JP5228909B2 - 受光装置の製造方法 - Google Patents
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Description
また、固体撮像装置の製造方法としては、透光性板材106を予めダイシングし、複数の透光性蓋部102を基板103上に配置する方法もある。この方法では、複数の透光性蓋部102を基板103上に配置した後、基板103のダイシングを行なう(例えば、特許文献1参照)。
従って、受光装置の製造の歩留まりが低下してしまう可能性がある。
また、透光性板材106を予めダイシングし、複数の透光性蓋部102を基板103上に配置する方法では、複数の透光性蓋部102を基板103上に配置した後、基板103のダイシングを行なうので、ダイシングにより透光性蓋部102が損傷をうける可能性があり、信頼性の高い受光装置を製造することが難しい。そのため、受光装置の製造の歩留まりが低下してしまう可能性がある。
また、ベース基板、透明基板それぞれを分割した後、接合しているため、ベース基板の分割の際に透明基板部が損傷を受けてしまうことを防止できる。これによっても、製造の歩留まりを向上させることができる。
また、透明基板を分割した後、透明基板部と、受光素子が設置された支持基板とを接合しており、接合後にダイシング等を行なわないので、透明基板部が損傷を受けてしまうことを防止できる。これにより、製造の歩留まりを向上させることができる。
さらには、前記樹脂層は、前記光硬化性樹脂と充填材とを含む樹脂組成物で構成され、かつ、JIS Z0208 B法により測定された透湿率が30[g/m2・24h]以上であることが好ましい。
樹脂層を、光硬化性樹脂と充填材とを含む樹脂組成物で構成され、かつ、JIS Z0208 B法により測定された透湿率が30[g/m2・24h]以上であるものとすることで、受光装置の樹脂層で囲まれた内部空間と、樹脂層の外側の外部空間との間の通気性を確保することができる。これにより、透明基板部やベース基板部での結露の発生を防止することができる。
これにより、樹脂層の透湿性を高めることができる。
なかでも、前記環状オレフィン樹脂はノルボルネン樹脂であることが好ましい。
樹脂層を環状オレフィン樹脂を含むものとすることで、樹脂層で囲まれた内側空間に湿気が侵入してくることを防止することができる。これにより、透明基板部やベース基板部での結露の発生を防止することができる。
(第一実施形態)
図1〜図4を参照して、本実施形態について説明する。
まず、はじめに、図1〜図4を参照して、本実施形態の受光装置の製造方法の概要について説明する。
本実施形態の受光装置1の製造方法は、受光部11と、この受光部11が設けられたベース基板部12Aと、ベース基板部12Aに対向配置された透明基板部13Aとを備え、透明基板部13Aとベース基板部12Aとの間に受光部11を囲むように光硬化性樹脂を含有する樹脂層14が配置された受光装置1の製造方法である。
この受光装置1の製造方法は、
複数の透明基板部13Aが一体化した透明基板13上に、透明基板13を覆うように光硬化性樹脂を含有する樹脂層14を設ける工程と、樹脂層14に対し、選択的に光を照射し、現像処理して、少なくとも透明基板13のうち、透明基板部13Aの受光部11と対向する領域に該当する部分を囲む領域に樹脂層14を残す工程と、透明基板13を透明基板部13A単位に応じて分割し、複数の透明基板部13Aを得る工程と、ベース基板12をベース基板部12A単位に応じて分割し、複数のベース基板部12Aを得る工程と、ベース基板部12Aおよび透明基板部13Aを、樹脂層14を介して接合する工程とを含むものである。
受光装置1は、撮像装置、具体的には、固体撮像装置として使用されるものである。
受光装置1は、図4の断面図に示すように、マイクロレンズアレイが形成されたベース基板部12Aと、透明基板部13Aと、前記マイクロレンズアレイで形成される受光部11と、受光部11を取り囲むように形成された樹脂層14と、ベース基板部12Aが搭載された支持基板15とを有する。
なお、図4は、ベース基板部12Aと、透明基板部13A、支持基板15の基板面と直交する方向の断面図である。
ベース基板部12Aは、例えば、半導体基板であり、このベース基板部12A上には、マイクロレンズアレイが形成されている。マイクロレンズアレイの平面寸法は、ベース基板部12Aの平面寸法よりも小さく、ベース基板部12Aの外周部は、マイクロレンズアレイよりも外方に突出している。
透明基板部13Aは、ベース基板部12Aおよびベース基板部12A上の受光部11に対向配置されており、ベース基板部12Aの平面寸法よりも若干小さな平面寸法となっている。この透明基板部13Aは、受光部11を覆い、受光部11を保護している。透明基板部13Aは、例えば、ガラス基板である。
