特開 2022-181934 受光装置の製造方法及び受光装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022181934

(43)【公開日】2022-12-08

(54)【発明の名称】受光装置の製造方法及び受光装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/60 20060101AFI20221201BHJP

【ＦＩ】

H01L21/60 311S

H01L21/92 602G

【審査請求】未請求

【請求項の数】11

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021089179

(22)【出願日】2021-05-27

(71)【出願人】

【識別番号】000002130

【氏名又は名称】住友電気工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100088155

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 芳樹

(74)【代理人】

【識別番号】100113435

【弁理士】

【氏名又は名称】黒木 義樹

(74)【代理人】

【識別番号】100136722

【弁理士】

【氏名又は名称】▲高▼木 邦夫

(74)【代理人】

【識別番号】100174399

【弁理士】

【氏名又は名称】寺澤 正太郎

(74)【代理人】

【識別番号】100140453

【弁理士】

【氏名又は名称】戸津 洋介

(72)【発明者】

【氏名】右田 真樹

【テーマコード（参考）】

5F044

【Ｆターム（参考）】

5F044KK17

5F044KK18

(57)【要約】      （修正有）

【課題】センサアレイと読み出し回路とを高いアライメント精度で接続できる受光装置の製造方法及び受光装置を提供する。
【解決手段】製造方法は、センサアレイ２０及び読み出し回路３０を準備する。第１主面２２ａの第２エリアＡ２と第２主面３２ａの第４エリアＡ４との間に接続材料４０ａが配置された状態で、各第１電極２６と各第２電極３６とが互いに対向するように、センサアレイと読み出し回路とを位置合わせする。各第１電極と各第２電極との間に間隔ＧＰが設けられた状態で、センサアレイと読み出し回路とが接続材料によって接続されるように、第１荷重Ｐ１で読み出し回路をセンサアレイに押圧する。各第１電極と各第２電極とが接続されるように、第１荷重よりも大きい第２荷重Ｐ２で読み出し回路をセンサアレイに押圧する。第２荷重で押圧する工程の前において、各第１電極及び各第２電極のうちいずれか一方が錐体形状を有する。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１エリアと前記第１エリアを取り囲む第２エリアとを含む第１主面を有する第１基板と、前記第１エリアに２次元状に配置された複数の受光素子と、前記複数の受光素子にそれぞれ接続された複数の第１電極と、を備えるセンサアレイを準備する工程と、
第３エリアと前記第３エリアを取り囲む第４エリアとを含む第２主面を有する第２基板と、前記第３エリアに２次元状に配置された複数の第２電極と、を備える読み出し回路を準備する工程と、
前記第１主面の前記第２エリアと前記第２主面の前記第４エリアとの間に接続材料が配置された状態で、前記複数の第１電極のそれぞれと前記複数の第２電極のそれぞれとが互いに対向するように、前記センサアレイと前記読み出し回路とを位置合わせする工程と、
前記位置合わせする工程の後、前記複数の第１電極のそれぞれと前記複数の第２電極のそれぞれとの間に間隔が設けられた状態で、前記センサアレイと前記読み出し回路とが前記接続材料によって接続されるように、第１荷重で前記読み出し回路を前記センサアレイに押圧する工程と、
前記押圧する工程の後、前記複数の第１電極のそれぞれと前記複数の第２電極のそれぞれとが接続されるように、前記第１荷重よりも大きい第２荷重で前記読み出し回路を前記センサアレイに押圧する工程と、
を含み、
前記第２荷重で押圧する工程の前において、前記複数の第１電極のそれぞれ及び前記複数の第２電極のそれぞれのうちいずれか一方が錐体形状を有する、受光装置の製造方法。

【請求項2】

前記接続材料が半田を含む、請求項１に記載の受光装置の製造方法。

【請求項3】

前記第１荷重で押圧する工程と前記第２荷重で押圧する工程との間に、前記半田を溶融させるように前記接続材料を加熱する工程を更に含む、請求項２に記載の受光装置の製造方法。

【請求項4】

前記接続材料が熱硬化性樹脂を含む、請求項１に記載の受光装置の製造方法。

【請求項5】

前記第１主面は矩形形状を有しており、
前記位置合わせする工程において、前記第１主面に直交する方向から見て前記接続材料が前記第１主面の角部に位置する、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の受光装置の製造方法。

