内容。
模型50、60上设置配线20(焊接区22)。对于模型50来说，在突起52(例如其上端面)上附着一部分(焊接区22)地设置配线20。另外，也可以在突起52以外的区域附着地设置配线20。在图7中虽然有省略，但在模型60上也可以附着地设置配线20。在模型60上形成突起时，也可以在突起上设置配线20。
在模型50、60上配置多个电子元件。在图7中虽然有省略，但在模型50上也可以配置电子元件。在模型60上作为电子元件配置光元件。
光元件即使是发光元件，也可以是受光元件。作为发光元件的一例，可以使用面发光元件，特别可以使用面发光激光。面发光激光等面发光元件从表面向垂直方向发光。光元件具有光学部分72(参照图8)。在光元件是发光元件时，光学部分72是发光部，在光元件是受光元件时，光学部分72是受光部。
作为光元件的电子元件70，其光学部分72(参照图8)朝向插孔62配置。在插孔62的前端面上可以预先形成凹部，以便光学部分72不接触插孔62。
关于以上的过程，其他的内容，因为和参照图1～图3说明的内容相同，故省略说明。然后，进行适用参照图4和图5说明的内容的过程。即，在根据模型50、60组装的容器中填充成形材料80。另外，成形材料80避开作为光元件的电子元件70的光学部分72而设置。在插孔62的前端部形成凹部，在凹部内配置光学部分72，如果以凹部的周壁部分包围光学部分72，就能够防止成形材料80覆盖光学部分72。
使成形材料80固化，如图8所示，从成形材料80剥脱模50、60。最好沿突起52或者插孔62的轴线剥脱模50、60，以便不损害成形材料80。
这样就得到立体安装元件2。根据在模型50上形成的突起52，在已固化的成形材料(成形体)80上形成凹部82。利用焊接区22形成凹部82的内面的至少一部分(在图8中是底面)。在模型60上形成突起的情况也是相同的。另外，在成形材料80上，根据在模型60上形成的插孔62形成孔84。在孔84中露出光学部分72。
如图9所示，在内面露出配线20的一部分(焊接区22)的凹部82中也可以填充导电材料86。导电材料86可以是软钎料等钎料，也可以是导电糊。图9所示的导电材料86，设置得不从形成凹部82的面高涨起来。在此场合，在导电材料86上也可以设置软钎料球，而形成外部端子。或者也可以使导电材料86高出形成凹部82的面地设置，由导电材料86形成外部端子。
再如图9所示，可以将光纤90***由成形材料80构成的成形体的孔84中。如上所述，是光元件的电子元件70的光学部分72位于孔84的内侧，光学部分72和光纤90能够光学地连接。由此得到光组件。
光纤90包括心线和同心圆状地包围心线的包层，因此在心线和包层的边界反射光，在心线内关闭光而进行传输。另外，包层的周围往往利用套管进行保护。
再者，最好光纤90不接触光学部分72。为此，例如也可以在孔84的内部预先填充透光性树脂后在孔84中***光纤90。由此，透光性树脂介于光学部分72和光纤90的前端面之间，能够防止光学部分72和光纤90的接触。或者可以使光纤90向孔84内***的长度比孔84内的到光学部分72表面的深度短。在此情况下，可以设置挡块，以便光纤90在孔84内不***规定的长度以上。
该光组件包括多个光学部分72和多个光纤90。各光纤90***对应于各光学部分72的孔84中地设置。在图9所示的例子中，是具有4个光学部分72的光组件，在将该光组件用于彩色图像信号的传输中时，光学部分72和光纤90被用于R、G、B的信号和时钟脉冲信号的收发中。
在本实施方式中，也有在第1实施方式中说明的效果，进而能够高密度地制造光组件。在上述的说明中，虽然光组件具有1个光元件，但也能够制造具有多个光元件的光组件。
第3实施方式
图10是表示适用有关本发明的第3实施例的光传输装置的图。光传输装置100是相互连接计算机、显示器、存储装置、打印机等电子设备102的装置。电子设备102也可以是信息通信设备。
