KR20160122136A - 광센서 장치 - Google Patents

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고지 츠카고시
노리요시 히가시
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에스아이아이 세미컨덕터 가부시키가이샤
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Abstract

패키지의 소형화, 박형화에 적응할 수 있는, 시감도 특성이 안정되어 용이하게 변화하지 않는 높은 신뢰성을 가진 광센서 장치의 제공을 위해서, 조성을 조정함으로써 시감도 특성을 가짐과 더불어, 높은 내열성과 내후성을 겸비한 인산염계 유리를 미분쇄하여 필러 형상으로 하고 나서 수지에 분산 혼합한 것을 소자 실장부(7)에 고정된 광센서 소자(4)의 주위를 봉지하기 위한 수지 봉지부(1)로 한 것을 특징으로 하는 광센서 장치로 한다.

Description

광센서 장치{LIGHT SENSOR}
본 발명은, 인산염계 유리를 이용한 광센서 장치에 관한 것이다.
근래의 생활환경은, 종래에는 없는 새로운 기능을 탑재한 전자기기나 가전제품, 차재 제품 등에 의해 한층 편리성이 향상되어 오고 있다. 이 배경의 하나로서는, 인간이 갖는 오감 기능을 보충하는 센서 기능의 작용이 크다고 할 수 있다. 이들 제품은 향후, 다방면에 걸쳐 현저한 확대가 전망된다. 센서에는 반도체를 이용한 센서도 많고, 압력 센서, 유량 센서, 인체감지 센서, 조도 센서, 측거 센서 등을 대표로 하여, 각종 다양한 것이 제품화되어 있다.
그 중에서도 조도 센서를 포함하는 광센서는 많이 사용되고 있고, 오피스나 가정용의 조명기구로부터 휴대 단말, PC 등 저소비 전력을 수반하는 용도로 탑재가 증가함으로써 현저하게 보급되고 있다. 이러한 센서 부품이 탑재되는 제품에는, 어플리케이션의 다양화, 기능의 풍부함, 휴대성이 풍부한 디자인이 선호된다는 등의 특징이 있고, 소형화, 박형화, 저비용, 그리고 고신뢰성은 예외없이 요구되고, 그 중에서는 패키지에 관한 요구가 많은 비율을 차지하고 있다. 이 때문에 패키지의 개발에서는 종래 기술의 응용이나 새로운 시도가 한층 중요해지고 있다.
도 14는, 패키지된 광센서의 단면도의 일례이다. 메탈라이즈에 의해 배선 패턴(21)이 형성된 절연성 기판(22) 상에 광센서 소자(24)가 실장되어 있고, 광센서 소자(24)의 주위에 투광성 에폭시 수지(29)가 몰드되어 있다(특허 문헌 1의 도 2). 투광성 에폭시 수지(29)의 외측 표면에 있어서 광센서 소자(24)의 직상 방향의 평탄면에 적외광을 커트하는 조성을 갖는 수지(23)를 층 형상으로 포개어 설치하고 있다.
실장되는 광센서 소자(24)에는 수광센서 소자가 이용된다. 메탈라이즈에 의한 배선 패턴(21)은 광센서 소자(24) 상면에 설치된 전극과 와이어(25)에 의해 전기적으로 접속되고, 외부에의 접속 단자로서 사용된다. 광센서 소자에 입사한 광에 의해 발생한 기전력은, 와이어(25)를 통해 외부 접속 단자에 전해진다. 외부로부터 광센서 소자의 직상 방향으로 입사하는 광은, 수지(23)에 의해 적외광이 커트되어 투광성 에폭시 수지 중을 투과하게 되고, 광센서 소자가 인간의 시감도 특성에 근접한 광을 수광하는 것이 가능해지고 있다.
그러나, 특허 문헌 1에 기재된 패키지 구조는, 투명한 투광성의 수지에 의해 전체가 몰드되어 있는 것, 그리고 적외광을 커트하는 조성을 갖는 수지는, 광센서 소자의 주위를 몰드하는 투광성 수지의 외측 표면의 일부인 광센서 소자 직상에 밖에 설치되어 있지 않다. 이 때문에, 비스듬한 방향으로부터 입사하는 광이나 횡방향으로부터 입사하는 광에 대해서는, 적외광을 커트할 수 없고, 시감도 특성을 반영한 특성을 갖는 광만을 광센서 소자가 수광할 수 없다. 이 때문, 횡방향이나 비스듬한 방향으로부터 입사하는 광에 대해서는 충분한 시감도 특성을 얻기 어려워지고, 원하는 수광 특성을 얻기 어렵다.
종래의 패키지는 광센서 소자의 주위를 투광성의 에폭시 수지만에 의해 몰드한 구조이다. 투광성의 에폭시 수지는 열이나 수분이나 자외선에 약한 것이 알려져 있고, 열에 의해 수지의 분해 열화가 발생하면 수지의 변색도 같이 발생해 버린다. 변색은 광의 흡수를 초래하기 때문에, 투과율의 저하를 발생시키므로, 외부로부터 입사한 광이 감쇠해 버리고, 광센서 소자에 수광되는 광강도도 저하하고, 수광 감도의 저하로 이어진다. 또, 열에 계속해서 노출됨으로써 수지는 취화해 가고 박리나 크랙을 발생하기 쉬워진다. 강도 저하를 발생시킴과 더불어 외부로부터 입사하는 광은 감쇠하고, 광센서 소자가 수광하는 광강도의 저하와 수광 감도의 저하로 이어진다.
투광성의 에폭시 수지는 일반적으로 IC용 패키지의 봉지에 사용하는 실리카 필러가 많이 포함되는 에폭시 수지와 비교하여, 실리카나 카본이나 알루미나 등의 필러가 들어가지 않기 때문에, 팽창 계수는 수지 본래의 값인 채이다. 이 때문에, 필러가 들어가는 수지에 비해 팽창 계수는 높고, 고온과 저온을 반복하는 열충격 환경이나, 급격하게 고온 분위기에 노출되는 리플로우 분위기에서는, 몰드한 수지에는 현저한 팽창 수축이 일어나고, 수지의 박리, 크랙의 발생으로 이어진다. 이로 인해 외부로부터 입사하는 광이 감쇠하고, 광센서 소자에 수광되는 광강도의 저하와 함께, 몰드 수지의 부분적인 파괴에 이르는 등, 높은 신뢰성을 얻는 것이 어렵다.
