特許 6070933 光学デバイス及び光学デバイスの製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6070933

(24)【登録日】2017年1月13日

(45)【発行日】2017年2月1日

(54)【発明の名称】光学デバイス及び光学デバイスの製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 23/04 20060101AFI20170123BHJP

   H01L 31/02 20060101ALI20170123BHJP

   H01L 27/14 20060101ALI20170123BHJP

   H01L 23/02 20060101ALI20170123BHJP

   H01L 23/10 20060101ALI20170123BHJP

   H01L 33/62 20100101ALI20170123BHJP

【ＦＩ】

   H01L23/04 E

   H01L31/02 B

   H01L27/14 D

   H01L23/02 F

   H01L23/10 B

   H01L33/62

   H01L23/02 J

【請求項の数】12

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2012-277530(P2012-277530)

(22)【出願日】2012年12月20日

(65)【公開番号】特開2014-123588(P2014-123588A)

(43)【公開日】2014年7月3日

【審査請求日】2015年10月9日

(73)【特許権者】

【識別番号】000002325

【氏名又は名称】セイコーインスツル株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100142837

【弁理士】

【氏名又は名称】内野 則彰

(74)【代理人】

【識別番号】100123685

【弁理士】

【氏名又は名称】木村 信行

(74)【代理人】

【識別番号】100166305

【弁理士】

【氏名又は名称】谷川 徹

(74)【代理人】

【識別番号】100140741

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 光彌

(72)【発明者】

【氏名】林 恵一郎

【審査官】 麻川 倫広

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０２−１０３９６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１８２３０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−２４３７７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−２９６５８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−３４３９４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−０９９２１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−３０６８９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−２７９７７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−１６３７３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−０６９６１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−２３７５８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−０７８１２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−３４５３９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−２２２９３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−２３４７８０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ２１／３３９

２１／５４

２３／００−２３／０４

２３／０６−２３／１０

２３／１６−２３／２６

２３／４８

２３／５０

２７／１４

２７／１４４−２７／１４８

２９／７６２

３３／００

３３／４８−３３／６４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

リードフレームと、
前記リードフレームの一方の表面に接合される光学チップと、
前記リードフレームの他方の表面の側に設置される透光性基板と、
前記光学チップと前記透光性基板との間の外周部を封止する樹脂材と、を備え、
前記光学チップは前記リードフレームの側の表面に光学活性領域と前記光学活性領域よりも外周側に電極パッドとを備え、前記電極パッドが前記リードフレームに接合され、
前記透光性基板は前記リードフレームの側の表面に金属膜が形成され、前記金属膜と前記リードフレームが接合される光学デバイス。

【請求項2】

前記電極パッドと前記光学活性領域との間であり、前記光学活性領域を囲むように設置される土手を備える請求項１に記載の光学デバイス。

【請求項3】

前記土手は、前記透光性基板に設けられる突条からなる請求項２に記載の光学デバイス。

【請求項4】

前記電極パッドの上に突起電極が形成され、前記リードフレームと前記電極パッドとは前記突起電極を介して接合される請求項１〜３のいずれか一項に記載の光学デバイス。

【請求項5】

前記樹脂材は、前記透光性基板の側面と、前記光学チップの側面と、前記光学チップの前記光学活性領域が形成される表面とは反対側の裏面を覆って形成される請求項１〜４のいずれか一項に記載の光学デバイス。

【請求項6】

前記樹脂材は光を透過しない遮光性を有する請求項１〜５のいずれか一項に記載の光学デバイス。

【請求項7】

前記透光性基板は特定の波長の光を透過するフィルター機能を有する請求項１〜６のいずれか一項に記載の光学デバイス。

【請求項8】

前記リードフレームの前記樹脂材から外部に突出するアウターリードは、前記光学チップの表面に直交する方向に屈曲する請求項１〜７のいずれか一項に記載の光学デバイス。

【請求項9】

前記リードフレームの前記樹脂材から外部に突出するアウターリードは、前記光学チップの表面と平行方向に集約的に配置される請求項１〜７のいずれか一項に記載の光学デバイス。