受光部11の下面、すなわち、ベース基板部12Aには、図示しない光電変換部が形成されており、受光部11で受光した光が電気信号に変換されることとなる。
支持基板15は、表面に配線(図示略)が形成された基板であり、この支持基板15とベース基板部12Aとは、ボンディングワイヤWにより電気的に接続されている。具体的には、マイクロレンズアレイよりも外方に突出したベース基板部12Aの外周部と、支持基板15とがボンディングワイヤWにより接続されている。従って、ボンディングワイヤWは、樹脂層14の外側に配置されることとなる。
まず、図1(A)に示すように、透明基板13を用意する。この透明基板13は、複数の透明基板部13Aが一体化した大盤のガラス板材である。
次に、この透明基板13上に透明基板13の表面の略全面を覆うように接着性の樹脂層14を設ける。
この接着性の樹脂層14は、本実施形態では、光硬化性の接着フィルムである。本実施形態では、透明基板13上に接着フィルムを貼り付ける。
接着フィルムは、光硬化性樹脂と充填材とを含む樹脂組成物で構成され、かつ、JIS Z0208 B法により測定された透湿率が30[g/m2・24h]以上であることが好ましい。
接着フィルムの透湿率は、40[g/m2・24h]以上が好ましく、特に50〜200[g/m2・24h]が好ましい。下限値未満であると、受光装置1の透明基板部13A等の結露を充分に防止できない場合がある。上限値を超えると、接着フィルムの成膜性が低下することがある。透湿率は厚さ100μmの接着フィルムを用いて、透湿カップ法(JIS Z0208 B法)に準じて、40℃/90%で評価することができる。
これらの中でもアクリル系化合物を主成分とする紫外線硬化性樹脂が好ましい。アクリル系化合物は光を照射した際の硬化速度が速く、これにより、比較的少量の露光量で樹脂をパターニングすることができる。
これにより、光重合により接着フィルムを効率良くパターニングすることができる。
前記光重合開始剤としては、例えばベンゾフェノン、アセトフェノン、ベンゾイン、ベンゾインイソブチルエーテル、ベンゾイン安息香酸メチル、ベンゾイン安息香酸、ベンゾインメチルエーテル、ベンジルフィニルサルファイド、ベンジル、ジベンジル、ジアセチルなどが挙げられる。
前記光重合開始剤の含有量は、特に限定されないが、前記樹脂組成物全体の0.5〜5重量%が好ましく、特に0.8〜2.5重量%が好ましい。含有量が前記下限値未満であると光重合開始する効果が低下する場合があり、前記上限値を超えると反応性が高くなりすぎ保存性や解像性が低下する場合がある。
前記熱硬化性樹脂としては、例えばフェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、ビスフェノールAノボラック樹脂等のノボラック型フェノール樹脂、レゾールフェノール樹脂等のフェノール樹脂、ビスフェノールAエポキシ樹脂、ビスフェノールFエポキシ樹脂等のビスフェノール型エポキシ樹脂、ノボラックエポキシ樹脂、クレゾールノボラックエポキシ樹脂等のノボラック型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、スチルベン型エポキシ樹脂、トリフェノールメタン型エポキシ樹脂、アルキル変性トリフェノールメタン型エポキシ樹脂、トリアジン核含有エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン変性フェノール型エポキシ樹脂等のエポキシ樹脂、ユリア(尿素)樹脂、メラミン樹脂等のトリアジン環を有する樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビスマレイミド樹脂、ポリウレタン樹脂、ジアリルフタレート樹脂、シリコーン樹脂、ベンゾオキサジン環を有する樹脂、シアネートエステル樹脂等が挙げられ、これらは単独でも混合して用いても良い。これらの中でもエポキシ樹脂が特に好ましい。これにより、耐熱性および密着性をより向上することができる。
前記充填材としては、例えばアルミナ繊維、ガラス繊維等の繊維状充填材、チタン酸カリウム、ウォラストナイト、アルミニウムボレート、針状水酸化マグネシウム、ウィスカー等の針状充填材、タルク、マイカ、セリサイト、ガラスフレーク、鱗片状黒鉛、板状炭酸カルシウム等の板状充填材、炭酸カルシウム、シリカ、溶融シリカ、焼成クレー、未焼成クレー等の球状(粒状)充填材、ゼオライト、シリカゲル等の多孔質充填材等が挙げられる。これらを1種又は2種以上混合して用いることもできる。これらの中でも、多孔質充填材が好ましい。これにより、前記接着フィルムの透湿率を高くすることができる。
前記充填材の平均粒子径は、特に限定されないが、0.01〜90μmが好ましく、特に0.1〜40μmが好ましい。平均粒子径が前記上限値を超えるとフィルムの外観異常や解像性不良となる場合があり、前記下限値未満であると加熱貼り付け時の接着不良となる場合がある。
