JP5576094B2 - 光デバイスの製造方法及び光デバイス - Google Patents
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Description
本発明は、光を検出する、あるいは光を出力する光デバイスの製造方法及び光デバイスに関する。
現在、光を外部に出力する発光素子を含む電子デバイス、あるいは光を検出する受光素子を含む電子デバイスがある。このような素子を含む電子デバイスを、本明細書では、光デバイスと記す。なお、本明細書でいう「光」とは、可視光ばかりでなく、紫外線、赤外線の波長領域を持つ電磁波を含むものとする。
発光素子とは、光電変換素子と、この光電変換素子に電気信号を導く回路とを含む素子とする。受光素子とは、光電変換素子と、光電変換素子の出力を処理して検出信号を生成する回路とを含む素子とする。発光素子、受光素子を、総称して光素子とも記すものとする。光デバイスは、光素子をリードフレーム等の端子に接続し、パッケージ化したものをいう。
発光素子とは、光電変換素子と、この光電変換素子に電気信号を導く回路とを含む素子とする。受光素子とは、光電変換素子と、光電変換素子の出力を処理して検出信号を生成する回路とを含む素子とする。発光素子、受光素子を、総称して光素子とも記すものとする。光デバイスは、光素子をリードフレーム等の端子に接続し、パッケージ化したものをいう。
光デバイスには、光素子及びその配線を保護するため、光素子を封止したものがある。光素子を封止した光デバイスの従来技術としては、例えば、特許文献１が挙げられる。
図１０は、特許文献１の、光素子が封止された光デバイスを説明するための図である。図１０に示した構成では、符号１で示す光電変換素子を接続端子３に固定し、接続配線１６に金属ワイヤを用いて接続端子３に接続している。この場合、光電変換素子１や接続配線１６は封止部材１４によって覆われているが、封止部材１４には、光電変換素子１を動作させる波長の光を透過しない部材も多く用いられる。
特許文献１の構成では、光電変換部１の光の導出入のため、封止部材１４に開口部６が形成されている。この場合、外界と光電変換部１との界面が窓部となり、この窓部に光学調整部１３が形成される。光学調整部１３上には、保護層５１が形成されている。
図１０は、特許文献１の、光素子が封止された光デバイスを説明するための図である。図１０に示した構成では、符号１で示す光電変換素子を接続端子３に固定し、接続配線１６に金属ワイヤを用いて接続端子３に接続している。この場合、光電変換素子１や接続配線１６は封止部材１４によって覆われているが、封止部材１４には、光電変換素子１を動作させる波長の光を透過しない部材も多く用いられる。
特許文献１の構成では、光電変換部１の光の導出入のため、封止部材１４に開口部６が形成されている。この場合、外界と光電変換部１との界面が窓部となり、この窓部に光学調整部１３が形成される。光学調整部１３上には、保護層５１が形成されている。
しかしながら、特許文献１のように、開口部６をエッチングで設けることは、光デバイスを製造する工程数を増やし、製造にかかるコストや負荷を増加させることになる。また、光電変換素子の受光、発光面には当然のことながら高い透過性が求められる。しかし、封止部材１４のエッチングでは、封止部材１４下の受光面、発光面にダメージを与え、透明性を損なうことが懸念される。
本発明は、このような点に鑑みて行われたものであり、封止部材のエッチング工程を不要として、製造にかかる工程数やコストを抑え、光素子の受光、発光面を外部に露出させることができる光デバイスの製造方法及び光デバイスを提供することを目的とする。
本発明は、このような点に鑑みて行われたものであり、封止部材のエッチング工程を不要として、製造にかかる工程数やコストを抑え、光素子の受光、発光面を外部に露出させることができる光デバイスの製造方法及び光デバイスを提供することを目的とする。
