WO2017126214A1 - 受光モジュール及び光学モジュールの製造方法 - Google Patents

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文孝 西尾
真紀夫 久米
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浜松ホトニクス株式会社
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Definitions

  • the present disclosure relates to a method for manufacturing a light receiving module and an optical module.
  • Patent Document 1 discloses an optical semiconductor device in which an inclined surface provided with a reflective film is provided in a region facing a light detection surface. This optical semiconductor device detects light by reflecting light incident from a side surface to a light detection surface using a reflective film.
  • This disclosure describes a method of manufacturing a light receiving module and an optical module that can achieve downsizing while realizing a light shielding function.
  • a light receiving module includes a semiconductor light receiving element, a substrate on which the semiconductor light receiving element is mounted, a terminal portion electrically connected to the semiconductor light receiving element, and a light having a predetermined wavelength. And a resin portion that is optically transparent and seals the main surface of the semiconductor light receiving element and the substrate. The resin portion connects a first end surface extending in a direction intersecting the main surface, a second end surface facing the first end surface and extending in a direction intersecting the main surface, the first end surface and the second end surface, and a substrate.
  • a third end surface parallel to the main surface of The first end surface is a rough surface and is exposed, the second end surface is inclined with respect to the main surface, and the second end surface and the third end surface are light shielding films that shield light of a predetermined wavelength. It is covered with.
  • a light shielding film is formed on the second end surface and the third end surface of the resin portion.
  • the substrate is a glass epoxy substrate
  • the substrate has a notch continuous to the second end face, and the notch is covered with a light shielding film that shields light of a predetermined wavelength.
  • the second end surface is a rough surface. According to this configuration, the diffused light incident on the inside of the resin portion is further diffused on the second end surface. Further, the diffused light is reflected by the light shielding film covering the second end face. Therefore, it is possible to make the luminance uniform inside the resin portion, and it is possible to accurately detect light incident from the first end face.
  • the resin portion further includes a fourth end surface and a fifth end surface that connect the first end surface and the second end surface and extend in a direction intersecting the main surface of the substrate, and the fourth end surface and the fifth end surface.
  • the end face is covered with a light shielding film that shields light of a predetermined wavelength. Since the fourth end surface and the fifth end surface are also covered with the light shielding film, the intrusion of disturbance light into the light receiving module is further suppressed. Further, the light incident on the inside of the resin portion from the first end face can be more efficiently confined inside the resin portion.
  • the fourth end surface and the fifth end surface are rough surfaces and are inclined with respect to the main surface of the substrate. According to this configuration, the diffused light incident on the inside of the resin portion is further diffused also on the fourth end surface and the fifth end surface. Therefore, the brightness can be made more uniform inside the resin portion, and the light incident from the first end face can be detected with higher accuracy.
  • An optical module manufacturing method electrically fixes a semiconductor optical element on a main surface of a substrate, a semiconductor optical element, and a terminal portion formed on the main surface of the substrate.
  • an inclined surface is formed in the sealing resin portion by performing bevel cutting in the first direction.
  • This inclined surface is covered with a light shielding film.
  • the parallel surface of the sealing resin portion parallel to the main surface of the substrate is also covered with a light shielding film. Therefore, an optical module in which the light shielding film is integrated can be manufactured, and the optical module can be miniaturized while realizing the light shielding function.
  • the method for manufacturing an optical module further includes a step of half-cutting in the second direction prior to the step of covering with a light shielding film.
  • the light shielding film can be formed on the end surface (end surface extending in the second direction) other than the light incident surface or the light emitting surface in the sealing resin portion. Therefore, it is possible to manufacture an optical module with better optical performance.
  • a notch continuous to the inclined surface is formed in the substrate.
  • the notch formed in the substrate can be covered with the light shielding film.
  • FIG. 1A and FIG. 1B are perspective views showing a light receiving module according to an embodiment of the present disclosure.
  • 2A is a cross-sectional view taken along line IIA-IIA in FIG. 1A
  • FIG. 2B is a cross-sectional view taken along line IIB-IIB in FIG.
  • FIG. 3 is a flowchart showing a method of manufacturing the optical module.
  • 4A is a perspective view showing the object to be processed in one step of the manufacturing method shown in FIG. 3
  • FIG. 4B is a perspective view showing the object to be processed in the process following FIG. 4A.
  • 5A is a perspective view showing a part of the object to be processed in the process following FIG. 4B, FIG.
  • FIG. 5B is a cross-sectional view taken along the line VB-VB in FIG.
  • FIG. 5C is a cross-sectional view taken along the line VC-VC in FIG. 6A is a perspective view showing a part of the object to be processed in the process following FIG. 5A
  • FIG. 6B is a cross-sectional view taken along the line VIB-VIB in FIG. 6A
  • FIG. 7B is a cross-sectional view taken along the line VIIB-VIIB in FIG. 7A
  • FIG. 8 is a perspective view showing the object to be processed in the step subsequent to FIG.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view taken along the line VIIB-VIIB in FIG. 7A and shows a cutting position where the substrate is separated.
  • FIG. 10 is a diagram showing another example of a cutting position for dividing a substrate into pieces.
  • FIG. 11 is a diagram showing still another example of the cutting position for dividing the substrate into pieces.
  • FIG. 12 is a diagram for explaining the function and effect of the light receiving module shown in FIG.
  • FIG. 13A and FIG. 13B are diagrams for explaining the difference in action and effect depending on the presence or absence of a light shielding film in the notch, and FIG.
  • FIG. 13A is a cross-sectional view showing a light receiving module of a comparative example.
  • FIG. 13B is a cross-sectional view of the light receiving module shown in FIG.
  • FIG. 14A and FIG. 14B are perspective views illustrating a light receiving module according to a modified example of the present disclosure.
  • 15A is a cross-sectional view taken along line XVA-XVA in FIG. 14A
  • FIG. 15B is a cross-sectional view taken along line XVB-XVB in FIG.
  • 16A is a perspective view showing a part of the object to be processed in one step of the manufacturing method shown in FIG. 3
  • FIG. 16B is a sectional view taken along line XVIB-XVIB in FIG.
  • FIG. 16 (c) is a cross-sectional view taken along line XVIC-XVIC in FIG. 16 (a).
  • FIG. 17 is a perspective view showing the object to be processed in the step subsequent to FIG.
  • FIG. 18A and FIG. 18B are perspective views illustrating a light emitting module according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 19 is a diagram for explaining the operational effects of the light emitting module shown in FIGS. 18 (a) and 18 (b).
  • the configuration of the light receiving module 100 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
  • the light receiving module 100 is a side incident type light receiving module mounted on a small electronic device such as a mobile phone. As shown in FIG. 1, the light receiving module 100 has a quadrangular frustum shape as a whole.
  • the light receiving module 100 is provided with a semiconductor light receiving element 10 that detects light incident on the light receiving module 100, a substrate 20 on which the semiconductor light receiving element 10 is mounted, and optically with respect to light having a predetermined wavelength. Transparent resin portion 30.
  • the semiconductor light receiving element 10 is mounted on the main surface 20M of the substrate 20.
  • a terminal portion 21 is provided on the main surface 20M of the substrate 20.
  • the terminal portion 21 is electrically connected to the semiconductor light receiving element 10.
  • the resin portion 30 is a package that is provided on the main surface 20M of the substrate 20 and seals the semiconductor light receiving element 10 and the main surface 20M.
  • the resin part 30 has a first end surface 31, a second end surface 32, a third end surface 33, a fourth end surface 34, and a fifth end surface 35.
  • the first end surface 31 and the second end surface 32 are a pair of side surfaces facing each other, and the fourth end surface 34 and the fifth end surface 35 are a pair of side surfaces facing each other.
  • the third end surface 33 is an upper surface connecting the four side surfaces.
  • one side of the light receiving module 100 is about 0.5 to 2.0 mm.
  • the dimensions of the light receiving module 100 can be arbitrarily determined depending on the application.
  • the semiconductor light receiving element 10 has, for example, a light receiving surface 11 and two electrodes 12a and 12b.
  • One electrode 12 a is formed on the light receiving surface 11, and the other electrode 12 b is formed on the surface opposite to the light receiving surface 11.
  • the electrodes 12a and 12b are made of a conductive material such as gold or copper.
  • a photodiode having a pn junction structure can be used for the semiconductor light receiving element 10.
  • the semiconductor light receiving element 10 is not limited to the above structure, and may be, for example, a photodiode having a pin structure.
  • the substrate 20 has a rectangular parallelepiped shape, and has a rectangular main surface 20M and four side surfaces 20S1 to 20S4.
  • the side surfaces 20S1 to 20S4 are formed substantially perpendicular to the main surface 20M.
  • On the main surface 20M two terminal portions 21a and 21b for electrically connecting the semiconductor light receiving element 10 and the substrate 20 are formed.
  • the electrode 12b of the semiconductor light receiving element 10 is placed on the terminal portion 21b so as to face the terminal portion 21b. Thereby, the electrode 12b and the terminal part 21b are electrically connected.
