光センサ装置およびその製造方法
【課題】信頼性が高く且つ小型で低コストの光センサ装置を提供する。
【解決手段】ガラス蓋基板２と、分割されて露出したスルーホール電極５を外周に有するキャビティ付きガラス基板９と、ガラス蓋基板２に実装された光センサ素子３とを備え、ガラス蓋基板２とキャビティ１３を有するガラス基板９とが接合された構造の光センサ装置であり、ガラス基板９で密閉し、分割したスルーホール電極を用いる。
【解決手段】ガラス蓋基板２と、分割されて露出したスルーホール電極５を外周に有するキャビティ付きガラス基板９と、ガラス蓋基板２に実装された光センサ素子３とを備え、ガラス蓋基板２とキャビティ１３を有するガラス基板９とが接合された構造の光センサ装置であり、ガラス基板９で密閉し、分割したスルーホール電極を用いる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラス基板を用いたパッケージ材料に光センサ素子を実装した光センサ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、モバイルパソコン、タブレットパソコン、スマートフォンといった携帯端末の普及が急速に拡大している。この理由としては、これらの携帯端末が多くの機能を有していることは勿論、重量が軽いこと、厚みが薄いことなど、より携帯性に富んだデザインを特徴に持ち合わせていることも大きい。一方、携帯端末に使用する電子部品点数は、多機能化や携帯性の追求に伴い非常に多くなっており、より小型、薄型、省電力、低コストが常に求められるようになった結果、電子部品では樹脂モールドパッケージの採用が多く見受けられるようになっている。低消費電力を担う搭載電子部品の一つである光センサも例外ではなく、他の電子部品と同様に、樹脂モールドパッケージによる小型、薄型、低コストを狙った製品が多く開発されている。
【０００３】
図６は特許文献１に開示された電子部品であり、樹脂材料からなる絶縁性基板の上に受光素子を実装して樹脂モールドした照度センサパッケージの断面図である。樹脂基板２０には表面に電極２２が形成されている。電極２２は基板裏面を囲むように配線されており、外部との接続が行うことができる構造になっている。電極２３の上には光センサ素子２１が実装されている。光センサ素子２１の上面２１ａと電極２４とはワイヤー２６により電気的に接続されている。光センサ素子２１は電極２３へ導電性ペースト２５によって固着されている。導電性ペースト２５は光センサ素子２１と電極２４とを電気的に接続をしている。
【０００４】
また、この図では光センサ素子２１は樹脂２７によって全体をモールドされている。樹脂２７は透光性の樹脂からなり、エポキシ樹脂などが使用されている。樹脂２７の上には赤外光吸収膜２８が設けられている。赤外光吸収膜２８は樹脂が使われており、液状樹脂又はフィルムを樹脂２７上に接着して重ねた構造としている。液状樹脂はエポキシ樹脂などが使用されている。フィルム状のものでは樹脂接着剤を介してフィルムを樹脂２７に接着される。これにより光センサ素子２１は赤外光をカットされた可視光を受光することができるため視感度に対応した光センサとしての機能を果たすことができる。また赤外光吸収膜２８は、使用する赤外光吸収物質を透光性樹脂２７中に分散、混合させても赤外光吸収効果が得られるというものである。
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載された光センサ装置は、素子の封止にエポキシ樹脂などが使用されたパッケージ構造を成しているため、材料の持つ耐熱性や耐湿性などをはじめとした環境信頼性に弱いことが挙げられる。特に赤外光吸収膜を構成する樹脂又はフィルムは厚みが薄くなっており、熱や水分に対して弱いものとなっている。
【０００６】
また、特許文献１に記載された光センサ装置では、目的の特性を得る赤外光吸収膜にエポキシ樹脂などの樹脂を使用例としている。赤外光吸収膜にエポキシ樹脂などを用いた場合、水分や熱などによって樹脂が分解する恐れがある。この結果、目的とする赤外光を吸収することができなくなり、徐々に所望の特性が得られなくなる課題がある。
【０００７】
この様な中、ガラスをパッケージ材料に使用した電子部品が一部で実用化されている。ガラス材料は、外部から浸入する水分や汚染物質を防ぎ、気密性も高い。また、ガラス材料は、半導体素子を形成するシリコン基板と熱膨張係数が近似していることから、ガラスパッケージに半導体素子を実装した場合、実装面や接合面の信頼性を高めることができる。さらに、ガラス材料は安価であることから、製品コストの上昇を抑制できる。
【０００８】
図７は特許文献２に開示された電子部品であり、セラミック材料からなる基板の上に光センサ素子を実装して、絶縁性の枠と透明ガラス板で密封封止された照度センサパッケージの断面図である。セラミック基板３１には表面と裏面にメタライズされた配線パターン３２、３９が設けられており、貫通電極３８によって電気的に接続されている。この基板３１上には光センサ素子３３が実装され、光センサ素子３３の上面と基板表面に設けられた配線パターン３２とはワイヤー３４によって電気的に接続されている。前記基板３１上には、ワイヤー３４と配線パターン３２の接続箇所の外側を取り囲んで、絶縁枠３５が接着剤３６を介して固定されている。さらに絶縁枠３５の上端には透明ガラス３７が接着剤３６で接着されている。
【０００９】
光センサ素子３３は絶縁枠３５と透明ガラス３７とで囲まれた中空状態となっており、樹脂モールドで封止された構造においてしばしば問題とされる、素子とワイヤーへのストレスが無い構造となっている。透明ガラス３７を通して外部からの光が光センサ素子３３の上面に入射され、光センサ素子３３で発生した起電力はワイヤー３４から配線パターン３２を伝わり、貫通電極３８を通して基板３１の裏面側配線パターン３９へと伝わる。基板３１はセラミック材の積層ではなく単層であること、また、基板材料にはセラミックの他にガラスエポキシ樹脂等を用いることにより、パッケージのコスト低減を計ることができるというものである。
【００１０】
特許文献２に記載された光センサ装置は、前述の特許文献１に記載された光センサ装置において使用されていた樹脂を使用しておらず、セラミックやガラスといった信頼性に対して強い材料を主に使用している。これにより樹脂材料が課題とされる弱い箇所は省くことができているが、一方、特許文献２に記載された光センサ装置では、基板、絶縁枠、透明ガラスといった別々の材料と部品を使用して組み立てなければならず、パッケージのコストを低下しにくい。また、パッケージを構成している主要部品である基板、絶縁枠、透明ガラスでは各部品材料間の膨張係数は著しく異なる。このため高温から低温を繰り返す温度サイクル試験環境下では、膨張係数の差によって発生するストレスからパッケージへのダメージを受けやすくなる。
【００１１】
また、特許文献２に記載された光センサ装置では、光センサ素子３３は周囲を絶縁枠３５で囲まれた構造になっているため、絶縁枠３５の面積と、更には絶縁枠３５の外部に貫通電極３８を設けるためのスペースが必要になり、パッケージサイズの小型化が難しいという課題がある。
