JP2013004699A

JP2013004699A - 光半導体素子及びその製造方法

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Publication number: JP2013004699A
Application number: JP2011133749A
Authority: JP
Inventors: Fumio Takamura; 文雄高村; Masayuki Kato; 雅之加藤
Original assignee: New Japan Radio Co Ltd
Current assignee: New Japan Radio Co Ltd
Priority date: 2011-06-15
Filing date: 2011-06-15
Publication date: 2013-01-07

Abstract

【課題】遮光用の溝を小さくした場合でも、ボイドの発生がなく、フォトリフレクタ等の素子の小型化を促進できるようにする。
【解決手段】集合基板１０上に複数組の発光素子２及び受光素子３をダイボンド及びワイヤボンドし、これらを光透明樹脂４で封止した後、この光透明樹脂４の発光素子−受光素子間に狭小の遮光用溝１２をダイシングにより形成し、この遮光用溝１２を含む光透明樹脂４の全体に低粘度（例えば１００ｍＰａ・ｓ以下）の遮光樹脂１３を滴下した後、スピナーで高速回転させることで、遮光樹脂１３を溝中央部で分離する状態で遮光用溝１２の壁面等に付着させる。その後、遮光樹脂１３を紫外線硬化（又は熱硬化）させ、集合基板１０の裏側からダイシングすることでフォトリフレクタを製作する。
【選択図】図２

Description

本発明は光半導体素子及びその製造方法、特にカメラモジュールにおける位置検出等に用いられるフォトリフレクタ、発光素子、受光素子等の製造方法等に関する。

従来から、携帯電話等に搭載されたカメラモジュールのズームレンズ位置検出等に例えばフォトリフレクタが用いられており、このフォトリフレクタは、例えば図４に示される構造とされる。

図４において、基板１の上に発光素子（ＬＥＤ）２と受光素子（フォトトランジスタ）３が配置され、これら素子２，３は光透明樹脂４で封止されると共に、発光素子２と受光素子３との間及びそれらの周囲に遮光樹脂５が配置され、これら発光素子２と受光素子３との間の遮光樹脂５が中央遮光壁となり、発光素子２及び受光素子３の周囲の遮光樹脂５が周囲遮光壁となる。即ち、集合基板１の上に形成した複数組の発光素子２及び受光素子３の全体を光透明樹脂４で封止した後、それぞれの発光素子２と受光素子３の間に遮光樹脂用の溝を形成し、その溝に遮光樹脂（粘度２５００ｍＰａ・ｓ以上）５をポッティングにより充填し、１組の発光素子２及び受光素子３毎に切断、個片化することで、フォトリフレクタが製作される。

特開２００４−７１７３４号公報特開２００５−３４０７２７号公報

ところで、上記のようなフォトリフレクタや、発光素子、受光素子等においては、従来から小型化が図られているが、更なる小型化のため、上記遮光樹脂５を充填する溝の幅を１００μｍ以下に小さくし、フォトリフレクタ等の素子の周囲の遮光壁が薄くなるようにすると、遮光用溝内に十分に遮光樹脂５が充填されず、ボイドが残って特性不良になるという問題があった。

また、上記のように遮光用溝の幅を小さくした場合、個片化の際のダイシングずれにより、フォトリフレクタ等の素子の周囲遮光壁の厚さにばらつきが生じ易く、周囲からの迷光によりセンサが誤動作する恐れがある。