前記充填材の含有量は、特に限定されないが、接着フィルムを構成する前記樹脂組成物全体の5〜70重量%が好ましく、特に20〜50重量%が好ましい。含有量が前記上限値を超えると加熱貼り付け時に接着不良となる場合があり、前記下限値未満であると透湿率が低く基板の結露を改善出来ない場合がある
M2/nO・Al2O3・xSiO2・yH2O
M:金属カチオン n:原子価
前記室温での吸着力[Q1]は、例えば、加熱により完全に乾燥させた充填材をアルミカップに計量し、25℃/50%環境下で168時間放置したあとの重量増加により求めることができる。
0.4×[Q1]<[Q2]
その理由としては、充填材が高温でも吸着力を維持することから、それを充填したフィルムは比較的高温でも透湿率を維持し、接着フィルム中を気体の水分が通り易いために、高温から室温に温度を下げても、瞬時に受光装置1内部の水分が少なくなり、結露という現象が起こらないものと考えられる
接着フィルムを構成する前記樹脂組成物は、上述した硬化性樹脂、充填材に加え、本発明の目的を損なわない範囲で可塑性樹脂、レベリング剤、消泡剤、カップリング剤などの添加剤を含有することができる。
これにより、図1(C)に示すように枠状の樹脂層14が設けられた透明基板部13Aを得ることができる。
具体的には、図3に示すように、複数のベース基板部12Aが一体化されたベース基板12を用意する。
次に、ベース基板12上に複数のマイクロレンズアレイを所定の間隔で形成する。
その後、ベース基板12をマイクロレンズアレイ単位(受光部単位)でダイシングする(図3のダイシングラインB参照)。これにより、受光部11が設けられたベース基板部12Aが得られる。
次に、このベース基板部12Aと透明基板部13Aとを対向配置させ、位置合わせする。この際、ベース基板部12Aと透明基板部13Aとの間に樹脂層14を配置させる。
そして、ベース基板部12Aおよび透明基板部13Aを加圧、あるいは、加熱圧着する。これにより、ベース基板部12Aおよび透明基板部13Aを、樹脂層14を介して接着させる。
さらに、樹脂層14により接着されたベース基板部12Aおよび透明基板部13Aを支持基板15上に設置し、支持基板15上の配線とベース基板部12AとをボンディングワイヤWにより電気的に接続する。
以上の工程により、受光装置1を得ることができる。
本実施形態では、ベース基板12および透明基板13をそれぞれ分割した後、ベース基板部12Aおよび透明基板部13Aを接合している。そのため、各受光装置1の製造工程において、ベース基板部12Aと、透明基板部13Aとの位置合わせを正確に行なうことができ、従来のように、一度に多くの受光装置で透明基板部とベース基板部との位置ずれ等が発生してしまうことを防止できる。これにより、製造の歩留まりを向上させることができる。
また、ベース基板12、透明基板13それぞれを分割した後、接合しているため、ベース基板12のダイシングの際に透明基板部13Aが損傷を受けてしまうことを防止できる。これにより、製造の歩留まりを向上させることができる。
さらに、接着フィルムを、熱硬化性樹脂を含むものとすることで、接着フィルムを露光し、パターニングした後に、熱硬化させて、ベース基板部12Aと透明基板部13Aとを確実に接着させることができる。
また、熱硬化性樹脂をエポキシ樹脂とすることで、受光装置1の樹脂層14の耐熱性を高めることができるとともに、樹脂層14とベース基板部12Aと、樹脂層14と透明基板部13Aとの密着性を高めることができる。
図5を参照して、本実施形態の受光装置1の製造方法について説明する。
本実施形態の受光装置1の製造方法は、
受光部11が複数設けられ、複数のベース基板部12Aが一体化したベース基板12上に、ベース基板12を覆うように光硬化性樹脂を含有する樹脂層14を貼り付ける工程と、樹脂層14に対し、選択的に光を照射し、現像して少なくともベース基板12上の各受光部11を囲む領域に、樹脂層14を残す工程と、ベース基板12をベース基板部12A単位に応じて分割し、複数のベース基板部12Aを得る工程と、透明基板13を複数の受光部11を覆う領域単位に応じて分割し、複数の透明基板部13Aを得る工程と、ベース基板部12Aおよび透明基板部13Aを、受光部11を取り囲むように設けられた樹脂層14を介して接合する工程とを含むものである。
接着フィルムは、ベース基板12上の複数の受光部11を一体的に覆うように貼り付けられる。
そして、光を選択的に照射し、現像処理により未照射部分を除去して、ベース基板12上の各受光部11以外の領域に接着フィルムを残す(図5(C)参照)。ここでは、図6に示すように、各受光部11を囲むように複数の枠状に接着フィルムを残す。その後、ベース基板12を各受光部11単位に応じてダイシングする。ベース基板12をダイシングする際には、接着フィルムはダイシングされない(図5(C)のダイシングラインC参照)。
