JP6837330B2 - 光電変換装置及び光電変換装置の製造方法 - Google Patents

光電変換装置及び光電変換装置の製造方法 Download PDF

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Description

本発明は光電変換装置及び光電変換装置の製造方法に関する。
従来、赤外線のみを透過させる光学フィルタ付きのセンサ素子が、その受光面を除いて樹脂で覆われた構造の赤外線センサが開示されている(例えば、特許文献1参照。)。
国際公開第2014/087619号
光学フィルタ付きのセンサ素子のように、光学フィルタを備えるフィルタ部と、センサ素子を備えるセンサ部とが接着剤により接着された光学センサを、縦型センサとして用いる場合、フィルタ部とセンサ部との間に隙間があると、この隙間と光学センサの実装面とが対向する場合がある。この場合、光学センサを基板等に実装する際に、ハンダ又はフラックスが、毛細管現象によってフィルタ部とセンサ部との隙間から光学センサ内部に侵入し、光学フィルタの表面やセンサ素子の表面がハンダ又はフラックスによって覆われてしまい、光学特性が低下する可能性がある。
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、フィルタ部等の部材をセンサ部に接着して赤外線センサ等を形成する際に、センサ部とフィルタ部等との接着部分の隙間からハンダ又はフラックス等が侵入することを回避することの可能な光電変換装置及び光電変換装置の製造方法を提供することにある。
上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る光電変換装置は、光電変換素子と、第一のリードフレームと、前記光電変換素子及び前記第一のリードフレームを封止する第一の樹脂層と、を有する光電変換部と、ブロック部と、前記光電変換部と前記ブロック部とを接着する接着部と、を備え、前記ブロック部は、当該ブロック部の前記光電変換部と対向する光電変換部対向面と、当該光電変換部対向面と交差する交差面と、を有し、前記光電変換部は、前記光電変換素子の受光面又は発光面である受発光面を含む面であって前記ブロック部と対向するブロック部対向面と、当該ブロック部対向面と交差すると共に、前記交差面と面一となる前記第一の樹脂層の側面であって且つ前記第一のリードフレームの一部が露出した第一のリードフレーム露出面と、を有し、前記接着部は、前記光電変換部対向面と前記ブロック部対向面とが対向する領域であり且つ前記ブロック部側から見て前記光電変換素子の前記受発光面と重ならない前記第一のリードフレーム露出面寄りの領域のうち前記第一のリードフレーム露出面側から見て前記光電変換素子と重なる領域を含む前記光電変換素子の幅以上の領域を接着する第一の接着部を有することを特徴としている。
また、本発明の他の態様に係る光電変換装置の製造方法は、第一のリードフレームに金属細線の一端を接続し、光電変換素子の電極に前記金属細線の他端を接続した後、前記光電変換素子、前記金属細線及び前記第一のリードフレームを、当該第一のリードフレームの一部が露出する又は後の工程で露出するように樹脂により封止して第一の樹脂層を形成することにより光電変換部を形成する光電変換部形成工程と、少なくとも第二の樹脂層を含むブロック部を形成するブロック部形成工程と、前記光電変換部の前記第一のリードフレームの一部が露出した第一のリードフレーム露出面と交差する面を前記ブロック部と対向するブロック部対向面とし、当該ブロック部対向面の、前記ブロック部と対向する領域であり且つ前記ブロック部側から見て前記光電変換素子の受光面又は発光面である受発光面と重ならない前記第一のリードフレーム露出面寄りの領域のうち、前記第一のリードフレーム露出面側から見て、前記光電変換素子と重なる領域を含む前記光電変換素子の幅以上の領域に対応する領域に接着剤を塗布する接着剤塗布工程と、前記光電変換部の前記ブロック部対向面に、前記ブロック部を載置するブロック部載置工程と、前記接着剤を硬化させて、前記光電変換素子の幅よりも広い幅で設けられた第一の接着部を形成する第一の接着部形成工程と、を備えることを特徴としている。
本発明の一態様によれば、光電変換装置を配線基板に実装する際に、光電変換部とこの光電変換部に接着されたフィルタ部等のブロック部との隙間から第一の接着部よりも光電変換素子側にハンダ等が侵入することを回避することができる。そのため、光電変換素子の表面にハンダ等が付着することを回避することができ、光電変換装置の光学特性の低下を防止することができる。
本発明の一実施形態に係る光電変換装置の一例を示す概略構成図である。 フィルタ部のリードフレーム用の金属薄板の一例を示す概略構成図である。 光学フィルタの配置位置の一例を示す説明図である。 光電変換部のリードフレーム用の金属薄板の一例を示す概略構成図である。 光電変換素子の配置位置の一例を示す説明図である。 光電変換部の製造工程の説明に供する説明図である。 光電変換装置の配線基板との接合方法の一例を示す図である。 フィルタ部の製造工程の一例を示す図である。 フィルタ部の製造工程の説明に供する図である。 フィルタ部の製造工程の説明に供する図である。 光電変換部の製造工程の説明に供する図である。 接着工程の説明に供する図である。 接着工程の説明に供する図である。 接着工程の説明に供する図である。 光電変換部用のリードフレームのその他の例である。 光電変換装置の変形例を示す概略構成図である。 ブロック部のリードフレーム用の金属薄板の一例を示す概略構成図である。 開口部の一例である。 接着工程の説明に供する図である。 光電変換装置の変形例を示す概略構成図である。 光電変換部のリードフレーム用の金属薄板の一例を示す概略構成図である。 光電変換部の製造工程の説明に供する図である。 接着工程の説明に供する図である。 接着工程の説明に供する図である。 光電変換装置の変形例を示す概略構成図である。 光電変換部のリードフレーム用の金属薄板の一例を示す概略構成図である。 光電変換部の製造工程の説明に供する図である。 フィルタ部の製造工程の説明に供する説明図である。 接着工程の説明に供する図である。 接着工程の説明に供する図である。
以下の詳細な説明では、本発明の実施形態の完全な理解を提供するように多くの特定の具体的な構成について記載されている。しかしながら、このような特定の具体的な構成に限定されることなく他の実施態様が実施できることは明らかである。また、以下の実施形態は、特許請求の範囲に係る発明を限定するものではなく、実施形態で説明されている特徴的な構成の組み合わせの全てを含むものである。
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態を説明する。以下の図面の記載において、同一部分には同一符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各層の厚みの比率等は現実のものとは異なる。
(1)光電変換装置の構成
図1は、本発明の一実施形態に係る光電変換装置100の一例を示す概略構成図である。図1(a)は光電変換装置100の正面図であり、図1(b)は図1(a)のA−A′断面図であり、図1(c)は光電変換装置100の底面図である。
図1(a)〜(c)に示すように、光電変換装置100は、フィルタ部(ブロック部)10と、光電変換部20と、フィルタ部10と光電変換部20とを接着する接着部30と、を備える。フィルタ部10は光学フィルタ11を備え、光電変換部20は光電変換素子21を備える。光電変換素子21は、例えば赤外線素子又は発光ダイオード等で構成される。ここでは、光電変換素子21が赤外線素子からなる場合について説明する。
(1.1)フィルタ部の構成
フィルタ部10は、光学フィルタ11の光出射面が光電変換部20の光電変換素子21の受光面と対向するように光電変換部20と対向して配置される。
図1に示すように、フィルタ部10は、光学フィルタ11と、リードフレーム(第二のリードフレーム)12と、光学フィルタ11とリードフレーム12とを封止する樹脂層(第二の樹脂層)13と、を備える。
