JP2017130585A - 受光モジュール及び光学モジュールの製造方法 - Google Patents

受光モジュール及び光学モジュールの製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】遮光機能を実現しつつ、小型化を図ることが可能な受光モジュール及び光学モジュールの製造方法を提供する。
【解決手段】受光モジュール１００は、半導体受光素子１０と、半導体受光素子１０が搭載され、半導体受光素子１０と電気的に接続される端子部２１を主面２０Ｍ上に有する基板２０と、所定波長の光に対して光学的に透明であり、半導体受光素子１０及び基板２０の主面２０Ｍを封止する樹脂部３０と、を備える。樹脂部３０は、主面２０Ｍに交差する方向に延びる第１端面３１と、第１端面３１に対向し、主面２０Ｍに交差する方向に延びる第２端面３２と、第１端面３１と第２端面３２とを接続し、基板２０の主面２０Ｍに平行な第３端面３３と、を有している。第１端面３１は、露出した粗面であり、第２端面３２は、主面２０Ｍに対して傾斜しており、第２端面３２及び第３端面３３は、所定波長の光を遮光する遮光膜４０で被覆されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、受光モジュール及び光学モジュールの製造方法に関するものである。
光学モジュールの小型化を実現するために、光学素子の検出面に対して側面から光を入射又は出射させる光学モジュールが知られている。例えば、特許文献１には、反射膜を備えた傾斜面を光検出面に対向する領域に設けた光学半導体装置が開示されている。この光学半導体装置は、反射膜を用いて側面から入射した光を光検出面に反射させることによって光の検出を行う。
特許第３７６２５４５号公報
上述したような光学モジュールの性能の向上を図るためには、遮光性を有するカバー又はケースなどを用いて、光の入射面又は出射面以外の部分を覆う必要がある。しかしながら、カバー又はケースを設けることによって、光学モジュールの小型化が妨げられる。
本発明は、遮光機能を実現しつつ、小型化を図ることが可能な受光モジュール及び光学モジュールの製造方法を提供することを目的とする。
本発明の一態様に係る受光モジュールは、半導体受光素子と、半導体受光素子が搭載され、当該半導体受光素子と電気的に接続される端子部を主面上に有する基板と、所定波長の光に対して光学的に透明であり、半導体受光素子及び基板の主面を封止する樹脂部と、を備える。樹脂部は、主面に交差する方向に延びる第１端面と、第１端面に対向し、主面に交差する方向に延びる第２端面と、第１端面と第２端面とを接続し、基板の主面に平行な第３端面と、を有している。第１端面は、粗面であり、且つ、露出しており、第２端面は、主面に対して傾斜しており、第２端面及び第３端面は、所定波長の光を遮光する遮光膜で被覆されている。
一態様に係る受光モジュールは、樹脂部の第２端面及び第３端面に遮光膜が形成されている。このような構成により、遮光機能が実現され、受光モジュール内への外乱光の侵入が抑制される。また、第１端面より樹脂部の内部に入射した光が遮光膜によって反射され、樹脂部の内部に閉じ込められる。さらに、第１端面が粗面であることにより、当該第１端面に入射した光は拡散光となって樹脂部の内部に入射する。樹脂部の屈折率は空気の屈折率よりも大きいので、第１端面より入射した拡散光は樹脂部の内部に閉じ込められる。これらの作用により、第１端面から入射した光を高感度に検出することが可能である。さらに、遮光のためのカバー又はケースなどで受光モジュールを覆う必要がないので、受光モジュールの小型化を図ることができる。
いくつかの態様において、基板はガラスエポキシ基板であり、当該基板は第２端面に連続する切欠き部を有し、切欠き部は、所定波長の光を遮光する遮光膜で被覆されている。この構成により、外乱光が基板を介して樹脂部の内部に侵入することを抑制できる。
いくつかの態様において、第２端面は粗面である。この構成によれば、樹脂部の内部に入射した拡散光は、第２端面において更に拡散される。また、拡散光は、第２端面を被覆する遮光膜によって反射される。したがって、樹脂部の内部において輝度の均一化を図ることができ、第１端面から入射した光を精度よく検出することが可能である。
いくつかの態様において、樹脂部は、第１端面と第２端面とを接続し、基板の主面に交差する方向に延びる第４端面及び第５端面を更に有し、第４端面及び第５端面は、所定波長の光を遮光する遮光膜で被覆されている。第４端面及び第５端面も遮光膜で被覆されることにより、受光モジュール内への外乱光の侵入が更に抑制される。また、第１端面より樹脂部の内部に入射した光をより効率的に樹脂部の内部に閉じ込めることができる。
いくつかの態様において、第４端面及び第５端面は粗面であり、且つ、基板の主面に対して傾斜している。この構成によれば、樹脂部の内部に入射した拡散光は、第４端面及び第５端面においても、更に拡散される。したがって、樹脂部の内部において、より輝度の均一化を図ることができ、第１端面から入射した光を更に精度よく検出することが可能である。