또, 투광성 몰드 수지의 외표면에 설치된 적외광을 커트하는 수지도 마찬가지로 열이나 수분에 의해 용이하게 수지의 특성 저하를 일으킬 염려가 있다. 특히 수지의 조성이나 구조 중 염료로 분류되는 부분의 특성에 의해 적외광을 커트한다는 특유의 성질을 형성한 수지의 경우, 열이나 수분 등의 외부 요인에 대해 염료 성분의 열화에 의해 특성이 불안정해지는 경향이 일반적으로 지적되고 있다. 광센서 소자 주위를 몰드하고 있는 투광성 수지와, 적외광을 커트하는 수지의 양쪽이 열화함으로써, 신뢰성에 영향을 주는 수지 요인이 복수 존재하게 되고, 높은 신뢰성을 얻는 것이 어렵다.
또한, 에폭시 수지는, 수지 구조 중에 벤젠환을 포함하고 있다. 에폭시 수지는 자외선에 계속 노출됨으로써, 벤젠환은 데미지를 입고 개환 분해에 이른다. 이것은 수지가 분해를 일으키고 있는 것이며, 자외선에 의해 에폭시 수지가 분해하게 된다. 이 결과, 외부로부터 입사하는 광이 감쇠하고 광센서 소자에 수광되는 광강도가 저하하는 것으로 이어짐과 더불어, 몰드 수지의 분해를 수반함으로써 높은 신뢰성을 얻는 것이 어렵다.
더욱이 패키지의 소형화, 박형화를 행함으로써, 몰드 수지는 보다 박육화되어 간다. 이로 인해 전술한 수지의 박리, 크랙, 변색 등은 더 발생하기 쉬워짐과 동시에 기계적인 강도 저하나 변형되기 쉬워지는 것도 수반하기 때문에, 한층 더 패키지의 신뢰성 저하로 이어지기 쉽다.
한편으로, 투광성의 에폭시 수지라도, 봉지 수지 중에 필러를 넣음으로써 수지의 강도 향상이나 내열성 향상이나 팽창 계수를 저하시키는 방법, 혹은, 수지 중에 자외선 흡수 효과가 있는 물질이나 광안정제를 넣음으로써 자외선 대책을 강구하는 등의 신뢰성 향상을 도모하는 방법이 시도되고 있다. 수지 중에 필러를 넣음으로써 수지의 외부로부터의 충격에 대한 강도 향상과 팽창 계수의 저하에 효과가 있기 때문에 제품의 신뢰성 향상을 도모할 수 있다. 또, 자외선 흡수 효과가 있는 물질의 도입에 의해, 수지가 자외선에 노출된 경우의 데미지를 완화하여 수지의 열화를 늦추는 작용을 가질 수 있고, 수지의 분해나 박리, 크랙과 같은 수지 요인에 따른 시감도 특성의 변화나 광센서 소자 수광 감도의 저하가 완화되고, 특성의 안정과 높은 신뢰성을 가진 패키지 실현으로 이어질 수 있다.
일본국 특허공개 2007－36264호 공보
그래서 본 발명은, 높은 신뢰성을 가지며 시감도 특성을 가진 조성의 유리를 신규로 작성함과 더불어, 얻어진 신규 유리를 분쇄하여 필러 상태로 한 것을 수지 중에 분산 혼합한 봉지 수지를 이용하여, 패키지로 하여 소형화도 가능한, 신뢰성이 높은 광센서 장치를 제공하는 것을 과제로 한다.
본 발명의 광센서 장치에 있어서는, 조성을 조정함으로써 시감도 특성을 갖는 인산염계 유리를 이용함과 더불어, 얻어진 인산염계 유리를 분쇄하여 필러 상태로 한 것을 수지 중에 혼합한 유리 필러들이 수지를, 수지 봉지 패키지 구조의 봉지용 수지로서 이용한 구조인 것을 특징으로 하고 있다.
이로 인해 광센서 소자는 주위를 특정의 시감도 특성을 가진 유리 필러가 혼합된 수지에 의해 봉지된 패키지로 할 수 있기 때문에, 상면뿐만 아니라 비스듬한 방향으로부터의 외광 입사나 측면 방향으로부터의 외광 입사에 대해서도, 충분한 시감도 특성을 얻을 수 있다. 또 염료로 대표되는 수지만에 의해 시감도 특성을 얻고 있던 것에 반해 유리 필러에 의해 시감도 특성을 얻고 있기 때문에, 패키지는 높은 내열성을 겸비한 시감도 특성을 가질 수 있음과 더불어, 봉지 수지의 팽창 계수를 내릴 수 있고, 고온과 저온을 반복하는 열충격 환경이나, 고온 분위기에 노출되는 리플로우 분위기에 의한 몰드 수지의 팽창 수축을 완화할 수 있기 때문에, 수지의 박리, 크랙을 발생하기 어렵게 할 수 있다. 또, 자외선에 강한 유리로 이루어지는 필러를 이용하고 있음으로써, 자외선에 약한 수지 염료에 의해 시감도 특성을 갖고 있던 경우에 대해서, 수지의 자외선 열화를 발생하기 어렵게 할 수 있고, 자외선 열화를 발생하는 일이 없어진다. 이로 인해 광센서 장치는, 시감도 특성을 가진 수지 봉지 구조에 있어서, 수지의 변색이나 박리, 크랙의 발생을 완화할 수 있고, 시감도 특성의 변화나 수광 감도의 저하를 감소할 수 있다.
또, 상기 시감도 특성을 갖는 인산염계 유리에는 540㎚ 내지 560㎚의 파장 범위를 투과율의 중심 피크로 가지며, 700㎚ 내지 1200㎚의 파장 범위의 투과율이 2% 이하이며, 300㎚ 내지 430㎚의 파장 범위의 투과율이 3% 이하인 투과율 특성을 가진 것을 이용한다.
또, 상기 봉지 수지에는, 에폭시 수지, 실리콘 수지, 아크릴 수지, 우레탄 수지, 멜라민 수지, 우레아 수지, 페놀 수지, 및, 이들의 혼합물, 또, 폴리아미드, 폴리카보네이트, 폴리스티렌 등 투광성을 갖는 수지를 이용한다.
본 발명의 광센서 장치는, 광센서 소자 주위를 수지에 의해 봉지하는 구조 에 있어서, 시감도 특성을 갖는 인산염계 유리를 분쇄한 유리 필러를 혼합한 수지에 의해 광센서 소자 주위를 봉지한 구조를 이용함으로써, 유기물계의 염료를 이용하는 시감도 특성을 가진 수지 재료에 대해서, 열이나 수분, 자외선에 강하고 안정된 시감도 특성을 계속적으로 얻을 수 있는 수지 봉지 구조를 갖는 패키지로 할 수 있는 것이다. 패키지는 조성을 조정함으로써 시감도 특성을 갖는 인산염계 유리를 미(微)분쇄화한 것을 수지 중에 혼합한 수지 봉지 구조로 하고 있고, 광센서 소자 주위는 시감도 특성을 가진 유리 필러가 혼합된 수지에 의해 봉지된다. 시감도 특성을 가진 인산염계 유리 필러는 540㎚ 내지 560㎚의 파장 범위를 투과율의 중심 피크로 갖고, 700㎚ 내지 1200㎚의 파장 범위의 투과율이 2% 이하이며, 300㎚ 내지 430㎚의 파장 범위의 투과율이 3% 이하인 투과율 특성을 가진 유리로 이루어지고, 입경이 약 1㎛ 내지 20㎛, 바람직하게는, 1㎛ 내지 3㎛의 치수로 구성된 분쇄 유리 필러이다.