なお、接着フィルムは、ダイシングの際にベース基板12から剥離しない程度の密着力を有していることが好ましい。
その後、透明基板13を複数の受光部11を覆う領域単位に応じて分割する。
そして、透明基板部13Aと、ベース基板部12Aとを枠状に形成された樹脂層14を介して接着する。これより、前記実施形態と同様の受光装置1を得ることができる。
本実施形態では、ベース基板12をダイシングする際には、接着フィルムをダイシングしない構成としている。そのため、ベース基板12のダイシングの際に、接着フィルムが剥がれてしまうことを防止できる。
図7〜9を参照して、本実施形態の受光装置2の製造方法について説明する。
本実施形態の受光装置2の製造方法は、
受光部11およびこの受光部11が設けられたベース基板部12Aを備える受光素子20が設置された支持基板15と、支持基板15の受光素子20の設けられた面に対向して配置される透明基板部13Aとを備え、
支持基板15と透明基板部13Aとの間に受光素子20を囲むように光硬化性樹脂を含有する樹脂層22が配置された受光装置2を製造する方法である。
受光装置2の製造方法は、複数の前記透明基板部13Aが一体化した透明基板13上に透明基板13を覆うように、光硬化性の樹脂層22を設ける工程と、
樹脂層22に対し、選択的に光を照射し現像処理して、透明基板13のうち、透明基板部13Aの受光素子20と対向する領域に該当する部分を囲むように樹脂層22を残す工程と、
透明基板13を各透明基板部13A単位に分割する工程と、
受光素子20を支持基板15上に設置したのち、支持基板15と、透明基板部13Aとを樹脂層22を介して接合する工程とを含む。
受光装置2は、図9の断面図に示すように、受光部11となるマイクロレンズアレイおよびこのマイクロレンズアレイが設置されたベース基板部12Aを備える受光素子20を有するものである。
受光素子20は、前記実施形態と同様の支持基板15上に搭載されている。
また、受光装置2は、透明基板部13Aを備える。この透明基板部13Aは、支持基板15に対向配置されており、支持基板15上の受光素子20を覆っている。
透明基板部13Aと、支持基板15とは枠部21を介して接続されている。
この枠部21は、支持基板15上の受光素子20を囲むように配置されている。枠部21は、枠状に形成された光硬化性の樹脂層22と、枠状に形成された接着層23とを備える。樹脂層22は透明基板部13Aに直接接触しており、また、接着層23は、樹脂層22および支持基板15の双方に直接接触している。
樹脂層22および接着層23の高さ寸法の合計は、受光素子20の高さ寸法よりも高く、受光素子20と透明基板部13Aとの間には隙間が形成されている。
なお、受光装置2において、支持基板15と、ベース基板部12AとはボンディングワイヤWにより電気的に接続されている。枠部21は、このボンディングワイヤWの外周を囲むように設けられている。
まず、図7(A)に示すように、透明基板13を用意する。この透明基板13は、複数の透明基板部13Aが一体化した大盤のガラス板材である。
次に、この透明基板13上に透明基板13の表面の略全面を覆うように樹脂層22を設ける。
この樹脂層22は、光硬化性樹脂を含有する層であり、ここではペースト状(ワニス状)となっている。透明基板13表面に対し、樹脂層22を塗布する。塗布の方法としては、スピンナーを用いた回転塗布、スプレーコータを用いた噴射塗布、浸漬、印刷、ロールコーティング等が例示できる。
樹脂層22は、環状オレフィン樹脂を含有する。
環状オレフィンモノマーとして、一般的には、シクロヘキセン、シクロオクテン等の単環体、ノルボルネン、ノルボルナジエン、ジシクロペンタジエン、ジヒドロジシクロペンタジエン、テトラシクロドデセン、トリシクロペンタジエン、ジヒドロトリシクロペンタジエン、テトラシクロペンタジエン、ジヒドロテトラシクロペンタジエン等の多環体が挙げられる。これらのモノマーに官能基が結合した置換体も用いることができる。
環状オレフィン樹脂は、公知の重合法により製造することが可能であり、その重合方法としては、付加重合法と開環重合法とがある。このうち、ノルボルネンモノマーを付加(共)重合することによって得られたポリマーが好ましい。樹脂層22にノルボルネン樹脂を使用した場合には、受光装置2の製造時において、パターニングがより高精度に実現できるなど、製造安定性が優れるという利点を有する。
上記のうち、(1)ノルボルネン型モノマーを付加(共)重合させて得られる付加(共)重合体が好ましいが、本発明はなんらこれに限定されるものではない。
エポキシ基を有する環状オレフィン樹脂は、一般的には分子内にエポキシ基を含むモノマーを直接重合することによって得ることができるが、重合後に変性反応によって側鎖にエポキシ基を導入する方法によっても同様の重合体を得ることができる。変性反応としては、上記重合体にエポキシ基含有不飽和モノマ−をグラフト反応させる、上記重合体の反応性官能基部位にエポキシ基を有する化合物を反応させる、分子内に炭素−炭素二重結合を有する上記重合体に過酸やハイドロパ−オキサイドなどのエポキシ化剤を用いて直接エポキシ化させる等の公知の方法がある。