本発明の請求項１に記載の光デバイスの製造方法は、電磁波を検出する個別素子を備えた光デバイスの製造方法であって、光透過基板の第１面に能動領域を形成し、前記光透過基板をカットすることによって作成された個別素子を、リードフレームが貼り付けられた粘着テープの所定位置に、前記第１面の裏面である第２面を貼り付け面として接着する工程と、前記リードフレームと前記個別素子とを電気的に接続する工程と、前記リードフレームと前記個別素子とをモールドする工程と、前記粘着テープを除去する工程と、前記リードフレームを切断する工程と、を含み、前記個別素子は、電気信号を外部に出力するパッドを備え、当該パッドは、前記個別素子のより中心に近い前記第１面の一部の範囲に設けられていて、当該範囲の外側に光電変換素子が位置することを特徴とする。
また、本発明の請求項２に記載の光デバイスの製造方法は、請求項１において、前記リードフレームと前記個別素子とを電気的に接続する工程の後、前記リードフレームと前記個別素子とをモールドする工程の前に、前記リードフレームにおいて前記粘着テープが接着された面と対向する面を貼り付け面として、他の粘着テープを接着する工程（例えば図９（ａ）に示した工程）を含み、前記リードフレームを切断する工程より前に、前記粘着テープ及び前記他の粘着テープを除去する工程（例えば図９（ｃ）に示した工程）を含むことを特徴とする。
また、本発明の請求項２に記載の光デバイスの製造方法は、請求項１において、前記リードフレームと前記個別素子とを電気的に接続する工程の後、前記リードフレームと前記個別素子とをモールドする工程の前に、前記リードフレームにおいて前記粘着テープが接着された面と対向する面を貼り付け面として、他の粘着テープを接着する工程（例えば図９（ａ）に示した工程）を含み、前記リードフレームを切断する工程より前に、前記粘着テープ及び前記他の粘着テープを除去する工程（例えば図９（ｃ）に示した工程）を含むことを特徴とする。
本発明の請求項３に記載の光デバイスの製造方法は、請求項１または２おいて、前記光透過基板の前記第１面の能動領域の形成後、前記カットの前に、前記光透過基板の前記第２面に保護膜（例えば図３（ｃ）に示した保護膜１０４）が形成されることを特徴とする。
本発明の請求項４に記載の光デバイスの製造方法は、請求項１から３のいずれか１項において、前記光透過基板が、ＧａＡｓ、Ｓｉ、ＩｎＡｓ、ＩｎＰ、ＧａＰ、Ｇｅなどの半導体基板、もしくは、ＧａＮ、ＡｌＮ、サファイア基板、ガラス基板などの基板のうち、少なくとも１つの材料を含む基板であることを特徴とする。
請求項５に記載の光デバイスの製造方法は、請求項１から４のいずれか１項において、前記リードフレームと前記個別素子とを電気的に接続する工程は、前記リードフレームから前記個別素子に向かって金属を延ばす、逆ボンディングにより前記リードフレームと前記個別素子とを電気的に接続することを特徴とする。
請求項５に記載の光デバイスの製造方法は、請求項１から４のいずれか１項において、前記リードフレームと前記個別素子とを電気的に接続する工程は、前記リードフレームから前記個別素子に向かって金属を延ばす、逆ボンディングにより前記リードフレームと前記個別素子とを電気的に接続することを特徴とする。
請求項６に記載の光デバイスの製造方法は、請求項１から５のいずれか１項において、前記個別素子は、赤外線を検出して、検出された赤外線量に応じた電気信号を出力する赤外線センサであることを特徴とする。
請求項７に記載の光デバイスの製造方法は、請求項１から６のいずれか１項において、前記光電変換素子は、波長２５０ｎｍの紫外線から波長１２μｍの赤外線までを検出することを特徴とする。
請求項８に記載の光デバイスの製造方法は、請求項１から７のいずれか１項において、前記光電変換素子は、赤外線検出素子であることを特徴とする。
請求項９に記載の光デバイスは、電磁波を検出する、または電磁波を出力する個別素子を有する光デバイスであって、光透過基板と、前記個別素子の第１面に能動領域を有し、前記能動領域と電気的接続する外部リード端子と、を備え、前記光透過基板の前記第１面の裏面である第２面が露出しており、前記外部リード端子の面は、前記能動領域を覆う封止材の面と、略同一面であり、前記個別素子は、電気信号を外部に出力するパッドを備え、当該パッドは、前記個別素子のより中心に近い前記第１面の一部の範囲に設けられていて、当該範囲の外側に光電変換素子が位置することを特徴とする。
請求項７に記載の光デバイスの製造方法は、請求項１から６のいずれか１項において、前記光電変換素子は、波長２５０ｎｍの紫外線から波長１２μｍの赤外線までを検出することを特徴とする。
請求項８に記載の光デバイスの製造方法は、請求項１から７のいずれか１項において、前記光電変換素子は、赤外線検出素子であることを特徴とする。
