JP4095300B2 - 光デバイス及びその製造方法、光モジュール、回路基板並びに電子機器 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光デバイス及びその製造方法、光モジュール、回路基板並びに電子機器に関する。
【０００２】
【背景技術】
受光部等のような光学的部分を有する光素子は、光学的部分を有する表面と封止するためのカバーとの間に空間を設けたほうがよいことがわかっている。このため、光素子が切断され、個片化された後に、光学的部分が光学的部分とカバーとの間に空間を設けてカバーによって封止される光デバイスの製造方法が知られている。ウエハ等の基板をダイシング等により切断する際には切削屑等が発生する。この切削屑等のゴミが光学的部分に付着したまま封止されると、その後に該空間内からゴミを除去することができなくなり、光デバイスの品質が低下するという問題があった。特に、マイクロレンズ付の光学的部分を有する固体撮像装置の場合には、マイクロレンズは凹凸を有するため、ゴミが付着しやすく、完全に除去するのが困難であった。このため、マイクロレンズ付の光学的部分を有する場合には、さらに固体撮像装置の品質が低下しやすいという問題があった。
【０００３】
本発明は、この問題点を解決するものであり、その目的は、品質の高い光デバイス及びその製造方法、光モジュール、回路基板並びに電子機器を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
（１）本発明に係る光デバイスの製造方法は、（ａ）光透過性の第１の基板と、光学的部分を有する光素子が複数形成された第２の基板とを、それぞれの前記光学的部分を囲む形状のスペーサを介して対向させ、
（ｂ）前記スペーサを介して前記第１の基板と前記第２の基板とを接続することによって、前記第１の基板及び前記スペーサによりそれぞれの前記光学的部分を封止し、
（ｃ）前記第２の基板を、１つの封止された前記光学的部分を含む個々の前記光素子に切断することを含む。
【０００５】
本発明によれば、第２の基板の光学的部分を封止してから、第２の基板を切断するので、光学的部分にゴミやケバなどが付着しにくい。これにより、封止部内にゴミが入ることを少なくすることができ、品質の高い光デバイスを得ることができる。
【０００６】
（２）この光デバイスの製造方法において、
前記（ｃ）工程で、さらに、前記第１の基板を切断し、
前記第１の基板は第１のカッタで切断し、前記第２の基板は第２のカッタで切断してもよい。
【０００７】
（３）この光デバイスの製造方法において、
前記第１のカッタの幅は、第２のカッタの幅よりも大きくてもよい。
【０００８】
これによれば、第１の基板の切断領域の幅が、第２の基板の切断領域の幅よりも広くなる。
【０００９】
（４）この光デバイスの製造方法において、
前記光素子は、前記光学的部分の外側に電極を有し、
前記（ｃ）工程で、前記第１の基板を切断するときに、前記第１の基板における前記電極の上方の部分を除去してもよい。
【００１０】
これによれば、第１の基板における電極の上方が開放されるので、電極に対する電気的な接続を行いやすくなる。
【００１１】
（５）この光デバイスの製造方法において、
前記第１の基板は、切断ラインに沿った溝を有し、
前記（ｃ）工程で、前記溝が形成された領域において、前記第１の基板を切断してもよい。
【００１２】
これによれば、第１の基板における溝が形成された部分を切断する場合、その部分の厚みは、他の部分よりも薄くなっているので、第２の基板にダメージを与えにくくすることができる。また、第１の基板の切断位置を明示することもできるものである。。また、溝が形成されていない部分を切断するよりも、第１のカッタの先端を第２の基板に接近させずに第１の基板を切断することができる。
【００１３】
（６）この光デバイスの製造方法において、
前記（ａ）工程で、前記第１又は第２の基板の一方に前記スペーサを形成し、前記（ｂ）工程で、前記第１又は第２の基板の他方を前記スペーサに取り付けてもよい。
【００１４】
（７）この光デバイスの製造方法において、
前記スペーサは、熱硬化性樹脂を有し、
前記スペーサを、前記（ｂ）工程で加熱することにより、前記第１の基板と前記第２の基板とを接続してもよい。
【００１５】
（８）この光デバイスの製造方法において、
前記スペーサは、光硬化性樹脂を有し、
前記スペーサに対して、前記（ｂ）工程で光を照射することにより、前記第１の基板と前記第２の基板とを接続してもよい。
【００１６】
（９）この光デバイスの製造方法において、
前記（ｂ）工程よりも前に、前記熱硬化性樹脂を仮硬化させてもよい。
【００１７】
（１０）この光デバイスの製造方法において、
前記（ｂ）工程よりも前に、前記光硬化性樹脂を仮硬化させてもよい。
【００１８】
（１１）この光デバイスの製造方法において、
前記スペーサは、金属で形成され、
前記（ｂ）工程で、ろう接を行ってもよい。
【００１９】
（１２）この光デバイスの製造方法において、
前記第１及び第２の基板のうち前記スペーサに取り付けられる基板に、前記ろう接を行う前に、ろう材を設けておいてもよい。
【００２０】
（１３）この光デバイスの製造方法において、
前記（ｂ）工程で、前記第１の基板及び前記光学的部分との間に空間が形成されるように、前記光学的部分を封止してもよい。
【００２１】
（１４）この光デバイスの製造方法において、
前記（ｂ）工程で、前記空間が真空になるように、前記光学的部分を封止してもよい。
【００２２】
（１５）この光デバイスの製造方法において、
前記（ｂ）工程で、前記空間が窒素で充満するように、前記光学的部分を封止してもよい。
【００２３】
（１６）この光デバイスの製造方法において、
前記（ｂ）工程で、前記空間がドライエアで充満するように、前記光学的部分を封止してもよい。
【００２４】
（１７）この光デバイスの製造方法において、
前記第１の基板は、少なくとも可視光を通過させ、赤外線を通過させなくてもよい。
【００２５】
（１８）この光デバイスの製造方法において、
前記第２の基板は、半導体ウエハであってもよい。
【００２６】
（１９）この光デバイスの製造方法において、
それぞれの前記光学的部分は、画像センシング用に並べられた複数の受光部を有していてもよい。
【００２７】
（２０）この光デバイスの製造方法において、
それぞれの前記光学的部分は、前記受光部の上方に設けられたカラーフィルタを有していてもよい。
【００２８】
（２１）この光デバイスの製造方法において、
それぞれの前記光学的部分は、前記第２の基板の表面に設けられたマイクロレンズアレイを有していてもよい。
【００２９】
（２２）本発明に係る光デバイスは、上記方法によって製造されてなる。
【００３０】
（２３）本発明に係る光モジュールは、上記光デバイスと、
前記光デバイスが取り付けられる支持部材と、
を有する光モジュール。
【００３１】
（２４）本発明に係る回路基板は、上記光モジュールが実装されてなる。
【００３２】
（２５）本発明に係る電子機器は、上記光モジュールを有する。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００３４】
（第１の実施の形態）
図１（Ａ）〜図５（Ｂ）は、本発明の第１の実施の形態に係る光デバイス及びその製造方法を説明する図である。本実施の形態では、第１及び第２の基板１０，２０を使用する。
【００３５】
図１（Ａ）に示すように、第１の基板１０を用意する。第１の基板１０の大きさ及び形状は特に限定されないが、第２の基板２０と同一の大きさであることが好ましく、第２の基板２０と同一の形状であることがより好ましい。さらに、例えば図３に示すように四辺形であってもよい。第１の基板１０は、光透過性を有する。第１の基板１０として光学ガラスを使用することができる。第１の基板１０は、光が透過するものであれば損失の大きさは問わないし、特定の波長の光のみを透過するものであってもよい。例えば、第１の基板１０は、可視光を通過させるが赤外線領域の光を通過させないものであってもよい。第１の基板１０は、可視光に対して損失が小さく、赤外線領域の光に対して損失が大きくてもよい。さらに、第１の基板１０の表面には、反射防止膜や赤外線遮蔽膜などの光学機能膜が形成されてもよい。こうすれば、基板とは別にこのような光学機能を有するものを設けなくともよいため、光デバイス等を更に小型化することができる。