【請求項6】

前記位置合わせする工程において、前記接続材料は、前記第１主面に沿った方向において、前記複数の第１電極のそれぞれの第１径及び前記複数の第２電極のそれぞれの第２径よりも大きい第３径を有する、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の受光装置の製造方法。

【請求項7】

第１エリアと前記第１エリアを取り囲む第２エリアとを含む第１主面を有する第１基板と、前記第１エリアに２次元状に配置された複数の受光素子と、前記複数の受光素子にそれぞれ接続された複数の第１電極と、を備えるセンサアレイと、
第３エリアと前記第３エリアを取り囲む第４エリアとを含む第２主面を有する第２基板と、前記第３エリアに２次元状に配置された複数の第２電極と、を備える読み出し回路と、
前記第１主面の前記第２エリアと前記第２主面の前記第４エリアとを接続する接続部材と、
を備え、
前記複数の第１電極のそれぞれと前記複数の第２電極のそれぞれとが接続されており、
前記複数の第１電極のそれぞれ及び前記複数の第２電極のそれぞれのうちいずれか一方が錐台形状を有する、受光装置。

【請求項8】

前記接続部材が半田を含む、請求項７に記載の受光装置。

【請求項9】

前記接続部材が熱硬化性樹脂を含む、請求項７に記載の受光装置の製造方法。

【請求項10】

前記第１主面は矩形形状を有しており、
前記接続部材は、前記第１主面に直交する方向から見て前記第１主面の角部に位置する、請求項７から請求項９のいずれか一項に記載の受光装置。

【請求項11】

前記接続部材は、前記第１主面に沿った方向において、前記複数の第１電極のそれぞれの第１径及び前記複数の第２電極のそれぞれの第２径よりも大きい第３径を有する、請求項７から請求項１０のいずれか一項に記載の受光装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、受光装置の製造方法及び受光装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１は、熱膨張係数の異なる半導体チップ同士を高密度でバンプ接続するために、一辺が伸張されたバー状の金属バンプを用いることを開示する。

【0003】

非特許文献１は、ピラミッド状のバンプを用いて２つのチップ同士を接続する方法を開示する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１７－２０１６６４号公報

【非特許文献】

【0005】

【非特許文献1】Naoya Watanabe et al.,"Pyramid Bumps for Fine-Pitch Chip-Stack Interconnection" J. Appl.Phys. 44 2751 (2005)

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

受光装置は、センサアレイと、センサアレイに接続された読み出し回路とを備える。センサアレイは、２次元状に配置された複数の受光素子を有する。

【0007】

受光装置を製造する際、フリップチップボンダーを用いて、各受光素子の電極と読み出し回路の電極とが接続される。１つの受光素子の電極に加えられる必要な荷重を考慮すると、受光素子の数が増加した場合、読み出し回路をセンサアレイに押圧する際に大荷重が必要になる。その場合、フリップチップボンダーでは大荷重の付与が困難であるため、比較的低いアライメント精度を有するプレス装置を用いて大荷重が付与される。

【0008】

本開示は、センサアレイと読み出し回路とを高いアライメント精度で接続できる受光装置の製造方法及び受光装置を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本開示の一側面に係る受光装置の製造方法は、第１エリアと前記第１エリアを取り囲む第２エリアとを含む第１主面を有する第１基板と、前記第１エリアに２次元状に配置された複数の受光素子と、前記複数の受光素子にそれぞれ接続された複数の第１電極と、を備えるセンサアレイを準備する工程と、第３エリアと前記第３エリアを取り囲む第４エリアとを含む第２主面を有する第２基板と、前記第３エリアに２次元状に配置された複数の第２電極と、を備える読み出し回路を準備する工程と、前記第１主面の前記第２エリアと前記第２主面の前記第４エリアとの間に接続材料が配置された状態で、前記複数の第１電極のそれぞれと前記複数の第２電極のそれぞれとが互いに対向するように、前記センサアレイと前記読み出し回路とを位置合わせする工程と、前記位置合わせする工程の後、前記複数の第１電極のそれぞれと前記複数の第２電極のそれぞれとの間に間隔が設けられた状態で、前記センサアレイと前記読み出し回路とが前記接続材料によって接続されるように、第１荷重で前記読み出し回路を前記センサアレイに押圧する工程と、前記押圧する工程の後、前記複数の第１電極のそれぞれと前記複数の第２電極のそれぞれとが接続されるように、前記第１荷重よりも大きい第２荷重で前記読み出し回路を前記センサアレイに押圧する工程と、を含み、前記第２荷重で押圧する工程の前において、前記複数の第１電極のそれぞれ及び前記複数の第２電極のそれぞれのうちいずれか一方が錐体形状を有する。

