JP4962635B1 - 光半導体パッケージおよび光半導体モジュールならびにこれらの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】光半導体パッケージ1Aは、インターポーザ10と、インターポーザ10の主表面10a上に位置し、光を投光するLEDチップ20と、インターポーザ10の主表面10aを覆うとともにLEDチップ20を封止する光透過性封止層30とを備える。光透過性封止層30の内部には、LEDチップ20の光軸を囲繞する筒状の空隙部31が、パルス幅が10-15秒以上10-11秒以下の超短パルスレーザ光を用いたレーザ加工にて形成されている。これにより、LEDチップ20から出射された光が、空隙部31と光透過性封止層30とによって形成される界面のうちの空隙部31の内周面に相当する部分の界面において反射される。
【選択図】図3
Description
図1は、本発明の実施の形態1における光半導体パッケージの概略斜視図であり、図2は、本実施の形態における光半導体パッケージの平面図および断面図である。なお、図2(A)は、光半導体パッケージの平面図であり、図2(B)および図2(C)は、それぞれ図1および図2(A)中に示すIIB−IIB線およびIIC−IIC線に沿った光半導体パッケージの断面図である。まず、これら図1および図2を参照して、本実施の形態における光半導体パッケージの構造について説明する。
図4は、本実施の形態に従った実施例に係る光半導体パッケージの概略図である。以下においては、当該図4を参照しつつ、具体的な設計事例である実施例について説明する。
図5は、本実施の形態に基づいた第1変形例に係る光半導体パッケージの模式断面図である。以下においては、この図5を参照して、第1変形例に係る光半導体パッケージについて説明する。
図6は、本実施の形態に基づいた第2変形例に係る光半導体パッケージの模式断面図である。なお、図6(A)は、LEDチップの光軸を含む平面に沿って光半導体パッケージを切断した場合の断面図であり、図6(B)は、図6(A)中に示すVIB−VIB線に沿った光半導体パッケージの断面図である。以下においては、この図6を参照して、第2変形例に係る光半導体パッケージについて説明する。
図7は、本実施の形態に基づいた第3変形例に係る光半導体パッケージの模式断面図である。なお、図7(A)は、LEDチップの光軸を含む平面に沿って光半導体パッケージを切断した場合の断面図であり、図7(B)は、図7(A)中に示すVIIB−VIIB線に沿った光半導体パッケージの断面図である。以下においては、この図7を参照して、第3変形例に係る光半導体パッケージについて説明する。
図8は、本実施の形態に基づいた第4変形例に係る光半導体パッケージの模式断面図である。なお、図8(A)は、LEDチップの光軸を含む平面に沿って光半導体パッケージを切断した場合の断面図であり、図8(B)は、図8(A)中に示すVIIIB−VIIIB線に沿った光半導体パッケージの断面図である。以下においては、この図8を参照して、第4変形例に係る光半導体パッケージについて説明する。
図9は、本実施の形態に基づいた第5変形例に係る光半導体パッケージの模式断面図であり、図10は、本変形例に係る光半導体パッケージの要部拡大模式断面図である。以下においては、これら図9および図10を参照して、第5変形例に係る光半導体パッケージについて説明する。
図11は、本実施の形態に基づいた第6変形例に係る光半導体パッケージの模式断面図である。以下においては、この図11を参照して、第6変形例に係る光半導体パッケージについて説明する。
図12は、本実施の形態に基づいた第7変形例に係る光半導体パッケージの模式断面図である。以下においては、この図12を参照して、第7変形例に係る光半導体パッケージについて説明する。
図13は、本実施の形態に基づいた第8変形例に係る光半導体パッケージの模式断面図である。以下においては、この図13を参照して、第8変形例に係る光半導体パッケージについて説明する。
図14は、本実施の形態に基づいた第9変形例に係る光半導体パッケージの模式断面図である。以下においては、この図14を参照して、第9変形例に係る光半導体パッケージについて説明する。
図15は、本発明の実施の形態2における光半導体モジュールの分解斜視図である。次に、この図15を参照して、本実施の形態における光半導体モジュールについて説明する。
図16は、本発明の実施の形態3における光半導体パッケージの製造方法を実現するための製造装置の構成を示す図である。次に、この図16を参照して、本実施の形態における光半導体パッケージの製造方法について説明する。
図17は、本発明の実施の形態4における光半導体パッケージの製造方法を実現するための製造装置の構成を示す図である。次に、この図17を参照して、本実施の形態における光半導体パッケージの製造方法について説明する。
図18は、本発明の実施の形態5における光半導体パッケージの製造方法を実現するための製造装置の構成を示す図であり、図19は、空隙部が傾斜配置されるようにレーザ加工された光半導体パッケージの断面図である。次に、これら図18および図19を参照して、本実施の形態における光半導体パッケージの製造方法について説明する。
図20は、本発明の実施の形態6における光半導体モジュールの製造方法を実現するための製造装置の構成を示す図である。次に、この図20を参照して、本実施の形態における光半導体モジュールの製造方法について説明する。
Claims (21)
- 主表面を有する基材と、
前記基材の前記主表面上に位置し、光を投光または受光する光半導体素子と、