【請求項10】

光学チップの光学活性領域よりも外周側の表面に形成される電極パッドに突起電極を形成する突起電極形成工程と、
リードフレームに前記突起電極を介して前記光学チップを実装する光学チップ実装工程と、
前記リードフレームの前記光学チップとは反対側に透光性基板を設置する透光性基板設置工程と、
前記透光性基板の前記リードフレームに対面する側の表面に金属膜が形成され、前記金属膜と前記リードフレームとを接合する接合工程と、
前記光学チップと前記透光性基板の間であり前記光学活性領域よりも外周側に樹脂材を充填する樹脂材充填工程と、
前記樹脂材を固化する樹脂材固化工程と、を備える光学デバイスの製造方法。

【請求項11】

前記光学活性領域と前記電極パッドとの間であり、前記光学活性領域を囲む土手を設置する土手設置工程を備える請求項１０に記載の光学デバイスの製造方法。

【請求項12】

前記光学チップ実装工程は、複数の前記光学チップを前記リードフレームに実装する工程であり、
前記樹脂材固化工程の後に、個々の光学デバイスに切断分離する切断分離工程を備える請求項１０又は１１に記載の光学デバイスの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、可視光の光を発光し又は検出する光学デバイス及びその製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

フォトダイオードや発光ダイオードを用いた光学デバイスが実用化されている。例えば、照明装置の自動点灯制御、液晶ディスプレイのバックライトの明るさの制御、携帯電話のキーパッドのバックライト制御、監視カメラの暗視野切り替え制御等の分野で光検知の手段とし使用されている。また、発光素子と組み合わせて近接センサを構成し、物体の有無や距離の測定にも使用されている。

【0003】

図１１は、この種の光学デバイスのパッケージ構造３０を示す断面模式図である（特許文献１の図３）。ベースとなるセラミック基板３１には固体撮像素子３２が搭載される。セラミック基板３１は３層又はそれ以上の多層構造をなし、層間に所定本数の導電膜３３ａがパターン形成される。各々の導電膜３３ａの一端はセラミック基板３１上の固体撮像素子３２の周辺部に近接配置され、そこに固体撮像素子３２の電極部から引き出されたボンディングワイヤ３４が接続される。一方、各々の導電膜３３ａの他端はセラミック基板３１の外側面に露出しており、その露出部分に側面導電膜３３ｂが形成される。そして、各々の側面導電膜３３ｂにリード端子３５がセラミック基板３１の裏側方向に垂直に伸びるようにろう付けされる。さらに、セラミック基板３１の上端部にはシールガラス３６が接合され、シールガラス３６によって固体撮像素子３２が気密封止される。

【0004】

図１２は、他の光学デバイスのパッケージ構造を示す断面模式図である（特許文献１の図２）。固体撮像装置４１は、主にベース基板４２、固体撮像素子４３、樹脂枠４４及び透明板４５から構成される。ベース基板４２はセラミック基板からなる平板構造を成す。固体撮像素子４３はＣＣＤ素子からなりベース基板４２の中央部に実装される。ベース基板４２の両側は平面視半円状の凹部４６が所定の間隔で形成される。ベース基板４２の上には各々の凹部４６面を経由して断面コの字形の厚膜導電材料からなる導電膜４７が形成される。導電膜４７の一端部４７ａは固体撮像素子４３の周辺部に近接配置され、導電膜４７の他端部４７ｂはベース基板４２の素子実装面とは反対側の面に延出し、その延出部分を基板表面に露出させて外部接続用の電極部とする。固体撮像素子４３の上面周縁部には複数の電極部が形成され、この電極部と一端部４７ａはボンディングワイヤ４８により接続される。樹脂枠４４はベース基板４２上の固体撮像素子４３を取り囲むように形成される。透明板４５はベース基板４２の素子実装面との間に所定の空間を確保した状態で、樹脂枠４４の上端部に接合される。これにより、従来の中空パッケージ構造に比較して製造工程が大幅に簡略化されることが記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開平１０−１４４８９８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

図１１に示される光学デバイスのパッケージ構造３０では、多層構造のセラミック基板に階段状の凹部を形成し、その凹部の底面に固体撮像素子３２を実装して気密封止用の空間を確保している。そのため、セラミック基板３１の製造工程が煩雑になり、セラミック基板３１の材料費や加工費が高くなる、という課題があった。