【００３６】
図１（Ａ）に示すように、第１の基板１０には、溝１２を設けてもよい。第１の基板１０を切削して溝１２を形成する場合、第１の基板１０にシート１４等の保持材を貼り付けておけば作業性が向上し、第１の基板１０の割れを防止できる。溝１２は、第１の基板１０をハーフカットして形成してもよい。上記ハーフカットとは、第１の基板１０を完全に切断するのではなく、図１（Ａ）に示すように切削することによって溝を設けることである。その場合、溝１２の形成は、ダイシングブレード１６を使用して、ダイシングによって行ってもよい。溝１２は、第１の基板１０における切断ライン上に形成される。例えば、図３に示すように、格子形状をなすように、複数の溝１２を形成してもよい。変形例として、第１の基板１０は溝１２を有さないものであってもよい。他の変形例として、第１の基板１０は既に透明基板に個片化されており、複数の透明基板がシート１４等の保持材によって保持されているものであってもよい。
【００３７】
次に、第１及び第２の基板１０，２０を、少なくとも１つのスペーサ１８を介して相互に取り付ける。スペーサ１８は複数設けられてもよい。例えば、第１及び第２の基板１０，２０の一方にスペーサ１８を形成し、第１及び第２の基板１０，２０の他方にスペーサ１８を取り付ける。一例として、図１（Ｂ）に示すように、第１の基板１０に枠状のスペーサ１８を設ける。各スペーサ１８は、第１の基板１０において切断されて透明基板１１０になる各部分に設けられる。図１（Ｂ）に示す例では、溝１２によって囲まれた部分（図３参照）に、各スペーサ１８を設ける。各スペーサ１８は、隣り合ったスペーサと連続的に（切れ目がないように）形成されていてもよい。この場合、スペーサ１８の取り付けが容易になる。各スペーサ１８は、後述する光学的部分２２を囲む形状になっている。
【００３８】
本実施の形態では、スペーサ１８は、樹脂で形成する。第１及び第２の基板１０，２０との接着を考慮して、熱可塑性樹脂、光硬化性樹脂、熱硬化性樹脂又はそれらを組み合わせた樹脂等のような接着性を有する樹脂を使用してもよい。例えば、感光性樹脂（感光性ポリイミド等のフォトレジスト等）の層を第１の基板１０に設け、フォトリソグラフィを適用して、これをパターニングすることでスペーサ１８を形成してもよい。あるいは、スクリーン印刷によってスペーサ１８を形成してもよい。なお、光硬化性樹脂又は熱硬化性樹脂で形成されたスペーサ１８は、仮硬化させることでその変形を抑えることができる。また、上記のスペーサ１８を構成する樹脂が紫外線硬化型であれば、仮硬化には、弱い紫外線の照射を適用することができる。ここで、仮硬化とは、樹脂が完全に硬化しない状態であって、仮硬化した樹脂の流動性が室温下での樹脂の流動性よりも低くなるようにした状態のことをいう。これにより、第１及び第２の基板１０，２０をスペーサ１８を介して相互に取り付ける際に、樹脂が変形しにくくなるため、下記の光学的部分２２に樹脂が付着しにくくすることができる。従って、樹脂の付着による光学的部分への光の入出射の阻害を防ぐことができる。また、スペーサ１８は少なくとも表面が絶縁性の材料からなることが好ましい。
【００３９】
図１（Ｃ）に示すように、第２の基板２０を用意する。第２の基板２０には、後述する切断工程での作業性を向上させるためにシート２１を貼り付けておいてもよい。図２は、第２の基板２０の一部を拡大した図である。第２の基板２０は、光学的部分２２を含む複数の光素子１００を有する。光素子１００は、光学的部分２２と電極３４とを含む。光学的部分２２は、光が入射又は出射する部分（受光部又は発光部）を有するものであって、光エネルギーを他のエネルギー（例えば電気的エネルギー）に、又は、他のエネルギー（例えば、電気的エネルギー）を光エネルギーに、変換するための部分を有するものである。１つの光学的部分２２は、複数のエネルギー変換部（受光部又は発光部）２４を有していてもよい。
【００４０】
本実施の形態では、固体撮像装置（例えばＣＣＤ、特にフォトダイオードを備えたＣＣＤ、ＣＭＯＳセンサ等のイメージセンサ等）を例として説明する。この場合、それぞれの光学的部分２２は、複数のエネルギー変換部（受光部又はイメージセンサ部等）２４を有する。図２に示すように、複数のエネルギー変換部２４は、二次元的に並べられて、画像センシングを行えるようになっている。エネルギー変換部２４は、光透過性を有するパッシベーション膜２６で覆われていてもよい。第２の基板２０が、半導体基板（例えば半導体ウエハ等）を含むものであれば、ＳｉＯ2、ＳｉＮでパッシベーション膜２６を形成してもよい。
【００４１】
光学的部分２２は、カラーフィルタ２８を有していてもよい。カラーフィルタ２８は、パッシベーション膜２６上に形成されていてもよい。また、カラーフィルタ２８上に平坦化層３０が設けられてもよい。光学的部分２２の表面には、マイクロレンズアレイ３２が設けられてもよい。この場合、第１の基板１０及びスペーサ１８は、少なくとも第２の基板２０のうちマイクロレンズアレイ３２が設けられた領域を封止する。
【００４２】
第２の基板２０には、複数の電極３４が形成されている。図２に示す電極３４は、パッド上に形成されたバンプを有するが、パッドのみであってもよい。図２に示すように、電極３４は、個々の光素子１００において光学的部分２２の外側に形成されていることが好ましい。例えば、隣りあった光学的部分２２の間に、電極３４が形成されていてもよい。１つの光学的部分２２に、１グループの電極３４（複数）が対応している。例えば、図５（Ｂ）に示すように、光学的部分２２の複数辺（例えば対向する二辺）に沿って電極３４を配置してもよい。また、電極３４は、光学的部分２２の１辺に沿って配置してもよい。
【００４３】
図１（Ｃ）に示すように、第１及び第２の基板１０，２０を対向させる。詳しくは、第２の基板２０における光学的部分２２が形成された面と、第１の基板１０とを対向させる。図３は、対向する第１及び第２の基板を示す平面図である。第１の基板１０が溝１２を有する場合は、溝を有する面が、第２の基板２０に向けられるように配置されてもよい。また、切断された第１の基板１０にシート１４等の保持材が設けられている場合は、保持材が設けられている面の反対面が、第２の基板に向けられるように配置されてもよい。この際、第１及び第２の基板１０，２０の間にスペーサ１８を介在させる。スペーサ１８は、第２の基板２０の光学的部分２２を囲むように配置する（図５（Ｂ）参照）。
【００４４】
図４（Ａ）に示すように、第１及び第２の基板１０，２０を、スペーサ１８を介して相互に取り付ける。例えば、熱硬化性樹脂でスペーサ１８を形成した場合には、第１の基板１０に設けられたスペーサ１８と第２の基板２０とを接触させて、スペーサ１８を加熱してその接着力を発現させる。あるいは、第２の基板とスペーサ１８との間に接着剤を設けてもよい。こうして、第１の基板１０及びスペーサ１８によって光学的部分２２を封止することができる。本実施の形態では、第１及び第２の基板１０，２０の間に空間が形成されるように、光学的部分２２を封止する。ここで、空間を、大気圧よりも減圧してもよいし、真空にしてもよいし、窒素やドライエア等で満たしてもよい。例えば、大気圧よりも低い気圧下、真空下、又は、窒素、若しくは、ドライエア等の雰囲気下で封止工程を行うことにより、上記構成が得られる。これにより、空間内の水蒸気等を減少させることができ、半導体装置又は電子部品等の製品の結露や過熱工程における空間の内圧の上昇による破裂を防止することができる。なお、必要であれば、第１の基板１０に貼られたシート１４を剥がす。さらに、この封止工程の直前に、第１及び第２の基板１０、２０を洗浄及び乾燥などを行うことが好ましい。これは、封止する直前に光学的部分２２の清浄化を行うことにより、空間内のゴミ・ケバ等を抑えることができ、さらに最終製品の歩留まりを向上することができるためである。