本発明の一態様に係る光学モジュールの製造方法は、基板の主面上に半導体光学素子を固定する工程と、半導体光学素子と、基板の主面上に形成された端子部とを電気的に接続する工程と、所定の波長の光に対して光学的に透明である樹脂を用いて、半導体光学素子及び基板の主面を封止し、封止樹脂部を形成する工程と、基板の主面に沿う第１方向においてベベルカットを行うことにより、封止樹脂部に、主面に対して傾斜している傾斜面を形成する工程と、主面に平行な封止樹脂部の平行面及び傾斜面を、所定波長の光を遮光する遮光膜で被覆する工程と、少なくとも、第１方向に直交する第２方向においてダイシングを行い、基板を個片化する工程と、を含む。
一態様に係る光学モジュールの製造方法では、第１方向においてベベルカットを行うことによって封止樹脂部に傾斜面が形成される。この傾斜面は遮光膜で被覆される。また、この傾斜面に加え、基板の主面に平行な封止樹脂部の平行面も遮光膜で被覆される。よって、遮光膜が一体となった光学モジュールを作製することができ、遮光機能を実現しつつ、光学モジュールの小型化を図ることが可能である。
いくつかの態様において、光学モジュールの製造方法は、遮光膜で被覆する工程に先立って、第２方向においてハーフカットを行う工程を更に含む。この製造方法によれば、封止樹脂部のうち、光の入射面又は出射面以外の端面（第２方向に延びる端面）に遮光膜を形成することができる。したがって、より光学的性能の良い光学モジュールを製造することが可能である。
いくつかの態様において、封止樹脂部に傾斜面を形成する工程において、第１方向にベベルカットを行うことにより、傾斜面に連続する切欠き部が基板に形成される。この製造方法によれば、基板に形成された切欠き部をも遮光膜で被覆することができる。
本発明によれば、遮光機能を実現しつつ、小型化を図ることが可能である。
（ａ）及び（ｂ）は本発明の実施形態に係る受光モジュールを示す斜視図である。 （ａ）は図１（ａ）のIIＡ―IIＡ線に沿った断面図、（ｂ）は図１（ａ）のIIＢ―IIＢ線に沿った断面図である。 光学モジュールの製造方法を示す流れ図である。 （ａ）は図３に示す製造方法の一工程における被処理体を示す斜視図、（ｂ）は図４（ａ）に続く工程おける被処理体を示す斜視図である。 （ａ）は図４（ｂ）に続く工程における被処理体の一部を示す斜視図、（ｂ）は図５（ａ）のVＢ―VＢ線に沿った断面図、（ｃ）は図５（ａ）のVＣ―VＣ線に沿った断面図である。 （ａ）は図５（ａ）に続く工程における被処理体の一部を示す斜視図、（ｂ）は図６（ａ）のVIＢ―VIＢ線に沿った断面図、（ｃ）は図６（ａ）の一部のVIＣ―VIＣ線に沿った断面図である。 （ａ）は図６（ａ）に続く工程における被処理体の一部を示す斜視図、（ｂ）は図７（ａ）のVIIＢ―VIIＢ線に沿った断面図、（ｃ）は図７（ａ）のVIIＣ―VIIＣ線に沿った断面図である。 図７（ａ）に続く工程における被処理体を示す斜視図である。 図７（ａ）のVIIＢ―VIIＢ線に沿った断面図であり、基板を個片化する切断位置を示す図である。 基板を個片化する切断位置の他の例を示す図である。 基板を個片化する切断位置の更に他の例を示す図である。 図１に示す受光モジュールの作用効果を説明するための図である。 切欠き部における遮光膜の有無による作用効果の違いを説明するための図であり、（ａ）は比較例の受光モジュールを示す断面図、（ｂ）は図１に示す受光モジュールの断面図である。 （ａ）及び（ｂ）は本発明の変形例に係る受光モジュールを示す斜視図である。 （ａ）は図１４（ａ）のXVＡ―XVＡ線に沿った断面図、（ｂ）は図１４のXVＢ―XVＢ線に沿った断面図である。 （ａ）は図３に示す製造方法の一工程における被処理体の一部を示す斜視図、（ｂ）は図１６（ａ）のXVIＢ―XVIＢ線に沿った断面図、（ｃ）は図１６（ａ）のXVIＣ―XVIＣ線に沿った断面図である。 図１６（ａ）に続く工程における被処理体を示す斜視図である。 本発明の実施形態に係る発光モジュールを示す斜視図である。 図１８に示す発光モジュールの作用効果を説明するための図である。
以下、図面を参照して種々の実施形態について詳細に説明する。なお、各図面において同一又は相当の部分に対しては同一の符号を付すこととする。
図１及び図２を参照して、本実施形態に係る受光モジュール１００の構成について説明する。受光モジュール１００は、例えば、携帯電話などといった小型電子機器に搭載される、側面入射型の受光モジュールである。図１に示されるように、受光モジュール１００は全体として四角錐台状を呈しており、受光モジュール１００に入射した光を検出する半導体受光素子１０と、半導体受光素子１０が搭載された基板２０と、基板２０上に設けられ、所定波長の光に対して光学的に透明な樹脂部３０と、を備えている。半導体受光素子１０は、基板２０の主面２０Ｍ上に搭載されている。基板２０の主面２０Ｍ上には端子部２１が設けられており、端子部２１は半導体受光素子１０と電気的に接続されている。樹脂部３０は、基板２０の主面２０Ｍ上に設けられ、半導体受光素子１０及び主面２０Ｍを封止するパッケージである。樹脂部３０は、第１端面３１と、第２端面３２と、第３端面３３と、第４端面３４と、第５端面３５と、を有している。第１端面３１と第２端面３２とは互いに対向する一対の側面であり、第４端面３４と第５端面３５とは互いに対向する一対の側面である。第３端面３３は、４つの側面を接続する上面である。受光モジュール１００の寸法は、例えば、一辺が０．５〜２．０ｍｍ程度であり、用途により任意に定めることができる。