【0007】

また、図１２に示される固体撮像装置４１のパッケージ構造では、樹脂枠４４の上端部を平坦に形成し、透明板４５とベース基板４２との間に形成される中空部を気密封止するのは難しい。つまり、透明板４５をベース基板４２側に押圧しながら加熱すると、樹脂枠４４は軟化して所定の高さの中空部を形成することが困難となる。また、樹脂枠４４として熱硬化型樹脂に代えて紫外線硬化型樹脂を使用すると、紫外線をカットするフィルター機能を有する透明板４５を使用することができなくなる。

【0008】

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、構成部品を削減し、薄型で軽量の光学デバイスを提供することができると共に、簡単な工程で製造することができる光学デバイスの製造方法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】

【0009】

本発明の光学デバイスは、リードフレームと、前記リードフレームの一方の表面に接合される光学チップと、前記リードフレームの他方の表面の側に設置される透光性基板と、前記光学チップと前記透光性基板との間の外周部を封止する樹脂材と、を備え、前記光学チップは前記リードフレームの側の表面に光学活性領域と前記光学活性領域よりも外周側に電極パッドとを備え、前記電極パッドが前記リードフレームに接合されることとした。

【0010】

また、前記電極パッドと前記光学活性領域との間であり、前記光学活性領域を囲むように設置される土手を備えることとした。

【0011】

また、前記土手は、前記透光性基板に設けられる突条からなることとした。

【0012】

また、前記透光性基板は前記リードフレーム側の表面に金属膜が形成され、前記金属膜と前記リードフレームが接合されることとした。

【0013】

また、前記電極パッドの上に突起電極が形成され、前記リードフレームと前記電極パッドとは前記突起電極を介して接合されることとした。

【0014】

また、前記樹脂材は、前記透光性基板の側面と、前記光学チップの側面と、前記光学チップの前記光学活性領域が形成される表面とは反対側の裏面を覆って形成されることとした。

【0015】

また、前記樹脂材は光を遮る（透過しない）遮光性を有することとした。

【0016】

また、前記透光性基板は特定の波長の光を透過するフィルター機能を有することとした。

【0017】

また、前記リードフレームの前記樹脂材から外部に突出するアウターリードは、前記光学チップの表面に直交する方向に屈曲することとした。

【0018】

また、前記リードフレーム前記リードフレームの前記樹脂材から外部に突出するアウターリードは、前記光学チップの表面と平行方向に集約的に配置されることとした。

【0019】

本発明の光学デバイスの製造方法は、光学チップの光学活性領域よりも外周側の表面に形成される電極パッドに突起電極を形成する突起電極形成工程と、リードフレームに前記突起電極を介して光学チップを実装する光学チップ実装工程と、前記リードフレームの前記光学チップとは反対側に透光性基板を設置する透光性基板設置工程と、前記光学チップと前記透光性基板の間であり前記光学活性領域よりも外周側に樹脂材を充填する樹脂材充填工程と、前記樹脂材を固化する樹脂材固化工程と、を備えることとした。

【0020】

また、前記透光性基板の前記リードフレームに対面する側の表面に金属膜が形成され、前記金属膜と前記リードフレームとを接合する接合工程を備えることとした。

【0021】

また、前記光学活性領域と前記電極パッドとの間であり、前記光学活性領域を囲む土手を設置する土手設置工程を備えることとした。

【0022】

また、前記光学チップ実装工程は、複数の光学チップを前記リードフレームに実装する工程であり、前記樹脂材硬化工程の後に、個々の光学デバイスに切断分離する切断分離工程を備えることとした。

【発明の効果】

【0023】

本発明の光学デバイスは、リードフレームと、リードフレームの一方の表面に接合される光学チップと、リードフレームの他方の表面の側に設置される透光性基板と、光学チップと透光性基板との間の外周部を封止する樹脂材と、を備える。更に、光学チップはリードフレームの側の表面に光学活性領域と光学活性領域よりも外周側に電極パッドとを備え、電極パッドがリードフレームに接合される。これにより、光学チップを固定するベース基板を省いたので、光学デバイスの厚さを薄くし、かつ軽量化することができる。また、紫外線カット型の光学フィルター基板を使用することができる。更に、構成部材を削減したので製造工程が簡素化し、低コストで光学デバイスを製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】本発明の本発明の光学デバイスの基本構成を表す断面模式図である。