【００４５】
図４（Ｂ）に示すように、第１の基板１０を透明基板１１０に切断する。この切断は、第１の基板１０において透明基板１１０となる部分を避けて行う。すなわち、スペーサ１８によって囲まれた領域（光学的部分２２が位置する。）及びスペーサ１８の外側で、又は、スペーサ１８の少なくとも一部を残して第１の基板１０を切断する。本実施の形態では、溝１２に沿って、第１の基板１０を切断する。
【００４６】
第１の基板１０の切断ラインは、第２の基板２０における電極３４の上方に位置する。この後の工程において、電極３４に対する電気的な接続を行いやすくするため、第１の基板１０における電極３４の上方の部分を除去する。例えば、第１の基板１０を切断するための第１のカッタ３６として、切削して切断を行うツールを用いる。こうして、電極３４の上方を開放させる。なお、第１のカッタ３６（例えばダイシングブレード）は、後述する第２のカッタ３８よりも切断幅が大きいものを用いることが好ましい。
【００４７】
図４（Ｂ）に示す例では、第１のカッタ３６により、溝１２を形成する。これは、切断工程において第２の基板２０にダメージを与えにくくするためのものであり、第１の基板１０の切断位置を明示することもできるものである。本実施例では、溝１２を設ける形態を示したが、溝１２を設けず、第１のカッタ３６により、第１の基板１０を直接切断してもよい。第１のカッタ３６の幅は、溝１２の幅と実質的に等しい。ここで、実質的に等しいとは、完全に等しい場合と、誤差を考慮して等しい場合を含む。あるいは、第１のカッタ３６の幅が、溝１２の幅よりも小さくてもよい。その場合、溝１２の内側で第１の基板１０が切断されるので、透明基板１１０は、端部に段ができる。あるいは、第１のカッタ３６の幅が、溝１２の幅よりも大きくてもよい。さらに、第１のカッタ３６の幅が、隣同士のスペーサ１８の間隔よりも大きくてもよい。その場合、第１の基板１０を切断するときに、スペーサ１８の一部を切り欠くことになる。
【００４８】
第１の基板１０の切断は、電極３４や第２の基板２０、特に第２の基板２０の表面を破損しないように行う。本実施の形態では、第１の基板１０における溝１２が形成された面が電極３４を向いている。したがって、溝１２の深さ分、第１の基板１０の表面が電極３４から離れているので、第１のカッタ３６の先端が電極３４に接触しにくくなっている。
【００４９】
図４（Ｃ）に示すように、第２の基板２０を切断して、個々の光素子１００とする。その切断に使用する第２のカッタ３８（例えばダイシングブレード）は、第１のカッタ３６よりも幅の小さいものであってもよい。第２の基板２０は、光学的部分２２の外側であって、さらに電極３４の外側で切断する。図４（Ｃ）に示す例では、隣同士の光学的部分２２の間に、それぞれの光学的部分２２に対応する電極３４が形成されており、それらの電極３４（複数）の間で第２の基板２０を切断する。第２の基板２０にシート２１が貼り付けられていれば、第２の基板２０を光素子１００ごとに分離しても各光素子１００がバラバラにならない。こうして、透明基板１１０及びスペーサ１８により封止された光デバイスが得られる。本実施の形態によれば、光学的部分２２を封止してから第２の基板２０を切断するので、封止部内にゴミが入ることがなく、品質の高い光デバイスを得ることができる。
【００５０】
図５（Ａ）及び図５（Ｂ）は、本発明の第１の実施の形態に係る光デバイスを説明する図である。光デバイスは、透明基板１１０と、光素子１００と、スペーサ１８と、を有する。透明基板１１０から光学的部分２２に光が入射する。光素子１００に設けられた光学的部分２２は、透明基板１１０とスペーサ１８とによって封止されている。光学的部分２２と透明基板１１０との間には、空間が形成されている。その空間は、真空になっていてもよいし、窒素やドライエアで満たされていてもよい。そうすることで、光学的部分２２に結露が生じない。光学的部分２２の外側であって、さらに光学的部分２２を封止する部材（透明基板１１０及びスペーサ１８）の外側には、光素子１００に電極３４が設けられている。その他の詳細は、上述した光デバイスの製造方法で説明した内容が該当する。
【００５１】
本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成（例えば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び結果が同一の構成）を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。
【００５２】
（第２の実施の形態）
図６（Ａ）及び図６（Ｂ）は、本発明の第２の実施の形態に係る光デバイスの製造方法を説明する図である。本実施の形態では、図６（Ａ）に示すように、第２の基板２０にスペーサ１８を形成する。第２の基板２０にパッシベーション膜が形成されている場合には、その上にスペーサ１８を形成してもよいし、スペーサ１８の形成領域にはパッシベーション膜を形成しないようにしてもよい。スペーサ１８の形成方法については、第１の実施の形態で説明した通りである。そして、図６（Ｂ）に示すように、第１の基板１０をスペーサ１８に取り付ける。第１の基板１０とスペーサ１８の接着には、第１の実施の形態で説明した第２の基板２０とスペーサ１８の接着の内容を適用することができる。その他の内容についても、第１の実施の形態で説明した内容が該当する。
【００５３】
（第３の実施の形態）
図７（Ａ）〜図７（Ｅ）は、本発明の第３の実施の形態に係る光デバイスの製造方法を説明する図である。本実施の形態では、第１の実施の形態で説明した第１及び第２の基板１０，２０を使用するが、スペーサを金属で形成する。すなわち、第１及び第２の基板１０，２０の一方にスペーサを金属で形成し、第１及び第２の基板１０，２０の他方をスペーサに取り付ける。
【００５４】
図７（Ａ）に示すように、第１の基板１０に、ろう材（又はシールメタル）４０を設ける。ろう材４０は、軟ろう及び硬ろうのいずれでもよい。ろう材４０を設ける方法は、蒸着、スパッタリング、ＣＶＤ、メッキ（例えば無電解メッキ）のいずれでもよい。はんだペーストのように、ろう材４０がペースト状であれば、スクリーン印刷を適用してもよい。ろう材４０は、スペーサとの取り付け位置に設ける。詳しくは、第１の実施の形態で説明した。
【００５５】
図７（Ｂ）に示すように、第１の基板１０に溝１２を形成する。その詳細も、第１の実施の形態で説明した。本実施の形態では、ろう材４０を設けてから溝１２を形成するが、順序は逆でもよい。
【００５６】
図７（Ｃ）に示すように、第２の基板２０にスペーサ４２を形成する。スペーサ４２は、ニッケルや金などの金属で形成する。その形成方法には、メッキ（例えば無電解メッキ）を適用することができる。
【００５７】
図７（Ｄ）に示すように、第１及び第２の基板１０，２０を、スペーサ４２を介して相互に取り付ける。具体的には、第１の基板１０をスペーサ４２に接合する。その接合には、ろう接を適用する。詳しくは、第１の基板１０に形成されたろう材４０を、加熱により溶融させて、第１の基板１０及びスペーサ４２を接合する。
【００５８】
図７（Ｅ）に示すように、第１及び第２の基板１０，２０が相互に取り付けられたら、その後、図４（Ｂ）及び図４（Ｃ）に示す工程を行う。こうして得られた光デバイスにおいて、光学的部分２２は、透明基板１１０、スペーサ４２及びろう材４０によって封止されている。
【００５９】
その他の詳細については、第１の実施の形態で説明した内容が該当する。本実施の形態の変形例として、第１の基板１０に金属のスペーサを設け、そのスペーサと第２の基板２０とを接合してもよい。また、本実施の形態では、ろう接を適用したが、ろう材を設けないで、接着剤を使用してもよい。
【００６０】
（第４の実施の形態）
