JP2014072472A - 光学デバイス、光学デバイスの製造方法、電子デバイス製造装置、プログラム及び記録媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】透光性基板５とパッケージ２とを加熱接着する際に、凹部４の空気が膨張して位置ずれすることを防止する。
【解決手段】本発明の光学デバイス１は、凹部４の底面ＢＰに光学チップ３が実装されるパッケージ２と、凹部４の開口を塞ぐ透光性基板５とを備え、透光性基板５は、凹部４が形成される側のパッケージ２の上端面ＴＰに、粒子７が分散する接着剤６を介して接着される。これにより、透光性基板５とパッケージ２の上端面ＴＰとの間に粒子径又は粒子径以上の間隙が形成され、透光性基板５とパッケージ２とを加熱接着する際に接着剤６に超音波振動を印加することにより形成される通気孔を維持することができ、この通気孔から凹部４の内部の膨張した空気を排出することができ、膨張した空気により透光性基板５とパッケージ２の間に位置ずれを起こすことを防止する。
【選択図】図１

Description

本発明は、可視光の光を発光し又は検出する光学デバイス、光学デバイスの製造方法、電子デバイス製造装置及び電子デバイス製造装置を制御するためのプログラムに関する。

フォトダイオードや発光ダイオードを用いた光学デバイスが実用化されている。例えば、照明装置の自動点灯制御、液晶ディスプレイのバックライトの明るさの制御、携帯電話のキーパッドのバックライト制御、監視カメラの暗視野切り替え制御等の分野で光検知の手段とし使用されている。また、発光素子と組み合わせて近接センサを構成し、物体の有無や距離の測定にも使用されている。

可視光は波長が３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの光であり、このうち４４０ｎｍ〜７００ｎｍ程度が、人間が感じるおもな感知波長領域である。しかし、同じ強度を持つ光でも色（波長）によって明るく感じたり暗く感じたりする。この色ごとに人間が強く感じる明るさを相対的に示したものが比視感度特性であり、波長が５００ｎｍ〜６００ｎｍの緑色付近にピークを持っている。表示デバイスのバックライト制御用の照度センサ等では、人間の視感度特性に近い分光特性を持つものが望まれている。可視光の強度を検出する照度センサには、フォトダイオードが用いられる。フォトダイオードは分光特性が人間の視感度特性とは異なる。そこで、フォトダイオードの上面に光学フィルターを設けた。つまり、収納凹部の内部にフォトダイオードを収納し、収納凹部の上端の開口部に接着剤により光学フィルター板を貼り付けて、中空パッケージを構成する。接着剤は一般に熱硬化性の樹脂が用いられるので、その熱処理の際に必然的に中空パッケージ内部の内圧が高くなる。そのために、空気抜きが必要となり、中空パッケージ内部の気密性を保持することが極めて困難となる。

例えば、特許文献１には、固体撮像素子の受光面にフィルターを設置し、固体撮像素子とフィルターを紫外線硬化型樹脂で覆い、その上をガラス蓋で閉じた光学デバイスである半導体装置の製造方法が示されている。この製造方法によれば、固体撮像素子の温度を上昇させないで封止するので、熱履歴に伴う固体撮像素子の特性変動を無くすことができるとともに、透過光の反射損失を低減できることが記載されている。

特許文献２には、ＩＣチップをガラス窓付きの中空パッケージに収納する光学デバイスである半導体装置の製造方法が記載されている。この製造方法によれば、中空パッケージに空気抜き用の孔を設け、その周辺に封止用樹脂を配置する。そして、中空パッケージのパッケージ台と中空パッケージ上蓋との間に接着剤を置いて熱処理して硬化させ、パッケージ台と中空パッケージ上蓋とを接着する。このとき、高温に加熱されたパッケージ内の空気はパッケージに開けた空気抜き用の孔を介して排出されるために、接着部分には圧力が印加されず、中空パッケージ上蓋がパッケージ台から移動する位置ずれを起こすことがない。また、空気抜き用の孔の周辺に配置した封止用樹脂は高温で液化し、ガス抜き用の孔に流れ込んで硬化し孔を封止するので、中空パッケージの気密性がよく、接着部分の封止抜けを防止する中空パッケージが得られることが記載される。