【図2】本発明の第一実施形態に係る光学デバイスの断面模式図である。

【図3】本発明の第二実施形態に係る光学デバイスの断面模式図である。

【図4】本発明の第三実施形態に係る光学デバイスの断面模式図である。

【図5】本発明の第四実施形態に係る光学デバイスの断面模式図である。

【図6】本発明の第五実施形態に係る光学デバイスの模式的な斜視図である。

【図7】本発明の第六実施形態に係る光学デバイスの模式的な斜視図である。

【図8】本発明の光学デバイスの基本的な製造方法を表す工程図である。

【図9】本発明の第七実施形態に係る光学デバイスの各製造工程の説明図である。

【図10】本発明の第七実施形態に係る光学デバイスの各製造工程の説明図である。

【図11】従来公知の光学デバイスのパッケージ構造を示す断面模式図である。

【図12】従来公知の光学デバイスのパッケージ構造を示す断面模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0025】

（光学デバイスの基本構成）
図１は、本発明の光学デバイス１の基本構成を表す断面模式図である。光学デバイス１は、リードフレーム２と、リードフレーム２の一方の表面に接合される光学チップ３と、リードフレーム２の他方の表面の側に設置される透光性基板４と、光学チップ３と透光性基板４との間の外周部を封止する樹脂材５とを備える。光学チップ３は、リードフレーム２側の表面に光学的活性領域６と、この光学的活性領域６よりも外周側に電極パッド７とを備え、この電極パッド７とリードフレーム２とが接合される。なお、透光性基板４は、リードフレーム２の他方の表面に接合されていてもよいし、他方の表面から離間して固定されていてもよい。

【0026】

リードフレーム２は電極パッド７に突起電極９を介してフィリップチップ接合により実装することができる。突起電極９は、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、ＳｎやＰｂ半田等からなるスタッドバンプやメッキバンプにより形成することができる。光学チップ３は、フォトダイオードやイメージセンサ等からなる受光素子や、ＬＥＤなどの発光素子が形成されるベアーチップを使用することができる。リードフレーム２は、銅系合金材料や鉄ニッケル系合金材料などの金属板を打ち抜き加工やエッチング加工により形成することができる。透光性基板４は、ソーダ石灰ガラス、ホウケイ酸ガラス等のガラス材料や、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、ポリイミド系樹脂等の透光性のプラスチック材料を使用することができる。透光性基板４に対して、特定の波長の光を透過するフィルター機能を付与することができる。例えば、透光性基板４にリン酸塩ガラスを混入させることにより、視感度特性に近い分光特性を付与することができる。また、透光性基板４の表面に光干渉膜を形成してもよい。

【0027】

樹脂材５は、熱硬化型樹脂或いは紫外線硬化型樹脂を使用することができる。例えば、エポキシ系樹脂やエンジニアリングプラスチック等からなる樹脂材５を、光学チップ３と透光性基板４の間であり、光学的活性領域６を取り囲むように充填することができる。樹脂材５は、光学的活性領域６を気密封止し、かつ、透光性基板４、リードフレーム２及び光学チップ３を接着固定する。樹脂材５に光遮光性材料、例えば黒色顔料を混入させて遮光性とし、横方向や背面方向から入射するノイズ光を遮断することができる。

【0028】

光学デバイス１は、光学チップ３をリードフレーム２に直接接合するのでベース基板を必要とせず、軽量でかつ極めて薄く形成することができる。また、樹脂材５として熱硬化型の樹脂を使用することができるので、紫外線カット型の透光性基板４を使用することができる。以下、具体的に説明する。

【0029】

（第一実施形態）
図２は、本発明の第一実施形態に係る光学デバイス１の断面模式図である。同一の部分又は同一の機能を有する部分には同一の符号を付している。図２に示すように、光学デバイス１は、リードフレーム２と、リードフレーム２の一方の表面に接合される光学チップ３と、リードフレーム２の他方の表面の側に設置される透光性基板４とを備える。光学チップ３はリードフレーム２側の表面に光学的活性領域６と、光学的活性領域６よりも外周側の四隅近傍に電極パッド７を備える。更に、電極パッド７と光学的活性領域６との間であり、光学的活性領域６を囲むように設置される土手８を備える。