本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、遮光用の溝を小さくした場合でも、ボイドの発生がなく、フォトリフレクタ等の素子の小型化を促進することができる光半導体素子及びその製造方法を提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、集合基板上に実装された複数の半導体素子を光透明樹脂で封止し、これら半導体素子間の上記光透明樹脂に遮光用の溝を形成する工程と、この光透明樹脂の遮光用溝に所望の粘度の遮光樹脂を滴下し、この遮光樹脂が溝中央部で分離する状態で該遮光樹脂を上記光透明樹脂の遮光用溝壁面に付着させる工程と、上記遮光樹脂を硬化させ、光半導体素子を個片化する工程と、を有してなることを特徴とする。
請求項２に係る発明は、集合基板上に実装された複数の半導体素子を光透明樹脂で封止し、これら半導体素子間の光透明樹脂の遮光用溝に遮光樹脂を配置し、この遮光用溝の中央部で切断することにより製作される光半導体素子において、上記遮光樹脂として、所望の粘度の遮光樹脂を用い、この遮光樹脂をスピンコートにより溝中央部で分離する状態で光透明樹脂の溝壁面に付着させて硬化・形成したことを特徴とする。

上記の構成によれば、例えばフォトリフレクタの場合、集合基板上に複数組の発光素子及び受光素子をダイボンド及びワイヤボンドし、これらを光透明樹脂で封止した後、この光透明樹脂の発光素子−受光素子間に狭小の遮光用溝をダイシングにより形成する。そして、この遮光用溝を含む光透明樹脂の全体に低粘度（例えば１００ｍＰａ・ｓ以下）の遮光樹脂を滴下した後、例えばスピナーで高速回転させることで、遮光樹脂を溝中央部で分離する状態で光透明樹脂の遮光用溝の壁面及び周囲壁面に付着させる。その後、紫外線照射や加熱により、遮光樹脂を硬化させ、集合基板の裏側からダイシングすることによって１組の発光素子及び受光素子からなるフォトリフレクタが製作される。

本発明の光半導体素子及びその製造方法によれば、遮光用の溝を例えば１００μｍ以下まで小さくした場合でも、ボイドの発生がなく、光半導体素子の周囲遮光壁の厚さを縮小して、フォトリフレクタ等の小型化を促進することができ、小さなカメラモジュールに光半導体素子を搭載することも容易となる。

本発明の実施例に係る光半導体素子（フォトリフレクタ）の構成を示す図である。実施例の光半導体素子（フォトリフレクタ）の製造方法を示す工程図である。実施例の光半導体素子の製造方法におけるスピンコートの状態を示す斜視図である。従来のフォトリフレクタの構成を示す図である。

図１には、本発明の実施例に係る光半導体素子としてのフォトリフレクタの構成が示され、図２及び図３には、フォトリフレクタの製造方法が示されており、まず製造方法について説明する。図２（Ａ）に示されるように、実施例では、集合基板１０の上に発光素子（ＬＥＤ）２と受光素子（フォトトランジスタ）３を１組として複数組がダイボンドされ、図２（Ｂ）のように、これらの発光素子２及び受光素子３は、集合基板１０上面の所定電極に対し金線等の導電線１１を用いてワイヤボンドされる。次いで、図２（Ｃ）のように、各素子２，３が実装された集合基板１０上に、光透明樹脂４が注入・硬化され、これによって各素子２，３が封止される。

そして、図２（Ｄ）に示されるように、上記光透明樹脂４の発光素子２と受光素子３との間に、ダイシングにより遮光（樹脂充填）用の狭小の溝１２が形成される。実施例では、この溝１２の幅が１００μｍ以下となるようにしている。その後、図２（Ｅ）に示されるように、この遮光用溝１２を含む光透明樹脂４の全体に対し、例えば１００ｍＰａ・ｓ以下の低粘度の遮光樹脂１３がスピンコートされる。この遮光樹脂１３としては、例えば紫外線（ＵＶ）硬化樹脂が用いられる。

このスピンコートは、図３（Ａ）に示されるように、集合基板１０に形成された光透明樹脂４の上に遮光樹脂１３を滴下し、図３（Ｂ）のように、スピナーによって集合基板１０全体を所定の回転数で回転させることにより行われ、遮光樹脂１３が上記遮光用溝１２の中の光透明樹脂４の側面及び光透明樹脂４の全体の側面に塗布される。

