JP2004071734A - 受発光素子の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】従来の面実装型受発光素子の製造方法では、モールド体の作製に金型を用いるため、素子サイズの小型化が困難であり、また、遮光部分のサイズを変更しようとする場合、変更が困難であり、多品種少量生産の場合、コストアップの要因となるという問題があった。
【解決手段】受発光素子を構成する発光素子と受光素子との組を基板上に複数組配置し、該基板を樹脂封止した後、少なくとも前記発光素子と受光素子との間に遮光領域を形成し、個々の受発光素子に切断分離する受発光素子の製造方法であって、前記遮光領域の形成予定領域の封止樹脂を除去し凹部を形成する工程と、該凹部内に遮光性樹脂を充填する工程とを含むようにした。
【選択図】 図１
【解決手段】受発光素子を構成する発光素子と受光素子との組を基板上に複数組配置し、該基板を樹脂封止した後、少なくとも前記発光素子と受光素子との間に遮光領域を形成し、個々の受発光素子に切断分離する受発光素子の製造方法であって、前記遮光領域の形成予定領域の封止樹脂を除去し凹部を形成する工程と、該凹部内に遮光性樹脂を充填する工程とを含むようにした。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、チルトセンサや反射型インタラプタ等に利用される、発光部と受光部とを同一基板上に設けた面実装型の受発光素子の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図６は、面実装型受発光素子の従来の製造方法の一例の説明図である。本例は、リードフレームを基体として樹脂モールドにより遮光部及び外枠を形成し、各素子を搭載後、樹脂封止して受発光素子を製作するものである。
【０００３】
本説明図では、受発光素子の各部は簡略化した形で示されている。図中、２は受発光素子のＳ／Ｎ比を向上させるために発光部と受光部との間に設けられる遮光部、１１は外枠、１２は発光素子、１３は受光素子、１４はディスペンサ、１５は樹脂、１６はリードフレーム部、１７は受発光素子を示す。概略、以下の工程順で製作が行われる。
【０００４】
先ず、第１工程にて、リードフレーム部１６にインジェクションモールドにより、遮光部２、外枠１１を形成する（図６工程１）。
【０００５】
次に、第２工程にて、発光素子１２及び受光素子１３を、それぞれ銀ペースト等の導電性ペーストによりリードフレーム部１６の素子電極ダイパッド部上にダイボンドし、金線、アルミニウム線等の導電線によりリードフレーム部１６のリード部にワイヤボンドする（図６工程２）。
【０００６】
次に、第３工程にて、ディスペンサ１４により遮光部２と外枠１１で囲まれた枠内にエポキシ樹脂等の樹脂１５を注入する（図６工程３）。
【０００７】
次に、第４工程にて、樹脂１５を硬化させ，切断分離することにより個々の受発光素子１７が完成される（図６工程４）。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上述した面実装型受発光素子の製造方法では、遮光部や外枠の形成に金型を用いるが、樹脂を金型の隅々まで注入する必要上、樹脂通路部の寸法を十分大きく取らざるを得ず、素子サイズが大きくなるという問題があった。
【０００９】
また、遮光部のサイズを変更しようとする場合、新たな金型を用意する必要があり、多品種少量生産の場合、コストアップの要因となるという問題があった。
【００１０】
本発明は、上記問題点を解消し、面実装型受発光素子の小型化を可能とし、且つ低コスト化を実現する新規な製造方法を提供しようとするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に係る発明は、受発光素子を構成する発光素子と受光素子との組を基板上に複数組配置し、該基板を樹脂封止した後、少なくとも前記発光素子と受光素子との間に遮光領域を形成し、個々の受発光素子に切断分離する受発光素子の製造方法であって、前記遮光領域の形成予定領域の封止樹脂を除去し凹部を形成する工程と、該凹部内に遮光性樹脂を充填する工程とを含むようにした。
【００１２】
請求項２に係る発明は、受発光素子を構成する発光素子と受光素子との組を基板上に複数組配置し、該基板を樹脂封止した後、少なくとも前記発光素子と受光素子との間に遮光領域を形成し、個々の受発光素子に切断分離する受発光素子の製造方法であって、前記遮光領域の形成予定領域の封止樹脂を除去し凹部を形成する工程と、少なくとも該凹部の側壁部を遮光性膜で被覆する工程とを含むようにした。