【0030】

土手８を設置することにより、樹脂材５を充填する際に樹脂材５が光学的活性領域６に流れ込むのを防止することができる。更に、透光性基板４と光学チップ３の間隙が土手８の高さ以上に縮まるのを防ぐことができる。なお、土手８と光学チップ３の間又は土手８と透光性基板４との間に隙間が形成されていてもよく、樹脂材５が土手８を超えて光学的活性領域６に流れ込まなければよい。土手８は、ガラス材料、プラスチック材料、金属材料等を使用することができる。その他、リードフレーム２、光学チップ３、透光性基板４、樹脂材５、突起電極９等の構成は、光学デバイスの基本構成においての説明と同様なので、これらの説明を省略する。

【0031】

（第二実施形態）
図３は、本発明の第二実施形態に係る光学デバイス１の断面模式図である。第一実施形態と異なる点は、土手８を透光性基板４に設けた突条１０により構成する点であり、その他は第一実施形態と同様である。以下、第一実施形態と異なる点について説明する。同一の部分又は同一の機能を有する部分には同一の符号を付している。

【0032】

図３に示すように、透光性基板４は、電極パッド７と光学的活性領域６の間であり、光学的活性領域６を囲むように設けられる突条１０を備える。突条１０は、透光性基板４の型成形により形成することができる。突条１０は第一実施形態における土手８として機能する。樹脂材５を充填する際に樹脂材５が光学的活性領域６に流れ込むのを防止することができる。また、透光性基板４と光学チップ３の間隙が一定以上に狭くなるのを防止することができる。更に、透光性基板４とは別に土手８の設置や位置合わせを行う必要がないので製造工程が簡素となる。その他の構成は、第一実施形態と同様なので説明を省略する。

【0033】

（第三実施形態）
図４は、本発明の第三実施形態に係る光学デバイス１の断面模式図である。第二実施形態と異なる点は、リードフレーム２と透光性基板４とが金属膜１１を介して接合される点であり、その他の構成は第二実施形態と同様である。以下、第二実施形態と異なる点について説明する。同一の部分又は同一の機能を有する部分には同一の符号を付している。

【0034】

図４に示すように、透光性基板４はリードフレーム２側の表面に金属膜１１が形成され、金属膜１１とリードフレーム２が接合される。金属膜１１は、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｔ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｃｒ等からなる金属材料を使用することができる。例えば、厚さ６００ÅのＣｒ、厚さ２０００ÅのＮｉ、厚さ１５００ÅのＡｕからなるＡｕ／Ｎｉ／Ｃｒの３層構造とすることができる。この金属膜１１とリードフレーム２とを超音波接合や半田接合により接続することができる。例えば、リードフレーム２の接合面をＡｕやＳｎとし、リードフレーム２と金属膜１１とを密着させて、加熱しながら加圧するとともに超音波を印加して金属間を接合することができる。また、印刷法やディスペンス法によりナノ銀を塗布して金属膜１１を形成することができる。

【0035】

更に、透光性基板４とリードフレーム２の間の接合とリードフレーム２と光学チップ３の間の接合を同時に行うこともできる。この場合でも、透光性基板４に突条１０が形成されているので、透光性基板４と光学チップ３との間隙を一定に維持することができる。このように、リードフレーム２と光学チップ３の間と、リードフレーム２と透光性基板４の間を、樹脂材５に加えて金属間接合により固定されるので、光学デバイス１の機械的強度が向上する。その他の構成は第二実施形態と同様なので、説明を省略する。

【0036】

（第四実施形態）
図５は、本発明の第四実施形態に係る光学デバイス１の断面模式図である。第三実施形態と異なる点は、樹脂材５が光学チップ３の裏面を覆って形成される点であり、その他の構成は第三実施形態と同様である。以下、主に第三実施形態と異なる点について説明する。同一の部分又は同一の機能を有する部分には同一の符号を付している。

