KR20070021214A - 전자 부품 및 그 제조 방법 - Google Patents

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KR20070021214A
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마사유키 사카키바라
마사루 모리시타
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하마마츠 포토닉스 가부시키가이샤
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Abstract

전자 부품은 요(凹)부(15)의 저면에서 이면(11back)에까지 뻗은 관통 구멍(41(43))을 갖는 베이스 부재(1)와, 요(凹)부(15)내에 탑재된 전자 소자(4)와, 요(凹)부(15)의 개구부를 폐색하는 뚜껑 부재(2)와, 뚜껑 부재(2)와 요(凹)부(15)의 개구 단면 사이에 개재하는 동시에, 관통 구멍(41(43))을 폐색시키고, 요(凹)부내 공간을 밀폐 상태로 하는 접착제(3(42))를 구비하고, 접착제(3(42))는 뚜껑 부재(2)와 베이스 부재(1)와의 사이를 폐색하고, 제조시에는 폐색을 저해하는 공기가 나가도록 요(凹)부(15)의 저면에서 이면(11back)에 빠진 관통 구멍(41(43))도, 이에 따른 접착제(3(42))에 의하여 최종적으로는 폐색되어 있다. 이와 같이 공기에 의한 접착제(3(42))의 접착 저해가 억제되기 때문에, 위치 어긋남 및 접착 불량이 억제되는 동시에, 접착제에 의한 폐색에 의하여 요(凹)부내의 밀폐성이 종래보다 향상한다. 특히 복수 요(凹)부를 갖는 재료의 경우에 현저하다.

Description

전자 부품 및 그 제조 방법{ELECTRONIC PART AND METHOD OF PRODUCING THE SAME}
본 발명은 전자 소자를 탑재하는 전자 부품 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 특히 광반도체 소자를 탑재하는 광반도체 장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
전자 부품으로서 베이스 부재(시트 기판을 다이싱하여 얻을 수 있음)내에 전자 소자를 수용하여, 뚜껑(lid)을 덮어서 내부를 밀폐한 것이 있다. 이와 같은 전자 부품은 예를 들면, 하기와 같이 특허 문헌 1에 개시되어 있다.
하기와 같이 특허 문헌 1에 기재된 전자 부품은 복수의 요(凹)부를 구비하는 세라믹 또는 유리 에폭시로 이루어지는 시트 기판의 각 요(凹)부의 저(底)면에 전자 소자(휴즈 소자)를 탑재하여 입출력 전극부와 전기적으로 접속한 다음, 에폭시 수지 등의 접착제를 통하여 시트 뚜껑 부재를 접착한 후, 다이싱에 의해 각 요(凹)부마다 분리하는 것이다.
[특허 문헌 1] 일본 특개 2000－311959호 공보
그러나, 특허 문헌 1에 기재된 제조 방법에 의해 전자 부품을 조립해 보았는데, 뚜껑 부재와 시트 기판을 접착할 때에, 시트 뚜껑 부재가 시트 기판의 표면상을 미끄러져서, 양자간에 위치 엇갈림이 생겼다. 또, 이 경우, 시트 뚜껑 부재와 시트 기판 사이에 개재하는 접착제의 시트 기판에의 확실한 부착도 저해되었다.
이 원인을 해석했는데, 시트 뚜껑 부재와 시트 기판을 접착할 때에, 특히 시트 뚜껑 부재로 시트 기판의 복수의 요(凹)부를 피복할 때에, 각 요(凹)부내에 존재하고 있던 공기가 나갈 장소를 잃고 있는 것이 판명되었다. 즉, 시트 뚜껑 부재와 시트 기판과의 사이의 틈새를 통하여 공기가 외부로 빠지도록 작용하면, 시트 기판의 표면상에서 시트 뚜껑 부재가 미끄러진다고 하는 현상이 발생하거나 접착제가 붙지 않아서, 요(凹)부내의 밀폐성을 홀딩할 수 없다.
상세히 해설하면, 이와 같은 전자 부품의 제조 방법에서는 위치 엇갈림이나 접착 불량이 생기기 쉽고, 또 제조물로서의 전자 부품은 위치 엇갈림이나 접착 불량이 생겨 있거나, 밀폐성이 확보되어 있지 않다.
본 발명은 이와 같은 과제를 감안하여 이루어진 것이고, 위치 어긋남 접착 불량을 저감 하고, 밀폐성을 향상시킬 수 있는 전자 부품 및, 이에 따른 현상을 억제 가능한 전자 부품의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상술한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명에 관한 전자 부품은 요(凹)부의 저면에서부터 이면으로까지 뻗은 관통 구멍을 갖는 베이스 부재와 요(凹)부내에 탑재된 전자 소자와 요(凹)부의 개구부를 폐색하는 뚜껑 부재와 뚜껑 부재와 요(凹)부의 개구 단면 사이에 개재하는 동시에, 관통 구멍을 폐색시켜서 요(凹)부내 공간을 밀폐 상태로 하는 접착제를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 전자 부품에 의하면, 접착제가 뚜껑 부재와 베이스 부재와의 사이를 폐색하고, 제조시에는 폐색을 저해하는 공기가 나가도록 요(凹)부의 저면에서 이면으로 빠진 관통 구멍도, 이에 따른 접착제에 의하여 최종적으로는 폐색되어 있다. 따라서, 공기에 의한 접착제의 접착 저해가 억제되기 때문에, 위치 어긋남 및 접착 불량이 억제되는 동시에, 접착제에 의한 폐색에 의하여 요(凹)부내의 밀폐성이 종래보다 향상하고 있다. 특히 복수 요(凹)부를 갖는 재료의 경우에 현저하다.
또, 관통 구멍의 요(凹)부측의 개구는 요(凹)부 내벽의 근방의 저면에 위치하는 것이 바람직하다. 이 경우, 제조시에 있어서, 요(凹)부 개구 단면상에 위치하고 있던 접착제가 그 내벽의 근방에 위치하는 관통 구멍의 개구내에 용이하게 들어갈 수 있으므로, 접착제가 관통 구멍을 효율적으로 폐색하고, 접착제에 의한 밀폐 상태가 종래보다 개선된다. 특히 복수 요(凹)부를 갖는 재료의 경우에 현저하다.
또, 상기 요(凹)부의 저면은 다각형이며, 관통 구멍의 요(凹)부측의 개구는 저면의 정점 위치의 근방에 위치하는 것을 특징으로 한다. 요(凹)부 내벽면(측면)은 저면의 정점 위치로 교차하기 때문에, 이러한 측면간과 같이 좁은 공간에서는 액체가 모이기 쉬운 경향이 있다. 따라서, 제조시에 있어서, 요(凹)부 개구 단면상에 위치하고 있던 접착제가 이 응집 경향의 공간을 통하여 관통 구멍의 개구내에 용이하게 들어갈 수 있으므로, 접착제가 관통 구멍을 효율적으로 폐색하여, 접착제에 의한 밀폐 상태가 종래보다 개선된다. 특히 복수 요(凹)부를 갖는 재료의 경우에 현저하다.
이 접착제는 뚜껑 부재와 개구 단면과의 사이의 영역으로부터, 요(凹)부 내벽을 따라 흘러서 관통 구멍내의 영역까지 연속하고 있는 것이 바람직하다. 이 경우, 접착제가 관통 구멍내로부터 이탈하기 어려워져서, 밀폐성의 신뢰도가 향상한다.
또, 요(凹)부의 저면은 전자 소자가 다이 본드되는 하측 저면과, 하측 저면의 주위에 위치하고, 이 하측 저면보다 뚜껑 부재에 근접하고, 이 하측 저면과의 경계가 단차를 형성하는 상측 저면을 갖고, 관통 구멍은 상측 저면으로부터 베이스 부재의 이면에까지 뻗고 있고, 관통 구멍의 이면측의 개구의 지름은 요(凹)부측의 개구의 지름보다 큰 것이 바람직하다.
이 경우, 요(凹)부의 내면측으로부터 관통 구멍에 유입된 접착제는 소경(小徑)측에서 관통 구멍을 폐색하지만, 접착제의 양이 너무 많았을 경우에, 접착제의 이면 방향에의 진행에 따라서, 관통 구멍내의 접착제 수용 공간이 커지므로, 접착제가 이면으로부터만 나가기가 어려워진다.