リードフレーム12は、例えば図2に示すように光学フィルタ形成領域h1を有し、図3に示すように光学フィルタ形成領域h1に光学フィルタ11が配置される。図1に示すように、光学フィルタ11の光入射面11aと光出射面11bとリードフレーム12の一部とが樹脂層13から露出している。リードフレーム12の樹脂層13から露出した部分が外部接続用端子となる。
リードフレーム12は、例えば、銅(Cu)板をフォトリソグラフィ技術により、その表面及び裏面側からそれぞれ選択的にエッチングし、ニッケル(Ni)−パラジウム(Pd)−金(Au)等のめっき(鍍金)処理を施すことにより形成される。光学フィルタ形成領域h1は、例えば、銅(Cu)板を表面及び裏面の両側からそれぞれエッチングすることにより形成される。リードフレーム12の両側ともエッチングされていない部分の厚さは例えば0.15mmである。
光学フィルタ11は、所望の波長範囲の光を選択的に透過させる機能、すなわち透過率高く透過させる機能を有する。光学フィルタ11は、例えば赤外線のみを透過する機能を有する。
光学フィルタ11を構成する光学部材の材料としては、例えば、シリコン(Si)、硝子(SiO)、サファイヤ(Al)、Ge、ZnS、TiO、MgF、SiO、SiO2、ZrO、Taなどが用いられる。
樹脂層13は、例えばエポキシ系の熱硬化型樹脂からなり、リフロー時の高熱に耐えられるようになっている。樹脂層13の外形すなわち、フィルタ部10のパッケージ形状は、例えば直方体である。
フィルタ部10の各側面のうち、光学フィルタ11の光出射面11b側の側面を光電変換部対向面10aとし、光電変換部対向面10aと垂直に交わる面の一つをリードフレーム露出面(交差面)10bとしたとき、リードフレーム12の一部は、リードフレーム露出面10bと、光電変換部対向面10aとは反対側の面10cとで樹脂層13から露出している。
光学フィルタ11の一部は光電変換部対向面10a及び光電変換部対向面10aとは反対側の面10cで樹脂層13から露出している。これにより、光学フィルタ11を通過する光が樹脂層13により吸収されることを防ぐことができる。
(1.2)光電変換部の構成
光電変換部20は、光電変換素子21と、リードフレーム(第一のリードフレーム)22と、光電変換素子21とリードフレーム22とを封止する樹脂層(第一の樹脂層)23と、を有する。
リードフレーム22は、例えば図4に示すように素子形成領域h2を有し、図5に示すように、素子形成領域h2に光電変換素子21が配置される。そして、光電変換素子の電極とリードフレーム22とが、図6に示すように、金(Au)等の金属細線からなるワイヤ25によって電気的に接続される。
光電変換素子21の受光面21aとリードフレーム22の一部は、図1に示すように樹脂層23から露出している。また、光電変換素子21の受光面21aを除く表面は、樹脂層23で覆われている。
リードフレーム22は、外形がリードフレーム12よりも大きく、リードフレーム12と同一の材料からなる。リードフレーム22も、リードフレーム12と同様に、フォトリソグラフィ技術により選択的にエッチングし、めっき(鍍金)処理を施すことにより形成される。
光電変換素子21は、赤外線を検出するセンサ素子であり、赤外線を透過する光透過基板と、この光透過基板の表面側に形成された受光部と、を備える。光透過基板としては、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、又はGaN、AlN、サファイヤ基板、ガラス基板等の基板が用いられる。このような基板を光透過基板として用いることにより、赤外線等の特定波長の光を、光電変換素子21の受光面21aから受光面21aとは反対側の面21b側へ効率的に透過させることができる。
樹脂層23は、例えばエポキシ系の熱硬化型樹脂からなり、リフロー時の高熱に耐えられるようになっている。樹脂層23の外形及びその大きさ、すなわち、光電変換部20のパッケージ形状とその大きさは、例えば直方体であり、光電変換部20の、フィルタ部10と対向する面であるフィルタ部対向面(ブロック部対向面)20aは、フィルタ部10の光電変換部対向面10aよりも外形が大きい。
樹脂層13と樹脂層23とは同じモールド樹脂で形成されてもよいし、異なるモールド樹脂で形成されてもよいが、製造容易性の観点から樹脂層13と樹脂層23とは同じモールド樹脂で形成されていることが好ましい。
光電変換部20の、フィルタ部対向面20aと垂直に交わる側面のうち、フィルタ部10のリードフレーム露出面10b側からみて、リードフレーム露出面10bと同一面に含まれる面をリードフレーム露出面(第一のリードフレーム露出面)20bとしたとき、リードフレーム22の一部は、フィルタ部対向面20aのうちのフィルタ部10と対向しない領域とリードフレーム露出面20bとで樹脂層23から露出している。これにより、フィルタ部対向面20a及びリードフレーム露出面20bから通電や電気信号の取得が可能となる。
光電変換素子21の受光面21aはフィルタ部対向面20aで樹脂層23から露出している。これにより、光電変換素子21の受光面21aに入射する光が樹脂層23により吸収されることを防ぐことができる。
(1.3)接着部
接着部30は、フィルタ部10の光電変換部対向面10aと光電変換部20のフィルタ部対向面20aとを接着する。フィルタ部10と光電変換部20とは、リードフレーム露出面10bとリードフレーム露出面20bとが面一となるように接着される。
接着部30は特に限定はなく、絶縁性を有する粘着剤や絶縁性を有する接着剤であってもよいし、導電性を有する粘着剤又は導電性を有する接着剤であってもよい。接着剤は、例えば絶縁ペースト(一例として、熱硬化性のエポキシ樹脂)であってもよい。
接着部30は、光電変換部対向面10aのリードフレーム露出面10b側の領域とフィルタ部対向面20aのリードフレーム露出面20b側の領域とでこれらを接着する第一の接着部31と、光電変換部対向面10aのリードフレーム露出面10bとは逆側の領域とフィルタ部対向面20aのリードフレーム露出面20bとは逆側の領域とでこれらを接着する第二の接着部32とを備える。
図1において、光電変換部対向面10aとリードフレーム露出面10bとがなす辺が延びる方向をX方向としたとき、第一の接着部31は、光電変換部対向面10aのリードフレーム露出面10b側の端部の領域に、光電変換部対向面10aのX方向全域にわたって形成される。第二の接着部32は、光電変換部対向面10aの、リードフレーム露出面10bとは逆側の端部の領域の二つの角部それぞれに形成される。また、第一の接着部31及び第二の接着部32は、フィルタ部10側から見て、光電変換素子21の受光面21aと重ならない領域に形成される。
(1.4)光電変換装置の被接合面
図7(a)の側面図及び図7(b)底面図に示すように、光電変換装置100は、フィルタ部10のリードフレーム露出面10bと光電変換部20のリードフレーム露出面20bと、第一の接着部31とが配線基板1の表面1a上に接合される被接合面100aとなる。
光電変換装置100は、配線基板1に対して例えばハンダ2で接合される。具体的には、露出したリードフレーム22の一部が配線基板1にハンダ2で接合される。リードフレーム22は、ワイヤ25を介して光電変換素子21の電極と電気的に接続されているため、樹脂層23から露出したリードフレーム22の一部は、外部接続用端子として機能する。なお、露出したリードフレーム12の一部も配線基板1にハンダ2で接合されてもよい。これによって接合箇所が増し、より強固なハンダ接合が可能となる。
(2)光電変換装置の製造方法
光電変換装置100の製造工程は、フィルタ部10の製造工程と、光電変換部20の製造工程と、フィルタ部10と光電変換部20とを接着する接着工程と、に区分される。フィルタ部10の製造工程は、光電変換部20の製造工程と前後して、又は並行して行う。ここでは、まずフィルタ部10の製造工程について説明し、次に光電変換部20の製造工程について説明し、その後、両部材の接着工程について説明する。
(2.1)フィルタ部の製造工程
図8は、フィルタ部10の製造方法を示す工程図である