  • the electrode 12 a of the semiconductor light receiving element 10 is electrically connected to the terminal portion 21 a through the bonding wire 22.
  • a glass epoxy substrate is used for the substrate 20, for example.
  • the terminal portions 21a and 21b and the bonding wire 22 are made of a conductive material such as gold or copper, for example.
  • Resin portion 30 has a quadrangular pyramid shape.
  • the first end surface 31 of the resin portion 30 extends in a direction intersecting with the main surface 20M of the substrate 20.
  • the first end surface 31 is provided substantially perpendicular to the main surface 20M.
  • the first end surface 31 is provided flush with the side surface 20S1 of the substrate 20.
  • the second end surface 32 facing the first end surface 31 extends in a direction intersecting with the main surface 20M.
  • the second end surface 32 is provided to be inclined with respect to the main surface 20M.
  • “a certain surface is inclined with respect to the main surface 20M” means that the surface makes an acute angle with respect to the main surface 20M.
  • the surface forms a predetermined angle with respect to a surface perpendicular to the main surface 20M.
  • the third end surface 33 is parallel to the main surface 20M of the substrate 20.
  • the fourth end surface 34 and the fifth end surface 35 respectively connect the first end surface 31 and the second end surface 32 and extend in a direction intersecting the main surface 20M of the substrate 20.
  • the fourth end surface 34 and the fifth end surface 35 are provided to be inclined with respect to the main surface 20M.
  • the resin portion 30 is formed of a resin material such as a thermosetting resin that is optically transparent to light having a predetermined wavelength, for example, an epoxy resin.
  • the refractive index of the resin part 30 is larger than the refractive index of air, and in one example, the refractive index n of the resin part 30 formed of epoxy resin is about 1.5.
  • the resin part 30 may be formed from the photocurable resin hardened
  • the substrate 20 has three notches 23, 24, and 25 formed therein.
  • the cutout portion 23 is flush with the second end surface 32 of the resin portion 30 and connects the side surface 20S2 of the substrate 20 and the second end surface 32.
  • the notch portion 24 is flush with the fourth end surface 34 of the resin portion 30 and connects the side surface 20S3 of the substrate 20 and the fourth end surface 34.
  • the notch 25 is continuous with the fifth end surface 35 of the resin portion 30 and connects the side surface 20S4 of the substrate 20 and the fifth end surface 35. That is, the notches 23, 24, and 25 are provided on the side surface of the substrate 20.
  • the notches 23, 24, and 25 are inclined with respect to the main surface 20 ⁇ / b> M of the substrate 20.
  • the glass epoxy substrate used as the substrate 20 has a structure in which a glass fiber layer and an epoxy resin layer are laminated.
  • the substrate 20 has a glass fiber layer 20a (see FIG. 13A), which is the uppermost layer including the main surface 20M.
  • the notches 23, 24, and 25 are formed in at least the glass fiber layer 20a.
  • the thickness of the glass epoxy substrate is about 0.2 to 1.6 mm.
  • the first end surface 31 of the resin part 30 is an exposed rough surface and functions as a light incident surface. Further, the second end surface 32, the fourth end surface 34, and the fifth end surface 35 are also rough surfaces, and function as diffusion surfaces that diffuse light incident on the resin portion 30. On the other hand, the third end surface 33 is a mirror surface.
  • the rough surface refers to a surface formed by being ground by a dicing blade in a manufacturing process described later and having a large number of fine irregularities on the order of micrometers or more. In the definition based on the surface roughness, the rough surface refers to a surface having a surface roughness larger than a mirror surface having a surface roughness Ra of 0.2 or less.
  • the light receiving module 100 further includes a light shielding film 40 that shields light of a predetermined wavelength.
  • the light shielding film 40 covers the second end surface 32, the third end surface 33, the fourth end surface 34, the fifth end surface 35 of the resin portion 30, and the notches 23, 24, and 25 formed in the substrate 20. It is provided as follows.
  • the light shielding film 40 is made of, for example, a metal such as Cr, Ag, Al, or Pd or an alloy such as Ag—Pd or Monel.
  • the thickness of the light shielding film 40 is 1 ⁇ m or less.
  • FIG. 3 is a flow diagram illustrating a method of manufacturing an optical module in some aspects.
  • 4 to 8 are views showing a part of the object to be processed 300 in one step of the manufacturing method shown in FIG.
  • the to-be-processed object 300 means the structure in the middle of the above manufacturing method.
  • the XYZ orthogonal coordinate system is also shown in FIGS. 5 (a), 6 (a), 7 (a), and 8.
  • the semiconductor optical element is fixed on the main surface 20M of the substrate 20 (step ST1). Specifically, the semiconductor light receiving element 10 is fixed on the terminal portion 21 b so that the electrode 12 b of the semiconductor light receiving element 10 faces the terminal portion 21 b of the substrate 20.
  • a conductive die bonding paste such as a silver paste may be used.
  • a die bonder device can be used to fix the semiconductor light receiving element 10.
  • it is not always necessary to use a conductive die bonding paste, and an insulating adhesive or the like may be used.
  • step ST2 wire bonding is performed to electrically connect the electrode 12a of the semiconductor light receiving element 10 and the terminal portion 21a via the bonding wire 22, as shown in FIG.
  • the electrode 12b and the terminal part 21b can be electrically connected by performing wire bonding.
  • wire bonding For example, Ag, Cu, Al, or the like is used for the bonding wire 22.
  • a wire bonder device can be used for wire bonding in step ST2.
  • a bonding method a thermocompression bonding method, an ultrasonic thermocompression bonding method, or the like can be applied.
  • the sealing resin portion 50 is formed (step ST3). Specifically, as shown in FIG. 4B, a sealing resin portion 50 that seals the main surface 20M of the substrate 20 and the semiconductor light receiving element 10 is formed.
  • the sealing resin portion 50 is formed, for example, by filling an uncured thermosetting resin in a mold or a dam-shaped frame and then curing it by heating. If the thermosetting resin does not flow out in an uncured state, it may be formed by heating and curing after coating or potting without using a mold or the like.
  • the sealing resin portion 50 may be formed by filling an uncured photocurable resin in a dam-shaped frame and then curing it by irradiating light of a specific wavelength. If the photocurable resin does not flow out in an uncured state, it may be formed by applying light of a specific wavelength after application or potting and curing.
  • an inclined surface is formed in the sealing resin portion 50 by performing bevel cutting in the first direction (Y-axis direction) along the main surface 20M of the substrate 20 (step ST4).
  • bevel cutting is performed using a dicing apparatus. Further, when performing this bevel cut, the height of the dicing blade is adjusted so that the half cut is performed.
  • a first dicing blade (not shown) having a tapered blade section is used. One side surface in the thickness direction of the blade portion of the first dicing blade is substantially perpendicular to the rotation axis of the first dicing blade, and the other side surface is inclined with respect to the rotation axis.
  • the end surface 51 (corresponding to the first end surface 31 of the light receiving module 100) substantially perpendicular to the main surface 20M.
  • An end surface) and an inclined surface 52 (an end surface corresponding to the second end surface 32 of the light receiving module 100) inclined with respect to the main surface 20M are formed in the sealing resin portion 50.
  • the side surface 20 ⁇ / b> S ⁇ b> 2 is partly cut, and a notch 23 continuing to the inclined surface 52 is formed in the substrate 20.
  • the sealing resin portion 50 remains continuous.
  • the shape of the surface of the end surface 51 and the inclined surface 52 is a rough surface depending on the grain size of the side surface of the first dicing blade.
  • a general electroformed dicing blade can be used as the first dicing blade.
  • the dicing blade used in step ST4 is not limited to the first dicing blade whose blade section has a tapered cross section.
  • a dicing blade having a V-shaped cross section of the blade portion may be used.
  • step ST5 half-cut is performed in a second direction (X-axis direction) orthogonal to the first direction (Y-axis direction) (step ST5).
  • cutting is performed using a dicing apparatus.
  • the height of the dicing blade is adjusted so that half-cutting is performed, as in step ST4.
  • a second dicing blade (not shown) having a V-shaped cross section of the blade portion is used.
  • One side surface and the other side surface in the thickness direction of the blade portion of the second dicing blade are inclined with respect to the rotation axis of the dicing blade 2, and are formed such that the thickness increases as the rotation axis side is approached. .
  • the inclination angles of the one side surface and the other side surface with respect to the rotation axis may be the same or different from each other.
  • an inclined surface 54 (light receiving module) inclined with respect to the main surface 20M of the substrate 20 is obtained.
  • 100, an end surface corresponding to the fourth end surface 34) and an inclined surface 55 (corresponding to the fifth end surface 35 of the light receiving module 100) are formed in the sealing resin portion 50.
  • the side surface 20S3 and the side surface 20S4 are partially cut away, and the notch portion 24 continuing to the inclined surface 54 and the notch portion 25 continuing to the inclined surface 55 are formed on the substrate. 20 is formed.
  • the shapes of the surfaces of the inclined surface 54 and the inclined surface 55 are rough surfaces depending on the grain size of the side surface of the second dicing blade.
  • a general electroformed dicing blade can be used as the second dicing blade.