半導体受光素子１０は、例えば、受光面１１と、２つの電極１２ａ及び１２ｂと、を有している。一方の電極１２ａは、受光面１１上に形成され、他方の電極１２ｂは受光面１１の反対側の面に形成されている。電極１２ａ及び１２ｂは、金又は銅などといった導電性材料から形成されている。半導体受光素子１０には、例えば、ｐｎ接合構造を有するフォトダイオードなどを用いることができる。なお、半導体受光素子１０は上記の構造に限定されず、例えば、ｐｉｎ構造を有するフォトダイオードであってもよい。
基板２０は直方体状を呈しており、矩形状の主面２０Ｍ及び側面２０Ｓ１〜２０Ｓ４を有している。各側面２０Ｓ１〜２０Ｓ４は、主面２０Ｍに対して略垂直に形成されている。主面２０Ｍ上には、半導体受光素子１０と基板２０とを電気的に接続するための２つの端子部２１ａ及び２１ｂが形成されている。半導体受光素子１０の電極１２ｂは、端子部２１ｂと対向するように当該端子部２１ｂ上に載置される。これにより、電極１２ｂと端子部２１ｂは電気的に接続される。また、半導体受光素子１０の電極１２ａはボンディングワイヤ２２を介して、端子部２１ａと電気的に接続される。基板２０には、例えば、ガラスエポキシ基板が用いられる。端子部２１ａ、２１ｂ、及びボンディングワイヤ２２は、例えば、金又は銅などといった導電性材料から形成されている。
樹脂部３０は、四角錐台状を呈している。樹脂部３０の第１端面３１は、基板２０の主面２０Ｍと交差する方向に延びている。受光モジュール１００では、第１端面３１は主面２０Ｍに対して略垂直に設けられている。この第１端面３１は、基板２０の側面２０Ｓ１と面一に設けられている。第１端面３１に対向する第２端面３２は、主面２０Ｍと交差する方向に延びている。受光モジュール１００では、第２端面３２は主面２０Ｍに対して傾斜して設けられている。ここで、「主面２０Ｍに対してある面が傾斜する」とは、主面２０Ｍに対してその面が鋭角をなすことを意味する。言い換えれば、その面は、主面２０Ｍに垂直な面に対して所定の角度をなす。第３端面３３は、基板２０の主面２０Ｍに平行である。第４端面３４及び第５端面３５は、それぞれ、第１端面３１と第２端面３２とを接続し、基板２０の主面２０Ｍに交差する方向に延びている。受光モジュール１００では、第４端面３４及び第５端面３５は、主面２０Ｍに対して傾斜して設けられている。樹脂部３０は、所定波長の光に対して光学的に透明な熱硬化性樹脂、例えば、エポキシ樹脂などといった樹脂材料から形成されている。樹脂部３０の屈折率は空気の屈折率より大きく、一例では、エポキシ樹脂から形成された樹脂部３０の屈折率ｎは約１．５である。なお、樹脂部３０は、特定の波長の光を照射することによって硬化する光硬化性樹脂から形成されていてもよい。また、樹脂部３０には、光を拡散するためのフィラーが含まれていてもよい。
基板２０には、３つの切欠き部２３、２４、及び２５が形成されている。切欠き部２３は、樹脂部３０の第２端面３２と面一に連続し、基板２０の側面２０Ｓ２と第２端面３２とを接続している。切欠き部２４は、樹脂部３０の第４端面３４と面一に連続し、基板２０の側面２０Ｓ３と第４端面３４とを接続している。また、切欠き部２５は、樹脂部３０の第５端面３５と面一に連続し、基板２０の側面２０Ｓ４と第５端面３５とを接続している。即ち、切欠き部２３、２４、及び２５は基板２０の側面に設けられている。切欠き部２３、２４、及び２５は、基板２０の主面２０Ｍに対して傾斜している。基板２０として用いられるガラスエポキシ基板は、ガラス繊維の層及びエポキシ樹脂の層が積層された構造となっている。切欠き部２３、２４、及び２５は、少なくとも、主面２０Ｍを含むガラス繊維層（最上層）に形成されている。一例では、ガラスエポキシ基板の厚さは０．２〜１．６ｍｍ程度である。
樹脂部３０の第１端面３１は露出した粗面であり、光の入射面として機能する。また、第２端面３２、第４端面３４及び第５端面３５も粗面であり、樹脂部３０に入射した光を拡散させる拡散面として機能する。一方、第３端面３３は鏡面である。ここで、粗面とは、後述の製造工程においてダイシングブレードによって研削されて形成され、マイクロメートルオーダー以上の微細な凹凸を多数有している面のことをいう。また、面粗度による定義では、粗面とは、面粗度Ｒａが０．２以下である鏡面よりも大きい面粗度を有している面のことをいう。
受光モジュール１００は、所定波長の光を遮光する遮光膜４０を更に備えている。遮光膜４０は、樹脂部３０の第２端面３２、第３端面３３、第４端面３４、及び第５端面３５、並びに、基板２０に形成された切欠き部２３、２４、及び２５を被覆するように設けられている。遮光膜４０は、例えば、Ｃｒ、Ａｇ、Ａｌ、Ｐｄなどといった金属、又は、Ａｇ−Ｐｄ、モネルなどといった合金から形成されており、その膜厚は１μｍ以下である。