請求項９に記載の光デバイスは、電磁波を検出する、または電磁波を出力する個別素子を有する光デバイスであって、光透過基板と、前記個別素子の第１面に能動領域を有し、前記能動領域と電気的接続する外部リード端子と、を備え、前記光透過基板の前記第１面の裏面である第２面が露出しており、前記外部リード端子の面は、前記能動領域を覆う封止材の面と、略同一面であり、前記個別素子は、電気信号を外部に出力するパッドを備え、当該パッドは、前記個別素子のより中心に近い前記第１面の一部の範囲に設けられていて、当該範囲の外側に光電変換素子が位置することを特徴とする。
請求項１の発明によれば、ワイヤをワイヤパッドに確実に圧着することができるので、ワイヤボンディングの信頼性を高めることができる。
また、請求項２の発明によれば、リードフレームにおいて粘着テープが接着された面と対向する面にも他の粘着テープを接着することができる。このため、リードフレームや個別素子の両面で起こる樹脂染みを緩和することができる。
また、請求項３の発明によれば、光透過基板の前記第２面に保護膜が形成されるから、個別素子の光を透過する面をより確実に保護して光の利用効率を高めることができる。
また、請求項２の発明によれば、リードフレームにおいて粘着テープが接着された面と対向する面にも他の粘着テープを接着することができる。このため、リードフレームや個別素子の両面で起こる樹脂染みを緩和することができる。
また、請求項３の発明によれば、光透過基板の前記第２面に保護膜が形成されるから、個別素子の光を透過する面をより確実に保護して光の利用効率を高めることができる。
また、請求項４の発明によれば、光透過基板として適切な材料を用いることができる。
また、請求項５に記載の発明によれば、ワイヤボンディング後のワイヤの高さを低くし、ひいては光デバイスの厚さを薄くすることができる。
また、請求項６の発明によれば、本発明の光デバイスを、赤外線センサに適用することができる。
請求項９の発明によれば、窓形成のためのエッチングをする必要がなく、製造にかかる工程数やコストを抑え、光素子の受光、発光面を外部に露出させることができる光デバイスを提供することができる。
また、請求項５に記載の発明によれば、ワイヤボンディング後のワイヤの高さを低くし、ひいては光デバイスの厚さを薄くすることができる。
また、請求項６の発明によれば、本発明の光デバイスを、赤外線センサに適用することができる。
請求項９の発明によれば、窓形成のためのエッチングをする必要がなく、製造にかかる工程数やコストを抑え、光素子の受光、発光面を外部に露出させることができる光デバイスを提供することができる。
以下、図を参照して本発明に係る光デバイスの実施形態１、実施形態２を説明する。
(実施形態１）
（１）光デバイスの構成
図１は、本発明の実施形態１の光デバイスの製造方法によって製造された光デバイスを説明するための図である。図示したように、実施形態１の光デバイスは、光素子１０３、光素子１０３のワイヤパッドに接続されたボンディングワイヤ１０５によって光素子１０３と接続するリードフレーム１０１を備えている。リードフレーム１０１と光素子１０３との間には、封止部材１０６が充填されている。実施形態１では、光素子１０３を、例えば赤外線センサとする。
(実施形態１）
（１）光デバイスの構成
図１は、本発明の実施形態１の光デバイスの製造方法によって製造された光デバイスを説明するための図である。図示したように、実施形態１の光デバイスは、光素子１０３、光素子１０３のワイヤパッドに接続されたボンディングワイヤ１０５によって光素子１０３と接続するリードフレーム１０１を備えている。リードフレーム１０１と光素子１０３との間には、封止部材１０６が充填されている。実施形態１では、光素子１０３を、例えば赤外線センサとする。
ここで、光素子１０３について説明する。光素子１０３は、光透過基板の第１面に能動領域を形成し、この光透過基板をカットすることによって作成される。カットによって得られた複数の光素子１０３の各々は、実施形態１の個別素子に相当する。なお、実施形態１では、能動領域が形成された光透過基板の第１面を以降「表面」とする。そして、表面に対向する光透過基板の面を「裏面」と記す。