まず始めに、耐熱性の粘着シート51を用意し、この粘着シート51の粘着層に、Ni/Pd/Auを外装めっきした金属薄板12Aの裏面を貼付する(図8(a))。この金属薄板12Aは、図2に示すように、フィルタ部10に含まれるリードフレーム12が複数一体に配置されてなる。リードフレーム12は、図2において上下に隣り合う二つのリードフレーム12が対となり、対をなす二つのリードフレーム12は、図2中に破線で示す四角形の対角線の交点を中点とした点対称の関係となるように配置される。また、二つのリードフレーム12を有する対が複数上下方向に配置され、左右に隣り合うリードフレーム12は対をなす二つのリードフレーム12を平行移動させた関係となるように配置される。
なお、粘着シート51としては、粘着性を有する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、粘着層の糊厚がより薄い方が好ましい。また、耐熱性については、約150℃以上200℃以下程度の温度に耐えることが必要とされる。このような粘着シートとして、例えばポリイミドテープを用いることができる。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、後のトランスファーモールド時に加わる高熱にも耐えることが可能である。
また、粘着シートとしては、ポリイミドテープの他に、以下のテープを用いることも可能である。
・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、クレープ紙が粘着シート51として利用し得る。
次に、図8(b)、図3に示すように、リードフレーム12の光学フィルタ形成領域h1に光学フィルタ11を配置して、例えばその裏面(すなわち、光入射面)を粘着シート51の粘着層に貼付する。
次に、図8(c)に示すように、金属薄板12Aの表面側に上金型52を配置すると共に、金属薄板12Aの裏面側に下金型53を配置する。そして、上金型52と下金型53とにより金属薄板12Aを挟み込み、上金型52と下金型53とにより挟まれた空間に、溶融したエポキシ樹脂等54をサイドから注入し充填する。これにより、樹脂層13を形成する。すなわち、上金型52及び下金型53に挟まれた金属薄板12Aと光学フィルタ11との間にモールド樹脂54を充填して、金属薄板12Aと光学フィルタ11とを封止する。
また、この樹脂層13の形成工程では、金属薄板12Aの表面側の光学フィルタ11と上金型52とがフィルム55を介して隙間無く接触し、且つ、金属薄板12Aの裏面と下金型53とが粘着シート51を介して隙間無く接触した状態で、エポキシ樹脂等を注入し充填する。これにより、樹脂層13を形成した後は、リードフレーム12の一部と、光学フィルタ11の表面及び裏面とが、それぞれ樹脂層13から露出した状態となる。
次に、上金型52及び下金型53をそれぞれ上方向及び下方向に移動させて、図8(d)、図9に示すように、樹脂層13が形成された金属薄板12Aを両金型間から取り出す。そして、金属薄板12Aの裏面側から粘着シート51を除去し、樹脂層13をより硬化させるためのポストキュアを実施する。これにより、複数のフィルタ部10が完成する。
その後、フィルタ部10が形成された金属薄板12Aをダイシングテープ56に貼付し、図10に示すように、ダイシング装置により二つのフィルタ部10毎に切断する。これにより、二つのフィルタ部10毎に個片化された金属薄板12Bが完成する。
このとき、後工程でフィルタ部10と光電変換部20とを接着して光電変換装置100を形成したときに、金属薄板12Bにおいてリードフレーム露出面10b側となる部分どうしが隣接するように金属薄板12Aを個片化する。
(2.2)光電変換部の製造工程
次に、光電変換部20の製造方法を説明する。
まず、フィルタ部10の製造方法と同様に、耐熱性の粘着シートの粘着層に、Ni/Pd/Auを外装めっきした金属薄板22Aを貼付する。この金属薄板22Aは、図4に示すように、光電変換部20に含まれるリードフレーム22が複数一体に配置されてなる。また、図4において上下に隣り合う二つのリードフレーム22が対となり、対をなす二つのリードフレーム22は点対称の関係となるように配置される。また、二つのリードフレーム12を有する対が複数上下方向に配置され、左右に隣り合う二つのリードフレーム22は、対をなす二つのリードフレーム22を平行移動させた関係となるように配置される。
なお、粘着シートとしては、フィルタ部10の製造工程で用いた粘着シート51と同様のテープを用いることができる。
次に、図5に示すように、リードフレーム22の素子形成領域h2に光電変換素子21を配置して、光電変換素子21の裏面(即ち、受光面21a)を粘着シートの粘着層に貼付する。光電変換素子21は、図5において対をなす二つのリードフレーム22に配置される光電変換素子21の中心同士を結ぶ線の中点を点対象の中心とした点対称の関係となるように配置される。つまり、対をなす二つのリードフレーム22において、リードフレーム22と光電変換素子21との位置関係が同一の位置関係となるように配置する。
次に、図6に示すように、光電変換素子21の電極とリードフレーム22とをワイヤ25で電気的に接続する。このとき、光電変換素子21の端子とリードフレーム22の各外部出力端子との接続関係がリードフレーム22間で同一となるように接続する。
次に、フィルタ部10の製造方法と同様の手順で、金属薄板22Aの表面側に上金型を配置すると共に、金属薄板22Aの裏面側に下金型を配置する。そして、上金型と下金型とにより金属薄板22Aを挟み込み、上金型と下金型とに挟まれた空間内に溶融したエポキシ樹脂等をサイドから注入し、充填する。これにより、光電変換素子21とリードフレーム22とワイヤ25とが樹脂で覆われた樹脂層23が形成される。なお、樹脂層23の材料としては、樹脂層13と同様の材料を用いることができる。
次に、上金型及び下金型をそれぞれ上方向及び下方向に移動させて、樹脂層23が形成された金属薄板22Aを両金型間から取り出し、金属薄板22Aの裏面側から粘着シートを除去する。粘着シートの除去後、樹脂層23をより硬化させるためのポストキュアを施す。これにより、図11に示すように複数の光電変換部20が完成する。
上下に隣り合う対をなすリードフレーム22及び光電変換素子21を点対称の関係となるように配置しているため、上下に隣り合う光電変換部20、つまり対をなす光電変換部20は、リードフレーム露出面20b側となる部分同士が隣接して形成される。
(2.3)接着工程
次に、フィルタ部10と光電変換部20との接着工程を説明する。
まず、図12に示すように、複数の光電変換部20が形成された金属薄板22Aにおいて、フィルタ部対向面20aとなる面に接着剤を塗布する。本実施形態では接着剤として絶縁ペースト61を用いる。絶縁ペースト61は、光電変換素子21を除く領域であり且つ、フィルタ部10と光電変換部20とを接着したときに光学フィルタ11と対向する領域を除く領域に塗布する。具体的には、図1に示すように、フィルタ部対向面20aのリードフレーム露出面20b側の端部領域となる領域であり、且つ、フィルタ部10と光電変換部20とを接着した時に、フィルタ部10と対向する領域a1に絶縁ペースト61を塗布する。このとき、図12に示すように対をなす二つの光電変換部20の、フィルタ部対向面20aのリードフレーム露出面20b側の領域a1同士は隣接している。絶縁ペースト61は、図12に示すように、対をなす二つの光電変換部20それぞれの領域a1同士を含む領域に塗布する。この領域a1に塗布した絶縁ペースト61は第一の接着部31となる。
また、図1に示すように、フィルタ部対向面20aの、光電変換素子21つまり光学フィルタ11を挟んで領域a1とは逆側の端部となる領域であり、且つフィルタ部10と光電変換部20とを接着した時に、フィルタ部10と対向する領域a2に絶縁ペースト61を塗布する。この領域a2に塗布した絶縁ペースト61は第二の接着部32となる。