【００１３】
請求項３に係る発明は、上記請求項２に係る発明において、前記遮光領域形成予定領域にレーザ光を照射し、前記封止樹脂を除去すると共に、少なくとも前記凹部の側壁部を炭化し、前記遮光性膜を形成するようにした。
【００１４】
【発明の実施の形態】
［第１の実施の形態］
以下、本発明の実施の形態について説明する。図１は第１の実施の形態の製造方法を示した説明図、図２は本発明により製作される受発光素子の説明図、図３は個々の受発光素子に切断分離する工程の説明図である。
【００１５】
本発明の製造方法は、集合基板に複数組の発光素子及び受光素子を搭載し、樹脂封止した後、個々の受発光素子に分割する方式で行うが、図１に示す各工程の説明図は、一組の受発光素子を表している。また、基板としてプリント配線板、発光素子としてＬＥＤ、受光素子としてフォトトランジスタを用いた場合について説明している。プリント配線板１の上面には素子接続用の各電極、裏面には実装用の各電極が設けられ、対応する電極間はスルーホールで接続されている。
【００１６】
先ず、第１の工程にて、プリント配線板１上のＬＥＤ・正電極５にＬＥＤ９を、フォトトランジスタ・コレクタ電極７にフォトトランジスタ１０を、それぞれ銀ペースト等によりダイボンドする。またＬＥＤ・負電極６及びフォトトランジスタ・エミッタ電極８に、対応する素子電極をそれぞれ金線、アルミニウム線等によりワイヤボンドして、両素子を基板に搭載する（図１工程１）。
【００１７】
次に、第２の工程にて、前工程による両素子搭載したプリント配線板１をポッティング又は印刷により、エポキシ樹脂等の樹脂１５で一括封止する（図１工程２）。
【００１８】
次に、第３の工程にて、図３に示すＬＥＤ９とフォトトランジスタ１０との間を通るラインＺに沿ってダイシングブレードを走行させ、樹脂１５のみを除去し、遮光領域形成のため溝状の凹部を形成する。この凹部の幅は、ダイシングブレードの幅により変えることができる（図１工程３）。
【００１９】
次に、第４の工程にて、前工程で形成された凹部に、遮光性樹脂をポッティング又は印刷により注入し、高温恒温槽にて加熱硬化させ、遮光部２を形成する。遮光性樹脂としては、凹部内に充填可能なエポキシ樹脂を用いる。形成された遮光部２の透過度は、使用するエポキシ樹脂の種類により決まる（図１工程４）。
【００２０】
次に、図３に示すダイシングラインＸ１、Ｘ２及びＹ１、Ｙ２に沿ってダイシングブレードを走行させ、樹脂１５、遮光部１２に注入された遮光性樹脂及びプリント配線板１を切断し、個々の受発光素子に切断分割し、製作を完了する。このように製作された受発光素子を図２に示す。図２に示すように、ＬＥＤが封止された発光部３とフォトトランジスタが封止された受光部４の間に、遮光性樹脂が注入された遮光部２を備えた受発光素子を形成することができた。
【００２１】
本発明の製造方法によれば、金型を用いることなく遮光部を形成することができる。また、外枠を必要としないことに加えて、遮光部の幅を十分な遮光特性が得られる樹脂が注入でき、かつダイシングブレード幅程度に狭くすることができるので、素子サイズを小さくすることが可能となる。
【００２２】
さらに、上述の第３の工程では、ダイシングブレードにより樹脂１５を除去して凹部を形成したが、レーザ光を照射することで樹脂１５を除去し、凹部を形成することもできる。この方法は、ダイシングブレードを使用する場合と比較して、遮光部の幅をさらに狭くすることができ、素子サイズの小型化に効果が大きい。
【００２３】
［第２の実施の形態］
図４は、本発明の第２の実施の形態を工程順に示した説明図、図５は受発光素子を示す。以下の説明では、第１の実施の形態と共通する部分は説明を省略する。第２の実施の形態の第１の実施の形態との違いは、発光部と受光部との間に設ける遮光領域の形成方法の違いであり、第１の工程及び第２の工程は、第１の実施の形態と同じである。
【００２４】
本実施の形態では、第３の工程において、図３に示すＬＥＤ９とフォトトランジスタ１０との間を通るラインＺに沿ってレーザ光を照射する。その際、炭化水素雰囲気としてライン上の樹脂を除去し、溝状の凹部を形成する。その結果、凹部側壁部に炭化物が生成する。生成した炭化物は遮光性膜として機能し、遮光領域を形成する。ここで、炭化物生成量は、雰囲気内の炭化水素の種類や量及びレーザ出力等により調整することができる。
【００２５】
以下、図３に示すようなダイシングラインＸ１、Ｘ２及びＹ１、Ｙ２に沿ってダイシングを行い、個々の受発光素子に切断分割し、製作を完了する（図５）。