特許文献３には、基板上に実装した半導体チップの周囲に柱状部を設置して半導体チップの周囲を囲み、柱状部の上端面にガラス板を高真空の減圧下で接着して中空パッケージの内部に半導体チップを収納する光学デバイスである半導体装置の製造方法が記載されている。基板には貫通電極を形成し、基板の半導体チップが実装される側とは反対側の表面に外部接続端子を形成し、半導体チップの電極と外部接続端子とを貫通電極を介して電気的に接続する。そして、ガラス板と柱状部の上端面とを減圧下で加熱・接着するので気密中空内の空気の膨張を抑え、接着不良が低減できること、及び上蓋をガラスとしたので接着不良を外観検査により確認することができることが記載されている。

特許文献４には、光半導体装置の製造方法が記載されている。図５は、光半導体装置の外観図である（特許文献４の図１）。光半導体装置は、パッケージ１０１と封止キャップ１０２からなる。パッケージ１０１は上面に開口部を有し、その開口部を封止キャップ１０２で封止する。パッケージ１０１と封止キャップ１０２は熱硬化性樹脂を介して接着される。パッケージ１０１には熱硬化性樹脂の硬化時にパッケージ内部の空気を外に逃がすための孔１０３を設けている。半導体基板１０４には受光素子１０５と受光素子１０５で生成される電気信号を増幅・変換する回路素子１０６とが形成される。

この光半導体装置は次のように製造される。パッケージ１０１に半導体基板１０４を実装した後に、パッケージ１０１に熱硬化性樹脂を介して封止キャップ１０２を載置する。次に熱を加えて熱硬化性樹脂を硬化させ、パッケージ１０１と封止キャップ１０２とを接着する。この熱硬化性樹脂の硬化時に、孔１０３を介して空気をパッケージ外に追い出すことができるので、熱硬化性樹脂の硬化中に光半導体装置の封止キャップ１０２が位置ずれを起こすことを防止できることが記載されている。

特開昭５６−１１６６４９号公報 特開平０２−１２５６４０号公報 特開２００２−１１８１９３号公報 特開２００６−１１４６６１号公報

特許文献１に記載される半導体装置の製造方法では、紫外線硬化型樹脂を用いてフィルターや固体撮像素子を封止する。しかし、最上面に設置したガラス蓋を介して紫外線硬化型樹脂に紫外線を照射するため、紫外線はガラス蓋によりカットされ、紫外線硬化型樹脂を十分に硬化させることができない。また、特許文献２に記載の中空パッケージは、中空パッケージを構成するパッケージ台又はパッケージ蓋のいずれかに空気を抜くための孔を設ける必要があり、製造工数が増加してコスト高となる。

また、加熱処理により孔の近傍に設置した接着剤を流動させて孔を塞ぐ場合に、重力方向に対する孔の傾斜角や、孔と接着剤との位置関係が制限され、パッケージ内のレイアウトの自由度が少ない。また、特許文献３の半導体装置の製造方法では、ガラス板と柱状部とを減圧下で加熱・接着する際に、高真空状態に維持した状態でガラス板を柱状部に載置し、次に加熱・接着する必要があるので、使用する設備が大掛かりとなり、コスト高となる。また、特許文献４の光半導体装置の製造方法では、形成した孔が塞がれないので、パッケージの内部は気密性がない。

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、気密性の高い光学デバイスを簡単な工程で製造することができる光学デバイス、その製造方法、電子デバイス製造装置、及びこれを制御するプログラムを提供することを目的とする。

本発明の光学デバイスは、凹部の底面に光学チップが実装されるパッケージと、前記凹部の開口を塞ぐ透光性基板と、を備え、前記透光性基板は前記凹部が形成される側の前記パッケージの上端面に粒子が分散する接着剤を介して接着されることとした。