【発明の効果】

【0010】

本開示によれば、センサアレイと読み出し回路とを高いアライメント精度で接続できる受光装置の製造方法及び受光装置が提供される。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】図１は、一実施形態に係る受光装置を模式的に示す平面図である。

【図2】図２は、図１のＩＩ－ＩＩ線に沿った断面図である。

【図3】図３は、一実施形態に係る受光装置の製造方法における一工程を示す断面図である。

【図4】図４は、一実施形態に係る受光装置の製造方法における一工程を示す断面図である。

【図5】図５は、一実施形態に係る受光装置の製造方法における一工程を示す断面図である。

【図6】図６は、一実施形態に係る受光装置の製造方法における一工程を示す断面図である。

【図7】図７は、他の実施形態に係る受光装置を模式的に示す断面図である。

【図8】図８は、他の実施形態に係る受光装置を模式的に示す断面図である。

【図9】図９は、他の実施形態に係る受光装置を模式的に示す平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

［本開示の実施形態の説明］
一実施形態に係る受光装置の製造方法は、第１エリアと前記第１エリアを取り囲む第２エリアとを含む第１主面を有する第１基板と、前記第１エリアに２次元状に配置された複数の受光素子と、前記複数の受光素子にそれぞれ接続された複数の第１電極と、を備えるセンサアレイを準備する工程と、第３エリアと前記第３エリアを取り囲む第４エリアとを含む第２主面を有する第２基板と、前記第３エリアに２次元状に配置された複数の第２電極と、を備える読み出し回路を準備する工程と、前記第１主面の前記第２エリアと前記第２主面の前記第４エリアとの間に接続材料が配置された状態で、前記複数の第１電極のそれぞれと前記複数の第２電極のそれぞれとが互いに対向するように、前記センサアレイと前記読み出し回路とを位置合わせする工程と、前記位置合わせする工程の後、前記複数の第１電極のそれぞれと前記複数の第２電極のそれぞれとの間に間隔が設けられた状態で、前記センサアレイと前記読み出し回路とが前記接続材料によって接続されるように、第１荷重で前記読み出し回路を前記センサアレイに押圧する工程と、前記押圧する工程の後、前記複数の第１電極のそれぞれと前記複数の第２電極のそれぞれとが接続されるように、前記第１荷重よりも大きい第２荷重で前記読み出し回路を前記センサアレイに押圧する工程と、を含み、前記第２荷重で押圧する工程の前において、前記複数の第１電極のそれぞれ及び前記複数の第２電極のそれぞれのうちいずれか一方が錐体形状を有する。

【0013】

上記受光装置の製造方法によれば、高いアライメント精度でセンサアレイと読み出し回路とを位置合わせした状態で、接続材料によりセンサアレイと読み出し回路とを仮止めできる。よって、その後の第２荷重で押圧する工程を行うまでにセンサアレイと読み出し回路とが位置ずれし難い。したがって、センサアレイと読み出し回路とを高いアライメント精度で接続できる。

【0014】

前記接続材料が半田を含んでもよい。この場合、半田によりセンサアレイと読み出し回路とを仮止めできる。

【0015】

上記製造方法は、前記第１荷重で押圧する工程と前記第２荷重で押圧する工程との間に、前記半田を溶融させるように前記接続材料を加熱する工程を更に含んでもよい。この場合、半田が溶融する際に、セルフアライメントにより、センサアレイと読み出し回路との間のアライメント精度が更に高くなる。

【0016】

前記接続材料が熱硬化性樹脂を含んでもよい。この場合、熱硬化性樹脂によりセンサアレイと読み出し回路とを仮止めできる。

【0017】

前記第１主面は矩形形状を有しており、前記位置合わせする工程において、前記第１主面に直交する方向から見て前記接続材料が前記第１主面の角部に位置してもよい。この場合、接続材料が第１主面の辺部に位置する場合と比べて、より高いアライメント精度が得られる。

【0018】

前記位置合わせする工程において、前記接続材料は、前記第１主面に沿った方向において、前記複数の第１電極のそれぞれの第１径及び前記複数の第２電極のそれぞれの第２径よりも大きい第３径を有してもよい。この場合、接続材料とセンサアレイとの間の接続面積及び接続材料と読み出し回路との間の接続面積が大きくなるので、センサアレイと読み出し回路とを強固に接続できる。

