JP2008046558A - 光学レンズ及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】 付着強度が高く、量産性に優れた光学レンズ及びその製造方法を提供する。
【解決手段】 光学レンズ1は、透明樹脂を一体成型することにより形成され、光学レンズ機能を有する凸レンズ10と、凸レンズ10の周縁に設けられ薄板状の鍔部20とを備えている。鍔部20の内部には金属板22,24が凸レンズ10の光軸に対し左右対称に凸レンズ10の両側にそれぞれ設けられている。凸レンズ10の光軸方向において金属板22,24の下面22a,24aが鍔部20の透明樹脂から露出すると共に凸レンズ10の下面10a及び鍔部20の底面20aと同一平面上に形成されている。
【選択図】 図1
【解決手段】 光学レンズ1は、透明樹脂を一体成型することにより形成され、光学レンズ機能を有する凸レンズ10と、凸レンズ10の周縁に設けられ薄板状の鍔部20とを備えている。鍔部20の内部には金属板22,24が凸レンズ10の光軸に対し左右対称に凸レンズ10の両側にそれぞれ設けられている。凸レンズ10の光軸方向において金属板22,24の下面22a,24aが鍔部20の透明樹脂から露出すると共に凸レンズ10の下面10a及び鍔部20の底面20aと同一平面上に形成されている。
【選択図】 図1
Description
本発明は、表面実装用の光学レンズ及びその製造方法に関する。
従来、表面実装用の光学レンズは、半導体発光素子や半導体受光素子などの光半導体装置と別々に形成され、組み立ての際に光半導体装置と位置合わせされ光半導体装置に光学的に結合される。
その一例として、例えば特許文献1に記載されているものが知られている。この文献には、ガラス基板の一面に所定のピッチで複数のマイクロレンズを直線上に形成すると共に、マイクロレンズアレイが形成された面と対向する他の面に受光素子と接合する電極として下地にニッケル、銅、金を蒸着またはメッキで付着させ、所定ピッチで形成された受光素子アレイの電極部とマイクロアレイの電極部とを金バンプによりボンディングすることが開示されている。
特開平05−121710号公報
しかしながら、上記特許文献に開示された光学的な結合構造では、マイクロレンズを形成する基板には表面の平滑性に優れたガラス基板が用いられるため、蒸着膜を用いた電極における基板への付着強度が低く、且つ成膜に時間を要し量産性に乏しい。
本発明は、上記の問題点を解消する為になされたものであり、付着強度が高く、量産性に優れた光学レンズ及びその製造方法を提供することを目的とする。
本発明に係る光学レンズは、透明樹脂からなる凸レンズと、凸レンズの周縁に設けられ金属板を透明樹脂で樹脂封止することにより形成された鍔部とを備え、金属板は凸レンズの光軸方向において少なくとも一端面が透明樹脂から露出していることを特徴とする。
このように構成された光学レンズでは、凸レンズ及び鍔部が樹脂封止により形成されたため、簡単に量産されることができ、優れた量産性が得られる。また、金属板は樹脂封止され凸レンズの光軸方向において少なくとも一端面が透明樹脂から露出しているので、金属板の透明樹脂への付着強度が高くなる。
また、本発明に係る光レンズにおいて、鍔部には、透明樹脂で形成された樹脂層を光軸方向に貫通し、金属板と電気的に接続された導電体が設けられていることが好適である。この場合には、導電体が電気的に接続された外部接続端子として機能することにより、外部との電気的な接続を容易且つ確実に行うことができる。
本発明に係る光学レンズ製造方法は、上記の本発明に係る光学レンズを製造する方法であって、(1)導電性を有する基板の主面上に所定のレジストパターンを形成するレジストパターン形成工程と、(2)レジストパターン形成工程において形成されたレジストパターンを除く基板の主面の露出部上に導電性金属を電着して、基板の主面上に金属板を形成する金属板電着工程と、(3)金属板電着工程の後に、基板からレジストパターンを除去するレジストパターン除去工程と、(4)レジストパターン除去工程の後に、凸レンズの形状に対応する凹面を有する上型を用いて金属板を樹脂で覆う樹脂封止工程と、(5)樹脂封止工程の後に基板を除去する基板除去工程と、を備えることを特徴とする。