また、前記粒子は平均粒径が３μｍ〜１０μｍであることとした。

また、前記粒子はシリカボールであることとした。

また、前記透光性基板は特定の波長の光を透過する光学フィルター板であることとした。

本発明の光学デバイスの製造方法は、凹部を有するパッケージと透光性基板とが積層する位置に粒子が分散する接着剤を挟んで位置決めする位置決め工程と、前記透光性基板又は前記パッケージを前記接着剤が軟化する温度に加熱する第一加熱工程と、前記透光性基板を前記パッケージに相対的に移動し、前記透光性基板と前記凹部が形成される側のパッケージの上端面とを前記接着剤に接触させる移動工程と、前記接着剤に超音波振動を印加する超音波工程と、前記透光性基板又は前記パッケージを前記接着剤が硬化する温度に上昇させる第二加熱工程と、を備えることとした。

また、前記上端面に前記接着剤を設置する接着剤設置工程を備えることとした。

また、前記粒子は平均粒径が３μｍ〜１０μｍであることとした。

また、前記第一加熱工程は、前記透光性基板又は前記パッケージを７０℃〜９０℃に加熱する工程であることとした。

また、前記移動工程は、前記透光性基板を前記パッケージに相対的に加圧する加圧工程を含むこととした。

また、前記超音波工程は、超音波振動の周波数が４０ｋＨｚ〜６０ｋＨｚであることとした。

また、前記第二加熱工程は、前記透光性基板又は前記パッケージを１３０℃〜１５０℃に上昇させる工程であることとした。

前記超音波工程の実施している間に周囲の雰囲気を減圧する減圧工程を有する請求項５〜１１のいずれか一項に記載の光学デバイスの製造方法。

本発明の電子デバイス製造装置は、第一の部材を載置する載置手段と、第二の部材を保持する保持手段と、前記載置手段と前記保持手段とを相対的に移動して、前記第一の部材と前記第二の部材とを接着剤を介在させて所定の間隔をとる位置に移動させる移動手段と、前記載置手段又は前記保持手段を加熱して、前記第一の部材又は前記第二の部材を前記接着剤が軟化する温度に加熱するとともに、前記接着剤が硬化する温度に上昇させる加熱手段と、前記載置手段又は前記保持手段を超音波振動させて、前記接着剤に超音波振動を印加する超音波発生手段と、を備えることとした。

また、前記載置手段と前記保持手段とを相対的に加圧して、前記第一の部材を前記第二の部材に加圧する加圧手段を更に備えることとした。

また、前記加熱手段と、前記超音波発生手段と、前記加圧手段とを同時に実行して前記第一の部材と前記第二の部材とを接着することとした。

また、前記超音波発生手段は、前記接着剤が軟化する温度から硬化する温度の間に前記接着剤に超音波振動を印加することとした。

本発明のプログラムは、コンピュータを上記いずれか一項に記載の手段として機能させることとした。

本発明の記録媒体は、上記プログラムが記憶されることとした。

本発明の光学デバイスは、凹部の底面に光学チップが実装されるパッケージと、凹部の開口を塞ぐ透光性基板と、を備え、透光性基板は凹部が形成される側のパッケージの上端面に粒子が分散する接着剤を介して接着されることとした。このように、接着剤が粒子を含むことにより、透光性基板とパッケージの上端面との間に粒子径又は粒子径以上の間隙が形成される。そのため、透光性基板とパッケージとを加熱接着する際に、加熱される接着剤に通気孔を形成することができる。この通気孔は凹部の内部と外部とを連通するので、加熱により膨張した内部空気を外部に排出することができる。これにより、接着の際に凹部内の空気が膨張して透光性基板を浮かせ、位置ずれを起こすことを防止できる。通気孔は接着剤の硬化時に消失するので、凹部の内空間は気密が保持される。

本発明の第一実施形態に係る光学デバイスの説明図である。 本発明の第二実施形態に係る光学デバイスの製造工程の流れ図である。 本発明の第二実施形態に係る光学デバイスの製造工程の説明図である。 本発明の第三実施形態に係る電子デバイス製造装置のブロック図である。 従来公知の光半導体装置の外観図である。

（第一実施形態）
図１は、本発明の第一実施形態に係る光学デバイス１の説明図であり、図１（ａ）が断面模式図であり、図１（ｂ）が透光性基板５を除去したパッケージ２の平面模式図である。光学デバイス１は、凹部４の底面ＢＰに光学チップ３が実装されるパッケージ２と、凹部４の上部開口を塞ぐ透光性基板５とを備える。そして、透光性基板５とパッケージ２の上端面ＴＰとは粒子７が分散する接着剤６を介して接着される。

