JP2021068775A - Optical semiconductor device, optical sensor manufacturing method, and computer program - Google Patents

Optical semiconductor device, optical sensor manufacturing method, and computer program Download PDF

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Abstract

To align the direction of an optical axis of an optical semiconductor element with the main surface of a circuit board while suppressing a decrease in the mounting accuracy of the optical semiconductor element on the circuit board.SOLUTION: A circuit board 3 having a main surface 3a on which a circuit is formed is supported by a jig 5 such that an end surface 3b intersecting the main surface 3a is exposed. A housing of an optical semiconductor element 2 having a light emitting surface 21a or a light receiving surface 22a is held by a surface mounter 6. The mounting position of the optical semiconductor element 2 on the end surface 3b is determined on the basis of an identifier 23 formed on the outer surface of the housing. The optical semiconductor element 2 is arranged at the mounting position by the surface mounter 6 such that the light emitting surface 21a or the light receiving surface 22a is along the end surface 3b.SELECTED DRAWING: Figure 6

Description

本発明は、回路が形成された回路基板の主面と交差する端面に実装される光半導体素子に関連する。本発明は、当該回路基板と当該光半導体素子を備える光センサの製造方法にも関連する。本発明は、当該回路基板に当該光半導体素子を実装する表面実装機の制御装置により実行されるコンピュータプログラムにも関連する。 The present invention relates to an optical semiconductor device mounted on an end face that intersects a main surface of a circuit board on which a circuit is formed. The present invention is also related to a method for manufacturing an optical sensor including the circuit board and the optical semiconductor element. The present invention is also related to a computer program executed by a control device of a surface mounter that mounts the optical semiconductor element on the circuit board.

特許文献１は、車両に搭載されるＬｉＤＡＲ（Light Detecting and Ranging）装置を開示している。ＬｉＤＡＲ装置は、発光素子と受光素子を備えている。発光素子は、車両の外部における所定の方向へ検出光を出射する。受光素子は、当該方向に位置する物体に当該検出光が反射されることにより生じる戻り光を検出し、戻り光の光量に対応する検出信号を出力する。ＬｉＤＡＲ装置は、検出光が出射されてから戻り光が検出されるまでの時間に基づいて、当該戻り光を生じた物体までの距離を算出できる。 Patent Document 1 discloses a LiDAR (Light Detecting and Ranging) device mounted on a vehicle. The LiDAR device includes a light emitting element and a light receiving element. The light emitting element emits the detected light in a predetermined direction outside the vehicle. The light receiving element detects the return light generated by the reflection of the detection light on an object located in the direction, and outputs a detection signal corresponding to the amount of the return light. The LiDAR apparatus can calculate the distance to the object that generated the return light based on the time from the emission of the detection light to the detection of the return light.

発光素子と受光素子は、回路基板の主面に実装されている。主面は、回路基板において最大の面積を有する面である。回路基板には、発光素子を駆動する回路や受光素子から出力された検出信号を処理する回路が形成されている。検出光は、回路基板の主面の法線方向に沿って発光素子から出射される。以降の説明においては、この検出光の出射方向を、必要に応じて「発光素子の光軸の向き」と称する。戻り光は、回路基板の主面の法線方向に沿って受光素子に入射する。以降の説明においては、この戻り光の入射方向を、必要に応じて「受光素子の光軸の向き」と称する。 The light emitting element and the light receiving element are mounted on the main surface of the circuit board. The main surface is the surface having the largest area in the circuit board. A circuit for driving a light emitting element and a circuit for processing a detection signal output from a light receiving element are formed on the circuit board. The detection light is emitted from the light emitting element along the normal direction of the main surface of the circuit board. In the following description, the emission direction of the detected light will be referred to as "the direction of the optical axis of the light emitting element", if necessary. The return light is incident on the light receiving element along the normal direction of the main surface of the circuit board. In the following description, the incident direction of the return light will be referred to as "the direction of the optical axis of the light receiving element", if necessary.

発光素子と受光素子は、光センサを構成しうる。以降の説明においては、半導体プロセスにより製造されて光センサに用いられる発光素子と受光素子を、必要に応じて「光半導体素子」と総称する。この場合、「発光素子の光軸の向き」と「受光素子の光軸の向き」は、「光半導体素子の光軸の向き」と総称されうる。 The light emitting element and the light receiving element can form an optical sensor. In the following description, the light emitting element and the light receiving element manufactured by the semiconductor process and used in the optical sensor are collectively referred to as "optical semiconductor element" as necessary. In this case, "the direction of the optical axis of the light emitting element" and "the direction of the optical axis of the light receiving element" can be collectively referred to as "the direction of the optical axis of the optical semiconductor element".

特開２０１９−１２８２３１号公報JP-A-2019-128231

本発明は、光半導体素子の回路基板への実装精度の低下を抑制しつつ、当該光半導体素子の光軸の向きを当該回路基板の主面に沿わせることを目的とする。 An object of the present invention is to make the direction of the optical axis of the optical semiconductor element along the main surface of the circuit board while suppressing a decrease in mounting accuracy of the optical semiconductor element on the circuit board.

本明細書で用いられる「回路基板の主面に沿う方向」という表現は、回路基板の主面の法線方向よりも当該主面に平行な方向に近い全ての方向を含む意味である。 The expression "direction along the main surface of the circuit board" used in the present specification means to include all directions closer to the direction parallel to the main surface than the normal direction of the main surface of the circuit board.

上記の目的を達成するための一態様は、回路が形成された回路基板の主面と交差する端面に実装される光半導体素子であって、
発光面または受光面を有する筐体と、
前記筐体の外表面に形成されており、前記端面における実装位置を示す識別子と、
を備えている。 One aspect for achieving the above object is an optical semiconductor device mounted on an end surface intersecting the main surface of the circuit board on which the circuit is formed.
With a housing having a light emitting surface or a light receiving surface,
An identifier formed on the outer surface of the housing and indicating a mounting position on the end face,
It has.

上記の目的を達成するための一態様は、光センサの製造方法であって、
回路が形成された主面を有する回路基板を、当該主面と交差する端面が露出するように治具で支持し、
発光面または受光面を有する光半導体素子の筐体を表面実装機で保持し、
前記筐体の外表面に形成された識別子に基づいて、前記端面における前記光半導体素子の実装位置を決定し、
前記発光面または前記受光面が前記端面に沿うように、前記表面実装機により前記光半導体素子を前記実装位置へ配置し、
前記光半導体素子と前記回路を電気的に接続する。 One aspect of achieving the above object is a method of manufacturing an optical sensor.
A circuit board having a main surface on which a circuit is formed is supported by a jig so that an end surface intersecting the main surface is exposed.
The housing of the optical semiconductor element having a light emitting surface or a light receiving surface is held by a surface mounter,
Based on the identifier formed on the outer surface of the housing, the mounting position of the optical semiconductor element on the end face is determined.
The optical semiconductor element is arranged at the mounting position by the surface mounter so that the light emitting surface or the light receiving surface is along the end surface.
The optical semiconductor element and the circuit are electrically connected.

上記の目的を達成するための一態様は、表面実装機の制御装置により実行されるコンピュータプログラムであって、
実行されることにより、前記表面実装機に
発光面または受光面を有する光半導体素子の筐体を保持させ、
前記筐体の外表面に形成された識別子に基づいて、回路が形成された主面を有する回路基板の当該主面と交差する端面における前記光半導体素子の実装位置を決定させ、
前記発光面または前記受光面が前記端面に沿うように、前記光半導体素子を前記実装位置へ配置させる。 One aspect of achieving the above object is a computer program executed by the control device of the surface mounter.
By executing this, the surface mounter is made to hold the housing of the optical semiconductor element having the light emitting surface or the light receiving surface.
Based on the identifier formed on the outer surface of the housing, the mounting position of the optical semiconductor element on the end surface intersecting the main surface of the circuit board having the main surface on which the circuit is formed is determined.
The optical semiconductor element is arranged at the mounting position so that the light emitting surface or the light receiving surface is along the end surface.