또, 상기 전자 소자는 광반도체 소자이며, 뚜껑 부재는 광반도체 소자에 대응하는 주요 광성분을 투과하는 재료로 이루어지고, 베이스 부재는 투과 특성이 뚜껑 부재와는 다른 재료로 이루어지고, 베이스 부재에 의하여 주요 광성분을 차폐(遮蔽)할 수 있는 동시에, 뚜껑 부재는 주요 광성분을 투과할 수 있다.
상기 접착제는 상온 경화형의 접착제로 이루어지고, 바람직하게는 이 접착제는 흡습 경화형 실리콘 수지로 이루어지는 것이 바람직하다. 이 접착제는 상온에서 경화하기 때문에, 고온하에 쬘 필요는 없어지므로, 접착 후에 발생하는 뚜껑 부재와 베이스 부재와의 팽창 계수의 차이에 의한 응력을 감소시킬 수 있다. 특히, 흡습 경화형 실리콘 수지는 피착체의 수산기(－OH)와 반응하여 접착한다. 실리콘 수지는 경화 후에도 유연성이 풍부한 것이고, 에폭시 수지 접착제 등과 달리 흡습성도 낮다. 추가로는 수지 안에서는 내열성이 매우 높다고 하는 성질을 갖고 있으므로, 납땜시의 시트 뚜껑 부재가 벗겨져나 시트 뚜껑 부재의 탈락 등을 방지할 수 있다.
또한, 접착제는 상온에서 경화하므로, 밀봉 상태로 되어 있는 요(凹)부내의 공기가 경화시에 팽창하여 접착면에 보이드를 발생시키고, 경화 불량을 일으킨다고 하는 사태를 방지할 수도 있다. 그리고, 실리콘 수지는 단파장역의 광에도 투과성이 높기 때문에, 접착제가 조금 수광부에 부착했다고 해도, 광반도체 소자에 대응한 광의 투과율의 저하를 억제할 수 있다.
베이스 부재는 세라믹제인 것이 바람직하다. 세라믹은 내열성이나 내구성이 뛰어난 물질이며, 또 실리콘 수지의 접착성도 높다고 하는 이점이 있다.
요(凹)부의 저면상에 설치되어서 전자 소자에 전기적으로 접속된 상층 전극 패드와 베이스 부재의 이면에 설치된 이면 전극 단자를 구비하고, 상층 전극 패드와 이면 전극 단자는 베이스 부재의 측쪽에 위치하는 요(凹)면상의 도전체를 통하여 전기적으로 접속되어 요(凹)면의 최심부는 요(凹)부의 저면을 규정하는 바깥 가장자리보다 외측에 위치하는 것을 특징으로 한다.
즉, 전자 소자와 상층 전극 패드는 본딩 와이어 등으로 접속되고, 이것은 요(凹)면상에 설치된 도전체를 통하여 이면 전극 단자에 접속된다. 회로 배선 기판상에 전자 부품을 배치하면, 이면 전극 단자를 회로 배선상에 접속할 수 있다. 요(凹)면상의 도전체는 기판을 관통하는 구멍을 뚫은 후, 이 위에 도전 재료를 설치하면 되기 때문에 제조가 용이하다. 이 구멍 뚫기 공정에서는 요(凹)부내의 밀폐성을 홀딩할 수 있도록, 요(凹)부 형성 위치로부터 빗나간 위치에 요(凹)면을 포함하는 구멍을 뚫고, 그 후 이 구멍을 횡단하는 다이싱을 실시한다.
요(凹)부의 저면상에 설치되고, 전자 소자에 전기적으로 접속된 상층 전극 패드와, 베이스 부재의 이면에 설치된 이면 전극 단자를 구비하고, 상층 전극 패드와 이면 전극 단자는 베이스 부재의 안에 위치하는 도전체를 통하여 전기적으로 접속되고, 도전체는 요(凹)부의 저면을 규정하는 바깥 가장자리보다 외측에 위치하는 것을 특징으로 한다.
즉, 전자 소자와 상층 전극 패드는 본딩 와이어 등으로 접속되고, 이것은 베이스 부재의 안에 위치하도록 설치된 도전체를 통하여 이면 전극 단자에 접속된다. 회로 배선 기판상에 전자 부품을 배치하면, 이면 전극 단자를 회로 배선상에 접속할 수 있다. 베이스 부재의 안에 위치하는 도전체는 베이스 부재를 제조할 때에 저면으로 되는 기판을 관통하는 구멍을 뚫은 후, 이 안에 도전 재료를 설치하면 되기 때문에 제조가 용이하다. 이 구멍 뚫기 공정에서는 요(凹)부내의 밀폐성을 홀딩할 수 있도록, 요(凹)부 형성 위치로부터 빗나간 위치에 구멍을 뚫고, 그 후 이 구멍을 도전체로 메우고, 저면으로 되는 기판 위에 위치하는 기판으로 도전체를 덮어서 베이스 부재를 구성한다.
본 발명에 관한 전자 부품의 제조 방법은 요(凹)부의 내벽 근방의 저면에 적어도 하나의 관통 구멍이 형성된 베이스 부재에 있어서의 요(凹)부에 전자 소자를 탑재하는 제1 공정과, 뚜껑 부재를, 상온에서 경화하는 접착제에 의하여 베이스 부재에 접착하고, 베이스 부재에 있어서의 요(凹)부의 개구부를 뚜껑 부재로 폐색하는 제2 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다. 뚜껑 부재에 의하여 개구부를 폐색하는 경우, 요(凹)부내의 공기는 관통 구멍을 통하여 외부로 빠지기 때문에, 뚜껑 부재와 베이스 부재 사이의 위치 엇갈림이나 접착제의 접착 불량을 감소시킬 수 있다. 또, 접착제는 관통 구멍 내부에도 들어가므로, 요(凹)부내의 밀폐성을 더욱 향상시킬 수 있다. 또, 접착제는 상온 경화형이므로, 밀봉 상태로 되어 있는 요(凹)부내의 공기가 경화시에 팽창하여 접착면에 보이드를 발생시키고, 경화 불량을 일으킨다고 하는 사태를 방지할 수도 있다.
또, 제1 공정은 복수의 요(凹)부가 동일면에 형성된 시트 기판을 준비하는 공정과, 이것들 복수의 요(凹)부의 각각 대하여 전자 소자를 탑재하는 공정을 갖고, 상기 제2 공정은 상온 경화형의 접착제를 상기 요(凹)부의 개구 단면상에 도포하는 공정과, 시트 기판과 시트 뚜껑 부재를 접착제로 첩합(貼合)하고, 접착제가 각각의 요(凹)부의 저면으로부터 뻗은 적어도 하나의 관통 구멍내에, 요(凹)부 내벽을 타고 유입하는 것으로, 관통 구멍을 폐색하고, 요(凹)부내 공간이 밀폐 상태로 되는 복합 시트를 형성하는 공정을 갖는 것이 바람직하다. 또, 이 제조 방법은 시트 기판, 시트 뚜껑 부재 및 접착제로 이루어지는 복합 시트를, 요(凹)부간의 영역상으로 설정된 다이싱 라인을 따라서 절단하는 것으로 분리하는 공정을 구비하고, 이 절단에 의하여, 각각의 베이스 부재와 뚜껑 부재가 첩합되어서 이루어지는 전자 부품이 복수 얻어지는 것이 바람직하다.
요(凹)부내의 공기는 관통 구멍을 통과하여 외부로 빠지는 동시에, 접착제는 요(凹)부 내벽을 타 관통 구멍내에 유입하고, 이것을 폐색하여 상온에서 경화한다. 요(凹)부간의 영역상의 다이싱 라인을 따라서 복합 시트를 절단하면, 요(凹)부 비밀폐성이 홀딩된 복수의 전자 부품을 얻을 수 있다.
본 발명의 전자 부품에 의하면, 위치 어긋남 접착 불량이 감소되어 있고, 밀폐성이 향상하고 있다. 또, 본 발명의 전자 부품의 제조 방법에 의하면, 위치 어긋남 접착 불량을 억제하여 밀폐성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 형태에 관한 광반도체 장치의 평면도.
도 2는 도 1의 II－II선 단면도.
도 3은 본 발명의 실시 형태에 관한 광반도체 장치의 이면도.
