JP6392654B2 - 光センサ装置 - Google Patents

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Description

本発明は、光センサ装置に関する。より詳細には光センサ装置のパッケージ構造に関する。
図１１は、従来のパッケージの一例を示している。パッケージ本体２１はリード２５と、樹脂材料からなる有底部２３と内側面２４からなるキャビティを有している。パッケージ本体２１の有底部２３に半導体素子２２が実装されており、さらにパッケージ上面に蓋２７を有する構造であるパッケージの断面図を示している（特許文献１の図２）。リードの一部は有底部に表面が露出しており、樹脂成形部からなるパッケージを貫通して外部に露出しており、外部端子として用いられている。素子２２は表面に電極が形成されている。素子２２の表面に設けられた電極と、キャビティ有低部に露出しているリード２５とはワイヤー２６により電気的に接続されている。例えば受光素子を搭載した受光センサデバイスにおいては、自然光を含む外部光源からの光が受光される、または発光デバイスの光を対象物に当て、反射した光を素子が受光することにより、発生した起電力は素子の表面に設けられた電極からワイヤー２６を介してリード２５から外部へと伝わることができる。
また、図１２は、従来のパッケージの他の例であり、ダイパッド及びリードを構成しているリード２５とダイパッド２７に実装されている光学半導体素子２２とワイヤー２６とが、エポキシ樹脂からなる透明モールド樹脂２８により封止され、光学半導体素子２２の直上方向の透明モールド樹脂２８の表面にガラスまたはプラスチックからなる透明板部材２９が配置された構造からなるパッケージの断面図である（特許文献２の図１）。光学半導体素子２２の上面は受光面２２ａとなっており、上面に設けられた電極と透明モールド樹脂２８により封止されているリード２５の一部とはワイヤー２６により電気的に接続されている。リード２５は透明モールド樹脂２８を貫通して外部へ露出しており、外部リードとして用いられている。光学半導体素子２２を、例えば受光素子を搭載した受光センサデバイスとして使用する場合、外部からの光が透明板部材２９を透過し、透明モールド樹脂２８を透過して素子受光面２２ａへ受光することにより、発生した起電力は素子の表面に設けられた電極からワイヤー２６を介してリード２５を通じて外部へと伝わることができる。
特開２００２−１９８４５５号公報 特開平０４−１５７７５９号公報
しかしながら、特許文献１に記載されたパッケージ構造は、キャビティを構成しているパッケージ本体２１の樹脂のみによりリード２５を保持している構造である。外部端子としてキャビティを構成している樹脂を貫通して外部へ露出しているリード部分を除き、キャビティ有底部表面に露出しているワイヤーボンディング部以外の部分は樹脂のみにより密着保持されている構造であるため、抜許力が低くなること、保持面積が少ないこと、金属であるリード表面と樹脂とは密着性が低いこと、またパッケージは外部リード端子として用いているリードを曲げ、切断加工を行う場合、成型樹脂から露出する外部リードと樹脂との根元に機械的ストレスが集中し、樹脂剥離やクラックを伴いやすく、リード２５と樹脂の界面には隙間が残り、気密性の低いものとなる。この為、強固なリードの保持力を得ることが難しく、また外部からの水分の浸入などを生じやすいという問題もあり、周囲環境の変化も加わることで、より高い信頼性を得ることが難しくなる。
また、特許文献２に記載されたパッケージ構造は、光学半導体素子２２とワイヤー２６とダイパッド２７、リード２５は透明モールド樹脂２８により周囲を全て封止されている構造であり、リード２５と透明モールド樹脂２８との密着面積は増え、リード２５の保持力も高めることができる。しかしながら、エポキシ樹脂からなる透明モールド樹脂によりリード周囲を封止する構造であっても金属と樹脂との密着性は十分ではないこと、金属と樹脂との膨張係数の差が大きいことから、ダイパッド２７、リード２５と透明モールド樹脂２８との密着性は十分とは言えず、隙間が残り、気密性が低下する原因となっている。また、エポキシ樹脂からなる透明モールド樹脂により封止した構造において、外部リードを切断、曲げ加工を行う場合に、透明モールド樹脂２８に応力が集中する。この為、透明モールド樹脂２８の割れ、欠けが発生しやすく、さらに透明モールド樹脂２８とリード、リード２５との間に隙間を生じやすくなることに加えて、外観を大きく損なうことに繋がる。この為、リードと樹脂との密着性を上げ、加工時のストレスにも強く、リードの保持力を高めるなどの手段が求められる。