より具体的に説明する。パッケージ２の中央部にはすり鉢状の凹部４が形成される。凹部４の底面ＢＰには４つの実装電極８が露出する。各実装電極８は凹部４を構成する側壁を貫通してパッケージ２の外側面に露出し、下方に回り込むようにしてパッケージ２の下端面ＵＰに設置される。凹部４の底面ＢＰの中央部には光学チップ３が設置され、光学チップ３の上面に形成される図示しない４つの電極パッドと４つの実装電極８の間はそれぞれワイヤー９により電気的に接続される。

接着剤６は、図１（ｂ）に示すように、パッケージ２の上端面ＴＰの外周領域に形成される。接着剤６には粒子７が分散する。接着剤６として熱硬化型の樹脂を使用する。粒子７としてシリカボールを使用することができる。粒子７の平均粒径は３μｍ〜１０μｍとするのが好ましい。後に説明するように、接着剤６をその硬化温度よりも低い温度に加熱して粘性を下げ、超音波振動を印加することにより、接着剤６の中に直径が１μｍ〜２μｍの通気孔を形成する。従って、あらかじめ接着剤６に粒子７を分散させておくことにより、透光性基板５とパッケージ２とを相対的に加圧しても、透光性基板５と上端面ＴＰとの間に通気孔が形成される間隙を確保することができる。そして、接着剤６に超音波振動を印加することを停止し、接着剤６を硬化温度に加熱すれば通気孔は消失する。そのために、完成した光学デバイス１は凹部４の内空間の気密性を確保することができる。

光学チップ３としてフォトダイオード等からなるフォトセンサーを使用する。また、発光ダイオード等からなる発光素子を使用することができる。パッケージ２として、ガラス材料、セラミックス材料、樹脂材料を使用することができる。ガラス材料やセラミックス材料を使用すれば光学デバイス１の信頼性を向上させることができる。透光性基板５は特定の波長の光を透過する光学フィルター板を使用することができる。透明材料に特定の波長の光を吸収する光吸収材を分散又は混入したものや、表面に光干渉膜を形成したものを使用することができる。透光性基板５は緑色付近に透過率のピークのある視感度特性に近い分光特性をもつものとすることができる。なお、光学チップ３は底面ＢＰにワイヤー９を使用して実装電極８に接続されるが、光学チップ３の電極が光学的活性領域とは反対側の表面に形成される場合には、光学チップ３を底面ＢＰに表面実装することができる。また、実装電極８は底面ＢＰのパッケージ２を貫通するように形成してもよい。

以上の通り、本発明の光学デバイス１は、気密性が高く、信頼性が高い。更に、従来例のように、ガス抜き用の孔を形成し、その後封止する工程を必要とせず、また、大掛かりな設備を使用する必要がないので、低コストで形成することができる。

（第二実施形態）
図２及び図３は本発明の第二実施形態に係る光学デバイスの製造方法を説明するための図であり、図２が製造工程の流れ図であり、図３が製造工程の説明図である。まず、透光性基板形成工程Ｓ１において、透光性基板５を用意する。例えば人間の視感度特性と同じ分光特性を有するフィルターを用いることができる。また、パッケージ形成工程Ｓ２において、図３（ａ）に示すように、凹部４を形成し、その凹部４の底面ＢＰに光学チップ３を実装したパッケージ２を準備する。

パッケージ２はセラミックス材料、ガラス材料、樹脂材料、金属材料、シリコン及びこれらを積層した積層材料を使用することができる。本実施形態においては樹脂材料を繊維で強化した繊維強化型樹脂材料を使用している。樹脂材料は遮光性を有し、凹部４の開口部以外から入射する光を遮蔽する。パッケージ２には凹部４の底面ＢＰから側壁を貫通してパッケージ２の外側面に露出し、下端面ＵＰに回り込むリードフレームからなる実装電極８が形成される。実装電極８は、リードフレームを底面ＢＰの板厚方向に貫通するように形成してもよいし、板厚方向に貫通する電極ピンを埋め込み、底面ＢＰ及び下端面ＵＰに電極パターンを形成してこの電極ピンに電気的に接続するように形成してもよい。光学チップ３はフォトダイオードのベアチップを用い、光学活性領域の面に形成される図示しない電極パッドと実装電極８とがワイヤー９により電気的に接続される。