また、本発明に係る光学レンズ製造方法は、上記の本発明に係る光学レンズを製造する方法であって、(1)導電性を有する基板の主面上に第1レジストパターンを形成する第1レジストパターン形成工程と、(2)第1レジストパターン形成工程において形成された第1レジストパターンを除く基板の主面の露出部上に導電性金属を電着して、基板の主面上に金属板を形成する金属板電着工程と、(3)金属板電着工程の後に、基板から第1レジストパターンを除去する第1レジストパターン除去工程と、(4)第1レジストパターン除去工程の後に、金属板の主面上に第2レジストパターンを形成する第2レジストパターン形成工程と、(5)第2レジストパターン形成工程において形成された第2レジストパターンを除く金属板の主面の露出部上に導電性金属を電着して、金属板の主面上に導電体を形成する導電体電着工程と、(6)導電体電着工程の後に、金属板から第2レジストパターンを除去する第2レジストパターン除去工程と、(7)第2レジストパターン除去工程の後に、凸レンズの形状に対応する凹面及び基板と合わせる際に該凹面の周縁が導電体と当接する深さを有する上型を用いて金属板を樹脂で覆う樹脂封止工程と、(8)樹脂封止工程の後に基板を除去する基板除去工程と、を備えることが好適である。
また、本発明に係る光学レンズ製造方法は、上記の本発明に係る光学レンズを製造する方法であって、(1)導電性を有する基板の主面上に所定のレジストパターンを形成するレジストパターン形成工程と、(2)レジストパターン形成工程において形成されたレジストパターンを除く基板の主面の露出部上に導電性金属を電着して、基板の主面上に金属板を形成する金属板電着工程と、(3)金属板電着工程の後に、基板からレジストパターンを除去するレジストパターン除去工程と、(4)レジストパターン除去工程の後に、凸レンズの形状に対応する凹面及び基板と合わせる際に金属板と当接する凸部を有する上型を用いて金属板を樹脂で覆う樹脂封止工程と、(5)樹脂封止工程の後に基板を除去する基板除去工程と、(6)基板と合わせた際に上型の凸部により形成された樹脂の凹部に導電体を埋め込み、導電体を金属板と電気的に接続する接続工程と、を備えることが好適である。
本発明によれば、付着強度が高く、量産性に優れた光学レンズ及びその製造方法を提供することができる。
以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一又は同等の構成要素には、同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。
(第1実施形態)
まず、本発明に係る光学レンズ及びその製造方法の第1実施形態について説明する。図1は、第1実施形態に係る光学レンズ1の上面図、断面図および底面図である。同図(a)は上面図を示し、同図(b)は断面図を示し、同図(c)は底面図を示す。この図に示される光学レンズ1は、透明樹脂を一体成型することにより形成され、光学レンズ機能を有する凸レンズ10と、凸レンズ10の周縁に設けられ薄板状の鍔部20とを備えている。
まず、本発明に係る光学レンズ及びその製造方法の第1実施形態について説明する。図1は、第1実施形態に係る光学レンズ1の上面図、断面図および底面図である。同図(a)は上面図を示し、同図(b)は断面図を示し、同図(c)は底面図を示す。この図に示される光学レンズ1は、透明樹脂を一体成型することにより形成され、光学レンズ機能を有する凸レンズ10と、凸レンズ10の周縁に設けられ薄板状の鍔部20とを備えている。
凸レンズ10は、光学レンズ1の中央に設けられ、片面が湾曲し片面が平面をなす平凸レンズである。このような凸レンズを用いることにより平行光線を一点に集光することができる。一方、鍔部20は凸レンズ10の光軸に対し左右対称に凸レンズ10の両側に配置され凸レンズ10を取り囲むように設けられる。そして、鍔部20の底面20aと凸レンズ10の下面10aとが同一平面上に形成されている。
また、鍔部20の内部には金属板22,24が凸レンズ10の光軸に対し左右対称に凸レンズ10の両側にそれぞれ設けられている。具体的には、凸レンズ10の光軸方向において金属板22,24の下面22a,24aが鍔部20の透明樹脂から露出すると共に凸レンズ10の下面10a及び鍔部20の底面20aと同一平面上に形成されており、金属板22,24の他の平面は鍔部20の樹脂により覆われている。
なお、凸レンズ10及び鍔部20を形成する透明樹脂としては、樹脂封止に用いられる透明樹脂であり、例えば光学レンズ1と光学的に接続される発光素子の発光波長または受光素子の受光波長に対し透明である熱硬化型のエポキシ透明樹脂やシリコーン透明樹脂等が挙げられる。