そこで本発明は、半導体パッケージを小型化、多数リード端子化していく場合であっても、リードの保持力が強い光センサ装置を提供することを課題とする。
本発明の光センサ装置においては、フィルター機能を有するガラス基板と、インナーリードとダイパッドを含めた周囲を樹脂により密着嵌合成型し一体化した構成からなる第一の樹脂成型部と、第一の樹脂成型部をキャビティの有底部底面に配置して有底部に露出する箇所を除く周囲を密着嵌合成型してキャビティとパッケージの外形デザインまでを構成する第二の樹脂成型部とを有した構造からなるキャビティを有したパッケージ構造からなり、前記キャビティを有する樹脂成型パッケージの有底部中央部には接着剤により固着された光センサ素子を有し、前記フィルター機能を有するガラス基板とキャビティを有する樹脂成型パッケージの上面とを接着剤により固着してなる光センサ装置パッケージと、を備えることとした。
また、前記第一の樹脂成型部は、パッケージにおいて、キャビティ有底部に露出するメタライズされた金属からなるワイヤーボンディング部となるインナーリード周囲と素子が固着されるダイパッド部を含めた周囲とを樹脂成型により一体化した構造からなる成型部位を用いることとした。
また、前記第二の樹脂成型部は、前記第一の樹脂成型部と密着嵌合成型され、前記第一の樹脂成型部をキャビティ有底部の底面に配置してキャビティとパッケージ全体を樹脂成型により構成した構造からなる成型部位を用いることとした。
また、前記フィルター機能を有するガラス基板は、視感度特性を有する、又は紫外光を遮光する、又は赤外光を遮光する特性を有するものを用いることとした。
また、前記フィルター機能を有するガラス基板と樹脂により成型したキャビティ上面とは、接着剤により固着してなる構造とした。
また、前記第一の樹脂成型部に用いる樹脂には非透明な樹脂を用いる、または遮光性を有する樹脂を用いてなる構造とし、前記第二の樹脂成型部に用いる樹脂には、非透明な樹脂を用いる、または遮光性を有する樹脂を用いる、または反射性を有する樹脂を用いてなる構造とした。
また、ダイパッド部がリードを構成する金属と同一のものからなる構造において、ダイパッド部をフレーム外周と繋ぐ吊りリードは、リードとダイパッド部の周囲を第一の樹脂成型部により成型した後、切り離される構造とし、第二の樹脂成型部がダイパッド部の吊りリード切断面を成型により覆う構造とした。
本発明の光センサ装置は、光センサ素子を密閉した中空構造とすることができるとともに、ワイヤーボンディング部を露出するリードとダイパッドの周囲を樹脂成型により一体化した第一の樹脂成型部により密着嵌合成型し、第一の樹脂成型部のワイヤーボンディング部とダイパッド面を有底部に配置した周囲を第二の樹脂成型部により密着嵌合成型し一体化したキャビティを有する構造からなるパッケージとすることにより、素子の周囲を樹脂によってモールドされた構造において受けていた素子へのストレスを取り除くことに加えて、ダイパッド、リードと樹脂界面を高密着、高気密にでき、強固なリード保持力を持った密着嵌合とすることができる。
また、リードは外部端子としての役割もあり、外部リード端子として曲げ、カット加工が行われる。第一の樹脂成型部と第二の樹脂成型部によりリードを保持している構造であることから、少なくともリードへの機械的ストレスを第二の樹脂成型部で受け止め緩和でき、加えて第一の樹脂成型部でも保持するリードはストレスを受け難くでき、水分等の浸入を防ぐことができる。機械的ストレスと水分等の浸入経路は外部リード端子数に比例することから、リード端子数の増加により信頼性低下要因も増すことが懸念されるパッケージにおいても、特性の安定、信頼性に優れた光センサ装置を提供することができる。