上記のような構成によれば、光センサの製造に際し、回路基板の主面に部品を実装するための表面実装機を用いて、光半導体素子を回路基板の端面に実装できる。すなわち、面積が比較的狭い端面への光半導体素子への実装を、手作業によらず自動化できる。その際、光半導体素子の筐体の外表面に設けられた識別子に基づいて実装位置が決定されるので、実装精度の低下を抑制しつつ、光半導体素子の光軸の向きを回路基板の主面に沿わせることができる。 According to the above configuration, when manufacturing an optical sensor, an optical semiconductor element can be mounted on an end surface of a circuit board by using a surface mounter for mounting components on the main surface of the circuit board. That is, mounting on an optical semiconductor element on an end face having a relatively small area can be automated without manual work. At that time, since the mounting position is determined based on the identifier provided on the outer surface of the housing of the optical semiconductor element, the direction of the optical axis of the optical semiconductor element is mainly determined by the direction of the optical axis of the optical semiconductor element while suppressing the decrease in mounting accuracy. Can be along the surface.

上記の光半導体素子は、以下のように構成されうる。
前記識別子は、半導体プロセスにより形成されている。 The above-mentioned optical semiconductor device can be configured as follows.
The identifier is formed by a semiconductor process.

この場合、識別子の形成プロセスを、本来的に半導体プロセスを用いる光半導体素子の製造工程中に統合できる。よって製造効率の低下を抑制できる。また、微細かつ複雑な構造を有する識別子であっても、正確に形成できる。したがって、実装精度の低下をさらに抑制できる。 In this case, the identifier formation process can be integrated into the manufacturing process of the optical semiconductor device, which originally uses the semiconductor process. Therefore, the decrease in manufacturing efficiency can be suppressed. Moreover, even an identifier having a fine and complicated structure can be accurately formed. Therefore, it is possible to further suppress a decrease in mounting accuracy.

上記の光半導体素子は、以下のように構成されうる。
前記筐体の外表面に形成されており、前記回路基板に設けられた第一係合構造と係合する第二係合構造を備えている。 The above-mentioned optical semiconductor device can be configured as follows.
It is formed on the outer surface of the housing and has a second engaging structure that engages with the first engaging structure provided on the circuit board.

上記の製造方法は、以下のように構成されうる。
前記光半導体素子が前記実装位置へ配置されると、前記回路基板に設けられた第一係合構造と前記筐体に形成された第二係合構造が係合し、前記光半導体素子が前記端面に支持される。 The above manufacturing method can be configured as follows.
When the optical semiconductor element is arranged at the mounting position, the first engaging structure provided on the circuit board and the second engaging structure formed on the housing engage with each other, and the optical semiconductor element becomes said. Supported by the end face.

このような構成によれば、実装位置に配置された光半導体素子を、回路基板の端面に対して一時的に固定できる。これにより、接着剤などを用いて光半導体素子を最終的に回路基板へ固定する際に生じうる位置ずれを抑制できる。したがって、実装精度の低下をさらに抑制できる。 According to such a configuration, the optical semiconductor element arranged at the mounting position can be temporarily fixed to the end face of the circuit board. As a result, it is possible to suppress the positional deviation that may occur when the optical semiconductor element is finally fixed to the circuit board using an adhesive or the like. Therefore, it is possible to further suppress a decrease in mounting accuracy.

上記の製造方法は、以下のように構成されうる。
前記光半導体素子が前記実装位置へ配置されると、前記治具に設けられた第一係合構造と前記筐体に形成された第二係合構造が係合し、前記光半導体素子が前記治具および前記端面に支持される。 The above manufacturing method can be configured as follows.
When the optical semiconductor element is arranged at the mounting position, the first engaging structure provided in the jig and the second engaging structure formed in the housing engage with each other, and the optical semiconductor element becomes said. It is supported by the jig and the end face.

このような構成によれば、回路基板に特別な構成を設けることなく、光半導体素子の回路基板への一時的な固定を実現できる。これにより、接着剤などを用いて光半導体素子を最終的に回路基板へ固定する際に生じうる位置ずれを抑制できる。したがって、実装精度の低下をさらに抑制できる。 According to such a configuration, the optical semiconductor element can be temporarily fixed to the circuit board without providing a special configuration on the circuit board. As a result, it is possible to suppress the positional deviation that may occur when the optical semiconductor element is finally fixed to the circuit board using an adhesive or the like. Therefore, it is possible to further suppress a decrease in mounting accuracy.

上記の製造方法は、以下のように構成されうる。
前記第一係合構造と前記第二係合構造は、直接接合される。 The above manufacturing method can be configured as follows.
The first engaging structure and the second engaging structure are directly joined.

この場合、接着剤などを用いずとも、光半導体素子を回路基板に対して強固に固定できるだけでなく、経年使用に伴う位置ずれの発生を抑制できる。したがって、実装精度の低下をさらに抑制できる。 In this case, not only can the optical semiconductor element be firmly fixed to the circuit board without using an adhesive or the like, but also the occurrence of misalignment due to aged use can be suppressed. Therefore, it is possible to further suppress a decrease in mounting accuracy.

上記の光半導体素子は、以下のように構成されうる。
前記第二係合構造は、半導体プロセスにより形成されている。 The above-mentioned optical semiconductor device can be configured as follows.
The second engaging structure is formed by a semiconductor process.

この場合、係合構造の形成プロセスを、本来的に半導体プロセスを用いる光半導体素子の製造工程中に統合できる。よって製造効率の低下を抑制できる。また、微細かつ複雑な構造を有する係合構造であっても、正確に形成できる。したがって、実装精度の低下をさらに抑制できる。 In this case, the process of forming the engaging structure can be integrated into the manufacturing process of the optical semiconductor device that originally uses the semiconductor process. Therefore, the decrease in manufacturing efficiency can be suppressed. Further, even an engaging structure having a fine and complicated structure can be accurately formed. Therefore, it is possible to further suppress a decrease in mounting accuracy.

上記の製造方法は、以下のように構成されうる。
前記発光面または前記受光面の前記端面に対する角度は、前記治具により定められる。 The above manufacturing method can be configured as follows.
The angle of the light emitting surface or the light receiving surface with respect to the end surface is determined by the jig.

このような構成によれば、治具を交換するのみで、発光面または受光面が所望の方向に向いた姿勢で光半導体素子を回路基板の端面に実装できる。すなわち、端面に対して発光面または受光面が傾斜した姿勢をとる光半導体素子の比較的面積が狭い端面に対する実装を、手作業によらず自動化できる。したがって、実装精度の低下を抑制しつつ、光半導体素子の光軸の方向設定に係る自由度を高めることができる。 According to such a configuration, the optical semiconductor element can be mounted on the end surface of the circuit board in a posture in which the light emitting surface or the light receiving surface faces in a desired direction only by exchanging the jig. That is, the mounting of the optical semiconductor device having the light emitting surface or the light receiving surface inclined with respect to the end surface on the end surface having a relatively small area can be automated without manual work. Therefore, it is possible to increase the degree of freedom in setting the direction of the optical axis of the optical semiconductor element while suppressing the decrease in mounting accuracy.

本明細書において用いられる「光」という語は、所望の情報を検出可能な任意の波長を有する電磁波を意味する。例えば「光」は、可視光のみならず、紫外光や赤外光、ミリ波やマイクロ波を含む概念である。 As used herein, the term "light" means an electromagnetic wave having an arbitrary wavelength capable of detecting desired information. For example, "light" is a concept that includes not only visible light but also ultraviolet light, infrared light, millimeter wave, and microwave.