このように構成された光学レンズ1では、凸レンズ10及び鍔部20が樹脂封止により形成されたため、簡単に量産されることができ、優れた量産性が得られる。そして、金属板22,24それぞれの露出した下面22a,24aが例えば受光素子上に半田付けされることで、光学レンズ1は該受光素子に実装される。このような光学レンズ1は、パッケージに入れられることなく、樹脂封止された形態のままであるので、小型化及び薄型化が可能となると共に、受光素子等の他部品上における表面実装の密度の向上が可能である。
また、金属板22,24は透明樹脂により封止され、その下面22a,24aが鍔部20の樹脂から露出しているため、金属板22,24の透明樹脂への付着強度が高く得られると共に、金属板22,24は位置合わせ手段として機能し、光学レンズ1を他部品に実装する際に他部品との位置合わせ作業を簡単に行うことができる。例えば光学レンズ1を受光素子に実装する場合に、設計段階において受光素子の電極パッドの位置と合わせて金属板22,24の位置を設定し、光学レンズ1の金属板22,24を受光素子の電極パッドに半田等で直接にフリップチップボンディング、リフローすることで、簡単に光学レンズ1の位置を決めることができ、歩留まりよく実装することができる。また、半田による実装を行う際にセルフアライメントにより光学レンズ1と他部品と接続することができるため、高精度の位置合わせを容易に実施することができる。
さらに、鍔部20が金属板22,24を透明樹脂で樹脂封止することにより形成され、金属板22,24は下面22a,24aを除いて透明樹脂により取り込まれている。このため、光学レンズ1の厚さを薄くすることができ、光学レンズ1の薄型化が可能となる。
次に、第1実施形態に係る光学レンズ1を製造する方法について説明する。図2は、第1実施形態に係る光学レンズ1を製造する方法を説明するフローチャートである。図3および図4は、第1実施形態に係る光学レンズ1を製造する方法を説明する工程図である。これらの図では、複数個(図示では3個)の光学レンズ1を同時に製造する場合を示している。
初めに、レジストパターン形成工程(ステップS1)では、導電性を有する基板50の主面上に所定のレジストパターン52が形成される(図3(a),(b))。ここで用いられる基板50は、両面が平坦な金属板であり、厚みが例えば0.1mmであり、例えばステンレススチール,アルミニウムおよび銅などからなる。この基板50の両面にレジスト52,54が塗布される(図3(a))。ここで塗布されるレジストは、例えば厚み50μmのアルカリタイプの感光性フィルムレジストである。このレジストが塗布された基板50の一方の主面上に所定パターンのマスクが配され、この状態で紫外線照射による両面露光が行われ、現像処理が行われる。これにより、基板50の主面上のレジストが硬化し、所定のレジストパターン52が形成される(図3(b))。
レジストパターン形成工程(ステップS1)に続く金属板電着工程(ステップS2)では、レジストパターン52を除く基板50の主面の露出部上に導電性金属が電着されて、基板50の主面上に金属板22,24が形成される(図3(c))。なお、この電着の前に、必要に応じて化学エッチングによる表面酸化被膜除去や薬品による化学処理等の表面活性化処理が行われる。例えば、電着物としてはニッケルやニッケル−コバルト合金、銅その他種々の金属が用いられ、また、スルファミン酸ニッケルの無光沢浴が使用され、レジストパターン52の厚さ程度の40〜50μmの厚さで金属板22,24が形成される。なお、必要に応じて、金属板22,24それぞれの表面に結着力向上用の金メッキ等を0.3〜0.4μm厚で行うのが好ましい。
金属板電着工程(ステップS2)に続くレジストパターン除去工程(ステップS3)では、基板50からレジスト52,54が除去される(図3(d))。レジスト除去方法としては、アルカリ溶液による膨潤除去の方法等が可能である。
レジストパターン除去工程(ステップS3)に続く樹脂封止工程(ステップS4)では、金属板22,24は透明樹脂70により覆われて封止される。このとき具体的には、凸レンズ10の形状に対応する凹面60a及び鍔部20の厚さと同じ深さを有する周縁部60bを備えるモールド金型(上型)60を用い基板50の上面に装着し(図4(a))、そのモールド金型内のキャビティに透明樹脂70を圧入する。透明樹脂70としては、例えば発光波長あるいは受光波長の光に対して透明な熱硬化型エポキシ樹脂等が用いられることが好適である。このとき、基板50は樹脂モールド時における下型の機能を果たす。これにより、モールド金型60と基板50との間に透明樹脂70が流れ込み、基板50上に複数の凸レンズ10等が配列されて透明樹脂70により一体的に封止された形態となる(図4(b))。なお、モールド時に複数の基板50を並列に配置して、透明樹脂70をランナーにより分配して各基板50とモールド金型60との間に圧入するようにすれば、効率よく多数の樹脂封止を行うことが可能である。そして、透明樹脂70が硬化した後にモールド金型60を取り外し、樹脂封止工程が終了する(図4(c))。