本発明の光センサ装置の構成を模式的に示す断面図である。 本発明の光センサ装置の構成を模式的に示す断面図及び正面図である。 本発明の光センサ装置の構成を模式的に示す断面図である。 本発明の光センサ装置の構成を模式的に示す断面図である。 本発明の光センサ装置の構成を模式的に示す断面図である。 本発明の光センサ装置の構成を模式的に示す断面図である。 本発明の光センサ装置の構成を模式的に示す断面図である。 本発明の光センサ装置の構成を模式的に示す断面図である。 本発明の光センサ装置の構成を模式的に示す断面図である。 本発明の光センサ装置の構成を模式的に示す断面図である。 従来公知の光センサ装置の構成を模式的に示す断面図である。 従来公知の光センサ装置の構成を模式的に示す断面図である。
本発明の光センサ装置は、フィルター機能を有するガラス基板と、キャビティを有する樹脂成型部と、樹脂成型により一体化されたリードと、前記キャビティの有底部に設けられたダイパッド部に実装され、前記リードと電気的に接続された光センサ素子と、前記光センサ素子を、前記フィルター機能を有するガラス基板と、キャビティを有する樹脂成型部とで囲むように固定された中空構造からなり、前記キャビティを有する樹脂成型部は、ダイパッドとリードのワイヤーボンディング部が露出した周囲とを一体化して樹脂成型した第一の樹脂成型部と、第一の樹脂成型部をキャビティの有底部に配置して周囲を樹脂により成型しパッケージ外形を構成する第二の樹脂成型部が密着嵌合した二重成型構造によりパッケージを形成している。
キャビティを有する樹脂成型部は、ダイパッドとワイヤーボンディング部を露出するリードの一部周囲を樹脂成型により密着嵌合し一体化した第一の樹脂成型部と、第一の樹脂成型部をキャビティ有底部に配置して、その周囲を樹脂により密着嵌合してキャビティを有するパッケージを構成する第二の樹脂成型部とを有しており、キャビティ有底部のダイパッド上にマウントされる素子と有底部に露出するリードの一端であるワイヤーボンディング部とは電気的に接続されている。リードの他端は、第一の樹脂成型部と第二の樹脂成型部を貫通して外部に露出しており、外部リードとして用いられる。
キャビティを有する樹脂成型部は、非透明な樹脂または遮光性のある樹脂、または反射性のある樹脂からなり、樹脂は熱可塑性樹脂あるいは熱硬化性樹脂により構成され、フィルター機能を有するガラス基板とキャビティを有する樹脂成型部とは接着嵌合によって固着される。
また、キャビティを有する樹脂成型部は、有底部に樹脂成型による素子搭載部を有するものと金属のダイパッドを有するものとによって構成されている。
ダイパッド部分に金属のリードを用いた構造において、ダイパッドとフレームを繋げる吊りリードは第一の樹脂成型部を成型後に切断され、第二の樹脂成型部により密着嵌合成型されることにより切断面の露出しないパッケージ構造として構成されている。
樹脂成型部を構成する樹脂において、第一の樹脂成型部に用いられる樹脂は、第二の樹脂成型部に用いられる樹脂に対して、ガラス転移温度、熱変形温度が同じ程度のものか、高いものを用いて構成されたものが用いられている。
第一の樹脂成型部は、一部をキャビティ内に露出して、周囲を第二の成型樹脂により密着嵌合成型されるか、または第一の樹脂成型部の周囲が第二の樹脂成型部内に収まり全てが覆われて密着嵌合成型された構造により構成されたものからなる。
フィルター機能を有するガラス基板はガラス自体が特定の波長をカットする機能を有したガラスである。または透明ガラスに金属酸化膜の多層膜を成膜したガラスである。または透明ガラスにフィルター機能を有した染料、顔料を塗布か貼り付けたガラスである。
以下、図面に基づいて第１の実施例である光センサ装置の構成を説明する。
図１は、本実施例の光センサ装置１１の模式図である。図１は光センサ装置１１の縦断面図である。キャビティ１５を有する樹脂成型部は第一の樹脂成型部１と第二の樹脂成型部２が密着嵌合して成型された二重成型構造よりなり、第一の樹脂成型部１は金属によるリード３ａ、３ｂの一部が樹脂により密着嵌合され、キャビティの有底部に素子搭載部１３が一体に成型された構造である。リード３ａ、３ｂはワイヤーボンディング部と外部端子としてパッケージを貫通して外部に露出する部分を除いて第一の樹脂により周囲が成型された構造を有する。第一の樹脂成型部１は、その周囲を第二の樹脂成型部２により密着嵌合し成型された、キャビティを有したパッケージ構造を構成している。第一の樹脂成型部１はキャビティの有底部および内側面の一部を形成しており、第二の樹脂成型部２は内側面の他の部分を第一の樹脂成型部１に連続して形成している。素子搭載部とワイヤーボンディング部としての役割を担う部分を含めた一部を露出した構造となるように、第二の樹脂成型部２を成型することによりキャビティを有するパッケージを形成している。素子搭載部１３上には光センサ素子５が接着剤７により接着されて実装され、ワイヤー６により光センサ素子５とリード３ａ、３ｂに設けられたワイヤーボンディング部とが電気的に接続され、樹脂成型部を貫通してパッケージ外部に露出するリードの一部は外部端子として機能する。キャビティ上面にはフィルター機能を有するガラス基板４が接着剤１０によって固着された中空構造となっている。