一実施形態に係る光センサを例示している。The optical sensor according to one embodiment is illustrated. 図１の光センサに用いられる光半導体素子の一例を示している。An example of an optical semiconductor device used in the optical sensor of FIG. 1 is shown. 図２における線III−IIIに沿って矢印方向から見た断面を例示している。The cross section seen from the direction of the arrow along the lines III-III in FIG. 2 is illustrated. 図１の光センサの製造に使用される治具の一例を示している。An example of a jig used for manufacturing the optical sensor of FIG. 1 is shown. 図４における線Ｖ−Ｖに沿って矢印方向から見た断面を例示している。The cross section seen from the direction of the arrow along the line VV in FIG. 4 is illustrated. 図１の光センサの製造方法を例示している。The manufacturing method of the optical sensor of FIG. 1 is illustrated. 図１の光センサの製造方法を例示している。The manufacturing method of the optical sensor of FIG. 1 is illustrated. 図１の光センサの製造方法を例示している。The manufacturing method of the optical sensor of FIG. 1 is illustrated. 図２の光半導体素子の製造方法を例示している。The manufacturing method of the optical semiconductor element of FIG. 2 is illustrated. 図１の光センサに用いられる光半導体素子の別例を示している。Another example of the optical semiconductor element used in the optical sensor of FIG. 1 is shown. 図９における矢印ＸI方向から見た光半導体素子を例示している。An optical semiconductor device viewed from the direction of arrow XI in FIG. 9 is illustrated. 図１の光センサに用いられる光半導体素子の別例を示している。Another example of the optical semiconductor element used in the optical sensor of FIG. 1 is shown. 別例に係る光半導体素子を用いた光センサの製造方法を例示している。An example of a method of manufacturing an optical sensor using an optical semiconductor element according to another example. 図１０の光半導体素子の製造方法を例示している。The manufacturing method of the optical semiconductor element of FIG. 10 is illustrated. 図１の光センサに用いられる光半導体素子の別例を示している。Another example of the optical semiconductor element used in the optical sensor of FIG. 1 is shown. 図１５における線XVI−XVIに沿って矢印方向から見た断面を例示している。The cross section seen from the direction of the arrow along the line XVI-XVI in FIG. 15 is illustrated. 図９の光半導体素子が実装される回路基板を例示している。The circuit board on which the optical semiconductor element of FIG. 9 is mounted is illustrated. 図１７における線XVIII−XVIIIに沿って矢印方向から見た断面を例示している。The cross section seen from the direction of the arrow along the line XVIII-XVIII in FIG. 17 is illustrated. 図１の光センサに用いられる光半導体素子の別例を示している。Another example of the optical semiconductor element used in the optical sensor of FIG. 1 is shown. 図１９における線XX−XXに沿い矢印方向から見た断面を例示している。The cross section seen from the direction of the arrow along the line XX-XX in FIG. 19 is illustrated. 図１の光センサの製造に使用される治具の別例を示している。Another example of the jig used for manufacturing the optical sensor of FIG. 1 is shown. 図２１における線XXII−XXIIに沿って矢印方向から見た断面を例示している。The cross section seen from the direction of the arrow along the line XXII-XXII in FIG. 21 is illustrated. 図１の光センサの製造に使用される治具の別例を示している。Another example of the jig used for manufacturing the optical sensor of FIG. 1 is shown. 図２３の治具を用いて製造された光センサを例示している。An optical sensor manufactured by using the jig of FIG. 23 is illustrated.

添付の図面を参照しつつ、実施形態の例について以下詳細に説明する。以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするために縮尺を適宜変更している。 An example of the embodiment will be described in detail below with reference to the accompanying drawings. In each drawing used in the following description, the scale is appropriately changed in order to make each member a recognizable size.

図１は、一実施形態に係る光センサ１の構成を例示している。光センサ１は、光を利用して所望の情報を検出するための装置である。光センサ１は、例えば移動体に搭載されて当該移動体の外部の情報を検出するために使用されうる。移動体の例としては、車両、鉄道、飛行体、航空機、船舶などが挙げられる。光センサ１が搭載される移動体は、運転者を必要としなくてもよい。 FIG. 1 illustrates the configuration of the optical sensor 1 according to the embodiment. The optical sensor 1 is a device for detecting desired information using light. The optical sensor 1 can be mounted on a moving body, for example, and used to detect information outside the moving body. Examples of moving bodies include vehicles, railroads, flying bodies, aircraft, ships and the like. The moving body on which the optical sensor 1 is mounted does not have to require a driver.

光センサ１は、光半導体素子２を備えている。光半導体素子２は、発光素子２１と受光素子２２を含んでいる。発光素子２１は、検出光Ｌ１を出射する発光面２１ａを有するように、半導体プロセスにより製造されている。発光素子２１の例としては、発光ダイオード、レーザダイオード、ＥＬ素子などが挙げられる。受光素子２２は、受光面２２ａに入射する戻り光Ｌ２の光量に応じた信号を出力するように、半導体プロセスにより製造されている。受光素子２２の例としては、フォトダイオード、フォトトランジスタ、フォトレジスタなどが挙げられる。 The optical sensor 1 includes an optical semiconductor element 2. The optical semiconductor element 2 includes a light emitting element 21 and a light receiving element 22. The light emitting element 21 is manufactured by a semiconductor process so as to have a light emitting surface 21a that emits the detection light L1. Examples of the light emitting element 21 include a light emitting diode, a laser diode, an EL element, and the like. The light receiving element 22 is manufactured by a semiconductor process so as to output a signal corresponding to the amount of light of the return light L2 incident on the light receiving surface 22a. Examples of the light receiving element 22 include a photodiode, a phototransistor, a photoresistor, and the like.

光センサ１は、例えばＬｉＤＡＲセンサの一部を構成しうる。この場合、検出光Ｌ１として、例えば９０５ｎｍの赤外光が使用されうる。ＬｉＤＡＲセンサは、例えば、ある方向へ検出光Ｌ１を出射してから戻り光Ｌ２を検出するまでの時間に基づいて、当該戻り光Ｌ２に関連付けられた物体までの距離を取得できる。また、そのような距離データを検出方向と関連付けて集積することにより、戻り光Ｌ２に関連付けられた物体の形状に係る情報を取得できる。これに加えてあるいは代えて、検出光Ｌ１と戻り光Ｌ２の波形の相違に基づいて、戻り光Ｌ２に関連付けられた物体の材質などの属性に係る情報を取得できる。 The optical sensor 1 may form, for example, a part of a LiDAR sensor. In this case, for example, infrared light having a diameter of 905 nm can be used as the detection light L1. The LiDAR sensor can acquire the distance to the object associated with the return light L2, for example, based on the time from emitting the detection light L1 in a certain direction to detecting the return light L2. Further, by accumulating such distance data in association with the detection direction, it is possible to acquire information relating to the shape of the object associated with the return light L2. In addition to or instead of this, it is possible to acquire information relating to attributes such as the material of the object associated with the return light L2, based on the difference in waveform between the detection light L1 and the return light L2.

光センサ１は、例えばミリ波レーダの一部を構成しうる。この場合、検出光Ｌ１として、例えば２４ＧＨｚ、２６ＧＨｚ、７６ＧＨｚ、または７９ＧＨｚのミリ波が使用されうる。ミリ波レーダは、例えば、ある方向へ検出光Ｌ１を出射してから戻り光Ｌ２（反射波）を検出するまでの時間に基づいて、当該戻り光Ｌ２に関連付けられた物体までの距離を取得できる。また、そのような距離データを検出位置と関連付けて集積することにより、戻り光Ｌ２に関連付けられた物体の動きに係る情報を取得できる。 The optical sensor 1 may form, for example, a part of a millimeter wave radar. In this case, as the detection light L1, for example, a millimeter wave of 24 GHz, 26 GHz, 76 GHz, or 79 GHz can be used. The millimeter wave radar can acquire the distance to the object associated with the return light L2 based on the time from the emission of the detection light L1 in a certain direction to the detection of the return light L2 (reflected wave), for example. .. Further, by accumulating such distance data in association with the detection position, it is possible to acquire information related to the movement of the object associated with the return light L2.