시감도 특성을 갖는 인산염계 유리는, 고온 고습 환경 등의 내후성에 대해서 강한 신뢰성을 겸비한다. 이로 인해 유리 필러 혼합 수지 봉지 구조의 광센서 장치는, 광센서 소자 직상 방향뿐만 아니라 비스듬한 방향이나 횡방향으로부터 입사 하는 광에 대해서도 시감도 특성이 얻어진 광을 수광할 수 있음과 더불어, 높은 내후성을 가진 유리 조성을 갖고 있기 때문에, 신뢰성이 높은 광센서 장치를 제공할 수 있다.
도 1은, 본 발명의 반도체 장치의 구성을 모식적으로 나타내는 단면도이다.
도 2는, 본 발명의 반도체 장치의 구성을 모식적으로 나타내는 정면도이다.
도 3은, 본 발명의 반도체 장치의 구성을 모식적으로 나타내는 단면도이다.
도 4는, 본 발명의 반도체 장치의 구성을 모식적으로 나타내는 단면도이다.
도 5는, 본 발명의 반도체 장치의 구성을 모식적으로 나타내는 단면도이다.
도 6은, 본 발명의 반도체 장치의 구성을 모식적으로 나타내는 단면도이다.
도 7은, 본 발명의 반도체 장치의 구성을 모식적으로 나타내는 단면도이다.
도 8은, 본 발명의 반도체 장치의 구성을 모식적으로 나타내는 단면도이다.
도 9는, 본 발명의 반도체 장치의 구성을 모식적으로 나타내는 단면도이다.
도 10은, 본 발명의 반도체 장치의 구성을 모식적으로 나타내는 단면도이다.
도 11은, 본 발명의 반도체 장치의 구성을 모식적으로 나타내는 단면도이다.
도 12는, 본 발명의 반도체 장치의 구성을 모식적으로 나타내는 단면도이다.
도 13은, 본 발명의 반도체 장치의 스펙트럼 특성을 나타내는 도면이다.
도 14는, 종래 공지의 반도체 장치의 구성을 모식적으로 나타내는 단면도이다.
본 발명의 광센서 장치는, 특유의 조성에 의해 시감도 특성을 가진 인산염계 유리를 분쇄하여 필러화한 것을 수지 중에 혼합한 수지에 의해 소자 실장부 주위를 봉지한 구조로 이루어진다. 도 1에 본 발명의 광센서 장치의 단면 구성을 모식적으로 나타낸다.
수지 봉지 부분은 조성의 조정을 함으로써 시감도 특성을 갖고 있는 인산염계 유리를 분쇄함으로써 유리 필러로 한 것이 분산 혼합된 수지에 의해 구성되어 있다. 광센서 소자와 소자 실장부의 주위는 시감도 특성을 가진 유리 필러가 혼합된 수지로 이루어지고, 광센서 소자 및 소자 실장부는 수지와 밀착되어 있다. 밀착된 수지는 경화하고, 패키지를 구성한다.
시감도 특성을 갖는 인산염계 유리의 조성은,
1) P2O5 40~60%
2) BaO 20~40%
3) Al2O3, La2O3, 및 Y2O3를 포함하고,
또한, Al2O3＋La2O3＋Y2O3 1~8%
4) ZnO, MgO, CaO 및 SrO를 포함하고,
또한, ZnO＋MgO＋CaO＋SrO 1~15%
5) Li2O, Na2O, K2O를 포함하고,
또한, Li2O＋Na2O＋K2O 1~15%
6) CuO 3~10%
7) V2O5 1~5%
8) NiO 1~5%
로 이루어진다. 상기 조성에 의해, 종래의 인산염계 유리에 비해, 시감도 특성과 높은 내후성을 가진 것으로 하고 있다.
시감도 특성을 갖는 인산염계 유리는 입경이 약 1㎛ 내지 20㎛, 바람직하게는, 1㎛ 내지 3㎛의 치수로 구성된 분쇄 유리 필러이다. 분쇄한 후의 유리 필러를 수지에 혼합하여 연마하고, 탈포와 상용화를 행하고 페이스트 상태 또는 슬러리 상태로 함으로써 유리 필러가 혼합한 액상 수지 형태로 하고 있다. 광센서 소자가 실장된 리드 프레임 또는 기판을 수지 봉지형에 세트한 후, 액상 수지 형태로 한 유리 필러들이 수지를 충전한 후에 경화시켜 패키지 형태로 하고 있다.
소자 실장부의 상방에 캐비티를 갖고 있지 않은 리드 프레임 및 기판에 실장된 광센서 소자의 주위를 수지 봉지한 구조로 하는 것이 가능하다. 리드 프레임에는 금속, 수지에 메탈라이즈를 한 것이 사용 가능하고, 기판에는 수지, 세라믹, 금속, 유리, 실리콘에 의해 형성된 것이 사용 가능하다. 또한, 캐비티를 가진 리드 프레임 및 기판에 실장된 광센서 소자의 주위를 수지에 의해 충전한 구조로 하는 것도 가능하다.
이하, 도면에 기초하여 광센서 장치의 구성을 실시예에 의해 설명한다.
실시예 1
도 1은, 본 실시예의 광센서 장치(14)의 모식적인 종단면도이다. 광센서 소자(4)는 다이어태치제(3)에 의해 소자 실장부(7)에 고착되어, 고정되어 있고, 광센서 소자(4)의 상면에는 도시를 생략한 전극이 설치되고, 와이어(5)에 의해 광센서 소자(4)에 설치된 전극과 리드 프레임(6a, 6b)은 전기적으로 접속되어 있다. 여기서, 소자 실장부(7)는 통상 리드 프레임(6a, 6b)과 같은 재질로 형성되어 있고, 다이 패드라고도 불린다. 그리고, 광센서 소자(4)와, 소자 실장부(7)와, 광센서 소자(4)와 와이어(5)에 의해 접속된 리드 프레임(6a, 6b)의 일부를, 분쇄하여 필러로 한 시감도 특성을 갖는 인산염계 유리를 수지 중에 분산 혼합한 수지 봉지부(1)에 의해, 주위를 덮음으로써 외장 패키지로 한 구조로 되고 있다. 리드 프레임(6a, 6b)의 일부는 수지 봉지부(1)로부터 외부로 노출되어 있고, 외부 단자로서 기능한다.