素子搭載部とリードのワイヤーボンディング部を含む周囲とを樹脂成型により一体化し、外部端子として使用する箇所を除いたリードの一部と第一の樹脂成型部１とが第二の樹脂成型部２により密着嵌合成型された二重成形構造により、パッケージはリードと樹脂との密着性と界面の気密性を向上することができるとともに、リードの曲げ、切断加工等に伴う樹脂と外部リード端子の根元に集中するストレスによる樹脂剥離、樹脂クラックは、第二の成型樹脂部２によりストレスを受け止め緩和することができ、少なくとも第一の樹脂成型部１は成型直後の状態を維持することができる為、パッケージは外部からの水分やガス、埃等の浸入し難い高気密化すると共に、リードの抜許力向上にも効果が得られる構造としている。また本パッケージにおける二重成型構造は高信頼性パッケージ構造としての効果を目的とすることから特に光センサ装置だけへの使用に限られたものではなく提供するものである。
ここで、リード３ａ、３ｂにおいて第一の樹脂成型部１と密着嵌合する部分は粗化、溝加工、潰し加工といった樹脂との密着嵌合力を向上する加工や構造を設けている。さらに、第二の樹脂成型部２と密着嵌合する部分には粗化、溝加工、潰し加工を行う構造のリードと行わない構造のリードとを設けることにより、外部リード端子への曲げ、切断加工に伴うストレスが第二の成型樹脂２との根元部分へ集中する場合において、強固な密着力により樹脂剥離やクラックの発生を防ぐ構造と、粗化、曲げ、溝加工、潰し加工を行わずに、発生したストレスに対して樹脂と剥がれる状態を残すことによりストレスを緩和し、受け流す状態を有することにより樹脂剥離やクラックの発生を防ぐ構造とすることも可能である。また第一の樹脂成型部１の外周面には第二の樹脂成型部を成型する場合に樹脂間の密着嵌合力を向上させる目的から、側面、底面、上面となる各箇所へ図示しない凹凸状の長溝や突起等を設けても良い。これによって第一の樹脂成型部１と第二の樹脂成型部２とリード３ａ、３ｂとは、リードと樹脂との界面は高気密化できることに加えて、高い保持力を有することにより抜許力を高くすることができ、また外部リード端子への加工におけるストレスや実装基板へ実装した場合にハンダによる接合時に生じる熱ストレスなどに対しても、樹脂の剥離やクラックが発生し難く高い信頼性を有することに効果が得られる。
また、フィルター機能を有するガラス基板４は、視感度特性を有するガラスからなる、または視感度特性を有するガラスと、周囲に遮光性を有するガラスにより構成された構造を有したガラスにより設けられたガラスである。または特定の光学特性を有していない透明なガラスに金属酸化膜等の多層膜を成膜したガラスからなる。または特定の光学特性を有していない透明なガラスに視感度特性を有する有機物からなるフィルムを貼り合わせた構造のガラスからなる。または短波長域を透過しない特性を有するガラスと赤外波長域を透過しない特性を有するガラスとを重ねた構造を有したガラスにより設けられたガラスからなる。これにより安定したフィルター機能と高い信頼性を併せて有することに効果が得られる。
また、第一の樹脂成型部１に使用される樹脂は、第二の樹脂成型部２に使用される樹脂に対して、耐熱性が同じ程度のものか、高いものが使用される。耐熱性を示す特性としてはガラス転移温度、熱変形温度を目安としている。これにより第二の樹脂成型部２を成型する場合に、第一の樹脂成型部１が成型温度により軟化することや膨張することを防ぐことができる。また、パッケージへ外部から熱が伝わる場合において、周囲雰囲気温度や外部リード端子を伝わりパッケージに到達する熱により、外側に設けられている第二の樹脂成型部２が第一の樹脂成型部１に対して高温に曝される為、素子５が実装されている第一の樹脂成型部１へのダメージを減少することができる。