図２は、光素子１０３の表面の上面図であって、光透過基板２０１の能動領域を示している。図示したように、光透過基板のカット領域２０５で切断された光素子１０３は、光透過基板２０１上に、ワイヤパッド２０７ａ、２０７ｂを含むパッド部２０３と、受光部２０２とを備えて構成されている。
受光部２０２は、配線２０４によって複数段に直列接続された複数個の光電変換素子２０６によって構成されている。複数個の光電変換素子２０６は、いずれも赤外線検出素子として機能し、ワイヤパッド２０７ａ、２０７ｂに電気的に接続されている。
受光部２０２は、配線２０４によって複数段に直列接続された複数個の光電変換素子２０６によって構成されている。複数個の光電変換素子２０６は、いずれも赤外線検出素子として機能し、ワイヤパッド２０７ａ、２０７ｂに電気的に接続されている。
光透過基板２０１としては、ＧａＡｓ基板が用いられる。また、ＧａＡｓ基板の他に、例えば、Ｓｉ、ＩｎＡｓ、ＩｎＰ、ＧａＰ、Ｇｅなどの半導体基板、もしくは、ＧａＮ、ＡｌＮ、サファイア基板、ガラス基板などの基板が用いられる。このような基板によれば、特定波長の透過率が高く、光透過基板２０１の裏面からの特定波長が効率的に入射される。
また、図２に示した複数の光電変換素子２０６は、いずれも量子型のフォトダイオードであって、配線２０４によって直列に接続されている。接続される光電変換素子２０６の数が大きいほど発生する起電力は大きくなってセンサとしての感度が高まる。図２では、説明を簡単にするため光電変換素子２０６を直線状にのみ接続している。しかし、千鳥配線等によって光透過基板２０１上をくまなく埋めるように配置することによってさらに高い感度を得ることができる。
パッド部２０３は、受光部２０２の光電変換で得られた電気信号を光透過基板２０１の外部にある図示しない回路に出力するために設けられている。電気信号の出力は、具体的には、パッド部２０３に含まれるワイヤパッド２０７ａ、２０７ｂと、光デバイスのパッケージ内にあるリードフレーム１０１とをワイヤボンディングを介して接続することによって実現できる。受光部２０２から出力される電気信号を外部へ導くためには、最低２個のワイヤパッドが必要となる。したがって、実施形態１は、ワイヤパッドを２つ設けることに限定されるものではなく、２以上の数のワイヤパッドを設けるものであってもよい。
以上の構成を有する実施形態１では、ワイヤパッド２０７ａ、２０７ｂを、光素子１０３のより中心に近い光透過基板２０１表面の一部の範囲（中央部）に設けている。また、ワイヤパッド２０７ａ、２０７ｂを含むパッド部２０３の周囲に複数の光電変換素子２０６を配置している。
実施形態１では、ワイヤパッド２０７ａ、２０７ｂが光透過基板２０１の中央部に配置されているため、ワイヤパッド２０７ａ、２０７ｂにワイヤボンディングする際、圧力や超音波が加わっても光透過基板２０１が欠損し難い。また、欠損が発生し難いために充分な圧力や超音波を加えることができて、後に図示するワイヤをワイヤパッド２０７ａ、２０７ｂに確実に圧着することができるので、ワイヤボンディングの信頼性を高めることができる。
実施形態１では、ワイヤパッド２０７ａ、２０７ｂが光透過基板２０１の中央部に配置されているため、ワイヤパッド２０７ａ、２０７ｂにワイヤボンディングする際、圧力や超音波が加わっても光透過基板２０１が欠損し難い。また、欠損が発生し難いために充分な圧力や超音波を加えることができて、後に図示するワイヤをワイヤパッド２０７ａ、２０７ｂに確実に圧着することができるので、ワイヤボンディングの信頼性を高めることができる。
さらに、後のワイヤボンディングにおいて光透過基板２０１が傾くことがないので、ワイヤボンディングにおいて加圧が不十分になることがない。この点においても、実施形態１は、ワイヤボンディングの信頼性を高め、後の組立工程の収率を高めることができる。
実施形態１の光デバイスは、図１に示したように、面ａと実装面ｂとを対向させ、リードフレーム１０１と実装面の電極とを例えばハンダバンプ１１０で電気的に接続している。リードフレーム１０１とハンダバンプ１１０との良好な接続を得るためには、面ａ、実装面ｂの汚れ等を除去して共に平坦な状態にしておくことが望ましい。なお、図中にａ’で示した面は、図１に示した光デバイスにおいて面ａと対抗する面を示している。