  • step ST6 the parallel surface 53 of the sealing resin portion 50 and the inclined surfaces 52, 54, and 55 are covered with a light shielding film 40 that shields light of a predetermined wavelength.
  • a film forming apparatus such as a sputtering apparatus or a vapor deposition apparatus is used.
  • the object to be processed 300 is processed in the film forming apparatus.
  • FIGS. 7A to 7C the parallel surface 53, the inclined surface 52, the inclined surface 54, and the inclined surface 55 of the sealing resin portion 50 are covered with the light shielding film 40. Further, the notches 23, 24 and 25 formed in the substrate 20 are also covered with the light shielding film 40.
  • the light shielding film 40 can be easily formed on these surfaces. Since the end surface 51 of the sealing resin part 50 is substantially perpendicular to the main surface 20M of the substrate 20, it is not covered with the light shielding film 40 and remains exposed.
  • a metal material such as Cr, Ag, or Al can be used as the material of the light shielding film 40.
  • the method for forming the light shielding film 40 is not limited to a dry process such as sputtering or vapor deposition, and a wet process such as plating may be used.
  • step ST7 cutting is performed in the first direction and the second direction using a dicing apparatus.
  • substrate 20 is separated into pieces and each light receiving module 100 is formed as shown in FIG.
  • the height of the dicing blade is adjusted so that the portion where the half-cut is performed in the processes ST4 and ST5 is completely cut.
  • a third dicing blade (not shown) having a rectangular cross section is used. Both side surfaces in the thickness direction of the blade portion of the third dicing blade are substantially perpendicular to the rotation axis of the third dicing blade.
  • the third dicing blade for example, a general electroformed dicing blade can be used.
  • FIG. 9 is a diagram showing a cutting position in the first direction in step ST7.
  • a two-dot chain line in FIG. 9 indicates a location where the dicing blade cuts in step ST7.
  • dicing is performed at a location between the end surface 51 and the inclined surface 52 (the intermediate location excluding the end surface 51 and the inclined surface 52 and the smallest thickness) formed in step ST4.
  • the number (yield) of the light receiving modules 100 that can be manufactured from one substrate can be increased.
  • the cutting position in the first direction in step ST7 is not limited to this, and various modifications are possible.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating a modification of the cutting position in the first direction in step ST7.
  • the dashed-two dotted line in FIG. 10 has shown the location which a dicing blade cut
  • dicing is performed at a location including the end surface 51 formed in step ST4.
  • the end surface 51 formed in step ST4 is ground, and a new end surface 51A is formed. Therefore, even if a slight amount of the light-shielding film 40 is formed on the end surface 51 in the process ST6, the completely exposed end surface 51A can be obtained after dicing. Thereby, the yield can be improved.
  • the width of the third dicing blade whose cross section of the blade portion is rectangular may be changed as appropriate.
  • FIG. 11 is a diagram showing a further modification of the cutting position in the first direction in step ST7.
  • a two-dot chain line in FIG. 11 indicates a location where the dicing blade cuts in step ST7.
  • the bevel cut in step ST4 is performed using a second dicing blade having a V-shaped cross section of the blade portion, similar to the dicing blade used in step ST5.
  • the end surface 51 is provided to be inclined with respect to the main surface 20M of the substrate 20.
  • dicing is performed by using a third dicing blade whose blade section has a rectangular shape so that the range including the entire inclined end surface 51 is ground.
  • step ST7 By executing step ST7 in this way, the inclined end surface 51 is ground, and a new end surface 51B substantially perpendicular to the main surface 20M is formed. Therefore, the exposed end face 51 can be obtained with certainty, and the yield can be improved. Further, the number of dicing blades used in manufacturing the light receiving module 100 can be limited to two. As a result, manufacturing costs can be reduced.
  • FIGS. 12 and 13 are diagrams for explaining the operation and effect of the light receiving module 100.
  • the light shielding film 40 is formed on the second end surface 32 and the third end surface 33 of the resin portion 30.
  • a light shielding function is realized, and as shown in FIG. 12, intrusion of disturbance light into the light receiving module 100 is suppressed.
  • the light incident on the inside of the resin part 30 from the first end face 31 is reflected by the light shielding film 40 and is confined inside the resin part 30.
  • the first end surface 31 is a rough surface, the light incident on the first end surface 31 becomes diffused light and enters the resin portion 30.
  • the resin part 30 Due to the difference in refractive index, the diffused light incident on the resin part 30 is easily totally reflected. Therefore, the resin part 30 has an effect of confining the diffused light incident from the first end face 31. With these actions, the light incident from the first end face 31 can be detected with high sensitivity by the semiconductor light receiving element 10. Furthermore, since the light shielding film 40 is molded integrally with the resin portion 30, it is not necessary to cover the light receiving module with a light shielding cover or case, and the light receiving module 100 can be downsized.
  • the substrate 20 of the light receiving module 100 is a glass epoxy substrate, and the substrate 20 has a notch portion 23 continuous with the second end face 32, and the notch portion 23 is covered with a light shielding film 40 that shields light of a predetermined wavelength.
  • a light shielding film 40 that shields light of a predetermined wavelength.
  • the notch 23 in at least the uppermost glass fiber layer 20a and covering it with the light shielding film 40, disturbance light can be prevented from entering the glass fiber layer 20a. Therefore, as shown in FIG. 13B, the disturbance light can be blocked and the disturbance light can be prevented from entering the resin portion 30 through the substrate 20. Moreover, it is not necessary to use an expensive substrate such as a ceramic substrate in order to suppress the incidence of disturbance light through the substrate 20. Therefore, it is possible to realize a high-performance light receiving module 100 while maintaining a low cost.
  • the substrate 20 of the light receiving module 100 includes a notch portion 24 continuing to the fourth end surface 34 and a notch portion 25 continuing to the fifth end surface 35 in addition to the notch portion 23.
  • the cutout portion 24 and the cutout portion 25 are also formed so as to reach at least the glass fiber layer 20 a and are covered with the light shielding film 40. With this configuration, the notch 24 and the notch 25 have the same effects as the notch 23 covered with the light shielding film 40 as described above.
  • the diffused light incident on the inside of the resin portion 30 is further diffused on the second end surface 32. Further, the diffused light is reflected by the light shielding film 40 that covers the second end face 32. Therefore, it is possible to make the luminance uniform inside the resin portion 30 and to detect the light incident from the first end face 31 with high accuracy.
  • the fourth end surface 34 and the fifth end surface 35 are covered with a light shielding film 40 that shields light of a predetermined wavelength.
  • the fourth end surface 34 and the fifth end surface 35 are also covered with the light-shielding film 40, so that the intrusion of disturbing light into the light receiving module 100 is further suppressed.
  • the light incident on the inside of the resin portion 30 from the first end face 31 can be more efficiently confined inside the resin portion 30.
  • the fourth end surface 34 and the fifth end surface 35 are rough surfaces and are inclined with respect to the main surface 20 ⁇ / b> M of the substrate 20. According to this configuration, the diffused light incident on the inside of the resin portion 30 is further diffused also on the fourth end surface 34 and the fifth end surface 35. Therefore, the brightness can be made more uniform inside the resin portion 30, and the light incident from the first end face 31 can be detected with higher accuracy.
  • FIG. 14A and FIG. 14B are perspective views showing a light receiving module 200 according to this modification.
  • FIG. 15A is a cross-sectional view taken along the line XVA-XVA of the light receiving module 200 according to this modification
  • FIG. 15B is taken along the line XVB-XVB of the light receiving module 200 according to this modification.
  • FIG. The light receiving module 200 according to this modification is different from the light receiving module 100 in that the fourth end surface 34 and the fifth end surface 35 of the resin portion 30 are substantially perpendicular to the main surface 20M of the substrate 20, The fourth end face 34 and the fifth end face 35 are not covered with the light shielding film 40.
  • the first end face 31 of the resin portion 30 is exposed.
  • the first end face 31, the fourth end face 34, and the fifth end face 35 are exposed, and only the second end face 32 and the third end face 33 are covered with the light shielding film 40. Yes.
  • the fourth end surface 34 and the fifth end surface 35 connect the first end surface 31 and the second end surface 32 and are provided substantially perpendicular to the main surface 20M.
  • the fourth end surface 34 and the fifth end surface 35 are exposed rough surfaces.
  • steps ST1 to ST4 are executed. Thereby, the to-be-processed object 300 is processed into the same state as the to-be-processed object 300 shown in FIG.
  • step ST6 is performed without performing process ST5. Since step ST5, that is, half cut in the second direction is not executed, step ST6 is executed in a state where the inclined surfaces 54 and 55 are not formed in the sealing resin portion 50. For this reason, in step ST6, as shown in FIGS. 16A to 16C, only the inclined surface 52, the parallel surface 53, and the notch portion 23 of the sealing resin portion 50 are covered with the light shielding film 40.
  • step ST7 cutting is performed in the first direction (Y-axis direction) and the second direction (X-axis direction) using a dicing apparatus.
  • first direction the portion that has been half-cut in step ST4 is completely cut.