樹脂封止工程(ステップS4)に続く基板除去工程(ステップS5)では、基板50が除去されることにより、金属板22,24の下面22a,24aが露出した樹脂封止体が得られる(図4(d))。基板50を除去する方法としては、樹脂封止体から基板50を機械的に引き剥がす等の強制的に剥離除去する方法の他、基板50等を構成する材質に応じては、樹脂封止体側への影響のない溶剤等により基板50を溶解して除去する方法も可能である。金属板22,24それぞれの下面22a,24a、鍔部20の底面20a及び凸レンズ10の下面10aは同一平面上にある。なお、本工程後に必要に応じて、金属板22,24それぞれの下面22a,24aに、実装用に金及び銀等の導電性金属層の薄膜をフラッシュメッキ等の方法により0.3〜0.5μm厚で形成するようにしてもよい。
基板除去工程(ステップS5)に続く切断工程(ステップS6)では、図4(d)中において破線で示される切断線に沿って上記の樹脂封止体が切断されて、これにより、個々の光学レンズ1(図1)が製造される。
このように凸レンズ10及び鍔部20が一体に樹脂モールド成型されることにより、光学レンズ1が簡単に量産されることができ、製造コストを削減する効果をもたらす。
次に、光学レンズ1の変形例について図5を参照して説明する。図5(a)の変形例では、凸レンズ10の下面10aと鍔部20の底面20aとが同一平面上に形成されているが、金属板222,242はその下面222a,242aが凸レンズ10の下面10a及び鍔部20の底面20aから光学レンズ1の外側に突出するように形成されている。この場合には、上記の実施形態と同様に光学レンズ1を他部品に実装する際に他部品との位置合わせ作業を簡単に行うことができると共に、光学レンズ1の薄型化が可能となる。さらに、金属板222,242の下面222a,242aが凸レンズ10の下面10a及び鍔部20の底面20aから光学レンズ1の外側に突出することにより、実装時に半田の流れによる短絡等を防止する効果が期待できる。なお、この場合の光学レンズ1の製造方法では、用いられる基板は導電性金属が電着されるべき領域(金属板222,242が形成される領域)が他の領域に対して窪むように加工されることが必要である。
図5(b)の変形例では、凸レンズ10の下面10aと鍔部20の底面20aとが同一平面上に形成されているが、金属板224,244はその下面224a,244aが凸レンズ10の下面10a及び鍔部20の底面20aから光学レンズ1の内側に窪むように形成されている。この場合には、上記の実施形態と同様に光学レンズ1を他部品に実装する際に他部品との位置合わせ作業を簡単に行うことができると共に、光学レンズ1の薄型化が可能となる。さらに、金属板224,244の下面224a,244aが凸レンズ10の下面10a及び鍔部20の底面20aから光学レンズ1の内側に窪むことにより、実装時に半田の流れによる短絡等を防止する効果が期待できる。なお、この場合の光学レンズ1の製造方法では、用いられる基板は導電性金属が電着されるべき領域(金属板224,244が形成される領域)が他の領域に対して突出するように加工されることが必要である。
(第2実施形態)
次に、本発明に係る光学レンズの第2実施形態について説明する。図6は、第2実施形態に係る光学レンズ2の上面図、断面図および底面図である。同図(a)は上面図を示し、同図(b)は断面図を示し、同図(c)は底面図を示す。この図に示される光学レンズ2は、透明樹脂を一体成型することにより形成され、光学レンズ機能を有する凸レンズ10と、凸レンズ10の周縁に設けられた薄板状の鍔部20とを備えている。
次に、本発明に係る光学レンズの第2実施形態について説明する。図6は、第2実施形態に係る光学レンズ2の上面図、断面図および底面図である。同図(a)は上面図を示し、同図(b)は断面図を示し、同図(c)は底面図を示す。この図に示される光学レンズ2は、透明樹脂を一体成型することにより形成され、光学レンズ機能を有する凸レンズ10と、凸レンズ10の周縁に設けられた薄板状の鍔部20とを備えている。