また、樹脂は高温により膨張するが、第一の樹脂成型部１が第二の樹脂成型部２に較べて同じ程度か高い耐熱性を有し、熱膨張率がより小さい樹脂からなる構造であると、第二の樹脂成型部２に使用されている樹脂が先に膨張する。これにより第一の樹脂成型部１と、第二の樹脂成型部２により密着嵌合成型されているリードとは、第二の樹脂成型部２に使用している樹脂によって周囲を圧縮されていることになり、高温時において樹脂とリードとの隙間を塞ぐことができる為、界面からの水分や埃等が浸入し難い構造と状態とすることができ、素子５へ水分等が到達するリスクを減少する効果がある。
また、第一の樹脂成型部１に使用される樹脂は、遮光性を有した熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂からなり、第二の樹脂成型部２に使用される樹脂は、遮光性を有した熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂からなる、あるいは、反射性を有した熱可塑性樹脂か熱硬化性樹脂からなるのが良い。これにより第二の樹脂成型部２により周囲からの外光を遮光、または反射することができ、パッケージの側面や裏面からの光が樹脂を透過して、キャビティ内に実装された素子５に入射することを防ぐ構造となる。また、遮光性を有した第一の樹脂成型部１により、フィルター機能を有するガラス基板４を透過しキャビティ内へ入射する光は、素子５の上面に設けられた受光部以外に入射した光を吸収することができ、入射光がキャビティ内で反射を繰り返すことを防止する構造となる。これにより透明なガラスに金属酸化膜等の多層膜を成膜した構造のフィルターガラス基板や、有機物からなるフィルターを貼り付けた構造のフィルターガラス基板等で発生する、素子５へ入射する入射光のキャビティ内反射光の再受光と、入射角度の広角化に伴う特定波長の光のカット機能が低下する角度依存性における不要波長帯の光が入射した場合であっても、素子５は角度依存性を抑制した受光感度を有することに効果が期待できる。
図２は、第２に実施例の光センサ装置１１の断面図及び第一の樹脂成型部１の断面図と正面図である。図２の（ａ）は光センサ装置１１において、フィルター機能を有したガラス基板４を除いたキャビティを有するパッケージ部の断面を記したものである。光センサ装置１１は第一の樹脂成型部１へ金属のフレームからなるダイパッド部８が設けられた構造からなる。第一の樹脂成型部１は金属のフレームからなるダイパッド部８から光センサ素子５が実装される表面側を除いた周囲と各リードからワイヤーボンディング部分として用いられるフレーム表面が露出した部分を除いた周囲とを樹脂により成型し一体化した構造からなる。
また、一体化した構造からなる第一の樹脂成型部１の成型後の正面図を図２の（ｂ）に、成型後の断面図を（ｃ）に示す。金属のフレームからなるダイパッド部８は通常、周囲の一部を吊りリードにより繋がれた状態となっている。第一の樹脂成型部１を成型した直後のダイパッド部８は、周囲の一部を吊りリードにより繋がれた状態にあり、第一の樹脂成型部１により周囲を保持した状態が作られる。吊りリードを切り離した後、切断面は第一の樹脂成型部１に露出する構造となる。吊りリード切断面が露出した第一の樹脂成型部１を第二の樹脂成型部２により周囲を密着嵌合成型することにより、パッケージは樹脂成型表面にリードの切断面が露出しない構造としている。これによりパッケージは素子５が実装されるダイパッド部８が吊りリードを有する金属フレームからなる構成であっても、リードの切断面を樹脂成型表面から露出せずに、素子が実装されるダイパッド部８へ樹脂とリードとの界面が存在しない水分等の浸入経路が無い高気密な素子実装部分とすることができ、リード３ａ、３ｂとダイパッド部８とが強く保持され、樹脂と高密着に成型され高気密化した光センサ装置を得ることが可能となる。
図３は、第３の実施例の光センサ装置１１の断面図である。第一の樹脂成型部１において素子５が実装されるダイパッド部８の一部を成型して厚みが大きくなるようにしており、金属フレームにより構成された素子５が実装されるダイパッド部８の底部表面が、パッケージの裏面にあたる第二の樹脂成型部２の表面に露出している。ダイパッド部８の底部表面は第二の樹脂成型部２を構成する樹脂により覆われていない。これにより実装される素子５で発生した熱を接着剤７からダイパッド部８を介して外部へ放出することができる放熱機能を有した二重成型構造としたものである。