도 4는 제2의 실시 형태에 관한 국소적인 단면도.
도 5는 광반도체 장치의 제조에 이용하는 시트 기판의 평면도.
도 6은 도 5에 있어서의 관통 구멍 형성 패턴의 확대도.
도 7은 도 5에 있어서의 관통 구멍 형성 패턴의 확대도.
도 8은 도 5에 있어서의 관통 구멍 형성 패턴의 확대도.
도 9는 시트 뚜껑 부재를 접착하기 전의 시트 기판의 사시도.
도 10은 자그리구멍의 확대도(a)와, (a)에 나타내는 부위의 B－B선 단면도(b).
도 11은 광반도체 장치의 제조 공정을 나타내는 공정 도면.
도 12는 도 11에 나타내는 공정에 계속 되는 공정을 나타내는 공정 도면.
<부호의 설명>
1 베이스 부재
2 유리창재
3 접착제
4 포토다이오드
10 시트 기판
11 기판 본체
12 벽부
13 하층 벽부
14 상층 벽부
15 요(凹)부부
16 자그리(자리파기, spot facing) 구멍
17 마커
20 시트 뚜껑(lid) 부재
21A, 21B, 21C, 21E 상층 전극 패드
22A, 22B, 22C, 22E 본딩 와이어
24A ~ 24E 측면 전극
25A ~ 25E 전극 단자
26A ~ 26F 요(凹)면
30 다이싱 블레이드
M 광반도체 장치.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 적합한 실시 형태에 대하여 설명한다. 또한, 각 실시 형태에 있어서, 동일한 기능을 갖는 부분에 대해서는 동일한 부호를 부여하여 중복하는 설명은 생략한다.
도 1은 실시 형태에 관한 전자 부품의 대표적인 예인 광반도체 장치의 평면도이다. 도 2는 도 1에 나타낸 광반도체 장치의 II－II선 단면도, 도 3은 광반도체 장치의 이면도이다.
도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이 본 실시 형태에 관한 광반도체 장치 M은 베이스 부재(1) 및 뚜껑 부재인 유리창재(2)를 갖고 있다. 또, 베이스 부재(1)와 유리창재(2)는 상온에서 경화하는 접착제(3)에 의하여 접착되어 있고, 베이스 부재(1)상에는 광반도체 소자인 4 분할 포토다이오드(4)가 탑재되어 있다. 즉, 포토다이오드(4)에서는 광의 입사에 따라 4개의 신호를 출력할 수 있다(멀티ㆍ채널).
베이스 부재(1)는 알루미나 세라믹 등의 세라믹제의 그린 시트(세라믹판)를 3매 적층한 3층 구조를 갖고 있고, 도 2에 나타내는 바와 같이 최하층이 기판 본체(11)를 형성하고, 게다가 층에 형성된 2층의 시트(13, 14)가 벽부(12)를 형성하고 있다. 기판 본체(11)은 평면으로 본 형상이 구형을 이루고 있고, 이 기판 본체(11)상에 포토다이오드(4)가 재치(載置)되어 있다.
벽부(12)는 하층 벽부(시트)(13)와 상층 벽부(시트)(14)를 구비하고, 구성되어 있고, 기판 본체(11)와 벽부(12)는 전체로 3매의 세라믹판(그린 시트)을 오버 랩(重合)하여 소결함으로써 형성되어 있다.
벽부(12)의 표면상에 유리창재(2)가 재치되고, 접착제(3)에 의하여 접착되어 있다. 또, 벽부(12)에 둘러싸인 부위에 베이스 부재(1)에 있어서의 요(凹)부(15)의 개구부가 형성되어 있고, 이 개구부가 유리창재(2)에 의하여 폐색 되고, 요(凹)부(15)내가 밀폐되어 있다.
유리창재(2)는 청색광을 투과하는 호우 규산 유리 등으로 이루어지고, 베이스 부재(1)와는 다른 재료로 구성되어 있다. 또, 유리창재(2)의 하면은 접착제(3)에 의하여, 베이스 부재(1)의 벽부(12)의 상면상에 접착되어 있다.
또, 벽부(12)에 있어서의 하층 벽부(12)의 상면에는 4개의 상층 전극 패드(21A, 21B, 21C, 21E)가 설치되어 있다.
또한, 기판 본체(11)의 표면측에는 포토다이오드(4)가 전극 패드(21D)상에 배치되어 있다. 또, 4 분할된 포토다이오드(4)에는 4개의 접속 전극이 설치되어 있다. 이러한 4개의 접속 전극은 각각 본딩 와이어(22A, 22B, 22C, 22E)를 통하여 상층 전극 패드(21A, 21B, 21C, 21E)에 각각 전기적으로 접속되어 있다.
또, 하층 벽부(13)에는 4개의 도전부(23A, 23B, 23C, 23E)가 형성되어 있다. 이러한 도전부(23A, 23B, 23C, 23E)는 각각 상층 전극 패드(21A, 21B, 21C, 21E)와, 도 3에 나타내는 측면 전극(24A, 24B, 24C, 24E)와 이면 전극 단자(25A, 25B, 25C, 25E)를 전기적으로 접속하고 있다. 또한, 전극 패드(21D)는 기판 본체(11)의 표면에 형성되어 있기 때문에 접속 전극은 없고, 측면 전극(24D)를 통하여 이면 전극 단자(25D)에 전기적으로 접속하고 있다.
또, 상층 벽부(14)의 근방에 있어서, 예를 들면 개구부(15)의 네 모서리의 적어도 하나에는 하층 벽부(13) 및 기판 본체(11)에는 각각 같은 지름으로, 또한 수지가 용이하게 흐르기 시작하지 않는 정도의 크기로 관통 구멍이 형성되고, 연통시키는 것으로 하나의 관통 구멍(41)이 구성되어 있다. 관통 구멍(41)은 유리로 이루어지는 뚜껑 부재(2)를 베이스 부재(1)에 접착하는 접착제가 상층 벽부(14)의 내벽을 따라 흘러서, 관통 구멍(41)에 유입하고, 막은 상태로 접착제(씰 수단)(42)로서 경화되는 것으로, 요(凹)부(15)에 밀폐 공간을 형성하고 있다.
요(凹)부를 구성하는 하층 벽부(13)와 기판 본체(11)를 관통하는 관통 구멍(41)은 뚜껑 부재(2)와 베이스 부재(1)을 접착할 때에, 특히 뚜껑 부재(2)와 베이스 부재(1)의 복수의 요(凹)부를 피복할 때에, 각 요(凹)부내에 존재하고 있던 공기가 외부로 나가는 공기 빠짐 구멍으로서 기능한다. 따라서, 뚜껑 부재(2)와 베이스 부재(1)와의 사이의 틈새로부터 공기가 외부로 빠지기 어려워져서, 베이스 부재(1)의 표면에서 뚜껑 부재(2)가 미끄러진다고 하는 현상이 발생하거나 접착제가 붙지 않는다고 하는 문제는 해결된다.
또한, 공기 빠짐 구멍으로서 기능하는 관통 구멍(41)을 상층 벽부(14)의 근방의 저면에 설치하는 것으로, 상층 벽부(14)의 내벽을 따라 흘러서 떨어지는 접착제가 자동적으로 관통 구멍(41)에 유입하고 경화하는 것으로, 관통 구멍(41)을 폐색하는 접착제(42)로서 기능한다. 이것에 의하여, 요(凹)부(15)는 밀폐 공간을 구성할 수 있고, 내습성은 충분히 확보된다. 또한, 관통 구멍(41)은 관통 구멍(43)에 연속하고 있다.
도 4는 제2의 실시 형태에 관한 광반도체 장치에 있어서의 관통 구멍 근방의 종단면도이다. 제2의 실시 형태의 광반도체 장치는 관통 구멍의 크기만이 상술한 실시 형태의 것과 다르다.
하층 벽부(13) 및 기판 본체(11)에 각각 형성되는 관통 구멍(41, 43)은 수지(접착제)가 용이하게 흐르기 시작하지 않는 정도의 크기이다. 또, 하층 벽부(13)에 형성되는 관통 구멍(41)의 지름은 기판 본체(11)에 형성되는 관통 구멍(43)의 지름보다 작다. 하층 벽부(13)의 관통 구멍(41)을 작고, 기판 본체(11)에 형성하는 관통 구멍(43)을 크게 하는 것으로, 벽부를 따라 이동해 관통 구멍(41)에 유입한 접착제(42)가 외부로 흐르기 시작하는 것을 방지할 수 있다.