図1に示された第1実施形態に係る光学レンズ1と比較すると、この図6に示される第2実施形態に係る光学レンズ2は導電体26,28を備える点で相違している。具体的には、鍔部20には金属板22,24と電気的に接続され透明樹脂で形成された樹脂層を凸レンズ10の光軸方向に貫通する導電体26,28が設けられており、導電体26,28それぞれの下面が金属板22,24に接続され、その上面26a,28aが透明樹脂から露出し鍔部20の上面20bと同一平面に形成されている。なお、第2実施形態に係る光学レンズ2のその他の構成については、第1実施形態と同様な構造を有するため説明を省略する。
このような構成とすることにより、第2実施形態に係る光学レンズ2は、上記の第1実施形態と同様に金属板22,24の透明樹脂への付着強度が高く得られると共に優れた量産性が可能となる。また、表面実装する際に他部品との位置合わせ作業を簡単に行うことができる。さらに、導電体26,28を備えることで、導電体26,28が電気的に接続された外部接続端子として機能し、外部との電気的な接続を容易且つ確実に行うことができる。
次に、第2実施形態に係る光学レンズ2を製造する方法について説明する。図7は、第2実施形態に係る光学レンズ2を製造する方法を説明するフローチャートである。図8〜図10は、第2実施形態に係る光学レンズ2を製造する方法を説明する工程図である。これらの図では、複数個(図示では3個)の光学レンズ2を同時に製造する場合を示している。
初めに、第1レジストパターン形成工程(ステップS11)では、導電性を有する基板50の主面上に第1レジストパターン52が形成される(図8(a),(b))。ここで用いられる基板50は、両面が平坦な金属板であり、厚みが例えば0.1mmであり、例えばステンレススチール,アルミニウムおよび銅などからなる。この基板50の両面にレジスト52,54が塗布される(図8(a))。ここで塗布されるレジストは、例えば厚み50μmのアルカリタイプの感光性フィルムレジストである。このレジストが塗布された基板50の一方の主面上に第1パターンのマスクが配され、この状態で紫外線照射による両面露光が行われ、現像処理が行われる。これにより、基板50の主面上のレジストが硬化し、第1レジストパターン52が形成される(図8(b))。
第1レジストパターン形成工程(ステップS11)に続く金属板電着工程(ステップS12)では、第1レジストパターン52を除く基板50の主面の露出部上に導電性金属が電着されて、基板50の主面上に金属板22,24が形成される(図8(c))。なお、この電着の前に、必要に応じて化学エッチングによる表面酸化被膜除去や薬品による化学処理等の表面活性化処理が行われる。例えば、電着物としてはニッケルやニッケル−コバルト合金、銅その他種々の金属が用いられ、また、スルファミン酸ニッケルの無光沢浴が使用され、第1レジストパターン52の厚さ程度の40〜50μmの厚さで金属板22,24が形成される。なお、必要に応じて、金属板22,24それぞれの表面に結着力向上用の金メッキ等を0.3〜0.4μm厚で行うのが好ましい。
金属板電着工程(ステップS12)に続く第1レジストパターン除去工程(ステップS13)では、基板50からレジスト52,54が除去される(図8(d))。第1レジスト除去方法としては、アルカリ溶液による膨潤除去の方法等が可能である。
第1レジストパターン除去工程(ステップS13)に続く第2レジストパターン形成工程(ステップS14)では、金属板22,24の主面上に第2レジストパターン56が形成される(図9(a),(b))。すなわち、基板50と金属板22,24との主面、及び基板50のもう一方の平面にそれぞれレジスト56,58が塗布される(図9(a))。ここで塗布されるレジストは、例えば厚み50μmのアルカリタイプの感光性フィルムレジストである。このレジストが塗布された基板50及び金属板22,24の主面上に第2パターンのマスクが配され、この状態で紫外線照射による両面露光が行われ、現像処理が行われる。これにより、基板50及び金属板22,24の主面上のレジストが硬化し、第2レジストパターン56が形成される(図9(b))。
第2レジストパターン形成工程(ステップS14)に続く導電体電着工程(ステップS15)では、第2レジストパターン56を除く金属板22,24の主面の露出部上に導電性金属が電着されて、金属板22と金属板24との主面上にそれぞれ導電体26,28が形成される(図9(c))。なお、この電着の前に、必要に応じて化学エッチングによる表面酸化被膜除去や薬品による化学処理等の表面活性化処理が行われる。例えば、電着物としてはニッケルやニッケル−コバルト合金銅その他種々の金属が用いられ、また、スルファミン酸ニッケルの無光沢浴が使用され、第2レジストパターン56の厚さ程度の40〜50μmの厚さで導電体26,28が形成される。なお、必要に応じて、導電体26,28それぞれの表面に結着力向上用の金メッキ等を0.3〜0.4μm厚で行うのが好ましい。