一般的にはラジカル重合はラジカル開始剤の存在下、温度を50℃〜150℃に上げ、モノマーを溶液中で反応させる。ラジカル開始剤としてはアゾビスイソブチロニトリル(AIBN)、過酸化ベンゾイル、過酸化ラウリル、アゾビスイソカプトロニトリル、アゾビスイソレロニトリル、t−ブチル過酸化水素などである。
アルキル基の具体例としては、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、ドデシル、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロオクチル基等が、アルケニル基の具体例としては、ビニル、アリル、ブチニル基等が、アルキニル基の具体例としては、エチニル、1−プロピニル、2−プロピニル、1−ブチニル、2−ブチニル基等が、アリール基の具体例としては、フェニル、ナフチル、アントラセニル基等が、アラルキル基の具体例としてはベンジル、フェネチル基等がそれぞれ挙げられるが、これらに限定されない。
本発明における光酸発生剤の配合割合としては、ポリマー100重量部に対して0.1から100重量部であり、より好ましくは0.1から10重量部である。
その後、フォトマスクを用いて、樹脂層22に対し、200〜700nmの波長光を選択的に照射する。照射する光としては、例えば、紫外線が好ましい。
これにより、樹脂層22のうち光照射された部分が光硬化する。その後、樹脂層22のベークを行う。この工程はエポキシ架橋の反応速度を増加させる。ベーク条件としては50〜200℃である。好ましくは80〜150℃で、さらに好ましくは90〜130℃である。
次に、樹脂層22を現像液で現像する。現像液としては、ペンタン、ヘキサン、ヘプタンやシクロヘキサンなどのアルカンやシクロアルカンなどの炭化水素、トルエン、メシチレン、キシレン、メシチレン等の芳香族炭化水素系溶媒を使用することができる。またリモネン、ジペンテン、ピネン、メクリンなどのテルペン類、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、2−ヘプタノンなどのケトン類を用いることができ、それらに界面活性剤を適当量添加した有機溶剤を好適に使用することができる。
これにより、光照射されなかった部分が現像液に溶解して除去されるとともに、光照射された部分が現像液に溶解せずに、残ることとなる。本実施形態では、透明基板13のうち、透明基板部13Aの受光素子20と対向する領域に該当する部分R以外の領域に、樹脂層22を残す(図7(B)参照)。樹脂層22は、部分Rを囲むように残ることとなる。
接着層23は、シリカフィラーと常温で液状のエポキシ樹脂及び硬化剤で構成されることが好ましく、該成分中にシリカフィラーを1〜10重量%含み、またシリカフィラーは平均粒径が2〜500nmの超微粒子シリカ粉末であることが好ましい。
エポキシ樹脂が常温で液状のものでないとシリカフィラーとの混練において溶剤を必要とする。溶剤は気泡発生の原因となり、硬化物の接着強度、熱伝導率を低下させてしまうため好ましくない。
接着層23中の全シリカフィラー量が1重量%より多いとペーストのたれなどの塗布性の問題が解消され、10重量%より少ないとスクリーン印刷用のマスクの目詰まりが起こる等の作業性低下が改善される。
また、接着層23には、必要に応じて硬化促進剤、可撓性付与剤、顔料、染料、消泡剤等の添加剤を用いることもできる。
ここで、光硬化した樹脂層22は、透明基板13をダイシングする際に剥離しない程度の密着力を有していることが好ましい。
その後、受光素子20が載置された支持基板15を用意する。そして、透明基板部13Aと支持基板15とを対向配置させる。この際、支持基板15は枠部21の接着層23に接触することとなる。その後、加熱、あるいは加熱圧着して、支持基板15と透明基板部13Aとを枠部21により接着する。
以上の工程により受光装置2を製造することができる。
本実施形態では、透明基板13を分割した後、透明基板部13Aと、ベース基板部12Aを備える支持基板15とを接合している。従って、従来のように、一度に多くの受光装置で透明基板部とベース基板部との位置ずれが発生してしまうことを防止でき、製造の歩留まりを向上させることができる。
また、透明基板13を分割した後、透明基板部13Aと、受光素子20が設置された支持基板15とを接合しており、接合後にダイシング等を行なわないので、透明基板部13Aが損傷を受けてしまうことを防止できる。これにより、製造の歩留まりを向上させることができる。
これにより、樹脂層22で囲まれた空間内への湿気の浸入自体を防止することで、透明基板部13Aや、ベース基板部12A等での結露の発生を抑制することができる。
