JP6282899B2 - 光センサの製造方法 - Google Patents
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Description
光を透過する材料として透明体であるガラス材を使用した表面実装型パッケージが考えられる(特許文献1)。
また、電子デバイスが格納される凹部が形成されるリッド基板3も同様にカーボンを主成分とする材料等からなる凹部形成用型(成形型)で押圧しつつ加熱して行う。
本発明に係る光センサの製造方法は、リッド基板に凹部を形成する凹部形成工程と、光を反射する金属で構成される反射膜を前記凹部の内面に形成する反射膜形成工程と、光を透過するベース基板に受光素子を実装する実装工程と、前記ベース基板と前記リッド基板とを接合して、前記ベース基板と前記凹部とでキャビティを形成し、前記キャビティに受光素子を封止する接合工程と、を備え、前記凹部形成工程は、前記リッド基板にプレス加工を行って凹部を形成し、前記反射膜形成工程は、前記反射膜を前記凹部の内面の表面粗さより小さい表面粗さに形成することを特徴とする。
また、前記反射膜形成工程は、前記反射膜を曲面で形成してもよい。
また、前記凹部形成工程は、前記凹部を曲面で形成してもよい。
また、前記ベース基板は、シリコンで形成してもよい。
また、前記リッド基板は、ガラスで形成してもよい。
また、前記反射膜形成工程は、さらに前記ベース基板と前記リッド基板とを接合する接合膜を形成してもよい。
図1は本実施形態における光センサの外観斜視図である。図2は本発明の実施形態である光センサの一例の断面図である。
また、リッド基板3は、光透過部からの入射光を反射する金属で形成されるとともに凹部の内面を覆う反射膜40で構成される反射部を有する。
また、反射部の反射面の表面粗さは、凹部3aの内面より表面粗さより小さい。
ベース基板2の下面2b側(リッド基板3との接合面と反対側)には、一対の外部電極38、39が形成されている。各外部電極38、39は、各内部電極36、37と、各貫通電極32、33を介して電気的に接続する。
なお、外部電極38、39と内部電極36、37とは、必ずしも貫通電極32、33で導通する必要はなく、例えば各基板の接合面の間に引き出し電極を形成して、各電極間を導通してもよい。なお、各電極は、素子の電極数に応じて変更することができる。
なお、リッド基板3とベース基板2とは、必ずしも陽極接合で接合する必要はなく、例えば、接着剤や溶接部材を用いて接合してもよい。
ベース基板2の下面2bの入射部より入射した入射光L1は、ベース基板2を透過してベース基板2の上面2aの光出射部から出射し、キャビティC内に侵入する。入射光L1は、反射部により反射され、反射光L3となる。反射光L3は、反射部の傾斜部により入射光L1に対して所定の角度を有して進行される。その後、反射光L3は、受光部28aへ受光される。
以上により、入射光L1は凹部によって散乱せずに反射され反射光L3となり、受光部28aへより効率的に導光することができる。
図3の光センサにおいて、反射部の傾斜は、凹部の開口端から底部まで2段階の傾斜角度で形成されている。図3においては、傾斜部は、多角形状に形成されている。これにより、入射光を受光部28aへ効率的に導光することに効果的であるため、反射光L3をより増加させることができる。なお、傾斜部は、2段階である必要はなく、複数段設けることでもよい。その場合でも、さまざまな角度の傾斜部が増えるため、反射光L3をより増加させることができる。
次に、上述した光センサの製造方法について説明する。図5は、本実施形態に係る光センサの製造方法のフローチャートである。