導電体電着工程(ステップS15)に続く第2レジストパターン除去工程(ステップS16)では、基板50及び金属板22,24からレジスト56,58が除去される(図9(d))。第2レジスト除去方法としては、アルカリ溶液による膨潤除去の方法等が可能である。
第2レジストパターン除去工程(ステップS16)に続く樹脂封止工程(ステップS17)では、金属板22,24及び導電体26,28は透明樹脂70により覆われて封止される。このとき具体的には、凸レンズ10の形状に対応する凹面62a及び基板50と合わせる際に凹面62aの周縁部62bが導電体26,28と当接する深さを有するモールド金型(上型)62を用いて基板50の上面に装着し(図10(a))、そのモールド金型内のキャビティに透明樹脂70を圧入する。透明樹脂70としては、例えば発光波長あるいは受光波長の光に対して透明な熱硬化型エポキシ樹脂等が用いられることが好適である。このとき、基板50は樹脂モールド時における下型の機能を果たす。これにより、モールド金型62と基板50との間に透明樹脂70が流れ込み、基板50上に複数の凸レンズ10等が配列されて透明樹脂70により一体的に封止された形態となる(図10(b))。なお、モールド時に複数の基板50を並列に配置して、透明樹脂70をランナーにより分配して各基板50とモールド金型62との間に圧入するようにすれば、効率よく多数の樹脂封止を行うことが可能である。そして、透明樹脂70が硬化した後にモールド金型62を取り外し、樹脂封止工程が終了する(図10(c))。
樹脂封止工程(ステップS17)に続く基板除去工程(ステップS18)では、基板50が除去されることにより、導電体26,28の上面26a,28a及び金属板22,24の下面22a,24aが露出した樹脂封止体が得られる(図10(d))。基板50を除去する方法としては、樹脂封止体から基板50を機械的に引き剥がす等の強制的に剥離除去する方法の他、基板50等を構成する材質に応じては、樹脂封止体側への影響のない溶剤等により基板50を溶解して除去する方法も可能である。金属板22,24それぞれの下面22a,24a、鍔部20の底面20a及び凸レンズ10の下面10aは同一平面上にある。なお、本工程後に必要に応じて、金属板22,24それぞれの下面22a,24aに、実装用に金および銀等の導電性金属層の薄膜をフラッシュメッキ等の方法により0.3〜0.5μm厚で形成するようにしてもよい。
基板除去工程(ステップS18)に続く切断工程(ステップS19)では、図10(d)中において破線で示される切断線に沿って上記の樹脂封止体が切断されて、これにより、個々の光学レンズ2(図6)が製造される。
このように凸レンズ10及び鍔部20が一体に樹脂モールド成型されることにより、光学レンズ2が簡単に量産されることができ、製造コストを削減する効果をもたらす。
なお、第2実施形態に係る光学レンズ2の製造方法は上記の製造方法に限定されることなく、下記のように製造されてもよい。以下、第2実施形態に係る光学レンズ2の他の製造する方法について説明する。図11は、第2実施形態に係る光学レンズ2の他の製造方法を説明するフローチャートである。図12および図13は、第2実施形態に係る光学レンズ2の他の製造方法を説明する工程図である。これらの図では、複数個(図示では3個)の光学レンズ2を同時に製造する場合を示している。
まず、レジストパターン形成工程(ステップS21)では、導電性を有する基板50の主面上に所定のレジストパターン52が形成される(図12(a),(b))。ここで用いられる基板50は、両面が平坦な金属板であり、厚みが例えば0.1mmであり、例えばステンレススチール,アルミニウムおよび銅などからなる。この基板50の両面にレジスト52,54が塗布される(図12(a))。ここで塗布されるレジストは、例えば厚み50μmのアルカリタイプの感光性フィルムレジストである。このレジストが塗布された基板50の一方の主面上に所定パターンのマスクが配され、この状態で紫外線照射による両面露光が行われ、現像処理が行われる。これにより、基板50の主面上のレジストが硬化し、所定のレジストパターン52が形成される(図12(b))。