도 5는 분리전의 복수의 베이스 부재(1)로 이루어지는 시트 기판(10)의 평면도이다. 즉, 관통 구멍(41)은 도 5에 나타내는 바와 같이 복수의 요(凹)부(15)가 형성된 시트 기판(10)의 각 요(凹)부(15)내에, 각각 적어도 하나 이상 형성되어 있다. 또한, 시트 기판(10)은 요(凹)부(15)의 폐색 후에, 요(凹)부(15)마다 분리한다. 또한, 이 분리시의 다이싱 라인은 요(凹)부(15)의 개구 단면상, 즉 벽부(12)의 표면상으로 설정된다.
또한, 관통 구멍(41)의 형성 위치에 임해서 설명한다. 도 6 ~ 도 8은 도 5에 있어서의 영역 X내를 확대하여 나타내는 있다.
도 6에 나타내는 바와 같이 관통 구멍(41)의 요(凹)부측 개구는 요(凹)부의 저면의 네 모서리(철부의 저면의 정점 위치)의 적어도 하나의 근방에 형성되는 것이 매우 적합하다. 이것은 유리로 이루어지는 뚜껑 부재(2)를 베이스 부재(1)에 접 착할 때에, 베이스 부재(1)의 민부(또는 틀)인 벽부(12) 상단(개구 단면)을 따라서, 접착제를 도포한 상태로, 위쪽으로부터 뚜껑 부재를 누르기 때문에, 접착제(3)는 도랑(畝)부에서 상층 벽부(14)의 내벽을 따라 흘러서 하층 벽부(13)의 상단에 퍼진다. 이 때, 관통 구멍(41)이 상층 벽부의 근방의 저면에 형성되어 있는 것으로, 접착제는 관통 구멍(41)에 용이하게 유입할 수 있고, 관통 구멍(41)을 폐색하여 경화된다.
도 6에서는 요(凹)부(15)의 네 모서리의 적어도 하나의 근방에 관통 구멍(41)이 형성된 예를 나타냈지만, 도 7에 나타내는 바와 같이 개구부를 둘러싸는 상층 벽부 근방의 저면에 형성되어 있으면, 동일한 효과를 기대할 수 있다. 즉, 관통 구멍(41)의 요(凹)부측 개구는 요(凹)부(15)의 저면을 구성하는 다각형의 옆의 근방에 형성되어 있다. 또, 도시하지 않지만, 하층 벽부(13)이 존재하지 않는 2변의 근방에 관통 구멍(41)을 형성하는 경우는 기판 본체(11)에만 관통 구멍이 형성되는 것은 말할 필요도 없다.
또, 도 8에 나타내는 바와 같이 요(凹)부 저면의 네 모서리 모두의 근방 위치에, 관통 구멍(41)이 존재하고 있어도 동등한 효과를 얻을 수 있는 것은 물론이다.
또, 도 3에 나타내는 바와 같이 기판 본체(11)에는 6개의 요(凹)면(노치(切缺)부)(26A ~ 26F)이 형성되어 있다. 요(凹)면(26A ~ 26F)은 모두 기판 본체(11)의 측단부에 배치되어 있다. 또, 이러한 요(凹)면(26A ~ 26F)은 평면으로 보아 반원 형상을 이루고 있다. 이 요(凹)면(26A ~ 26F)은 하층 벽부(13)의 이면에 덮여 있 고(도 2 참조), 뚜껑 부재(2)측에서는 관찰할 수 없게 되어 있다.
이러한 6개 중에서 5개의 요(凹)면(26A ~ 26E)상에는 각각 측면 전극(24A ~ 24E)이 형성되어 있다. 본 실시 형태에 관한 광반도체 장치 M에서는 기판 본체(11)에만 요(凹)면이 형성되어 있고, 유리창재(2)와 접착되는 벽부(12)에는 요(凹)면은 형성되어 있지 않다. 이 때문에, 요(凹)면(26A ~ 26F)은 베이스 부재(1)에 있어서의 개구부가 형성된 면을 제외한 위치, 본 실시 형태에서는 기판 본체(11)의 표면과 이면과의 사이의 위치에 배치되어 있다. 그리고, 베이스 부재(1)에 있어서의 개구면측에 위치하는 유리창재(2)와의 접촉면인 벽부(12)의 표면은 요(凹)면 비형성 영역으로 되어 있다.
또, 유리창재(2)에 있어서의 표면 및 이면의 양면에는 각각 도시하지 않는 반사 방지막이 단층 또는 다층에 형성되어 있다. 이 반사 방지막에 의하여, 유리창재(2)에 있어서의 광의 반사를 방지하고, 특정 파장의 투과율을 향상시키고 있다. 또한, 본 실시 형태에서는 유리창재(2)로서 청색광을 투과하는 호우 규산 유리재를 이용하고 있으나, 청색광의 파장보다 단파장인 광을 투과하는 석영 유리재 등을 이용할 수도 있다. 또, 반사 방지막은 유리창재(2)의 표면 또는 이면의 한편에 형성할 수도 있고, 반사 방지막을 형성하지 않게 할 수도 있다.
베이스 부재(1)와 유리창재(2)를 접착하는 접착제(3)로서는 상온 경화형, 다시 말하면 흡습 경화형의 접착제가 이용되고 있고, 구체적으로는 흡습 경화형 실리콘 수지가 이용되고 있다. 흡습 경화형 실리콘 수지는 상온하에 있어서 경화해 접착 효과를 발휘하는 것이다.
이상의 구성을 갖는 본 실시 형태에 관한 광반도체 장치의 제조 방법에 대하여 설명한다. 본 실시 형태에 관한 광반도체 장치는 베이스 부재의 모재(母材)인 시트 기판에 포토다이오드 및 뚜껑 부재의 모재인 시트 뚜껑 부재 등을 붙여서 다이싱함으로써 제조된다.
광반도체 장치의 제조에 있어서, 우선, 도 5 ~ 도 8에 나타내는 시트 기판(10)을 준비한다.
시트 기판(10)은 도 9에 나타내는 3매의 세라믹판(31(11), 32(13), 33(14))을 적층하고, 소결하여 형성되어 있다. 시트 기판(10)으로서는 유리 에폭시 수지 등도 이용할 수 있으나, 청색광 등을 취급하는 경우, 납땜시의 고온 처리로 유리 에폭시 수지로부터 유기성의 아웃 가스가 발생하고, 유리창이나 포토다이오드(4) 등에 부착하여 감도 저하를 부를 우려가 있다. 이 점에서, 무기물인 세라믹에서는 유기성의 아웃 가스의 발생은 없기 때문에, 그 만큼 유리한 것으로 된다.
최하층에 배치되는 제1 세라믹판(31)에는 요(凹)부로 되는 구멍은 형성되지 않고, 베이스 부재(1)의 기판 본체(11)로 되는 것이다. 게다가 층에 배치되는 제2 세라믹판(32)에는 m×n 개, 본 실시 형태에서는 17×15=255 개의 관통 구멍이 2차원적으로 매트릭스 형상으로 배치되어 있고, 그 관통 구멍은 베이스 부재(1)에 형성되는 요(凹)부(15)의 개구부보다 작은 것이다. 이 제2 세라믹판(32)이 베이스 부재(1)의 벽부(12)에 있어서의 하층 벽부(13)로 된다. 이 요(凹)부의 배치는 1차원적이어도 된다.
제2 세라믹판(32)의 상층에 배치되는 제3 세라믹판(33)에는 제2 세라믹 판(32)의 관통 구멍에 대응하는 위치에, 역시 255 개의 관통 구멍이 매트릭스 형상으로 배치되고, 그 관통 구멍은 베이스 부재(1)에 형성되는 요(凹)부(15)의 개구부와 동일한 크기의 구멍이다. 이 제3 세라믹판(33)이 베이스 부재(1)의 벽부(12)에 있어서의 상층 벽부(14)로 된다. 또, 제1 세라믹판(31)과 제2 세라믹판(32)에는 공기 빠짐 구멍으로서 기능하는 관통 구멍(41(43))을 상층 벽부(33(14))에 대응하는 위치의 근방에 설치한다.