リッド基板用ウエハ作製工程S20では、後にリッド基板となるリッド基板用ウエハを作製する。まず、ソーダ石灰ガラスからなる円板状のリッド基板用ウエハを、所定の厚さまで研磨加工して洗浄した後に、エッチングなどにより最表面の加工変質層を除去する(S21)。次いで、凹部形成工程S22では、リッド基板用ウエハにおけるベース基板用ウエハとの接合面に、キャビティ用の凹部3aを複数形成する。キャビティ用凹部Sの形成は、成形型を使用しての加熱プレス成型等のプレス加工によって行う。次に、接合面研磨工程S23では、ベース基板用ウエハとの接合面を研磨する。
次に、リッド基板用ウエハ作製工程(S20)と同時、または前後のタイミングで、後にベース基板2となるベース基板用ウエハを製作するベース基板用ウエハ作製工程S30を行う(S30)。まず、ベース基板用ウエハを形成する。具体的には、ソーダ石灰ガラスを所定の厚さまで研磨加工して洗浄した後に、エッチング等により最表面の加工変質層を除去する(S31)。
続いて、ベース基板用ウエハに貫通電極32,33を形成する貫通電極形成工程(S30)を行う。
続いて、ベース基板用ウエハを研磨する(S33)。具体的には、貫通電極の突出部分を研磨して除去するとともに、所望の厚みまで研磨を行う。これにより、ベース基板用ウエハの表面と貫通電極32,33の表面とが、略面一な状態となる。このようにして、ベース基板用ウエハに貫通電極32,33が形成される。なお、貫通電極の突出した部分は除去せずに、そのまま使用してもよい。
両基板用ウエハの重ね合わせ工程S50後、重ね合わせた2枚の各基板用ウエハを図示しない陽極接合装置に入れ、図示しない保持機構により各基板用ウエハの外周部分をクランプした状態で、所定の温度雰囲気で所定の電圧を印加して陽極接合する接合工程を行う(S60)。これにより、光センサをキャビティC内に封止することができ、ベース基板用ウエハとリッド基板用ウエハとが接合したウエハ接合体を得ることができる。
なお、光センサ1は、ウエハレベルパッケージによって複数形成する方法を示したが、1つの光センサを形成する方法でもよい。
なお、本発明に係る光センサは本実施形態に限定されず、種々の構成を採用することができる。
これにより、反射部で反射された赤外光の反射光L3を受光素子28まで導光することができる。
光センサ作成工程S10において、赤外光を検出する受光素子を作成する。なお、受光素子は、ベース基板用ウエハ上でMEMS技術により形成してもよい。
なお、リッド基板がガラスで形成され、ベース基板がシリコンで形成される場合、接合膜を形成せずに両基板を陽極接合することも可能である。
研磨、洗浄、エッチングS31を図2に示す一例の製造方法と同様に行う。
2…ベース基板
3…リッド基板
3a…凹部
10,11…金ワイヤー
24,25…貫通孔
28…受光素子
28a 受光部
32,33…貫通電極
35 接合膜
36,37…内部電極
38,39…外部電極
40 反射膜
41,42…貫通孔
C…キャビティ
L1…入射光
L2…散乱光
L3…反射光
Claims (3)
- リッド基板に凹部を形成する凹部形成工程と、
光を反射する金属で構成される反射膜を前記凹部の内面の少なくとも前記光を反射する部分に形成する反射膜形成工程と、
光を透過するベース基板に受光素子を実装する実装工程と、
前記ベース基板と前記リッド基板とを接合して、前記ベース基板と前記凹部とでキャビティを形成し、前記キャビティに前記受光素子を封止する接合工程と、を備え、
前記凹部形成工程は、前記リッド基板にプレス加工を行って前記凹部を形成し、
前記反射膜形成工程は、前記反射膜を前記凹部の内面の表面粗さより小さい表面粗さに形成し、かつ前記ベース基板と前記リッド基板とを接合する接合膜を形成することを特徴とする光センサの製造方法。 - 前記接合膜と前記反射膜とを、一体形成することを特徴とする請求項1に記載の光センサの製造方法。
- 前記反射膜の膜厚が、前記凹部の側面から底面に向かい厚く形成されることを特徴とする請求項1または2に記載の光センサの製造方法。
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