即ち、図２（Ｅ）のように、低粘度の遮光樹脂１３が高速のスピンコートで塗布されることにより、遮光用溝１２内に注入された遮光樹脂１３の一部が取り除かれ、遮光樹脂１３は、遮光用溝１２内の中央部で分離する状態で光透明樹脂１３の溝壁面に表面張力で付着することになる。この際の遮光樹脂１３の塗布厚さは、遮光樹脂の粘度とスピナーの回転速度によって調整することができ、遮光樹脂の粘度をある所望の粘度とし、そのスピンコートの回転数を調整することで、均一で、遮光特性の得られる所望の厚さの塗布状態が得られる。

次いで、遮光樹脂１３に対しては、例えば紫外線が照射されることで硬化（光硬化）される。この硬化は、熱硬化処理（オーブンキュア）等によって行ってもよいが、熱硬化後に遮光用溝１２側壁面に付着している遮光樹脂１３が十分残る条件で行う必要がある。そして、実施例では、素子の光伝送効率を上げるため、光透明樹脂４の上面に残った遮光樹脂１３を研磨やラッピング等で除去し（例えば数十μｍ除去）、個片化が行われる。

即ち、図２（Ｅ）に示されるように、光透明樹脂４の上面をダイシングテープ１５に貼付し、集合基板１０の裏側（半田面）から矢示される方向及び位置でダイシング（ダイサーによる切断）を行うことにより、１組の発光素子２及び受光素子３が個片化され、図１に示されるリフレクタが製作される。実施例では、遮光用溝１２を１００μｍ以下と小さくしていることから、ダイシング時のずれが生じる可能性があるため、集合基板１０の裏面側から切断することで、リフレクタの周囲遮光壁の厚さにばらつきが生じないようにしている。

図１には、実施例で得られたリフレクタが示されており、１００ｍＰａ・ｓ以下の低粘度の遮光樹脂１３を用いてスピンコートすることにより、この遮光樹脂１３からなる薄い遮光膜が周囲側面に形成されたリフレクタが製作される。即ち、従来用いられていた遮光樹脂は、２５００ｍＰａ・ｓ以上と粘度が高く、塗布後に脱泡工程を入れても遮光用構内にボイドが残っていたが、実施例では、このボイドの発生をなくした上に、周囲の遮光膜を薄くすることが可能となる。

実施例では、フォトリフレクタを例にとって説明したが、単一の発光素子や受光素子を製造する場合でも、本発明を適用することができる。また、実施例のフォトリフレクタにおいて、１組の発光素子２と受光素子３との間の溝（中央遮光壁用溝）１２に、従来と同様の高粘度の遮光樹脂を充填し、その他の溝（フォトリフレクタ周囲遮光壁用溝）１２と光透明樹脂４の周囲に低粘度の遮光樹脂１３をスピンコートすることで、フォトリフレクタの周囲のみに実施例の薄い遮光膜（溝中央部で分離させた遮光樹脂）を形成してもよい。

１，１０…基板（集合基板）、
２…発光素子、３…受光素子、
４…光透明樹脂、１１…導電線、
１２…遮光用溝、１３…遮光樹脂。

Claims

集合基板上に実装された複数の半導体素子を光透明樹脂で封止し、これら半導体素子間の上記光透明樹脂に遮光用の溝を形成する工程と、
この光透明樹脂の遮光用溝に所望の粘度の遮光樹脂を滴下し、この遮光樹脂が溝中央部で分離する状態で該遮光樹脂を上記光透明樹脂の遮光用溝壁面に付着させる工程と、
上記遮光樹脂を硬化させ、光半導体素子を個片化する工程と、を有してなる光半導体素子の製造方法。
集合基板上に実装された複数の半導体素子を光透明樹脂で封止し、これら半導体素子間の光透明樹脂の遮光用溝に遮光樹脂を配置し、この遮光用溝の中央部で切断することにより製作される光半導体素子において、
上記遮光樹脂として、所望の粘度の遮光樹脂を用い、この遮光樹脂をスピンコートにより溝中央部で分離する状態で光透明樹脂の溝壁面に付着させて硬化・形成したことを特徴とする光半導体素子。