  • second direction the substrate 20, the sealing resin portion 50, and the light shielding film 40 are cut by one cut.
  • the target object 300 is separated into pieces, and the light receiving module 200 is formed.
  • the light receiving module 200 is a light receiving module for detecting light incident from the first end surface 31 of the resin portion 30, as with the light receiving module 100.
  • the second end surface 32 and the third end surface 33 of the resin portion 30 of the light receiving module 200 are covered with a light shielding film 40. Thereby, disturbance light is reflected by the light-shielding film 40 and intrusion into the light receiving module 200 is suppressed.
  • Light incident from the first end surface 31 that functions as the incident surface enters the resin portion 30 and is detected by the semiconductor light receiving element 10.
  • the light shielding film 40 is molded integrally with the light receiving module 200, it is possible to reduce the size while realizing the light shielding function. In other respects, the light receiving module 200 can obtain substantially the same operational effects as the light receiving module 100.
  • the fourth end surface 34 and the fifth end surface 35 of the resin part 30 are not covered with the light shielding film 40, so that the light shielding property against disturbance light and the effect of confining diffused light inside the resin part 30 are described.
  • the light receiving module 100 may be slightly inferior.
  • the light receiving module 200 can be manufactured with fewer steps than the light receiving module 100. Further, the number of dicing blades used in manufacturing the light receiving module 200 can be limited to two. Therefore, it is possible to suppress the manufacturing cost and improve the mass productivity.
  • FIG. 18 is a perspective view showing a light emitting module 400 according to an embodiment of the present disclosure.
  • the light emitting module 400 shown in FIG. 18 is different from the light receiving module 100 in that a semiconductor light emitting element 410 is mounted on a substrate 420 instead of the semiconductor light receiving element 10.
  • the light emitting module 400 has substantially the same configuration as the light receiving module 100, and includes a semiconductor light emitting element 410, a substrate 420, a resin portion 430, and a light shielding film 440.
  • the semiconductor light emitting element 410 is mounted on the main surface 420M of the substrate 420.
  • On the main surface 420M of the substrate 420 a terminal portion 421 is provided.
  • the terminal portion 421 is electrically connected to the semiconductor light emitting element 410.
  • the resin portion 430 is provided on the main surface 420M of the substrate 420, and seals the semiconductor light emitting element 410 and the main surface 420M.
  • the resin portion 430 has a first end surface 431, a second end surface 432, a third end surface 433, a fourth end surface 434, and a fifth end surface 435.
  • the first end surface 431 is exposed, and the second end surface 432, the third end surface 433, the fourth end surface 434, and the fifth end surface 435 are covered with a light shielding film 440.
  • the overall dimensions of the light emitting module 400 can be arbitrarily determined within the same range as the overall dimensions of the light receiving module 100.
  • the above light emitting module 400 can be manufactured by a manufacturing method similar to the manufacturing method shown in FIG.
  • the semiconductor light emitting element 410 not the semiconductor light receiving element 10
  • the semiconductor light emitting element 410 is fixed on the main surface 20M of the substrate 20 in step ST1.
  • a light emitting diode or a semiconductor laser can be used for fixing the semiconductor light emitting element 410.
  • a conductive die bonding paste can be used as in the fixing of the semiconductor light receiving element 10. Since the processes from the process ST2 to the process ST7 are the same as the method for manufacturing the light receiving module 100 described above, the description thereof is omitted.
  • the light emitting module 400 is a light emitting module having the first end surface 431 of the resin portion 430 as a light emitting surface.
  • the second end surface 432, the third end surface 433, the fourth end surface 434, and the fifth end surface 435 of the resin portion 430 of the light emitting module 400 are covered with a light shielding film 440. Accordingly, as shown in FIG. 19, the light emitted from the semiconductor light emitting element 410 is emitted from the resin portion 430 by the light shielding film 440 on the second end surface 432, the third end surface 433, the fourth end surface 434, and the fifth end surface 435. The light is reflected inside and emitted only from the first end face 431.
  • the light shielding film 440 is formed integrally with the light emitting module 400, it is possible to reduce the size while realizing the light shielding function.