領域a1には、絶縁ペースト61を、図12に示すように、例えばスタンプ法を用いて断続的に塗布してもよく、逆に連続的に塗布してもよい。絶縁ペースト61は、図1に示すように、光電変換部20とフィルタ部10とを接着した状態で、領域a1のうちの少なくとも光電変換素子21のX方向の幅X1と対向する領域a11にX方向に連続的に第一の接着部31が形成されるように絶縁ペースト61を塗布する。つまり、領域a11については絶縁ペースト61をX方向に連続的に塗布するか、又は、部分的に塗布する場合には、光電変換部20とフィルタ部10とを接着することにより押し潰されて広がった絶縁ペースト61が少なくとも領域a11についてはX方向に連続した形状となるように絶縁ペースト61の塗布量及び塗布間隔を調整する。領域a1のうち領域a11を除く領域には、絶縁ペースト61を全体に連続して塗布してもよくまた部分的に塗布してもよく、この領域a1のうち領域a11を除く領域については、光電変換部20とフィルタ部10とを接着した状態で、第一の接着部31が断続的に形成されていてもよい。
領域a2には、絶縁ペースト61を、図12に示すように、例えばスタンプ法を用いて部分的に塗布する。図12では、図1に示すように、領域a2のうち、光電変換部20とフィルタ部10とを接着した状態でフィルタ部10と対向するX方向の端部となる二つの角部の近傍に絶縁ペースト61を塗布している。領域a2には、絶縁ペースト61を断続的に塗布してもよく、後述の接着剤中の空気が抜ける道として絶縁ペースト61を塗布しない領域を一部に残して連続的に塗布するようにしてもよい。
絶縁ペースト61は例えばエポキシ樹脂であり、その塗布はスタンプ法に限るものではなくディスペンサ法を用いて塗布するようにしてもよい。
次に、図13に示すように、対をなす二つの光電変換部20と対をなす二つのフィルタ部10とが対向するように光学フィルタ11と光電変換素子21とを位置合わせして、図12に示す絶縁ペースト61が塗布された樹脂層23が形成された金属薄板22Aと図10に示す樹脂層54が形成された金属薄板12Bとを、フィルタ部対向面20a側とフィルタ部10の光電変換部対向面10a側とが対向するように接触させ、例えば熱処理を施して絶縁ペースト61を硬化させる。
そして、図14に示すように、樹脂層23が形成された金属薄板22Aの光電変換部20の左右の境界部分と、樹脂層54が形成された金属薄板12Bの対をなす二つのフィルタ部10の境界部分とでダイシングし、一つの光電変換素子21毎に個片化する。これにより、樹脂層23が形成された金属薄板22Aにおいて対をなす光電変換部20の領域a1同士に跨がるように塗布した絶縁ペースト61は二つに分割され、二つに分割された絶縁ペースト61が、個片化された光電変換装置100それぞれの第一の接着部31となる。
以上の手順で光電変換装置100を完成させる。
なお、上記では、対をなす二つのフィルタ部10を有する金属薄板12Bと複数の光電変換部20が形成された金属薄板22Aとを絶縁ペースト61で接着した後、ダイシングすることで光電変換装置100を製造しているが、これに限るものではない。一つずつに個片化されたフィルタ部10と一つずつに個片化された光電変換部20とを絶縁ペースト61等の接着剤で接着して光電変換装置100を製造してもよい。金属薄板12Bに形成されるフィルタ部10の数と、金属薄板22Aに形成される光電変換部20の数との組み合わせは任意に設定することができる。
また、接着剤は導電性の接着剤でもよい。その際はP型の外部接続用端子とN型の外部接続用端子とをショートさせない位置に接着材を塗布することになる。
ところで、光電変換装置100は、フィルタ部10と光電変換部20とを接着剤で接着することにより形成されているので、光電変換装置100のフィルタ部10と光電変換部20との間には、空洞部分が存在している。以下、この空洞部分を有することのメリットについて説明する。
フィルタ部10又は光電変換部20に接着剤を塗布する場合、接着剤中に空気が含まれないように接着剤を塗布することが好ましい。しかし、接着剤の塗布工程で接着剤中に空気が含まれてしまうことがある。空気を含んだ接着剤が高温にさらされると、接着剤中に含まれる空気が膨張し、これが原因で、接着剤が剥がれたり、光電変換装置100自体が壊れたりしてしまうことがある。フィルタ部10と光電変換部20との間に空気が抜ける空洞部分があると、接着剤中に含まれる空気が空洞部分を通って第二の接着部32側から外部に抜けるため、接着剤の剥離や光電変換装置100自体の破壊が極めて少なくなる。
(4)本発明の一実施形態の効果
本発明の一実施形態は、以下の効果を奏する。
(4.1)フィルタ部10と光電変換部20とは、図1に示すように、リードフレーム露出面10b側の端部領域とリードフレーム露出面20b側の端部領域とで第一の接着部31により接着されている。また、第一の接着部31は、フィルタ部対向面20aのリードフレーム露出面20b側の領域のうち、フィルタ部10と対向する領域に連続的に形成されている。図7に示すように、この光電変換装置100を縦型に実装した場合、リードフレーム露出面10bとリードフレーム露出面20bと第一の接着部31とからなる被接合面100aが、配線基板1の表面1aに接合されることになる。
フィルタ部10と光電変換部20とを接着部30により接着することによって、フィルタ部10と光電変換部20との間に隙間が生じるが、光電変換装置100の配線基板1との接合部分では、フィルタ部10と光電変換部20との間に第一の接着部31が連続的に介在する。そのため、第一の接着部31により、毛細管現象等によってフィルタ部10と光電変換部20との間にハンダやフラックス等が侵入することを回避することができる。
また、第一の接着部31は、図1に示すように、フィルタ部対向面20aのリードフレーム露出面10b側の端部領域のうち、フィルタ部10と光電変換部20とが対向する領域全域にわたって形成されている。つまり、フィルタ部10と光電変換部20とにより形成される隙間部分には全域に亙って第一の接着部31が形成されている。そのため、リードフレーム露出面10bとリードフレーム露出面20bとの間に形成される隙間全体に亙ってハンダ等が侵入することを回避することができる。
また、特に、フラックスは、実装時の予備加熱時に滲み出して液状に広がったり気化したりし、配線基板1上の電極表面の酸化物をフラックスの還元作用で還元させ、その後240℃程度以上の温度でハンダ微粒が溶けて配線基板1上の電極にハンダ付けされることになる。
そのため、フラックスは毛細管現象によって光電変換装置100の内部に侵入しやすく、また、フラックスは気化するため光電変換装置100内部を汚染しやすい。フラックスが、フィルタ部10と光電変換部20との隙間から光電変換装置100内部に侵入すると、光学フィルタ11の光出射面や光電変換素子21の入射面が汚染され、光学特性を低下させることになる。
フラックスは、フラックス洗浄を行うこと等により除去することは可能ではあるが、光電変換装置100内部に侵入し固まると除去は困難であり、また無洗浄状態での実装を行う場合にはフラックスを除去することは困難である。
本発明の一実施形態に係る光電変換装置100では、光電変換装置100の配線基板1との接合面側からのフラックス等の侵入を阻止するようにフィルタ部10と光電変換部20との隙間を第一の接着部31で塞いでいる。そのため、フラックス等の侵入を容易に防止することができ、光学特性の低下を回避することができる。
(4.2)また、図7に示すように、リードフレーム露出面10bとリードフレーム露出面20bとが同一面に含まれる被接合面100aとなり、被接合面100aが配線基板1の表面1aに接触した状態でフィルタ部10の光電変換部対向面10aとは反対側の面10c側からと、光電変換部20のフィルタ部対向面20a側からとでハンダ付けされている。