例えば、前記第一実施形態、第二実施形態では、透明基板13あるいはベース基板12上に接着フィルムを貼り付けたが、これに限らず、第三実施形態のようにワニス状の樹脂層22を透明基板13あるいは、ベース基板12に塗布した後、樹脂層22を格子状に形成し、この格子状の樹脂層22上に接着層23を設けてもよい。
さらに、前記第三実施形態において樹脂層22、接着層23にかえて第一実施形態、第二実施形態と同様の接着フィルムを使用してもよい。
(実施例1)
1.光および熱の両方で硬化可能な硬化性樹脂(アクリル変性フェノール樹脂の合成)
フェノールノボラック(大日本インキ化学工業(株)製、フェノライトTD-2090-60M)の不揮発分70%MEK溶液600g(OH約4当量)を、2Lのフラスコ中に投入し、これにトリブチルアミン1g、およびハイドロキノン0.2gを添加し、110℃に加温した。その中へ、グリシジルメタクリレート284g(2モル)を30分間で滴下した後、110℃で5時間攪拌反応させることにより、不揮発分80%メタクリロイル基含有フェノールノボラック(メタクリロイル基変性率50%)を得た。
光硬化性樹脂として室温で液状のアクリル樹脂化合物(トリエチレングリコールジメタクリレート;三洋化成(株)製、ネオマーPM201)5.1重量%、熱硬化性樹脂としてエポキシ樹脂(大日本インキ化学工業(株)製、エピクロンN-865)12.9重量%、シリコーンエポキシ樹脂(東レ・ダウコーニング・シリコーン(株)製、BY16-115)5.4重量%、光および熱の両方で硬化可能な硬化性樹脂として上記の合成した(メタ)アクリル変性フェノール樹脂28.2重量%、光重合開始剤(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ(株)製、イルガキュア651(2,2−ジメトキシ−1,2−ジフェニルエタン−1−オン))1.9重量%、充填材として多孔質充填材(ユニオン昭和(株)製、モレキュラーシーブ3A)31.8重量%、溶剤としてメチルエチルケトン14.7重量%を秤量し、ディスパーザーを用い、回転数5,000rpmで1時間攪拌し、樹脂ワニスを調製した。
上述の樹脂ワニスをコンマコーターで支持基材ポリエステルフィルム(三菱ポリエステルフィルム(株)製、T100G、厚さ25μm)に塗布し、80℃、10分乾燥して膜厚50μmの接着フィルムを得た。
光および熱の両方で硬化可能な樹脂として以下のものを用いた以外は、実施例1と同様にした。
光および熱の両方で硬化可能な樹脂として、側鎖にカルボキシル基とアクリル基を有するアクリル共重合樹脂(ダイセル化学工業(株)製、サイクロマーP)を用い、厚さ50μmの接着フィルムを得た。
樹脂ワニスの配合を以下のようにした以外は、実施例1と同様にした。
光硬化性樹脂として室温で液状のアクリル樹脂モノマー(三洋化成(株)製、ネオマーPM201)6.8重量%、熱硬化性樹脂としてビスAノボラック型エポキシ樹脂(大日本インキ化学工業(株)製、エピクロンN-865)13.7重量%、シリコーンエポキシ樹脂(東レ・ダウコーニング・シリコーン(株)製、BY16-115)2.5重量%、実施例1で合成したメタクリル変性フェノールノボラック樹脂27.4重量%、光重合開始剤(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ(株)製、イルガキュア651)0.9重量%、無機充填剤としてのシリカフィラー((株)アドマテックス、SE2050)23.4重量%とし、溶剤としてメチルエチルケトン25.3重量%とした。
このような樹脂ワニスを用いて厚さ50μmの接着フィルムを得た。
60℃に設定されたラミネータを用いて、接着フィルムを貼り合せ、膜厚100μmのフィルムを作製し、露光機を用いて、露光量750mJ/cm2(波長365nm)照射したあとに、120℃/1時間、180℃/1時間熱硬化する。得られた硬化後のフィルムを透湿カップ法(JIS Z0208)に準じて、40℃/90%と25℃/50%の環境下で評価し、透湿率を求めた。
なお、露光は、波長365nmの光が750mJ/cm2で行い、現像は、3%TMAH(テトラアンモニウムハイドロオキサイド)を用いて、スプレー圧0.1MPa、時間90秒の条件で行った。また、接着フィルムのパターニング形状は格子状であり、各受光部を覆う領域を幅100μmでフレーム状に囲う配置となっている。
また、透明基板部と、ベース基板部とは、加熱圧着(温度110℃、時間10秒、圧力1MPa)により貼り合せた。その後、120℃で1時間、その後180℃で2時間硬化した。
各実施例で得られたすべての受光装置は所望の特性を有し、さらに、動作に支障がないことが確認された。このようにすべての受光装置が所望の特性を有することから、本発明の製造方法によれば、生産性の向上を図ることができることがわかった。