  • the light emitting module 400 since the second end surface 432, the third end surface 433, the fourth end surface 434, and the fifth end surface 435 of the resin portion 430 are rough surfaces, the light emitted from the semiconductor light emitting element 410 is emitted from the resin portion 430. Diffused inside. Therefore, the entire surface of the first end surface 431 that is the light emission surface can be made to emit light. Moreover, since the 1st end surface 431 is also a rough surface, the light radiate
  • the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be employed.
  • the fourth end surface 34 and the fifth end surface 35 of the resin portion 30 may be covered with the light shielding film 40.
  • the fourth end surface 434 and the fifth end surface 435 of the resin portion 430 may be formed substantially perpendicular to the main surface 420M of the substrate 420. In that case, the fourth end surface 434 and the fifth end surface 435 may be exposed.
  • a notch portion continuous with the inclined surface (second end surface 32 or the like) may be formed below the uppermost layer of the substrate. The notch may be formed so as to reach the bottom surface of the substrate.
  • DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Semiconductor light receiving element, 11 ... Light-receiving surface, 12a, 12b ... Electrode, 20 ... Substrate, 20M ... Main surface, 20a ... Glass fiber layer, 21 ... Terminal part, 22 ... Bonding wire, 23, 24, 25 ... Notch Part 30... Resin part 31... First end face 32. Second end face 33. Third end face 34. Fourth end face 35. Fifth end face 40 ... light shielding film 50 ... sealing resin part 100 DESCRIPTION OF SYMBOLS ... Light receiving module, 200 ... Light receiving module, 300 ... Object to be processed, 400 ... Light emitting module, 410 ... Semiconductor light emitting element, 420 ... Substrate, 420M ... Main surface, 421 ... Terminal part, 430 ... Resin part, 440 ... Light shielding film.

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Abstract

受光モジュールは、半導体受光素子と、半導体受光素子が搭載され、当該半導体受光素子と電気的に接続される端子部を主面上に有する基板と、所定波長の光に対して光学的に透明であり、半導体受光素子及び基板の主面を封止する樹脂部と、を備える。樹脂部は、主面に交差する方向に延びる第1端面と、第1端面に対向し、主面に交差する方向に延びる第2端面と、第1端面と第2端面とを接続し、基板の主面に平行な第3端面と、を有している。第1端面は、粗面であり、且つ、露出しており、第2端面は、主面に対して傾斜しており、第2端面及び第3端面は、所定波長の光を遮光する遮光膜で被覆されている。

Description

受光モジュール及び光学モジュールの製造方法
 本開示は、受光モジュール及び光学モジュールの製造方法に関するものである。
 光学モジュールの小型化を実現するために、光学素子の検出面に対して側面から光を入射又は出射させる光学モジュールが知られている。例えば、特許文献1には、反射膜を備えた傾斜面を光検出面に対向する領域に設けた光学半導体装置が開示されている。この光学半導体装置は、反射膜を用いて側面から入射した光を光検出面に反射させることによって光の検出を行う。
特許第3762545号公報
 上述したような光学モジュールの性能の向上を図るためには、遮光性を有するカバー又はケースなどを用いて、光の入射面又は出射面以外の部分を覆う必要がある。しかしながら、カバー又はケースを設けることによって、光学モジュールの小型化が妨げられる。
 本開示は、遮光機能を実現しつつ、小型化を図ることが可能な受光モジュール及び光学モジュールの製造方法を説明する。
 本開示の一態様に係る受光モジュールは、半導体受光素子と、半導体受光素子が搭載され、当該半導体受光素子と電気的に接続される端子部を主面上に有する基板と、所定波長の光に対して光学的に透明であり、半導体受光素子及び基板の主面を封止する樹脂部と、を備える。樹脂部は、主面に交差する方向に延びる第1端面と、第1端面に対向し、主面に交差する方向に延びる第2端面と、第1端面と第2端面とを接続し、基板の主面に平行な第3端面と、を有している。第1端面は、粗面であり、且つ、露出しており、第2端面は、主面に対して傾斜しており、第2端面及び第3端面は、所定波長の光を遮光する遮光膜で被覆されている。
 一態様に係る受光モジュールは、樹脂部の第2端面及び第3端面に遮光膜が形成されている。このような構成により、遮光機能が実現され、受光モジュール内への外乱光の侵入が抑制される。また、第1端面より樹脂部の内部に入射した光が遮光膜によって反射され、樹脂部の内部に閉じ込められる。さらに、第1端面が粗面であることにより、当該第1端面に入射した光は拡散光となって樹脂部の内部に入射する。樹脂部の屈折率は空気の屈折率よりも大きいので、第1端面より入射した拡散光は樹脂部の内部に閉じ込められる。これらの作用により、第1端面から入射した光を高感度に検出することが可能である。さらに、遮光のためのカバー又はケースなどで受光モジュールを覆う必要がないので、受光モジュールの小型化を図ることができる。
 いくつかの態様において、基板はガラスエポキシ基板であり、当該基板は第2端面に連続する切欠き部を有し、切欠き部は、所定波長の光を遮光する遮光膜で被覆されている。この構成により、外乱光が基板を介して樹脂部の内部に侵入することを抑制できる。
 いくつかの態様において、第2端面は粗面である。この構成によれば、樹脂部の内部に入射した拡散光は、第2端面において更に拡散される。また、拡散光は、第2端面を被覆する遮光膜によって反射される。したがって、樹脂部の内部において輝度の均一化を図ることができ、第1端面から入射した光を精度よく検出することが可能である。
 いくつかの態様において、樹脂部は、第1端面と第2端面とを接続し、基板の主面に交差する方向に延びる第4端面及び第5端面を更に有し、第4端面及び第5端面は、所定波長の光を遮光する遮光膜で被覆されている。第4端面及び第5端面も遮光膜で被覆されることにより、受光モジュール内への外乱光の侵入が更に抑制される。また、第1端面より樹脂部の内部に入射した光をより効率的に樹脂部の内部に閉じ込めることができる。
 いくつかの態様において、第4端面及び第5端面は粗面であり、且つ、基板の主面に対して傾斜している。この構成によれば、樹脂部の内部に入射した拡散光は、第4端面及び第5端面においても、更に拡散される。したがって、樹脂部の内部において、より輝度の均一化を図ることができ、第1端面から入射した光を更に精度よく検出することが可能である。
 本開示の一態様に係る光学モジュールの製造方法は、基板の主面上に半導体光学素子を固定する工程と、半導体光学素子と、基板の主面上に形成された端子部とを電気的に接続する工程と、所定の波長の光に対して光学的に透明である樹脂を用いて、半導体光学素子及び基板の主面を封止し、封止樹脂部を形成する工程と、基板の主面に沿う第1方向においてベベルカットを行うことにより、封止樹脂部に、主面に対して傾斜している傾斜面を形成する工程と、主面に平行な封止樹脂部の平行面及び傾斜面を、所定波長の光を遮光する遮光膜で被覆する工程と、少なくとも、第1方向に直交する第2方向においてダイシングを行い、基板を個片化する工程と、を含む。
 一態様に係る光学モジュールの製造方法では、第1方向においてベベルカットを行うことによって封止樹脂部に傾斜面が形成される。この傾斜面は遮光膜で被覆される。また、この傾斜面に加え、基板の主面に平行な封止樹脂部の平行面も遮光膜で被覆される。よって、遮光膜が一体となった光学モジュールを作製することができ、遮光機能を実現しつつ、光学モジュールの小型化を図ることが可能である。
 いくつかの態様において、光学モジュールの製造方法は、遮光膜で被覆する工程に先立って、第2方向においてハーフカットを行う工程を更に含む。この製造方法によれば、封止樹脂部のうち、光の入射面又は出射面以外の端面(第2方向に延びる端面)に遮光膜を形成することができる。したがって、より光学的性能の良い光学モジュールを製造することが可能である。
 いくつかの態様において、封止樹脂部に傾斜面を形成する工程において、第1方向にベベルカットを行うことにより、傾斜面に連続する切欠き部が基板に形成される。この製造方法によれば、基板に形成された切欠き部をも遮光膜で被覆することができる。
 本開示によれば、遮光機能を実現しつつ、小型化を図ることが可能である。