제조 방법의 일례로서는, 시감도 특성을 가진 유리를 미분쇄하여 유리 필러로 한 것을 수지 중에 분산 혼합하고 나서 성형한 태블릿으로 하고, 트랜스퍼 몰드법을 이용하여 광센서 소자의 주위를 봉지함으로써 수지 봉지부(1)를 패키지로 할 수 있다.
유리 필러로 한 인산염계 유리는 시감도 특성을 갖고 있고, 그 조성은 중량% 환산으로,
1) P2O5 40~60%
2) BaO 20~40%
3) Al2O3, La2O3, 및 Y2O3를 포함하고,
또한, Al2O3＋La2O3＋Y2O3 1~8%
4) ZnO, MgO, CaO 및 SrO를 포함하고,
또한, ZnO＋MgO＋CaO＋SrO 1~15%
5) Li2O, Na2O, K2O를 포함하고,
또한, Li2O＋Na2O＋K2O 1~15%
6) CuO 3~10%
7) V2O5 1~5%
8) NiO 1~5%
에 의해 구성되어 있다.
이 조성에 의해 도 13에 나타내는, 540㎚ 내지 560㎚의 파장 범위를 투과율의 중심 피크로 가지며, 700㎚ 내지 1200㎚의 파장 범위의 투과율이 2% 이하이며, 300㎚ 내지 430㎚의 파장 범위의 투과율이 3% 이하인 특성을 갖는 시감도 특성을 가짐과 더불어 종래의 인산염계 유리에 비해 높은 내후성도 가질 수 있다.
이 조성의 유효성을 나타내는 본 실시예와 비교예의 비교 결과를 표 1에 나타낸다. 표 1 중의 본 실시예에 기초하는 본 실시예 A의 조성과 첨가량에 의해, 도 13에 나타내는 시감도 특성과 높은 내후성을 양립시키는 것이 가능한 것을 상대평가이지만 확인할 수 있었다. 비교 실험에서는 비교예 B에 있어서의 BaO의 부존재, 혹은 비교예 C 혹은 D에 있어서의 B2O3 또는 SiO2의 존재가, 바람직하지 않은 영향을 주고 있는 것처럼 보인다.
[표 1]
Figure pct00001
이러한 인산염계 유리에 의한 필러화한 유리를 수지 중에 분산 혼합한 수지를 이용하는 봉지 구조에 의해, 수지 봉지 구조이면서 300㎚ 내지 430㎚의 단파장 영역의 투과율이 3% 이하이며 700㎚ 내지 1200㎚의 장파장 영역의 투과율이 2% 이하임과 더불어, 540㎚ 내지 560㎚의 파장 범위의 투과율이 50% 이상을 갖는 시감도 특성을 얻는 것이 가능하다. 더욱이 수지의 팽창 계수를 30% 이상 감소할 수 있음과 더불어, 수지 염료나 종래의 유리를 이용함에 따른 540㎚ 내지 560㎚의 파장 범위의 투과율을 웃도는 것과 동시에 시감도열이나 자외선에 강한 유리에 의한 시감도 특성을 얻을 수 있고, 높은 신뢰성을 가진 수지 봉지 구조의 패키지를 얻을 수 있다.
시감도 특성을 갖는 수지는, 700㎚ 내지 1200㎚의 파장 범위의 투과율이 2% 이하인 파장 특성을 갖는 인산염계 유리를 분쇄하여 필러화한 것과, 상기 300㎚ 내지 430㎚의 파장 범위의 투과율이 3% 이하인 파장 특성을 갖는 인산염계 유리를 분쇄하여 필러화한 것을 일정한 비율로 수지에 혼합해도 얻을 수 있다.
실시예 2
도 2는, 본 실시예의 광센서 장치(14)의 단면도이다. 수지 봉지부(1)는 시감도 특성을 가진 유리를 미분쇄하여 유리 필러화한 것을 수지 중에 분산 혼합한 것을 트랜스퍼 몰드법에 의해 봉지한 패키지 구조로 이루어지는 부분은 도 1의 실시예와 다르지 않지만, 방열성을 갖는 소자 실장부(8)를 단면 방향으로 두껍게 하고, 일부를 수지 봉지부(1)로부터 노출시킨 구조로 하고 있다. 이로 인해 방열성을 갖는 소자 실장부(8)는 광센서 소자(4)에서 발생한 열을 수지 봉지부(1)의 외부로 방출할 수 있기 때문에, 저열저항인 패키지로 할 수 있다.
실시예 3
도 3은, 본 실시예의 광센서 장치(14)의 단면도이다. 수지 봉지부(2)는 차광 특성을 가진 유리를 미분쇄하여 유리 필러화한 것을 수지 중에 분산한 것을 트랜스퍼 몰드법에 의해 봉지하고 있고, 수지 봉지부(2)가 경화한 후의 상태에는 광센서 소자(4)의 상면 방향에는 개구 개소가 설치된 구조로 하고, 개구 개소에는 시감도 특성을 가진 유리 필러를 수지 중에 분산 혼합한 액상 수지를 충전하여 경화시키고, 시감도 특성을 갖는 수지 봉지부(1)를 설치한 구조로 하고 있다. 이로 인해 패키지는 광센서 소자(4)의 직상 방향에만 시감도 특성을 얻을 수 있는 구조로 할 수 있고, 광센서 소자(4)에 대해서 경사 방향이나 횡방향으로부터의 시감도 특성이 불필요한 사용법이 요구되는 용도에 대해서 유효한 구조를 가진 패키지로 할 수 있다.
여기서 수지 봉지부(2)는 차광 특성을 가진 유리를 미분쇄하여 유리 필러화한 것을 수지 중에 분산 혼합한 것에 의해 봉지한 패키지 구조로 이루어진다. 유리 필러화한 인산염계 유리는 차광 특성을 가지며, 300㎚ 내지 1200㎚의 파장 범위의 투과율이 2% 이하인 특성을 갖는 차광 특성을 갖는 것을 목적으로 하고 있고, 그 조성은 중량% 환산으로,
1) P2O5 40~60%
2) BaO 20~40%
3) Al2O3, La2O3, 및 Y2O3를 포함하고,
또한, Al2O3＋La2O3＋Y2O3 1~8%
4) ZnO, MgO, CaO 및 SrO를 포함하고,
또한, ZnO＋MgO＋CaO＋SrO 1~15%
5) Li2O, Na2O, K2O를 포함하고,
또한, Li2O＋Na2O＋K2O 1~15%
6) CoO 1~5%
7) CuO 3~10%
8) V2O5 5~15%
9) NiO 1~5%
에 의해 구성되어 있다.