【0019】

一実施形態に係る受光装置は、第１エリアと前記第１エリアを取り囲む第２エリアとを含む第１主面を有する第１基板と、前記第１エリアに２次元状に配置された複数の受光素子と、前記複数の受光素子にそれぞれ接続された複数の第１電極と、を備えるセンサアレイと、第３エリアと前記第３エリアを取り囲む第４エリアとを含む第２主面を有する第２基板と、前記第３エリアに２次元状に配置された複数の第２電極と、を備える読み出し回路と、前記第１主面の前記第２エリアと前記第２主面の前記第４エリアとを接続する接続部材と、を備え、前記複数の第１電極のそれぞれと前記複数の第２電極のそれぞれとが接続されており、前記複数の第１電極のそれぞれ及び前記複数の第２電極のそれぞれのうちいずれか一方が錐台形状を有する。

【0020】

上記受光装置によれば、接続部材によりセンサアレイと読み出し回路とが高いアライメント精度で接続される。

【0021】

前記接続部材が半田を含んでもよい。この場合、半田によりセンサアレイと読み出し回路とが接続される。

【0022】

前記接続部材が熱硬化性樹脂を含んでもよい。この場合、熱硬化性樹脂によりセンサアレイと読み出し回路とが接続される。

【0023】

前記第１主面は矩形形状を有しており、前記接続部材は、前記第１主面に直交する方向から見て前記第１主面の角部に位置してもよい。この場合、接続部材が第１主面の辺部に位置する場合と比べて、より高いアライメント精度が得られる。

【0024】

前記接続部材は、前記第１主面に沿った方向において、前記複数の第１電極のそれぞれの第１径及び前記複数の第２電極のそれぞれの第２径よりも大きい第３径を有してもよい。この場合、接続部材とセンサアレイとの間の接続面積及び接続部材と読み出し回路との間の接続面積が大きくなるので、センサアレイと読み出し回路とを強固に接続できる。

【0025】

［本開示の実施形態の詳細］
以下、添付図面を参照しながら本開示の実施形態が詳細に説明される。図面の説明において、同一又は同等の要素には同一符号が用いられ、重複する説明は省略される。図面には、互いに交差するＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向が示される。Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向は例えば互いに直交している。

【0026】

図１は、一実施形態に係る受光装置を模式的に示す平面図である。図２は、図１のＩＩ－ＩＩ線に沿った断面図である。図１及び図２に示される受光装置１０は、例えば赤外線イメージセンサである。受光装置１０は、センサアレイ２０と、読み出し回路３０とを備える。センサアレイ２０は、受光装置１０に入射した光を電気信号に変換できる。読み出し回路３０は、センサアレイ２０において生成された電気信号を読み出すことができる。

【0027】

センサアレイ２０は、第１基板２２と、複数の受光素子２４と、複数の第１電極２６とを備える。第１基板２２は、第１エリアＡ１と第２エリアＡ２とを含む第１主面２２ａを有する。第１主面２２ａは矩形形状を有してもよい。第２エリアＡ２は第１エリアＡ１を取り囲む。第１基板２２は、例えばＩｎＰ等のＩＩＩ－Ｖ族化合物半導体基板であってもよい。

【0028】

複数の受光素子２４は、第１エリアＡ１に２次元状に配置される。複数の受光素子２４は、例えばＸ軸方向及びＹ軸方向にアレイ配置される。各受光素子２４は例えばフォトダイオード等の半導体受光素子であってもよい。各受光素子２４は１つの画素に対応する。

【0029】

複数の第１電極２６は、複数の受光素子２４にそれぞれ接続される。各第１電極２６は各受光素子２４上に設けられる。よって、複数の第１電極２６は、第１エリアＡ１に２次元状に配置される。各第１電極２６は例えば角錐台又は円錐台等の錐台形状を有してもよい。各第１電極２６は、Ｚ軸方向において各受光素子２４から遠ざかるに連れて小さくなる径を有してもよい。各第１電極２６は例えば金又は銅等を含む金属バンプであってもよい。第２エリアＡ２上に第３電極２８が設けられてもよい。第３電極２８は、平坦な表面を有する電極であってもよい。第３電極２８は、第１電極２６に含まれる材料と同じ材料を含んでもよい。