図８は、本発明の第４の実施の形態に係る光モジュール及び回路基板を説明する図である。図８に示す光モジュールは、図５（Ａ）に示す光デバイス５０を有する。光デバイス５０は、支持部材（例えばケース）５２に取り付けられている。支持部材５２には、配線５４が形成されている。支持部材５２は、配線５４等を有しない部材からなるものであってもよい。支持部材５２は、ＭＩＤ（Molded Interconnect Device）であってもよい。光デバイス５０の電極３４と配線５４とは、電気的に接続されている。電気的接続には、例えばワイヤ５６を用いてもよい。また、電気的な接続部（例えばワイヤ５６及びそのボンディングされた部分）には、封止材料５８が設けられている。すなわち、電気的な接続部は、封止材料５８で封止されている。封止材料５８は、例えばポッティングによって設けてもよい。光デバイス５０は、透明基板１１０及びスペーサ１８によって光学的部分２２が封止されているので、封止材料５８が光学的部分２２を覆わない。これは、透明基板１１０及びスペーサ１８が、封止材料５８に対してダムとして機能するためである。
【００６１】
配線５４の一部は、外部端子（例えばリード）６０となっている。外部端子６０は、回路基板６２に形成された配線パターン６４と電気的に接続されている。図８に示す例では、回路基板６２に穴が形成されており、その穴に外部端子６０が挿入されている。その穴の周囲に配線パターン６４のランドが形成され、そのランドと外部端子６０とは、ろう材（例えばはんだ）で接合されている。このように、回路基板６２は、光モジュールが実装されてなる。
【００６２】
（その他の実施の形態）
図９は、本発明の実施の形態に係る光モジュールを説明する図である。図９に示す光モジュールは、図５（Ａ）に示す光デバイス５０と、これが取り付けられた支持部材７０とを有する。支持部材７０には、穴７２が形成されており、透明基板１１０の少なくとも一部が穴７２の内側に位置している。また、穴７２には、レンズホルダ７４が取り付けられている。レンズホルダ７４にも穴７６が形成され、その内側にレンズ７８が取り付けられている。穴７６，７２は連通しており、レンズ７８にて集光した光が第１の基板１０に入射する。なお、透明基板１１０は、赤外線の領域の光をカットするものであってもよい。光デバイス５０の電極３４と、支持部材７０の配線７９との接合には、接着剤、異方性導電材料、異方性導電膜、金属接合のいずれを適用してもよい。また、光デバイス５０と支持部材７０との間に、図示しないアンダーフィル材を設けてもよい。
【００６３】
図１０は、本発明の実施の形態に係る光モジュールを説明する図である。図１０に示す光モジュールは、図５（Ａ）に示す光デバイス５０と、これが取り付けられた支持部材８０とを有する。支持部材８０には、穴８２が形成されており、透明基板１１０の少なくとも一部が穴８２の内側に位置している。また、穴８２には、レンズホルダ７４が取り付けられている（詳しくは上述した）。
【００６４】
図１０において、光デバイス５０は、基板８４に実装されており、その電極３４と基板８４に形成された配線パターン８６とが接合されている。その接合には、接着剤、異方性導電材料、異方性導電膜、金属接合のいずれを適用してもよい。また、光デバイス５０と基板８４との間に、図示しないアンダーフィル材を設けてもよい。基板８４にも穴８８が形成されている。穴７６，８２，８８は連通しており、レンズ７８にて集光した光が第１の基板１０に入射する。
【００６５】
基板８４には、電子部品（例えば半導体チップ）９０が実装（例えばフェースダウンボンディング）されている。電子部品９０と配線パターン８６とは電気的に接続されている。その他、図示しない複数の電子部品が実装されていてもよい。基板８４が屈曲し、電子部品９０と光デバイス５０とが接着剤９２を介して接着されている。なお、予め、光デバイス５０と電子部品９０をそれぞれ基板８４に実装してから、基板８４を屈曲させて、光デバイス５０と電子部品９０を接着してもよい。
【００６６】
本発明の実施の形態に係る電子機器として、図１１に示すノート型パーソナルコンピュータ１０００は、光モジュールが組み込まれたカメラ１１００を有する。また、図１２に示すデジタルカメラ２０００は光モジュールを有する。さらに、図１３（Ａ）及び図１３（Ｂ）に示す携帯電話３０００は、光モジュールが組み込まれたカメラ３１００を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１（Ａ）〜図１（Ｃ）は、本発明の第１の実施の形態に係る光デバイスの製造方法を説明する図である。
【図２】図２は、本発明の第１の実施の形態に係る光デバイスの製造方法を説明する図である。
【図３】図３は、本発明の第１の実施の形態に係る光デバイスの製造方法を説明する図である。
【図４】図４（Ａ）〜図４（Ｃ）は、本発明の第１の実施の形態に係る光デバイスの製造方法を説明する図である。
【図５】図５（Ａ）〜図５（Ｂ）は、本発明の第１の実施の形態に係る光デバイスを説明する図である。
【図６】図６（Ａ）〜図６（Ｂ）は、本発明の第２の実施の形態に係る光デバイスの製造方法を説明する図である。
【図７】図７（Ａ）〜図７（Ｅ）は、本発明の第３の実施の形態に係る光デバイスの製造方法を説明する図である。
【図８】図８は、本発明の第４の実施の形態に係る光モジュール及び回路基板を説明する図である。
【図９】図９は、本発明の実施の形態に係る光モジュールを示す図である。
【図１０】図１０は、本発明の実施の形態に係る光モジュールを示す図である。
【図１１】図１１は、本発明の実施の形態に係る電子機器を示す図である。
【図１２】図１２は、本発明の実施の形態に係る電子機器を示す図である。
【図１３】図１３（Ａ）〜図１３（Ｂ）は、本発明の実施の形態に係る電子機器を示す図である。
【符号の説明】
１０ 第１の基板
１２ 溝
１８ スペーサ
２０ 第２の基板
２２ 光学的部分
２４ エネルギー変換部（受光部）
２８ カラーフィルタ
３２ マイクロレンズアレイ
３４ 電極
３６ 第１のカッタ
３８ 第２のカッタ
４０ ろう材
４２ スペーサ
５０ 光デバイス
５２ 支持部材
６２ 回路基板
７０ 支持部材
８０ 支持部材
１００ 光素子
１１０ 透明基板
【発明の属する技術分野】
本発明は、光デバイス及びその製造方法、光モジュール、回路基板並びに電子機器に関する。
【０００２】
【背景技術】
受光部等のような光学的部分を有する光素子は、光学的部分を有する表面と封止するためのカバーとの間に空間を設けたほうがよいことがわかっている。このため、光素子が切断され、個片化された後に、光学的部分が光学的部分とカバーとの間に空間を設けてカバーによって封止される光デバイスの製造方法が知られている。ウエハ等の基板をダイシング等により切断する際には切削屑等が発生する。この切削屑等のゴミが光学的部分に付着したまま封止されると、その後に該空間内からゴミを除去することができなくなり、光デバイスの品質が低下するという問題があった。特に、マイクロレンズ付の光学的部分を有する固体撮像装置の場合には、マイクロレンズは凹凸を有するため、ゴミが付着しやすく、完全に除去するのが困難であった。このため、マイクロレンズ付の光学的部分を有する場合には、さらに固体撮像装置の品質が低下しやすいという問題があった。
【０００３】
本発明は、この問題点を解決するものであり、その目的は、品質の高い光デバイス及びその製造方法、光モジュール、回路基板並びに電子機器を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
（１）本発明に係る光デバイスの製造方法は、（ａ）光透過性の第１の基板と、光学的部分を有する光素子が複数形成された第２の基板とを、それぞれの前記光学的部分を囲む形状のスペーサを介して対向させ、
（ｂ）前記スペーサを介して前記第１の基板と前記第２の基板とを接続することによって、前記第１の基板及び前記スペーサによりそれぞれの前記光学的部分を封止し、
（ｃ）前記第２の基板を、１つの封止された前記光学的部分を含む個々の前記光素子に切断することを含む。
【０００５】
本発明によれば、第２の基板の光学的部分を封止してから、第２の基板を切断するので、光学的部分にゴミやケバなどが付着しにくい。これにより、封止部内にゴミが入ることを少なくすることができ、品質の高い光デバイスを得ることができる。
【０００６】
（２）この光デバイスの製造方法において、