次に、接着剤設置工程Ｓ３において、図３（ｂ）に示すように、凹部４が形成される側のパッケージ２の上端面ＴＰの外周に沿って粒子７が分散する接着剤６を塗布又は貼り付ける。接着剤６は熱硬化型であり、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂又はシリコン樹脂のいずれかを使用することができる。接着剤６は、例えば温度７０℃〜９０℃の範囲では粘度が低下し、１３０℃〜１５０℃において硬化する。粒子７は平均粒径が３μｍ〜１０μｍ、好ましくは５μｍ〜８μｍのシリカボールを用いる。また、シリカボールの他に無機材料、金属材料、セラミックスからなる粒子を使用することができる。接着剤６は、印刷、コーター又はディスペンサを用いて、パッケージ２の上端面ＴＰに厚さ約１０μｍ〜３０μｍ、幅約５０μｍ〜５００μｍに塗布する。或いは、フィルム状の接着剤６を上端面ＴＰに貼り付けてもよい。

次に、位置決め工程Ｓ４において、図３（ｃ）に示すように、透光性基板５とパッケージ２とが重なる位置に位置決めする。具体的には、パッケージ２を載置手段１１に載置し、透光性基板５を保持手段１２に保持し、図示しない移動手段により保持手段１２を移動して位置決めする。載置手段１１及び保持手段１２は吸着ノズル（例えば真空チャック）を備え、パッケージ２及び透光性基板５を固定又は保持する。

次に、第一加熱工程Ｓ５において、透光性基板５又はパッケージ２を接着剤６が軟化する温度に加熱する。具体的には、載置手段１１又は保持手段１２に内蔵される図示しない加熱手段により透光性基板５又はパッケージ２を接着剤６が軟化する温度に加熱する。接着剤６が軟化する温度として、例えば７０℃〜９０℃に加熱する。次に、移動工程Ｓ６において、図３（ｄ）に示すように、透光性基板５をパッケージ２に相対的に移動し、透光性基板５を接着剤６に接触させる。つまり、透光性基板５と凹部４が形成される側のパッケージ２の上端面ＴＰとを接着剤６に接触させる。具体的には、図示しない移動手段により載置手段１１と保持手段１２を相対的に移動し、透光性基板５と上端面ＴＰとを接着剤６を介在させて所定の間隔をとる位置に移動させる。

このとき、透光性基板５をパッケージ２に相対的に加圧する加圧工程を含めることができる。具体的には保持手段１２を載置手段１１に図示しない加圧手段により加圧する。加圧する場合は透光性基板５に対して２０ｇ重／ｍｍ^２〜３０ｇ重／ｍｍ^２の荷重を印加する。加圧した場合でも、接着剤６に分散する粒子７によりパッケージ２の上端面ＴＰと透光性基板５との間には隙間が形成される。

次に、超音波工程Ｓ７において、接着剤６に超音波振動を印加する。具体的には、載置手段１１又は保持手段１２に接続される図示しない超音波発生手段により載置手段１１又は保持手段１２に超音波振動を伝搬し、更にパッケージ２又は透光性基板５を介して接着剤６に超音波振動を印加する。超音波の周波数を４０ｋＨｚ〜６０ｋＨｚ、振幅を３μｍ〜１０μｍとする。これにより、透光性基板５又はパッケージ２は縦振幅１μｍ〜５μｍ、横振幅１μｍ〜１０μｍで振動し、接着剤６には凹部４の内部と外部を連通する直径が１μｍ〜２μｍの通気孔が発現する。

