JP2014006060A - 赤外線センサ及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】リードフレーム21は、赤外線を通す開口部22有する。光学フィルタ24は、リードフレーム21の開口部22を塞ぐように第1の接着剤23a,23bを介して設けられている。赤外線検知素子26は、光学フィルタ24上で、かつ第1の接着剤23a,23bと反対側に第2の接着剤25a,25bを介して設けられている。モールド樹脂27は、リードフレーム21の開口部22を除いて、リードフレーム21の端部と光学フィルタ24と赤外線検知素子26とを一体的に覆う。第1及び第2の接着剤として絶縁ペースト23a,25aやダイアタッチフィルム23b,25bを用いることができる。
【選択図】図5
Description
熱型赤外線センサは、赤外線を受光して熱によってセンサ素子が温められ、そのセンサ素子の温度の上昇によって変化する電気的性質を検知するもので、感度や応答速度は低いが、波長帯域が広く常温で使えるのが特徴である。熱起電力効果を原理としたサーモパイル、焦電センサのPZT、温度変化による電気抵抗の変化のサーミスタ、ボロメータなどがある。また、量子型赤外線センサは、光エネルギーによって起こる電気現象を検知するもので、検出感度が高く、応答速度に優れ、熱型赤外線センサより高い検出能力を持つが、動作温度が低いために冷却する必要がある。フォトダイオードやフォトトランジスタ、フォトICなどがある。
また、半導体ウエハの加工方法として、半導体ウエハのデバイスが形成された上面に、テープ基材上に粘着剤層が配設されたダイアタッチフィルム(DAF;Die Attach Film)を貼付してDAF付きウエハを形成することは、例えば、特許文献3に記載されている。
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、光学フィルタを介して赤外線を検知するようにした赤外線検知素子を樹脂モールドし、リードフレームの形状を考慮して小型化を図るようにした赤外線センサ及びその製造方法を提供することにある。
また、請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、前記リードフレームが断面内向きL字状で、該断面内向きL字状の一端が、前記モールド樹脂内の前記光学フィルタの近傍に達し、前記断面内向きL字状の他端が、前記モールド樹脂の表面内側に折り曲げられていることを特徴とする。(図6;実施例1)
また、請求項3に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、前記リードフレームが断面内向きJ字状で、該断面内向きJ字状の一端が、前記モールド樹脂内の前記光学フィルタの近傍に達し、前記断面内向きJ字状の他端が、前記モールド樹脂の表面内側に折り曲げられていることを特徴とする。
また、請求項5に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、前記リードフレームが断面外向きJ字状で、該断面外向きJ字状の一端が、前記モールド樹脂内の前記光学フィルタの近傍に達し、前記断面外向きJ字状の他端が、前記モールド樹脂の表面外側に折り曲げられていることを特徴とする。
また、請求項7に記載の発明は、請求項1乃至6のいずれかに記載の発明において、前記第1及び第2の接着剤が、絶縁ペーストであることを特徴とする。
また、請求項9に記載の発明は、請求項8に記載の発明において、前記第1の接着剤が、ダイアタッチフィルムであることを特徴とする。
また、請求項10に記載の発明は、赤外線を通す開口部を有するリードフレームを作成する工程と、前記リードフレームの前記開口部の端部に第1の接着剤を塗布する工程と、前記リードフレームの前記開口部を塞ぐように前記第1の接着剤上に光学フィルタをダイボンドする工程と、前記光学フィルタの表面上で、かつ前記第1の接着剤と反対側に第2の接着剤を塗布する工程と、前記光学フィルタの前記第2の接着剤上に赤外線検知素子をダイボンドする工程と、前記赤外線検知素子と前記リードフレームとをワイヤーボンディングする工程と、前記リードフレームの前記開口部を除いて、前記リードフレームの端部と前記光学フィルタと前記赤外線検知素子とを一体的にモールド樹脂で覆う工程とを有することを特徴とする。(図10)
また、請求項12に記載の発明は、請求項10又は11に記載の発明において、前記モールド樹脂で覆う工程後に、前記リードフレームの前記モールド樹脂で覆われていない他端を前記モールド樹脂の表面内側に折り曲げて断面内向きL字状とすることを特徴とする。
また、請求項14に記載の発明は、請求項10又は11に記載の発明において、前記モールド樹脂で覆う工程後に、前記リードフレームの前記モールド樹脂で覆われていない他端を前記モールド樹脂の表面外側に折り曲げて断面外向きL字状とすることを特徴とする。
また、請求項16に記載の発明は、請求項10乃至15のいずれかに記載の発明において、前記リードフレームの前記開口部の両側に前記モールド樹脂を突き出した突起部で構成された視野角制限部を形成することを特徴とする。
また、請求項18に記載の発明は、請求項10乃至16のいずれかに記載の発明において、前記第2の接着剤が、ダイアタッチフィルムであることを特徴とする。(図11)