前記（ｃ）工程で、さらに、前記第１の基板を切断し、
前記第１の基板は第１のカッタで切断し、前記第２の基板は第２のカッタで切断してもよい。
【０００７】
（３）この光デバイスの製造方法において、
前記第１のカッタの幅は、第２のカッタの幅よりも大きくてもよい。
【０００８】
これによれば、第１の基板の切断領域の幅が、第２の基板の切断領域の幅よりも広くなる。
【０００９】
（４）この光デバイスの製造方法において、
前記光素子は、前記光学的部分の外側に電極を有し、
前記（ｃ）工程で、前記第１の基板を切断するときに、前記第１の基板における前記電極の上方の部分を除去してもよい。
【００１０】
これによれば、第１の基板における電極の上方が開放されるので、電極に対する電気的な接続を行いやすくなる。
【００１１】
（５）この光デバイスの製造方法において、
前記第１の基板は、切断ラインに沿った溝を有し、
前記（ｃ）工程で、前記溝が形成された領域において、前記第１の基板を切断してもよい。
【００１２】
これによれば、第１の基板における溝が形成された部分を切断する場合、その部分の厚みは、他の部分よりも薄くなっているので、第２の基板にダメージを与えにくくすることができる。また、第１の基板の切断位置を明示することもできるものである。。また、溝が形成されていない部分を切断するよりも、第１のカッタの先端を第２の基板に接近させずに第１の基板を切断することができる。
【００１３】
（６）この光デバイスの製造方法において、
前記（ａ）工程で、前記第１又は第２の基板の一方に前記スペーサを形成し、前記（ｂ）工程で、前記第１又は第２の基板の他方を前記スペーサに取り付けてもよい。
【００１４】
（７）この光デバイスの製造方法において、
前記スペーサは、熱硬化性樹脂を有し、
前記スペーサを、前記（ｂ）工程で加熱することにより、前記第１の基板と前記第２の基板とを接続してもよい。
【００１５】
（８）この光デバイスの製造方法において、
前記スペーサは、光硬化性樹脂を有し、
前記スペーサに対して、前記（ｂ）工程で光を照射することにより、前記第１の基板と前記第２の基板とを接続してもよい。
【００１６】
（９）この光デバイスの製造方法において、
前記（ｂ）工程よりも前に、前記熱硬化性樹脂を仮硬化させてもよい。
【００１７】
（１０）この光デバイスの製造方法において、
前記（ｂ）工程よりも前に、前記光硬化性樹脂を仮硬化させてもよい。
【００１８】
（１１）この光デバイスの製造方法において、
前記スペーサは、金属で形成され、
前記（ｂ）工程で、ろう接を行ってもよい。
【００１９】
（１２）この光デバイスの製造方法において、
前記第１及び第２の基板のうち前記スペーサに取り付けられる基板に、前記ろう接を行う前に、ろう材を設けておいてもよい。
【００２０】
（１３）この光デバイスの製造方法において、
前記（ｂ）工程で、前記第１の基板及び前記光学的部分との間に空間が形成されるように、前記光学的部分を封止してもよい。
【００２１】
（１４）この光デバイスの製造方法において、
前記（ｂ）工程で、前記空間が真空になるように、前記光学的部分を封止してもよい。
【００２２】
（１５）この光デバイスの製造方法において、
前記（ｂ）工程で、前記空間が窒素で充満するように、前記光学的部分を封止してもよい。
【００２３】
（１６）この光デバイスの製造方法において、
前記（ｂ）工程で、前記空間がドライエアで充満するように、前記光学的部分を封止してもよい。
【００２４】
（１７）この光デバイスの製造方法において、
前記第１の基板は、少なくとも可視光を通過させ、赤外線を通過させなくてもよい。
【００２５】
（１８）この光デバイスの製造方法において、
前記第２の基板は、半導体ウエハであってもよい。
【００２６】
（１９）この光デバイスの製造方法において、
それぞれの前記光学的部分は、画像センシング用に並べられた複数の受光部を有していてもよい。
【００２７】
（２０）この光デバイスの製造方法において、
それぞれの前記光学的部分は、前記受光部の上方に設けられたカラーフィルタを有していてもよい。
【００２８】
（２１）この光デバイスの製造方法において、
それぞれの前記光学的部分は、前記第２の基板の表面に設けられたマイクロレンズアレイを有していてもよい。
【００２９】
（２２）本発明に係る光デバイスは、上記方法によって製造されてなる。
【００３０】
（２３）本発明に係る光モジュールは、上記光デバイスと、
前記光デバイスが取り付けられる支持部材と、
を有する光モジュール。
【００３１】
（２４）本発明に係る回路基板は、上記光モジュールが実装されてなる。
【００３２】
（２５）本発明に係る電子機器は、上記光モジュールを有する。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００３４】
（第１の実施の形態）
図１（Ａ）〜図５（Ｂ）は、本発明の第１の実施の形態に係る光デバイス及びその製造方法を説明する図である。本実施の形態では、第１及び第２の基板１０，２０を使用する。
【００３５】
図１（Ａ）に示すように、第１の基板１０を用意する。第１の基板１０の大きさ及び形状は特に限定されないが、第２の基板２０と同一の大きさであることが好ましく、第２の基板２０と同一の形状であることがより好ましい。さらに、例えば図３に示すように四辺形であってもよい。第１の基板１０は、光透過性を有する。第１の基板１０として光学ガラスを使用することができる。第１の基板１０は、光が透過するものであれば損失の大きさは問わないし、特定の波長の光のみを透過するものであってもよい。例えば、第１の基板１０は、可視光を通過させるが赤外線領域の光を通過させないものであってもよい。第１の基板１０は、可視光に対して損失が小さく、赤外線領域の光に対して損失が大きくてもよい。さらに、第１の基板１０の表面には、反射防止膜や赤外線遮蔽膜などの光学機能膜が形成されてもよい。こうすれば、基板とは別にこのような光学機能を有するものを設けなくともよいため、光デバイス等を更に小型化することができる。
【００３６】
図１（Ａ）に示すように、第１の基板１０には、溝１２を設けてもよい。第１の基板１０を切削して溝１２を形成する場合、第１の基板１０にシート１４等の保持材を貼り付けておけば作業性が向上し、第１の基板１０の割れを防止できる。溝１２は、第１の基板１０をハーフカットして形成してもよい。上記ハーフカットとは、第１の基板１０を完全に切断するのではなく、図１（Ａ）に示すように切削することによって溝を設けることである。その場合、溝１２の形成は、ダイシングブレード１６を使用して、ダイシングによって行ってもよい。溝１２は、第１の基板１０における切断ライン上に形成される。例えば、図３に示すように、格子形状をなすように、複数の溝１２を形成してもよい。変形例として、第１の基板１０は溝１２を有さないものであってもよい。他の変形例として、第１の基板１０は既に透明基板に個片化されており、複数の透明基板がシート１４等の保持材によって保持されているものであってもよい。
【００３７】
次に、第１及び第２の基板１０，２０を、少なくとも１つのスペーサ１８を介して相互に取り付ける。スペーサ１８は複数設けられてもよい。例えば、第１及び第２の基板１０，２０の一方にスペーサ１８を形成し、第１及び第２の基板１０，２０の他方にスペーサ１８を取り付ける。一例として、図１（Ｂ）に示すように、第１の基板１０に枠状のスペーサ１８を設ける。各スペーサ１８は、第１の基板１０において切断されて透明基板１１０になる各部分に設けられる。図１（Ｂ）に示す例では、溝１２によって囲まれた部分（図３参照）に、各スペーサ１８を設ける。各スペーサ１８は、隣り合ったスペーサと連続的に（切れ目がないように）形成されていてもよい。この場合、スペーサ１８の取り付けが容易になる。各スペーサ１８は、後述する光学的部分２２を囲む形状になっている。
【００３８】