【００１２】
図８は特許文献３に開示された電子部品であり、キャビティを有するセラミック基板に光半導体素子を実装し、ガラス等の透明蓋で密閉した光半導体装置の断面図である。セラミック基板４１は、枠上に打ち抜いたグリーンシート、金属ペーストを印刷したグリーンシートおよびスルーホールに充填したグリーンシート等を複数積層することにより、配線導体４２とキャビティを形成することができる。透明蓋４５は周囲に複数の穴４５ａが形成され、穴４５ａに接合剤４７を充填してセラミック基板４１と接合している。
【００１３】
特許文献３の光半導体装置は、特許文献２のような絶縁枠がなく、セラミックとガラスだけからなるため高信頼性が期待できる。しかし、セラミック基板は、打ち抜きや、金属ペーストの印刷／充填を施したグリーンシートの積層等工程数が多く、且つ高熱処理が必要であるため、製造コストが高い。また、配線導体４２のエリアを確保するためにパッケージサイズの小型化が難しく、製造時の取個数が少なくなるため更にコストが増えるという課題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開２００７−３６２６４号公報
【特許文献２】特開昭６１−２１４５６５号公報
【特許文献３】特開２００６−１３２６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
そこで本発明は、信頼性が高く且つ小型で低コストの光センサ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記目的を達成するために、本発明の光センサ装置は、ガラス蓋基板と、分割されて露出したスルーホール電極を外周部に有するキャビティ付きガラス基板と、いずれかの基板に実装された光センサ素子とを備え、ガラス蓋基板とキャビティを有するガラス基板とが接合された構造にした。
【００１７】
また、前記分割されて露出したスルーホール電極をコーナー部に設けた。
また、前記分割されて露出したスルーホール電極を対向する外周の２辺に設けた。
また、前記キャビティ付きガラス基板に遮光性のあるガラスを用いた。
また、前記ガラス蓋基板にフィルター機能を有するガラスを用いた。
【００１８】
また、複数のキャビティとキャビティ外周部に複数の貫通穴を有するガラス基板に導電膜を形成する工程と、前記導電膜を所定の形状にパターニングする工程と、前記パターニングされた導電膜に光センサ素子を実装する工程と、ガラス蓋基板と前記キャビティを有する基板を接着剤で接合する工程と、
前記接合されたガラス基板を、貫通穴が分断される位置で切断する工程と、を備えることにした。
【００１９】
また、ガラス蓋基板の片面に導電膜を形成する工程と、前記導電膜を所定の形状にパターニングする工程と、前記パターニングされた導電膜に光センサ素子を実装する工程と、複数のキャビティとキャビティ外周部に複数の貫通穴を有するガラス基板に導電膜を形成する工程と、前記導電膜を所定の形状にパターニングする工程と、前記ガラス蓋基板とキャビティを有する基板を、導電粒子を添加した接着剤で接合する工程と、前記接合されたガラス基板を、貫通穴が分断される位置で切断する工程と、を備えることにした。
【００２０】
また、前記ガラス基板を切断する工程に、ダイシング法を用いた。
また、前記ガラス基板を切断する工程に、超音波切断法を用いた。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の光センサ装置は、光センサ素子をガラスで完全に密閉することができ、また、ガラス材だけからなるパッケージ構造であるため膨張係数の差がなく、非常に信頼性の高いパッケージが得られる。さらに、分割されて露出したスルーホール電極を用いることによってパッケージサイズを小型化でき、製造時の取個数アップによる低コスト化が可能になる。したがって、コスト、信頼性にともに優れた光センサ装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の光センサ装置の構成を模式的に示す平面図、断面図および裏面図である。
【図２】本発明の光センサ装置の構成を模式的に示す平面図、断面図および裏面図である。
【図３】本発明の光センサ装置の構成を模式的に示す平面図、断面図および裏面図である。
【図４】本発明の光センサ装置の製造工程を模式的に示す平面図および断面図である。
【図５】本発明の光センサ装置の製造工程を模式的に示す平面図および断面図である。
【図６】従来公知の光センサを示す模式断面図である。
【図７】従来公知の半導体光センサ装置を示す模式断面図である。
【図８】従来公知の光半導体装置を示す模式断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明の光センサ装置は、ガラス蓋基板と、分割されて露出したスルーホール電極を外周部に有するキャビティ付きガラス基板と、いずれかの基板に実装された光センサ素子とを備え、ガラス蓋基板とキャビティを有するガラス基板とが接合された構造からなる。
【００２４】
（実施例１）
以下、図に基づいて本実施例の光センサ装置の構成を説明する。
図１は本実施例を示す模式図であり、図１（ａ）はその平面図、（ｂ）は図１（ａ）の一点鎖線ＸＹで切断したときの断面図、（ｃ）は裏面図である。
【００２５】
図１（ｂ）のガラス基板２（以下ガラス蓋基板２）は、センサに合わせた特性を有する光フィルター１０が設けられている。たとえば照度センサの場合は視感度補正曲線に合わせた光フィルターが使われ、屈折率の異なる金属酸化膜の多層膜をガラス基上に成膜したり、顔料を添加した樹脂をコーティングすることによって光フィルター機能をもたせることができる。また、リン酸塩系ガラス等ガラス基板２自体にフィルター機能をもたせれば、フィルター１０を除去することができる。
【００２６】
ガラス基板９（以下キャビティ基板９）は、キャビティ１３と、４分割された貫通穴１７をコーナーに有しており、貫通穴にはスルーホール電極５、キャビティ内には実装用電極８、キャビティ反対面には接続用の外部電極７が設けられている。これら電極は配線電極６を介して接続している。外部電極７の形状は図１（ｃ）に一例を図示してあり、実装用電極８、配線電極６の形状は図１（ａ）に一例を図示してあるが、電極５〜８が導通されていれば、特に形状は問わない。また、図１は４端子のセンサを例にした場合であり、３端子であればコーナーのいずれかの電極を削除できるし、５端子以上の場合は、いずれかの辺に２分割されたスルーホール電極を追加すればよい。
【００２７】
図１（ｂ）のキャビティ基板９のキャビティ部１３には、光センサ素子３がダイボンディング剤１２によって固定されており、センサ素子３と実装用電極８間はワイヤー４によって電気的導通がとられている。
ガラス蓋基板２とキャビティ基板９は、図１（ｂ）のように接着剤２１を介して接合されている。接着剤は熱硬化型、ＵＶ硬化型、ＵＶ＋熱硬化型のいずれでも使用できる。
【００２８】