また、請求項19に記載の発明は、請求項18に記載の発明において、前記第1の接着剤が、ダイアタッチフィルムであることを特徴とする。
図2は、本発明の前提となる赤外線センサを説明するための断面構成図で、図3は、図2における光学フィルタの接着剤による汚染の課題を説明するための図である。赤外線センサ10は、赤外線検知部11と光学フィルタ18a,18bと保持体17と接着剤14とを備えている。
図5(a),(b)は、本発明に係る赤外線センサを説明するための基本的な断面構成図で、図5(a)は、接着剤として絶縁ペーストを用いた場合を示し、図5(b)は、接着剤としてダイアタッチフィルム(DAF/ダフ;Die Attach Film)を用いた場合を示している。図中符号20は赤外線センサ、21はリードフレーム、22は開口部、23a,23bは第1の接着剤、24は光学フィルタ(5μm)、25a,25bは第2の接着剤、26は赤外線検知素子(IRチップ)、27はモールド樹脂を示している。
リードフレーム21は、赤外線を通す開口部22有している。また、光学フィルタ24は、リードフレーム21の開口部22を塞ぐように第1の接着剤23a,23bを介して設けられている。また、赤外線検知素子26は、光学フィルタ24上で、かつ第1の接着剤23a,23bと反対側に第2の接着剤25a,25bを介して設けられている。また、モールド樹脂27は、リードフレーム21の開口部22を除いて、リードフレーム21と光学フィルタ24と赤外線検知素子26とを一体的に覆うものである。
このダイアタッチフィルム(DAF/ダフ;Die Attach Film)は、ダイシングテープとダイボンディング剤の機能を持ち合わせた高付加価値テープで、ピックアップの際に、接着剤がチップサイズで裏面に均一に転写するので、液状接着剤のようなブリードや傾きがなく、ダイボンディングに最適である。
なお、図中に寸法を示してあるが、モールド樹脂47の下面から開口部42の上面までが0.95mm、赤外線検知素子46の下面から開口部42の上面までが0.76mmである。
このようにして、光学フィルタを介して赤外線を検知するようにした赤外線検知素子を樹脂モールドし、リードフレームの形状を考慮して小型化を図るようにした赤外線センサを実現することができる。
まず、工程(a)において、赤外線を通す開口部42を有するリードフレーム41を作成する。つまり、アイランド穴空きLF(深曲げはしない)を作成する。次に、工程(b)において、リードフレーム41の開口部42の端部に第1の絶縁ペースト43aを塗布する。つまり、アイランド部に絶縁ペースト43aを塗布する。次に、工程(c)において、リードフレーム41の開口部42を塞ぐように第1の絶縁ペースト43a上に光学フィルタ44をダイボンドする。つまり、光学フィルタ44をダイボンドして加熱硬化する。
図11(a)乃至(f)は、本発明に係る赤外線センサの製造方法を説明するための工程図で、図9に示した赤外線センサにおいて接着剤としてDAFを用いた場合を示している。
次に、工程(c)において、光学フィルタ44の表面上で、かつ第1のDAF43bと反対側に第2のDAF45b付赤外線検知素子46をダイボンドする。つまり、DAF45b付IRペレットをダイボンドして、DAF45bを加熱硬化する。第2のDAF45bの厚さは10μmである。次に、工程(d)において、ダイボンド樹脂(Agペースト)を滴下した後にIC48をダイボンディングし、Agペーストを加熱硬化する。
また、モールド樹脂で覆う工程後に、リードフレームのモールド樹脂で覆われていない他端をモールド樹脂の表面外側に折り曲げて断面外向きL字状とすることも可能である。
また、モールド樹脂で覆う工程後に、リードフレームのモールド樹脂で覆われていない他端をモールド樹脂の表面外側に折り曲げて断面外向きJ字状とすることも可能である。
このようにして、光学フィルタを介して赤外線を検知するようにした赤外線検知素子を樹脂モールドし、リードフレームの形状を考慮して小型化を図るようにした赤外線センサの製造方法を実現することができる。
2 シリコン基板
2a,2b 第1及び第2の表面
3 赤外線センシング部
4 構造体
5 空洞部
6 接合部
7 リードフレーム
7a 開口
8 樹脂
F 光学フィルタ
10 赤外線センサ
11 赤外線検知部
11a,11b 赤外線検知素子
12a,12b 受光面
13 リードフレーム
14 接着剤
15a乃至15d 金ワイヤ
16 モールド樹脂
17 保持体
18a,18b 光学フィルタ
20,30,40 赤外線センサ
21,31,41 リードフレーム(LF)
22,32,42 開口部
32a,42a 視野角制限部
24,34,44 光学フィルタ
26,36,46 赤外線検知素子(IRチップ)
27,37,47 モールド樹脂
37a,47a 突起部
23a,25a,43a,45a 絶縁ペースト
23b,25b,43b,45b DAF
38,48 IC
39,49 金ワイヤ
Claims (19)
- 赤外線を通す開口部を有するリードフレームと、
該リードフレームの前記開口部を塞ぐように第1の接着剤を介して設けられた光学フィルタと、
該光学フィルタ上で、かつ前記第1の接着剤と反対側に第2の接着剤を介して設けられた赤外線検知素子と、