【0030】

読み出し回路３０は、第２基板３２と複数の第２電極３６とを備える。第２基板３２は、第３エリアＡ３と第４エリアＡ４とを含む第２主面３２ａを有する。第４エリアＡ４は第３エリアＡ３を取り囲む。第２主面３２ａは矩形形状を有してもよい。第２基板３２は、例えばシリコン基板等の半導体基板であってもよい。

【0031】

複数の第２電極３６は、第３エリアＡ３に２次元状に配置される。複数の第２電極３６は、例えばＸ軸方向及びＹ軸方向にアレイ配置される。Ｚ軸方向から見て、各第２電極３６は、各第１電極２６と少なくとも部分的に重なってもよい。各第２電極３６は例えば平坦な表面を有してもよい。各第２電極３６は、例えば金又は銅等を含む金属電極であってもよい。各第１電極２６と各第２電極３６とは接続されている。各第１電極２６の頂面と各第２電極３６の表面とは接合されてもよい。よって、センサアレイ２０の各受光素子２４は読み出し回路３０に電気的に接続される。第４エリアＡ４上に第４電極３８が設けられてもよい。第４電極３８は、平坦な表面を有する電極であってもよい。第４電極３８は、第２電極３６に含まれる材料と同じ材料を含んでもよい。

【0032】

受光装置１０は、第１主面２２ａの第２エリアＡ２と第２主面３２ａの第４エリアＡ４とを接続する接続部材４０を備える。接続部材４０と第２エリアＡ２との間に第３電極２８が配置されてもよい。接続部材４０と第４エリアＡ４との間に第４電極３８が配置されてもよい。本実施形態において、接続部材４０は例えば半田を含む。半田は、インジウムを含んでもよい。接続部材４０は、第１主面２２ａに直交する方向（Ｚ軸方向）から見て、第１主面２２ａの角部に位置してもよい。具体的には、第１主面２２ａが矩形形状を有する場合、接続部材４０は、第１主面２２ａの角部に対向するように、Ｚ軸方向から見て矩形の角の内側に配置される。第１主面２２ａの４つの角部のそれぞれに接続部材４０が配置されてもよい。接続部材４０は、例えばＺ軸方向に延在する円柱形状を有する。接続部材４０は、第１主面２２ａに沿った方向（Ｚ軸方向に直交する方向）において、各第１電極２６の第１径Ｄ１及び各第２電極３６の第２径Ｄ２よりも大きい第３径Ｄ３を有してもよい。第１径Ｄ１は、第１主面２２ａに沿った方向における各第１電極２６の径の最大値であってもよい。第２径Ｄ２は、第１主面２２ａに沿った方向における各第２電極３６の径の最大値であってもよい。第２径Ｄ２は第１径Ｄ１と同じであってもよい。第３径Ｄ３は、第１主面２２ａに沿った方向における接続部材４０の径の最大値であってもよい。接続部材４０は、第３電極２８と第４電極３８とを接続する導電部材であってもよい。この場合、接続部材４０により、センサアレイ２０と読み出し回路３０とを電気的に接続できる。

【0033】

受光装置１０は、第１主面２２ａと第２主面３２ａとの間に設けられた樹脂部材５０を備えてもよい。樹脂部材５０はアンダーフィルとして機能する。樹脂部材５０は例えばエポキシ樹脂を含んでもよい。樹脂部材５０により受光装置１０の機械的強度が向上する。

【0034】

本実施形態の受光装置１０によれば、接続部材４０によりセンサアレイ２０と読み出し回路３０とが高いアライメント精度（Ｘ軸方向及びＹ軸方向におけるアライメント精度）で接続される。よって、多数の受光素子２４を狭ピッチで配置できる。

【0035】

接続部材４０が第１主面２２ａの角部に位置する場合、接続部材４０が第１主面２２ａの辺部に位置する場合と比べて、より高いアライメント精度が得られる。

【0036】

接続部材４０が大きい第３径Ｄ３を有する場合、接続部材４０とセンサアレイ２０との間の接続面積及び接続部材４０と読み出し回路３０との間の接続面積が大きくなるので、センサアレイ２０と読み出し回路３０とを強固に接続できる。