ガラス蓋基板２とキャビティを有するガラス基板９によって囲まれている光センサ素子３は密閉された中空状態とすることができる。この結果、光センサ素子３では樹脂モールドによって封止された構造などで発生する素子へのストレスは無く、信頼性を高いものとすることができる。
また、分割したスルーホール電極を用いているため、パッケージサイズを小さくすることができ、パッケージコスト低減が図れる。
【００２９】
（実施例２）
図２は本実施例を示す模式図であり、図２（ａ）はその平面図、（ｂ）は図２（ａ）の一点鎖線ＸＹで切断したときの断面図、（ｃ）は裏面図である。
図２（ｂ）のガラス基板２（以下ガラス蓋基板２）は、光フィルター１０と実装用電極１４が設けられている。センサ素子３はたとえばＡｕバンプ１５を介して実装用電極１４にフリップチップボンディングされている。実装用電極１４の形状は図２（ａ）に図示しているが、センサ素子のフリップチップボンディング部とガラス基板９の配線電極６をつなぐ形状になっていれば、このとおりである必要はない。
【００３０】
ガラス基板９（以下キャビティ基板９）は、キャビティ１３と、４分割された貫通穴１７をコーナーに有しており、貫通穴にはスルーホール電極５、キャビティ面側には配線電極６、キャビティ反対面には接続用の外部電極７が設けられている。外部電極７の形状は図２（ｃ）に一例を図示してあり、実装用電極１４、配線電極６およびスルーホール電極５の形状は図２（ａ）に一例を図示してあるが、電極５〜７が導通されていれば、特に形状は問わない。また、図２は４端子のセンサを例にした場合であり、３端子であればコーナーのいずれかの電極を削除できるし、５端子以上の場合は、いずれかの辺に２分割されたスルーホール電極を追加すればよい。
【００３１】
ガラス蓋基板１とキャビティ基板９は、図２（ｂ）のように導電粒子添加の接着剤１０を介して接合されており、実装用電極１４と配線電極６は接着剤１１の導電粒子を介して電気的に接続されている。接着剤は熱硬化型、ＵＶ硬化型、ＵＶ＋熱硬化型のいずれでも使用できる。
【００３２】
実施例１と同様に、ガラス蓋基板２とキャビティを有するガラス基板９によって囲まれている光センサ素子３は密閉された中空状態とすることができるため、信頼性を高い光センサ装置を提供することができる。
【００３３】
また、本実施例ではフリップチップボンディングによる実装を用いているため、ワイヤボンディングエリアが不要になり、分割したスルーホール電極と併せて、よりパッケージサイズの小型化が可能になり、さらなるパッケージコスト低減が図れる。
【００３４】
（実施例３）
図３は本実施例を示す模式図であり、図３（ａ）はその平面図、（ｂ）図３（ａ）の一点鎖線ＸＹで切断したときの断面図、（ｃ）は裏面図である。
図３（ｂ）のガラス基板２（以下ガラス蓋基板２）は、光フィルター１０と実装用電極１４が設けられている。センサ素子３はたとえばＡｕバンプを介して実装用電極１４にフリップチップボンディングされている。
【００３５】
ガラス基板９（以下キャビティ基板９）は、キャビティ１３と、２分割された貫通穴１７を対抗する２辺に有しており、貫通穴にはスルーホール電極５、キャビティ面側には配線電極６、キャビティ反対面には接続用の外部電極７が設けられている。外部電極７の形状は図２（ｃ）に一例を図示してあり、実装用電極１４、配線電極６およびスルーホール電極５の形状は図３（ａ）に一例を図示してあるが、電極５〜７が導通されていれば、特に形状は問わない。また、図３は４端子のセンサを例にした場合であり、３端子であればいずれかのスルーホール電極を削除できるし、５端子以上の場合は、いずれかの辺に２分割されたスルーホール電極を追加すればよい。
【００３６】
ガラス蓋基板１とキャビティ基板９は、図３（ｂ）のように導電粒子添加の接着剤１１を介して接合されており、実装用電極１４と配線電極６は接着剤１１の導電粒子を介して電気的に接続されている。
【００３７】
本実施例では、２分割したスルーホール電極を対抗する２辺に設けることにより、スルーホール電極のない辺の面積を最小化でき、更なる小型化によるパッケージコスト低減が図れる。
【００３８】
（実施例４）
図４は本実施例の光センサ装置の製造工程を模式的に示す断面図および平面図である。
＜成型工程＞
図４（ａ）および（ｂ）は、成形工程を示す断面図であり、図４（ｂ’）は平面図である。
【００３９】
図４（ａ）のガラス基板を加工し、図４（ｂ）および（ｂ’）に示すキャビティ１３及び貫通穴１７を有するキャビティ基板９形成する。加工方法としては、高温下でガラスを軟化させて所定の型形状に成形するいわゆる成型法や、サンドブラスト法、ドリル等が挙げられる。コスト面からは成形法が望ましいが、成形法でキャビティを形成し、貫通穴はドリルで加工するなど複数の工程を組み合わせても良い。
【００４０】
＜導電膜形成工程＞
図４（ｃ）は、キャビティ基板９に導電膜１６を成膜した状態を示している。成膜にはメッキ法や、スパッタリング法が挙げられるが、コストや貫通穴１７への成膜性からメッキ法が好ましい。メッキ法では、ガラス表面の粗面化、触媒活性化等の処理後、無電解Ｎｉメッキで下地メッキを行い、その上に電解メッキでＡｕ膜等を形成するのが一般的である。
【００４１】
＜パターニング工程＞
図４（ｄ）は、導電膜１６をスルーホール電極５、配線電極６、外部電極７および実装用電極１４にパターニングした状態を示している。パターニングは、電極を残したい領域にフォトリソ法でレジスト膜を残し、ついで電極をエッチングすることにより行う。キャビティ底面へのパターニングが難しい場合は、インクジェット法でナノ金属インクを所定の形状に塗布し、焼成することによって導電膜を形成することも可能である。
【００４２】
＜素子実装工程＞
図４（ｅ）は、光センサ素子３をキャビティ底面にダイボンディングし、ついで光センサ素子の電極と実装用電極１４をワイヤー４でワイヤボンディングした状態を示している。ワイヤボンディングはＡｕ、ＡｌやＣｕワイヤー等が利用できる。
【００４３】
＜接合工程＞
図４（ｆ）は、光フィルター１０を有するガラス蓋基板２に接着剤１１を塗布した状態を示している。塗布方法としては、スクリーン印刷、オフセット印刷、フレキソ印刷やディスペンサーによる塗布等があり、パッケージ仕様によって使い分けすることができる。また接着剤１１には、エポキシ系、アクリル系等の接着剤が使用できる。
【００４４】
図４（ｇ）は、ガラス蓋基板２とキャビティ基板９を接合した状態を示しており、接着剤１１が塗布されたガラス蓋基板２とキャビティ基板９をアライメントし、加圧しながら高温下もしくはＵＶ照射して接着剤を硬化させることによって得られる。
【００４５】
＜切断工程＞
図４（ｈ）は、キャビティ基板９側から見た接合後の平面図であり、破線ｍ−ｌ、ｍ’−ｌ’、ｍ”−ｌ”、ｈ−ｉ、ｈ’−ｉ”、ｈ”−ｉ”に沿って切断することにより、図４（ｉ）の光センサ装置１を得ることができる。ガラスの切断方法としては、超硬刃によるスクライブ法、レーザーカット法、ダイシング法、超音波切断法等が挙げられるが、本発明では貫通穴部を切断する必要があるため、ダイシング法か超音波切断法が望ましい。特に超音波切断法はガラスの切断に適しており、ダイシング法より短時間での加工が可能であり、切断面の品質でも優れている。