前記リードフレームの前記開口部を除いて、前記リードフレームの端部と前記光学フィルタと前記赤外線検知素子とを一体的に覆うモールド樹脂と
を備えていることを特徴とする赤外線センサ。 - 前記リードフレームが断面内向きL字状で、該断面内向きL字状の一端が、前記モールド樹脂内の前記光学フィルタの近傍に達し、前記断面内向きL字状の他端が、前記モールド樹脂の表面内側に折り曲げられていることを特徴とする請求項1に記載の赤外線センサ。
- 前記リードフレームが断面内向きJ字状で、該断面内向きJ字状の一端が、前記モールド樹脂内の前記光学フィルタの近傍に達し、前記断面内向きJ字状の他端が、前記モールド樹脂の表面内側に折り曲げられていることを特徴とする請求項1に記載の赤外線センサ。
- 前記リードフレームが断面外向きL字状で、該断面外向きL字状の一端が、前記モールド樹脂内の前記光学フィルタの近傍に達し、前記断面外向きL字状の他端が、前記モールド樹脂の表面外側に折り曲げられていることを特徴とする請求項1に記載の赤外線センサ。
- 前記リードフレームが断面外向きJ字状で、該断面外向きJ字状の一端が、前記モールド樹脂内の前記光学フィルタの近傍に達し、前記断面外向きJ字状の他端が、前記モールド樹脂の表面外側に折り曲げられていることを特徴とする請求項1に記載の赤外線センサ。
- 前記リードフレームの前記開口部の両側に前記モールド樹脂を突き出した突起部で構成された視野角制限部を設けたことを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の赤外線センサ。
- 前記第1及び第2の接着剤が、絶縁ペーストであることを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載の赤外線センサ。
- 前記第2の接着剤が、ダイアタッチフィルムであることを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載の赤外線センサ。
- 前記第1の接着剤が、ダイアタッチフィルムであることを特徴とする請求項8に記載の赤外線センサ。
- 赤外線を通す開口部を有するリードフレームを作成する工程と、
前記リードフレームの前記開口部の端部に第1の接着剤を塗布する工程と、
前記リードフレームの前記開口部を塞ぐように前記第1の接着剤上に光学フィルタをダイボンドする工程と、
前記光学フィルタの表面上で、かつ前記第1の接着剤と反対側に第2の接着剤を塗布する工程と、
前記光学フィルタの前記第2の接着剤上に赤外線検知素子をダイボンドする工程と、
前記赤外線検知素子と前記リードフレームとをワイヤーボンディングする工程と、
前記リードフレームの前記開口部を除いて、前記リードフレームの端部と前記光学フィルタと前記赤外線検知素子とを一体的にモールド樹脂で覆う工程と
を有することを特徴とする赤外線センサの製造方法。 - 赤外線を通す開口部を有するリードフレームを作成する工程と、
前記リードフレームの前記開口部を塞ぐように第1の接着剤付の光学フィルタをダイボンドする工程と、
前記光学フィルタの表面上で、かつ前記第1の接着剤と反対側に第2の接着剤付の赤外線検知素子をダイボンドする工程と、
前記赤外線検知素子と前記リードフレームとをワイヤーボンディングする工程と、
前記リードフレームの前記開口部を除いて、前記リードフレームの端部と前記光学フィルタと前記赤外線検知素子とを一体的にモールド樹脂で覆う工程と
を有することを特徴とする赤外線センサの製造方法。 - 前記モールド樹脂で覆う工程後に、前記リードフレームの前記モールド樹脂で覆われていない他端を前記モールド樹脂の表面内側に折り曲げて断面内向きL字状とすることを特徴とする請求項10又は11に記載の赤外線センサの製造方法。
- 前記モールド樹脂で覆う工程後に、前記リードフレームの前記モールド樹脂で覆われていない他端を前記モールド樹脂の表面内側に折り曲げて断面内向きJ字状とすることを特徴とする請求項10又は11に記載の赤外線センサの製造方法。
- 前記モールド樹脂で覆う工程後に、前記リードフレームの前記モールド樹脂で覆われていない他端を前記モールド樹脂の表面外側に折り曲げて断面外向きL字状とすることを特徴とする請求項10又は11に記載の赤外線センサの製造方法。
- 前記モールド樹脂で覆う工程後に、前記リードフレームの前記モールド樹脂で覆われていない他端を前記モールド樹脂の表面外側に折り曲げて断面外向きJ字状とすることを特徴とする請求項10又は11に記載の赤外線センサの製造方法。
- 前記リードフレームの前記開口部の両側に前記モールド樹脂を突き出した突起部で構成された視野角制限部を形成することを特徴とする請求項10乃至15のいずれかに記載の赤外線センサの製造方法。
- 前記第1及び第2の接着剤が、絶縁ペーストであることを特徴とする請求項10乃至16のいずれかに記載の赤外線センサの製造方法。
- 前記第2の接着剤が、ダイアタッチフィルムであることを特徴とする請求項10乃至16のいずれかに記載の赤外線センサの製造方法。
- 前記第1の接着剤が、ダイアタッチフィルムであることを特徴とする請求項18に記載の赤外線センサの製造方法。
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