光センサ１は、回路基板３を備えている。回路基板３は、主面３ａを有している。主面３ａは、回路基板３において最大の面積を有する面である。回路基板３は、端面３ｂを有している。端面３ｂは、主面３ａと交差する面である。端面３ｂの面積は、主面３ａの面積よりも小さい。図１において、矢印Ｐは、主面３ａに平行な向きを表している。矢印Ｎは、主面３ａの法線方向を表している。 The optical sensor 1 includes a circuit board 3. The circuit board 3 has a main surface 3a. The main surface 3a is the surface having the largest area in the circuit board 3. The circuit board 3 has an end face 3b. The end surface 3b is a surface that intersects with the main surface 3a. The area of the end surface 3b is smaller than the area of the main surface 3a. In FIG. 1, the arrow P represents the direction parallel to the main surface 3a. The arrow N represents the normal direction of the main surface 3a.

光半導体素子２は、回路基板３の端面３ｂに実装されている。具体的には、光半導体素子２は、その光軸の向きが回路基板３の主面３ａに沿うように実装されている。すなわち、検出光Ｌ１は、回路基板３の主面３ａに沿うように発光素子２１の発光面２１ａから出射される。戻り光Ｌ２は、回路基板３の主面３ａに沿うように受光素子２２の受光面２２ａに入射する。 The optical semiconductor element 2 is mounted on the end surface 3b of the circuit board 3. Specifically, the optical semiconductor element 2 is mounted so that the direction of its optical axis is along the main surface 3a of the circuit board 3. That is, the detection light L1 is emitted from the light emitting surface 21a of the light emitting element 21 along the main surface 3a of the circuit board 3. The return light L2 is incident on the light receiving surface 22a of the light receiving element 22 along the main surface 3a of the circuit board 3.

光センサ１は、回路４を備えている。回路４は、回路基板３の主面３ａに形成されている。回路４は、光半導体素子２と電気的に接続されている。回路４は、発光素子２１を駆動する回路、受光素子２２から出力された信号を処理する回路などを含みうる。 The optical sensor 1 includes a circuit 4. The circuit 4 is formed on the main surface 3a of the circuit board 3. The circuit 4 is electrically connected to the optical semiconductor element 2. The circuit 4 may include a circuit for driving the light emitting element 21, a circuit for processing a signal output from the light receiving element 22, and the like.

本例においては、単一の回路基板３の端面３ｂに複数の発光素子２１と複数の受光素子２２が実装されている。しかしながら、少なくとも一つの発光素子２１が単一の回路基板３の端面３ｂに実装された構成も採用されうる。同様に、少なくとも一つの受光素子２２が単一の回路基板３の端面３ｂに実装された構成も採用されうる。この場合、光センサ１は、複数の回路基板３を備える。 In this example, a plurality of light emitting elements 21 and a plurality of light receiving elements 22 are mounted on an end surface 3b of a single circuit board 3. However, a configuration in which at least one light emitting element 21 is mounted on the end surface 3b of a single circuit board 3 can also be adopted. Similarly, a configuration in which at least one light receiving element 22 is mounted on the end surface 3b of a single circuit board 3 may be adopted. In this case, the optical sensor 1 includes a plurality of circuit boards 3.

図２は、回路基板３に実装される光半導体素子２の筐体を例示している。破線は、発光素子２１における発光面２１ａ、または受光素子２２における受光面２２ａを表している。図３は、図２における線III−IIIに沿って矢印方向から見た光半導体素子２の断面を例示している。 FIG. 2 illustrates a housing of an optical semiconductor element 2 mounted on a circuit board 3. The broken line represents the light emitting surface 21a of the light emitting element 21 or the light receiving surface 22a of the light receiving element 22. FIG. 3 illustrates a cross section of the optical semiconductor device 2 as viewed from the direction of the arrow along lines III-III in FIG.

光半導体素子２の回路基板３への実装は、表面実装機により行なわれる。表面実装機は、撮像装置を用いて識別子の画像を取得し、部品の回路基板の主面への実装位置を当該識別子に基づいて決定する周知の構成を備えている。 The optical semiconductor element 2 is mounted on the circuit board 3 by a surface mounter. The surface mounter has a well-known configuration in which an image of an identifier is acquired by using an image pickup apparatus and a mounting position of a component on a main surface of a circuit board is determined based on the identifier.

したがって、光半導体素子２は、複数の識別子２３を備えている。本例においては、各識別子２３は、光半導体素子２の光軸に沿う方向から見て特定の輪郭形状を有する凹部として、筐体の外表面に形成されている。各識別子２３は、実装により回路基板３の端面３ｂに対向する光半導体素子２の被実装面２ｂとは反対側の面（すなわち、発光面２１ａまたは受光面２２ａが形成されている面）に開口している。 Therefore, the optical semiconductor device 2 includes a plurality of identifiers 23. In this example, each identifier 23 is formed on the outer surface of the housing as a recess having a specific contour shape when viewed from the direction along the optical axis of the optical semiconductor element 2. Each identifier 23 is opened in a surface (that is, a surface on which a light emitting surface 21a or a light receiving surface 22a is formed) opposite to the mounted surface 2b of the optical semiconductor element 2 facing the end surface 3b of the circuit board 3 by mounting. doing.

本例においては、四つの識別子２３が形成されており、うち一つの輪郭形状が他の三つの輪郭形状と異なっている。このような構成によれば、実装時における光半導体素子２の位置に係る情報だけでなく、筐体におけるいずれの側面が回路基板３の主面３ａと平行とされるのかといった方向に係る情報も提供できる。 In this example, four identifiers 23 are formed, one of which is different from the other three contour shapes. According to such a configuration, not only the information related to the position of the optical semiconductor element 2 at the time of mounting but also the information related to the direction of which side surface of the housing is parallel to the main surface 3a of the circuit board 3. Can be provided.

識別子２３は、光半導体素子２に少なくとも一つ設けられていればよい。複数の識別子２３が設けられる場合、それらの形状は全て同一でもよいし、全て相違していてもよい。識別子２３は、表面実装機の撮像装置により識別可能な大きさと形状を有していれば、文字やバーコードの形態で提供されてもよく、印刷などにより筐体の外表面に形成されてもよい。 At least one identifier 23 may be provided on the optical semiconductor element 2. When a plurality of identifiers 23 are provided, their shapes may all be the same or may be different. The identifier 23 may be provided in the form of characters or barcodes as long as it has a size and shape that can be identified by the image pickup device of the surface mounter, or may be formed on the outer surface of the housing by printing or the like. Good.

光半導体素子２の実装に際しては、図４に例示される治具５が使用される。図５は、図４における線Ｖ−Ｖに沿って矢印方向から見た治具５の断面を例示している。治具５は、スリット５１を有している。光半導体素子２が実装される回路基板３は、端面３ｂが露出するようにスリット５１内に支持される。図４においては、回路基板３に対する光半導体素子２の実装位置が、破線で例示されている。 When mounting the optical semiconductor element 2, the jig 5 illustrated in FIG. 4 is used. FIG. 5 illustrates a cross section of the jig 5 as viewed from the direction of the arrow along the line VV in FIG. The jig 5 has a slit 51. The circuit board 3 on which the optical semiconductor element 2 is mounted is supported in the slit 51 so that the end surface 3b is exposed. In FIG. 4, the mounting position of the optical semiconductor element 2 with respect to the circuit board 3 is illustrated by a broken line.

図６に例示されるように、表面実装機６は、ヘッド６１、制御装置６２、および撮像装置６３を備えている。ヘッド６１は、例えば吸着により光半導体素子２の筐体を保持可能な周知の構成を有している。制御装置６２は、表面実装機６の動作を制御する。撮像装置６３は、光半導体素子２に設けられた識別子２３の画像を取得する。 As illustrated in FIG. 6, the surface mounter 6 includes a head 61, a control device 62, and an image pickup device 63. The head 61 has a well-known structure capable of holding the housing of the optical semiconductor element 2 by, for example, adsorption. The control device 62 controls the operation of the surface mounter 6. The image pickup apparatus 63 acquires an image of the identifier 23 provided in the optical semiconductor element 2.