ここで、仮に、フィルタ部10が設けられていない場合、光電変換部20のフィルタ部対向面20a側でのみ光電変換装置100を配線基板1に固定した場合には、光電変換部20の、フィルタ部対向面20aとは逆側の端部が浮きやすくなり、フィルタ部対向面20a側に光電変換装置100が傾斜しやすくなる。しかしながら、本実施形態の一例に係る光電変換装置100では、図7に示すように、光電変換部20にはフィルタ部10が接着されている。そのため、仮に、フィルタ部対向面20aとは逆側の端部が浮きやすくなり、光電変換装置100がフィルタ部対向面20a側に倒れようとしたとしても、光電変換部20のフィルタ部対向面20a側に設けられたフィルタ部10が配線基板1に接しそれ以上の光電変換装置100の傾きを抑制することになる。つまり、フィルタ部対向面20a側でのみ光電変換装置100を配線基板1に固定したとしても、光電変換装置100が不安定となることを抑制することができる。その結果、光電変換装置100を、フィルタ部対向面20a側でのみ固定してもよく、フィルタ部10と光電変換部20との相対的なX方向接着位置ずれの影響を受けない固定が可能となる。もちろん、配線基板1に上記接着位置精度を加味した広さのハンダ付けランドを形成し、光電変換部対向面10aとは反対側の面10c側からも固定することによって、より安定して固定することができる。
(4.3)また、図14に示すように、金属薄板12Bのフィルタ部10の境界部分でダイシングすることにより、絶縁ペースト61を二つに分割して、光電変換装置100に個片化するようにしている。そのため、フィルタ部10のリードフレーム露出面10bと、光電変換部20のリードフレーム露出面20bと、絶縁ペースト61(第一の接着部31)とが面一となる面を容易に形成することができる。
(5)変形例
(5.1)上記実施形態では、フィルタ部10と光電変換部20との接着に、絶縁ペースト61を用いる場合について説明した。しかしながら、本実施形態では、絶縁ペースト61ではなく、導電ペースト(例えば、銀(Ag)ペースト)を用いてもよい。このような場合であっても、フィルタ部10と光電変換部20同士を接着することができる。
(5.2)上記実施形態では、図7に示すように、フィルタ部10のリードフレーム露出面10bとリードフレーム露出面20bと第一の接着部31とが同一面に含まれる被接合面100aとなる場合について説明したが、これに限るものではない。第一の接着部31は、同一面に含まれなくともよい。つまり、第一の接着部31は、フィルタ部10と光電変換部20との間の、リードフレーム露出面10b及びリードフレーム露出面20b側の領域の端部よりも内側に設けられていてもよく、図7に示す側面図において、第一の接着部31が配線基板1の表面1aに接しておらず、第一の接着部31と配線基板1の表面1aとの間に隙間が形成されていてもよい。この場合、配線基板1の表面1aと第一の接着部31との間の隙間にハンダ2等が侵入することになるが、第一の接着部31は、光学フィルタ11側からみて、フィルタ部10及び光電変換部20間のリードフレーム露出面10b及びリードフレーム露出面20b側の、光学フィルタ11及び光電変換素子21と重ならない領域のうち、フィルタ部10と光電変換部20とが対向する領域に連続して設けられている。そのため、ハンダ2等が第一の接着部31を超えて光学フィルタ11側に光侵入することを回避することができる。
(5.3)上記実施形態では、図7に示すように、リードフレーム露出面10bとリードフレーム露出面20bとが同一面をなす場合について説明したが、これに限るものではない。リードフレーム露出面10bとリードフレーム露出面20bとが同一面をなしていない場合であっても適用することができる。フィルタ部10と光電変換部20との間に隙間があり、毛細管現象によって隙間にハンダ等が侵入する可能性がある場合でも、第一の接着部31を設けることで、ハンダ等が光電変換装置100内に侵入することを回避することができる。
(5.4)上記実施形態では、リードフレーム露出面20bにおいて光電変換部20の厚み方向の一部でリードフレーム22の一部が露出する場合について説明したが、リードフレーム露出面20bで露出するリードフレーム22の一部の形状はどのような形状であってもよく、例えば、図15に示すように、リードフレーム22の一部が光電変換部20の厚み方向全域に亙って露出していてもよい。
(5.5)上記実施形態では、金属薄板12B、及び金属薄板22Aを形成する際に、リードフレーム露出面10b側同士、また、リードフレーム露出面20b同士が隣接するように複数のフィルタ部10、複数の光電変換部20を配置する場合について説明したが、これに限るものではなく、例えば、リードフレーム露出面10b側、或いはリードフレーム露出面20b側が同一方向に向くように形成してもよい。
(5.6)上記実施形態では、光電変換装置100の被接合面100aとなる側同士どうしが隣接するように、フィルタ部10及び光電変換部20をそれぞれ点対称となるように配置した場合について説明したが、線対称となるように配置してもよい。線対称となるように、フィルタ部10及び光電変換部20とを配置することによって、線対称の構成を有する光電変換装置100を形成することができる。
(5.7)上記実施形態において、光電変換部20のリードフレーム22のみ配線基板1に接合する場合に限るものではなく、フィルタ部10のリードフレーム12も配線基板1に接合してもよい。
また、光電変換部20のリードフレーム22のみ配線基板1に接合する場合には、フィルタ部10では必ずしもリードフレーム12の一部を露出させる必要はなく、さらには光学フィルタ11を支持することができればリードフレーム12を必ずしも設けなくともよい。
(5.8)上記実施形態において、光学フィルタ11を備えた光電変換装置100について説明したが、光学フィルタ11は必ずしも備えていなくともよい。
図16は、光学フィルタ11を設ける代わりに開口部40dを設けた光電変換装置101の一例を示す概略構成図である。図16(a)は光電変換装置101の正面図であり、図16(b)は図16(a)のA−A′断面図であり、図16(c)は光電変換装置101の底面図である。
図16(a)〜(c)に示すように、光電変換装置101は、図1に示す光電変換装置100において、フィルタ部10に代えてブロック部40を備える。ブロック部40を除く構成は、光電変換装置100と同様であるので、同一部には同一符号を付与し、その詳細な説明は省略する。
図16に示すように、ブロック部40は、リードフレーム41と、リードフレーム41を覆って封止する樹脂層42と、を有する。
また、図16に示すように、ブロック部40のパッケージ形状は、例えば直方体である。ブロック部40の各側面のうち、光電変換部20と対向する面を光電変換部対向面40aとし、光電変換部対向面40aと垂直に交わる面の一つをリードフレーム露出面(交差面)40bとしたとき、リードフレーム41の一部は、リードフレーム露出面40bと光電変換部対向面40aとは反対側の面40cとで樹脂層42から露出している。
また、ブロック部40には、ブロック部40を貫通する、断面がテーパー状の円形の開口部40dが形成され、開口部40dの直径は、面40c側よりも光電変換部対向面40a側の方が大きい。開口部40dの光電変換部対向面40a側は、面40c側から見て、開口部40d内に光電変換素子21が含まれる大きさを有する。
リードフレーム41は、例えば、図17に示すようにテーパー形成領域h11を有する。金型接触回避を目的としてリードフレームのテーパー形成領域にはハーフエッチングを施して形成したハーフエッチング部41aが設けられている。また、リードフレーム41が複数一体に配置されてなる金属薄板41Aにおいて、図17に示すように、上下に隣り合う二つのリードフレーム41が対となり、対をなす二つのリードフレーム41同士は点対称の関係となる位置に配置される。そして、二つのリードフレームからなる対が、複数上下方向に配置され、左右方向には対をなす二つのリードフレームが平行移動された関係となるように配置される。
ブロック部40は、例えば、以下の手順で製造する。図17から図19は、ブロック部40の製造方法の一例を説明するための説明図である。
まず、図17に示す金属薄板41Aの表面側に上金型を配置すると共に、金属薄板41Aの裏面側に下金型を配置する。そして、上金型と下金型とにより金属薄板41Aを挟み込み、上金型と下金型とに挟まれた空間内にサイドから溶融したエポキシ樹脂等を注入し充填する。これにより樹脂層42を形成する。樹脂層42の材料としては、樹脂層13と同様の材料を用いることができる。
次に、上金型及び下金型をそれぞれ上方向及び下方向に移動させて、樹脂層42が形成された金属薄板41Aを両金型間から取り出す。このとき、上金型と下金型として、開口部40dを形成するための金型を用い、図16〜図18に示すようにテーパー形成領域h11の中央部に、断面がテーパー状の円形の開口部40dを形成する。