図1(a)及び図1(b)は本開示の実施形態に係る受光モジュールを示す斜視図である。 図2(a)は図1(a)のIIA―IIA線に沿った断面図、図2(b)は図1(a)のIIB―IIB線に沿った断面図である。 図3は光学モジュールの製造方法を示す流れ図である。 図4(a)は図3に示す製造方法の一工程における被処理体を示す斜視図、図4(b)は図4(a)に続く工程おける被処理体を示す斜視図である。 図5(a)は図4(b)に続く工程における被処理体の一部を示す斜視図、図5(b)は図5(a)のVB―VB線に沿った断面図、図5(c)は図5(a)のVC―VC線に沿った断面図である。 図6(a)は図5(a)に続く工程における被処理体の一部を示す斜視図、図6(b)は図6(a)のVIB―VIB線に沿った断面図、図6(c)は図6(a)の一部のVIC―VIC線に沿った断面図である。 図7(a)は図6(a)に続く工程における被処理体の一部を示す斜視図、図7(b)は図7(a)のVIIB―VIIB線に沿った断面図、図7(c)は図7(a)のVIIC―VIIC線に沿った断面図である。 図8は図7(a)に続く工程における被処理体を示す斜視図である。 図9は図7(a)のVIIB―VIIB線に沿った断面図であり、基板を個片化する切断位置を示す図である。 図10は基板を個片化する切断位置の他の例を示す図である。 図11は基板を個片化する切断位置の更に他の例を示す図である。 図12は図1に示す受光モジュールの作用効果を説明するための図である。 図13(a)及び図13(b)は切欠き部における遮光膜の有無による作用効果の違いを説明するための図であり、図13(a)は比較例の受光モジュールを示す断面図、図13(b)は図1に示す受光モジュールの断面図である。 図14(a)及び図14(b)は本開示の変形例に係る受光モジュールを示す斜視図である。 図15(a)は図14(a)のXVA―XVA線に沿った断面図、図15(b)は図14(a)のXVB―XVB線に沿った断面図である。 図16(a)は図3に示す製造方法の一工程における被処理体の一部を示す斜視図、図16(b)は図16(a)のXVIB―XVIB線に沿った断面図、図16(c)は図16(a)のXVIC―XVIC線に沿った断面図である。 図17は図16(a)に続く工程における被処理体を示す斜視図である。 図18(a)及び図18(b)は本開示の実施形態に係る発光モジュールを示す斜視図である。 図19は図18(a)及び図18(b)に示す発光モジュールの作用効果を説明するための図である。
 以下、図面を参照して種々の実施形態について詳細に説明する。なお、各図面において同一又は相当の部分に対しては同一の符号を付すこととする。
 図1及び図2を参照して、本実施形態に係る受光モジュール100の構成について説明する。受光モジュール100は、例えば、携帯電話などといった小型電子機器に搭載される、側面入射型の受光モジュールである。図1に示されるように、受光モジュール100は全体として四角錐台状を呈している。受光モジュール100は、受光モジュール100に入射した光を検出する半導体受光素子10と、半導体受光素子10が搭載された基板20と、基板20上に設けられ、所定波長の光に対して光学的に透明な樹脂部30と、を備えている。半導体受光素子10は、基板20の主面20M上に搭載されている。基板20の主面20M上には端子部21が設けられている。端子部21は半導体受光素子10と電気的に接続されている。樹脂部30は、基板20の主面20M上に設けられ、半導体受光素子10及び主面20Mを封止するパッケージである。樹脂部30は、第1端面31と、第2端面32と、第3端面33と、第4端面34と、第5端面35と、を有している。第1端面31と第2端面32とは互いに対向する一対の側面であり、第4端面34と第5端面35とは互いに対向する一対の側面である。第3端面33は、4つの側面を接続する上面である。受光モジュール100の寸法に関しては、例えば、受光モジュール100の一辺が0.5~2.0mm程度である。受光モジュール100の寸法は、用途により任意に定めることができる。
 半導体受光素子10は、例えば、受光面11と、2つの電極12a及び12bと、を有している。一方の電極12aは、受光面11上に形成され、他方の電極12bは受光面11の反対側の面に形成されている。電極12a及び12bは、金又は銅などといった導電性材料から形成されている。半導体受光素子10には、例えば、pn接合構造を有するフォトダイオードなどを用いることができる。なお、半導体受光素子10は上記の構造に限定されず、例えば、pin構造を有するフォトダイオードであってもよい。
 基板20は直方体状を呈しており、矩形状の主面20M及び4つの側面20S1~20S4を有している。各側面20S1~20S4は、主面20Mに対して略垂直に形成されている。主面20M上には、半導体受光素子10と基板20とを電気的に接続するための2つの端子部21a及び21bが形成されている。半導体受光素子10の電極12bは、端子部21bと対向するように当該端子部21b上に載置される。これにより、電極12bと端子部21bは電気的に接続される。また、半導体受光素子10の電極12aはボンディングワイヤ22を介して、端子部21aと電気的に接続される。基板20には、例えば、ガラスエポキシ基板が用いられる。端子部21a、21b、及びボンディングワイヤ22は、例えば、金又は銅などといった導電性材料から形成されている。
 樹脂部30は、四角錐台状を呈している。樹脂部30の第1端面31は、基板20の主面20Mと交差する方向に延びている。受光モジュール100では、第1端面31は主面20Mに対して略垂直に設けられている。この第1端面31は、基板20の側面20S1と面一に設けられている。第1端面31に対向する第2端面32は、主面20Mと交差する方向に延びている。受光モジュール100では、第2端面32は主面20Mに対して傾斜して設けられている。ここで、「主面20Mに対してある面が傾斜する」とは、主面20Mに対してその面が鋭角をなすことを意味する。言い換えれば、その面は、主面20Mに垂直な面に対して所定の角度をなす。第3端面33は、基板20の主面20Mに平行である。第4端面34及び第5端面35は、それぞれ、第1端面31と第2端面32とを接続し、基板20の主面20Mに交差する方向に延びている。受光モジュール100では、第4端面34及び第5端面35は、主面20Mに対して傾斜して設けられている。樹脂部30は、所定波長の光に対して光学的に透明な熱硬化性樹脂、例えば、エポキシ樹脂などといった樹脂材料から形成されている。樹脂部30の屈折率は空気の屈折率より大きく、一例では、エポキシ樹脂から形成された樹脂部30の屈折率nは約1.5である。なお、樹脂部30は、特定の波長の光を照射することによって硬化する光硬化性樹脂から形成されていてもよい。また、樹脂部30には、光を拡散するためのフィラーが含まれていてもよい。
 基板20には、3つの切欠き部23、24、及び25が形成されている。切欠き部23は、樹脂部30の第2端面32と面一に連続し、基板20の側面20S2と第2端面32とを接続している。切欠き部24は、樹脂部30の第4端面34と面一に連続し、基板20の側面20S3と第4端面34とを接続している。また、切欠き部25は、樹脂部30の第5端面35と面一に連続し、基板20の側面20S4と第5端面35とを接続している。即ち、切欠き部23、24、及び25は基板20の側面に設けられている。切欠き部23、24、及び25は、基板20の主面20Mに対して傾斜している。基板20として用いられるガラスエポキシ基板は、ガラス繊維の層及びエポキシ樹脂の層が積層された構造となっている。基板20は、主面20Mを含む最上層である、ガラス繊維層20a(図13(a)参照)を有する。切欠き部23、24、及び25は、少なくともガラス繊維層20aに形成されている。一例では、ガラスエポキシ基板の厚さは0.2~1.6mm程度である。
 樹脂部30の第1端面31は露出した粗面であり、光の入射面として機能する。また、第2端面32、第4端面34及び第5端面35も粗面であり、樹脂部30に入射した光を拡散させる拡散面として機能する。一方、第3端面33は鏡面である。ここで、粗面とは、後述の製造工程においてダイシングブレードによって研削されて形成され、マイクロメートルオーダー以上の微細な凹凸を多数有している面のことをいう。面粗度による定義では、粗面とは、面粗度Raが0.2以下である鏡面よりも大きい面粗度を有している面のことをいう。
 受光モジュール100は、所定波長の光を遮光する遮光膜40を更に備えている。遮光膜40は、樹脂部30の第2端面32、第3端面33、第4端面34、及び第5端面35、並びに、基板20に形成された切欠き部23、24、及び25を被覆するように設けられている。遮光膜40は、例えば、Cr、Ag、Al、Pdなどといった金属、又は、Ag-Pd、モネルなどといった合金から形成されている。遮光膜40の膜厚は1μm以下である。
 続いて、図3~図8を参照して受光モジュール100の製造方法について説明する。図3は、いくつかの態様における光学モジュールの製造方法を示す流れ図である。図4~図8は、図3に示す製造方法の一工程における被処理体300の一部を示す図である。ここで、被処理体300とは、上記の製造方法の途中段階にある構造体のことをいう。なお、説明の容易のために、図5(a)、図6(a)、図7(a)、及び図8には、XYZ直交座標系が併せて示されている。
 まず、半導体光学素子を基板20の主面20M上に固定する(工程ST1)。具体的には、半導体受光素子10の電極12bが基板20の端子部21bと対向するように、半導体受光素子10を端子部21bの上に固定する。半導体受光素子10の固定には、例えば、銀ペーストなどといった、導電性を有するダイボンディングペーストを用いてもよい。導電性を有するダイボンディングペーストを用いることにより、半導体受光素子10を固定すると共に、電極12bと端子部21bとを電気的に接続することが可能である。半導体受光素子10の固定には、ダイボンダー装置を用いることができる。なお、半導体受光素子10の固定には、必ずしも導電性を有するダイボンディングペーストを用いる必要はなく、絶縁性の接着剤などを用いてもよい。
 次に、半導体受光素子10と基板20上の端子部21とを電気的に接続する(工程ST2)。工程ST2では、ワイヤボンディングを行うことにより、図4(a)に示すように、半導体受光素子10の電極12aと、端子部21aとがボンディングワイヤ22を介して電気的に接続される。なお、工程ST1において電極12bと端子部21bとが電気的に接続されていない場合には、ワイヤボンディングを行うことにより、電極12bと端子部21bとが電気的に接続することができる。ボンディングワイヤ22には、例えば、Ag、Cu、及びAlなどが用いられる。工程ST2におけるワイヤボンディングには、ワイヤボンダー装置を用いることができる。なお、ボンディングの方法として、熱圧着方式又は超音波熱圧着方式などを適用することができる。
 続いて、封止樹脂部50を形成する(工程ST3)。具体的には、図4(b)に示すように、基板20の主面20M及び半導体受光素子10を封止する封止樹脂部50が形成される。封止樹脂部50は、例えば、未硬化の状態の熱硬化性樹脂を金型やダム状の枠体内に充填した後、加熱して硬化させることによって形成される。なお、熱硬化性樹脂が未硬化の状態で流れ出さないのであれば、金型等を用いず、塗布やポッティング後、加熱硬化させて形成してもよい。封止樹脂部50は、未硬化の状態の光硬化性樹脂をダム状の枠体内に充填した後、特定の波長の光を照射して硬化させることによって形成されてもよい。光硬化性樹脂が未硬化の状態で流れ出さないのであれば、塗布やポッティング後、特定波長の光を照射して硬化させて形成してもよい。