実施形態１の光デバイスは、図１に示したように、面ａと実装面ｂとを対向させ、リードフレーム１０１と実装面の電極とを例えばハンダバンプ１１０で電気的に接続している。リードフレーム１０１とハンダバンプ１１０との良好な接続を得るためには、面ａ、実装面ｂの汚れ等を除去して共に平坦な状態にしておくことが望ましい。なお、図中にａ’で示した面は、図１に示した光デバイスにおいて面ａと対抗する面を示している。
さらに、実施形態１は、光素子１０３が、赤外線検出素子として機能する光電変換素子２０６を備える構成に限定されるものではない。すなわち、実施形態１では、光電変換素子２０６を、光透過基板２０１上にインジウム（ｌｎ）及びアンチモン（Ｓｂ）を含むＩｎＳｂのようなｎ型化合物半導体層（ｎ層）、ノンドープの化合物半導体層層（π層）と、バンドギャップがｎ層及びπ層よりも大きいＡｌＩｎＳｂのような化合物半導体層と、Ｐ型の不純物が高濃度にドーピングされているｐ型化合物半導体層（ｐ層）とを順次積層して構成している。このような光電変換素子２０６は、２０００ｎｍ〜７４００ｎｍの赤外線を検出する。
しかし、ＩｎＳｂに代えて、ＡｌＮ、ＩｎＧａＰ、ＩｎＧａＡｓＰ、ＩｎＡｓＳｂといった他の材料を用いれば、波長が約２５０ｎｍの紫外線から、波長が約１２μｍの赤外線までを検出することができる光素子を作成することが可能である。
しかし、ＩｎＳｂに代えて、ＡｌＮ、ＩｎＧａＰ、ＩｎＧａＡｓＰ、ＩｎＡｓＳｂといった他の材料を用いれば、波長が約２５０ｎｍの紫外線から、波長が約１２μｍの赤外線までを検出することができる光素子を作成することが可能である。
（２）製造方法
図３（ａ）〜（ｈ）は、実施形態１の光デバイスの製造方法を説明するための縦断図である。以下、図３（ａ）〜（ｈ）に示した各工程を、順を追って説明する。
図３（ａ）は、リードフレーム１０１の縦断面を示した図である。リードフレーム１０１は、予めＰｄめっき処理された金属をエッチングすることによって形成されている。リードフレーム１０１は、図３（ｂ）のように、底面が粘着テープ１０２の所定の位置に接着される。
図３（ａ）〜（ｈ）は、実施形態１の光デバイスの製造方法を説明するための縦断図である。以下、図３（ａ）〜（ｈ）に示した各工程を、順を追って説明する。
図３（ａ）は、リードフレーム１０１の縦断面を示した図である。リードフレーム１０１は、予めＰｄめっき処理された金属をエッチングすることによって形成されている。リードフレーム１０１は、図３（ｂ）のように、底面が粘着テープ１０２の所定の位置に接着される。
粘着テープ１０２としては、粘着性と共に、耐熱性を有する樹脂製のテープが用いられる。粘着性については、糊厚がより薄いほうが好ましい。また、約１５０℃〜２００℃の温度に耐える耐熱性が必要とされる。
実施形態１では、粘着テープ１０２として、ポリイミドテープを用いている。ポリイミドテープは、約２８０℃に耐える耐熱性を有している。このような高い耐熱性を有するポリイミドテープは、後のモールドやワイヤボンディング時に加わる高熱にも耐えることが可能である。
実施形態１では、粘着テープ１０２として、ポリイミドテープを用いている。ポリイミドテープは、約２８０℃に耐える耐熱性を有している。このような高い耐熱性を有するポリイミドテープは、後のモールドやワイヤボンディング時に加わる高熱にも耐えることが可能である。
また、粘着テープ１０２としては、ポリイミドテープの他に、以下のテープを用いることが考えられる。
ポリエステルテープ 耐熱温度、約１３０℃（但し使用条件次第で耐熱温度は約２００℃にまで達する）。
テフロン（登録商標）テープ 耐熱温度：約１８０℃
ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド） 耐熱温度：約１６０℃
ガラスクロス 耐熱温度：約２００℃
ノーメックペーパー 耐熱温度：約１５０〜２００℃
他に、アラミド、クレープ紙が粘着テープとして利用し得る。
ポリエステルテープ 耐熱温度、約１３０℃（但し使用条件次第で耐熱温度は約２００℃にまで達する）。
テフロン（登録商標）テープ 耐熱温度：約１８０℃
ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド） 耐熱温度：約１６０℃
ガラスクロス 耐熱温度：約２００℃
ノーメックペーパー 耐熱温度：約１５０〜２００℃
他に、アラミド、クレープ紙が粘着テープとして利用し得る。