本実施の形態では、スペーサ１８は、樹脂で形成する。第１及び第２の基板１０，２０との接着を考慮して、熱可塑性樹脂、光硬化性樹脂、熱硬化性樹脂又はそれらを組み合わせた樹脂等のような接着性を有する樹脂を使用してもよい。例えば、感光性樹脂（感光性ポリイミド等のフォトレジスト等）の層を第１の基板１０に設け、フォトリソグラフィを適用して、これをパターニングすることでスペーサ１８を形成してもよい。あるいは、スクリーン印刷によってスペーサ１８を形成してもよい。なお、光硬化性樹脂又は熱硬化性樹脂で形成されたスペーサ１８は、仮硬化させることでその変形を抑えることができる。また、上記のスペーサ１８を構成する樹脂が紫外線硬化型であれば、仮硬化には、弱い紫外線の照射を適用することができる。ここで、仮硬化とは、樹脂が完全に硬化しない状態であって、仮硬化した樹脂の流動性が室温下での樹脂の流動性よりも低くなるようにした状態のことをいう。これにより、第１及び第２の基板１０，２０をスペーサ１８を介して相互に取り付ける際に、樹脂が変形しにくくなるため、下記の光学的部分２２に樹脂が付着しにくくすることができる。従って、樹脂の付着による光学的部分への光の入出射の阻害を防ぐことができる。また、スペーサ１８は少なくとも表面が絶縁性の材料からなることが好ましい。
【００３９】
図１（Ｃ）に示すように、第２の基板２０を用意する。第２の基板２０には、後述する切断工程での作業性を向上させるためにシート２１を貼り付けておいてもよい。図２は、第２の基板２０の一部を拡大した図である。第２の基板２０は、光学的部分２２を含む複数の光素子１００を有する。光素子１００は、光学的部分２２と電極３４とを含む。光学的部分２２は、光が入射又は出射する部分（受光部又は発光部）を有するものであって、光エネルギーを他のエネルギー（例えば電気的エネルギー）に、又は、他のエネルギー（例えば、電気的エネルギー）を光エネルギーに、変換するための部分を有するものである。１つの光学的部分２２は、複数のエネルギー変換部（受光部又は発光部）２４を有していてもよい。
【００４０】
本実施の形態では、固体撮像装置（例えばＣＣＤ、特にフォトダイオードを備えたＣＣＤ、ＣＭＯＳセンサ等のイメージセンサ等）を例として説明する。この場合、それぞれの光学的部分２２は、複数のエネルギー変換部（受光部又はイメージセンサ部等）２４を有する。図２に示すように、複数のエネルギー変換部２４は、二次元的に並べられて、画像センシングを行えるようになっている。エネルギー変換部２４は、光透過性を有するパッシベーション膜２６で覆われていてもよい。第２の基板２０が、半導体基板（例えば半導体ウエハ等）を含むものであれば、ＳｉＯ2、ＳｉＮでパッシベーション膜２６を形成してもよい。
【００４１】
光学的部分２２は、カラーフィルタ２８を有していてもよい。カラーフィルタ２８は、パッシベーション膜２６上に形成されていてもよい。また、カラーフィルタ２８上に平坦化層３０が設けられてもよい。光学的部分２２の表面には、マイクロレンズアレイ３２が設けられてもよい。この場合、第１の基板１０及びスペーサ１８は、少なくとも第２の基板２０のうちマイクロレンズアレイ３２が設けられた領域を封止する。
【００４２】
第２の基板２０には、複数の電極３４が形成されている。図２に示す電極３４は、パッド上に形成されたバンプを有するが、パッドのみであってもよい。図２に示すように、電極３４は、個々の光素子１００において光学的部分２２の外側に形成されていることが好ましい。例えば、隣りあった光学的部分２２の間に、電極３４が形成されていてもよい。１つの光学的部分２２に、１グループの電極３４（複数）が対応している。例えば、図５（Ｂ）に示すように、光学的部分２２の複数辺（例えば対向する二辺）に沿って電極３４を配置してもよい。また、電極３４は、光学的部分２２の１辺に沿って配置してもよい。
【００４３】
図１（Ｃ）に示すように、第１及び第２の基板１０，２０を対向させる。詳しくは、第２の基板２０における光学的部分２２が形成された面と、第１の基板１０とを対向させる。図３は、対向する第１及び第２の基板を示す平面図である。第１の基板１０が溝１２を有する場合は、溝を有する面が、第２の基板２０に向けられるように配置されてもよい。また、切断された第１の基板１０にシート１４等の保持材が設けられている場合は、保持材が設けられている面の反対面が、第２の基板に向けられるように配置されてもよい。この際、第１及び第２の基板１０，２０の間にスペーサ１８を介在させる。スペーサ１８は、第２の基板２０の光学的部分２２を囲むように配置する（図５（Ｂ）参照）。
【００４４】
図４（Ａ）に示すように、第１及び第２の基板１０，２０を、スペーサ１８を介して相互に取り付ける。例えば、熱硬化性樹脂でスペーサ１８を形成した場合には、第１の基板１０に設けられたスペーサ１８と第２の基板２０とを接触させて、スペーサ１８を加熱してその接着力を発現させる。あるいは、第２の基板とスペーサ１８との間に接着剤を設けてもよい。こうして、第１の基板１０及びスペーサ１８によって光学的部分２２を封止することができる。本実施の形態では、第１及び第２の基板１０，２０の間に空間が形成されるように、光学的部分２２を封止する。ここで、空間を、大気圧よりも減圧してもよいし、真空にしてもよいし、窒素やドライエア等で満たしてもよい。例えば、大気圧よりも低い気圧下、真空下、又は、窒素、若しくは、ドライエア等の雰囲気下で封止工程を行うことにより、上記構成が得られる。これにより、空間内の水蒸気等を減少させることができ、半導体装置又は電子部品等の製品の結露や過熱工程における空間の内圧の上昇による破裂を防止することができる。なお、必要であれば、第１の基板１０に貼られたシート１４を剥がす。さらに、この封止工程の直前に、第１及び第２の基板１０、２０を洗浄及び乾燥などを行うことが好ましい。これは、封止する直前に光学的部分２２の清浄化を行うことにより、空間内のゴミ・ケバ等を抑えることができ、さらに最終製品の歩留まりを向上することができるためである。
【００４５】
図４（Ｂ）に示すように、第１の基板１０を透明基板１１０に切断する。この切断は、第１の基板１０において透明基板１１０となる部分を避けて行う。すなわち、スペーサ１８によって囲まれた領域（光学的部分２２が位置する。）及びスペーサ１８の外側で、又は、スペーサ１８の少なくとも一部を残して第１の基板１０を切断する。本実施の形態では、溝１２に沿って、第１の基板１０を切断する。
【００４６】
第１の基板１０の切断ラインは、第２の基板２０における電極３４の上方に位置する。この後の工程において、電極３４に対する電気的な接続を行いやすくするため、第１の基板１０における電極３４の上方の部分を除去する。例えば、第１の基板１０を切断するための第１のカッタ３６として、切削して切断を行うツールを用いる。こうして、電極３４の上方を開放させる。なお、第１のカッタ３６（例えばダイシングブレード）は、後述する第２のカッタ３８よりも切断幅が大きいものを用いることが好ましい。
【００４７】
図４（Ｂ）に示す例では、第１のカッタ３６により、溝１２を形成する。これは、切断工程において第２の基板２０にダメージを与えにくくするためのものであり、第１の基板１０の切断位置を明示することもできるものである。本実施例では、溝１２を設ける形態を示したが、溝１２を設けず、第１のカッタ３６により、第１の基板１０を直接切断してもよい。第１のカッタ３６の幅は、溝１２の幅と実質的に等しい。ここで、実質的に等しいとは、完全に等しい場合と、誤差を考慮して等しい場合を含む。あるいは、第１のカッタ３６の幅が、溝１２の幅よりも小さくてもよい。その場合、溝１２の内側で第１の基板１０が切断されるので、透明基板１１０は、端部に段ができる。あるいは、第１のカッタ３６の幅が、溝１２の幅よりも大きくてもよい。さらに、第１のカッタ３６の幅が、隣同士のスペーサ１８の間隔よりも大きくてもよい。その場合、第１の基板１０を切断するときに、スペーサ１８の一部を切り欠くことになる。
【００４８】
第１の基板１０の切断は、電極３４や第２の基板２０、特に第２の基板２０の表面を破損しないように行う。本実施の形態では、第１の基板１０における溝１２が形成された面が電極３４を向いている。したがって、溝１２の深さ分、第１の基板１０の表面が電極３４から離れているので、第１のカッタ３６の先端が電極３４に接触しにくくなっている。