続いて、図３〜図８を参照して受光モジュール１００の製造方法について説明する。図３は、いくつかの態様における光学モジュールの製造方法を示す流れ図である。図４〜図８は、図３に示す製造方法の一工程における被処理体３００の一部を示す図である。ここで、被処理体３００とは、上記の製造方法の途中段階にある構造体のことをいう。なお、説明の容易のために、図５（ａ）、図６（ａ）、図７（ａ）、及び図８には、ＸＹＺ直交座標系が併せて示されている。
まず、半導体光学素子を基板２０の主面２０Ｍ上に固定する（工程ＳＴ１）。具体的には、半導体受光素子１０の電極１２ｂが基板２０の端子部２１ｂと対向するように、半導体受光素子１０を端子部２１ｂの上に固定する。半導体受光素子１０の固定には、例えば、銀ペーストなどといった、導電性を有するダイボンディングペーストを用いてもよい。導電性を有するダイボンディングペーストを用いることにより、半導体受光素子１０を固定すると共に、電極１２ｂと端子部２１ｂとを電気的に接続することが可能である。半導体受光素子１０の固定には、ダイボンダー装置を用いることができる。なお、半導体受光素子１０の固定には、必ずしも導電性を有するダイボンディングペーストを用いる必要はなく、絶縁性の接着剤などを用いてもよい。
次に、半導体受光素子１０と基板２０上の端子部２１とを電気的に接続する（工程ＳＴ２）。工程ＳＴ２では、ワイヤボンディングを行うことにより、図４（ａ）に示すように、半導体受光素子１０の電極１２ａと、端子部２１ａとがボンディングワイヤ２２を介して電気的に接続される。なお、工程ＳＴ１において電極１２ｂと端子部２１ｂとが電気的に接続されていない場合には、ワイヤボンディングを行うことにより、電極１２ｂと端子部２１ｂとが電気的に接続することができる。ボンディングワイヤ２２には、例えば、Ａｇ、Ｃｕ、及びＡｌなどが用いられる。工程ＳＴ２におけるワイヤボンディングには、ワイヤボンダー装置を用いることができる。なお、ボンディングの方法として、熱圧着方式又は超音波熱圧着方式などを適用することができる。
続いて、封止樹脂部５０を形成する（工程ＳＴ３）。具体的には、図４（ｂ）に示すように、基板２０の主面２０Ｍ及び半導体受光素子１０を封止する封止樹脂部５０が形成される。封止樹脂部５０は、例えば、未硬化の状態の熱硬化性樹脂を金型やダム状の枠体内に充填した後、加熱して硬化させることによって形成される。なお、熱硬化性樹脂が未硬化の状態で流れ出さないのであれば、金型等を用いず、塗布やポッティング後、加熱硬化させて形成してもよい。また封止樹脂部５０は、未硬化の状態の光硬化性樹脂をダム状の枠体内に充填した後、特定の波長の光を照射して硬化させることによって形成されてもよい。また光硬化性樹脂が未硬化の状態で流れ出さないのであれば、塗布やポッティング後、特定波長の光を照射して硬化させて形成してもよい。
次に、基板２０の主面２０Ｍに沿った第１方向（Ｙ軸方向）においてベベルカットを行うことにより、封止樹脂部５０に傾斜面を形成する（工程ＳＴ４）。工程ＳＴ４では、ダイシング装置を用いてベベルカットが行われる。また、このベベルカットを行う際には、ハーフカットとなるように、ダイシングブレードの高さが調節される。ベベルカットには、ブレード部の断面がテーパー状の第１ダイシングブレード（図示せず）が使用される。第１ダイシングブレードのブレード部の厚み方向における一方の側面は、第１ダイシングブレードが回転する回転軸に対して略垂直であり、他方の側面は回転軸に対して傾斜している。
このような第１ダイシングブレードを使用してカットを行うことにより、図５（ａ）に示すように、主面２０Ｍに対して略垂直な端面５１（受光モジュール１００の第１端面３１に相当する端面）と、主面２０Ｍに対して傾斜した傾斜面５２（受光モジュール１００の第２端面３２に相当する端面）とが封止樹脂部５０に形成される。このとき、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、側面２０Ｓ２が一部削られ、傾斜面５２に連続する切欠き部２３が基板２０に形成される。被処理体３００の第１方向（Ｙ軸方向）の断面においては、図５（ｃ）に示すように、封止樹脂部５０は連続したままである。端面５１及び傾斜面５２は第１ダイシングブレードで研削することによって形成されるので、端面５１及び傾斜面５２の表面の形状は、第１ダイシングブレードの側面の粒度に依存した粗面となる。第１ダイシングブレードには、例えば、一般的な電鋳ダイシングブレードを用いることができる。なお、工程ＳＴ４で使用するダイシングブレードは、ブレード部の断面がテーパー状の第１ダイシングブレードに限定されず、例えば、ブレード部の断面がＶ字状のダイシングブレードを使用してもよい。
次に、第１方向（Ｙ軸方向）に直交する第２方向（Ｘ軸方向）においてハーフカットを行う（工程ＳＴ５）。工程ＳＴ５では、ダイシング装置を用いてカットが行われる。ダイシングブレードの高さは、工程ＳＴ４と同様に、ハーフカットとなるように調節される。工程ＳＴ５では、ブレード部の断面がＶ字状の第２ダイシングブレード（図示せず）が用いられる。第２ダイシングブレードのブレード部の厚み方向における一方の側面及び他方の側面は、ダイシングブレード２が回転する回転軸に対して傾斜しており、回転軸側に近づくにつれて厚さが増すように形成されている。なお、一方の側面及び他方の側面の回転軸に対する傾斜角は、互いに等しくてもよく、異なっていてもよい。