【0037】

図５に示すように、樹脂材５は、透光性基板４の側面と、光学チップ３の側面と、光学チップ３の光学的活性領域６が形成される表面とは反対側の裏面を覆って形成される。これにより、光学チップ３の裏面及び側面が樹脂材５により完全に覆われるので、光学チップ３を汚染物質から保護することができる。また、樹脂材５に黒色顔料等を混入して樹脂材５に光を透過しない遮光性を付与することができる。これにより、外部から光学的活性領域６に入射するノイズ光や、外部に射出されるノイズ光を遮蔽することができる。その他の構成は第三実施形態と同様なので、説明を省略する。なお、第一実施形態から第三実施形態において、光学チップ３の裏面に樹脂材５を設置すれば、本実施形態と同様の効果を得ることができる。

【0038】

（第五実施形態）
図６は、本発明の第五実施形態に係る光学デバイス１の模式的な斜視図である。同一の部分又は同一の機能を有する部分には同一の符号を付している。

【0039】

図６に示すように、光学デバイス１は本体部１ａと本体部１ａから突出するアウターリード２ａからなる。アウターリード２ａはリードフレーム２の樹脂材５から外部に突出する部分である。本体部１ａは光学デバイス１からアウターリード２ａを除いた部分である。本体部１ａは、既に説明した第一実施形態から第四実施形態のいずれかの構成を有する。

【0040】

本体部１ａは、透光性基板４の垂直方向から見る平面視で四角形の立方体形状を有する。立方体形状の側面Ｓａから２本のアウターリード２ａが突出し、対向する側面Ｓｂから他の２本のアウターリード２ａが突出する。他の２本のアウターリード２ａは、側面Ｓｂに直交する側面Ｓｃ、Ｓｄに沿って屈曲して延設され、側面Ｓａから突出する２本のアウターリード２ａと同じ方向に配列する。つまり、４本のアウターリード２ａは光学チップ３の表面と平行な平面内の一方向に集約的に配置される。言いかえると、４本のアウターリード２ａは、その外端部が光学チップ３の表面と平行な平面内に一列状に形成される。この構成により、回路基板にアウターリード２ａを一列に立設して組み付けることができるので、回路基板に占める光学デバイス１の面積が縮小し、回路基板上の素子の集約度が向上する。

【0041】

（第六実施形態）
図７は、本発明の第六実施形態に係る光学デバイス１の模式的な斜視図である。第五実施形態と異なる点は、アウターリード２ａの形状であり、その他の点は第五実施形態と同様である。同一の部分又は同一の機能を有する部分には同一の符号を付している。

【0042】

図７に示すように、本体部１ａは、透光性基板４の垂直方向から見る平面視で四角形の立方体形状を有する。立方体形状の側面Ｓａから２本のアウターリード２ａが突出し、対向する側面Ｓｂから他の２本のアウターリード２ａが突出する。そして、各アウターリード２ａは光学チップ３の表面に直交する方向に屈曲する。この構成により、光学デバイス１を回路基板に組み付けたときに、光学デバイス１の高さを低く抑えることができる。そのためき、携帯機器や薄型化が求められる製品に好適である。

【0043】

なお、以上の第五実施形態及び第六実施形態において、４本のアウターリード２ａの例について説明したが、更に多数のアウターリード２ａ、即ち多数のリードフレーム２を形成するものであってもよい。

【0044】

（光学デバイスの基本的な製造方法）
図８は、本発明の光学デバイスの基本的な製造方法を表す工程図である。本発明の光学デバイスの基本的な製造方法は、リードフレームを準備するリードフレーム準備工程Ｓ０、光学チップの電極パッドに突起電極を形成する突起電極形成工程Ｓ１、光学チップをリードフレームに実装する光学チップ実装工程Ｓ２、光学チップとは反対側のリードフレームの上に透光性基板を設置する透光性基板設置工程Ｓ３、光学チップと透光性基板との間に樹脂材を充填する樹脂材充填工程Ｓ４、充填した樹脂材を固化する樹脂材固化工程Ｓ５を備える。なお、Ｓ０〜Ｓ４は各工程の工程順を表すものではない。光学チップ実装工程Ｓ２の後にリードフレーム準備工程Ｓ０を行ってもよいし、透光性基板設置工程Ｓ３の後に光学チップ実装工程Ｓ２を行ってもよい。