【００４６】
本は発明の製造方法によれば、簡便な工程で光センサ素子をガラスで密閉した中空状態の中に実装することができ、従来の樹脂モールドによって封止された構造などで発生する素子へのストレスが全くない、高信頼性の光センサ装置を提供することができる。また、スルーホール電極を切断によって分割するため、無駄になるエリアがなく、パッケージサイズの小型化と併せてパッケージ取個数を最大化し、大幅なコスト低減を実現できる。
【００４７】
また、分割したスルーホール電極を用いているため、パッケージサイズを小さくすることができ、パッケージコスト低減が図れる。
【００４８】
（実施例５）
図５は本実施例の光センサ装置の製造工程を模式的に示す断面図および平面図である。
＜導電膜形成工程１＞
図５（ａ）は、光フィルター１０上に導電膜１６を成膜したガラス蓋基板２の断面図を示している。平坦な基板上への成膜であるため、導電膜はメッキ法、蒸着法やスパッタリング法等の真空成膜法のいずれでも可能であるが、この導電膜はフリップチップボンディング用の電極としても使用するため、密着性が高く平坦性の優れている真空製膜法によってＣｒ＋Ａｕ、Ｎｉ＋Ａｕ等の多層膜が適している。
【００４９】
＜パターニング工程１＞
図５（ｂ）は、導電膜１６をパターニングし、実装用電極１４を形成したガラス蓋基板２の断面図を示している。パターニングはフォトリソ法を用いることにより容易に電極１４を形成することができる。他の方法としては、インクジェット法でナノ金属インクを所定の形状に塗布し、焼成することによって導電膜を形成してもよい。この場合は導電膜形成工程とパターニング工程を同時に行うことができる。
【００５０】
＜素子実装工程＞
図５（ｃ）は、光センサ素子３を実装用電極１４にフリップチップボンディングした状態を示している。フリップチップボンディングは、あらかじめ光センサ素子にバンプを形成しておき、熱や超音波で実装用電極１４と接合させることができる。バンプ材料としてはＡｕやハンダ等が挙げられるが、バンプを使わずに導電粒子を含む樹脂で接合させることもできる。
【００５１】
＜導電膜形成工程２＞
図５（ｄ）は、実施例４と同様の工程で形成されたキャビティ１３、貫通穴１７および導電膜１６を有するキャビティ基板９の断面図である。
【００５２】
＜パターニング工程２＞
図５（ｅ）は、導電膜１６をスルーホール電極５、配線電極６および外部電極７にパターニングした状態を示している。パターニングは、実施例４と同様に行うことができる。
【００５３】
＜接合工程＞
図５（ｆ）は、キャビティ基板９に接着剤１１を塗布した状態を示している。塗布方法としては、実施例４と同様に行うことができるが、本実施例ではガラス蓋基板２の電極１４とキャビティ基板９の配線電極６を電気的に接続する必要があるため、接着剤にあらかじめ導電粒子を添加しておく。導電粒子としては、Ａｕボール、Ｗボール等の金属ボールや、プラスチックボールにＮｉやＡｕをメッキした導電粒子を用いることができる。
【００５４】
図５（ｇ）は、ガラス蓋基板２とキャビティ基板９を接合した状態を示しており、接着剤１１が塗布されたキャビティ基板９とガラス蓋基板２をアライメントし、加圧しながら高温下もしくはＵＶ照射して接着剤を硬化させることによって得られる。
【００５５】
＜切断工程＞
図４（ｈ）は、ガラス蓋基板２側から見た接合後の平面図であり、破線ｍ−ｌ、ｍ’−ｌ’、ｍ”−ｌ”、ｈ−ｉ、ｈ’−ｉ”、ｈ”−ｉ”に沿って切断することにより、図４（ｉ）の光センサ装置１を得ることができる。ガラスの切断方法としては、実施例４と同様に行うことができる。
【００５６】
本発明の製造方法によれば、フリップチップボンディングによる実装を用いているため、ワイヤボンディングエリアが不要になり、分割したスルーホール電極と併せて、よりパッケージサイズの小型化が可能になり、さらなるパッケージコスト低減が図れる。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
ガラスによって素子周囲を囲った信頼性が高くかつ、低コストの光センサ装置を提供することができるので、屋内や屋外用途、さらには過酷な環境への使用にまで配慮した携帯端末や照明器具をはじめとする様々な光センサ装置搭載機器への供給に寄与することができる。
【符号の説明】
【００５８】
１ 光センサ装置
２ ガラス蓋基板
３ 光センサ素子
４ ワイヤー
５ スルーホール電極
６ 配線電極
７ 外部電極
８、１４ 実装用電極
９ キャビティ基板
１０ 光フィルター
１１，２１ 接着剤
１２ ダイボンディング剤
１３ キャビティ
１７ 貫通孔
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラス基板を用いたパッケージ材料に光センサ素子を実装した光センサ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、モバイルパソコン、タブレットパソコン、スマートフォンといった携帯端末の普及が急速に拡大している。この理由としては、これらの携帯端末が多くの機能を有していることは勿論、重量が軽いこと、厚みが薄いことなど、より携帯性に富んだデザインを特徴に持ち合わせていることも大きい。一方、携帯端末に使用する電子部品点数は、多機能化や携帯性の追求に伴い非常に多くなっており、より小型、薄型、省電力、低コストが常に求められるようになった結果、電子部品では樹脂モールドパッケージの採用が多く見受けられるようになっている。低消費電力を担う搭載電子部品の一つである光センサも例外ではなく、他の電子部品と同様に、樹脂モールドパッケージによる小型、薄型、低コストを狙った製品が多く開発されている。
【０００３】
図６は特許文献１に開示された電子部品であり、樹脂材料からなる絶縁性基板の上に受光素子を実装して樹脂モールドした照度センサパッケージの断面図である。樹脂基板２０には表面に電極２２が形成されている。電極２２は基板裏面を囲むように配線されており、外部との接続が行うことができる構造になっている。電極２３の上には光センサ素子２１が実装されている。光センサ素子２１の上面２１ａと電極２４とはワイヤー２６により電気的に接続されている。光センサ素子２１は電極２３へ導電性ペースト２５によって固着されている。導電性ペースト２５は光センサ素子２１と電極２４とを電気的に接続をしている。
【０００４】
また、この図では光センサ素子２１は樹脂２７によって全体をモールドされている。樹脂２７は透光性の樹脂からなり、エポキシ樹脂などが使用されている。樹脂２７の上には赤外光吸収膜２８が設けられている。赤外光吸収膜２８は樹脂が使われており、液状樹脂又はフィルムを樹脂２７上に接着して重ねた構造としている。液状樹脂はエポキシ樹脂などが使用されている。フィルム状のものでは樹脂接着剤を介してフィルムを樹脂２７に接着される。これにより光センサ素子２１は赤外光をカットされた可視光を受光することができるため視感度に対応した光センサとしての機能を果たすことができる。また赤外光吸収膜２８は、使用する赤外光吸収物質を透光性樹脂２７中に分散、混合させても赤外光吸収効果が得られるというものである。