次に、樹脂層42をより硬化させるためのポストキュア等の処理を行った後、金属薄板41Aを、対をなすリードフレーム41を有する二つのブロック部40毎の金属薄板に個片化する。
金属薄板に個片化する際には、対をなす二つのブロック部40のリードフレーム露出面40b側となる部分同士が隣接するように個片化する。
続いて、光電変換装置100と同様の手順で形成した、複数の光電変換部20が形成された金属薄板22Aの対をなす二つの光電変換部20において、図12と同様に、ブロック部対向面20a(図1に示すフィルタ部対向面20aと同じ面)のリードフレーム露出面20b側となる領域a1同士が隣接する部分に絶縁ペースト61を塗布する。同様に、ブロック部対向面20aの、光電変換素子21を挟んで領域a1とは逆側の領域a2のうち、光電変換部20とブロック部40とを接着した状態でブロック部40と対向するX方向の端部となる二つの角部の近傍に絶縁ペースト61を塗布する。そして、図19に示すように、金属薄板22Aのフィルタ部対向面20aと、二つのブロック部40を有する金属薄板の光電変換部対向面40aとを、ブロック部対向面20aの、リードフレーム露出面20b側となる領域a1同士が隣接する、対をなす二つの光電変換部20の境界部分と、対をなす二つのブロック部40の境界部分とが対向するように接触させ、例えば熱処理を施して絶縁ペースト61を硬化させる。そして、対をなす二つのブロック部40の境界部分で切断することで、光電変換装置101毎に個片化する。これにより、対をなす二つの光電変換部20の領域a1に塗布した絶縁ペースト61は二つに分割され、各光電変換部20の領域a1に塗布した絶縁ペースト61がそれぞれ第一の接着部31となる。
以上の手順で光電変換装置101を完成させる。
光電変換装置100と同様に、光電変換装置101は、図16に示すように、ブロック部40のリードフレーム露出面40bと光電変換部20のリードフレーム露出面20bと第一の接着部31が配線基板の表面上に接合される被接合面となる。この被接合面が配線基板に対して例えばハンダで接合される。
ブロック部40と光電変換部20とは第一の接着部31及び第二の接着部32で接着され、第一の接着部31は、ブロック部40と光電変換部20とが対向する領域全域に亙って形成されている。そのため、この場合も、第一の接着部31により、ブロック部40と光電変換部20との間の隙間へのハンダ又はフラックスの侵入を抑制することができ、ハンダ又はフラックスが光電変換装置101内に侵入することを抑制することができる。
また、光電変換装置101を、光電変換部20のフィルタ部対向面20a側でのみハンダにより固定した場合であっても、ブロック部40が光電変換装置101の姿勢変化の跨げとなるため、光電変換装置101の姿勢変化を抑制することができる。
なお、光学フィルタを設けない場合、図16に示すようにブロック部40に開口部40dを設ける場合に限るものではない。例えば、図16(b)において、ブロック部40に開口部40dを設けずに、ブロック部40側から見て、ブロック部40の高さが光電変換部20の光電変換素子21の高さよりも低くなるように形成してもよい。要は、ブロック部40が光電変換素子21の発光又は受光を妨げることのない形状であり、且つ、ブロック部40のリードフレーム露出面40bが光電変換部20のリードフレーム露出面20bと共に配線基板の表面に接合される被接合面を形成するか、またはブロック部40と基板表面との間に隙間が形成され、光電変換装置101のブロック部40側への傾斜をブロック部40が抑制するような形状となっていてもよい。
(5.9)上記実施形態では、光電変換装置100が、一つの光学フィルタ11を有するフィルタ部10と、一つの光電変換素子21を有する光電変換部20とを備える場合について説明したがこれに限るものではない。光電変換装置100に含まれる光学フィルタ11と光電変換素子21との対の数は、2組以上であってもよく、この場合、光電変換装置100と同等の作用効果を得ることができる。
(5.9.1)図20は、光学フィルタ11と光電変換素子21との対を二組備え、外部出力端子としてP型端子、N型端子、P型端子の3端子を備える光電変換装置102の一例を示す概略構成図である。図20(a)は光電変換装置102の正面図であり、図20(b)は図20(a)のA−A′断面図であり、図20(c)は底面図である。
図20(a)〜(c)に示すように、光電変換装置102は、二つのフィルタ部10(10−1、10−2)と、二つの光電変換素子21(21−1、21−2)を有する光電変換部70と、フィルタ部10−1、10−2のそれぞれと光電変換部70とを接着する接着部30と、を備える。光電変換部70において、光電変換素子21−1、21−2は正面視で左右に並べて配置され、各光電変換素子21−1、21−2に対向してフィルタ部10がそれぞれ設けられている。光電変換装置102において、正面視でフィルタ部10−1の左側に外部出力端子としてP型端子が設けられ、フィルタ部10−1とフィルタ部10−2との間に外部出力端子としてN型端子が設けられ、フィルタ部10−2の右側に外部出力端子としてP型端子が設けられている。
図21から図24は、光電変換装置102の製造方法を説明するための説明図である。
光電変換装置102では、光電変換部70で用いるリードフレームとして、外部出力端子として3端子を有する、リードフレーム71を用いる。図21は光電変換部70に含まれるリードフレーム71が複数一体に形成された金属薄板71Aである。リードフレーム71は、二つの素子形成領域h2を有する。また、金属薄板71Aにおいて、上下に隣り合う二つのリードフレーム71は対をなし、対をなす二つのリードフレーム71は、点対称の関係となるように配置されている。そして、二つのリードフレーム71からなる対が、上下方向に複数配置され、左右に隣り合う二つのリードフレーム71は平行移動した関係となるように配置される。
光電変換部70の製造方法は、光電変換装置100における光電変換部20の製造方法と同様であり、耐熱性の粘着シートの粘着層に、金属薄板71Aの裏面を貼付し、図22に示すように、素子形成領域h2に光電変換素子21を配置して光電変換素子21の裏面を粘着シートの粘着層に添付する。さらに、光電変換素子21の電極とリードフレーム71とをワイヤ25で電気的に接続する。光電変換素子21は、リードフレーム71と光電変換素子21との相対位置関係が、リードフレーム71間で同一となるように配置し、ワイヤ25は、光電変換素子21の電極とリードフレーム71との接続関係が、リードフレーム71間で同一となるように接続する。
次に、光電変換装置100での光電変換部20の製造方法と同様の手順で、金属薄板71Aと光電変換素子21とを覆うように樹脂層23を形成し、粘着シートの除去、ポストキュア等の処理を行う。これにより、複数の光電変換部70が形成される。
形成された複数の光電変換部70は、リードフレーム71の一部が露出するリードフレーム露出面70b側となる部分同士が隣接している。
続いて、光電変換装置100の製造方法と同様の手順で、図23に示すように、複数の光電変換部70が形成された金属薄板71Aに対し、光電変換素子21−1、21−2毎に対応して第一の接着部31及び第二の接着部32となる絶縁ペースト61を塗布する。そして、光電変換装置100における製造方法と同様の手順で形成した上下に隣接する対をなす二つのフィルタ部10を備える金属薄板(ブロック体)12B(図10)を、金属薄板71Aに接触させる。このとき、図24において対をなす光電変換部70のリードフレーム露出面側同士が隣接する部分と、金属薄板12Bの対をなす二つのフィルタ部10の境界部分とが対向するように接触させ、その後、絶縁ペースト61を硬化させる。そして、リードフレーム71の単位でダイシングすることで、光学フィルタ11と光電変換素子21との組を二組備える光電変換装置102を完成させる。
リードフレーム71の単位でダイシングすることで、金属薄板12Bの対をなす二つのフィルタ部10の境界部分でダイシングされ、対をなす光電変換部70間に塗布した絶縁ペースト61は二つに分割され、それぞれ第一の接着部31となる。