光传输装置100可以是在电缆104两端设置插头106的光传输装置。电缆104包括1个或者多个(至少一个)光纤90(参照图2)。将上述立体安装元件电连接在插头106上。
连接在光纤90的一方端部的电子元件70是发光元件。从一方的电子设备102输出的电信号通过发光元件转换成光信号。光信号在光纤90上传导，输入到另一方的电子元件70中。该电子元件70是光元件，所输入的光信号转换成电信号。电信号输入另一方的电子设备102中。这样，利用有关本实施方式的光传输装置100，就能够通过光信号进行电子设备102的情报传递。
第4实施方式
图11是表示有关适用于本发明的第4实施例的光传输装置的使用形式图。光传输装置100连接在电子设备110之间。作为电子设备110，可举出液晶显示监视器或者对应数字的CRT(往往在金融、通信销售、医疗、教育等领域中使用)、液晶投影仪、等离子体显示板(PDP)、数字电视、小卖店的寄存器(POS(Point of Sale Scanning)用)、录像机、调谐器、游戏装置、打印机等。

Claims (16)

1.一种立体安装元件的制造方法，该制造方法包括以下工序：
在模型上配置多个电子元件，在上述模型上设置数条配线；
在根据上述模型形成的内部空间填充成形材料，利用上述成形材料密封上述电子元件和上述配线；
使上述成形材料固化，从上述成形材料剥离上述模型。
2.权利要求1记载的立体安装元件的制造方法，其特征在于，上述模型具有平面地展开有上述内部空间的构造。
3.权利要求1记载的立体安装元件的制造方法，其特征在于上述配线由引线构成，上述引线的两端部焊接在上述模型上。
4.权利要求3记载的立体安装元件的制造方法，其特征在于在上述模型上预先形成焊接区，上述引线焊接在上述焊接区上。
5.权利要求1记载的立体安装元件的制造方法，其特征在于以在上述模型上涂布脱模剂的状态，利用上述成形材料密封上述电子元件和上述配线。
6.权利要求1记载的立体安装元件的制造方法，其特征在于上述模型具有突起，将上述配线的一部分设置在上述突起的上端面，由此在上述成形材料上形成至少一部分由上述配线的露出部形成的凹部。
7.权利要求6记载的立体安装元件的制造方法，其特征在于还包括在上述凹部中填充导电材料的工序。
8.权利要求1～7中的任一项记载的立体安装元件的制造方法，其特征在于
至少一个上述电子元件是光元件，
将载上述光元件使其光学部分朝向上述模型，避开上述光学部分，利用上述成形材料密封上述光元件。
9.一种立体安装元件，该立体安装元件具有成形体，和利用上述成形体密封的多个电子元件，及与上述电子元件进行电连接并被上述成形体密封构成的数条配线；
至少1条上述配线的一部分在上述成形体第1面露出；
至少另外1条上述配线的一部分，在和上述成形体的上述第1面是立体的不同的第2面露出。
10.权利要求9记载的立体安装元件，其特征在于上述成形体形成长方体，上述配线的露出部配置在上述成形体的多个面上。
11.权利要求9记载的立体安装元件，其特征在于上述成形体至少一部分具有由上述配线的露出部形成的凹部。
12.权利要求11记载的立体安装元件，其特征在于在上述凹部中填充导电材料。
13.权利要求9～12中的任一项记载的立体安装元件，其特征在于上述电子元件为光元件，在上述成形体上形成连通上述光元件的光学部分的孔。
14.权利要求13记载的立体安装元件，其特征在于在上述孔中***光纤从而构成光组件。
15.一种光传输装置，该光传输装置具有权利要求13记载的多个立体安装元件，以及安装在各立体安装元件上的光纤。
16.权利要求15记载的光传输装置，其特征在于该光传输装置还包括与上述各个立体安装元件进行电连接的插头。
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