図４は、第４の実施例の光センサ装置１１の断面図である。第一の樹脂成型部１においてワイヤーボンディング部分として用いられるリード表面が露出した部分を除いたリード３ａ、３ｂの周囲を第一の樹脂成型部１により成型しており、第一の樹脂成型部１は有底部の周囲を形成している。光センサ素子５が実装される有底部の中央となる素子搭載部１３は第二の樹脂成型部２により成型して設けられた二重成型構造となっている。この構造の場合、キャビティ内の有底部に実装される素子５に影響がある樹脂が有する光学特性は実施例１に較べて第二の樹脂成型部２に用いられる樹脂により影響を受ける比率が増すものとなる。
図５は、第５の実施例の光センサ装置１１の断面図である。第一の樹脂成型部１はキャビティ有底部には露出せずに第二の樹脂成型部２の内部に完全に埋め込まれた二重成型構造としたものである。この構造の場合、キャビティ内の有底部に実装される光センサ素子に影響する樹脂が有する光学特性は第二の樹脂成型部２に用いられる樹脂の光学特性となり、第一の樹脂成型部１はリード３ａ、３ｂの保持、抜許力向上と密着嵌合を効果の目的としたものとなる。
図６は、本実施例の光センサ装置１１の断面図である。第一の樹脂成型部１と第二の樹脂成型部２とを有した二重成型構造においてキャビティを設けていない構造としたものである。第一の樹脂成型部１はワイヤーボンディング部分として用いられるリード表面が露出した部分を除いたリード３ａ、３ｂの周囲と金属のフレームからなるダイパッド部８とを樹脂により成型し一体化した構造からなり、ダイパッド部８は光センサ素子５が接着剤７により実装される表面側を除いた周囲を樹脂により密着嵌合成型されている。
金属のフレームからなるダイパッド部８は周囲を吊りリードにより繋がれている。第一の樹脂成型部１を成型した直後のダイパッド部８は、周囲を依然吊りリードにより繋がれ、第一の樹脂成型部１により保持された状態となっている。吊りリードを切り離した後、切断面は第一の樹脂成型部１の側面に露出する構造となり、吊りリード切断面が露出した第一の樹脂成型部１を第二の樹脂成型部２により密着嵌合成型することで、パッケージは樹脂成型表面にリードの切断面が露出しない構造となる。そのためパッケージは素子５が実装されるダイパッド部８が吊りリードを有する金属フレームからなる構成であっても、リードの切断面を樹脂成型表面から露出せずに、素子が実装されるダイパッド部８へ樹脂とリードとの界面が存在しない構造とすることができ、水分等の浸入経路が無い高気密な素子実装部分とすることができるとともに、リード３ａ、３ｂとダイパッド部８とが強く保持され、樹脂と高密着に成型され高気密化した光センサ装置を得ることが可能となる。
ここでダイパッド部８は金属のフレームを用いた構造でなくてもよく、第一の成型樹脂１により成型され設けられた構造でもよい。また、第二の樹脂成型部２は第一の樹脂成型部１の全周囲を開口部無く覆う密着嵌合成型構造としている。第二の樹脂成型部２に用いられる樹脂に、フィルター機能を有したガラス基板４を微粉砕化したフィラーを混ぜたものを使用する、またはフィルター機能を有した染料や顔料を混ぜた樹脂を用いることにより、二重成型構造による効果と同時にフィルター機能を有した光センサ装置を得ることが可能となる。また、第二の樹脂成型部２には、前記フィラーを混ぜていない透過性を有する樹脂を成型したものを使用しても良い。
図７は、第７の実施例の光センサ装置１１の断面図である。光センサ装置１１はキャビティを有していない二重成型構造において外周を構成する透光性の第二の樹脂成型部２の上面へフィルター機能を有したガラス基板４が設けられた構造としている。また、第一の樹脂成型部１においてリード上面側に成型される樹脂厚みをダイパッド部８に実装された後の素子５と同じ高さ程度にまで厚みを持たせている。これにより素子５の正面方向へ入射する光はフィルター機能を有したガラス基板４により特定波長の透過、吸収を行った光が素子５へ入射し、裏面及び側面方向から素子５へ入射する光は第一の樹脂成型部１によって遮光することを可能としている。