기판 본체(11)로 되는 제1 세라믹판(31)에는 노치 부분으로 되는 관통 구멍(원형 구멍)이 형성되어 관통 구멍 내벽에는 측면 전극(24A ~ 24E)을 형성하기 위한 금속층이 형성된다. 또, 이면에는 전극 단자(25A ~ 25E)를 형성하기 위한 금속층이 형성된다. 이 3매의 세라믹판(31 ~ 33)을 적층하고 소결한 후, 외부로 노출하고 있는 금속층 부분에 금 도금을 실시한다.
이 시트 기판(10)의 각 요(凹)부(15)에 있어서의 전극 패드(21D)의 위에 포토다이오드(4)가 설치된다. 포토다이오드(4)를 설치할 때, 예를 들어 도전성 접착제 등으로 다이 본드 해 포토다이오드(4)의 이면의 음극 코먼 전극(도시하지 않음)에 접속하는 동시에, 포토다이오드(4) 표면의 각 채널의 전극으로부터 애노드를 접속하기 위해서, 본 실시 형태에서는 하층 벽부(13)에 형성된 전극 패드에 와이어 본딩한다. 이렇게 하여, 시트 기판(10)에 있어서의 17×15 의 요(凹)부(15)의 각각 있어서, 시트 기판(10)(베이스 부재(1))와 포토다이오드(4)와의 전기적 접속을 완성시킨다.
또한, 시트 기판(10)에는 복수의 자그리 구멍(16)이 형성되어 있고(도 5 참 조), 복수의 자그리 구멍(16)은 제3 세라믹판(33)과 제2 세라믹판(32)를 관통하여 제1 세라믹판(31) 표면에서 멈추어 있다. 자그리 구멍(16)의 제1 세라믹판(31) 표면에는 도 10a에 나타내는 바와 같이 각 요(凹)부(15)의 피치 중심을 나타내는 십(十)자 형상의 금속 배선으로 만들어진 마커(17)가 배치되어 있다. 금속 배선으로 만들어진 마커(17)는 전극 패드(21D)와 동일한 표면에 있어서, 도 10b에 나타내는 바와 같이 패턴 형성되고, 노치 부분으로 되는 관통 구멍(원형 구멍)의 중심으로 일치하고 있다.
이와 같이 하여, 시트 기판(10)을 준비하면, 도 11에 나타내는 바와 같이 포토다이오드(4)가 탑재된 시트 기판(10)에 있어서의 요(凹)부(15)의 주위를 둘러싸는 벽부(12)를 구성하는 상층의 상면에, 접착제(3)를 도포한다. 이 접착제(3)는 흡습 경화형 실리콘 수지이다. 이 접착제(3)에 의해, 시트 기판(10)에 있어서의 요(凹)부(15)의 모든 것을 덮도록 시트 뚜껑 부재(20)를 벽부(12)의 상면에 접착하고, 요(凹)부(15)의 개구부를 시트 뚜껑 부재(20)로 봉지한다. 또한, 동일 도면에서는 시트 뚜껑 부재(20)는 그 아래쪽 것이 보이도록 그려져 있다.
여기서, 시트 기판(10)에 있어서는 최하층의 제1 세라믹판(31)에만 노치 부분으로 되는 관통 구멍이 형성되어 있고, 시트 뚜껑 부재(20)를 접착한 최상층을 포함하는 그 외의 층에는 관통 구멍이 형성되어 있지 않다. 이 때문에, 시트 뚜껑 부재(20)를 접착했을 때에 이용하는 접착제(3)가 관통 구멍을 통하여 시트 기판(10)의 이면측에 흐르기 시작하지 않게 할 수 있다. 전극 단자(25A ~ 25E)가 형성되어 있는 시트 기판(10)의 이면측에 접착제(3)가 흘러나오면, 전극 단자(25A ~ 25E)의 금 도금 표면에 납땜을 할 수 없게 된다고 하는 문제가 발생한다. 이 점, 본 실시 형태에서는 기판 본체(11)의 이면측의 관통 구멍을 통하여 접착제가 흐르는 것은 방지되므로, 이와 같은 문제를 발생시키지 않게 할 수 있다.
또, 상층 벽부(14)의 근방의 저면에 있어서, 예를 들면 개구부(15)의 네 모서리의 적어도 하나에는 하층 벽부(13) 및 기판 본체(11)에는 각각 동일한 지름으로, 또한 수지가 용이하게 흐르기 시작하지 않는 정도의 크기(외경 2mm 이하)의 관통 구멍이 형성되어 연통시키는 것으로 하나의 관통 구멍(41)이 구성되어 있다. 또한, 구멍의 지름은 원형, 방형 등의 형상에 구애받지 않고, 그 평균 지름으로 주어지는 것으로 한다.
관통 구멍(41)은 유리로 이루어지는 뚜껑 부재(2)를 베이스 부재(1)에 접착하는 접착제가 상층 벽부(14)의 내벽을 따라 흘러서, 하층 벽부(12)의 상면에 퍼지고, 관통 구멍(41)에 유입하여, 막은 상태로 씰 수단(42)으로서 경화되는 것으로, 요(凹)부(15)에 밀폐 공간을 형성하고 있다.
즉, 본 발명에 있어서는 요(凹)부를 구성하는 하층 벽부(13)와 기판 본체(11)를 관통하는 관통 구멍(41)이 뚜껑 부재(2)와 베이스 부재(1)를 접착할 때에, 특히 시트 뚜껑 부재(2)로 시트 기판(베이스 부재)(10)의 복수의 요(凹)부를 피복할 때에, 각 요(凹)부(15)내에 존재하고 있던 공기가 외부로 나가는 공기 빠짐 구멍으로서 기능하는 것으로, 뚜껑 부재(2)와 베이스 부재(1)와의 사이의 틈새를 통하여 공기를 외부로 빠져 나가는 일이 없어져서, 베이스 부재(1)의 표면에서 뚜껑 부재(2)가 미끄러진다고 하는 현상이 발생하거나 접착제가 붙지 않는다고 하는 문제가 해결된다.
또한, 공기 빠짐 구멍으로서 기능하는 관통 구멍(41)을 상층 벽부(33(14))의 근방의 저면에 설치하는 것으로, 상층 벽부(33(14))에 따라 흘러서 떨어지는 접착제가 자동적으로 관통 구멍에 유입하여 경화하는 것으로, 관통 구멍을 폐색하는 씰 부재(42)로서 기능하기 때문에, 관통 구멍(41)을 폐색한다고 하는 공정을 별도로 실시하지 않아도, 자동적으로 요(凹)부(15)는 밀폐 공간을 구성할 수 있고, 내습성은 충분히 확보된다.
시트 뚜껑 부재(20)를 시트 기판(10)에 접착할 때, 상온 경화형의 접착제(3)가 이용되고 있다. 이 접착제(3)는 상온에서 경화하기 때문에, 고온하에 쬘 필요는 없어지므로, 접착 후에 발생하는 유리창재(2)와 베이스 부재(1)와의 팽창 계수의 차에 의한 응력을 감소시킬 수 있다. 따라서, 팽창 계수가 한 자리수 다른 석영 유리(유리창재(2))와 알루미나 세라믹(베이스 부재(1)) 등이어도 확실하게 접착할 수 있고, 박리나 접착 불량을 방지할 수 있다.
특히, 흡습 경화형 실리콘 수지는 피착체의 수산기(－OH)와 반응하여 접착한다. 이 때문에, 유리와 세라믹을 접착할 때, 매우 적합한 접착제로 된다. 또, 실리콘 수지는 경화 후도 유연성이 풍부한 것이고, 에폭시 수지 접착제 등과 달리 흡습성도 낮다. 또, 수지안에서는 내열성이 매우 높다고 하는 성질을 갖고 있으므로, 납땜시의 시트 뚜껑 부재가 벗겨져나 시트 뚜껑 부재의 탈락 등을 방지할 수 있다.
또한, 접착제(3)는 상온에서 경화하므로, 밀봉 상태로 되어 있는 요(凹)부(15)내의 공기가 경화시에 팽창하여 접착면에 보이드를 발생시키고, 경화 불량을 일으킨다고 하는 사태를 방지할 수도 있다. 그리고, 실리콘 수지는 단파장역의 광에도 투과성이 높기 때문에, 접착제가 조금 수광부에 부착했다고 해도, 포토다이오드(4)의 수광 감도의 저하를 일으키지 않게 할 수 있다.