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載された光センサ装置は、素子の封止にエポキシ樹脂などが使用されたパッケージ構造を成しているため、材料の持つ耐熱性や耐湿性などをはじめとした環境信頼性に弱いことが挙げられる。特に赤外光吸収膜を構成する樹脂又はフィルムは厚みが薄くなっており、熱や水分に対して弱いものとなっている。
【０００６】
また、特許文献１に記載された光センサ装置では、目的の特性を得る赤外光吸収膜にエポキシ樹脂などの樹脂を使用例としている。赤外光吸収膜にエポキシ樹脂などを用いた場合、水分や熱などによって樹脂が分解する恐れがある。この結果、目的とする赤外光を吸収することができなくなり、徐々に所望の特性が得られなくなる課題がある。
【０００７】
この様な中、ガラスをパッケージ材料に使用した電子部品が一部で実用化されている。ガラス材料は、外部から浸入する水分や汚染物質を防ぎ、気密性も高い。また、ガラス材料は、半導体素子を形成するシリコン基板と熱膨張係数が近似していることから、ガラスパッケージに半導体素子を実装した場合、実装面や接合面の信頼性を高めることができる。さらに、ガラス材料は安価であることから、製品コストの上昇を抑制できる。
【０００８】
図７は特許文献２に開示された電子部品であり、セラミック材料からなる基板の上に光センサ素子を実装して、絶縁性の枠と透明ガラス板で密封封止された照度センサパッケージの断面図である。セラミック基板３１には表面と裏面にメタライズされた配線パターン３２、３９が設けられており、貫通電極３８によって電気的に接続されている。この基板３１上には光センサ素子３３が実装され、光センサ素子３３の上面と基板表面に設けられた配線パターン３２とはワイヤー３４によって電気的に接続されている。前記基板３１上には、ワイヤー３４と配線パターン３２の接続箇所の外側を取り囲んで、絶縁枠３５が接着剤３６を介して固定されている。さらに絶縁枠３５の上端には透明ガラス３７が接着剤３６で接着されている。
【０００９】
光センサ素子３３は絶縁枠３５と透明ガラス３７とで囲まれた中空状態となっており、樹脂モールドで封止された構造においてしばしば問題とされる、素子とワイヤーへのストレスが無い構造となっている。透明ガラス３７を通して外部からの光が光センサ素子３３の上面に入射され、光センサ素子３３で発生した起電力はワイヤー３４から配線パターン３２を伝わり、貫通電極３８を通して基板３１の裏面側配線パターン３９へと伝わる。基板３１はセラミック材の積層ではなく単層であること、また、基板材料にはセラミックの他にガラスエポキシ樹脂等を用いることにより、パッケージのコスト低減を計ることができるというものである。
【００１０】
特許文献２に記載された光センサ装置は、前述の特許文献１に記載された光センサ装置において使用されていた樹脂を使用しておらず、セラミックやガラスといった信頼性に対して強い材料を主に使用している。これにより樹脂材料が課題とされる弱い箇所は省くことができているが、一方、特許文献２に記載された光センサ装置では、基板、絶縁枠、透明ガラスといった別々の材料と部品を使用して組み立てなければならず、パッケージのコストを低下しにくい。また、パッケージを構成している主要部品である基板、絶縁枠、透明ガラスでは各部品材料間の膨張係数は著しく異なる。このため高温から低温を繰り返す温度サイクル試験環境下では、膨張係数の差によって発生するストレスからパッケージへのダメージを受けやすくなる。
【００１１】
また、特許文献２に記載された光センサ装置では、光センサ素子３３は周囲を絶縁枠３５で囲まれた構造になっているため、絶縁枠３５の面積と、更には絶縁枠３５の外部に貫通電極３８を設けるためのスペースが必要になり、パッケージサイズの小型化が難しいという課題がある。
【００１２】
図８は特許文献３に開示された電子部品であり、キャビティを有するセラミック基板に光半導体素子を実装し、ガラス等の透明蓋で密閉した光半導体装置の断面図である。セラミック基板４１は、枠上に打ち抜いたグリーンシート、金属ペーストを印刷したグリーンシートおよびスルーホールに充填したグリーンシート等を複数積層することにより、配線導体４２とキャビティを形成することができる。透明蓋４５は周囲に複数の穴４５ａが形成され、穴４５ａに接合剤４７を充填してセラミック基板４１と接合している。
【００１３】
特許文献３の光半導体装置は、特許文献２のような絶縁枠がなく、セラミックとガラスだけからなるため高信頼性が期待できる。しかし、セラミック基板は、打ち抜きや、金属ペーストの印刷／充填を施したグリーンシートの積層等工程数が多く、且つ高熱処理が必要であるため、製造コストが高い。また、配線導体４２のエリアを確保するためにパッケージサイズの小型化が難しく、製造時の取個数が少なくなるため更にコストが増えるという課題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開２００７−３６２６４号公報
【特許文献２】特開昭６１−２１４５６５号公報
【特許文献３】特開２００６−１３２６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
そこで本発明は、信頼性が高く且つ小型で低コストの光センサ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記目的を達成するために、本発明の光センサ装置は、ガラス蓋基板と、分割されて露出したスルーホール電極を外周部に有するキャビティ付きガラス基板と、いずれかの基板に実装された光センサ素子とを備え、ガラス蓋基板とキャビティを有するガラス基板とが接合された構造にした。
【００１７】
また、前記分割されて露出したスルーホール電極をコーナー部に設けた。
また、前記分割されて露出したスルーホール電極を対向する外周の２辺に設けた。
また、前記キャビティ付きガラス基板に遮光性のあるガラスを用いた。
また、前記ガラス蓋基板にフィルター機能を有するガラスを用いた。
【００１８】
また、複数のキャビティとキャビティ外周部に複数の貫通穴を有するガラス基板に導電膜を形成する工程と、前記導電膜を所定の形状にパターニングする工程と、前記パターニングされた導電膜に光センサ素子を実装する工程と、ガラス蓋基板と前記キャビティを有する基板を接着剤で接合する工程と、
前記接合されたガラス基板を、貫通穴が分断される位置で切断する工程と、を備えることにした。
【００１９】
また、ガラス蓋基板の片面に導電膜を形成する工程と、前記導電膜を所定の形状にパターニングする工程と、前記パターニングされた導電膜に光センサ素子を実装する工程と、複数のキャビティとキャビティ外周部に複数の貫通穴を有するガラス基板に導電膜を形成する工程と、前記導電膜を所定の形状にパターニングする工程と、前記ガラス蓋基板とキャビティを有する基板を、導電粒子を添加した接着剤で接合する工程と、前記接合されたガラス基板を、貫通穴が分断される位置で切断する工程と、を備えることにした。
【００２０】
また、前記ガラス基板を切断する工程に、ダイシング法を用いた。