したがって、この場合も本発明の一実施形態に係る光電変換装置100と同等の作用効果を得ることができる。
なお、図20に示す光電変換装置102では、外部出力端子として、図20(a)に示すように左側から順に、P型端子、N型端子、P型端子をこの順に設けた場合について説明したが、外部出力端子としてN型端子、P型端子、N型端子の順に設けることも可能である。また、外部出力端子として3端子を備える光電変換装置102は、二つの光電変換素子21として、受光素子(赤外線センサ)同士、又は発光素子(赤外線LED)同士を用いることができる。光電変換素子21が受光素子と発光素子の場合には出力をとることができないため、光電変換素子21は受光素子同士又は発光素子同士であることが好ましい。
また、光電変換装置102において、外部出力端子として、図20(a)において左側から順にP型端子、N型端子、P型端子をこの順に設ける場合、二つの光電変換素子21は並列に接続すればよい。また、二つの光電変換素子21を直列に接続することで、二つの光電変換素子21間に形成された外部出力端子をN型端子とP型端子の共通端子とすることもできる。
(5.9.2)図25は、光学フィルタ11と光電変換素子21との対を二組備え、外部出力端子としてP型端子、N型端子、N型端子、P型端子の4端子を備える光電変換装置103の一例を示す概略構成図である。図25(a)は光電変換装置103の正面図であり、図25(b)は図25(a)のA−A′断面図であり、図25(c)は底面図である。
図25(a)〜(c)に示すように、光電変換装置103は、二つの光学フィルタ11(11−1、11−2)を有するフィルタ部80と、二つの光電変換素子21を有する光電変換部90と、これら間を接着する接着部30と、を備える。フィルタ部80において、二つの光学フィルタ11(11−1、11−2)は正面視で左右に並べて配置される。光電変換部90において、二つの光電変換素子21−1、21−2は、フィルタ部80と光電変換部90とを接着した状態で、光学フィルタ11−1、11−2と対向する位置に配置される。光電変換装置103において、正面視でフィルタ部80の左側に、左から順に、外部出力端子としてP型端子及びN型端子が設けられ、フィルタ部80の右側に外部出力端子として左から順に、N型端子及びP型端子が設けられている。
図26から図30は、光電変換装置103の製造方法の一例を説明するための説明図である。
光電変換装置103では、光電変換部90で用いるリードフレームとして、外部出力端子として4端子を有する、リードフレーム91を用いる。図26は、光電変換部90に含まれるリードフレーム91が複数一体に形成されてなる金属薄板91Aである。リードフレーム91は、二つの素子形成領域h2を有すると共に、外部出力端子として4つの端子を有する。また、金属薄板91Aにおいて、上下に隣り合う二つのリードフレーム91は対をなし、対をなす二つのリードフレーム91は点対称の関係となるように配置される。この二つのリードフレーム91からなる対が、上下方向に複数配置され、左右に隣り合うリードフレーム91は平行移動した関係となるように配置される。
光電変換部90は、光電変換装置100における光電変換部20の製造方法と同様の手順で形成される。すなわち、耐熱性の粘着シートの粘着層に、金属薄板91Aの裏面を貼付し、図27に示すように、素子形成領域h2に光電変換素子21を配置して光電変換素子21の裏面を粘着シートの粘着層に添付する。さらに、光電変換素子21の電極とリードフレーム91とをワイヤ25で電気的に接続する。光電変換素子21は、リードフレーム91と光電変換素子21との相対位置関係が、リードフレーム91間で同一となるように配置し、ワイヤ25は、光電変換素子21の電極とリードフレーム91との接続関係が、リードフレーム91間で同一となるように接続する。
次に、光電変換装置100における光電変換部20の製造方法と同様の手順で、リードフレーム91と光電変換素子21とを覆うように樹脂層23を形成し、粘着シートの除去、ポストキュア等の処理を行う。これにより、複数の光電変換部90が形成される。
形成された複数の光電変換部90は、リードフレーム91の一部が露出するリードフレーム露出面90b側となる領域同士が隣接している。
一方、フィルタ部80は、光電変換装置100におけるフィルタ部10の製造方法において、図9に示すように金属薄板12A上に複数のフィルタ部10を形成するまでの工程は同一である。
光電変換装置103では、金属薄板12A上に形成された複数のフィルタ部10を、図28に示すように、対をなす二つのフィルタ部10が2対左右に並んだ四つのフィルタ部10毎にダイシングし、四つのフィルタ部10を備えた金属薄板(ブロック体)12Cに個片化する。
そして、図29に示すように、複数の光電変換部90を有する金属薄板91Aに対し、第一の接着部31及び第二の接着部32となる絶縁ペースト61を塗布する。光電変換部90では、図29に示すように、光電変換部90のうち、リードフレーム露出面90b側同士が隣接する対をなす光電変換部90−1及び90−2において、光電変換装置100における製造方法と同様の手順で、リードフレーム露出面90b側同士が隣接する光電変換部90−1と光電変換部90−2との間に、第一の接着部31となる絶縁ペースト61を塗布する。同様に、光電変換素子21を挟んで第一の接着部31となる絶縁ペースト61を塗布した領域とは逆側の領域、具体的には光電変換部90−1側の領域と90−2側の領域とのそれぞれに第二の接着部32となる絶縁ペースト61を塗布する。
そして、図28に示す四つのフィルタ部10を有する金属薄板12Cを、図30に示すように、対をなす光電変換部90−1及び90−2に対応して接触させた後、絶縁ペースト61を硬化させる。このとき、対をなす光電変換部90−1及び90−2の境界部分と、金属薄板12Cに形成された四つのフィルタ部10のうちの対をなすフィルタ部10の境界部分とが対向するように接触させる。そして、リードフレーム91の単位でダイシングすることで、二つの光電変換素子21を備える光電変換装置103を完成させる。
リードフレーム91の単位でダイシングすることで、金属薄板12Cの対をなすフィルタ部80の境界部分でダイシングされ、対をなす光電変換部90−1、90−2間に塗布した絶縁ペースト61は二つに分割され、それぞれ第一の接着部31となる。
以上、本発明の実施形態を説明したが、上記実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を特定するものでない。本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された請求項が規定する技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。
10 フィルタ部
10a 光電変換部対向面
10b リードフレーム露出面
11 光学フィルタ
12 リードフレーム
13 樹脂層
20 光電変換部
20a フィルタ部対向面
20b リードフレーム露出面
21 光電変換素子
22 リードフレーム
23 樹脂層
25 ワイヤ
30 接着部
31 第一の接着部
32 第二の接着部
40 ブロック部
40a 光電変換部対向面
40b リードフレーム露出面
40d 開口部
70 光電変換部
71 リードフレーム
80 フィルタ部
90 光電変換部
91 リードフレーム
100〜103 光電変換装置

Claims (21)

  1. 光電変換素子と、第一のリードフレームと、前記光電変換素子及び前記第一のリードフレームを封止する第一の樹脂層と、を有する光電変換部と、
    ブロック部と、
    前記光電変換部と前記ブロック部とを接着する接着部と、を備え、
    前記ブロック部は、当該ブロック部の前記光電変換部と対向する光電変換部対向面と、当該光電変換部対向面と交差する交差面と、を有し、
    前記光電変換部は、前記光電変換素子の受光面又は発光面である受発光面を含む面であって前記ブロック部と対向するブロック部対向面と、当該ブロック部対向面と交差すると共に、前記交差面と面一となる前記第一の樹脂層の側面であって且つ前記第一のリードフレームの一部が露出した第一のリードフレーム露出面と、を有し、