이렇게 하여, 시트 기판(10)에 시트 뚜껑 부재(20)를 접착하면, 도 12에 나타내는 바와 같이 요(凹)부(15)마다 시트 기판(10), 시트 뚜껑 부재(20), 및 접착제(3)를 다이싱 블레이드(30)에 의하여 일괄하여 다이싱 한다. 다이싱 블레이드(30)는 시트 기판(10)에 있어서, 매트릭스 형상으로 배치된 요(凹)부(15)를 둘러싸는 자그리 구멍(16)의 관통 구멍부의 내부의 십(十)자 형상의 금속 배선으로 만들어진 마커(17)에 위치 맞춤 하여 다이싱을 실시한다. 또한, 도 12 중에, 3개의 다이싱 라인 DL을 일점 쇄선으로 나타낸다.
이와 같이 다이싱 블레이드(30)에 의하여 매트릭스 형상의 시트 기판(10)과 시트 뚜껑 부재(20)를 동시에 절단하는 것으로, 17×15 개의 포토다이오드(4)가 탑재된 요(凹)부(15)의 개개를 분리하여 255 개의 반도체 장치 M을 제조할 수 있다. 위치 맞춤을 행하기 위한 십(十)자 형상의 금속 배선으로 만들어진 마커(17)는 광반도체 장치 M의 다이 본드용 전극 패드(21D)와 동일층의 패턴으로 형성되어 있다. 이 때문에, 광반도체 장치 M으로 하기 위한 절단의 위치 기준과, 광반도체 장치 M에 있어서의 광반도체 소자의 다이 본드의 위치 기준이 일치한다. 따라서, 광반도체 장치 M의 외형 기준에 대한 광반도체 소자의 위치 정밀도를 향상시킬 수 있다.
또, 마커(17)는 적어도 시트 기판(10)의 상층을 통과하는 것이며, 또한 하층에 형성된 노치 부분으로 되는 관통 구멍(원형구멍)의 거의 중앙을 다이싱 블레이 드가 통과하도록 설정되어 있다. 이렇게 하여, 다이싱을 했을 때, 관통 구멍의 일부가 외부로 노출하고, 광반도체 장치 M의 측단 조각에 노치로 되어 나타난다.
또, 다이싱 블레이드(30)로 절단함으로써 베이스 부재(1) 및 유리창재(2)가 접착한 상태로 제조된다. 이 때문에, 베이스 부재(1), 유리창재(2), 및 접착제(3)의 측면 단부가 연속한 직선 형상으로 한 면 상태로 된다. 이 때문에, 베이스 부재(1)의 단면이 빠지거나 돌기가 나온다고 하는 문제를 생기지 않도록 할 수 있고, 컴팩트하게 되는 동시에, 다른 부품과의 위치 맞춤을 용이하게 실시할 수 있다.
이렇게 하여 형성된 광반도체 장치 M에 있어서는 상온 경화성의 접착제(3)를 이용하여 베이스 부재(1)와 유리창재(2)를 접착하고 요(凹)부(15)에 포토다이오드(4)를 기밀 상태로 밀봉하고 있다. 이 때문에, 열응력이 발생하기 어렵고, 고온의 납프리-납땜부에 대응할 수 있게 된다. 또, 베이스 부재(1)와 유리창재(2)와의 접착에 이용한 실리콘 수지는 경화 다음에도 유연성이 있으므로, 베이스 부재(1)에 환기 구멍을 형성하는 일 없이 고온의 납땜부를 실시할 수 있다.
또한, 유리창재(2)에 석영 유리를 이용하는 것으로, 청색 등의 단파장인 광에 대한 면 설장 광반도체 장치를 제조할 수 있다. 또, 대면적의 반도체소자의 면 실장도 용이한 것으로 된다. 그 외, 유리창재로서 색 유리나 간섭막 부착 유리를 이용하는 것으로, 특정 파장을 선택하는 밴드 패스 필터부착의 광반도체 소자로 할 수도 있다. 또, 광반도체 소자로서는 레이저 다이오드 등의 발광 소자 등을 이용할 수도 있다.
이상, 설명한 바와 같이, 상술한 전자 부품은 이하의 구조상의 이점을 갖는 다.
제1에, 도 2에 나타내는 바와 같이 상술한 전자 부품은 요(凹)부(15)의 저면에서 이면(11back)에까지 뻗은 관통 구멍(41(43))을 갖는 베이스 부재(1)와, 요(凹)부(15)내에 탑재된 전자 소자(4)와 요(凹)부(15)의 개구부를 폐색하는 뚜껑 부재(2)와, 뚜껑 부재(2)와 요(凹)부(15)의 개구 단면 사이에 개재하는 동시에, 관통 구멍(41(43))을 폐색시키고, 요(凹)부내 공간을 밀폐 상태로 하는 접착제(3(42))를 구비하고 있다.
따라서, 접착제(3(42))는 뚜껑 부재(2)와 베이스 부재(1)와의 사이를 폐색하고, 제조시에는 폐색을 저해하는 공기가 나가도록 요(凹)부(15)의 저면에서 이면(11back)에 빠진 관통 구멍(41(43))도, 이에 따른 접착제(3(42))에 의하여 최종적으로는 폐색되어 있다. 이와 같이 공기에 의한 접착제(3(42))의 접착 저해가 억제되기 때문에, 위치 어긋남 및 접착 불량이 억제되는 동시에, 접착제에 의한 폐색에 의하여 요(凹)부내의 밀폐성이 종래보다 향상한다. 특히 복수 요(凹)부를 갖는 재료의 경우에 현저하다.
제2에, 도 6 ~ 도 8에 나타내는 바와 같이 관통 구멍(41)의 요(凹)부측의 개구는 요(凹)부(15)의 내벽의 근방의 저면에 위치하고 있다. 이 경우, 제조시에 있어서, 요(凹)부 개구 단면(12)상에 위치하고 있던 접착제(3)가 그 내벽의 근방(2mm 이하)에 위치하는 관통 구멍(41)의 개구내에 용이하게 들어갈 수 있으므로, 접착제(3)가 관통 구멍(41)을 효율적으로 폐색하고, 접착제(3)에 의한 밀폐 상태가 종 래보다 개선한다. 특히 복수 요(凹)부를 갖는 재료의 경우에 현저하다.
제3에, 도 6 및 도 8에 나타내는 바와 같이 요(凹)부(15)의 저면은 다각형(본례에서는 사각형)이며, 관통 구멍(41)의 요(凹)부(15)측의 개구는 저면의 정점 위치의 근방(2mm 이하)에 위치하고 있다. 요(凹)부 내벽면(측면)은 저면의 정점 위치로 교차하기 때문에, 이러한 측면간과 같이 좁은 공간에서는 액체가 모이기 쉬운 경향이 있다. 따라서, 제조시에 있어서, 요(凹)부 개구 단면상에 위치하고 있던 접착제(3(42))가 이 응집 경향의 공간을 통하여 관통 구멍(41)의 개구내에 용이하게 들어갈 수 있으므로, 접착제(3(42))가 관통 구멍(41)을 효율적으로 폐색하고, 접착제(3(42))에 의한 밀폐 상태가 종래보다 개선한다. 특히 복수 요(凹)부를 갖는 재료의 경우에 현저하다.
제3에, 도 6 및 도 8에 나타내는 바와 같이 요(凹)부(15)의 저면은 다각형(본례에서는 사각형)이며, 관통 구멍(41)의 요(凹)부(15)측의 개구는 저면의 정점 위치의 근방(2mm 이하)에 위치하고 있다. 요(凹)부 내벽면(측면)은 저면의 정점 위치로 교차하기 때문에, 이러한 측면간과 같은 좁은 공간에서는 액체가 모이기 쉬운 경향이 있다. 따라서, 제조시에 있어서, 요(凹)부 개구 단면상에 위치하고 있던 접착제(3(42))가 이 응집 경향의 공간을 통하여 관통 구멍(41)의 개구내에 용이하게 들어갈 수 있으므로, 접착제(3(42))가 관통 구멍(41)을 효율적으로 폐색하고, 접착제(3(42))에 의한 밀폐 상태가 종래보다 개선한다. 특히 복수 요(凹)부를 갖는 재료의 경우에 현저하다.