また、前記ガラス基板を切断する工程に、超音波切断法を用いた。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の光センサ装置は、光センサ素子をガラスで完全に密閉することができ、また、ガラス材だけからなるパッケージ構造であるため膨張係数の差がなく、非常に信頼性の高いパッケージが得られる。さらに、分割されて露出したスルーホール電極を用いることによってパッケージサイズを小型化でき、製造時の取個数アップによる低コスト化が可能になる。したがって、コスト、信頼性にともに優れた光センサ装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の光センサ装置の構成を模式的に示す平面図、断面図および裏面図である。
【図２】本発明の光センサ装置の構成を模式的に示す平面図、断面図および裏面図である。
【図３】本発明の光センサ装置の構成を模式的に示す平面図、断面図および裏面図である。
【図４】本発明の光センサ装置の製造工程を模式的に示す平面図および断面図である。
【図５】本発明の光センサ装置の製造工程を模式的に示す平面図および断面図である。
【図６】従来公知の光センサを示す模式断面図である。
【図７】従来公知の半導体光センサ装置を示す模式断面図である。
【図８】従来公知の光半導体装置を示す模式断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明の光センサ装置は、ガラス蓋基板と、分割されて露出したスルーホール電極を外周部に有するキャビティ付きガラス基板と、いずれかの基板に実装された光センサ素子とを備え、ガラス蓋基板とキャビティを有するガラス基板とが接合された構造からなる。
【００２４】
（実施例１）
以下、図に基づいて本実施例の光センサ装置の構成を説明する。
図１は本実施例を示す模式図であり、図１（ａ）はその平面図、（ｂ）は図１（ａ）の一点鎖線ＸＹで切断したときの断面図、（ｃ）は裏面図である。
【００２５】
図１（ｂ）のガラス基板２（以下ガラス蓋基板２）は、センサに合わせた特性を有する光フィルター１０が設けられている。たとえば照度センサの場合は視感度補正曲線に合わせた光フィルターが使われ、屈折率の異なる金属酸化膜の多層膜をガラス基上に成膜したり、顔料を添加した樹脂をコーティングすることによって光フィルター機能をもたせることができる。また、リン酸塩系ガラス等ガラス基板２自体にフィルター機能をもたせれば、フィルター１０を除去することができる。
【００２６】
ガラス基板９（以下キャビティ基板９）は、キャビティ１３と、４分割された貫通穴１７をコーナーに有しており、貫通穴にはスルーホール電極５、キャビティ内には実装用電極８、キャビティ反対面には接続用の外部電極７が設けられている。これら電極は配線電極６を介して接続している。外部電極７の形状は図１（ｃ）に一例を図示してあり、実装用電極８、配線電極６の形状は図１（ａ）に一例を図示してあるが、電極５〜８が導通されていれば、特に形状は問わない。また、図１は４端子のセンサを例にした場合であり、３端子であればコーナーのいずれかの電極を削除できるし、５端子以上の場合は、いずれかの辺に２分割されたスルーホール電極を追加すればよい。
【００２７】
図１（ｂ）のキャビティ基板９のキャビティ部１３には、光センサ素子３がダイボンディング剤１２によって固定されており、センサ素子３と実装用電極８間はワイヤー４によって電気的導通がとられている。
ガラス蓋基板２とキャビティ基板９は、図１（ｂ）のように接着剤２１を介して接合されている。接着剤は熱硬化型、ＵＶ硬化型、ＵＶ＋熱硬化型のいずれでも使用できる。
【００２８】
ガラス蓋基板２とキャビティを有するガラス基板９によって囲まれている光センサ素子３は密閉された中空状態とすることができる。この結果、光センサ素子３では樹脂モールドによって封止された構造などで発生する素子へのストレスは無く、信頼性を高いものとすることができる。
また、分割したスルーホール電極を用いているため、パッケージサイズを小さくすることができ、パッケージコスト低減が図れる。
【００２９】
（実施例２）
図２は本実施例を示す模式図であり、図２（ａ）はその平面図、（ｂ）は図２（ａ）の一点鎖線ＸＹで切断したときの断面図、（ｃ）は裏面図である。
図２（ｂ）のガラス基板２（以下ガラス蓋基板２）は、光フィルター１０と実装用電極１４が設けられている。センサ素子３はたとえばＡｕバンプ１５を介して実装用電極１４にフリップチップボンディングされている。実装用電極１４の形状は図２（ａ）に図示しているが、センサ素子のフリップチップボンディング部とガラス基板９の配線電極６をつなぐ形状になっていれば、このとおりである必要はない。
【００３０】
ガラス基板９（以下キャビティ基板９）は、キャビティ１３と、４分割された貫通穴１７をコーナーに有しており、貫通穴にはスルーホール電極５、キャビティ面側には配線電極６、キャビティ反対面には接続用の外部電極７が設けられている。外部電極７の形状は図２（ｃ）に一例を図示してあり、実装用電極１４、配線電極６およびスルーホール電極５の形状は図２（ａ）に一例を図示してあるが、電極５〜７が導通されていれば、特に形状は問わない。また、図２は４端子のセンサを例にした場合であり、３端子であればコーナーのいずれかの電極を削除できるし、５端子以上の場合は、いずれかの辺に２分割されたスルーホール電極を追加すればよい。
【００３１】
ガラス蓋基板１とキャビティ基板９は、図２（ｂ）のように導電粒子添加の接着剤１０を介して接合されており、実装用電極１４と配線電極６は接着剤１１の導電粒子を介して電気的に接続されている。接着剤は熱硬化型、ＵＶ硬化型、ＵＶ＋熱硬化型のいずれでも使用できる。
【００３２】
実施例１と同様に、ガラス蓋基板２とキャビティを有するガラス基板９によって囲まれている光センサ素子３は密閉された中空状態とすることができるため、信頼性を高い光センサ装置を提供することができる。
【００３３】
また、本実施例ではフリップチップボンディングによる実装を用いているため、ワイヤボンディングエリアが不要になり、分割したスルーホール電極と併せて、よりパッケージサイズの小型化が可能になり、さらなるパッケージコスト低減が図れる。
【００３４】
（実施例３）
図３は本実施例を示す模式図であり、図３（ａ）はその平面図、（ｂ）図３（ａ）の一点鎖線ＸＹで切断したときの断面図、（ｃ）は裏面図である。
図３（ｂ）のガラス基板２（以下ガラス蓋基板２）は、光フィルター１０と実装用電極１４が設けられている。センサ素子３はたとえばＡｕバンプを介して実装用電極１４にフリップチップボンディングされている。
【００３５】
ガラス基板９（以下キャビティ基板９）は、キャビティ１３と、２分割された貫通穴１７を対抗する２辺に有しており、貫通穴にはスルーホール電極５、キャビティ面側には配線電極６、キャビティ反対面には接続用の外部電極７が設けられている。外部電極７の形状は図２（ｃ）に一例を図示してあり、実装用電極１４、配線電極６およびスルーホール電極５の形状は図３（ａ）に一例を図示してあるが、電極５〜７が導通されていれば、特に形状は問わない。また、図３は４端子のセンサを例にした場合であり、３端子であればいずれかのスルーホール電極を削除できるし、５端子以上の場合は、いずれかの辺に２分割されたスルーホール電極を追加すればよい。