このような第２ダイシングブレードを使用してカットを行うことにより、図６（ａ）及び図６（ｃ）に示すように、基板２０の主面２０Ｍに対して傾斜した傾斜面５４（受光モジュール１００の第４端面３４に相当する端面）と、傾斜面５５（受光モジュール１００の第５端面３５に相当）とが封止樹脂部５０に形成される。このとき、図６（ｃ）に示すように、側面２０Ｓ３と側面２０Ｓ４とが一部削られ、傾斜面５４に連続する切欠き部２４と、傾斜面５５に連続する切欠き部２５とが基板２０に形成される。傾斜面５４及び傾斜面５５は第２ダイシングブレードで研削することによって形成されるので、傾斜面５４及び傾斜面５５の表面の形状は、第２ダイシングブレードの側面の粒度に依存した粗面となる。第２ダイシングブレードには、例えば、一般的な電鋳ダイシングブレードを用いることができる。
続いて、封止樹脂部５０の平行面５３と、傾斜面５２、５４、及び５５とを、所定波長の光を遮光する遮光膜４０で被覆する（工程ＳＴ６）。工程ＳＴ６では、スパッタ装置又は蒸着装置などといった成膜装置が用いられる。被処理体３００は、成膜装置内で処理される。図７（ａ）〜（ｃ）に示すように、封止樹脂部５０の平行面５３、傾斜面５２、傾斜面５４、及び傾斜面５５は遮光膜４０で被覆される。さらに、基板２０に形成された切欠き部２３、２４、及び２５も遮光膜４０で被覆される。工程ＳＴ４及び工程ＳＴ５により傾斜した面（傾斜面５２、５４、及び５５等）を形成することで、これらの面上に遮光膜４０を容易に形成することができる。封止樹脂部５０の端面５１は、基板２０の主面２０Ｍに対して略垂直であるので遮光膜４０で被覆されず、露出した状態のままである。遮光膜４０の材料には、Ｃｒ、Ａｇ、又はＡｌなどの金属材料を用いることができる。なお、遮光膜４０を成膜するための方法は、スパッタや蒸着などといったドライプロセスに限定されず、メッキなどといったウェットプロセスを用いてもよい。
次に、図３に示す製造方法では、基板２０を個片化する（工程ＳＴ７）。工程ＳＴ７では、ダイシング装置を用いて、第１方向及び第２方向においてカットが行われる。これにより基板２０が個片化され、図８に示すように個々の受光モジュール１００が形成される。工程ＳＴ７のカットでは、工程ＳＴ４及び工程ＳＴ５においてハーフカットが行われた箇所が完全に切断されるように、ダイシングブレードの高さが調節される。また、このカットでは、断面が長方形状の第３ダイシングブレード（図示せず）が用いられる。第３ダイシングブレードのブレード部における厚み方向の両側面は、第３ダイシングブレードが回転する回転軸に対して略垂直である。第３ダイシングブレードには、例えば、一般的な電鋳ダイシングブレードを用いることができる。
図９は、工程ＳＴ７における第１方向の切断位置を示す図である。図９中の二点鎖線は、工程ＳＴ７においてダイシングブレードが切断する箇所を示している。図９に示すダイシング方法では、工程ＳＴ４で形成された端面５１と傾斜面５２との間の箇所（端面５１及び傾斜面５２を除く中間の箇所であり、最も厚みの小さい箇所）においてダイシングする。この方法では、ダイシングによって研削される幅を最小限に抑えることができるので、一枚の基板から製造できる受光モジュール１００の個数（取り数）を多くすることができる。なお、工程ＳＴ７における第１方向の切断位置はこれに限定されず、様々な変形が可能である。
以下、工程ＳＴ７における第１方向の切断位置の変形例について説明する。図１０は、工程ＳＴ７における第１方向の切断位置の変形例を示す図である。図１０中の二点鎖線は、工程ＳＴ７においてダイシングブレードが切断する箇所を示している。図１０に示すダイシング方法では、工程ＳＴ４で形成された端面５１を含む箇所においてダイシングする。このようにダイシングすることで、工程ＳＴ４で形成された端面５１は研削され、新たな端面５１Ａが形成される。したがって、工程ＳＴ６において、端面５１に多少の遮光膜４０が形成された場合であっても、ダイシングの後には完全に露出した端面５１Ａを得ることができる。これにより、歩留りを向上させることが可能である。なお、このようにダイシングを行うために、ブレード部の断面が長方形状である第３ダイシングブレードの幅を適宜変更してもよい。
図１１は、工程ＳＴ７における第１方向の切断位置の更なる変形例を示す図である。図１１中の二点鎖線は、工程ＳＴ７においてダイシングブレードが切断する箇所を示している。図１１に示す変形例では、工程ＳＴ４におけるベベルカットは、工程ＳＴ５で用いられたダイシングブレードと同様の、ブレード部の断面がＶ字状である第２ダイシングブレードを用いて行われている。これにより、端面５１は、基板２０の主面２０Ｍに対して傾斜して設けられる。この場合、工程ＳＴ７では、傾斜した端面５１全体を含む範囲が研削されるように、ブレード部の断面が長方形状である第３ダイシングブレードを用いてダイシングが行われる。このように工程ＳＴ７を実行することより、傾斜した端面５１は研削され、主面２０Ｍに対して略垂直な新たな端面５１Ｂが形成される。したがって、露出した端面５１を確実に得ることができ、歩留りを向上させることが可能である。また、受光モジュール１００の製造において使用するダイシングブレードの種類を２種類に留めることができる。これらにより、製造コストを抑えることが可能である。