【００４９】
図４（Ｃ）に示すように、第２の基板２０を切断して、個々の光素子１００とする。その切断に使用する第２のカッタ３８（例えばダイシングブレード）は、第１のカッタ３６よりも幅の小さいものであってもよい。第２の基板２０は、光学的部分２２の外側であって、さらに電極３４の外側で切断する。図４（Ｃ）に示す例では、隣同士の光学的部分２２の間に、それぞれの光学的部分２２に対応する電極３４が形成されており、それらの電極３４（複数）の間で第２の基板２０を切断する。第２の基板２０にシート２１が貼り付けられていれば、第２の基板２０を光素子１００ごとに分離しても各光素子１００がバラバラにならない。こうして、透明基板１１０及びスペーサ１８により封止された光デバイスが得られる。本実施の形態によれば、光学的部分２２を封止してから第２の基板２０を切断するので、封止部内にゴミが入ることがなく、品質の高い光デバイスを得ることができる。
【００５０】
図５（Ａ）及び図５（Ｂ）は、本発明の第１の実施の形態に係る光デバイスを説明する図である。光デバイスは、透明基板１１０と、光素子１００と、スペーサ１８と、を有する。透明基板１１０から光学的部分２２に光が入射する。光素子１００に設けられた光学的部分２２は、透明基板１１０とスペーサ１８とによって封止されている。光学的部分２２と透明基板１１０との間には、空間が形成されている。その空間は、真空になっていてもよいし、窒素やドライエアで満たされていてもよい。そうすることで、光学的部分２２に結露が生じない。光学的部分２２の外側であって、さらに光学的部分２２を封止する部材（透明基板１１０及びスペーサ１８）の外側には、光素子１００に電極３４が設けられている。その他の詳細は、上述した光デバイスの製造方法で説明した内容が該当する。
【００５１】
本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成（例えば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び結果が同一の構成）を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。
【００５２】
（第２の実施の形態）
図６（Ａ）及び図６（Ｂ）は、本発明の第２の実施の形態に係る光デバイスの製造方法を説明する図である。本実施の形態では、図６（Ａ）に示すように、第２の基板２０にスペーサ１８を形成する。第２の基板２０にパッシベーション膜が形成されている場合には、その上にスペーサ１８を形成してもよいし、スペーサ１８の形成領域にはパッシベーション膜を形成しないようにしてもよい。スペーサ１８の形成方法については、第１の実施の形態で説明した通りである。そして、図６（Ｂ）に示すように、第１の基板１０をスペーサ１８に取り付ける。第１の基板１０とスペーサ１８の接着には、第１の実施の形態で説明した第２の基板２０とスペーサ１８の接着の内容を適用することができる。その他の内容についても、第１の実施の形態で説明した内容が該当する。
【００５３】
（第３の実施の形態）
図７（Ａ）〜図７（Ｅ）は、本発明の第３の実施の形態に係る光デバイスの製造方法を説明する図である。本実施の形態では、第１の実施の形態で説明した第１及び第２の基板１０，２０を使用するが、スペーサを金属で形成する。すなわち、第１及び第２の基板１０，２０の一方にスペーサを金属で形成し、第１及び第２の基板１０，２０の他方をスペーサに取り付ける。
【００５４】
図７（Ａ）に示すように、第１の基板１０に、ろう材（又はシールメタル）４０を設ける。ろう材４０は、軟ろう及び硬ろうのいずれでもよい。ろう材４０を設ける方法は、蒸着、スパッタリング、ＣＶＤ、メッキ（例えば無電解メッキ）のいずれでもよい。はんだペーストのように、ろう材４０がペースト状であれば、スクリーン印刷を適用してもよい。ろう材４０は、スペーサとの取り付け位置に設ける。詳しくは、第１の実施の形態で説明した。
【００５５】
図７（Ｂ）に示すように、第１の基板１０に溝１２を形成する。その詳細も、第１の実施の形態で説明した。本実施の形態では、ろう材４０を設けてから溝１２を形成するが、順序は逆でもよい。
【００５６】
図７（Ｃ）に示すように、第２の基板２０にスペーサ４２を形成する。スペーサ４２は、ニッケルや金などの金属で形成する。その形成方法には、メッキ（例えば無電解メッキ）を適用することができる。
【００５７】
図７（Ｄ）に示すように、第１及び第２の基板１０，２０を、スペーサ４２を介して相互に取り付ける。具体的には、第１の基板１０をスペーサ４２に接合する。その接合には、ろう接を適用する。詳しくは、第１の基板１０に形成されたろう材４０を、加熱により溶融させて、第１の基板１０及びスペーサ４２を接合する。
【００５８】
図７（Ｅ）に示すように、第１及び第２の基板１０，２０が相互に取り付けられたら、その後、図４（Ｂ）及び図４（Ｃ）に示す工程を行う。こうして得られた光デバイスにおいて、光学的部分２２は、透明基板１１０、スペーサ４２及びろう材４０によって封止されている。
【００５９】
その他の詳細については、第１の実施の形態で説明した内容が該当する。本実施の形態の変形例として、第１の基板１０に金属のスペーサを設け、そのスペーサと第２の基板２０とを接合してもよい。また、本実施の形態では、ろう接を適用したが、ろう材を設けないで、接着剤を使用してもよい。
【００６０】
（第４の実施の形態）
図８は、本発明の第４の実施の形態に係る光モジュール及び回路基板を説明する図である。図８に示す光モジュールは、図５（Ａ）に示す光デバイス５０を有する。光デバイス５０は、支持部材（例えばケース）５２に取り付けられている。支持部材５２には、配線５４が形成されている。支持部材５２は、配線５４等を有しない部材からなるものであってもよい。支持部材５２は、ＭＩＤ（Molded Interconnect Device）であってもよい。光デバイス５０の電極３４と配線５４とは、電気的に接続されている。電気的接続には、例えばワイヤ５６を用いてもよい。また、電気的な接続部（例えばワイヤ５６及びそのボンディングされた部分）には、封止材料５８が設けられている。すなわち、電気的な接続部は、封止材料５８で封止されている。封止材料５８は、例えばポッティングによって設けてもよい。光デバイス５０は、透明基板１１０及びスペーサ１８によって光学的部分２２が封止されているので、封止材料５８が光学的部分２２を覆わない。これは、透明基板１１０及びスペーサ１８が、封止材料５８に対してダムとして機能するためである。
【００６１】
配線５４の一部は、外部端子（例えばリード）６０となっている。外部端子６０は、回路基板６２に形成された配線パターン６４と電気的に接続されている。図８に示す例では、回路基板６２に穴が形成されており、その穴に外部端子６０が挿入されている。その穴の周囲に配線パターン６４のランドが形成され、そのランドと外部端子６０とは、ろう材（例えばはんだ）で接合されている。このように、回路基板６２は、光モジュールが実装されてなる。
【００６２】
（その他の実施の形態）
図９は、本発明の実施の形態に係る光モジュールを説明する図である。図９に示す光モジュールは、図５（Ａ）に示す光デバイス５０と、これが取り付けられた支持部材７０とを有する。支持部材７０には、穴７２が形成されており、透明基板１１０の少なくとも一部が穴７２の内側に位置している。また、穴７２には、レンズホルダ７４が取り付けられている。レンズホルダ７４にも穴７６が形成され、その内側にレンズ７８が取り付けられている。穴７６，７２は連通しており、レンズ７８にて集光した光が第１の基板１０に入射する。なお、透明基板１１０は、赤外線の領域の光をカットするものであってもよい。光デバイス５０の電極３４と、支持部材７０の配線７９との接合には、接着剤、異方性導電材料、異方性導電膜、金属接合のいずれを適用してもよい。また、光デバイス５０と支持部材７０との間に、図示しないアンダーフィル材を設けてもよい。
【００６３】