次に、実施形態１では、図３（ｃ）のように、光素子１０３が、リードフレーム１０１が貼り付けられた粘着テープ１０２の所定位置に、接着される。この接着は、光素子１０３の光透過基板２０１の裏面を貼り付け面として行われる。図中に示した符号１０４は、光素子１０３の保護膜を示す。保護膜１０４は、光透過基板２０１の裏面に、光透過基板２０１が個別素子にカットされる以前に成膜される。光透過基板２０１裏面の保護膜にはフォトレジストが用いられる。
前述したように、光素子１０３は、図２に示した能動領域が形成された光透過基板２０１をカットして作成された個別素子である。図４は、カットされる以前の光透過基板２０１上に形成された能動領域を示している。図４中に示した線Ｌ1に沿って光透過基板２０１をカットすることにより、個別素子としての光素子１０３が形成される。なお、実施形態１では、カット後の光素子１０３の各々を、ペレットとも記す。
光素子１０３のペレットを粘着テープ１０２へ接着する工程を、ダイボンディングという。実施形態１のダイボンディングは、光素子１０３を粘着テープ１０２上の所定の位置に加圧しながら置くことによって行われる。図５は、ダイボンディング後のリードフレーム１０１、粘着テープ１０２、光素子１０３の状態を示すものであって、図３（ｃ）の上面図である。なお、実施形態１では、以降、図３に示した各工程において「上面図」と記した場合、各工程を、図３（ｃ）に示した矢線３００の方向から見た図を意味するものとする。
さらに、ダイボンディングの際、粘着テープ１０２がしわになる、チップが外れる、あるいはずれるといったことが起こり得る。この点を防ぐため、クランプ圧力を従来技術における同様の工程に比べて２０％程度小さくする。このようにすれば、リードフレームのたわみが少なくなって粘着テープ１０２にしわがより難くなる。
また、ダイボンディング時の粘着テープ１０２のしわ等を防ぐ方法としては、後のモーり度時に流れや込みやすく、固まり難い樹脂を使用することも有効である。さらに、後のモールドにおける注入圧力を低減することも考えられる。
また、ダイボンディング時の粘着テープ１０２のしわ等を防ぐ方法としては、後のモーり度時に流れや込みやすく、固まり難い樹脂を使用することも有効である。さらに、後のモールドにおける注入圧力を低減することも考えられる。
図３（ｄ）は、リードフレーム１０１と光素子１０３とを電気的に接続する、ワイヤボンディングの工程を説明するための図である。ワイヤボンディングは、リードフレーム１０１に設けられたバンプ等から光素子１０３のワイヤパッド２０７ａ、２０７ｂに向かってワイヤを伸ばす、所謂逆ボンディングによって行われる。逆ボンディングのワイヤボンディングにより、実施形態１は、ボンディング後のワイヤの高さｈ（図３（ｄ）中に示す）を低くすることができる。
図６は、図３（ｄ）に示したワイヤボンディング後の光素子１０３及びリードフレーム１０１の上面図である。図２で説明したように、実施形態１では、パッド部２０３が光素子１０３において中央部分に設けられている。なお、図６に示した例では、光素子１０３が４つのワイヤパッドを備えているが、前述したように、実施形態１では、光素子１０３のワイヤパッドの数は２個以上であれば任意の数であってよい。
次に、実施形態１では、図３（ｅ）に示すように、封止部材１０６をリードフレーム１０１と光素子１０３との間に充填するモールド工程が行われる。モールド工程は、トランスファ・モールドによって行われる。より具体的には、図３（ｄ）に示した状態のリードフレーム１０１及び光素子１０３を、金型にセットする。そして、金型内に封止部材１０６を流し込むと共に、金型を使ってリードフレーム１０１を加圧する。
封止部材１０６は、モールド樹脂である。このとき、封止部材１０６となるモールド樹脂の特性や温度、さらには加圧時の圧力等の因子によって、封止部材１０６となるモールド樹脂が、光デバイスの図１に示した面ａや、面ａ’に染み出すことがある。このような現象は、「樹脂染み」と呼ばれ、光デバイスと実装面ｂとのコンタクトを損なう原因になり得る。
図７は、図３（ｅ）に示した状態の樹脂染みを説明するための図であって、図１に示した面ａ’上の樹脂染み７０１を示している。