制御装置６２は、ヘッド６１に光半導体素子２を保持させる。続いて、制御装置６２は、撮像装置６３により取得された識別子２３の画像に基づいて、回路基板３の端面３ｂにおける光半導体素子２の実装位置を決定する。制御装置６２は、ヘッド６１を決定された位置へ移動し、光半導体素子２を回路基板３の端面３ｂに配置する。 The control device 62 causes the head 61 to hold the optical semiconductor element 2. Subsequently, the control device 62 determines the mounting position of the optical semiconductor element 2 on the end surface 3b of the circuit board 3 based on the image of the identifier 23 acquired by the image pickup device 63. The control device 62 moves the head 61 to a determined position, and arranges the optical semiconductor element 2 on the end surface 3b of the circuit board 3.

このとき、発光面２１ａまたは受光面２２ａが回路基板３の端面３ｂに沿うように、配置がなされる。本明細書で用いられる「発光面または受光面が回路基板の端面に沿う」という表現は、発光面または受光面の向きが、回路基板の主面の延びる向きよりも端面の延びる向きに近いことを意味する。すなわち、発光面または受光面が回路基板の端面と厳密に平行であることを要しない。 At this time, the light emitting surface 21a or the light receiving surface 22a is arranged so as to be along the end surface 3b of the circuit board 3. As used herein, the expression "the light emitting surface or the light receiving surface follows the end surface of the circuit board" means that the direction of the light emitting surface or the light receiving surface is closer to the extending direction of the end surface than the extending direction of the main surface of the circuit board. Means. That is, it is not necessary that the light emitting surface or the light receiving surface is exactly parallel to the end surface of the circuit board.

続いて制御装置６２は、図７に例示されるように、ヘッド６１による光半導体素子２の保持を解除する。回路基板３の端面３ｂへの光半導体素子２の固定は、例えば接着によってなされうる。接着剤は、治具５に支持された回路基板３の端面３ｂに予め塗布されていてもよいし、端面３ｂへの光半導体素子２への配置後に行なわれてもよい。 Subsequently, the control device 62 releases the holding of the optical semiconductor element 2 by the head 61, as illustrated in FIG. The optical semiconductor element 2 can be fixed to the end surface 3b of the circuit board 3, for example, by adhesion. The adhesive may be applied in advance to the end surface 3b of the circuit board 3 supported by the jig 5, or may be applied after the end surface 3b is arranged on the optical semiconductor element 2.

続いて、回路基板３の主面３ａに形成された回路４と光半導体素子２が電気的に接続される。これにより、光半導体素子２の回路基板３への実装が完了する。 Subsequently, the circuit 4 formed on the main surface 3a of the circuit board 3 and the optical semiconductor element 2 are electrically connected. This completes the mounting of the optical semiconductor element 2 on the circuit board 3.

図８は、治具５を用いて光半導体素子２が回路基板３へ実装される際の識別子２３の利用法を例示している。 FIG. 8 illustrates how to use the identifier 23 when the optical semiconductor element 2 is mounted on the circuit board 3 using the jig 5.

治具５の表面５２には、光半導体素子２の実装位置を決定するための基準となる識別子５３が設けられている。識別子５３は、撮像装置６３によって撮像される。制御装置６２は、撮像装置６３によって取得された光半導体素子２の識別子２３と治具５の識別子５３が写り込んだ画像に基づいてヘッド６１を操作し、識別子２３と識別子５３が所定の配列規則を満足するように光半導体素子２の実装位置を調節する。 The surface 52 of the jig 5 is provided with an identifier 53 as a reference for determining the mounting position of the optical semiconductor element 2. The identifier 53 is imaged by the imaging device 63. The control device 62 operates the head 61 based on an image in which the identifier 23 of the optical semiconductor element 2 and the identifier 53 of the jig 5 are reflected, which are acquired by the image pickup device 63, and the identifier 23 and the identifier 53 are predetermined arrangement rules. The mounting position of the optical semiconductor element 2 is adjusted so as to satisfy the above.

制御装置６２は、上述した動作を実現するコンピュータプログラムを実行可能なマイクロコントローラ、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡなどの専用集積回路によって実現されうる。制御装置６２は、汎用メモリと協働して動作する汎用マイクロプロセッサにより実現されてもよい。汎用マイクロプロセッサとしては、ＣＰＵ、ＭＰＵ、ＧＰＵが例示されうる。汎用メモリとしては、ＲＯＭやＲＡＭが例示されうる。この場合、ＲＯＭには、上述した動作を実行するコンピュータプログラムが記憶されうる。汎用マイクロプロセッサは、ＲＯＭ上に記憶されたプログラムの少なくとも一部を指定してＲＡＭ上に展開し、ＲＡＭと協働して上述した処理を実行する。制御装置６２は、汎用マイクロプロセッサと専用集積回路の組合せによって実現されてもよい。 The control device 62 can be realized by a dedicated integrated circuit such as a microcontroller, ASIC, or FPGA capable of executing a computer program that realizes the above-described operation. The control device 62 may be realized by a general-purpose microprocessor that operates in cooperation with a general-purpose memory. Examples of general-purpose microprocessors include CPUs, MPUs, and GPUs. A ROM or RAM can be exemplified as a general-purpose memory. In this case, the ROM may store a computer program that executes the above-described operation. The general-purpose microprocessor specifies at least a part of the program stored in the ROM, expands it on the RAM, and performs the above-described processing in cooperation with the RAM. The control device 62 may be realized by a combination of a general-purpose microprocessor and a dedicated integrated circuit.

上記のような構成によれば、光センサ１の製造に際し、回路基板の主面に部品を実装するための表面実装機を用いて、光半導体素子２を回路基板３の端面３ｂに実装できる。すなわち、面積が比較的狭い端面３ｂへの光半導体素子２への実装を、手作業によらず自動化できる。その際、光半導体素子２の筐体の外表面に設けられた識別子２３に基づいて実装位置が決定されるので、実装精度の低下を抑制しつつ、光半導体素子２の光軸の向きを回路基板３の主面に沿わせることができる。 According to the above configuration, when manufacturing the optical sensor 1, the optical semiconductor element 2 can be mounted on the end surface 3b of the circuit board 3 by using a surface mounter for mounting the components on the main surface of the circuit board. That is, the mounting on the optical semiconductor element 2 on the end face 3b having a relatively small area can be automated without manual work. At that time, since the mounting position is determined based on the identifier 23 provided on the outer surface of the housing of the optical semiconductor element 2, the orientation of the optical axis of the optical semiconductor element 2 is circuited while suppressing a decrease in mounting accuracy. It can be aligned with the main surface of the substrate 3.

図９に例示されるように、周知の半導体プロセスを通じて、単一のシリコンウェハ７上に、複数の光半導体素子２が製造されうる。半導体プロセスは、ＣＶＤ法、ＰＶＤ法、エッチング（異方性と等方性の少なくとも一方）などを含みうる。複数の光半導体素子２が一括して製造された後、切断工程を通じて個別の光半導体素子２が分離される。 As illustrated in FIG. 9, a plurality of optical semiconductor elements 2 can be manufactured on a single silicon wafer 7 through a well-known semiconductor process. The semiconductor process may include a CVD method, a PVD method, etching (at least one of anisotropy and isotropic) and the like. After the plurality of optical semiconductor elements 2 are collectively manufactured, the individual optical semiconductor elements 2 are separated through a cutting step.

前述の識別子２３は、半導体プロセスを通じて形成されうる。したがって、識別子２３は、図２と図３に例示される凹部の形態ではなく、凸部の形態で提供されてもよい。また、識別子２３は、光半導体素子２の筐体を光軸の向きに沿って貫通するスルーホールの形態で提供されてもよい。 The above-mentioned identifier 23 can be formed through a semiconductor process. Therefore, the identifier 23 may be provided in the form of a convex portion instead of the concave form exemplified in FIGS. 2 and 3. Further, the identifier 23 may be provided in the form of a through hole that penetrates the housing of the optical semiconductor element 2 along the direction of the optical axis.