이 조성에 의해 종래의 인산염계 유리에 비해 높은 내후성도 갖는 것이 가능하다. 또, 차광 특성을 갖는 인산염계 유리는 팽창 계수를 비롯한 물성은 시감도 특성을 갖는 인산염계 유리와 근사한 것이 되고, 수지 봉지부(1)와 수지 봉지부(2)는 팽창 계수의 차가 문제가 되지 않으며, 같은 높은 내후성 수준을 갖는 수지 봉지 구조를 가진 패키지로 할 수 있다.
실시예 4
도 4는, 본 실시예의 광센서 장치(14)의 단면도이다. 수지 봉지부(2)는 차광 특성을 가진 유리를 미분쇄하여 유리 필러화한 것을 수지 중에 분산 혼합한 것을 트랜스퍼 몰드법에 의해 봉지한 패키지 구조로 이루어진다. 개구부에 충전되는 수지 봉지부(1)는, 시감도 특성을 가진 유리를 미분쇄하여 유리 필러화한 것을 수지 중에 분산 혼합한 액상 수지로 이루어지며, 도 3의 실시예와 같은 구조이다. 다른 점은, 리드 프레임(6a, 6b)과 같은 재질로 이루어지는 방열성을 갖는 것을 단면 방향으로 두껍게 하고, 일부를 수지 봉지부(1)로부터 노출시킨 구조로 하고 있는 것이다. 이로 인해 방열성을 갖는 것은 광센서 소자(4)에서 발생한 열을 수지 봉지부(1)의 외부로 방출할 수 있기 때문에, 열저항이 작은 패키지로 할 수 있다.
실시예 5
도 5는, 본 실시예의 광센서 장치(14)의 단면도이다. 수지 봉지부(9)에는 투광성 수지를 트랜스퍼 몰드법에 의해 봉지하고 있고, 수지 봉지부(9)가 경화한 후의 형상은 광센서 소자(4)의 상면 방향에는 광센서 소자의 치수보다 작은 개구 개소가 설치된 구조로 하고, 개구 개소에는 시감도 특성을 가진 유리 필러를 수지 중에 분산 혼합한 액상 수지를 충전하여 경화시키고, 시감도 특성을 갖는 수지 봉지부(1)를 설치한 구조로 하고 있다. 여기서 수지 봉지부(9)는 외주 표면에 엠보싱 형상을 갖는 데다 거친 가공 자국을 남긴 광산란 효과를 갖는 거친 면으로 하고 있으며, 외부로부터의 광은 반사 또는 표면에서 산란하여 큰 폭으로 감쇠하는 표면 구조로 하고 있다. 이로 인해 차광 특성을 갖는 유리 필러를 수지 중에 분산 혼합하고 있지 않은 투광성 수지를 이용하는 경우라도, 외부로부터의 광에 대해서 일정한 산란, 반사 효과를 얻을 수 있음과 더불어, 광센서 소자(4)의 직상 방향은 시감도 특성을 가질 수 있는 구조의 패키지로 할 수 있다.
수지 봉지부의 외주 표면에서 광을 반사 혹은 산란시키는 것이 아니라, 수지 봉지부의 내부에서 반사 혹은 산란시키는 것도 가능하다. 예를 들면, 소자의 주위를, 실리카, 알루미나, 불투명 유리 등, 굴절률이 다른 입자가 일정량 분산 혼합된 수지에 의해 봉지한다. 이로 인해 광센서 소자의 상면 방향으로부터 입사하는 광은 시감도 특성을 가진 수광 감도가 얻어지고, 동소자의 상면 방향 이외의 주위로부터 입사하는 광은 산란, 감쇠되고, 소자 표면에 닿는 일이 없어진다.
실시예 6
도 6은, 본 실시예의 광센서 장치(14)의 단면도이다. 수지 봉지부(1)에는 시감도 특성을 가진 유리 필러를 수지 중에 분산 혼합한 수지를 이용하여, 트랜스퍼 몰드법 또는 포팅에 의해, 광센서 소자가 올려져 있는 실장 기판(12)의 상면만을 봉지한 것이다. 포팅의 경우는 페이스트 형상 혹은 슬러리 형상으로 한 수지가 이용된다. 광센서 소자가 실장되는 실장 기판(12)에는 수지나 세라믹, 유리, 실리콘으로 이루어지는 기판이 이용된다. 또, 광센서 소자가 실장되는 실장 기판(12)에는 외부 단자의 역할이 되는 관통 전극(11a, 11b)이 설치되어 있고, 광센서 소자(4)가 실장되는 면과 반대측의 면은 11a, 11b가 관통한 구조를 가지며, 11a, 11b의 광센서 소자(4)가 실장되는 면측에는 광센서 소자(4)의 상면에 설치된 도시를 생략한 전극과 와이어(5)에 의해 접속되고, 전기적인 접속을 얻고 있고, 관통한 구조에 의해 외부 단자로서 기능하고 있다. 이로 인해 외부 단자가 수지 봉지부(1)의 폭 이상의 치수로 되지 않고, 컴팩트한 패키지로 할 수 있다. 또 광센서 소자가 실장되는 실장 기판(12)은 수지나 세라믹, 유리, 실리콘, 금속 등으로 이루어지기 때문에, 얇게 하는 것이 용이하고, 소형이며 박형인 패키지로 할 수 있다.
실시예 7
도 7은, 본 실시예의 광센서 장치(14)의 단면도이다. 광센서 소자가 올려진 실장 기판(12)과 수지 봉지부(1)에 시감도 특성을 가진 유리 필러를 수지 중에 분산 혼합한 수지를 포팅에 의해 충전 봉지를 행하는 패키지 구조는 도 6의 실시예와 다르지 않지만, 광센서 소자가 실장되는 실장 기판(12)에는, 광센서 소자(4)가 실장되는 면과 반대측의 면을 관통하여 외부로 일부 혹은 저면이 되는 일면이 노출되는 두께를 가진 방열성을 갖는 것이 설치되어 있고, 광센서 소자(4)가 고착되어 있다. 방열성을 갖는 것은 관통 전극(11a, 11b)과 같은 재질로 이루어지거나, 또는 다른 금속재로 이루어진다. 이로 인해 방열성을 갖는 것은 광센서 소자(4)에서 발생한 열을 외부로 방출할 수 있기 때문에, 소형화나 박형화가 가능함과 더불어 저열저항인 패키지 구조로 할 수 있다.
실시예 8
도 8은, 본 실시예의 광센서 장치(14)의 단면도이다. 수지 봉지부(1)는, 시감도 특성을 가진 유리를 미분쇄하여 유리 필러화한 것을 수지 중에 분산 혼합한 것을 트랜스퍼 몰드법 또는 액상 수지를 포팅 충전에 의해 봉지한 패키지 구조로 이루어지며, 도 6의 실시예와 같다. 다른 것은, 광센서 소자(4)가 실장되는 소자 실장 기판(12)의 내부에 있어서, 외부 단자가 되는 리드 프레임(6a, 6b)을 굴곡시켜 소자 실장 기판(12)의 폭 내에 넣음과 더불어, 리드 프레임의 선단 부분과 이면 부분이 소자 실장 기판(12)의 표면으로부터 노출된 논리드 디자인에 의한 관통 전극 구조로 되어 있는 점이다.