このような樹脂染みを防ぎ、ペレット裏面における光素子１０３と粘着テープ１０２との密着性を向上させる手段として、熱履歴を与えてテープとペレットを密着させておく、あるいはモールドの条件を最適化することが考えられる。モールドの条件とは、封止部材の注入速度、あるいは注入速度の変化、注入圧力、金型のクランプ圧力、加圧時の温度等が考えられる。さらに上下の露出した端子をウェットブラスト（研磨剤を混入した溶液を噴射する）でクリーニングする。
このような樹脂染みを防ぎ、ペレット裏面における光素子１０３と粘着テープ１０２との密着性を向上させる手段として、熱履歴を与えてテープとペレットを密着させておく、あるいはモールドの条件を最適化することが考えられる。モールドの条件とは、封止部材の注入速度、あるいは注入速度の変化、注入圧力、金型のクランプ圧力、加圧時の温度等が考えられる。さらに上下の露出した端子をウェットブラスト（研磨剤を混入した溶液を噴射する）でクリーニングする。
モールド後、図３（ｆ）に示すように、リードフレーム１０１及び光素子１０３下の粘着テープ１０２が除去される。粘着テープ１０２の除去後、ポストキュア、ウェットブラスト、さらに、図３（ｇ）に示すように、ペレット裏面の保護膜１０４が除去される。保護膜１０４の除去後、モールドによって複数連なっているペレットは、図３（ｈ）のように、リードフレーム１０１を切り離すことによってパッケージ化する。リードフレーム１０１を切り離す処理は、ダイシングと呼ばれている。
図８（ａ）〜（ｄ）は、ダイシングの状態を説明するための図である。図８（ａ）は、ダイシング前の光素子１０３及びリードフレーム１０１の上面図である。図８（ｂ）は、ダイシング後のパッケージの斜視図であって、図８（ｃ）、（ｄ）は、図８（ｂ）中の矢線８０１、８０２が示す断面を示した断面図である。
ダイシング後、パッケージは、外観検査、電気特性検査、テーピングといった一般的な後工程によって処理される。
ダイシング後、パッケージは、外観検査、電気特性検査、テーピングといった一般的な後工程によって処理される。
以上述べた実施形態１によれば、封止部材１０６をエッチングすることなく光素子１０３に光を入力することができる。このため、従来技術として挙げた特許文献１のように、モールドの後にモールド樹脂をエッチングする必要がない。したがって、実施形態１は、特許文献１の光デバイスの製造方法に比べてマスク工程数が少なく、製造にかかるコストや負荷を低減することができるものといえる。
（実施形態２）
次に、本発明の実施形態２を説明する。
図９（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、実施形態２特有の光デバイスの製造工程を説明するための図である。図９（ａ）は、図３（ｄ）に示したリードフレーム１０１と光素子１０３とをワイヤボンディングする工程の後、図３（ｅ）に示したモールド工程の前に、図３に示した工程に追加して行われる。なお、図９において、図３に示した構成と同様の構成については同様の符号を付して示し、説明を一部略すものとする。
次に、本発明の実施形態２を説明する。
図９（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、実施形態２特有の光デバイスの製造工程を説明するための図である。図９（ａ）は、図３（ｄ）に示したリードフレーム１０１と光素子１０３とをワイヤボンディングする工程の後、図３（ｅ）に示したモールド工程の前に、図３に示した工程に追加して行われる。なお、図９において、図３に示した構成と同様の構成については同様の符号を付して示し、説明を一部略すものとする。
すなわち、図９（ａ）のように、実施形態２では、リードフレーム１０１において粘着テープ１０２ａが接着された面ｃと対向する面ｃ’を貼り付け面として、他の粘着テープ１０２ｂを接着する工程を含む。粘着テープ１０２ａ、１０２ｂは、リードフレーム１０１を切断する工程（図３（ｈ）に示した工程）より前に、図９（ｃ）に示したように除去される。
このような実施形態２によれば、図１に示した面ａに発生する樹脂染みを緩和することができる。そして、光デバイスと実装面との良好な電気的コンタクトを得ることができる。
このような実施形態２によれば、図１に示した面ａに発生する樹脂染みを緩和することができる。そして、光デバイスと実装面との良好な電気的コンタクトを得ることができる。
以上述べた本発明は、光を入力、あるいは出力する光電変換素子を含む光デバイスであれば、どのようなものにも適用することができる。