1.環状オレフィン樹脂組成物(樹脂層を構成する組成物)の作製
デシルノルボルネン/グリシジルメチルエーテルノルボルネン=70/30コポリマーの共重合体(A−1)の例を挙げる。
すべてのガラス機器は60℃で0.1Torr下で18時間乾燥した。その後ガラス機器はグローボックスに移され、グローボックスに備え付けられた。エチルアセテート(917g)、シクロヘキサン(917g)、デシルノルボルネン(192g、0.82mol)とグリシジルメチルエーテルノルボルネン(62g、0.35mol)が反応フラスコに加えられた。反応フラスコはグローボックスから取り出し、乾燥窒素ガスを導入した。反応中間体は30分間溶液中に窒素ガスを通して脱気した。グローボックス中でニッケル触媒すなわちビストルエンビスパーフルオロフェニルニッケル9.36g(19.5mmol)がトルエン15mlに溶解して、25mlのシリンジに入れ、グローボックスから取り出し、反応フラスコに加えられた。20℃にて5時間攪拌して反応を終了した。次に過酢酸溶液(975mmol)を加え18時間攪拌した。攪拌を止めると水層と溶媒層に分離した。水層を分離した後、1lの蒸留水を加え、20分間攪拌した。水層が分離するので取り除いた。1lの蒸留水で3回洗浄を行った。その後ポリマーをメタノールに投入、沈殿物を濾集し水で充分洗浄した後、真空下で乾燥した。乾燥後243g(収率96%)のポリマーを回収した。得られたポリマーの分子量はGPCによりMw=115,366、Mn=47,000、Mw/Mn=2.45であった。ポリマー組成はH−NMRからデシルノルボルネンが70モル%、エポキシノルボルネンが30モル%であった。
平均粒径が約12nmの超微粒子シリカ粉末(3.0g)及びビスフェノールFとエピクロルヒドリンとの反応により得られるジグリシジルエーテル(エポキシ当量180、常温で液状)(91.0g)とビスフェノールF(5.0g)、ジシアンジアミド(1.0g)を配合し、三本ロールで混練して絶縁樹脂ペーストを得た。この絶縁樹脂ペーストを真空チャンバーにて2mmHg、30分間脱泡し接着剤を得た。
第三実施形態で示した方法に基づいて受光装置を複数個作製した。
具体的には、透明基板上に環状オレフィン樹脂組成物を、スピンコーターを用いて塗布した後、ホットプレートにて110℃で5分乾燥し、膜厚約40μmの樹脂層を得た。この樹脂層にブロードバンドステッパー露光機(ウルトラテック(株)製)によりレチクルを通して1500mJ/cm2で露光を行った。その後ホットプレートにて90℃で4分、露光部の架橋反応を促進させるため加熱した。
次に、リモネンに30秒浸漬することによって未露光部を溶解除去した後、イソプロピルアルコールで20秒間リンスした。その結果、樹脂層は、透明基板の受光素子を覆う領域以外の領域に残り、格子状に加工された。パターン剥がれは全く観察されず、現像時の密着性が優れていることが確認できた。その後160℃、60分で硬化し、架橋反応を完結させた。この樹脂層の吸水率は0.2%であった。
次に、樹脂層上に上記接着剤をスクリーン印刷により塗布し、接着層を形成した。その後、透明基板のダイシングを行い、複数の透明基板部を得た。さらに、透明基板部と、受光素子が載置された支持基板とを対向配置し、100℃、60分加熱した。これにより、透明基板部と支持基板とが接着された。
得られた受光装置は、所望の特性を有し、受光装置としての動作に支障のないことが確認された。このようにすべての受光装置が所望の特性を有することから、本発明の製造方法によれば、生産性の向上を図ることができることがわかった。
実施例4のデシルノルボルネン(192g、0.82mol)とグリシジルメチルエーテルノルボルネン(62g、0.35mol)の代わりに、デシルノルボルネン(129g、0.55mol)とグリシジルメチルエーテルノルボルネン(177g、0.30mol)、フェネチルノルボルネン(29.7g、0.15mol)を用いた以外は、実施例4と同様にしてデシルノルボルネン/グリシジルメチルエーテルノルボルネン/フェネチルノルボルネン=55/30/15のターポリマー(A−2)を得た。重合、再沈殿を行い、乾燥後309g(収率92%)のポリマーを回収した。得られたポリマーの分子量はGPCによりMw=68000、Mn=30000、Mw/Mn=2.3であった。ポリマー組成はH−NMRからデシルノルボルネンが54モル%、エポキシノルボルネンが31モル%、フェネチルノルボルネンが15モル%であった。
実施例4と同様の工程を行い、複数の受光装置を得た。
得られた受光装置は、所望の特性を有し、受光装置としての動作に支障のないことが確認された。このようにすべての受光装置が所望の特性を有することから、本発明の製造方法によれば、生産性の向上を図ることができることがわかった。
Claims (16)
- 受光部と、この受光部が設けられたベース基板部と、前記ベース基板部および前記受光部に対向配置された透明基板部とを備え、