図８は、第８の実施例の光センサ装置１１の断面図である。光センサ装置１１はキャビティを有していない二重成型構造において素子５の正面方向となる第二の樹脂成型部２の上面部分へ予め凹みを設けた成型形状とし、凹み内へはフィルター機能を有するガラス基板を微粉砕化したフィラーを混ぜた樹脂９を塗布する、またはフィルター機能を有する染料、顔料を混ぜた樹脂を塗布することにより素子５へ入射する光へのフィルター機能とする構造としている。第二の樹脂成型部２に用いられる樹脂には透光性またはフィルター機能を有する樹脂が用いられ、また第一の樹脂成型部１に用いられる樹脂には遮光性を有する樹脂が用いられる。素子５の上面と第二の樹脂成型部２へ設けた凹みの底との間の第二の樹脂成型部厚みは薄く、第二の樹脂成型部２に用いられる樹脂の有する光学特性の影響を受け難くするとともに、凹みの底部形状には曲率が設けられており素子５の上面に設けられたセンサ部へは集光した光束を受光する効果が得られるというものである。
図９は、第９の実施例の光センサ装置１１の断面図である。光センサ装置１１はキャビティを有していない二重成型構造において素子５の上面に、フィルター機能を有したガラスを微粉砕化したフィラーを混ぜた樹脂９を一定の厚みと幅をもたせて塗布している、またはフィルター機能を有した染料、顔料を混ぜた樹脂を塗布した構造としている。またフィルター機能を有したガラスを微粉砕化したフィラーを混ぜた樹脂９およびフィルター機能を有した染料、顔料を混ぜた樹脂の形状は、素子に接する側が広がるテーパの設けられた構造としている。これによりフィルター機能を有した樹脂９を塗布した部分は第二の樹脂成型部２により周囲が覆われ、また前記樹脂９が第二の樹脂成型部２との密着嵌合性が向上する為、外部からの水分や熱に直接曝されることがなくなり、フィルター機能を有した樹脂９の信頼性が変化し難く長期に渡り保持できる効果が得られるというものである。
図１０は、第１０の実施例の光センサ装置１１の断面図である。光センサ１１はキャビティを有していない二重成型構造においてダイパッド８が第二の樹脂成型部２から露出する構造としている。ダイパッド部８は金属フレームより構成された第二の樹脂成型部２の表面に露出する放熱構造を有したものであり、第一の樹脂成型部１はダイパッド部８の側面の厚み方向でおよそ半分程度とした全周囲とリード３ａ，３ｂと密着嵌合成型により一体化した成型構造としている。第一の樹脂成型部１により側面を成型されていないダイパッド部８の周囲は第二の樹脂成型部２により密着嵌合成型され素子５が実装されない裏面方向は外部へ露出する。これにより放熱構造を有するダイパッド部８が設けられた構造であっても外部リードと第二の樹脂成型部２との界面と同様に、光センサ装置は高気密性を有し、またリードとダイパッド部の保持、抜許力を有することに効果が期待できるというものである。
薄細な多端子化や小型化したリードを有する樹脂成型パッケージにおいて樹脂成型部分をリードのワイヤーボンディング部の周囲とダイパッド部とを含めて一体化して構成する成型部と、その周囲を成型しパッケージ外形とを構成する成型部とが密着嵌合成型された二重成型構造とすることにより、樹脂により保持されたリードの抜許力を向上するだけでなく、リード及びダイパッドと樹脂との密着性を上げると同時に気密性を著しく向上した信頼性の高い中空構造パッケージを有した光センサ装置を提供することができる。
また、本構造は、キャビティを有していない密閉した封止、成型構造のパッケージにおいても用いることができ、リード及びダイパッドと樹脂との密着性を上げ、保持、抜許力を向上し、気密性を著しく向上した信頼性の高いパッケージを有した光センサ装置を提供することができる。光センサ装置に限らず本パッケージ構造を用いることにより、家電製品への使用の他、環境の厳しい車載や屋外用途への使用、あるいは、周囲環境により特性が敏感に変動しやすい素子を搭載する用途への使用に配慮した光センサ装置搭載機器等への供給に寄与することができる。
１ 第一の樹脂成型部
２ 第二の樹脂成型部
３ａ，３ｂ リード
４ フィルター機能を有するガラス基板
５ 光センサ素子
６ ワイヤー
７ 接着剤
８ ダイパッド
９ フィルター機能を有するガラスを含んだ樹脂
１０ 接着剤
１１ 光センサ装置
１３ 素子搭載部
１４ ワイヤーボンディング部
１５ キャビティ
１６ ダイパッド部の底部表面

Claims (9)

  1. 二重成型構造を有するパッケージ本体と、蓋と、前記蓋と前記パッケージ本体の内側の有底部とのあいだにキャビティを有するパッケージに光センサ素子が実装された光センサ装置であって、