【００３６】
ガラス蓋基板１とキャビティ基板９は、図３（ｂ）のように導電粒子添加の接着剤１１を介して接合されており、実装用電極１４と配線電極６は接着剤１１の導電粒子を介して電気的に接続されている。
【００３７】
本実施例では、２分割したスルーホール電極を対抗する２辺に設けることにより、スルーホール電極のない辺の面積を最小化でき、更なる小型化によるパッケージコスト低減が図れる。
【００３８】
（実施例４）
図４は本実施例の光センサ装置の製造工程を模式的に示す断面図および平面図である。
＜成型工程＞
図４（ａ）および（ｂ）は、成形工程を示す断面図であり、図４（ｂ’）は平面図である。
【００３９】
図４（ａ）のガラス基板を加工し、図４（ｂ）および（ｂ’）に示すキャビティ１３及び貫通穴１７を有するキャビティ基板９形成する。加工方法としては、高温下でガラスを軟化させて所定の型形状に成形するいわゆる成型法や、サンドブラスト法、ドリル等が挙げられる。コスト面からは成形法が望ましいが、成形法でキャビティを形成し、貫通穴はドリルで加工するなど複数の工程を組み合わせても良い。
【００４０】
＜導電膜形成工程＞
図４（ｃ）は、キャビティ基板９に導電膜１６を成膜した状態を示している。成膜にはメッキ法や、スパッタリング法が挙げられるが、コストや貫通穴１７への成膜性からメッキ法が好ましい。メッキ法では、ガラス表面の粗面化、触媒活性化等の処理後、無電解Ｎｉメッキで下地メッキを行い、その上に電解メッキでＡｕ膜等を形成するのが一般的である。
【００４１】
＜パターニング工程＞
図４（ｄ）は、導電膜１６をスルーホール電極５、配線電極６、外部電極７および実装用電極１４にパターニングした状態を示している。パターニングは、電極を残したい領域にフォトリソ法でレジスト膜を残し、ついで電極をエッチングすることにより行う。キャビティ底面へのパターニングが難しい場合は、インクジェット法でナノ金属インクを所定の形状に塗布し、焼成することによって導電膜を形成することも可能である。
【００４２】
＜素子実装工程＞
図４（ｅ）は、光センサ素子３をキャビティ底面にダイボンディングし、ついで光センサ素子の電極と実装用電極１４をワイヤー４でワイヤボンディングした状態を示している。ワイヤボンディングはＡｕ、ＡｌやＣｕワイヤー等が利用できる。
【００４３】
＜接合工程＞
図４（ｆ）は、光フィルター１０を有するガラス蓋基板２に接着剤１１を塗布した状態を示している。塗布方法としては、スクリーン印刷、オフセット印刷、フレキソ印刷やディスペンサーによる塗布等があり、パッケージ仕様によって使い分けすることができる。また接着剤１１には、エポキシ系、アクリル系等の接着剤が使用できる。
【００４４】
図４（ｇ）は、ガラス蓋基板２とキャビティ基板９を接合した状態を示しており、接着剤１１が塗布されたガラス蓋基板２とキャビティ基板９をアライメントし、加圧しながら高温下もしくはＵＶ照射して接着剤を硬化させることによって得られる。
【００４５】
＜切断工程＞
図４（ｈ）は、キャビティ基板９側から見た接合後の平面図であり、破線ｍ−ｌ、ｍ’−ｌ’、ｍ”−ｌ”、ｈ−ｉ、ｈ’−ｉ”、ｈ”−ｉ”に沿って切断することにより、図４（ｉ）の光センサ装置１を得ることができる。ガラスの切断方法としては、超硬刃によるスクライブ法、レーザーカット法、ダイシング法、超音波切断法等が挙げられるが、本発明では貫通穴部を切断する必要があるため、ダイシング法か超音波切断法が望ましい。特に超音波切断法はガラスの切断に適しており、ダイシング法より短時間での加工が可能であり、切断面の品質でも優れている。
【００４６】
本は発明の製造方法によれば、簡便な工程で光センサ素子をガラスで密閉した中空状態の中に実装することができ、従来の樹脂モールドによって封止された構造などで発生する素子へのストレスが全くない、高信頼性の光センサ装置を提供することができる。また、スルーホール電極を切断によって分割するため、無駄になるエリアがなく、パッケージサイズの小型化と併せてパッケージ取個数を最大化し、大幅なコスト低減を実現できる。
【００４７】
また、分割したスルーホール電極を用いているため、パッケージサイズを小さくすることができ、パッケージコスト低減が図れる。
【００４８】
（実施例５）
図５は本実施例の光センサ装置の製造工程を模式的に示す断面図および平面図である。
＜導電膜形成工程１＞
図５（ａ）は、光フィルター１０上に導電膜１６を成膜したガラス蓋基板２の断面図を示している。平坦な基板上への成膜であるため、導電膜はメッキ法、蒸着法やスパッタリング法等の真空成膜法のいずれでも可能であるが、この導電膜はフリップチップボンディング用の電極としても使用するため、密着性が高く平坦性の優れている真空製膜法によってＣｒ＋Ａｕ、Ｎｉ＋Ａｕ等の多層膜が適している。
【００４９】
＜パターニング工程１＞
図５（ｂ）は、導電膜１６をパターニングし、実装用電極１４を形成したガラス蓋基板２の断面図を示している。パターニングはフォトリソ法を用いることにより容易に電極１４を形成することができる。他の方法としては、インクジェット法でナノ金属インクを所定の形状に塗布し、焼成することによって導電膜を形成してもよい。この場合は導電膜形成工程とパターニング工程を同時に行うことができる。
【００５０】
＜素子実装工程＞
図５（ｃ）は、光センサ素子３を実装用電極１４にフリップチップボンディングした状態を示している。フリップチップボンディングは、あらかじめ光センサ素子にバンプを形成しておき、熱や超音波で実装用電極１４と接合させることができる。バンプ材料としてはＡｕやハンダ等が挙げられるが、バンプを使わずに導電粒子を含む樹脂で接合させることもできる。
【００５１】
＜導電膜形成工程２＞
図５（ｄ）は、実施例４と同様の工程で形成されたキャビティ１３、貫通穴１７および導電膜１６を有するキャビティ基板９の断面図である。
【００５２】
＜パターニング工程２＞
図５（ｅ）は、導電膜１６をスルーホール電極５、配線電極６および外部電極７にパターニングした状態を示している。パターニングは、実施例４と同様に行うことができる。
【００５３】
＜接合工程＞
図５（ｆ）は、キャビティ基板９に接着剤１１を塗布した状態を示している。塗布方法としては、実施例４と同様に行うことができるが、本実施例ではガラス蓋基板２の電極１４とキャビティ基板９の配線電極６を電気的に接続する必要があるため、接着剤にあらかじめ導電粒子を添加しておく。導電粒子としては、Ａｕボール、Ｗボール等の金属ボールや、プラスチックボールにＮｉやＡｕをメッキした導電粒子を用いることができる。
【００５４】
図５（ｇ）は、ガラス蓋基板２とキャビティ基板９を接合した状態を示しており、接着剤１１が塗布されたキャビティ基板９とガラス蓋基板２をアライメントし、加圧しながら高温下もしくはＵＶ照射して接着剤を硬化させることによって得られる。
【００５５】
＜切断工程＞