図１０は、本発明の実施の形態に係る光モジュールを説明する図である。図１０に示す光モジュールは、図５（Ａ）に示す光デバイス５０と、これが取り付けられた支持部材８０とを有する。支持部材８０には、穴８２が形成されており、透明基板１１０の少なくとも一部が穴８２の内側に位置している。また、穴８２には、レンズホルダ７４が取り付けられている（詳しくは上述した）。
【００６４】
図１０において、光デバイス５０は、基板８４に実装されており、その電極３４と基板８４に形成された配線パターン８６とが接合されている。その接合には、接着剤、異方性導電材料、異方性導電膜、金属接合のいずれを適用してもよい。また、光デバイス５０と基板８４との間に、図示しないアンダーフィル材を設けてもよい。基板８４にも穴８８が形成されている。穴７６，８２，８８は連通しており、レンズ７８にて集光した光が第１の基板１０に入射する。
【００６５】
基板８４には、電子部品（例えば半導体チップ）９０が実装（例えばフェースダウンボンディング）されている。電子部品９０と配線パターン８６とは電気的に接続されている。その他、図示しない複数の電子部品が実装されていてもよい。基板８４が屈曲し、電子部品９０と光デバイス５０とが接着剤９２を介して接着されている。なお、予め、光デバイス５０と電子部品９０をそれぞれ基板８４に実装してから、基板８４を屈曲させて、光デバイス５０と電子部品９０を接着してもよい。
【００６６】
本発明の実施の形態に係る電子機器として、図１１に示すノート型パーソナルコンピュータ１０００は、光モジュールが組み込まれたカメラ１１００を有する。また、図１２に示すデジタルカメラ２０００は光モジュールを有する。さらに、図１３（Ａ）及び図１３（Ｂ）に示す携帯電話３０００は、光モジュールが組み込まれたカメラ３１００を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１（Ａ）〜図１（Ｃ）は、本発明の第１の実施の形態に係る光デバイスの製造方法を説明する図である。
【図２】図２は、本発明の第１の実施の形態に係る光デバイスの製造方法を説明する図である。
【図３】図３は、本発明の第１の実施の形態に係る光デバイスの製造方法を説明する図である。
【図４】図４（Ａ）〜図４（Ｃ）は、本発明の第１の実施の形態に係る光デバイスの製造方法を説明する図である。
【図５】図５（Ａ）〜図５（Ｂ）は、本発明の第１の実施の形態に係る光デバイスを説明する図である。
【図６】図６（Ａ）〜図６（Ｂ）は、本発明の第２の実施の形態に係る光デバイスの製造方法を説明する図である。
【図７】図７（Ａ）〜図７（Ｅ）は、本発明の第３の実施の形態に係る光デバイスの製造方法を説明する図である。
【図８】図８は、本発明の第４の実施の形態に係る光モジュール及び回路基板を説明する図である。
【図９】図９は、本発明の実施の形態に係る光モジュールを示す図である。
【図１０】図１０は、本発明の実施の形態に係る光モジュールを示す図である。
【図１１】図１１は、本発明の実施の形態に係る電子機器を示す図である。
【図１２】図１２は、本発明の実施の形態に係る電子機器を示す図である。
【図１３】図１３（Ａ）〜図１３（Ｂ）は、本発明の実施の形態に係る電子機器を示す図である。
【符号の説明】
１０ 第１の基板
１２ 溝
１８ スペーサ
２０ 第２の基板
２２ 光学的部分
２４ エネルギー変換部（受光部）
２８ カラーフィルタ
３２ マイクロレンズアレイ
３４ 電極
３６ 第１のカッタ
３８ 第２のカッタ
４０ ろう材
４２ スペーサ
５０ 光デバイス
５２ 支持部材
６２ 回路基板
７０ 支持部材
８０ 支持部材
１００ 光素子
１１０ 透明基板
Claims (19)
- （ａ）光透過性の第１の基板と、画像センシング用に並べられた複数の受光部を有してなる光学的部分を有する光素子が複数形成された第２の基板とを、それぞれの前記光学的部分を囲む形状のスペーサを介して対向させ、
（ｂ）前記スペーサを介して前記第１の基板と前記第２の基板とを接続することによって、前記第１の基板及び前記スペーサによりそれぞれの前記光学的部分を封止し、その後、
（ｃ）前記第１の基板をダイシングブレードによって複数の透明基板に切断し、その後、前記第２の基板を、１つの封止された前記光学的部分を含む個々の前記光素子に切断することを含み、
前記光素子は、前記光学的部分の封止領域の外側に電極を有し、
前記（ｃ）工程で、前記第１の基板を切断するときに、前記第１の基板における前記電極の上方の部分を除去する光デバイスの製造方法。 - 請求項１記載の光デバイスの製造方法において、
前記第１の基板は第１のカッタで切断し、前記第２の基板は第２のカッタで切断する光デバイスの製造方法。 - 請求項２記載の光デバイスの製造方法において、
前記第１のカッタの幅は、前記第２のカッタの幅よりも大きい光デバイスの製造方法。 - 請求項１から請求項３のいずれかに記載の光デバイスの製造方法において、
前記第１の基板は、切断ラインに沿った溝を有し、
前記（ｃ）工程で、前記溝が形成された領域において、前記第１の基板を切断する光デバイスの製造方法。 - 請求項１から請求項４のいずれかに記載の光デバイスの製造方法において、
前記（ａ）工程で、前記第１又は第２の基板の一方に前記スペーサを形成し、
前記（ｂ）工程で、前記第１又は第２の基板の他方を前記スペーサに取り付ける光デバイスの製造方法。 - 請求項１から請求項５のいずれかに記載の光デバイスの製造方法において、
前記スペーサは、熱硬化性樹脂を有し、
前記スペーサを、前記（ｂ）工程で加熱することにより、前記第１の基板と前記第２の基板とを接続する光デバイスの製造方法。 - 請求項１から請求項５のいずれかに記載の光デバイスの製造方法において、
前記スペーサは、光硬化性樹脂を有し、
前記スペーサに対して、前記（ｂ）工程で光を照射することにより、前記第１の基板と前記第２の基板とを接続する光デバイスの製造方法。 - 請求項６記載の光デバイスの製造方法において、
前記（ｂ）工程よりも前に、前記熱硬化性樹脂を仮硬化させる光デバイスの製造方法。 - 請求項７記載の光デバイスの製造方法において、
前記（ｂ）工程よりも前に、前記光硬化性樹脂を仮硬化させる光デバイスの製造方法。 - 請求項５記載の光デバイスの製造方法において、
前記スペーサは、金属で形成され、
前記（ｂ）工程で、ろう接を行う光デバイスの製造方法。 - 請求項１０記載の光デバイスの製造方法において、
前記第１及び第２の基板のうち前記スペーサに取り付けられる基板に、前記ろう接を行う前に、ろう材を設けておく光デバイスの製造方法。 - 請求項１から請求項１１のいずれかに記載の光デバイスの製造方法において、
前記（ｂ）工程で、前記第１の基板及び前記光学的部分との間に空間が形成されるように、前記光学的部分を封止する光デバイスの製造方法。 - 請求項１２記載の光デバイスの製造方法において、
前記（ｂ）工程で、前記空間が真空になるように、前記光学的部分を封止する光デバイスの製造方法。 - 請求項１２記載の光デバイスの製造方法において、
前記（ｂ）工程で、前記空間が窒素で充満するように、前記光学的部分を封止する光デバイスの製造方法。 - 請求項１２記載の光デバイスの製造方法において、
前記（ｂ）工程で、前記空間がドライエアで充満するように、前記光学的部分を封止する光デバイスの製造方法。 - 請求項１から請求項１５のいずれかに記載の光デバイスの製造方法において、
前記第１の基板は、少なくとも可視光を通過させ、赤外線を通過させないものである光デバイスの製造方法。 - 請求項１から請求項１６のいずれかに記載の光デバイスの製造方法において、
前記第２の基板は、半導体ウエハである光デバイスの製造方法。 - 請求項１から請求項１７のいずれかに記載の光デバイスの製造方法において、
それぞれの前記光学的部分は、前記受光部の上方に設けられたカラーフィルタを有してなる光デバイスの製造方法。 - 請求項１から請求項１８のいずれかに記載の光デバイスの製造方法において、
それぞれの前記光学的部分は、前記第２の基板の表面に設けられたマイクロレンズアレイを有してなる光デバイスの製造方法。
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