この場合、識別子２３の形成プロセスを、本来的に半導体プロセスを用いる光半導体素子２の製造工程中に統合できる。よって製造効率の低下を抑制できる。また、微細かつ複雑な構造を有する識別子２３であっても、正確に形成できる。したがって、実装精度の低下をさらに抑制できる。 In this case, the process of forming the identifier 23 can be integrated into the manufacturing process of the optical semiconductor device 2 that originally uses the semiconductor process. Therefore, the decrease in manufacturing efficiency can be suppressed. Further, even the identifier 23 having a fine and complicated structure can be accurately formed. Therefore, it is possible to further suppress a decrease in mounting accuracy.

これまで例示された識別子２３は、光半導体素子２の筐体の外表面に特定の形状を呈するパターンとして形成されている。しかしながら、表面実装機６の撮像装置６３を通じて識別可能であれば、光半導体素子２の筐体の輪郭形状そのものに識別子２３としての機能を持たせてもよい。 The identifier 23 exemplified so far is formed as a pattern exhibiting a specific shape on the outer surface of the housing of the optical semiconductor element 2. However, the contour shape itself of the housing of the optical semiconductor element 2 may have a function as an identifier 23 as long as it can be identified through the image pickup device 63 of the surface mounter 6.

図１０は、そのような識別子２３を有する光半導体素子２の外観を例示している。図１１は、図１０における矢印XI方向から見た光半導体素子２の外観を例示している。本例においては、光半導体素子２の光軸に沿う方向から見た筐体の四隅部分において、光軸に沿う方向に延びる溝部２ｃが形成されている。 FIG. 10 illustrates the appearance of the optical semiconductor device 2 having such an identifier 23. FIG. 11 illustrates the appearance of the optical semiconductor device 2 as seen from the direction of arrow XI in FIG. In this example, groove portions 2c extending in the direction along the optical axis are formed at the four corners of the housing when viewed from the direction along the optical axis of the optical semiconductor element 2.

図１０と図１１に示される例においては、各溝部２ｃは、隣接する二つの平面によって形成されている。しかしながら、図１２に例示されるように、各溝部２ｃは、曲面のみによって形成されてもよい。複数の溝部２ｃが形成される場合、それらの形状は全て同一であってもよいし、少なくとも一つが異なる形状を有していてもよい。 In the examples shown in FIGS. 10 and 11, each groove 2c is formed by two adjacent planes. However, as illustrated in FIG. 12, each groove 2c may be formed only by a curved surface. When a plurality of groove portions 2c are formed, their shapes may all be the same, or at least one may have a different shape.

図１３は、図１０から図１２に示される光半導体素子２が回路基板３へ実装される際に溝部２ｃが識別子２３として利用される例を示している。 FIG. 13 shows an example in which the groove portion 2c is used as the identifier 23 when the optical semiconductor element 2 shown in FIGS. 10 to 12 is mounted on the circuit board 3.

治具５の表面５２には、光半導体素子２の実装位置を決定するための基準となる識別子５３が設けられている。識別子５３は、撮像装置６３によって撮像される。制御装置６２は、撮像装置６３によって取得された光半導体素子２の溝部２ｃと治具５の識別子５３が写り込んだ画像に基づいてヘッド６１を操作し、溝部２ｃと識別子５３が所定の配列規則を満足するように光半導体素子２の実装位置を調節する。 The surface 52 of the jig 5 is provided with an identifier 53 as a reference for determining the mounting position of the optical semiconductor element 2. The identifier 53 is imaged by the imaging device 63. The control device 62 operates the head 61 based on an image in which the groove portion 2c of the optical semiconductor element 2 and the identifier 53 of the jig 5 are reflected, which is acquired by the image pickup device 63, and the groove portion 2c and the identifier 53 have predetermined arrangement rules. The mounting position of the optical semiconductor element 2 is adjusted so as to satisfy the above.

図１０から図１２に例示された識別子２３としての溝部２ｃもまた、半導体プロセスによって形成されうる。図１３は、単一のシリコンウェハ７上に図１０と図１１に例示される形状を有する複数の光半導体素子２が製造される例を示している。 The groove 2c as the identifier 23 exemplified in FIGS. 10 to 12 can also be formed by the semiconductor process. FIG. 13 shows an example in which a plurality of optical semiconductor devices 2 having the shapes illustrated in FIGS. 10 and 11 are manufactured on a single silicon wafer 7.

図１５に例示されるように、光半導体素子２は、係合構造２ｄを備えうる。図１６は、図１５における線XVI−XVIに沿って矢印方向から見た光半導体素子２の断面を例示している。図１６においては、発光部本体または受光部本体の構造の図示を省略している。本例においては、係合構造２ｄは、光半導体素子２の被実装面２ｂに開口する凹部である。被実装面２ｂは、光半導体素子２の外表面の一例である。 As illustrated in FIG. 15, the optical semiconductor device 2 may include an engaging structure 2d. FIG. 16 illustrates a cross section of the optical semiconductor device 2 seen from the direction of the arrow along the line XVI-XVI in FIG. In FIG. 16, the structure of the light emitting unit main body or the light receiving unit main body is not shown. In this example, the engaging structure 2d is a recess that opens in the mounted surface 2b of the optical semiconductor element 2. The mounted surface 2b is an example of the outer surface of the optical semiconductor element 2.

この場合、図１７に例示されるように、回路基板３の端面３ｂにも係合構造３ｃが形成される。図１８は、回路基板３に実装された光半導体素子２を、図１７における線XVIII−XVIIIに沿って矢印方向から見た断面を例示している。光半導体素子２が実装位置に配置されると、回路基板３の係合構造３ｃと光半導体素子２の係合構造２ｄが係合し、光半導体素子２が回路基板３の端面３ｂに支持される。係合構造３ｃは、第一係合構造の一例である。係合構造２ｄは、第二係合構造の一例である。 In this case, as illustrated in FIG. 17, the engaging structure 3c is also formed on the end surface 3b of the circuit board 3. FIG. 18 illustrates a cross section of the optical semiconductor element 2 mounted on the circuit board 3 as viewed from the direction of the arrow along the lines XVIII-XVIII in FIG. When the optical semiconductor element 2 is arranged at the mounting position, the engaging structure 3c of the circuit board 3 and the engaging structure 2d of the optical semiconductor element 2 are engaged, and the optical semiconductor element 2 is supported by the end surface 3b of the circuit board 3. To. The engagement structure 3c is an example of the first engagement structure. The engagement structure 2d is an example of the second engagement structure.

このような構成によれば、実装位置に配置された光半導体素子２を、回路基板３の端面３ｂに対して一時的に固定できる。これにより、接着剤などを用いて光半導体素子２を最終的に回路基板３へ固定する際に生じうる位置ずれを抑制できる。したがって、実装精度の低下をさらに抑制できる。 According to such a configuration, the optical semiconductor element 2 arranged at the mounting position can be temporarily fixed to the end surface 3b of the circuit board 3. As a result, it is possible to suppress the positional deviation that may occur when the optical semiconductor element 2 is finally fixed to the circuit board 3 using an adhesive or the like. Therefore, it is possible to further suppress a decrease in mounting accuracy.

一時的な固定が可能であれば、図１９に例示されるように、光半導体素子２の光軸方向から見た係合構造２ｄの形状は、適宜に定められうる。図２０は、図１９における線XX−XXに沿って矢印方向から見た光半導体素子２の断面を例示している。本例においては、係合構造２ｄは、光半導体素子２の被実装面２ｂに開口する十字形状の凹部として形成されている。図示を省略するが、回路基板３の端面３ｂに形成される係合構造３ｃは、端面３ｂに直交する方向から見て十字形状の断面を有し、当該凹部と嵌合する突起として形成される。 If temporary fixing is possible, the shape of the engaging structure 2d seen from the optical axis direction of the optical semiconductor element 2 can be appropriately determined as illustrated in FIG. FIG. 20 illustrates a cross section of the optical semiconductor device 2 seen from the direction of the arrow along the line XX-XX in FIG. In this example, the engaging structure 2d is formed as a cross-shaped recess that opens in the mounted surface 2b of the optical semiconductor element 2. Although not shown, the engaging structure 3c formed on the end surface 3b of the circuit board 3 has a cross-shaped cross section when viewed from a direction orthogonal to the end surface 3b, and is formed as a protrusion that fits into the recess. ..