 次に、基板20の主面20Mに沿った第1方向(Y軸方向)においてベベルカットを行うことにより、封止樹脂部50に傾斜面を形成する(工程ST4)。工程ST4では、ダイシング装置を用いてベベルカットが行われる。また、このベベルカットを行う際には、ハーフカットが行われるように、ダイシングブレードの高さが調節される。ベベルカットには、ブレード部の断面がテーパー状の第1ダイシングブレード(図示せず)が使用される。第1ダイシングブレードのブレード部の厚み方向における一方の側面は、第1ダイシングブレードの回転軸に対して略垂直であり、他方の側面は回転軸に対して傾斜している。
 このような第1ダイシングブレードを使用してカットを行うことにより、図5(a)に示すように、主面20Mに対して略垂直な端面51(受光モジュール100の第1端面31に相当する端面)と、主面20Mに対して傾斜した傾斜面52(受光モジュール100の第2端面32に相当する端面)とが封止樹脂部50に形成される。このとき、図5(a)及び図5(b)に示すように、側面20S2が一部削られ、傾斜面52に連続する切欠き部23が基板20に形成される。被処理体300の第1方向(Y軸方向)の断面においては、図5(c)に示すように、封止樹脂部50は連続したままである。端面51及び傾斜面52は第1ダイシングブレードで研削することによって形成されるので、端面51及び傾斜面52の表面の形状は、第1ダイシングブレードの側面の粒度に依存した粗面となる。第1ダイシングブレードには、例えば、一般的な電鋳ダイシングブレードを用いることができる。なお、工程ST4で使用するダイシングブレードは、ブレード部の断面がテーパー状の第1ダイシングブレードに限定されない。例えば、ブレード部の断面がV字状のダイシングブレードを使用してもよい。
 次に、第1方向(Y軸方向)に直交する第2方向(X軸方向)においてハーフカットを行う(工程ST5)。工程ST5では、ダイシング装置を用いてカットが行われる。ダイシングブレードの高さは、工程ST4と同様に、ハーフカットが行われるように調節される。工程ST5では、ブレード部の断面がV字状の第2ダイシングブレード(図示せず)が用いられる。第2ダイシングブレードのブレード部の厚み方向における一方の側面及び他方の側面は、ダイシングブレード2の回転軸に対して傾斜しており、回転軸側に近づくにつれて厚さが増すように形成されている。なお、一方の側面及び他方の側面の回転軸に対する傾斜角は、互いに等しくてもよく、異なっていてもよい。
 このような第2ダイシングブレードを使用してカットを行うことにより、図6(a)及び図6(c)に示すように、基板20の主面20Mに対して傾斜した傾斜面54(受光モジュール100の第4端面34に相当する端面)と、傾斜面55(受光モジュール100の第5端面35に相当)とが封止樹脂部50に形成される。このとき、図6(c)に示すように、側面20S3と側面20S4とが一部削られ、傾斜面54に連続する切欠き部24と、傾斜面55に連続する切欠き部25とが基板20に形成される。傾斜面54及び傾斜面55は第2ダイシングブレードで研削することによって形成されるので、傾斜面54及び傾斜面55の表面の形状は、第2ダイシングブレードの側面の粒度に依存した粗面となる。第2ダイシングブレードには、例えば、一般的な電鋳ダイシングブレードを用いることができる。
 続いて、封止樹脂部50の平行面53と、傾斜面52、54、及び55とを、所定波長の光を遮光する遮光膜40で被覆する(工程ST6)。工程ST6では、スパッタ装置又は蒸着装置などといった成膜装置が用いられる。被処理体300は、成膜装置内で処理される。図7(a)~(c)に示すように、封止樹脂部50の平行面53、傾斜面52、傾斜面54、及び傾斜面55は遮光膜40で被覆される。さらに、基板20に形成された切欠き部23、24、及び25も遮光膜40で被覆される。工程ST4及び工程ST5により傾斜した面(傾斜面52、54、及び55等)を形成することで、これらの面上に遮光膜40を容易に形成することができる。封止樹脂部50の端面51は、基板20の主面20Mに対して略垂直であるので遮光膜40で被覆されず、露出した状態のままである。遮光膜40の材料には、Cr、Ag、又はAlなどの金属材料を用いることができる。なお、遮光膜40を成膜するための方法は、スパッタや蒸着などといったドライプロセスに限定されず、メッキなどといったウェットプロセスを用いてもよい。
 次に、図3に示す製造方法では、基板20を個片化する(工程ST7)。工程ST7では、ダイシング装置を用いて、第1方向及び第2方向においてカットが行われる。これにより基板20が個片化され、図8に示すように個々の受光モジュール100が形成される。工程ST7のカットでは、工程ST4及び工程ST5においてハーフカットが行われた箇所が完全に切断されるように、ダイシングブレードの高さが調節される。また、このカットでは、断面が長方形状の第3ダイシングブレード(図示せず)が用いられる。第3ダイシングブレードのブレード部における厚み方向の両側面は、第3ダイシングブレードの回転軸に対して略垂直である。第3ダイシングブレードには、例えば、一般的な電鋳ダイシングブレードを用いることができる。
 図9は、工程ST7における第1方向の切断位置を示す図である。図9中の二点鎖線は、工程ST7においてダイシングブレードが切断する箇所を示している。図9に示すダイシング方法では、工程ST4で形成された端面51と傾斜面52との間の箇所(端面51及び傾斜面52を除く中間の箇所であり、最も厚みの小さい箇所)においてダイシングする。この方法では、ダイシングによって研削される幅を最小限に抑えることができるので、一枚の基板から製造できる受光モジュール100の個数(歩留り)を多くすることができる。なお、工程ST7における第1方向の切断位置はこれに限定されず、様々な変形が可能である。
 以下、工程ST7における第1方向の切断位置の変形例について説明する。図10は、工程ST7における第1方向の切断位置の変形例を示す図である。図10中の二点鎖線は、工程ST7においてダイシングブレードが切断する箇所を示している。図10に示すダイシング方法では、工程ST4で形成された端面51を含む箇所においてダイシングする。このようにダイシングすることで、工程ST4で形成された端面51は研削され、新たな端面51Aが形成される。したがって、工程ST6において、端面51に多少の遮光膜40が形成された場合であっても、ダイシングの後には完全に露出した端面51Aを得ることができる。これにより、歩留りを向上させることが可能である。なお、このようにダイシングを行うために、ブレード部の断面が長方形状である第3ダイシングブレードの幅を適宜変更してもよい。
 図11は、工程ST7における第1方向の切断位置の更なる変形例を示す図である。図11中の二点鎖線は、工程ST7においてダイシングブレードが切断する箇所を示している。図11に示す変形例では、工程ST4におけるベベルカットは、工程ST5で用いられたダイシングブレードと同様の、ブレード部の断面がV字状である第2ダイシングブレードを用いて行われている。これにより、端面51は、基板20の主面20Mに対して傾斜して設けられる。この場合、工程ST7では、傾斜した端面51全体を含む範囲が研削されるように、ブレード部の断面が長方形状である第3ダイシングブレードを用いてダイシングが行われる。このように工程ST7を実行することより、傾斜した端面51は研削され、主面20Mに対して略垂直な新たな端面51Bが形成される。したがって、露出した端面51を確実に得ることができ、歩留りを向上させることが可能である。また、受光モジュール100の製造において使用するダイシングブレードの種類を2種類に留めることができる。これらにより、製造コストを抑えることが可能である。
 次に、図12及び図13を参照しながら、上記製造方法によって製造された受光モジュール100の作用効果について説明する。図12及び図13は、受光モジュール100の作用効果を説明するための図である。
 受光モジュール100では、樹脂部30の第2端面32及び第3端面33に遮光膜40が形成されている。このような構成により、遮光機能が実現され、図12に示すように、受光モジュール100内への外乱光の侵入が抑制される。また、第1端面31より樹脂部30の内部に入射した光が遮光膜40によって反射され、樹脂部30の内部に閉じ込められる。さらに、第1端面31が粗面であることにより、当該第1端面31に入射した光は拡散光となって樹脂部30の内部に入射する。樹脂部30の屈折率nは約1.5であり、空気の屈折率(n=1)よりも大きい。このように屈折率の差があることにより、樹脂部30に入射した拡散光は全反射されやすくなるので、樹脂部30は第1端面31より入射した拡散光を閉じ込める効果を有する。これらの作用により、第1端面31から入射した光を半導体受光素子10によって高感度に検出することが可能である。さらに、遮光膜40は樹脂部30と一体に成型されているので、遮光のためのカバー又はケースなどで受光モジュール覆う必要がなく、受光モジュール100の小型化を図ることができる。
 受光モジュール100の基板20はガラスエポキシ基板であり、当該基板20は第2端面32に連続する切欠き部23を有し、切欠き部23は、所定波長の光を遮光する遮光膜40で被覆されている。ガラスエポキシ基板は光を伝搬するので、切欠き部23が遮光膜で被覆されていない場合には、図13(a)に示すように、外乱光がガラスエポキシ基板を介して樹脂部30に侵入する虞がある。外乱光が基板20を介して侵入する場合、主面20Mを含むガラス繊維層20aによる影響が大きいと推測される。そこで、少なくとも最上層であるガラス繊維層20aに切欠き部23を形成し、遮光膜40で被覆することにより、ガラス繊維層20aに外乱光が入射することを防止できる。したがって、図13(b)に示すように、外乱光を遮断し、外乱光が基板20を介して樹脂部30の内部へ侵入することを防止できる。また、基板20を介した外乱光の入射を抑制するために、セラミック基板などといった高価な基板を使用する必要が無い。よって、低コストを維持しつつ高性能な受光モジュール100を実現することが可能である。
 受光モジュール100の基板20は、切欠き部23に加え、第4端面34に連続する切欠き部24と、第5端面35に連続する切欠き部25とを有している。切欠き部24及び切欠き部25も、少なくともガラス繊維層20aまで達するように形成され、遮光膜40で被覆されている。この構成により切欠き部24及び切欠き部25は、上記したような、遮光膜40で被覆された切欠き部23と同様の効果を奏する。
 受光モジュール100では、第2端面32は粗面であるため、樹脂部30の内部に入射した拡散光は、第2端面32において更に拡散される。また、拡散光は、第2端面32を被覆する遮光膜40によって反射される。したがって、樹脂部30の内部において輝度の均一化を図ることができ、第1端面31から入射した光を精度よく検出することが可能である。
 受光モジュール100の樹脂部30では、第4端面34及び第5端面35は、所定波長の光を遮光する遮光膜40で被覆されている。第4端面34及び第5端面35も遮光膜40で被覆されることにより、受光モジュール100内への外乱光の侵入が更に抑制される。また、第1端面31より樹脂部30の内部に入射した光をより効率的に樹脂部30の内部に閉じ込めることができる。
 受光モジュール100では、第4端面34及び第5端面35は粗面であり、且つ、基板20の主面20Mに対して傾斜している。この構成によれば、樹脂部30の内部に入射した拡散光は、第4端面34及び第5端面35においても、更に拡散される。したがって、樹脂部30の内部において、より輝度の均一化を図ることができ、第1端面31から入射した光を更に精度よく検出することが可能である。