次に、第二加熱工程Ｓ８において、透光性基板５又はパッケージ２を接着剤６が硬化する温度に上昇させる。具体的には、載置手段１１又は保持手段１２を加熱して、パッケージ２又は透光性基板５を接着剤６が硬化する温度、例えば１３０℃〜１５０℃まで上昇させる。第二加熱工程の間に接着剤６には超音波振動が印加され凹部４の内部と外部が連通する通気孔が形成される。そのため、凹部４の内部の空気が膨張しても、通気孔から外部に排出され、内部の空気の膨張によって透光性基板５が押し上げられ、パッケージ２と透光性基板５の間に位置ずれを起こすことが防止される。なお、第二加熱工程Ｓ８において、接着剤６が硬化する温度に直線的に上昇させないで、硬化する温度の手前の温度、例えば１１０℃〜１２０℃に維持して膨張した空気を通気孔から外部に排出してもよい。このとき、超音波発生手段により接着剤６に超音波を印加するとともに、加圧手段により透光性基板５をパッケージ２に加圧してもよい。

そして、接着剤６が硬化する温度１３０℃〜１５０℃に達する前に超音波発生手段を停止して通気孔を閉止する。あるいは、接着剤６が硬化する温度１３０℃〜１５０℃に達した後に超音波発生手段を停止して通気孔を閉止してもよい。要は、凹部４の内部と外部とが連通する通気孔を閉止した状態で接着剤６を硬化させる、ということである。なお、超音波工程Ｓ７を実施している間に周囲の雰囲気を減圧する減圧工程により、パッケージ２内部を減圧することができる。

次に、硬化工程Ｓ９において、接着剤６が硬化する温度、例えば１３０℃〜１５０℃に維持し、接着剤６を完全に硬化させる。載置手段１１又は保持手段１２に設置される加熱手段によりパッケージ２又は透光性基板５を硬化温度に維持して接着剤６を硬化させることができる。また、接着後の透光性基板５とパッケージ２を載置手段１１から取り外し、加熱炉に投入して硬化温度で完全硬化させてもよい。多数個取りの場合には、パッケージ２を冷却後、分離工程Ｓ１０において、ダイシング装置により分離切断して個々に光学デバイス１を得る。これにより、気密性の高い光学デバイス１を製造することができる。

以上説明してきたように、加熱時に凹部４内部の膨張した空気を外部に簡単に放出することができるので、凹部４内の空気が膨張して透光性基板５が浮き、位置ずれを引き起こすことがない。また、パッケージ２や透光性基板５に空気抜き用の連絡孔を設ける工程、更にパッケージ２と透光性基板５が接着後にその連絡孔を封止する工程も必要としない。また、接着剤６をパターニングして空気抜き用の連絡孔を設ける必要もないので、製造コストを下げることができる。

（第三実施形態）
図４は本発明の第三実施形態に係る電子デバイス製造装置１０のブロック図である。本電子デバイス製造装置１０は、第一の部材２１と第二の部材２２を接着剤６により接着し密閉される中空領域を有する電子デバイスを製造する装置である。

図４に示されるように、電子デバイス製造装置１０は、第一の部材２１を載置する載置手段１１と、第二の部材２２を保持する保持手段１２と、載置手段１１と保持手段１２とを相対的に移動させる移動手段１３とを備える。電子デバイス製造装置１０は、更に、載置手段１１及び保持手段１２を加熱する加熱手段１４ａ、１４ｂと、保持手段１２を超音波振動させる超音波発生手段１５と、第二の部材２２を第一の部材２１に相対的に加圧する加圧手段１６とを備える。

制御部１７は上記各手段を制御するコンピュータを含み、電子デバイス製造装置１０の内部に設置されるものであってもよいし、外部に設置され通信回線を通じて上記各手段を制御するものであってもよい。また、上記コンピュータは、プログラムによって電子デバイス製造装置１０が備える各手段として機能する。なお、加熱手段は、載置手段１１又は保持手段１２のいずれか一方に設置して一方を加熱してもよい。また、加圧手段１６を省いた構成としてもよい。また、移動手段１３や超音波発生手段１５を載置手段１１に設置してもよいし、載置手段１１と保持手段１２の両方に設置してもよい。

以下、第一の部材２１としてパッケージ２、第二の部材２２として透光性基板５を用いる例について説明する。電子デバイス製造装置１０は、図２に示す工程において位置決め工程Ｓ４から第二加熱工程Ｓ８まで実施することができる。制御部１７は、内部に記憶されるプログラム又は外部から読み込んだプログラムに従って位置決め工程Ｓ４〜第二加熱工程Ｓ８の一連の動作を実行する。