図４（ｈ）は、ガラス蓋基板２側から見た接合後の平面図であり、破線ｍ−ｌ、ｍ’−ｌ’、ｍ”−ｌ”、ｈ−ｉ、ｈ’−ｉ”、ｈ”−ｉ”に沿って切断することにより、図４（ｉ）の光センサ装置１を得ることができる。ガラスの切断方法としては、実施例４と同様に行うことができる。
【００５６】
本発明の製造方法によれば、フリップチップボンディングによる実装を用いているため、ワイヤボンディングエリアが不要になり、分割したスルーホール電極と併せて、よりパッケージサイズの小型化が可能になり、さらなるパッケージコスト低減が図れる。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
ガラスによって素子周囲を囲った信頼性が高くかつ、低コストの光センサ装置を提供することができるので、屋内や屋外用途、さらには過酷な環境への使用にまで配慮した携帯端末や照明器具をはじめとする様々な光センサ装置搭載機器への供給に寄与することができる。
【符号の説明】
【００５８】
１ 光センサ装置
２ ガラス蓋基板
３ 光センサ素子
４ ワイヤー
５ スルーホール電極
６ 配線電極
７ 外部電極
８、１４ 実装用電極
９ キャビティ基板
１０ 光フィルター
１１，２１ 接着剤
１２ ダイボンディング剤
１３ キャビティ
１７ 貫通孔
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス蓋基板と、キャビティ付きガラス基板と、いずれかの基板に実装された光センサ素子とを備え、ガラス蓋基板とキャビティ付きガラス基板とが接合された構造であることを特徴とする光センサ装置。
【請求項２】
前記キャビティ付きガラス基板のコーナーに、分割されて露出したスルーホール電極が設けられた構造であることを特徴とする請求項１記載の光センサ装置。
【請求項３】
前記スルーホール電極が、対向する２辺に設けられた構造であることを特徴とする請求項２記載の光センサ装置。
【請求項４】
前記キャビティ付きガラス基板が遮光ガラスからなることを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか１項に記載の光センサ装置。
【請求項５】
前記ガラス蓋基板が、フィルター機能を有していることを特徴とする請求項１〜４のうちいずれか１項に記載の光センサ装置。
【請求項６】
複数のキャビティとキャビティ外周部に複数の貫通穴を有するガラス基板に導電膜を所定のパターンに形成する工程と、
前記導電膜を所定の形状にパターニングする工程と、
前記パターニングされた導電膜に光センサ素子を実装する工程と、
ガラス蓋基板と前記ガラス基板とを接着剤で接合する工程と、
接合された前記ガラス基板及び前記ガラス蓋基板を、貫通穴が分断される位置で切断する工程と、を含む光センサ装置の製造方法。
【請求項７】
ガラス蓋基板の片面に導電膜を形成する工程と、
前記ガラス蓋基板に形成された導電膜を所定の形状にパターニングする工程と、
前記パターニングされた導電膜に光センサ素子を実装する工程と、
複数のキャビティとキャビティ外周部に複数の貫通穴を有するガラス基板に導電膜を形成する工程と、
前記ガラス基板に形成された導電膜を所定の形状にパターニングする工程と、
前記ガラス蓋基板と前記ガラス基板を、導電粒子を添加した接着剤で接合する工程と、
接合された前記ガラス基板及びガラス蓋基板を、貫通穴が分断される位置で切断する工程と、を含む光センサ装置の製造方法。
【請求項８】
前記ガラス基板を切断する工程が、ダイシング法であることを特徴とする請求項６又は７に記載の光センサ装置の製造方法。
【請求項９】
前記ガラス基板を切断する工程が、超音波切断法であることを特徴とする請求項６又は７に記載の光センサ装置の製造方法。
【請求項１】
ガラス蓋基板と、キャビティ付きガラス基板と、いずれかの基板に実装された光センサ素子とを備え、ガラス蓋基板とキャビティ付きガラス基板とが接合された構造であることを特徴とする光センサ装置。
【請求項２】
前記キャビティ付きガラス基板のコーナーに、分割されて露出したスルーホール電極が設けられた構造であることを特徴とする請求項１記載の光センサ装置。
【請求項３】
前記スルーホール電極が、対向する２辺に設けられた構造であることを特徴とする請求項２記載の光センサ装置。
【請求項４】
前記キャビティ付きガラス基板が遮光ガラスからなることを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか１項に記載の光センサ装置。
【請求項５】
前記ガラス蓋基板が、フィルター機能を有していることを特徴とする請求項１〜４のうちいずれか１項に記載の光センサ装置。
【請求項６】
複数のキャビティとキャビティ外周部に複数の貫通穴を有するガラス基板に導電膜を所定のパターンに形成する工程と、
前記導電膜を所定の形状にパターニングする工程と、
前記パターニングされた導電膜に光センサ素子を実装する工程と、
ガラス蓋基板と前記ガラス基板とを接着剤で接合する工程と、
接合された前記ガラス基板及び前記ガラス蓋基板を、貫通穴が分断される位置で切断する工程と、を含む光センサ装置の製造方法。
【請求項７】
ガラス蓋基板の片面に導電膜を形成する工程と、
前記ガラス蓋基板に形成された導電膜を所定の形状にパターニングする工程と、
前記パターニングされた導電膜に光センサ素子を実装する工程と、
複数のキャビティとキャビティ外周部に複数の貫通穴を有するガラス基板に導電膜を形成する工程と、
前記ガラス基板に形成された導電膜を所定の形状にパターニングする工程と、
前記ガラス蓋基板と前記ガラス基板を、導電粒子を添加した接着剤で接合する工程と、
接合された前記ガラス基板及びガラス蓋基板を、貫通穴が分断される位置で切断する工程と、を含む光センサ装置の製造方法。
【請求項８】
前記ガラス基板を切断する工程が、ダイシング法であることを特徴とする請求項６又は７に記載の光センサ装置の製造方法。
【請求項９】
前記ガラス基板を切断する工程が、超音波切断法であることを特徴とする請求項６又は７に記載の光センサ装置の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１３−１０５７８４（Ｐ２０１３−１０５７８４Ａ）
【公開日】平成２５年５月３０日（２０１３．５．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２４６６７１（Ｐ２０１１−２４６６７１）
【出願日】平成２３年１１月１０日（２０１１．１１．１０）
【出願人】（０００００２３２５）セイコーインスツル株式会社 (3,629)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月３０日（２０１３．５．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月１０日（２０１１．１１．１０）
【出願人】（０００００２３２５）セイコーインスツル株式会社 (3,629)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]