JP2009160871A - パッケージ部品及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 第１の機能部品と第２の機能部品とを精度の高いアスペクト比で対向配置することが可能なパッケージ部品及びその製造方法を提供すること。
【解決手段】 遮光パターン２２が形成された透明基板２１に未硬化の光硬化樹脂を塗布して光硬化樹脂層２４を形成した後、光硬化樹脂層２４の上面に加圧基板２５を押し当てて光硬化樹脂層２４を所定の膜厚寸法に設定し、その後に透明基板２１の他方の面側に遮光マスク３０を設置するととも透明基板２１の他方の面側を露光して光硬化樹脂層２４を部分的に硬化させる。さらに光硬化樹脂層２４から未硬化の部分を除去してダム材１３を露出させ、その後に前記ダム材１３の両面に第１の機能部品と第２の機能部品を対向配置するようにした。ダム材１３を精度の高いアスペクト比で形成することができるため、第１の機能部品と第２の機能部品とを高精度に対向配置することが可能となる。
【選択図】図２

Description

本発明は、光学部品や静電センサなどがパッケージングされたパッケージ部品に係わり、特に光硬化樹脂を用いて形成されるパッケージ部品及びその製造方法に関する。

本発明に関連する先行技術としては、例えば以下の特許文献１などが存在する。特許文献１は組み合わせレンズの製造方法に関する技術であり、第１の基板と第２の基板とをスペーサを介して平行な状態で固着した上でこれらの基板の間に紫外線硬化樹脂を設けるとともに、紫外線を、遮光マスクを介して前記紫外線硬化樹脂を露光することで組み合わせレンズ（パッケージ部品）が製造されるというものである。
特開２００５−２３１０７３号公報

上記の製造方法は、パッケージ部品が第１の基板と第２の基板との間に設けたスペーサ（ダム材）を介して固定される構成であるが、スペーサ（ダム材）を高精度に形成しないと、第１の基板と第２の基板との間の対向寸法および平行度が低下し、パッケージ部品（組み合わせレンズ）の品質を高めることができないものである。

しかし、特許文献１にはスペーサ（ダム材）を高精度に製造する方法については記載されていない。

またディスペンサ（定量塗布装置）を用いて液状光硬化樹脂を塗布することにより、スペーサ（ダム材）を形成する方法もある。この方法では、液状光硬化樹脂を重ね塗りして樹脂層を積み重ねることにより、高い寸法からなるスペーサ（ダム材）を形成することが可能となるが、一層ごとに形状および高さを精度良く形成することが難しく、スペーサ（ダム材）を精度の高いアスペクト比で形成するには限界があった。

本発明は上記従来の課題を解決するためのものであり、第１の機能部品と第２の機能部品とを精度の高いアスペクト比で対向配置することが可能なパッケージ部品及びその製造方法を提供することを目的としている。

本発明は、遮光パターンが形成された透明基板の一方の面上に未硬化の光硬化樹脂を塗布した後、前記光硬化樹脂の上面に加圧基板を押し当てることにより、所定の膜厚寸法に設定した光硬化樹脂層を形成し、その後に前記透明基板の他方の面側に遮光マスクを設置するとともに前記透明基板の前記他方の面側を露光して前記光硬化樹脂層を部分的に硬化させることにより、硬化後の光硬化樹脂からなるダム材を形成し、さらに前記光硬化樹脂層から未硬化の部分を除去して前記ダム材を露出させ、その後に前記ダム材の両面に第１の機能部品と第２の機能部品を対向配置することにより形成されることを特徴とするものである。

また本発明は、遮光パターンが形成された透明基板の一方の面上に未硬化の光硬化樹脂を塗布する第１の工程と、
前記光硬化樹脂の上面に加圧基板を押し当てることにより、所定の膜厚寸法に設定された光硬化樹脂層を形成する第２の工程と、
前記透明基板の他方の面側に遮光マスクを設置し、前記透明基板の前記他方の面側を露光して前記光硬化樹脂層を部分的に硬化させる第３の工程と、
前記光硬化樹脂層から未硬化の部分を除去してダム材を露出させる第４の工程と、
前記ダム材の両面に第１の部機能部品と第２の機能部品を対向配置する第５の工程と、
を有することを特徴とするものである。

本発明では、ダム材を精度の高いアスペクト比で形成することができる。このため、ダム材の両端面に固定される第１の機能部品と第２の機能部品との間の対向距離を高精度に設定することができる。