制御部１７は、載置手段１１を制御してパッケージ２を固定し、保持手段１２を制御して透光性基板５を保持する。より詳しくは、載置手段１１及び保持手段１２は吸着ノズルを備え、制御部１７は、載置手段１１の吸着ノズルを駆動してパッケージ２を載置手段１１の上に固定する。制御部１７は、移動手段１３を駆動して保持手段１２を透光性基板５が設置される基板設置部に移動し、保持手段１２の吸着ノズルを駆動して透光性基板５を保持手段１２の上に保持する。制御部１７は、移動手段１３を駆動して、パッケージ２と透光性基板５が重なる位置に位置決めする。制御部１７は、更に、移動手段１３を駆動して、パッケージ２の上端面ＴＰと透光性基板５の下側の面とが所定の間隔となる位置に保持手段１２を移動する。例えば、上記第二実施形態の場合のように、透光性基板５をパッケージ２に相対的に移動し、パッケージ２の上端面ＴＰに塗布される接着剤６に透光性基板５が接触する位置に移動させる。

制御部１７は、加熱手段１４ａ及び１４ｂを駆動して載置手段１１又は保持手段１２を所定の温度に加熱する。例えば、パッケージ２又は透光性基板５を接着剤６が軟化する温度、例えば７０℃〜９０℃に加熱する。制御部１７は、超音波発生手段１５を駆動して載置手段１１又は保持手段１２を超音波振動させる。本実施形態では、保持手段１２に超音波発生手段１５を接続し、透光性基板５を介して接着剤６に超音波振動を印加する。制御部１７は、超音波発生手段１５の周波数を例えば４０ｋＨｚ〜６０ｋＨｚに制御し、透光性基板５を縦振幅１μｍ〜５μｍ、横振幅１μｍ〜１０μｍで振動させて、接着剤６に凹部４の内部と外部を連通する通気孔を形成する。

制御部１７は、加熱手段１４ａ及び１４ｂを駆動して載置手段１１又は保持手段１２を所定の温度に上昇させる。例えば、透光性基板５又はパッケージ２を接着剤６が硬化する温度、例えば１３０℃〜１５０℃に上昇させる。制御部１７は、温度を上昇させている間に超音波発生手段１５を駆動して接着剤６に通気孔を発現させ、接着剤６が硬化する温度１３０℃〜１５０℃に達する前に、超音波発生手段１５の駆動を停止して通気孔を閉止する。あるいは、制御部１７は、接着剤６が硬化する温度１３０℃〜１５０℃に達した後に、超音波発生手段１５の駆動を停止して通気孔を閉止する。その後、制御部１７は、加熱手段１４ａ及び１４ｂを制御して載置手段１１又は保持手段１２を接着剤６が硬化する温度に維持することができる。

なお、制御部１７は、保持手段１２又は載置手段１１に加圧手段１６を設置し、載置手段１１と保持手段１２を相対的に加圧してパッケージ２と透光性基板５の間隔を維持することができる。例えば、第二実施形態のように、接着剤６に粒子７を分散させ、透光性基板５とパッケージ２を相対的に加圧して、透光性基板５の下側の面とパッケージ２の上端面ＴＰとの間に間隙を形成し、その間の接着剤６に超音波振動を印加して接着剤６に通気孔を発現させることができる。

以上のとおり、本発明による電子デバイス製造装置１０によれば、第一の部材２１と第二の部材２２とを内部に中空領域を形成して接着剤６を介して接着する際に、接着剤６を加熱して超音波振動を印加することにより、接着剤６の内部に通気孔を発現させ、この通気孔を介して内部の膨張した空気を外部に排出することができる。そのため、第一の部材２１と第二の部材２２の間の位置ずれを防止し、低コストで電子デバイスを製造することができる。

１ 光学デバイス
２ パッケージ
３ 光学チップ
４ 凹部
５ 透光性基板
６ 接着剤
７ 粒子
８ 実装電極
９ ワイヤー
１０ 電子デバイス製造装置
１１ 載置手段
１２ 保持手段
１３ 移動手段
１４ａ、１４ｂ 加熱手段
１５ 超音波発生手段
１６ 加圧手段
１７ 制御部
２１ 第一の部材
２２ 第二の部材
ＴＰ 上端面、ＢＰ 底面、ＵＰ 下端面