【００２６】
なお、第３の工程におけるレーザ光照射を、受発光素子の周辺部にも施し、周辺を炭化した遮光性膜で覆うようにしてもよい。その場合、入射光は上方からのみとなり遮光性は更に高まる。
【００２７】
また、第３の工程において、凹部の形成を行うと共に、レ−ザ光照射により受発光素子に分離するための切断分離を行うことができる。なお、切断分離の場合は炭化水素雰囲気とする必要はない。
【００２８】
また、受発光素子の樹脂部のみの分離をレ−ザ光照射により行い、基板の切断はダイシングブレードで行うようにしてもよい。さらに、ダイシングブレードで樹脂１５を除去し凹部を形成した後、その側面にレーザ光照射して、遮光性膜を形成することも可能である。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明では、遮光部を一括封止した樹脂を除去し凹部を形成した後、凹部内に遮光性樹脂を充填して形成し、また凹部の側壁部を遮光性膜で被覆して形成するように構成したので、従来の製造方法で必要とされた金型を用いる必要がなくなり、初期投資の低コスト化が可能になった。また同時に、素子サイズの小型化が可能となる。
【００３０】
遮光領域形成のためにレーザ光照射を用いる場合は、炭化水素雰囲気で行うことにより、凹部の形成と同時に炭化による遮光性膜の形成が可能となり、製造工程を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の受発光素子製造方法の第１の実施の形態の説明図である。
【図２】第１の実施の形態により製作される受発光素子の説明図である。
【図３】本発明の実施の形態で用いる切断分離工程の説明図である。
【図４】本発明の受発光素子製造方法の第２の実施の形態の説明図である。
【図５】第２の実施の形態により製作される受発光素子の説明図である。
【図６】受発光素子の製造方法の従来例の説明図である。
【符号の説明】
１：プリント配線板、２：遮光部、３：発光部、４：受光部、５：ＬＥＤ正電極、６：ＬＥＤ負電極、７：フォトトランジスタ・コレクタ電極、８：フォトトランジスタ・エミッタ電極、９：ＬＥＤ、１０：フォトトランジスタ、１１：外枠、１２：発光素子、１３：受光素子、１４：ディスペンサ、１５：樹脂、１６：リードフレーム部、１７：受発光素子。
【発明の属する技術分野】
本発明は、チルトセンサや反射型インタラプタ等に利用される、発光部と受光部とを同一基板上に設けた面実装型の受発光素子の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図６は、面実装型受発光素子の従来の製造方法の一例の説明図である。本例は、リードフレームを基体として樹脂モールドにより遮光部及び外枠を形成し、各素子を搭載後、樹脂封止して受発光素子を製作するものである。
【０００３】
本説明図では、受発光素子の各部は簡略化した形で示されている。図中、２は受発光素子のＳ／Ｎ比を向上させるために発光部と受光部との間に設けられる遮光部、１１は外枠、１２は発光素子、１３は受光素子、１４はディスペンサ、１５は樹脂、１６はリードフレーム部、１７は受発光素子を示す。概略、以下の工程順で製作が行われる。
【０００４】
先ず、第１工程にて、リードフレーム部１６にインジェクションモールドにより、遮光部２、外枠１１を形成する（図６工程１）。
【０００５】
次に、第２工程にて、発光素子１２及び受光素子１３を、それぞれ銀ペースト等の導電性ペーストによりリードフレーム部１６の素子電極ダイパッド部上にダイボンドし、金線、アルミニウム線等の導電線によりリードフレーム部１６のリード部にワイヤボンドする（図６工程２）。
【０００６】
次に、第３工程にて、ディスペンサ１４により遮光部２と外枠１１で囲まれた枠内にエポキシ樹脂等の樹脂１５を注入する（図６工程３）。
【０００７】
次に、第４工程にて、樹脂１５を硬化させ，切断分離することにより個々の受発光素子１７が完成される（図６工程４）。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上述した面実装型受発光素子の製造方法では、遮光部や外枠の形成に金型を用いるが、樹脂を金型の隅々まで注入する必要上、樹脂通路部の寸法を十分大きく取らざるを得ず、素子サイズが大きくなるという問題があった。
【０００９】
また、遮光部のサイズを変更しようとする場合、新たな金型を用意する必要があり、多品種少量生産の場合、コストアップの要因となるという問題があった。
【００１０】