次に、図１２及び図１３を参照しながら、上記製造方法によって製造された受光モジュール１００の作用効果について説明する。図１２及び図１３は、受光モジュール１００の作用効果を説明するための図である。
受光モジュール１００では、樹脂部３０の第２端面３２及び第３端面３３に遮光膜４０が形成されている。このような構成により、遮光機能が実現され、図１２に示すように、受光モジュール１００内への外乱光の侵入が抑制される。また、第１端面３１より樹脂部３０の内部に入射した光が遮光膜４０によって反射され、樹脂部３０の内部に閉じ込められる。さらに、第１端面３１が粗面であることにより、当該第１端面３１に入射した光は拡散光となって樹脂部３０の内部に入射する。樹脂部３０の屈折率ｎは約１．５であり、空気の屈折率（ｎ＝１）よりも大きい。このように屈折率の差があることにより、樹脂部３０に入射した拡散光は全反射されやすくなるので、樹脂部３０は第１端面３１より入射した拡散光を閉じ込める効果を有する。これらの作用により、第１端面３１から入射した光を半導体受光素子１０によって高感度に検出することが可能である。さらに、遮光膜４０は樹脂部３０と一体に成型されているので、遮光のためのカバー又はケースなどで受光モジュール覆う必要がなく、受光モジュール１００の小型化を図ることができる。
受光モジュール１００の基板２０はガラスエポキシ基板であり、当該基板２０は第２端面３２に連続する切欠き部２３を有し、切欠き部２３は、所定波長の光を遮光する遮光膜４０で被覆されている。ガラスエポキシ基板は光を伝搬するので、切欠き部２３が遮光膜で被覆されていない場合には、図１３（ａ）に示すように、外乱光がガラスエポキシ基板を介して樹脂部３０に侵入する虞がある。外乱光が基板２０を介して侵入する場合、主面２０Ｍを含むガラス繊維層２０ａによる影響が大きいと推測される。そこで、少なくとも最上層であるガラス繊維層２０ａに切欠き部２３を形成し、遮光膜４０で被覆することにより、ガラス繊維層２０ａに外乱光が入射することを防止できる。したがって、図１３（ｂ）に示すように、外乱光を遮断し、外乱光が基板２０を介して樹脂部３０の内部へ侵入することを防止できる。また、基板２０を介した外乱光の入射を抑制するために、セラミック基板などといった高価な基板を使用する必要が無いので、低コストを維持しつつ高性能な受光モジュール１００を実現することが可能である。
また、受光モジュール１００の基板２０は、切欠き部２３に加え、第４端面３４に連続する切欠き部２４と、第５端面３５に連続する切欠き部２５とを有している。切欠き部２４及び切欠き部２５も、少なくともガラス繊維層２０ａまで達するように形成され、遮光膜４０で被覆されている。この構成により切欠き部２４及び切欠き部２５は、上記したような、遮光膜４０で被覆された切欠き部２３と同様の効果を奏する。
受光モジュール１００では、第２端面３２は粗面であるため、樹脂部３０の内部に入射した拡散光は、第２端面３２において更に拡散される。また、拡散光は、第２端面３２を被覆する遮光膜４０によって反射される。したがって、樹脂部３０の内部において輝度の均一化を図ることができ、第１端面３１から入射した光を精度よく検出することが可能である。
受光モジュール１００の樹脂部３０では、第４端面３４及び第５端面３５は、所定波長の光を遮光する遮光膜４０で被覆されている。第４端面３４及び第５端面３５も遮光膜４０で被覆されることにより、受光モジュール１００内への外乱光の侵入が更に抑制される。また、第１端面３１より樹脂部３０の内部に入射した光をより効率的に樹脂部３０の内部に閉じ込めることができる。
受光モジュール１００では、第４端面３４及び第５端面３５は粗面であり、且つ、基板２０の主面２０Ｍに対して傾斜している。この構成によれば、樹脂部３０の内部に入射した拡散光は、第４端面３４及び第５端面３５においても、更に拡散される。したがって、樹脂部３０の内部において、より輝度の均一化を図ることができ、第１端面３１から入射した光を更に精度よく検出することが可能である。
次に、図１４及び図１５を参照しながら、本実施形態に係る受光モジュール１００の変形例について説明する。図１４（ａ）及び図１４（ｂ）は、本変形例に係る受光モジュール２００を示す斜視図である。図１５（ａ）は、本変形例に係る受光モジュール２００のXVＡ−XVＡ線に沿った断面図であり、図１５（ｂ）は、本変形例に係る受光モジュール２００のXVＢ−XVＢ線に沿った断面図である。本変形例に係る受光モジュール２００が受光モジュール１００と相違する点は、樹脂部３０の第４端面３４及び第５端面３５が基板２０の主面２０Ｍに対して略垂直である点と、それらの第４端面３４及び第５端面３５が遮光膜４０で被覆されていない点である。
受光モジュール１００においては、樹脂部３０の第１端面３１のみが露出しているのに対して、受光モジュール２００においては、第１端面３１、第４端面３４、及び第５端面３５が露出しており、第２端面３２及び第３端面３３のみ、遮光膜４０で被覆されている。第４端面３４及び第５端面３５は、第１端面３１と第２端面３２とを接続し、主面２０Ｍに対して略垂直に設けられている。また、第４端面３４及び第５端面３５は露出した粗面である。