なお、図２０に例示されるように、光半導体素子２における発光面２１ａまたは受光面２２ａを有する部分と、係合構造２ｄが形成される部分とは、別体として製造された後に接着または接合されてもよい。 As illustrated in FIG. 20, the portion of the optical semiconductor element 2 having the light emitting surface 21a or the light receiving surface 22a and the portion on which the engaging structure 2d is formed are bonded or joined after being manufactured as separate bodies. May be done.

実装位置に配置された光半導体素子２を回路基板３に対して一時的に固定できるのであれば、光半導体素子２の係合構造２ｄと係合可能な構造は、治具５に設けられてもよい。図２１は、そのような治具５の構成を例示している。図２２は、回路基板３に実装された光半導体素子２を、図２１における線XXII−XXIIに沿って矢印方向から見た断面を例示している。 If the optical semiconductor element 2 arranged at the mounting position can be temporarily fixed to the circuit board 3, a structure capable of engaging with the engaging structure 2d of the optical semiconductor element 2 is provided in the jig 5. May be good. FIG. 21 illustrates the configuration of such a jig 5. FIG. 22 illustrates a cross section of the optical semiconductor element 2 mounted on the circuit board 3 as viewed from the direction of the arrow along the line XXII-XXII in FIG.

本例においては、光半導体素子２に形成された識別子２３としての溝部２ｃが、係合構造２ｄを兼ねている。治具５の表面５２には、複数の突起５４が形成されている。実装位置に配置された光半導体素子２の溝部２ｃと係合する突起５４が形成されている。各突起５４が対応する溝部２ｃと係合することにより、光半導体素子２が治具５と回路基板３の端面３ｂに支持される。各突起５４は、第一係合構造の一例である。溝部２ｃは、第二係合構造の一例である。 In this example, the groove portion 2c as the identifier 23 formed on the optical semiconductor element 2 also serves as the engaging structure 2d. A plurality of protrusions 54 are formed on the surface 52 of the jig 5. A protrusion 54 is formed that engages with the groove 2c of the optical semiconductor element 2 arranged at the mounting position. By engaging each protrusion 54 with the corresponding groove portion 2c, the optical semiconductor element 2 is supported by the jig 5 and the end surface 3b of the circuit board 3. Each protrusion 54 is an example of a first engaging structure. The groove portion 2c is an example of the second engaging structure.

このような構成によれば、回路基板３に特別な構成を設けることなく、光半導体素子２の回路基板３への一時的な固定を実現できる。これにより、接着剤などを用いて光半導体素子２を最終的に回路基板３へ固定する際に生じうる位置ずれを抑制できる。したがって、実装精度の低下をさらに抑制できる。 According to such a configuration, the optical semiconductor element 2 can be temporarily fixed to the circuit board 3 without providing a special configuration on the circuit board 3. As a result, it is possible to suppress the positional deviation that may occur when the optical semiconductor element 2 is finally fixed to the circuit board 3 using an adhesive or the like. Therefore, it is possible to further suppress a decrease in mounting accuracy.

図１５、図１６、図１９、および図２０に例示された光半導体素子２の係合構造２ｄは、半導体プロセスによって形成されうる。 The engagement structure 2d of the optical semiconductor device 2 illustrated in FIGS. 15, 16, 19, and 20 can be formed by a semiconductor process.

この場合、係合構造２ｄの形成プロセスを、本来的に半導体プロセスを用いる光半導体素子２の製造工程中に統合できる。よって製造効率の低下を抑制できる。また、微細かつ複雑な構造を有する係合構造２ｄであっても、正確に形成できる。したがって、実装精度の低下をさらに抑制できる。 In this case, the process of forming the engaging structure 2d can be integrated into the manufacturing process of the optical semiconductor device 2 that originally uses the semiconductor process. Therefore, the decrease in manufacturing efficiency can be suppressed. Further, even an engaging structure 2d having a fine and complicated structure can be accurately formed. Therefore, it is possible to further suppress a decrease in mounting accuracy.

光半導体素子２の係合構造２ｄと回路基板３の係合構造３ｃの双方を半導体材料で形成すれば、両者は直接接合されうる。 If both the engaging structure 2d of the optical semiconductor element 2 and the engaging structure 3c of the circuit board 3 are formed of a semiconductor material, the two can be directly bonded.

この場合、接着剤などを用いずとも、光半導体素子２を回路基板３に対して強固に固定できるだけでなく、経年使用に伴う位置ずれの発生を抑制できる。したがって、実装精度の低下をさらに抑制できる。 In this case, not only can the optical semiconductor element 2 be firmly fixed to the circuit board 3 without using an adhesive or the like, but also the occurrence of misalignment due to aged use can be suppressed. Therefore, it is possible to further suppress a decrease in mounting accuracy.

図６、および図７に示した例においては、光半導体素子２は、発光面２１ａまたは受光面２２ａが回路基板３の端面３ｂと平行に延びる姿勢をとるように、回路基板３に実装される。しかしながら、発光面２１ａまたは受光面２２ａが端面３ｂに沿うように配置されていれば、光半導体素子２の姿勢は適宜に変更されうる。 In the examples shown in FIGS. 6 and 7, the optical semiconductor element 2 is mounted on the circuit board 3 so that the light emitting surface 21a or the light receiving surface 22a extends in parallel with the end surface 3b of the circuit board 3. .. However, if the light emitting surface 21a or the light receiving surface 22a is arranged along the end surface 3b, the posture of the optical semiconductor element 2 can be appropriately changed.

この場合、図２３に例示されるように、光半導体素子２の姿勢は、治具５によって定められうる。本例においては、治具５の表面５２は、回路基板３の端面３ｂに対して傾斜している。したがって、実装に供される光半導体素子２が治具５の表面５２に載置されると、光半導体素子２の発光面２１ａまたは受光面２２ａもまた、回路基板３の端面３ｂに対して傾斜する。 In this case, as illustrated in FIG. 23, the posture of the optical semiconductor element 2 can be determined by the jig 5. In this example, the surface 52 of the jig 5 is inclined with respect to the end surface 3b of the circuit board 3. Therefore, when the optical semiconductor element 2 to be mounted is placed on the surface 52 of the jig 5, the light emitting surface 21a or the light receiving surface 22a of the optical semiconductor element 2 is also inclined with respect to the end surface 3b of the circuit board 3. To do.

この状態から、光半導体素子２の回路基板３に対する固定がなされる。図２４に例示されるように、固定は、接着剤８などを通じて行なわれる。接着剤８は、治具５に支持された回路基板３の端面３ｂに予め塗布されていてもよいし、端面３ｂへの光半導体素子２への配置後に行なわれてもよい。 From this state, the optical semiconductor element 2 is fixed to the circuit board 3. As illustrated in FIG. 24, the fixing is performed through an adhesive 8 or the like. The adhesive 8 may be applied in advance to the end surface 3b of the circuit board 3 supported by the jig 5, or may be applied after the end surface 3b is arranged on the optical semiconductor element 2.