    前記パッケージ本体は、
    前記有底部の中心に前記光センサ素子を搭載する素子搭載部を有し、ワイヤーボンディング部を除いたリードの一部を樹脂により周囲を密着嵌合成型して一体化した第一の樹脂成型部と、
    前記第一の樹脂成型部の周囲および前記リードの他の一部を密着嵌合成型している第二の樹脂成型部と、
    からなり、
    前記蓋は、フィルター機能を有するガラス基板からなり、前記パッケージ本体に最上部において接着嵌合されており、
    前記第一の樹脂成型部は、前記有底部と前記有底部に続く第１の内側面を構成し、
    前記第二の樹脂成型部は前記第１の内側面に続く第２の内側面とパッケージ外形を構成している光センサ装置。
  2. 二重成型構造を有するパッケージ本体と、蓋と、前記蓋と前記パッケージ本体の内側の有底部とのあいだにキャビティを有するパッケージに光センサ素子が実装された光センサ装置であって、
    前記パッケージ本体は、
    前記有底部の中心に前記光センサ素子を搭載するダイパッド部を有し、光センサ素子が実装される面を除いた前記ダイパッド部とワイヤーボンディング部を除いたリードの一部を樹脂により周囲を密着嵌合成型して一体化した第一の樹脂成型部と、
    前記第一の樹脂成型部の周囲および前記リードの他の一部を密着嵌合成型している第二の樹脂成型部と、
    からなり、
    前記蓋は、フィルター機能を有するガラス基板からなり、前記パッケージ本体に最上部において接着嵌合されており、
    前記第一の樹脂成型部は、前記有底部と前記有底部に続く第１の内側面を構成し、
    前記第二の樹脂成型部は前記第１の内側面に続く第２の内側面とパッケージ外形を構成している光センサ装置。
  3. 二重成型構造を有するパッケージ本体と、蓋と、前記蓋と前記パッケージ本体の内側の有底部とのあいだにキャビティを有するパッケージに光センサ素子が実装された光センサ装置であって、
    前記パッケージ本体は、
    ワイヤーボンディング部を除いたリードの一部を樹脂により周囲を密着嵌合成型して一体化した第一の樹脂成型部と、
    前記有底部の中心に前記光センサ素子を搭載する素子搭載部を有し、前記第一の樹脂成型部の周囲および前記リードの他の一部を密着嵌合成型している第二の樹脂成型部と、
    からなり、
    前記蓋は、フィルター機能を有するガラス基板からなり、前記パッケージ本体に最上部において接着嵌合されており、
    前記第一の樹脂成型部は、前記有底部の周囲と前記有底部の周囲に続く第１の内側面を構成し、
    前記第二の樹脂成型部は前記有底部の中心と前記第１の内側面に続く第２の内側面とパッケージ外形を構成している光センサ装置。
  4. 前記第一の樹脂成型部は熱可塑性樹脂あるいは熱硬化性樹脂のいずれかからなり、遮光性を有することを特徴とし、第二の樹脂成型部に用いられる樹脂より耐熱性が同じか高いことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の光センサ装置。
  5. 前記第二の樹脂成型部は熱可塑性樹脂あるいは熱硬化性樹脂のいずれかからなり、遮光性を有する、または反射性を有する、または特定の波長の光を吸収、透過するフィルター機能を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか1項に記載の光センサ装置。
  6. 前記第一の樹脂成型部の成型後の外周には第二の樹脂成型部と接する面に凹凸な形状や外周に添った複数の凹形状が成型により設けられ、第二の成型樹脂との成型面との間に密着嵌合成型構造を有する請求項１乃至３のいずれか１項に記載の光センサ装置。
  7. 前記ダイパッド部の吊りリードは前記第一の樹脂成型部の側面に露出し、前記第二の樹脂成型部の側面には露出していない請求項２に記載の光センサ装置。
  8. 前記ダイパッド部の底部表面が、前記パッケージ本体の裏面にあたる前記第二の樹脂成型部の表面に露出している請求項２に記載の光センサ装置。
  9. 前記ダイパッド部の前記底部表面が前記第二の樹脂成型部を構成する樹脂により覆われていない請求項８に記載の光センサ装置。
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