이로 인해 광센서 장치(14)는, 실장 면적을 작게 할 수 있음과 더불어, 소형화하기 쉬워진다. 또 실장 기판(12)은 수지나 세라믹 등으로 이루어지기 때문에, 실장에 따르는 열이력이나 하중 등의 스트레스나 충격이 직접 전해지는 기판 부분에 대해서 높은 강도와 내구성을 갖는 패키지로 할 수 있다. 또 소자 실장부(7)를 생략한 실장 기판(12)으로 해도 되고, 이 경우는 수지나 세라믹 등으로 이루어지는 실장 기판 표면에 광센서 소자(4)가 실장되게 된다.
실시예 9
도 9는, 본 실시예의 광센서 장치(14)의 단면도이다. 수지 봉지부(1)는 시감도 특성을 가진 유리를 미분쇄하여 유리 필러화한 것을 수지 중에 분산 혼합한 것을 트랜스퍼 몰드법 또는 액상 수지를 포팅 충전에 의해 봉지한 패키지 구조로 이루어지는 부분과, 광센서 소자(4)가 실장되는 소자 실장 기판(12)이, 리드 프레임(6a, 6b)을 기판 폭 내에 수납한 구조를 갖고 있고, 이 점은 도 8의 실시예와 같다. 다른 것은, 광센서 소자(4)가 방열성을 갖는 소자 실장부(8)을 가진 구조로 하고 있는 점이다. 방열성을 갖는 소자 실장부(8)는, 리드 프레임(6a, 6b)과 같은 금속 또는 고열 전도율을 가진 물질로 이루어진다. 이로 인해 광센서 장치(14)는, 실장 면적이 작고, 소형화하기 쉬워짐과 더불어, 또, 실장 기판 부분을 높은 강도와 내구성을 갖는 것에 더하여, 광센서 소자(4)에서 발생한 열을 방출할 수 있는 저열저항인 패키지 구조로 할 수 있다.
실시예 10
도 10은, 본 실시예의 광센서 장치(14)의 단면도이다. 수지 봉지부(1)는 시감도 특성을 가진 유리를 미분쇄하여 유리 필러화한 것을 수지 중에 분산 혼합한 것을 트랜스퍼 몰드법 또는 액상 수지를 포팅 충전에 의해 봉지한 패키지 구조로 이루어지는 부분은 도 6의 실시예와 다르지 않지만, 소자 실장부(7)와 외부 단자(6a, 6b)는 금속 또는 수지나 세라믹에 금속을 메탈라이즈에 의해 설치한 것으로 이루어지고, 소자 실장부(7)를 단면 방향으로 두껍게 하지 않고 외부 단자(6a, 6b)와 같은 두께로 함과 더불어, 광센서 소자(4)가 실장하는 면과 반대측을 외부로 노출시킨 구조로 하고 있다. 이로 인해 기판을 이용하지 않는 금속 리드 프레임을 이용하는 구조나, 수지나 세라믹에 금속을 메탈라이즈에 의해 형성한 것을 이용하는 경우라도 외형 치수를 얇고, 작게 할 수 있는 것에 더하여, 광센서 소자(4)에서 발생한 열을 외부로 방출할 수 있는 저열저항인 패키지 구조로 할 수 있다.
실시예 11
도 11은, 본 실시예의 광센서 장치(14)의 단면도이다. 패키지는 캐비티를 갖는 실장부(13)와 리드 프레임(6a, 6b)과 광센서 소자(4)에 의해 구성되어 있고, 광센서 소자(4)는 다이어태치제(3)에 의해 캐비티를 갖는 실장부(13)의 캐비티의 바닥이 되는 바닥이 있는 면에 고착 실장된다. 리드 프레임(6a, 6b)의 일부는 캐비티의 바닥의 바닥이 있는 면에 노출되어 있고, 광센서 소자(4)의 상면에 설치된 도시를 생략한 전극과 와이어(5)에 의해 접속되고, 전기적인 접속을 얻고 있고, 리드 프레임(6a, 6b)의 한쪽은 캐비티를 갖는 실장부를 관통하여 외부에 노출되고 외부 단자로서 기능하고 있다. 캐비티 내에는 시감도 특성을 갖는 유리 필러를 수지 중에 분산 혼합한 수지가 포팅에 의해 충전되고, 캐비티를 봉지하는 수지 봉지부(1)를 형성하고 있다. 수지 중에 분산 혼합되는 시감도 특성을 갖는 유리 필러에는 실시예 1에 있어서 나타난 조성을 갖는 인산염계 유리를 이용할 수 있다. 캐비티를 갖는 실장부(13)는 차광성 또는 반사성을 가짐과 더불어 내열성을 갖는 수지, 세라믹 등으로 구성된 구조로 되어 있다. 반사성을 갖는 수지는 실시예 5에 기재된 것과 같은 방법에 의해 얻는 것이 가능하다. 이로 인해 패키지는 내열성이나 내후성이나 외부로부터의 충격에 강한 패키지로 할 수 있다.
실시예 12
도 12는, 본 실시예의 광센서 장치(14)의 단면도이다. 캐비티를 갖는 실장부(13)와 리드 프레임(6a, 6b)과, 캐비티 내에 시감도 특성을 갖는 유리 필러를 수지 중에 분산 혼합한 수지를 포팅에 의해 충전 봉지한 수지 봉지부(1)로 이루어지는 패키지 구조는 도 11의 실시예와 같지만, 리드 프레임(6a, 6b)과 같은 재질로 이루어지는 방열성을 갖는 소자 실장부(8)를 단면 방향으로 두껍게 하고, 일부를 캐비티를 갖는 실장부(13)의 이면으로부터 노출시킨 구조로 하고 있다. 이로 인해 방열성을 갖는 소자 실장부(8)는 광센서 소자(4)에서 발생한 열을 외부로 방출할 수 있기 때문에, 내열성이나 내후성이나 외부로부터의 충격에 강한 것에 더하여 저열저항인 패키지로 할 수 있다.
수지에 의해 광센서 소자 주위를 봉지하는 구조의 패키지를 이용한 광센서 장치에 있어서, 수지 중에, 특유의 조성에 의해 신규 개발한 시감도 특성을 갖는 인산염계 유리를, 분쇄하여 유리 필러화한 것을 분산 혼합한 수지에 의해 봉지한 구조로 함으로써, 수광 광센서 소자가 받는 광의 시감도 특성은 광센서 소자 직상 방향뿐만 아니라, 경사 방향이나 횡방향까지도 포함한 광각인 지향성을 가질 수 있고, 각도 의존성을 큰 폭으로 개선할 수 있다.