前記透明基板部と前記ベース基板部との間に前記受光部を囲むように光硬化性樹脂を含有する樹脂層が配置された受光装置の製造方法であって、
複数の前記透明基板部が一体化した透明基板上に、前記透明基板を覆うように光硬化性樹脂を含有する樹脂層を設ける工程と、
前記樹脂層に対し、選択的に光を照射し、現像処理して、前記透明基板のうち、前記透明基板部の前記受光部と対向する領域に該当する部分を囲む領域に前記樹脂層を残す工程と、
ベース基板を前記ベース基板部単位に応じてダイシングし、複数の前記ベース基板部を得る工程と、
前記透明基板を前記透明基板部単位に応じてダイシングし、複数の前記透明基板部を得る工程と、
前記ベース基板部および前記透明基板部を、前記樹脂層を介して接合する工程とを含み、
複数の前記透明基板部を得る前記工程において、前記樹脂層もダイシングする受光装置の製造方法。 - 請求項1に記載の受光装置の製造方法において、
前記樹脂層は、接着性を有する受光装置の製造方法。 - 請求項2に記載の受光装置の製造方法において、
前記樹脂層は、前記光硬化性樹脂と充填材とを含む樹脂組成物で構成され、かつ、JIS Z0208 B法により測定された透湿率が30[g/m2・24h]以上である受光装置の製造方法。 - 請求項3に記載の受光装置の製造方法において、
前記充填材は、ゼオライトを含むものである受光装置の製造方法。 - 請求項2に記載の受光装置の製造方法において、
前記樹脂層は光および熱の両方で硬化可能な硬化性樹脂を含むものである受光装置の製造方法。 - 請求項5に記載の受光装置の製造方法において、
光および熱の両方で硬化可能な前記硬化性樹脂は、(メタ)アクリル変性フェノール樹脂または(メタ)アクリロイル基含有(メタ)アクリル酸重合体をさらに含むものである受光装置の製造方法。 - 請求項1に記載の受光装置の製造方法において、
現像処理して前記樹脂層を残す前記工程の後段で、前記樹脂層の表面に接着層を設ける工程を含み、
前記ベース基板部および前記透明基板部は、前記樹脂層および前記接着層を介して接合され、
前記樹脂層は、前記光硬化性樹脂として環状オレフィン樹脂を含む受光装置の製造方法。 - 請求項7に記載の受光装置の製造方法において、
前記環状オレフィン樹脂はノルボルネン樹脂である受光装置の製造方法。 - 受光部およびこの受光部が設けられたベース基板部を備える受光素子が設置された支持基板と、前記支持基板の受光素子の設けられた面に対向して配置される透明基板部とを備え、
前記支持基板と前記透明基板部との間に前記受光素子を囲むように光硬化性樹脂を含有する樹脂層が配置された受光装置の製造方法であって、
複数の前記透明基板部が一体化した透明基板上に前記透明基板を覆うように、光硬化性樹脂を含有する樹脂層を設ける工程と、
前記樹脂層に対し、選択的に光を照射して、現像処理して、前記透明基板のうち、前記透明基板部の受光素子と対向する領域に該当する部分を囲むように前記樹脂層を残す工程と、
前記透明基板を各透明基板部単位にダイシングして、複数の前記透明基板部を得る工程と、
前記受光素子を前記支持基板上に設置したのち、前記支持基板と、前記透明基板部とを前記樹脂層を介して接合する工程とを備え、
複数の前記透明基板部を得る前記工程において、前記樹脂層もダイシングする受光装置の製造方法。 - 請求項9に記載の受光装置の製造方法において、
前記樹脂層は、接着性を有する受光装置の製造方法。 - 請求項10に記載の受光装置の製造方法において、
前記樹脂層は、前記光硬化性樹脂と充填材とを含む樹脂組成物で構成され、かつ、JIS Z0208 B法により測定された透湿率が30[g/m2・24h]以上である受光装置の製造方法。 - 請求項11に記載の受光装置の製造方法において、
前記充填材は、ゼオライトを含むものである受光装置の製造方法。 - 請求項10に記載の受光装置の製造方法において、
前記樹脂層は光および熱の両方で硬化可能な硬化性樹脂を含むものである受光装置の製造方法。 - 請求項13に記載の受光装置の製造方法において、
光および熱の両方で硬化可能な前記硬化性樹脂は、(メタ)アクリル変性フェノール樹脂または(メタ)アクリロイル基含有(メタ)アクリル酸重合体をさらに含むものである受光装置の製造方法。 - 請求項9に記載の受光装置の製造方法において、
現像処理して前記樹脂層を残す前記工程の後段で、前記樹脂層の表面に接着層を設ける工程を含み、
前記支持基板および前記透明基板部は、前記樹脂層および前記接着層を介して接合され、
前記樹脂層は、前記光硬化性樹脂として環状オレフィン樹脂を含む受光装置の製造方法。 - 請求項15に記載の受光装置の製造方法において、
前記環状オレフィン樹脂はノルボルネン樹脂である受光装置の製造方法。
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