レジストパターン形成工程(ステップS21)に続く金属板電着工程(ステップS22)では、レジストパターン52を除く基板50の主面の露出部上に導電性金属が電着されて、基板50の主面上に金属板22,24が形成される(図12(c))。なお、この電着の前に、必要に応じて化学エッチングによる表面酸化被膜除去や薬品による化学処理等の表面活性化処理が行われる。例えば、電着物としてはニッケルやニッケル−コバルト合金、銅その他種々の金属が用いられ、また、スルファミン酸ニッケルの無光沢浴が使用され、レジストパターン52の厚さ程度の40〜50μmの厚さで金属板22,24が形成される。なお、必要に応じて、金属板22,24それぞれの表面に結着力向上用の金メッキ等を0.3〜0.4μm厚で行うのが好ましい。
金属板電着工程(ステップS22)に続くレジストパターン除去工程(ステップS23)では、基板50からレジスト52,54が除去される(図12(d))。レジスト除去方法としては、アルカリ溶液による膨潤除去の方法等が可能である。
レジストパターン除去工程(ステップS23)に続く樹脂封止工程(ステップS24)では、金属板22,24は透明樹脂70により覆われて封止される。このとき具体的には、凸レンズ10の形状に対応する凹面64a及び基板50と合わせる際に金属板22,24と当接する凸部64bを有するモールド金型(上型)64を用いて基板50の上面に装着し(図13(a))、そのモールド金型内のキャビティに透明樹脂70を圧入する。透明樹脂70としては、例えば発光波長あるいは受光波長の光に対して透明な熱硬化型エポキシ樹脂等が用いられることが好適である。このとき、基板50は樹脂モールド時における下型の機能を果たす。これにより、モールド金型64と基板50との間に透明樹脂70が流れ込み、基板50上に複数の凸レンズ10等が配列されて透明樹脂70により一体的に封止された形態となる(図13(b))。なお、モールド時に複数の基板50を並列に配置して、透明樹脂70をランナーにより分配して各基板50とモールド金型64との間に圧入するようにすれば、効率よく多数の樹脂封止を行うことが可能である。透明樹脂70が硬化した後にモールド金型64を取り外し、樹脂封止工程が終了する。そして、樹脂封止体において基板50と合わせる際にモールド金型64の凸部64bに該当する個所には凹部66が形成されている(図13(c))。
樹脂封止工程(ステップS24)に続く基板除去工程(ステップS25)では、基板50が除去されることにより、金属板22,24の下面22a,24aが露出した樹脂封止体が得られる(図13(d))。基板50を除去する方法としては、樹脂封止体から基板50を機械的に引き剥がす等の強制的に剥離除去する方法の他、基板50等を構成する材質に応じては、樹脂封止体側への影響のない溶剤等により基板50を溶解して除去する方法も可能である。金属板22,24それぞれの下面および透明樹脂70の下面は、同一平面上にある。なお、本工程後に必要に応じて、金属板22,24それぞれの下面に、実装用に金および銀等の導電性金属層の薄膜をフラッシュメッキ等の方法により0.3〜0.5μm厚で形成するようにしてもよい。
基板除去工程(ステップS25)に続く導電体を金属板と電気的に接続する接続工程(ステップS26)では、凹部66の中に導電体26,28をそれぞれ埋め込み、導電体26,28を金属板22,24と電気的に接続する(図13(d))。なお、導電体26,28としては金属導体あるいは導電性樹脂等が用いられてもよい。また、この場合には、導電体26,28はその上面26a,28aが鍔部20の上面20bと同一平面に位置するように形成されてもよく、または鍔部20の上面20bから突出するように形成されてもよい。
接続工程(ステップS26)に続く切断工程(ステップS27)では、図13(d)中において破線で示される切断線に沿って上記の樹脂封止体が切断されて、これにより、個々の光学レンズ2(図6)が製造される。
上記の光学レンズ2の他の製造方法では、導電体を金属板と電気的に接続する接続工程は樹脂封止工程と基板除去工程との間に実施してもよい。すなわち、樹脂封止工程に続いて接続工程を行い、その後に基板除去工程を実施することとしても構わない。
また、第2実施形態に係る光学レンズ2についても、第1実施形態に係る光学レンズ1と同様な変形例(図5)を採用することが可能である。その説明を省略する。
本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記の実施形態では、金属板または導電体の数量はそれぞれ2つとしたが、必要に応じて数量を増減してもよい。
1〜2…光学レンズ、10…凸レンズ、20…鍔部、22,24…金属板、26,28…導電体、50…基板、52,54,56,58…レジスト、60,62,64…モールド金型(上型)、60a,62a,64a…凹面、62b…周縁部、64b…凸部、66…凹部、70…透明樹脂。