前記基材の前記主表面を覆うとともに前記光半導体素子を封止する光透過性封止層とを備え、
前記光透過性封止層の内部に、前記光半導体素子の光軸を囲繞する形状の空隙部を設けることにより、前記光が、前記空隙部と前記光透過性封止層とによって形成される界面のうちの前記空隙部の内周面に相当する部分の界面において反射されるように構成され、
前記空隙部の内側であってかつ前記基材が位置する側とは反対側に位置する部分の前記光透過性封止層に、付加空隙部がさらに設けられている、光半導体パッケージ。 - 前記付加空隙部は、前記空隙部と同軸上に配置された筒状の内側付加空隙部を含む、請求項1に記載の光半導体パッケージ。
- 前記付加空隙部は、前記空隙部と同軸上に輪帯化されて配置された複数の筒状の輪帯状付加空隙部を含む、請求項1に記載の光半導体パッケージ。
- 前記付加空隙部は、アレイ状に配置された複数の筒状のアレイ状付加空隙部を含む、請求項1に記載の光半導体パッケージ。
- 前記空隙部が、パルス幅が10-15秒以上10-11秒以下の超短パルスレーザ光を前記光透過性封止層に照射することによって形成されたものである、請求項1から4のいずれかに記載の光半導体パッケージ。
- 前記空隙部が、前記光半導体素子を囲繞している、請求項1から5のいずれかに記載の光半導体パッケージ。
- 前記空隙部が、前記光透過性封止層の厚み方向に沿って前記光半導体素子から遠ざかるにつれてその直径が大きくなる略円錐板状の形状を有している、請求項1から6のいずれかに記載の光半導体パッケージ。
- 前記空隙部の内周面に相当する部分の前記界面が、前記光半導体素子の光軸に対して異なる傾角を有する2つ以上の面にて構成されている、請求項1から7のいずれかに記載の光半導体パッケージ。
- 前記光透過性封止層は、母材としての光透過性組成物と、前記光透過性組成物中に分散配置された光透過性フィラーとを有し、
前記空隙部の外側に位置する部分の前記光透過性封止層に、前記空隙部と同軸上に配置された筒状の外側付加空隙部がさらに設けられている、請求項1から8のいずれかに記載の光半導体パッケージ。 - 前記空隙部の内周面に相当する部分の前記界面と、前記外側付加空隙部と前記光透過性封止層とによって形成される界面のうちの前記外側付加空隙部の内周面に相当する部分の界面との間の距離が、前記光透過性フィラーの直径よりも大きい、請求項9に記載の光半導体パッケージ。
- 請求項1から10のいずれかに記載の光半導体パッケージと、
前記光半導体パッケージが実装された実装基板と、
前記実装基板が固定されたケーシングとを備えた、光半導体モジュール。 - 前記光半導体モジュールは、光学式センサである、請求項11に記載の光半導体モジュール。
- 請求項1から10のいずれかに記載の光半導体パッケージの製造方法であって、
前記光半導体素子を前記基材の前記主表面上に搭載する工程と、
前記基材の前記主表面上に搭載された前記光半導体素子を前記光透過性封止層によって封止する工程と、
前記光半導体素子の封止後に、パルス幅が10-15秒以上10-11秒以下の超短パルスレーザ光を前記光透過性封止層に照射することで前記空隙部を形成する工程とを備えた、光半導体パッケージの製造方法。 - 前記空隙部を形成する工程において、前記光半導体素子の位置を検出し、検出した前記光半導体素子の位置に基づいて前記空隙部の形成位置または/および形状を決定する、請求項13に記載の光半導体パッケージの製造方法。
- 前記空隙部を形成する工程において、前記光半導体素子の表面の傾きを検出し、検出した前記光半導体素子の表面の傾きに基づいて前記空隙部の形成位置または/および形状を決定する、請求項13または14に記載の光半導体パッケージの製造方法。
- 前記空隙部を形成する工程において、前記光半導体素子の発光特性または受光特性を検出し、検出した前記光半導体素子の発光特性または受光特性に基づいて前記空隙部の形成位置または/および形状を決定する、請求項13から15のいずれかに記載の光半導体パッケージの製造方法。
- 請求項11に記載の光半導体モジュールの製造方法であって、
前記光半導体素子を前記基材の前記主表面上に搭載する工程と、
前記基材の前記主表面上に搭載された前記光半導体素子を前記光透過性封止層によって封止する工程と、
前記基材を前記実装基板に実装する工程と、
前記実装基板を前記ケーシングに固定する工程と、
前記光半導体素子の封止後であってかつ前記実装基板を前記ケーシングに固定した後に、パルス幅が10-15秒以上10-11秒以下の超短パルスレーザ光を前記光透過性封止層に照射することで前記空隙部を形成する工程とを備えた、光半導体モジュールの製造方法。 - 前記空隙部を形成する工程において、前記光半導体素子の位置を検出し、検出した前記光半導体素子の位置に基づいて前記空隙部の形成位置または/および形状を決定する、請求項17に記載の光半導体モジュールの製造方法。
- 前記空隙部を形成する工程において、前記光半導体素子の表面の傾きを検出し、検出した前記光半導体素子の表面の傾きに基づいて前記空隙部の形成位置または/および形状を決定する、請求項17または18に記載の光半導体モジュールの製造方法。
- 前記空隙部を形成する工程において、前記光半導体素子の発光特性または受光特性を検出し、検出した前記光半導体素子の発光特性または受光特性に基づいて前記空隙部の形成位置または/および形状を決定する、請求項17から19のいずれかに記載の光半導体モジュールの製造方法。
- 前記光半導体モジュールは、光学式センサである、請求項17から20のいずれかに記載の光半導体モジュールの製造方法。
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