１０１ リードフレーム
１０２ 粘着テープ
１０３ 光素子
１０４ 保護膜
１０５ ボンディングワイヤ
１０６ 封止部材
１１０ バンプ
２０１ 光透過基板
２０２ 受光部
２０３ パッド部
２０４ 配線
２０６ 光電変換素子
２０７ａ、２０７ｂ ワイヤパッド
１０２ 粘着テープ
１０３ 光素子
１０４ 保護膜
１０５ ボンディングワイヤ
１０６ 封止部材
１１０ バンプ
２０１ 光透過基板
２０２ 受光部
２０３ パッド部
２０４ 配線
２０６ 光電変換素子
２０７ａ、２０７ｂ ワイヤパッド
Claims (9)
- 電磁波を検出する個別素子を備えた光デバイスの製造方法であって、
光透過基板の第１面に能動領域を形成し、前記光透過基板をカットすることによって作成された個別素子を、リードフレームが貼り付けられた粘着テープの所定位置に、前記第１面の裏面である第２面を貼り付け面として接着する工程と、
前記リードフレームと前記個別素子とを電気的に接続する工程と、
前記リードフレームと前記個別素子とをモールドする工程と、
前記粘着テープを除去する工程と、
前記リードフレームを切断する工程と、を含み、
前記個別素子は、電気信号を外部に出力するパッドを備え、当該パッドは、前記個別素子のより中心に近い前記第１面の一部の範囲に設けられていて、当該範囲の外側に光電変換素子が位置することを特徴とする光デバイスの製造方法。 - 前記リードフレームと前記個別素子とを電気的に接続する工程の後、前記リードフレームと前記個別素子とをモールドする工程の前に、
前記リードフレームにおいて前記粘着テープが接着された面と対向する面を貼り付け面として、他の粘着テープを接着する工程を含み、
前記リードフレームを切断する工程より前に、前記粘着テープ及び前記他の粘着テープを除去する工程を含むことを特徴とする請求項１に記載の光デバイスの製造方法。 - 前記光透過基板の前記第１面の能動領域の形成後、前記カットの前に、前記光透過基板の前記第２面に保護膜が形成されることを特徴とする請求項１または２に記載の光デバイスの製造方法。
- 前記光透過基板は、ＧａＡｓ、Ｓｉ、ＩｎＡｓ、ＩｎＰ、ＧａＰ、Ｇｅなどの半導体基板、もしくは、ＧａＮ、ＡｌＮ、サファイア基板、ガラス基板などの基板のうち、少なくとも１つの材料を含む基板であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の光デバイスの製造方法。
- 前記リードフレームと前記個別素子とを電気的に接続する工程は、前記リードフレームから前記個別素子に向かって金属を延ばす、逆ボンディングにより前記リードフレームと前記個別素子とを電気的に接続することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の光デバイスの製造方法。
- 前記個別素子は、赤外線を検出して、検出された赤外線量に応じた電気信号を出力する赤外線センサであることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の光デバイスの製造方法。
- 前記光電変換素子は、波長２５０ｎｍの紫外線から波長１２μｍの赤外線までを検出することを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の光デバイスの製造方法。
- 前記光電変換素子は、赤外線検出素子であることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の光デバイスの製造方法。
- 電磁波を検出する、または電磁波を出力する個別素子を有する光デバイスであって、
光透過基板と、
前記個別素子の第１面に能動領域を有し、
前記能動領域と電気的接続する外部リード端子と、を備え、
前記光透過基板の前記第１面の裏面である第２面が露出しており、
前記外部リード端子の面は、前記能動領域を覆う封止材の面と、略同一面であり、
前記個別素子は、電気信号を外部に出力するパッドを備え、当該パッドは、前記個別素子のより中心に近い前記第１面の一部の範囲に設けられていて、当該範囲の外側に光電変換素子が位置することを特徴とする光デバイス。
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