受光モジュール２００の製造方法では、図３に示す製造方法と同様に、工程ＳＴ１から工程ＳＴ４までが実行される。これにより、被処理体３００は図５に示す被処理体３００と同じ状態に加工される。
次に、工程ＳＴ５を実行せずに、工程ＳＴ６を実行する。工程ＳＴ５、即ち、第２方向おけるハーフカットが実行されないので、封止樹脂部５０に傾斜面５４及び５５が形成されていない状態で、工程ＳＴ６が実行されることとなる。このため、工程ＳＴ６では、図１６（ａ）〜（ｃ）に示すように、封止樹脂部５０の傾斜面５２、平行面５３、及び切欠き部２３のみが遮光膜４０で被覆される。
続いて、基板２０を個片化する（工程ＳＴ７）。このために、工程ＳＴ７では、ダイシング装置を用いて第１方向（Ｙ軸方向）及び第２方向（Ｘ軸方向）においてカットが行われる。第１方向においては、工程ＳＴ４でハーフカットが行われた箇所が完全に切断される。また、第２方向においては、基板２０、封止樹脂部５０、及び遮光膜４０が一度のカットによって切断される。これにより、図１７に示すように、被処理体３００は個片化され、受光モジュール２００が形成される。
受光モジュール２００は、受光モジュール１００と同様に、樹脂部３０の第１端面３１から入射する光を検出するための受光モジュールである。受光モジュール２００の樹脂部３０の第２端面３２及び第３端面３３は、遮光膜４０で被覆されている。これにより、外乱光は遮光膜４０によって反射され、受光モジュール２００内への侵入が抑制される。入射面として機能する第１端面３１から入射した光は、樹脂部３０の内部に侵入し、半導体受光素子１０によって検出される。また、遮光膜４０は受光モジュール２００と一体に成型されているので、遮光機能を実現しつつ、小型化を図ることが可能である。その他の点でも、受光モジュール２００は、受光モジュール１００と略同様の作用効果を得ることができる。
受光モジュール２００では、樹脂部３０の第４端面３４及び第５端面３５は遮光膜４０で被覆されていないので、外乱光に対する遮光性、及び、樹脂部３０の内部に拡散光を閉じ込める効果に関しては、受光モジュール１００に比べてやや劣る。しかしながら、受光モジュール２００は、受光モジュール１００に比べて少ない工程で製造することができる。また、受光モジュール２００の製造において使用するダイシングブレードの種類を２種類に留めることができる。したがって、製造コストを抑えると共に、量産性を向上させることが可能である。
次に、図１８を参照しながら、本発明の実施形態に係る発光モジュール４００について説明する。図１８は、本発明の実施形態に係る発光モジュール４００を示す斜視図である。図１８に示す発光モジュール４００が受光モジュール１００と相違している点は、半導体受光素子１０に代えて、半導体発光素子４１０が基板４２０に搭載されている点である。
発光モジュール４００は受光モジュール１００と略同様の構成をしており、半導体発光素子４１０と、基板４２０と、樹脂部４３０と、遮光膜４４０と、を備えている。半導体発光素子４１０は、基板４２０の主面４２０Ｍ上に搭載されている。基板４２０の主面４２０Ｍ上には、端子部４２１が設けられており、半導体発光素子４１０と電気的に接続されている。樹脂部４３０は、基板４２０の主面４２０Ｍ上に設けられており、半導体発光素子４１０及び主面４２０Ｍを封止している。樹脂部４３０は、第１端面４３１と、第２端面４３２と、第３端面４３３と、第４端面４３４と、第５端面４３５と、を有している。第１端面４３１は露出しており、第２端面４３２、第３端面４３３、第４端面４３４、及び第５端面４３５は、遮光膜４４０で被覆されている。発光モジュール４００の全体の寸法は、受光モジュール１００の全体の寸法と同様の範囲内で任意に定めることができる。
上記の発光モジュール４００は、図３に示す製造方法と同様の製造方法によって作製することができる。発光モジュール４００の作製では、工程ＳＴ１において、半導体受光素子１０ではなく、半導体発光素子４１０が基板２０の主面２０Ｍ上に固定される。半導体発光素子４１０には、例えば、発光ダイオード又は半導体レーザなどを用いることができる。また、半導体発光素子４１０の固定には、半導体受光素子１０の固定と同様に、導電性を有するダイボンディングペーストを用いることができる。工程ＳＴ２から工程ＳＴ７までの工程については、上述した受光モジュール１００の製造方法と同じであるので、その説明を省略する。
発光モジュール４００は、樹脂部４３０の第１端面４３１を発光面とする発光モジュールである。発光モジュール４００の樹脂部４３０の第２端面４３２、第３端面４３３、第４端面４３４、及び第５端面４３５は遮光膜４４０で被覆されている。これにより、図１９に示すように、半導体発光素子４１０から出射した光は、第２端面４３２、第３端面４３３、第４端面４３４、及び第５端面４３５においては遮光膜４４０によって樹脂部４３０の内部に反射され、第１端面４３１からのみ出射する。したがって、半導体発光素子４１０から出射した光の損失を抑え、第１端面４３１から光を出射させることができる。また、遮光膜４４０は発光モジュール４００と一体に成形されているので、遮光機能を実現しつつ、小型化を図ることが可能である。