【0037】

図３から図６は、一実施形態に係る受光装置の製造方法における一工程を示す断面図である。受光装置１０は、以下の方法によって製造され得る。

【0038】

（準備工程）
まず、図３に示されるように、センサアレイ２０及び読み出し回路３０を準備する。本工程において、各第１電極２６は例えば角錐又は円錐等の錐体形状を有してもよい。センサアレイ２０の第３電極２８及び読み出し回路３０の第４電極３８上には、接続部材４０を形成するための複数の接続材料４０ａがそれぞれ配置されてもよい。各接続材料４０ａは半田を含んでもよい。接続材料４０ａは、センサアレイ２０の第３電極２８及び読み出し回路３０の第４電極３８のうちいずれか一方のみの上に配置されてもよい。接続材料４０ａは、例えばＺ軸方向に延在する円柱形状を有する。

【0039】

（位置合わせ工程）
次に、図３に示されるように、第１主面２２ａの第２エリアＡ２と第２主面３２ａの第４エリアＡ４との間に接続材料４０ａが配置された状態で、各第１電極２６と各第２電極３６とが互いに対向するように、センサアレイ２０と読み出し回路３０とを位置合わせする。各第１電極２６と各第２電極３６との間には間隔ＧＰが設けられる。本工程は、フリップチップボンダー１００を用いて行われてもよい。具体的には、フリップチップボンダー１００のステージＳＴ１上に読み出し回路３０を載置した後、フリップチップボンダー１００の駆動部ＤＲを用いてセンサアレイ２０を第１主面２２ａに沿った方向（Ｘ軸方向及びＹ軸方向）に沿って駆動する。

【0040】

本工程において、接続材料４０ａがＺ軸方向から見て第１主面２２ａの角部に位置してもよい。第１主面２２ａの４つの角部のそれぞれに接続材料４０ａが配置されてもよい。接続材料４０ａは、第１主面２２ａに沿った方向において、各第１電極２６の第１径Ｄ１ａ及び各第２電極３６の第２径Ｄ２ａよりも大きい第３径Ｄ３ａを有してもよい。第２径Ｄ２ａは第１径Ｄ１ａと同じであってもよい。接続材料４０ａの第３径Ｄ３ａは、図１及び図２に示される接続部材４０の第３径Ｄ３より小さい。第３電極２８は、第１主面２２ａに沿った方向において、接続材料４０ａの第３径Ｄ３ａよりも大きい径Ｄ４を有してもよい。第１主面２２ａに沿った方向において、第１電極２６はピッチＰでアレイ配置される。ピッチＰは３０μｍ以下であってもよい。

【0041】

各第１電極２６の第１径Ｄ１ａ及び高さＨ１は、ピッチＰの半分程度であってもよい。２つの接続材料４０ａの合計高さＨ２は、第３電極２８と第４電極３８との間の距離と同じである。接続材料４０ａの第３径Ｄ３ａ及び合計高さＨ２は、ピッチＰと同じ程度であってもよい。第３電極２８の径Ｄ４と接続材料４０ａの第３径Ｄ３ａとの差は、ピッチＰの１／１０程度であってもよい。

【0042】

ピッチＰが３０μｍである第１実施例では、第１電極２６の第１径Ｄ１ａ及び高さＨ１は、例えば１０μｍ以上２０μｍ以下である。接続材料４０ａの第３径Ｄ３ａ及び合計高さＨ２は、例えば２５μｍ以上３５μｍ以下である。第３電極２８の径Ｄ４と接続材料４０ａの第３径Ｄ３ａとの差は、例えば２８μｍ以上３８μｍ以下である。

【0043】

ピッチＰが１５μｍである第２実施例では、第１電極２６の第１径Ｄ１ａ及び高さＨ１は、例えば５μｍ以上１０μｍ以下である。接続材料４０ａの第３径Ｄ３ａ及び合計高さＨ２は、例えば１２μｍ以上１８μｍ以下である。第３電極２８の径Ｄ４と接続材料４０ａの第３径Ｄ３ａとの差は、例えば１４μｍ以上２０μｍ以下である。

【0044】

ピッチＰが１０μｍである第３実施例では、第１電極２６の第１径Ｄ１ａ及び高さＨ１は、例えば４μｍ以上６μｍ以下である。接続材料４０ａの第３径Ｄ３ａ及び合計高さＨ２は、例えば９μｍ以上１１μｍ以下である。第３電極２８の径Ｄ４と接続材料４０ａの第３径Ｄ３ａとの差は、例えば１０μｍ以上１２μｍ以下である。