제4에, 도 2에 나타내는 바와 같이 접착제(3(42))는 뚜껑 부재(2)로 개구 단 면(12의 상면)과의 사이의 영역으로부터, 요(凹)부 내벽을 따라 흘러서 관통 구멍(41)내의 영역까지 연속하고 있다. 따라서, 접착제(3(42))는 관통 구멍(41)내로부터 이탈하기 어려워져서, 밀폐성의 신뢰도가 향상한다.
제5에, 도 4에 나타내는 바와 같이 요(凹)부(15)의 저면은 전자 소자(4)가 다이 본드 되는 하측 저면(15L)과, 하측 저면(15L)의 주위에 위치하고, 이 하측 저면(15L)보다 뚜껑 부재(2)에 근접하고, 이 하측 저면(15L)와의 경계가 단차를 형성하는 상측 저면(15U)을 갖고, 관통 구멍(41(43))은 상측 저면(15U)으로부터 베이스 부재(1)의 이면(11back)에까지 뻗고 있다. 관통 구멍(43)의 이면측의 개구의 지름은 요(凹)부측의 관통 구멍(41)의 개구의 지름보다 크다. 요(凹)부(15)의 내면측으로부터 관통 구멍(41)에 유입된 접착제(42)는 소경측에서 관통 구멍(41)을 폐색하지만, 접착제(42)의 양이 너무 많았을 경우에 있어서도, 접착제(42)의 이면 방향에의 진행에 따라서, 관통 구멍내의 접착제 수용 공간이 커지므로, 접착제(42)가 이면으로부터 나오기 어려워진다.
제6에, 전자 소자(4)는 광반도체 소자이며, 뚜껑 부재(2)는 광반도체 소자에 대응하는 주요 광성분(청색광)을 투과하는 재료(호우 규산 유리)로 이루어지고, 베이스 부재(1)는 투과 특성이 뚜껑 부재(2)와는 다른 재료(알루미나 세라믹)로 이루어지면 베이스 부재(1)에 의하여 주요 광성분을 차폐할 수 있는 동시에, 뚜껑 부재(2)는 주요 광성분을 투과할 수 있다.
제7에, 접착제(3(42))는 상온 경화형의 접착제이고, 바람직하게는 이 접착제 는 흡습 경화형 실리콘 수지로 이루어진다. 이 접착제는 상온에서 경화하기 때문에, 고온하에 쬘 필요는 없어지므로, 접착 후에 발생하는 뚜껑 부재와 베이스 부재와의 팽창 계수의 차이에 의한 응력을 감소시킬 수 있다. 특히, 흡습 경화형 실리콘 수지는 피착체의 수산기(－OH)와 반응하여 접착한다. 실리콘 수지는 경화 후도 유연성이 풍부한 것이고, 에폭시 수지 접착제 등과 달리 흡습성도 낮다. 또, 수지안에서는 내열성이 매우 높다고 하는 성질을 갖고 있으므로, 납땜시의 시트 뚜껑 부재가 벗겨져나 시트 뚜껑 부재의 탈락 등을 방지할 수 있다.
또한, 접착제는 상온에서 경화하므로, 밀봉 상태로 되어 있는 요(凹)부내의 공기가 경화시에 팽창하여 접착면에 보이드를 발생시키고, 경화 불량을 일으킨다고 하는 사태를 방지할 수도 있다. 그리고, 실리콘 수지는 단파장역의 광에도 투과성이 높기 때문에, 접착제가 조금 수광부에 부착했다고 해도, 광반도체 소자에 대응한 광의 투과율의 저하를 억제할 수 있다.
제8에, 베이스 부재(1)는 세라믹제이다. 세라믹은 내열성이나 내구성이 뛰어난 물질이며, 또 실리콘 수지의 접착성도 높다고 하는 이점이 있다.
제9에, 도 1 및 도 3에 나타내는 바와 같이 요(凹)부(15)의 저면상에 설치되고, 전자 소자(4)에 전기적으로 접속된 상층 전극 패드(21A, 21B, 21C, 21E)와, 베이스 부재(1)의 이면(11back)에 설치된 이면 전극 단자(25A, 25B, 25C, 25E)를 구비하고, 상층 전극 패드(21A, 21B, 21C, 21E)와 이면 전극 단자(25A, 25B, 25C, 25E)는 베이스 부재(1)의 측쪽에 위치하는 요(凹)면상의 도전체(24A, 24B, 24C, 24E)를 통하여 전기적으로 접속되고, 이러한 요(凹)면의 최심부는 요(凹)부(15)의 저면을 규정하는 바깥 가장자리 OL(도 2 참조)보다 외측에 위치하고 있다.
이 경우, 요(凹)면의 최심부는 요(凹)부(15)의 저면을 규정하는 바깥 가장자리 OL보다 외측에 위치하고 있으므로, 요(凹)면에 접착제가 부착하는 일 없이 보호되어 있다고 하는 이점이 있다.
또, 전자 소자(4)로 상층 전극 패드(21A, 21B, 21C, 21E)는 본딩 와이어 등으로 접속되고, 이것은 요(凹)면상에 설치된 도전체(24A, 24B, 24C, 24E)를 통하여 이면 전극 단자(25A, 25B, 25C, 25E)에 접속된다. 회로 배선 기판상에 광반도체 장치 M을 배치하면, 이면 전극 단자(25A, 25B, 25C, 25E)를 회로 배선상에 접속할 수 있다. 측방의 요(凹)면상의 도전체(24A, 24B, 24C, 24E)는 기판을 관통하는 구멍을 뚫은 후, 이 위에 도전 재료를 설치하면 되기 때문에 제조가 용이하다. 이 구멍 뚫기 공정에서는 요(凹)부내의 밀폐성을 홀딩할 수 있도록, 요(凹)부 형성 위치로부터 빗나간 위치에 요(凹)면을 포함하는 구멍을 뚫고, 그 후 이 구멍을 횡단하는 다이싱을 실시한다.
또, 이하와 같은 변형예라고 해도 좋다.
제10에, 도 1 및 도 3에 나타내는 바와 같이 요(凹)부(15)의 저면상에 설치되고, 전자 소자(4)에 전기적으로 접속된 상층 전극 패드(21A, 21B, 21C, 21E)와, 베이스 부재(1)의 이면(11back)에 설치된 이면 전극 단자(25A, 25B, 25C, 25E)를 구비하고, 상층 전극 패드(21A, 21B, 21C, 21E)와 이면 전극 단자(25A, 25B, 25C, 25E)는 베이스 부재(1)안에 위치하는 도전체(23A, 23B, 23C, 23E)를 통하여 전기적으로 접속되어도 된다. 이 경우, 이러한 도전체는 요(凹)부(15)의 저면을 규정하는 바깥 가장자리 OL(도 2 참조)보다 외측에 위치하고 있다.
이 경우, 도전체는 요(凹)부(15)의 저면을 규정하는 바깥 가장자리 OL보다 외측에 위치하고 있으므로, 요(凹)부(15)에 도전체의 표면이 노출되는 일 없이 요(凹)부(15)의 밀폐성을 확실하게 하고 있다고 하는 이점이 있다.
또, 전자 소자(4)로 상층 전극 패드(21A, 21B, 21C, 21E)는 본딩 와이어 등으로 접속되고, 이것은 베이스 부재(1)안에 위치하는 도전체(23A, 23B, 23C, 23E)를 통하여 이면 전극 단자(25A, 25B, 25C, 25E)에 접속된다. 회로 배선 기판상에 광반도체 장치 M을 배치하면, 이면 전극 단자(25A, 25B, 25C, 25E)를 회로 배선상에 접속할 수 있다. 베이스 부재의 안에 위치하는 도전체(23A, 23B, 23C, 23E)는 기판을 관통하는 구멍을 뚫은 후, 이 안에 도전 재료를 설치하면 되기 때문에 제조가 용이하다. 이 구멍 뚫기 공정에서는 요(凹)부내의 밀폐성을 홀딩할 수 있도록, 요(凹)부 형성 위치로부터 빗나간 위치에 구멍을 뚫고, 그 후 이 구멍을 도전체로 메우고, 저면으로 되는 기판 위에 위치하는 기판으로 도전체를 덮어서 베이스 부재를 구성한다.