また本発明は、複数の前記遮光パターンが形成された透明基板の一方の面上に未硬化の光硬化樹脂を塗布する第１の工程と、
前記光硬化樹脂の上面に加圧基板を押し当てることにより、所定の膜厚寸法に設定された光硬化樹脂層を形成する第２の工程と、
前記透明基板の他方の面側に複数の遮光部を有する遮光マスクを設置し、前記透明基板の前記他方の面側を露光して前記光硬化樹脂層の複数の箇所を部分的に硬化させる第３の工程と、
前記光硬化樹脂層から未硬化の部分を除去して複数のダム材をウェハ状に形成する第４の工程と、
前記ダム材の両面に第１の部機能部品と第２の機能部品を対向配置する第５の工程と、
第１の部機能部品および第２の機能部品ごとに個々の部品に切り分ける第６の工程と、
を有することを特徴とするものである。
上記発明では、精度の高い複数のパッケージ部品を同時に形成することができる。

上記において、前記第１工程の前に、前記透明基板に導電層からなる所定の遮光パターンを形成する工程が設けられるものが好ましい。

上記構成では、遮光パターンを、ダム材を形成する際の遮光マスクとしてだけでなく、電極としても利用することができるため、製造コストを低減できる。

また前記第３の工程が終了するまで、前記加圧基板と前記光硬化樹脂層が密着したままであることが好ましい。

上記構成では、第３の工程において前記加圧基板により体積が規制されているため、光硬化樹脂が硬化して収縮した場合であっても周辺の未硬化の樹脂が流入して体積を補うため、ダム材の精度を高めることが出来る。

また前記加圧基板に、反射防止膜が形成されていることが好ましい。
上記構成では、加圧基板からの反射による不必要な露光を防止することができるため、ダム材の精度を高めることができる。

さらには、前記反射防止膜の表面に離型層が形成されるものが好ましい。
上記構成のものでは、加圧基板から硬化後のダム材を容易に剥離することができる。

本発明では、ダム材を精度の高いアスペクト比で形成することができる。さらには、このダム材をスペーサとして用いることにより、ダム材の両端面に固定される第１の機能部品と第２の機能部品との間の対向距離を高精度に設定することができる。

図１は本発明の実施の形態を示すパッケージ部品の構成を示す断面図、図２はパッケージ部品の製造方法の一部を示す工程図、図３は図２（Ａ）に相当する透明基板の斜視図、図４は図２（Ｅ）に相当する透明基板の斜視図である。

本発明におけるパッケージ部品は、例えば一対のレンズが所定の距離を隔てて対向配置された組み合わせレンズなどの光学部品、あるいは所定の距離を隔てて一対の電極が対向配置される静電センサなどの電子部品であるが、所定の距離を隔てて対向配置される機能部品を有するものであればこれらに限られるものではない。

図１に示すように、パッケージ部品１０は、上部側に第１の機能部品１１が設けられ、下部側に第２の機能部品１２が設けられており、第１の機能部品１１と第２の機能部品１２とはこの間に設けられた所定の厚み寸法からなるダム材（スペーサ）１３を介して連結されている。

パッケージ部品１０が光学部品である組み合わせレンズの場合には、第１の機能部品１１は一方の対向レンズであり、第２の機能部品１２は他方の対向レンズである。またパッケージ部品１０が電子部品としての静電センサである場合には、第１の機能部品１１は一方の対向電極であり、第２の機能部品１２は他方の対向電極である。このようなパッケージ部品１０は、例えば携帯電話機に搭載された光学機器や各種のスイッチ機構の構成部品として使用される。

次に、パッケージ部品の製造方法について説明する。
図２（Ａ）に示すように、第１の工程では、所定の遮光パターン２２が形成された透明基板２１が準備され、続いて図２（Ｂ）に示すように、この遮光パターン２２が形成された透明基板２１の面上に光硬化樹脂層２４が形成される。

透明基板２１は、ガラス基板、アクリル基板またはポリカーボネイトなどで形成されており、遮光パターン２２は所定の平面形状に積層された導電層で形成されている。導電層（遮光パターン２２）は、透明基板２１上に例えばスパッタ法またはエッチング法などで形成されている。

光硬化樹脂層２４の塗布は、ディスペンサを用いて未硬化の液状紫外線硬化樹脂を塗布してもよいし、その他の方法を用いて塗布するものであってもよい。

図３に示すものでは、透明基板２１の一方の面２１Ａ上に四角形状からなる内枠部２２ａと外枠部２２ｂとからなる遮光パターン２２が形成されている。なお、内枠部２２ａと外枠部２２ｂとの間の対向距離Ｗが後述するダム材１３の幅寸法である。