【0045】

具体的に説明する。リードフレーム準備工程Ｓ０では、金属板を打ち抜き法やエッチング法により櫛歯状の電極に形成する。突起電極形成工程Ｓ１では、光学チップの光学的活性領域よりも外周側の表面に形成される電極パッドに突起電極を形成する。突起電極は、蒸着法、スパッタリング法、メッキ法、或いはボールボンダによって形成する。光学チップ実装工程Ｓ２では、リードフレームに突起電極を介して光学チップを実装する。リードフレームと突起電極とのフリップチップ接合により実装することができる。透光性基板設置工程Ｓ３では、リードフレームの光学チップとは反対側に透光性基板を設置する。樹脂材充填工程Ｓ４では、光学チップと透光性基板の間であり光学活性領域よりも外周側に樹脂材を充填する。射出成型により樹脂材を充填することができる。樹脂材固化工程Ｓ５では、充填された樹脂材を固化して一体化する。

【0046】

光学チップを実装するためのベース基板を必要としないので、光学デバイスを軽量化し、厚さを極めて薄く形成することができる。更に、ベース基板に光学チップを実装する必要がなく、製造工程が簡素化される。以下、本発明について図面を用いて詳細に説明する。

【0047】

（第七実施形態）
図９及び図１０は、本発明の第七実施形態に係る光学デバイス１の各製造工程の説明図である。本実施形態では透光性基板に土手として機能する突条が形成される例である。同一の部分又は同一の機能を有する部分には同一の符号を付している。

【0048】

図９（Ｓ０）は、リードフレーム準備工程Ｓ０の説明図である。銅系合金材料や鉄ニッケル系合金系材料から成る板体を打ち抜き法やエッチング法により対向する櫛歯状の電極に形成する。図９（Ｓ１）は、突起電極形成工程Ｓ１の説明図である。光学チップ３の表面の中央部には光学的活性領域６が形成され、光学的活性領域６の外周側の表面には電極パッド７が形成される。電極パッド７の表面に突起電極９を形成する。光学チップ３は、フォトダイオード等の受光素子やＬＥＤなどの発光素子が形成される半導体基板からなるベアーチップを使用する。光学的活性領域６は光の受光面又は発光面であり、電極パッド７はこの光学的活性領域６と同じ表面に形成される。

【0049】

突起電極９は、蒸着法、スパッタリング法、メッキ法、或いはボールボンダによって形成することができる。突起電極９としてＡｕ、Ａｇ、Ｎｉ、Ｃｕ、半田等を使用することができる。例えばボールボンダによってＡｕスタッドバンプを形成することができる。具体的には、Ａｕ線の先端部を溶融してＡｕボールを形成し、電極パッド７にＡｕボールを超音波接合してＡｕ線を切断する。例えば、直径が２５μｍのＡｕ線を用いてスタッドバンプを形成すれば、突起電極９の高さを約６０μｍとすることができる。

【0050】

図９（Ｓ２）は、光学チップ実装工程Ｓ２の説明図であり、上図が光学チップ３の表面の垂直方向から見る平面模式図であり、下図が断面模式図である。リードフレーム２と突起電極９とをフリップチップ接合して光学チップ３をリードフレーム２に実装する。具体的には、リードフレーム２と突起電極９とを密着させ、加圧及び加熱して超音波を印加し、リードフレーム２と突起電極９とをフリップチップ接合する。なお、超音波接合に代えて半田接合によりリードフレーム２と光学チップ３とを接続してもよい。

【0051】

図１０（Ｓ３）は、透光性基板設置工程Ｓ３の説明図である。上図が断面模式図であり、下図が平面模式図である。透光性基板４をリードフレーム２の光学チップ３とは反対側に設置する。透光性基板４の表面には突条１０が形成され、突条１０を光学チップ３側に向けて設置する。突条１０は、光学チップ３の光学的活性領域６を取り囲み、突条１０の頂部は光学チップ３の表面に当接してもよいし、隙間があってもよい。要するに、この後に充填される樹脂材５が光学的活性領域６に進入するのを防止できればよい。透光性基板４は、ガラス材料、プラスチック材料等を使用することができる。突条１０は、基板材料の型成形により形成することができる。また、透光性基板４として特定波長の光を透過するフィルター機能を付与することができる。