本発明は、上記問題点を解消し、面実装型受発光素子の小型化を可能とし、且つ低コスト化を実現する新規な製造方法を提供しようとするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に係る発明は、受発光素子を構成する発光素子と受光素子との組を基板上に複数組配置し、該基板を樹脂封止した後、少なくとも前記発光素子と受光素子との間に遮光領域を形成し、個々の受発光素子に切断分離する受発光素子の製造方法であって、前記遮光領域の形成予定領域の封止樹脂を除去し凹部を形成する工程と、該凹部内に遮光性樹脂を充填する工程とを含むようにした。
【００１２】
請求項２に係る発明は、受発光素子を構成する発光素子と受光素子との組を基板上に複数組配置し、該基板を樹脂封止した後、少なくとも前記発光素子と受光素子との間に遮光領域を形成し、個々の受発光素子に切断分離する受発光素子の製造方法であって、前記遮光領域の形成予定領域の封止樹脂を除去し凹部を形成する工程と、少なくとも該凹部の側壁部を遮光性膜で被覆する工程とを含むようにした。
【００１３】
請求項３に係る発明は、上記請求項２に係る発明において、前記遮光領域形成予定領域にレーザ光を照射し、前記封止樹脂を除去すると共に、少なくとも前記凹部の側壁部を炭化し、前記遮光性膜を形成するようにした。
【００１４】
【発明の実施の形態】
［第１の実施の形態］
以下、本発明の実施の形態について説明する。図１は第１の実施の形態の製造方法を示した説明図、図２は本発明により製作される受発光素子の説明図、図３は個々の受発光素子に切断分離する工程の説明図である。
【００１５】
本発明の製造方法は、集合基板に複数組の発光素子及び受光素子を搭載し、樹脂封止した後、個々の受発光素子に分割する方式で行うが、図１に示す各工程の説明図は、一組の受発光素子を表している。また、基板としてプリント配線板、発光素子としてＬＥＤ、受光素子としてフォトトランジスタを用いた場合について説明している。プリント配線板１の上面には素子接続用の各電極、裏面には実装用の各電極が設けられ、対応する電極間はスルーホールで接続されている。
【００１６】
先ず、第１の工程にて、プリント配線板１上のＬＥＤ・正電極５にＬＥＤ９を、フォトトランジスタ・コレクタ電極７にフォトトランジスタ１０を、それぞれ銀ペースト等によりダイボンドする。またＬＥＤ・負電極６及びフォトトランジスタ・エミッタ電極８に、対応する素子電極をそれぞれ金線、アルミニウム線等によりワイヤボンドして、両素子を基板に搭載する（図１工程１）。
【００１７】
次に、第２の工程にて、前工程による両素子搭載したプリント配線板１をポッティング又は印刷により、エポキシ樹脂等の樹脂１５で一括封止する（図１工程２）。
【００１８】
次に、第３の工程にて、図３に示すＬＥＤ９とフォトトランジスタ１０との間を通るラインＺに沿ってダイシングブレードを走行させ、樹脂１５のみを除去し、遮光領域形成のため溝状の凹部を形成する。この凹部の幅は、ダイシングブレードの幅により変えることができる（図１工程３）。
【００１９】
次に、第４の工程にて、前工程で形成された凹部に、遮光性樹脂をポッティング又は印刷により注入し、高温恒温槽にて加熱硬化させ、遮光部２を形成する。遮光性樹脂としては、凹部内に充填可能なエポキシ樹脂を用いる。形成された遮光部２の透過度は、使用するエポキシ樹脂の種類により決まる（図１工程４）。
【００２０】
次に、図３に示すダイシングラインＸ１、Ｘ２及びＹ１、Ｙ２に沿ってダイシングブレードを走行させ、樹脂１５、遮光部１２に注入された遮光性樹脂及びプリント配線板１を切断し、個々の受発光素子に切断分割し、製作を完了する。このように製作された受発光素子を図２に示す。図２に示すように、ＬＥＤが封止された発光部３とフォトトランジスタが封止された受光部４の間に、遮光性樹脂が注入された遮光部２を備えた受発光素子を形成することができた。
【００２１】
本発明の製造方法によれば、金型を用いることなく遮光部を形成することができる。また、外枠を必要としないことに加えて、遮光部の幅を十分な遮光特性が得られる樹脂が注入でき、かつダイシングブレード幅程度に狭くすることができるので、素子サイズを小さくすることが可能となる。
【００２２】
さらに、上述の第３の工程では、ダイシングブレードにより樹脂１５を除去して凹部を形成したが、レーザ光を照射することで樹脂１５を除去し、凹部を形成することもできる。この方法は、ダイシングブレードを使用する場合と比較して、遮光部の幅をさらに狭くすることができ、素子サイズの小型化に効果が大きい。
【００２３】
［第２の実施の形態］