Claims (5)
- 透明樹脂からなる凸レンズと、
前記凸レンズの周縁に設けられ金属板を前記透明樹脂で樹脂封止することにより形成された鍔部と、
を備え、
前記金属板は、前記凸レンズの光軸方向において少なくとも一端面が前記透明樹脂から露出している、
ことを特徴とする光学レンズ。 - 前記鍔部には、前記透明樹脂で形成された樹脂層を前記光軸方向に貫通し、前記金属板と電気的に接続された導電体が設けられていることを特徴とする請求項1に記載の光学レンズ。
- 請求項1に記載の光学レンズを製造する方法であって、
導電性を有する基板の主面上に所定のレジストパターンを形成するレジストパターン形成工程と、
前記レジストパターン形成工程において形成されたレジストパターンを除く前記基板の主面の露出部上に導電性金属を電着して、前記基板の主面上に金属板を形成する金属板電着工程と、
前記金属板電着工程の後に、前記基板から前記レジストパターンを除去するレジストパターン除去工程と、
前記レジストパターン除去工程の後に、凸レンズの形状に対応する凹面を有する上型を用いて前記金属板を樹脂で覆う樹脂封止工程と、
前記樹脂封止工程の後に前記基板を除去する基板除去工程と、
を備えることを特徴とする光学レンズ製造方法。 - 請求項2に記載の光学レンズを製造する方法であって、
導電性を有する基板の主面上に第1レジストパターンを形成する第1レジストパターン形成工程と、
前記第1レジストパターン形成工程において形成された第1レジストパターンを除く前記基板の主面の露出部上に導電性金属を電着して、前記基板の主面上に金属板を形成する金属板電着工程と、
前記金属板電着工程の後に、前記基板から前記第1レジストパターンを除去する第1レジストパターン除去工程と、
前記第1レジストパターン除去工程の後に、前記金属板の主面上に第2レジストパターンを形成する第2レジストパターン形成工程と、
前記第2レジストパターン形成工程において形成された第2レジストパターンを除く前記金属板の主面の露出部上に導電性金属を電着して、前記金属板の主面上に導電体を形成する導電体電着工程と、
前記導電体電着工程の後に、前記金属板から前記第2レジストパターンを除去する第2レジストパターン除去工程と、
前記第2レジストパターン除去工程の後に、凸レンズの形状に対応する凹面及び前記基板と合わせる際に該凹面の周縁が前記導電体と当接する深さを有する上型を用いて前記金属板を樹脂で覆う樹脂封止工程と、
前記樹脂封止工程の後に前記基板を除去する基板除去工程と、
を備えることを特徴とする光学レンズ製造方法。 - 請求項2に記載の光学レンズを製造する方法であって、
導電性を有する基板の主面上に所定のレジストパターンを形成するレジストパターン形成工程と、
前記レジストパターン形成工程において形成されたレジストパターンを除く前記基板の主面の露出部上に導電性金属を電着して、前記基板の主面上に金属板を形成する金属板電着工程と、
前記金属板電着工程の後に、前記基板から前記レジストパターンを除去するレジストパターン除去工程と、
前記レジストパターン除去工程の後に、凸レンズの形状に対応する凹面及び前記基板と合わせる際に前記金属板と当接する凸部を有する上型を用いて前記金属板を樹脂で覆う樹脂封止工程と、
前記樹脂封止工程の後に前記基板を除去する基板除去工程と、
前記基板と合わせた際に前記上型の凸部により形成された前記樹脂の凹部に導電体を埋め込み、前記導電体を前記金属板と電気的に接続する接続工程と、
を備えることを特徴とする光学レンズ製造方法。
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WO2022005393A1 (en) * | 2020-06-30 | 2022-01-06 | Ams Sensors Singapore Pte. Ltd. | Optical device and manufacturing method |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004226632A (ja) * | 2003-01-22 | 2004-08-12 | Hitachi Maxell Ltd | 接合基板及び光回路基板並びにその製造方法 |
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2006
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