 次に、図14及び図15を参照しながら、本実施形態に係る受光モジュール100の変形例について説明する。図14(a)及び図14(b)は、本変形例に係る受光モジュール200を示す斜視図である。図15(a)は、本変形例に係る受光モジュール200のXVA-XVA線に沿った断面図であり、図15(b)は、本変形例に係る受光モジュール200のXVB-XVB線に沿った断面図である。本変形例に係る受光モジュール200が受光モジュール100と相違する点は、樹脂部30の第4端面34及び第5端面35が基板20の主面20Mに対して略垂直である点と、それらの第4端面34及び第5端面35が遮光膜40で被覆されていない点である。
 受光モジュール100においては、樹脂部30の第1端面31のみが露出している。これに対して、受光モジュール200においては、第1端面31、第4端面34、及び第5端面35が露出しており、第2端面32及び第3端面33のみ、遮光膜40で被覆されている。第4端面34及び第5端面35は、第1端面31と第2端面32とを接続し、主面20Mに対して略垂直に設けられている。また、第4端面34及び第5端面35は露出した粗面である。
 受光モジュール200の製造方法では、図3に示す製造方法と同様に、工程ST1から工程ST4までが実行される。これにより、被処理体300は図5に示す被処理体300と同じ状態に加工される。
 次に、工程ST5を実行せずに、工程ST6を実行する。工程ST5、即ち、第2方向おけるハーフカットが実行されないので、封止樹脂部50に傾斜面54及び55が形成されていない状態で、工程ST6が実行される。このため、工程ST6では、図16(a)~(c)に示すように、封止樹脂部50の傾斜面52、平行面53、及び切欠き部23のみが遮光膜40で被覆される。
 続いて、基板20を個片化する(工程ST7)。このために、工程ST7では、ダイシング装置を用いて第1方向(Y軸方向)及び第2方向(X軸方向)においてカットが行われる。第1方向においては、工程ST4でハーフカットが行われた箇所が完全に切断される。また、第2方向においては、基板20、封止樹脂部50、及び遮光膜40が一度のカットによって切断される。これにより、図17に示すように、被処理体300は個片化され、受光モジュール200が形成される。
 受光モジュール200は、受光モジュール100と同様に、樹脂部30の第1端面31から入射する光を検出するための受光モジュールである。受光モジュール200の樹脂部30の第2端面32及び第3端面33は、遮光膜40で被覆されている。これにより、外乱光は遮光膜40によって反射され、受光モジュール200内への侵入が抑制される。入射面として機能する第1端面31から入射した光は、樹脂部30の内部に侵入し、半導体受光素子10によって検出される。また、遮光膜40は受光モジュール200と一体に成型されているので、遮光機能を実現しつつ、小型化を図ることが可能である。その他の点でも、受光モジュール200は、受光モジュール100と略同様の作用効果を得ることができる。
 受光モジュール200では、樹脂部30の第4端面34及び第5端面35は遮光膜40で被覆されていないので、外乱光に対する遮光性、及び、樹脂部30の内部に拡散光を閉じ込める効果に関しては、受光モジュール100に比べてやや劣り得る。しかしながら、受光モジュール200は、受光モジュール100に比べて少ない工程で製造することができる。また、受光モジュール200の製造において使用するダイシングブレードの種類を2種類に留めることができる。したがって、製造コストを抑えると共に、量産性を向上させることが可能である。
 次に、図18を参照しながら、本開示の実施形態に係る発光モジュール400について説明する。図18は、本開示の実施形態に係る発光モジュール400を示す斜視図である。図18に示す発光モジュール400が受光モジュール100と相違している点は、半導体受光素子10に代えて、半導体発光素子410が基板420に搭載されている点である。
 発光モジュール400は受光モジュール100と略同様の構成をしており、半導体発光素子410と、基板420と、樹脂部430と、遮光膜440と、を備えている。半導体発光素子410は、基板420の主面420M上に搭載されている。基板420の主面420M上には、端子部421が設けられている。端子部421は半導体発光素子410と電気的に接続されている。樹脂部430は、基板420の主面420M上に設けられており、半導体発光素子410及び主面420Mを封止している。樹脂部430は、第1端面431と、第2端面432と、第3端面433と、第4端面434と、第5端面435と、を有している。第1端面431は露出しており、第2端面432、第3端面433、第4端面434、及び第5端面435は、遮光膜440で被覆されている。発光モジュール400の全体の寸法は、受光モジュール100の全体の寸法と同様の範囲内で任意に定めることができる。
 上記の発光モジュール400は、図3に示す製造方法と同様の製造方法によって作製することができる。発光モジュール400の作製では、工程ST1において、半導体受光素子10ではなく、半導体発光素子410が基板20の主面20M上に固定される。半導体発光素子410には、例えば、発光ダイオード又は半導体レーザなどを用いることができる。また、半導体発光素子410の固定には、半導体受光素子10の固定と同様に、導電性を有するダイボンディングペーストを用いることができる。工程ST2から工程ST7までの工程については、上述した受光モジュール100の製造方法と同じであるので、その説明を省略する。
 発光モジュール400は、樹脂部430の第1端面431を発光面とする発光モジュールである。発光モジュール400の樹脂部430の第2端面432、第3端面433、第4端面434、及び第5端面435は遮光膜440で被覆されている。これにより、図19に示すように、半導体発光素子410から出射した光は、第2端面432、第3端面433、第4端面434、及び第5端面435においては遮光膜440によって樹脂部430の内部に反射され、第1端面431からのみ出射する。したがって、半導体発光素子410から出射した光の損失を抑え、第1端面431から光を出射させることができる。また、遮光膜440は発光モジュール400と一体に成形されているので、遮光機能を実現しつつ、小型化を図ることが可能である。
 発光モジュール400では、樹脂部430の第2端面432、第3端面433、第4端面434、及び第5端面435は粗面であるので、半導体発光素子410から出射した光は、樹脂部430の内部で拡散される。故に、光の出射面である第1端面431の全面を発光させることができる。また、第1端面431も粗面であるので、当該第1端面431から出射される光は拡散光となる。
 以上、種々の実施形態について説明してきたが、本発明は上述した実施形態に限定されることなく種々の変形態様を採用可能である。例えば、受光モジュール200において、樹脂部30の第4端面34及び第5端面35も遮光膜40で被覆されていてもよい。また、発光モジュール400において、樹脂部430の第4端面434及び第5端面435は、基板420の主面420Mに対して略垂直に形成されていてもよい。その場合に、第4端面434及び第5端面435は露出していてもよい。さらに、受光モジュール又は発光モジュールにおいて、傾斜面(第2端面32等)と面一に連続する切欠き部(切欠き部23等)は、基板の最上層より下に形成されていてもよい。切欠き部は、基板の底面に達するように形成されていてもよい。
 本開示によれば、遮光機能を実現しつつ、小型化を図ることが可能である。
 10…半導体受光素子、11…受光面、12a,12b…電極、20…基板、20M…主面、20a…ガラス繊維層、21…端子部、22…ボンディングワイヤ、23,24,25…切欠き部、30…樹脂部、31…第1端面、32…第2端面、33…第3端面、34…第4端面、35…第5端面、40…遮光膜、50…封止樹脂部、100…受光モジュール、200…受光モジュール、300…被処理体、400…発光モジュール、410…半導体発光素子、420…基板、420M…主面、421…端子部、430…樹脂部、440…遮光膜。

Claims (10)

  1.  半導体受光素子と、
     前記半導体受光素子が搭載され、前記半導体受光素子と電気的に接続される端子部を主面上に有する基板と、
     所定波長の光に対して光学的に透明であり、前記半導体受光素子及び前記基板の前記主面を封止する樹脂部と、を備え、
     前記樹脂部は、
     前記主面に交差する方向に延びる第1端面と、
     前記第1端面に対向し、前記主面に交差する方向に延びる第2端面と、
     前記第1端面と前記第2端面とを接続し、前記基板の前記主面に平行な第3端面と、を有し、
     前記第1端面は、粗面であり、且つ、露出しており、
     前記第2端面は、前記主面に対して傾斜しており、
     前記第2端面及び前記第3端面は、前記所定波長の光を遮光する遮光膜で被覆されている、受光モジュール。
  2.  前記基板はガラスエポキシ基板であり、
     前記基板は前記第2端面に連続する切欠き部を有し、
     前記切欠き部は、前記所定波長の光を遮光する遮光膜で被覆されている、請求項1に記載の受光モジュール。
  3.  前記第2端面は粗面である、請求項1又は2に記載の受光モジュール。
  4.  前記樹脂部は、前記第1端面と前記第2端面とを接続し、前記基板の前記主面に交差する方向に延びる第4端面及び第5端面を更に有し、
     前記第4端面及び前記第5端面は、前記所定波長の光を遮光する遮光膜で被覆されている、請求項1~3の何れか一項に記載の受光モジュール。
  5.  前記第4端面及び前記第5端面は粗面であり、且つ、前記基板の前記主面に対して傾斜している、請求項4に記載の受光モジュール。
  6.  基板の主面上に半導体光学素子を固定する工程と、
     前記半導体光学素子と、前記基板の前記主面上に形成された端子部とを電気的に接続する工程と、
     所定波長の光に対して光学的に透明である樹脂を用いて、前記半導体光学素子及び前記基板の前記主面を封止し、封止樹脂部を形成する工程と、
     前記基板の前記主面に沿う第1方向においてベベルカットを行うことにより、前記封止樹脂部に、前記主面に対して傾斜している傾斜面を形成する工程と、
     前記主面に平行な前記封止樹脂部の平行面及び前記傾斜面を、前記所定波長の光を遮光する遮光膜で被覆する工程と、
     少なくとも、前記第1方向に直交する第2方向においてダイシングを行い、前記基板を個片化する工程と、を含む光学モジュールの製造方法。
  7.  前記遮光膜で被覆する工程に先立って、前記第2方向においてハーフカットを行う工程を更に含む、請求項6に記載の光学モジュールの製造方法。
  8.  前記封止樹脂部に前記傾斜面を形成する前記工程において、前記第1方向においてベベルカットを行うことにより、前記傾斜面に連続する切欠き部を前記基板に形成する、請求項6又は7に記載の光学モジュールの製造方法。
  9.  前記半導体光学素子は、半導体受光素子である、請求項6~8の何れか一項に記載の光学モジュールの製造方法。
  10.  前記半導体光学素子は、半導体発光素子である、請求項6~8の何れか一項に記載の光学モジュールの製造方法。
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