図４は、本発明の第２の実施の形態を工程順に示した説明図、図５は受発光素子を示す。以下の説明では、第１の実施の形態と共通する部分は説明を省略する。第２の実施の形態の第１の実施の形態との違いは、発光部と受光部との間に設ける遮光領域の形成方法の違いであり、第１の工程及び第２の工程は、第１の実施の形態と同じである。
【００２４】
本実施の形態では、第３の工程において、図３に示すＬＥＤ９とフォトトランジスタ１０との間を通るラインＺに沿ってレーザ光を照射する。その際、炭化水素雰囲気としてライン上の樹脂を除去し、溝状の凹部を形成する。その結果、凹部側壁部に炭化物が生成する。生成した炭化物は遮光性膜として機能し、遮光領域を形成する。ここで、炭化物生成量は、雰囲気内の炭化水素の種類や量及びレーザ出力等により調整することができる。
【００２５】
以下、図３に示すようなダイシングラインＸ１、Ｘ２及びＹ１、Ｙ２に沿ってダイシングを行い、個々の受発光素子に切断分割し、製作を完了する（図５）。
【００２６】
なお、第３の工程におけるレーザ光照射を、受発光素子の周辺部にも施し、周辺を炭化した遮光性膜で覆うようにしてもよい。その場合、入射光は上方からのみとなり遮光性は更に高まる。
【００２７】
また、第３の工程において、凹部の形成を行うと共に、レ−ザ光照射により受発光素子に分離するための切断分離を行うことができる。なお、切断分離の場合は炭化水素雰囲気とする必要はない。
【００２８】
また、受発光素子の樹脂部のみの分離をレ−ザ光照射により行い、基板の切断はダイシングブレードで行うようにしてもよい。さらに、ダイシングブレードで樹脂１５を除去し凹部を形成した後、その側面にレーザ光照射して、遮光性膜を形成することも可能である。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明では、遮光部を一括封止した樹脂を除去し凹部を形成した後、凹部内に遮光性樹脂を充填して形成し、また凹部の側壁部を遮光性膜で被覆して形成するように構成したので、従来の製造方法で必要とされた金型を用いる必要がなくなり、初期投資の低コスト化が可能になった。また同時に、素子サイズの小型化が可能となる。
【００３０】
遮光領域形成のためにレーザ光照射を用いる場合は、炭化水素雰囲気で行うことにより、凹部の形成と同時に炭化による遮光性膜の形成が可能となり、製造工程を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の受発光素子製造方法の第１の実施の形態の説明図である。
【図２】第１の実施の形態により製作される受発光素子の説明図である。
【図３】本発明の実施の形態で用いる切断分離工程の説明図である。
【図４】本発明の受発光素子製造方法の第２の実施の形態の説明図である。
【図５】第２の実施の形態により製作される受発光素子の説明図である。
【図６】受発光素子の製造方法の従来例の説明図である。
【符号の説明】
１：プリント配線板、２：遮光部、３：発光部、４：受光部、５：ＬＥＤ正電極、６：ＬＥＤ負電極、７：フォトトランジスタ・コレクタ電極、８：フォトトランジスタ・エミッタ電極、９：ＬＥＤ、１０：フォトトランジスタ、１１：外枠、１２：発光素子、１３：受光素子、１４：ディスペンサ、１５：樹脂、１６：リードフレーム部、１７：受発光素子。
Claims (3)
- 受発光素子を構成する発光素子と受光素子との組を基板上に複数組配置し、該基板を樹脂封止した後、少なくとも前記発光素子と受光素子との間に遮光領域を形成し、個々の受発光素子に切断分離する受発光素子の製造方法であって、前記遮光領域の形成予定領域の封止樹脂を除去し凹部を形成する工程と、該凹部内に遮光性樹脂を充填する工程とを含むことを特徴とする受発光素子の製造方法。
- 受発光素子を構成する発光素子と受光素子との組を基板上に複数組配置し、該基板を樹脂封止した後、少なくとも前記発光素子と受光素子との間に遮光領域を形成し、個々の受発光素子に切断分離する受発光素子の製造方法であって、前記遮光領域の形成予定領域の封止樹脂を除去し凹部を形成する工程と、少なくとも該凹部の側壁部を遮光性膜で被覆する工程とを含むことを特徴とする受発光素子の製造方法。
- 請求項２記載の受発光素子の製造方法において、前記遮光領域形成予定領域にレーザ光を照射し、前記封止樹脂を除去し凹部を形成すると共に、少なくとも前記凹部の側壁部を炭化し、前記遮光性膜を形成することを特徴とする受発光素子の製造方法。
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