Claims (18)

1. 凹部の底面に光学チップが実装されるパッケージと、
   前記凹部の開口を塞ぐ透光性基板と、を備え、
   前記透光性基板は、前記凹部が形成される側の前記パッケージの上端面に粒子が分散する接着剤を介して接着される光学デバイス。
2. 前記粒子は平均粒径が３μｍ〜１０μｍである請求項１に記載の光学デバイス。
3. 前記粒子はシリカボールである請求項１又は２に記載の光学デバイス。
4. 前記透光性基板は特定の波長の光を透過する光学フィルター板である請求項１〜３のいずれか一項に記載の光学デバイス。
5. 凹部を有するパッケージと透光性基板とが積層する位置に粒子が分散する接着剤を挟んで位置決めする位置決め工程と、
   前記透光性基板又は前記パッケージを前記接着剤が軟化する温度に加熱する第一加熱工程と、
   前記透光性基板を前記パッケージに相対的に移動し、前記透光性基板と前記凹部が形成される側の前記パッケージの上端面とを前記接着剤に接触させる移動工程と、
   前記接着剤に超音波振動を印加する超音波工程と、
   前記透光性基板又は前記パッケージを前記接着剤が硬化する温度に上昇させる第二加熱工程と、を備える光学デバイスの製造方法。
6. 前記上端面に前記接着剤を設置する接着剤設置工程を備える請求項５に記載の光学デバイスの製造方法。
7. 前記粒子は平均粒径が３μｍ〜１０μｍである請求項５又は６に記載の光学デバイスの製造方法。
8. 前記第一加熱工程は、前記透光性基板又は前記パッケージを７０℃〜９０℃に加熱する工程である請求項５〜７のいずれか一項に記載の光学デバイスの製造方法。
9. 前記移動工程は、前記透光性基板を前記パッケージに相対的に加圧する加圧工程を含む請求項５〜８のいずれか一項に記載の光学デバイスの製造方法。
10. 前記超音波工程は、超音波振動の周波数が４０ｋＨｚ〜６０ｋＨｚである請求項５〜９のいずれか一項に記載の光学デバイスの製造方法。
11. 前記第二加熱工程は、前記透光性基板又は前記パッケージを１３０℃〜１５０℃に上昇させる工程である請求項５〜１０のいずれか一項に記載の光学デバイスの製造方法。
12. 前記超音波工程の実施している間に周囲の雰囲気を減圧する減圧工程を有する請求項５〜１１のいずれか一項に記載の光学デバイスの製造方法。
13. 第一の部材を載置する載置手段と、
    第二の部材を保持する保持手段と、
    前記載置手段と前記保持手段とを相対的に移動して、前記第一の部材と前記第二の部材とを接着剤を介在させて所定の間隔をとる位置に移動させる移動手段と、
    前記載置手段又は前記保持手段を加熱して、前記第一の部材又は前記第二の部材を前記接着剤が軟化する温度に加熱するとともに、前記接着剤が硬化する温度に上昇させる加熱手段と、
    前記載置手段又は前記保持手段を超音波振動させて、前記接着剤に超音波振動を印加する超音波発生手段と、を備える電子デバイス製造装置。
14. 前記載置手段と前記保持手段とを相対的に加圧して、前記第一の部材を前記第二の部材に加圧する加圧手段を更に備える請求項１３に記載の電子デバイス製造装置。
15. 前記加熱手段と、前記超音波発生手段と、前記加圧手段とを同時に実行して前記第一の部材と前記第二の部材とを接着する請求項１４に記載の電子デバイス製造装置。
16. 前記超音波発生手段は、前記接着剤が軟化する温度から硬化する温度の間に前記接着剤に超音波振動を印加する請求項１３〜１５のいずれか一項に記載の電子デバイス製造装置。
17. コンピュータを請求項１３〜１６のいずれか一項に記載の手段として機能させるためのプログラム。
18. 請求項１７に記載されるプログラムが記憶されたコンピュータ読取可能な記録媒体。
    

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