図２（Ｃ）に示すように、第２の工程では光硬化樹脂層２４の上に、平板状の加圧基板２５を載置するとともに、光硬化樹脂層２４が均一の厚み寸法となるように加圧基板２５と透明電極２１との間が所定の対向距離ｄに設定される。対向距離ｄの設定は、露光機などを制御することによって数μｍレベルの精度で設定することが可能である。

図２（Ｄ）に示すように、第３の工程では、遮光パターン２２が形成されていない透明基板２１の下面側に遮光部３１が形成された遮光マスク３０を設置し、さらにその下面側に光源４０を設置する。そして、光源４０から遮光マスク３０に向けて光を照射し、この遮光マスク３０および透明基板２１を通して光硬化樹脂層２４を露光する。

遮光部３１と対向する光硬化樹脂層２４への光は遮断されるが、遮光部３１と対向しない光硬化樹脂層２４については露光することができる。

本実施の形態の遮光マスク３０には、透明電極２１上に形成された内枠部２２ａの内側に対応する遮光パターン２２が形成されている。遮光マスク３０を透明基板２１の下面側に設定すると、内枠部２２ａと外枠部２２ｂとの間の対向距離Ｗに対応する領域だけが部分的に露光され、遮光パターン２２に対応する内枠部２２ａの内側領域の露光が防止される。このため、光硬化樹脂層２４のうち、対向距離Ｗに対応する領域だけを部分的に硬化させることができる。

なお、図２（Ｃ）（Ｄ）に示すように、加圧基板２５の表面（図２では下面）に反射防止膜２６を積層した構成が好ましく、さらに好ましくは反射防止膜２６の表面（図２では下面）に離型層２７を積層した構成である。

このように、加圧基板２５側に反射防止膜２６を設けておくと、露光時に加圧基板２５で反射した光によって光硬化樹脂層２４が上面側から再露光され、本来硬化することを予定していない部分（対向距離Ｗ以外の部分）が硬化してしまうことを防止することができる。なお、反射防止膜２６としては、例えばＣｒとＣｒ酸化膜の積層膜などである。

また離型層２７を形成しておくと、硬化後に加圧基板２５を光硬化樹脂層２４から容易に分離することができる。なお、離型層２７として、例えばフッ素被膜などを用いることができる。

第４の工程では、加圧基板２５が光硬化樹脂層２４の上面側から取り外され、さらに遮光マスク３０が透明基板２１の下面側から取り外される。さらに所定の有機溶剤を用いることにより、透明基板２１上の光硬化樹脂層２４のうち未硬化の部分が除去される。これにより、図２（Ｅ）および図４に示すように透明基板２１上に、硬化後の光硬化樹脂だけが残り、四角い枠状のダム材（スペーサ）１３が形成される。

次の第５の工程では、図２（Ｆ）に示すように、ダム材１３の表面に薄く接着剤が塗布され、機能部品が取り付けられる。ここで取り付けられる機能部品としては、レンズや電極などであるがこれに限られるものではない。

例えば、透明基板２１上の遮光パターン２２（内枠部２２ａまたは外枠部２２ｂ）が、金、銀、銅またはこれらを含む合金からなる導電層で形成される場合には、遮光パターン２２をダム材（スペーサ）１３の一方の下端面１３ｂに固定された静電センサの一方の対向電極（第２の機能部品１２）として利用することが可能である。この場合、ダム材１３の上端面１３ａには、第１の機能部品１１を構成する静電センサの他方の対向電極が固定される。

また内枠部２２ａ内の透明基板２１が、ダム材１３の下端面１３ｂに固定される第１の機能部品を形成するレンズとして利用される場合には、第２の機能部品としてのレンズがダム材１３の上端面１３ａに固定される。

また、ダム材１３を透明基板２１から分離し、分離後のダム材１３の上端面１３ａ，下端面１３ｂに第１の機能部品と第２の機能部品をそれぞれ固定するようにしてもよい。

上記のように、ダム材１３はフォトリソグラフィ技術を用いて形成されるため、寸法精度に優れたスペーサとして利用することが可能である。また透明基板２１と加圧基板２５との間を適宜制御することにより、精度の高いアスペクト比からなるダム材１３を得ることも可能である。

一般に、光硬化樹脂は硬化する際に収縮を起こすが、その周辺には未硬化の液状の光硬化樹脂が存在しており、そこから樹脂が供給されて硬化収縮分を補うことができる。このため、硬化収縮の影響の小さなダム材１３を高精度で形成することができる。