본 발명에 따른 인산염계 유리는 시감도 특성에 자외 영역의 파장의 광과 적외 영역의 파장의 광이 3% 내지 2% 이하인 투과율 특성과 동시에 유리인 것에 따른 고내열성과 고내후성을 갖는 조성이므로, 수지에 의해 시감도 특성을 갖게 한 것에 비해 자외 파장과 적외 파장의 흡수율이 높고, 장시간의 양호한 시감도 특성이 얻어지는 것에 더하여, 열이나 자외선이나 수분에 대해서도 영향을 받기 어려운 높은 신뢰성을 갖는다. 이로 인해 주위 환경의 영향을 받기 어렵고 경시 변화가 적은 특성을 가진 광센서 장치를 제공할 수 있으므로, 텔레비전이나 가전제품, 휴대 단말을 비롯하여 보다 환경이 엄격한 차재나 옥외 용도에의 사용에까지 배려한 광센서 장치 탑재 기기에의 공급에 기여할 수 있다.
1: 시감도 특성을 가진 인산염계 유리 필러를 수지 중에 포함한 수지 봉지부
2: 차광성을 가진 인산염계 유리 필러를 수지 중에 포함한 수지 봉지부
3: 다이어태치제 4: 광센서 소자
5: 와이어 6a, 6b: 리드 프레임
7: 소자 실장부 8: 방열성을 갖는 소자 실장부
9: 투광성 수지 10: 광산란 확산 엠보싱 가공면
11a, 11b: 관통 전극 12: 광센서 소자 실장 기판
13: 캐비티를 갖는 실장부 14: 광센서 장치

Claims (17)

  1. 소자 실장부와,
    상기 소자 실장부에 고착된 광센서 소자와,
    일단이 상기 광센서 소자와 와이어에 의해 접속되고, 타단이 외부 단자가 되는 리드 프레임과,
    상기 소자 실장부, 상기 광센서 소자 및 상기 리드 프레임을 덮는 수지 봉지부를 갖는 광센서 장치로서,
    상기 수지 봉지부는, 모두, 특정의 시감도 특성을 갖는 인산염계 유리를 분쇄한 유리 필러가 분산 혼합된 수지로 이루어지는 것을 특징으로 하는 광센서 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 특정의 시감도 특성을 갖는 인산염계 유리의 조성은, 중량% 환산으로,
    1) P2O5 40~60%
    2) BaO 20~40%
    3) Al2O3, La2O3, 및 Y2O3를 포함하고,
    또한, Al2O3＋La2O3＋Y2O3 1~8%
    4) ZnO, MgO, CaO 및 SrO를 포함하고,
    또한, ZnO＋MgO＋CaO＋SrO 1~15%
    5) Li2O, Na2O, K2O를 포함하고,
    또한, Li2O＋Na2O＋K2O 1~15%
    6) CuO 3~10%
    7) V2O5 1~5%
    8) NiO 1~5%를 포함하는 것을 특징으로 하는 광센서 장치.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 수지 봉지부는, 540㎚ 내지 560㎚의 파장 범위를 투과율의 중심 피크로 갖고, 700㎚ 내지 1200㎚의 파장 범위의 투과율이 2% 이하이며, 300㎚ 내지 430㎚의 파장 범위의 투과율이 3% 이하인 특성을 갖는 것을 특징으로 하는 광센서 장치.
  4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유리 필러는 입경이 1㎛ 내지 20㎛인 것을 특징으로 하는 광센서 장치.
  5. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 소자 실장부의 일부가 상기 수지 봉지부로부터 노출되어 있는, 광센서 장치.
  6. 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광센서 장치는, 상기 특정의 시감도 특성을 갖는 인산염계 유리를 분쇄하여 필러로 한 것을 혼합한 수지를 성형한 태블릿을 이용하여, 트랜스퍼 몰드법에 의해 광센서 소자의 주위를 봉지하는 구조인 것을 특징으로 하는 광센서 장치.
  7. 소자 실장부와,
    상기 소자 실장부에 고착된 광센서 소자와,
    일단이 상기 광센서 소자와 와이어에 의해 접속되고, 타단이 외부 단자가 되는 리드 프레임과,
    상기 소자 실장부, 상기 광센서 소자 및 상기 리드 프레임을 덮는 수지 봉지부를 갖는 광센서 장치로서,
    상기 수지 봉지부는, 특정의 시감도 특성을 갖는 인산염계 유리를 분쇄한 유리 필러가 분산 혼합된 수지로 이루어지는 제1 수지 봉지부와 특정의 차광 특성을 갖는 인산염계 유리를 분쇄한 유리 필러가 분산 혼합된 수지로 이루어지는 제2 수지 봉지부로 이루어지는, 광센서 장치.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 특정의 시감도 특성을 갖는 인산염계 유리의 조성은, 중량% 환산으로,
    1) P2O5 40~60%
    2) BaO 20~40%
    3) Al2O3, La2O3, 및 Y2O3를 포함하고,
    또한, Al2O3＋La2O3＋Y2O3 1~8%
    4) ZnO, MgO, CaO 및 SrO를 포함하고,
    또한, ZnO＋MgO＋CaO＋SrO 1~15%
    5) Li2O, Na2O, K2O를 포함하고,
    또한, Li2O＋Na2O＋K2O 1~15%
    6) CuO 3~10%
    7) V2O5 1~5%
    8) NiO 1~5%를 포함하고,
    상기 특정의 차광 특성을 갖는 인산염계 유리의 조성은, 중량% 환산으로,
    1) P2O5 40~60%
    2) BaO 20~40%
    3) Al2O3, La2O3, 및 Y2O3를 포함하고,
    또한, Al2O3＋La2O3＋Y2O3 1~8%
    4) ZnO, MgO, CaO 및 SrO를 포함하고,
    또한, ZnO＋MgO＋CaO＋SrO 1~15%
    5) Li2O, Na2O, K2O를 포함하고,
    또한, Li2O＋Na2O＋K2O 1~15%
    6) CoO 1~5%
    7) CuO 3~10%
    8) V2O5 5~15%
    9) NiO 1~5%를 포함하는 것을 특징으로 하는 광센서 장치.
  9. 청구항 7 또는 청구항 8에 있어서,
    상기 제1 수지 봉지부는, 540㎚ 내지 560㎚의 파장 범위를 투과율의 중심 피크로 갖고, 700㎚ 내지 1200㎚의 파장 범위의 투과율이 2% 이하이며, 300㎚ 내지 430㎚의 파장 범위의 투과율이 3% 이하인 특성을 가지며,
    상기 제2 수지 봉지부는, 300㎚ 내지 1200㎚의 파장 범위의 투과율이 2% 이하인 특성을 갖는 것을 특징으로 하는 광센서 장치.