【0045】

（第１押圧工程）
次に、図４に示されるように、各第１電極２６と各第２電極３６との間に間隔ＧＰが設けられた状態で、センサアレイ２０と読み出し回路３０とが接続材料４０ａによって接続されるように、第１荷重Ｐ１で読み出し回路３０をセンサアレイ２０に押圧する。これにより、読み出し回路３０をセンサアレイ２０に仮圧着する。その結果、読み出し回路３０とセンサアレイ２０とが仮止めされる。第１荷重Ｐ１は、０Ｎ超２０Ｎ以下であってもよい。本工程は、フリップチップボンダー１００を用いて行われてもよい。本工程がフリップチップボンダー１００を用いて行われる場合、第１荷重Ｐ１の読み出し回路３０への印加は、駆動部ＤＲによって行われる。本工程の終了後、仮止めされたセンサアレイ２０及び読み出し回路３０はフリップチップボンダー１００から取り出される。

【0046】

（リフロー工程）
次に、接続材料４０ａが半田を含む場合、図５に示されるように、半田を溶融させるように接続材料４０ａを加熱してもよい。本工程においても各第１電極２６と各第２電極３６との間に間隔ＧＰが設けられる。加熱温度は、半田の融点（例えば１５７℃）よりも高い。加熱により接続材料４０ａが溶融して液状の接続材料４０ｂに変化すると、表面張力により、第１主面２２ａに沿った方向において読み出し回路３０がセンサアレイ２０に対して相対移動する。その結果、センサアレイ２０と読み出し回路３０とがセルフアライメントされる。その後、接続材料４０ｂは冷却されて固化する。本工程は、リフロー装置２００を用いて行われてもよい。本工程の終了後、センサアレイ２０及び読み出し回路３０はリフロー装置２００から取り出される。

【0047】

（第２押圧工程）
次に、図６に示されるように、各第１電極２６と各第２電極３６とが接続されるように、第２荷重Ｐ２で読み出し回路３０をセンサアレイ２０に押圧する。第２荷重Ｐ２は第１荷重Ｐ１よりも大きい。第２荷重Ｐ２は、５０Ｎ以上であってもよい。本工程において、各第１電極２６の先端は各第２電極３６の表面によって潰される。これにより、例えば角錐台又は円錐台等の錐台形状を有する各第１電極２６が形成される。また、接続材料４０ｂが潰されて接続部材４０が形成される。本工程においてセンサアレイ２０及び読み出し回路３０は加熱されてもよい。これにより、各第１電極２６と各第２電極３６との接合強度が向上するので、各第１電極２６と各第２電極３６との電気抵抗も低下する。加熱温度は、接続材料４０ａの融点よりも低い。本工程は、第１押圧工程において用いられる押圧装置とは異なる押圧装置を用いて行われてもよい。例えば、本工程は、プレス装置３００を用いて行われてもよい。具体的には、プレス装置３００のステージＳＴ２上にセンサアレイ２０及び読み出し回路３０を載置した後、第２荷重Ｐ２で読み出し回路３０をセンサアレイ２０に圧着する。プレス装置３００は、フリップチップボンダー１００と比べて低いアライメント精度を有してもよく、またはアライメント機能自体を有さなくてもよい。プレス装置３００は、フリップチップボンダー１００と比べて大きな荷重（例えば１０ｋＮ以上）を読み出し回路３０に付与できる。

【0048】

（樹脂部材形成工程）
次に、図２に示されるように、第１主面２２ａと第２主面３２ａとの間に樹脂部材５０を形成してもよい。毛管現象を用いて液状の樹脂を第１主面２２ａと第２主面３２ａとの間に配置した後、液状の樹脂を加熱して硬化させてもよい。リフロー工程と第２押圧工程との間において液状の樹脂を第１主面２２ａと第２主面３２ａとの間に配置した後、液状の樹脂を加熱して硬化させてもよい。この場合、第２押圧工程における加熱により、液状の樹脂を硬化させてもよい。

【0049】

本実施形態の製造方法によれば、高いアライメント精度でセンサアレイ２０と読み出し回路３０とを位置合わせした状態で、接続材料４０ａによりセンサアレイ２０と読み出し回路３０とを仮止めできる。よって、その後の第２押圧工程を行うまでに、例えばセンサアレイ２０及び読み出し回路３０を搬送しても、センサアレイ２０と読み出し回路３０とが位置ずれし難い。したがって、センサアレイ２０と読み出し回路３０とを高いアライメント精度で接続できる。