    前記接着部は、前記光電変換部対向面と前記ブロック部対向面とが対向する領域であり且つ前記ブロック部側から見て前記光電変換素子の前記受発光面と重ならない前記第一のリードフレーム露出面寄りの領域のうち前記第一のリードフレーム露出面側から見て前記光電変換素子と重なる領域を含む前記光電変換素子の幅以上の領域を接着する第一の接着部を有する光電変換装置。
  2. 前記第一の接着部は、前記第一のリードフレーム露出面及び前記交差面と面一となる面を有する請求項に記載の光電変換装置。
  3. 前記第一の接着部は、前記ブロック部対向面と前記光電変換部対向面とが対向する領域のうち、前記ブロック部対向面と前記第一のリードフレーム露出面とがなす辺が延びる方向全体に亙って連続的に設けられている請求項1または請求項2に記載の光電変換装置。
  4. 前記接着部は、前記ブロック部対向面と前記光電変換部対向面とが対向する領域のうち、前記ブロック部側から見て前記光電変換素子を挟んで前記第一の接着部とは逆側の領域に第二の接着部を有する請求項1から請求項のいずれか一項に記載の光電変換装置。
  5. 前記第二の接着部は、複数箇所に分割されて配置されている請求項に記載の光電変換装置。
  6. 前記ブロック部は、光学フィルタと、前記光学フィルタを封止する第二の樹脂層と、を有する請求項1から請求項のいずれか一項に記載の光電変換装置。
  7. 前記光学フィルタの光入射面及び光出射面は、前記第二の樹脂層から露出している請求項に記載の光電変換装置。
  8. 前記光電変換素子の前記受発光面は前記第一の樹脂層から露出しており、
    前記光電変換素子の前記受発光面と前記光学フィルタの光出射面又は光入射面とが対向している請求項又は請求項に記載の光電変換装置。
  9. 前記ブロック部対向面は、前記光電変換部対向面よりも大きく形成されている請求項から請求項のいずれか一項に記載の光電変換装置。
  10. 前記第一のリードフレームは、前記ブロック部対向面の、前記ブロック部と対向する領域を除く位置で前記第一の樹脂層から露出している請求項に記載の光電変換装置。
  11. 前記ブロック部は、第二のリードフレームを備え、
    当該第二のリードフレームの一部は、前記ブロック部の前記光電変換部対向面とは逆側の面で前記第二の樹脂層から露出している請求項から請求項10のいずれか一項に記載の光電変換装置。
  12. 前記ブロック部は、前記光電変換素子の前記受発光面と対向する位置に、前記ブロック部を貫通する開口部が形成されている請求項1から請求項のいずれか一項に記載の光電変換装置。
  13. 前記光電変換素子は、赤外線素子又は発光ダイオードである請求項1から請求項12のいずれか一項に記載の光電変換装置。
  14. 第一のリードフレームに金属細線の一端を接続し、光電変換素子の電極に前記金属細線の他端を接続した後、前記光電変換素子、前記金属細線及び前記第一のリードフレームを、当該第一のリードフレームの一部が露出する又は後の工程で露出するように樹脂により封止して第一の樹脂層を形成することにより光電変換部を形成する光電変換部形成工程と、
    少なくとも第二の樹脂層を含むブロック部を形成するブロック部形成工程と、
    前記光電変換部の、前記第一のリードフレームの一部が露出した第一のリードフレーム露出面と交差する面を前記ブロック部と対向するブロック部対向面とし、当該ブロック部対向面の、前記ブロック部と対向する領域であり且つ前記ブロック部側から見て前記光電変換素子の受光面又は発光面である受発光面と重ならない前記第一のリードフレーム露出面寄りの領域のうち、前記第一のリードフレーム露出面側から見て、前記光電変換素子と重なる領域を含む前記光電変換素子の幅以上の領域に対応する領域に接着剤を塗布する接着剤塗布工程と、
    前記光電変換部の前記ブロック部対向面に、前記ブロック部を載置するブロック部載置工程と、
    前記接着剤を硬化させて、前記光電変換素子の幅よりも広い幅で設けられた第一の接着部を形成する第一の接着部形成工程と、を備える光電変換装置の製造方法。
  15. 前記光電変換部形成工程では、前記光電変換部の前記第一のリードフレーム露出面同士が対向するように配置された複数の前記第一のリードフレームを含む金属薄板を用意し、前記第一のリードフレームそれぞれに前記光電変換素子を配置して前記光電変換部を複数形成し、
    前記接着剤塗布工程では、前記第一のリードフレーム露出面同士が対向するように配置された前記第一のリードフレーム間に前記接着剤を塗布し、
    前記第一の接着部形成工程後に、前記第一の接着部を分割する位置で前記光電変換部及び前記ブロック部を切断する切断工程を備える請求項14に記載の光電変換装置の製造方法。
  16. 前記光電変換部形成工程では、二つの前記第一のリードフレームを含む金属薄板を用意し、前記第一のリードフレームそれぞれに前記光電変換素子を配置して二つの前記光電変換部を形成し、
    前記接着剤塗布工程では、二つの前記第一のリードフレーム間に前記接着剤を塗布する請求項15に記載の光電変換装置の製造方法。
  17. 前記金属薄板において二つの前記第一のリードフレームは点対称となる位置に配置され、
    前記光電変換部形成工程では、二つの前記光電変換素子を、二つの前記第一のリードフレームの対称点に対して点対称の位置となるように配置する請求項16に記載の光電変換装置の製造方法。
  18. 前記接着剤塗布工程において、前記接着剤を、二つの前記第一のリードフレーム間の前記対称点を含む領域に、前記光電変換部の一端から他端に亙って連続的に塗布する請求項17に記載の光電変換装置の製造方法。
  19. 前記光電変換部は二つの前記光電変換素子を備え、
    前記光電変換部形成工程では、前記光電変換部の前記第一のリードフレーム露出面同士が対向し、且つ当該光電変換部に含まれる前記第一のリードフレーム同士が点対称となるように配置された前記第一のリードフレームを複数含む金属薄板を用意し、点対称の位置にある前記第一のリードフレームそれぞれに前記光電変換素子を二つずつ配置し且つ当該二つの光電変換素子同士が前記第一のリードフレームの対称点に対して点対称となるように配置して前記光電変換部を複数形成し、
    前記ブロック部形成工程では、前記第一のリードフレーム露出面同士が対向する関係にある前記光電変換部間で互いに隣り合う前記光電変換素子同士毎に、当該光電変換素子同士それぞれに対応する前記ブロック部が一体に形成されたブロック体を形成し、
    前記ブロック部載置工程では、前記ブロック体を、対応する前記ブロック部と前記光電変換素子とが対向するように前記ブロック部対向面に載置する請求項15に記載の光電変換装置の製造方法。
  20. 前記光電変換部は二つの前記光電変換素子を備え、
    前記光電変換部形成工程では、前記光電変換部の前記第一のリードフレーム露出面同士が対向し、且つ当該光電変換部に含まれる前記第一のリードフレーム同士が点対称となるように配置された前記第一のリードフレームを複数含む金属薄板を用意し、点対称の位置にある前記第一のリードフレームそれぞれに前記光電変換素子を二つずつ配置し且つ当該二つの光電変換素子同士が前記第一のリードフレームの対称点に対して点対称となるように配置して前記光電変換部を複数形成し、
    前記ブロック部形成工程では、前記第一のリードフレーム露出面同士が対向する関係にある二つの光電変換部に含まれる四つの光電変換素子それぞれに対応する前記ブロック部が一体に形成されたブロック体を形成し、
    前記ブロック部載置工程では、前記ブロック体を、対応する前記ブロック部と前記光電変換素子とが対向するように前記ブロック部対向面に載置する請求項15に記載の光電変換装置の製造方法。
  21. 前記ブロック部形成工程は、
    光学フィルタを樹脂により封止して前記第二の樹脂層を形成することにより前記ブロック部を形成する請求項14から請求項20のいずれか一項に記載の光電変換装置の製造方法。
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