すなわち、このようなダム材１３を利用したパッケージ部品では、ダム材１３の両端面に設けられた第１機能部品と第２機能部品との対向距離を高精度に設定することが可能である。

また、ダム材１３は透明基板２１上にウェハ状に形成することが好ましい。この場合、上記製造工程において、例えば複数の遮光パターン２２をマトリックス状に形成した透明基板２１と、複数の遮光部３１をマトリックス状に形成した遮光マスク３０を用いることができる、これにより、同時に複数のダム材１３を透明基板２１上にウェハ状に形成することができる。

そして、個々のダム材１３の両端面に第１の機能部品および第２の機能部品をそれぞれ固定することにより、透明基板２１上に複数のパッケージ部品を形成することができる。その後に、個々のダム材１３に切断することにより、個々のパッケージ部品を得ることができる。

本発明の実施の形態を示すパッケージ部品の構成を示す断面図、 パッケージ部品の製造方法の一部を示す工程図、 図２（Ａ）に相当する透明基板の斜視図、 図２（Ｅ）に相当する透明基板の斜視図、

符号の説明

１０ パッケージ部品
１１ 第１の機能部品
１２ 第２の機能部品
１３ ダム材（スペーサ）
２１ 透明基板
２２ 遮光パターン
２４ 光硬化樹脂層
２５ 加圧基板
２６ 反射防止膜
２７ 離型層
３０ 遮光マスク
３１ 遮光部

Claims (7)

1. 遮光パターンが形成された透明基板の一方の面上に未硬化の光硬化樹脂を塗布した後、前記光硬化樹脂の上面に加圧基板を押し当てることにより、所定の膜厚寸法に設定した光硬化樹脂層を形成し、その後に前記透明基板の他方の面側に遮光マスクを設置するとともに前記透明基板の前記他方の面側を露光して前記光硬化樹脂層を部分的に硬化させることにより、硬化後の光硬化樹脂からなるダム材を形成し、さらに前記光硬化樹脂層から未硬化の部分を除去して前記ダム材を露出させ、その後に前記ダム材の両面に第１の機能部品と第２の機能部品を対向配置することにより形成されることを特徴とするパッケージ部品。
2. 遮光パターンが形成された透明基板の一方の面上に未硬化の光硬化樹脂を塗布する第１の工程と、
   前記光硬化樹脂の上面に加圧基板を押し当てることにより、所定の膜厚寸法に設定された光硬化樹脂層を形成する第２の工程と、
   前記透明基板の他方の面側に遮光マスクを設置し、前記透明基板の前記他方の面側を露光して前記光硬化樹脂層を部分的に硬化させる第３の工程と、
   前記光硬化樹脂層から未硬化の部分を除去してダム材を形成する第４の工程と、
   前記ダム材の両面に第１の部機能部品と第２の機能部品を対向配置する第５の工程と、
   を有することを特徴とするパッケージ部品の製造方法。
3. 複数の前記遮光パターンが形成された透明基板の一方の面上に未硬化の光硬化樹脂を塗布する第１の工程と、
   前記光硬化樹脂の上面に加圧基板を押し当てることにより、所定の膜厚寸法に設定された光硬化樹脂層を形成する第２の工程と、
   前記透明基板の他方の面側に複数の遮光部を有する遮光マスクを設置し、前記透明基板の前記他方の面側を露光して前記光硬化樹脂層の複数の箇所を部分的に硬化させる第３の工程と、
   前記光硬化樹脂層から未硬化の部分を除去して複数のダム材をウェハ状に形成する第４の工程と、
   前記ダム材の両面に第１の部機能部品と第２の機能部品を対向配置する第５の工程と、
   第１の部機能部品および第２の機能部品ごとに個々の部品に切り分ける第６の工程と、
   を有することを特徴とするパッケージ部品の製造方法。
4. 前記第１工程の前に、前記透明基板に導電層からなる所定の遮光パターンを形成する工程が設けられる請求項２または３記載のパッケージ部品の製造方法。
5. 前記第３の工程が終了するまで、前記加圧基板と前記光硬化樹脂層が密着したままである請求項２ないし４のいずれかに記載のパッケージ部品の製造方法。
6. 前記加圧基板に、反射防止膜が形成されている請求項２ないし５のいずれかに記載のパッケージ部品の製造方法。
7. 前記反射防止膜の表面に離型層が形成される請求項６記載のパッケージ部品の製造方法。

Images