このような構成によれば、治具５を交換するのみで、発光面２１ａまたは受光面２２ａが所望の方向に向いた姿勢で光半導体素子２を回路基板３の端面３ｂに実装できる。すなわち、端面３ｂに対して発光面２１ａまたは受光面２２ａが傾斜した姿勢をとる光半導体素子２の比較的面積が狭い端面３ｂに対する実装を、手作業によらず自動化できる。したがって、実装精度の低下を抑制しつつ、光半導体素子２の光軸の方向設定に係る自由度を高めることができる。 According to such a configuration, the optical semiconductor element 2 can be mounted on the end surface 3b of the circuit board 3 in a posture in which the light emitting surface 21a or the light receiving surface 22a faces in a desired direction only by exchanging the jig 5. That is, the mounting of the optical semiconductor device 2 in which the light emitting surface 21a or the light receiving surface 22a is inclined with respect to the end surface 3b on the end surface 3b having a relatively small area can be automated without manual work. Therefore, it is possible to increase the degree of freedom in setting the direction of the optical axis of the optical semiconductor element 2 while suppressing a decrease in mounting accuracy.

図２３と図２４に示される例においては、光半導体素子２の発光面２１ａまたは受光面２２ａは、回路基板３の主面３ａと端面３ｂの双方に直交する面内（図２３と図２４におけるＮＰ平面内）において傾斜している。これに加えてあるいは代えて、光半導体素子２の発光面２１ａまたは受光面２２ａは、主面３ａに平行かつ端面３ｂに直交する面内において傾斜する姿勢もとりうる。 In the examples shown in FIGS. 23 and 24, the light emitting surface 21a or the light receiving surface 22a of the optical semiconductor element 2 is in a plane orthogonal to both the main surface 3a and the end surface 3b of the circuit board 3 (in FIGS. 23 and 24). It is inclined in the NP plane). In addition to or instead, the light emitting surface 21a or the light receiving surface 22a of the optical semiconductor element 2 may be inclined in a plane parallel to the main surface 3a and orthogonal to the end surface 3b.

上記の実施形態は、本発明の理解を容易にするための例示にすぎない。上記の実施形態に係る構成は、本発明の趣旨を逸脱しなければ、適宜に変更・改良されうる。 The above embodiments are merely examples for facilitating the understanding of the present invention. The configuration according to the above embodiment may be appropriately changed or improved without departing from the spirit of the present invention.

図１５から図２０に示した例においては、光半導体素子２に凹部の形態で係合構造２ｄが形成されており、回路基板３に凸部の形態で係合構造３ｃが形成されている。しかしながら、係合構造２ｄが凸部の形態で形成され、係合構造３ｃが凹部の形態で形成されてもよい。 In the examples shown in FIGS. 15 to 20, the optical semiconductor element 2 has an engaging structure 2d formed in the form of a concave portion, and the circuit board 3 has an engaging structure 3c formed in the form of a convex portion. However, the engaging structure 2d may be formed in the form of a convex portion and the engaging structure 3c may be formed in the form of a concave portion.

２：光半導体素子、２１：発光素子、２１ａ：発光面、２２：受光素子、２２ａ：受光面、２ｃ：溝部、２ｄ：係合構造、２３：識別子、３：回路基板、３ａ：主面、３ｂ：端面、３ｃ：係合構造、４：回路、５：治具、５４：突起、６：表面実装機、６２：制御装置 2: Optical semiconductor element, 21: Light emitting element, 21a: Light emitting surface, 22: Light receiving element, 22a: Light receiving surface, 2c: Groove, 2d: Engagement structure, 23: Identifier 3: Circuit board, 3a: Main surface, 3b: End face, 3c: Engagement structure, 4: Circuit, 5: Jig, 54: Projection, 6: Surface mounter, 62: Control device

Claims (10)

回路が形成された回路基板の主面と交差する端面に実装される光半導体素子であって、
発光面または受光面を有する筐体と、
前記筐体の外表面に形成されており、前記端面における実装位置を示す識別子と、
を備えている、
光半導体素子。 An optical semiconductor device mounted on an end surface that intersects the main surface of a circuit board on which a circuit is formed.
With a housing having a light emitting surface or a light receiving surface,
An identifier formed on the outer surface of the housing and indicating a mounting position on the end face,
Is equipped with
Optical semiconductor device. 前記識別子は、半導体プロセスにより形成されている、
請求項１に記載の光半導体素子。 The identifier is formed by a semiconductor process.
The optical semiconductor device according to claim 1. 前記筐体の外表面に形成されており、前記回路基板に設けられた第一係合構造と係合する第二係合構造を備えている、
請求項１または２に記載の光半導体素子。 It is formed on the outer surface of the housing and has a second engaging structure that engages with the first engaging structure provided on the circuit board.
The optical semiconductor device according to claim 1 or 2. 前記第二係合構造は、半導体プロセスにより形成されている、
請求項３に記載の光半導体素子。 The second engaging structure is formed by a semiconductor process.
The optical semiconductor device according to claim 3. 回路が形成された主面を有する回路基板を、当該主面と交差する端面が露出するように治具で支持し、
発光面または受光面を有する光半導体素子の筐体を表面実装機で保持し、
前記筐体の外表面に形成された識別子に基づいて、前記端面における前記光半導体素子の実装位置を決定し、
前記発光面または前記受光面が前記端面に沿うように、前記表面実装機により前記光半導体素子を前記実装位置へ配置し、
前記光半導体素子と前記回路を電気的に接続する、
光センサの製造方法。 A circuit board having a main surface on which a circuit is formed is supported by a jig so that an end surface intersecting the main surface is exposed.
The housing of the optical semiconductor element having a light emitting surface or a light receiving surface is held by a surface mounter,
Based on the identifier formed on the outer surface of the housing, the mounting position of the optical semiconductor element on the end face is determined.
The optical semiconductor element is arranged at the mounting position by the surface mounter so that the light emitting surface or the light receiving surface is along the end surface.
Electrically connecting the optical semiconductor element and the circuit.
Manufacturing method of optical sensor. 前記光半導体素子が前記実装位置へ配置されると、前記回路基板に設けられた第一係合構造と前記筐体に形成された第二係合構造が係合し、前記光半導体素子が前記端面に支持される、
請求項５に記載の製造方法。 When the optical semiconductor element is arranged at the mounting position, the first engaging structure provided on the circuit board and the second engaging structure formed on the housing engage with each other, and the optical semiconductor element becomes said. Supported by the end face,
The manufacturing method according to claim 5. 前記光半導体素子が前記実装位置へ配置されると、前記治具に設けられた第一係合構造と前記筐体に形成された第二係合構造が係合し、前記光半導体素子が前記治具および前記端面に支持される、
請求項５に記載の製造方法。 When the optical semiconductor element is arranged at the mounting position, the first engaging structure provided in the jig and the second engaging structure formed in the housing engage with each other, and the optical semiconductor element becomes said. Supported by the jig and the end face,
The manufacturing method according to claim 5. 前記第一係合構造と前記第二係合構造は、直接接合される、
請求項６に記載の製造方法。 The first engaging structure and the second engaging structure are directly joined.
The manufacturing method according to claim 6. 前記発光面または前記受光面の前記端面に対する角度は、前記治具により定められる、
請求項５から８のいずれか一項に記載の製造方法。 The angle of the light emitting surface or the light receiving surface with respect to the end surface is determined by the jig.
The manufacturing method according to any one of claims 5 to 8. 表面実装機の制御装置により実行されるコンピュータプログラムであって、
実行されることにより、前記表面実装機に
発光面または受光面を有する光半導体素子の筐体を保持させ、
前記筐体の外表面に形成された識別子に基づいて、回路が形成された主面を有する回路基板の当該主面と交差する端面における前記光半導体素子の実装位置を決定させ、
前記発光面または前記受光面が前記端面に沿うように、前記光半導体素子を前記実装位置へ配置させる、
コンピュータプログラム。 A computer program executed by the control device of a surface mounter.
By executing this, the surface mounter is made to hold the housing of the optical semiconductor element having the light emitting surface or the light receiving surface.
Based on the identifier formed on the outer surface of the housing, the mounting position of the optical semiconductor element on the end surface intersecting the main surface of the circuit board having the main surface on which the circuit is formed is determined.
The optical semiconductor element is arranged at the mounting position so that the light emitting surface or the light receiving surface is along the end surface.
Computer program.
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