【0050】

リフロー工程を行うと、半田が溶融する際に、セルフアライメントにより、センサアレイ２０と読み出し回路３０との間のアライメント精度が更に高くなる。したがって、センサアレイ２０と読み出し回路３０とをより高いアライメント精度で接続できる。

【0051】

接続材料４０ａがＺ軸方向から見て第１主面２２ａの角部に位置する場合、接続材料４０ａが第１主面２２ａの辺部に位置する場合と比べて、より高いアライメント精度が得られる。

【0052】

接続材料４０ａが大きい第３径Ｄ３ａを有する場合、接続材料４０ａとセンサアレイ２０との間の接続面積及び接続材料４０ａと読み出し回路３０との間の接続面積が大きくなるので、センサアレイ２０と読み出し回路３０とを強固に接続できる。

【0053】

図７は、他の実施形態に係る受光装置を模式的に示す断面図である。図７に示される受光装置１１０は、第１電極２６と第２電極３６とが入れ替わったこと以外は図１及び図２に示される受光装置１０と同じ構成を備える。よって、受光装置１１０では、センサアレイ２０の各第１電極１２６が平坦な表面を有し、読み出し回路３０の各第２電極１３６が例えば角錐台又は円錐台等の錐台形状を有する。本実施形態においても受光装置１０と同様の作用効果が得られる。受光装置１１０は、受光装置１０と同様の方法により製造され得る。

【0054】

図８は、他の実施形態に係る受光装置を模式的に示す断面図である。図８に示される受光装置２１０は、接続部材４０に代えて接続部材１４０を備え、第３電極２８及び第４電極３８を備えないこと以外は図１及び図２に示される受光装置１０と同じ構成を備える。接続部材１４０は熱硬化性樹脂を含む。接続部材１４０は、例えばエポキシ樹脂等の非導電性樹脂を含む樹脂部材であってもよいし、異方性導電性フィルム又は非導電性フィルムであってもよい。本実施形態においても受光装置１０と同様の作用効果が得られる。受光装置２１０では、熱硬化性樹脂によりセンサアレイ２０と読み出し回路３０とが接続される。受光装置２１０は、受光装置１０と同様の方法により製造され得る。受光装置２１０は、第３電極２８及び第４電極３８を備えてもよい。この場合、接続部材１４０は第３電極２８と第４電極３８との間に配置される。

【0055】

図９は、他の実施形態に係る受光装置を模式的に示す平面図である。図９に示される受光装置３１０は、更なる接続部材４０を備えること以外は図１及び図２に示される受光装置１０と同じ構成を備える。受光装置３１０では、Ｚ軸方向から見て、矩形形状を有する第１主面２２ａの４つの角部のそれぞれに配置された接続部材４０に加えて、隣り合う角部間にも接続部材４０が配置される。第１主面２２ａの４つの辺部に沿って複数の接続部材４０が配置される。本実施形態では、受光装置１０と同様の作用効果に加えて、より高いアライメント精度が得られる。受光装置３１０は、受光装置１０と同様の方法により製造され得る。

【0056】

以上、本開示の好適な実施形態について詳細に説明されたが、本開示は上記実施形態に限定されない。各実施形態の各構成要素は、任意に組み合わされてもよい。

【0057】

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

【符号の説明】

【0058】

１０…受光装置
２０…センサアレイ
２２…第１基板
２２ａ…第１主面
２４…受光素子
２６…第１電極
２８…第３電極
３０…読み出し回路
３２…第２基板
３２ａ…第２主面
３６…第２電極
３８…第４電極
４０…接続部材
４０ａ…接続材料
４０ｂ…接続材料
５０…樹脂部材
１００…フリップチップボンダー
１１０…受光装置
１２６…第１電極
１３６…第２電極
１４０…接続部材
２００…リフロー装置
２１０…受光装置
３００…プレス装置
３１０…受光装置
Ａ１…第１エリア
Ａ２…第２エリア
Ａ３…第３エリア
Ａ４…第４エリア
Ｄ１…第１径
Ｄ１ａ…第１径
Ｄ２…第２径
Ｄ２ａ…第２径
Ｄ３…第３径
Ｄ３ａ…第３径
Ｄ４…径
ＤＲ…駆動部
ＧＰ…間隔
Ｈ１…高さ
Ｈ２…合計高さ
Ｐ…ピッチ
Ｐ１…第１荷重
Ｐ２…第２荷重

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】