  10. 광센서 소자와,
    상기 광센서 소자가 올려진 실장 기판과,
    상기 실장 기판을 관통하여 설치되고, 상기 광센서 소자와 일단에서 접속되고, 다단이 외부 접속 단자가 되는 관통 전극과,
    상기 실장 기판 및 상기 광센서 소자의 상면을 덮는 수지 봉지부를 갖는 광센서 장치로서,
    상기 수지 봉지부는, 모두, 특정의 시감도 특성을 갖는 인산염계 유리를 분쇄한 유리 필러가 분산 혼합된 수지로 이루어지는 것을 특징으로 하는 광센서 장치.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 특정의 시감도 특성을 갖는 인산염계 유리의 조성은, 중량% 환산으로,
    1) P2O5 40~60%
    2) BaO 20~40%
    3) Al2O3, La2O3, 및 Y2O3를 포함하고,
    또한, Al2O3＋La2O3＋Y2O3 1~8%
    4) ZnO, MgO, CaO 및 SrO를 포함하고,
    또한, ZnO＋MgO＋CaO＋SrO 1~15%
    5) Li2O, Na2O, K2O를 포함하고,
    또한, Li2O＋Na2O＋K2O 1~15%
    6) CuO 3~10%
    7) V2O5 1~5%
    8) NiO 1~5%를 포함하는 것을 특징으로 하는 광센서 장치.
  12. 청구항 10 또는 청구항 11에 있어서,
    상기 수지 봉지부는, 540㎚ 내지 560㎚의 파장 범위를 투과율의 중심 피크로 가지며, 700㎚ 내지 1200㎚의 파장 범위의 투과율이 2% 이하이며, 300㎚ 내지 430㎚의 파장 범위의 투과율이 3% 이하인 특성을 갖는 것을 특징으로 하는 광센서 장치.
  13. 청구항 10 내지 청구항 12 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 실장 기판에는, 상기 광센서 소자가 실장되는 면으로부터 반대의 면까지 관통하여 일부가 외부에 노출되어 있는 소자 실장부가 설치되어 있는, 광센서 장치.
  14. 청구항 10 내지 청구항 13 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 관통 전극은, 상기 실장 기판의 내부에서 굴곡되어 있는 리드 프레임이며, 상기 실장 기판의 폭 내에 들어감과 더불어, 상기 리드 프레임의 선단 부분과 이면 부분이 상기 실장 기판의 표면으로부터 노출되어 있는, 광센서 장치.
  15. 캐비티를 갖는 실장부와,
    상기 실장부의 바닥이 있는 면에 고착된 광센서 소자와,
    일단이 상기 바닥이 있는 면에 있어서 노출되고, 상기 광센서 소자와 와이어에 의해 접속되고, 타단이 상기 실장부로부터 노출되어 외부 단자가 되는 리드 프레임과,
    상기 캐비티를 충전하고 있는 수지 봉지부를 갖는 광센서 장치로서,
    상기 수지 봉지부는, 모두, 특정의 시감도 특성을 갖는 인산염계 유리를 분쇄한 유리 필러가 분산 혼합된 수지로 이루어지는 것을 특징으로 하는 광센서 장치.
  16. 청구항 15에 있어서,
    상기 특정의 시감도 특성을 갖는 인산염계 유리의 조성은, 중량% 환산으로,
    1) P2O5 40~60%
    2) BaO 20~40%
    3) Al2O3, La2O3, 및 Y2O3를 포함하고,
    또한, Al2O3＋La2O3＋Y2O3 1~8%
    4) ZnO, MgO, CaO 및 SrO를 포함하고,
    또한, ZnO＋MgO＋CaO＋SrO 1~15%
    5) Li2O, Na2O, K2O를 포함하고,
    또한, Li2O＋Na2O＋K2O 1~15%
    6) CuO 3~10%
    7) V2O5 1~5%
    8) NiO 1~5%를 포함하는 것을 특징으로 하는 광센서 장치.
  17. 청구항 15 또는 청구항 16에 있어서,
    상기 실장부에는, 상기 광센서 소자가 고착되는 상기 바닥이 있는 면으로부터 반대의 면까지 관통하여 일부가 외부에 노출되어 있는 소자 실장부가 설치되어 있는, 광센서 장치.
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6415309B2 (ja) * 2014-02-18 2018-10-31 エイブリック株式会社 光センサ装置
TWI657237B (zh) * 2018-02-21 2019-04-21 茂達電子股份有限公司 光學偵測裝置及光學封裝結構
JPWO2023032555A1 (ko) * 2021-08-30 2023-03-09

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002344006A (ja) * 2001-05-15 2002-11-29 Sharp Corp 光結合装置
JP2007036264A (ja) 2003-01-20 2007-02-08 Sharp Corp 光センサ用透光性樹脂組成物
JP2012238812A (ja) * 2011-05-13 2012-12-06 Seiko Instruments Inc 受光デバイス
JP2013168510A (ja) * 2012-02-15 2013-08-29 Seiko Instruments Inc 光検出デバイス及び光検出デバイスの製造方法

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62251616A (ja) * 1986-04-24 1987-11-02 Sharp Corp ホトインタラプタ
JPS62279680A (ja) * 1986-05-28 1987-12-04 Sharp Corp 光結合素子
JP2006001808A (ja) 2004-06-18 2006-01-05 Isuzu Seiko Glass Kk 近赤外線カットガラス
JP4553250B2 (ja) * 2005-02-02 2010-09-29 Ｈｏｙａ株式会社 ガラスの製造方法および赤外カットフィルター
JP2013011818A (ja) 2011-06-30 2013-01-17 Seiko Instruments Inc 照度センサ用光学フィルターの製造方法
US9343441B2 (en) * 2012-02-13 2016-05-17 Cree, Inc. Light emitter devices having improved light output and related methods
JP6110673B2 (ja) * 2012-02-17 2017-04-05 エスアイアイ・セミコンダクタ株式会社 光センサ装置
JP6211862B2 (ja) * 2013-09-18 2017-10-11 エスアイアイ・セミコンダクタ株式会社 光半導体装置およびその製造方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002344006A (ja) * 2001-05-15 2002-11-29 Sharp Corp 光結合装置
JP2007036264A (ja) 2003-01-20 2007-02-08 Sharp Corp 光センサ用透光性樹脂組成物
JP2012238812A (ja) * 2011-05-13 2012-12-06 Seiko Instruments Inc 受光デバイス
JP2013168510A (ja) * 2012-02-15 2013-08-29 Seiko Instruments Inc 光検出デバイス及び光検出デバイスの製造方法

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