【0052】

図１０（Ｓ４）は、樹脂材充填工程Ｓ４の説明図である。樹脂材５を、光学チップ３及び透光性基板４の側面、光学チップ３と透光性基板４の間の突条１０までの間隙、及び、光学チップ３の光学的活性領域６が形成される表面とは反対側の裏面に形成する。樹脂材５として熱硬化型又は紫外線硬化型の接着剤を使用することができる。樹脂材５として、黒色顔料等を混入して光を遮断する遮光性とするのが好ましい。遮光性の樹脂材５とすることにより、光学的活性領域６にノイズ光が入射する、或いは光学的活性領域６からノイズ光が射出されるのを防止することができる。次に、樹脂材固化工程Ｓ５において、加熱する或いは紫外線を照射して樹脂材５を固化する。次に、リードフレーム２の支持部を切断して４本に分離されるアウターリード２ａを形成する。

【0053】

このように、リードフレーム２を光学チップ３と透光性基板４の間に挟み込むようにして光学デバイス１を形成するので、光学チップ３を実装するためのベース基板が不要となり、光学デバイス１を軽量化し、かつ、薄く形成することができる。また、製造工程が簡素となり、低コスト化を図ることができる。

【0054】

なお、透光性基板４に突条１０を形成することに代えて、透光性基板４とは別体の土手８を形成し、光学的活性領域６と電極パッド７との間であり、光学的活性領域６を囲むように設置する土手設置工程を設けることができる。また、透光性基板設置工程Ｓ３の後に、リードフレーム２と透光性基板４とを接合する接合工程を設けることができる。また、透光性基板４のリードフレーム２に対面する側の表面に予め金属膜１１（図４を参照）を形成しておき、透光性基板設置工程Ｓ３の後に、この金属膜１１とリードフレーム２とを金属間接合することができる。金属膜１１は、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｔ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｃｒ等からなる金属材料を使用する。例えば、Ａｕ／Ｎｉ／Ｃｒからなる３層構造とする。リードフレーム２と金属膜１１とを密着させ、透光性基板４を加熱しながら押圧し、超音波を印加して接合する。これにより、光学チップ３とリードフレーム２と透光性基板４を強固に接合することができる。なお、透光性基板４としては、光学チップ３の半導体基板と熱膨張係数の近いガラスを使用することが好ましい。

【0055】

また、透光性基板設置工程Ｓ３において、リードフレーム２の一方の表面に光学チップ３の突起電極９を密着させ、他方の表面を透光性基板４の金属膜１１に密着させ、光学チップ実装工程Ｓ２を行って、リードフレーム２に光学チップ３と透光性基板４とを同時に接合することができる。この場合は、透光性基板４に予め突条１０を形成しておく、或いは透光性基板４と光学チップ３の間に土手を挿入しておくことにより、突条１０や土手８が戸当たりとなり、光学的活性領域６を囲む空間が潰れるのを防止することができる。

【0056】

また、光学デバイス１を複数同時に形成することができる。即ち、光学チップ実装工程Ｓ２においてリードフレーム２に複数の光学チップ３を実装し、透光性基板設置工程Ｓ３において複数の光学チップ３に対応する外形の透光性基板４をリードフレーム２の光学チップ３とは反対側に設置する。更に、樹脂材充填工程Ｓ４において、複数の光学チップ３と透光性基板４の間であり各光学的活性領域６よりも外周側に樹脂材を充填し、樹脂材固化工程Ｓ５の後に、切断分離工程において個々の光学デバイス１に切断分離する。これにより、複数の光学デバイス１を同時に製造することができる。

【符号の説明】

【0057】

１ 光学デバイス、１ａ 本体部
２ リードフレーム、２ａ アウターリード
３ 光学チップ
４ 透光性基板
５ 樹脂材
６ 光学的活性領域
７ 電極パッド
８ 土手
９ 突起電極
１０ 突条
１１ 金属膜
１２ 本体部
Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃ、Ｓｄ 側面

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】