発光モジュール４００では、樹脂部４３０の第２端面４３２、第３端面４３３、第４端面４３４、及び第５端面４３５は粗面であるので、半導体発光素子４１０から出射した光は、樹脂部４３０の内部で拡散される。故に、光の出射面である第１端面４３１の全面を発光させることができる。また、第１端面４３１も粗面であるので、当該第１端面４３１から出射される光は拡散光となる。
以上、種々の実施形態について説明してきたが、本発明は上述した実施形態に限定されることなく種々の変形態様を採用可能である。例えば、受光モジュール２００において、樹脂部３０の第４端面３４及び第５端面３５も遮光膜４０で被覆されていてもよい。また、発光モジュール４００において、樹脂部４３０の第４端面４３４及び第５端面４３５は、基板４２０の主面４２０Ｍに対して略垂直に形成されていてもよい。その場合に、第４端面４３４及び第５端面４３５は露出していてもよい。さらに、受光モジュール又は発光モジュールにおいて、傾斜面（第２端面３２等）と面一に連続する切欠き部（切欠き部２３等）は、基板の最上層より下に形成されていてもよい。切欠き部は、基板の底面に達するように形成されていてもよい。
１０…半導体受光素子、１１…受光面、１２ａ，１２ｂ…電極、２０…基板、２０Ｍ…主面、２０ａ…ガラス繊維層、２１…端子部、２２…ボンディングワイヤ、２３，２４，２５…切欠き部、３０…樹脂部、３１…第１端面、３２…第２端面、３３…第３端面、３４…第４端面、３５…第５端面、４０…遮光膜、５０…封止樹脂部、１００…受光モジュール、２００…受光モジュール、３００…被処理体、４００…発光モジュール、４１０…半導体発光素子、４２０…基板、４２０Ｍ…主面、４２１…端子部、４３０…樹脂部、４４０…遮光膜。

Claims (10)

  1. 半導体受光素子と、
    前記半導体受光素子が搭載され、前記半導体受光素子と電気的に接続される端子部を主面上に有する基板と、
    所定波長の光に対して光学的に透明であり、前記半導体受光素子及び前記基板の前記主面を封止する樹脂部と、を備え、
    前記樹脂部は、
    前記主面に交差する方向に延びる第１端面と、
    前記第１端面に対向し、前記主面に交差する方向に延びる第２端面と、
    前記第１端面と前記第２端面とを接続し、前記基板の前記主面に平行な第３端面と、を有し、
    前記第１端面は、粗面であり、且つ、露出しており、
    前記第２端面は、前記主面に対して傾斜しており、
    前記第２端面及び前記第３端面は、前記所定波長の光を遮光する遮光膜で被覆されている、受光モジュール。
  2. 前記基板はガラスエポキシ基板であり、
    前記基板は前記第２端面に連続する切欠き部を有し、
    前記切欠き部は、前記所定波長の光を遮光する遮光膜で被覆されている、請求項１に記載の受光モジュール。
  3. 前記第２端面は粗面である、請求項１又は２に記載の受光モジュール。
  4. 前記樹脂部は、前記第１端面と前記第２端面とを接続し、前記基板の前記主面に交差する方向に延びる第４端面及び第５端面を更に有し、
    前記第４端面及び前記第５端面は、前記所定波長の光を遮光する遮光膜で被覆されている、請求項１〜３の何れか一項に記載の受光モジュール。
  5. 前記第４端面及び前記第５端面は粗面であり、且つ、前記基板の前記主面に対して傾斜している、請求項４に記載の受光モジュール。
  6. 基板の主面上に半導体光学素子を固定する工程と、
    前記半導体光学素子と、前記基板の前記主面上に形成された端子部とを電気的に接続する工程と、
    所定波長の光に対して光学的に透明である樹脂を用いて、前記半導体光学素子及び前記基板の前記主面を封止し、封止樹脂部を形成する工程と、
    前記基板の前記主面に沿う第１方向においてベベルカットを行うことにより、前記封止樹脂部に、前記主面に対して傾斜している傾斜面を形成する工程と、
    前記主面に平行な前記封止樹脂部の平行面及び前記傾斜面を、前記所定波長の光を遮光する遮光膜で被覆する工程と、
    少なくとも、前記第１方向に直交する第２方向においてダイシングを行い、前記基板を個片化する工程と、を含む光学モジュールの製造方法。
  7. 前記遮光膜で被覆する工程に先立って、前記第２方向においてハーフカットを行う工程を更に含む、請求項６に記載の光学モジュールの製造方法。
  8. 前記封止樹脂部に前記傾斜面を形成する前記工程において、前記第１方向においてベベルカットを行うことにより、前記傾斜面に連続する切欠き部を前記基板に形成する、請求項６又は７に記載の光学モジュールの製造方法。
  9. 前記半導体光学素子は、半導体受光素子である、請求項６〜８の何れか一項に記載の光学モジュールの製造方法。
  10. 前記半導体光学素子は、半導体発光素子である、請求項６〜８の何れか一項に記載の光学モジュールの製造方法。
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