또, 상술한 전자 부품의 제조 방법에서는 이하의 공정상의 이점을 갖는다.
제1에, 상술한 제조 방법은 요(凹)부(15)의 내벽 근방의 저면에 적어도 하나의 관통 구멍(41)이 형성된 베이스 부재(1)에 있어서의 요(凹)부(15)에 전자 소자(4)를 탑재하는 제1 공정과, 뚜껑 부재(2)를, 상온에서 경화하는 접착제(3)에 의 하여 베이스 부재(1)에 접착하고, 베이스 부재(1)에 있어서의 요(凹)부(15)의 개구부를 뚜껑 부재(2)로 폐색하는 제2 공정을 포함하고 있다.
뚜껑 부재(2)에 의하여 개구부를 폐색하는 경우, 요(凹)부내의 공기는 관통 구멍(41)을 통하여 외부로 빠지기 때문에, 뚜껑 부재(2)와 베이스 부재(1)간의 위치 엇갈림이나 접착제의 접착 불량을 감소시킬 수 있다. 또, 접착제(3(42))는 관통 구멍(41) 내부에도 들어가므로, 요(凹)부(15)내의 밀폐성을 더욱 향상시킬 수 있다. 또, 접착제는 상온 경화형이므로, 밀봉 상태로 되어 있는 요(凹)부내의 공기가 경화시에 팽창하여 접착면에 보이드를 발생시키고, 경화 불량을 일으킨다고 하는 사태를 방지할 수도 있다.
여기서, 관통 구멍(41(43))을 통하여 요(凹)부내의 공기를 흡인하면, 배기와 접착제의 흡인을 효율적으로 실시할 수 있다.
제2에, 제1 공정은 복수의 요(凹)부(15)가 동일면에 형성된 시트 기판(10)을 준비하는 공정과, 이것들 복수의 요(凹)부(15)의 각각 대하여 전자 소자(4)를 탑재하는 공정을 갖고, 제2 공정은 상온 경화형의 접착제(3)를 요(凹)부(15)의 개구 단면상에 도포하는 공정과, 시트 기판(10)과 시트 뚜껑 부재(20)를 접착제(3)와 첩합하고, 접착제(3)가 각각의 요(凹)부(15)의 저면으로부터 뻗은 적어도 하나의 관통 구멍(41)내에, 요(凹)부 내벽을 타고 유입하는 것으로, 관통 구멍(41(43))을 폐색하고, 요(凹)부내 공간이 밀폐 상태로 되는 복합 시트(도 12에 나타내는 복합체)를 형성하는 공정을 갖고 있다.
이 제조 방법에서는 시트 기판(10), 시트 뚜껑 부재(20) 및 접착제(3)로 이 루어지는 복합 시트를, 요(凹)부간의 영역상으로 설정된 다이싱 라인 DL을 따라서 절단하는 것으로 분리하는 공정을 구비하고, 이 절단에 의하여, 각각의 베이스 부재(1)와 뚜껑 부재(2)가 첩합되어서 이루어지는 전자 부품이 복수 얻을 수 있다.
요(凹)부(15)내의 공기는 관통 구멍(41)을 통과하여 외부로 빠지는 동시에, 접착제(3(42))는 요(凹)부 내벽을 타 관통 구멍(41)내에 유입하고, 이것을 폐색하여 상온에서 경화한다. 요(凹)부간의 영역상의 다이싱 라인 DL을 따라서 복합 시트를 절단하면, 요(凹)부 비밀폐성이 홀딩된 복수의 전자 부품을 얻는다
본 발명은 전자 소자를 탑재하는 전자 부품 및 그 제조 방법으로 이용할 수 있다.

Claims (12)

  1. 요(凹)부의 저면에서부터 이면으로까지 뻗은 관통 구멍을 갖는 베이스 부재와,
    상기 요(凹)부내에 탑재된 전자 소자와,
    상기 요(凹)부의 개구부를 폐색하는 뚜껑(lid) 부재와,
    상기 뚜껑 부재와 상기 요(凹)부의 개구 단면과의 사이에 개재하는 동시에, 상기 관통 구멍을 폐색시키고, 상기 요(凹)부내 공간을 밀폐 상태로 하는 접착제
    를 구비하는 것을 특징으로 하는 전자 부품.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 관통 구멍의 상기 요(凹)부측의 개구는 상기 요(凹)부 내벽의 근방에 위치하는 것을 특징으로 하는 전자 부품.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 요(凹)부의 저면은 다각형이며,
    상기 관통 구멍의 상기 요(凹)부측의 개구는 상기 저면의 정점 위치의 근방에 위치하는 것을 특징으로 하는 전자 부품.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 접착제는 상기 뚜껑 부재와 상기 개구 단면과의 사이의 영역으로부터, 상기 요(凹)부 내벽을 따라 흘러서 상기 관통 구멍내의 영역까지 연속하고 있는 것을 특징으로 하는 전자 부품.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 요(凹)부의 저면은
    상기 전자 소자가 다이 본드 되는 하측 저면과,
    상기 하측 저면의 주위에 위치하고, 이 하측 저면보다 상기 뚜껑 부재에 근접하고, 이 하측 저면과의 경계가 단차(段差)를 형성하는 상측 저면을 갖고,
    상기 관통 구멍은 상기 상측 저면으로부터 상기 베이스 부재의 이면에까지 뻗고 있고,
    상기 관통 구멍의 상기 이면측의 개구의 지름은 상기 요(凹)부측의 개구의 지름보다 큰 것을 특징으로 하는 전자 부품.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전자 소자는 광반도체 소자이며,
    상기 뚜껑 부재는 상기 광반도체 소자에 대응하는 주요 광성분을 투과하는 재료로 이루어지고,
    상기 베이스 부재는 투과 특성이 상기 뚜껑 부재와는 다른 재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전자 부품.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 접착제는 상온 경화형의 실리콘 수지로 이루어지는 접착제인 것을 특징으로 하는 전자 부품.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 베이스 부재는 세라믹제인 것을 특징으로 하는 전자 부품.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 요(凹)부의 저면상에 설치되어서 상기 전자 소자에 전기적으로 접속된 상층 전극 패드와,
    상기 베이스 부재의 이면에 설치된 이면 전극 단자를 구비하고,
    상기 상층 전극 패드와 상기 이면 전극 단자는 상기 베이스 부재의 측쪽에 위치하는 요(凹)면상의 도전체를 통하여 전기적으로 접속되고, 상기 요(凹)면의 최심부는 상기 요(凹)부의 저면을 규정하는 바깥 가장자리보다 외측에 위치하는 것을 특징으로 하는 전자 부품.
  10. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 요(凹)부의 저면상에 설치되어서 상기 전자 소자에 전기적으로 접속된 상층 전극 패드와,
    상기 베이스 부재의 이면에 설치된 이면 전극 단자를 구비하고,
    상기 상층 전극 패드와 상기 이면 전극 단자는 상기 베이스 부재의 안에 위치하는 도전체를 통하여 전기적으로 접속되고, 상기 도전체는 상기 요(凹)부의 저면을 규정하는 바깥 가장자리보다 외측에 위치하는 것을 특징으로 하는 전자 부품.
  11. 요(凹)부의 내벽 근방의 저면에 적어도 하나의 관통 구멍이 형성된 베이스 부재에 있어서의 상기 요(凹)부에 전자 소자를 탑재하는 제1 공정과,
    뚜껑 부재를, 상온에서 경화하는 접착제에 의하여 상기 베이스 부재에 접착하고, 상기 베이스 부재에 있어서의 상기 요(凹)부의 개구부를 뚜껑 부재로 폐색하는 제2 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 부품의 제조 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제1 공정은
    복수의 요(凹)부가 동일면에 형성된 시트 기판을 준비하는 공정과,
    이들 복수의 요(凹)부의 각각 대하여 전자 소자를 탑재하는 공정을 갖고,
    상기 제2 공정은
    상온 경화형의 접착제를 상기 요(凹)부의 개구 단면상에 도포하는 공정과,
    상기 시트 기판과 시트 뚜껑 부재를 상기 접착제로 첩합(貼合)하고, 상기 접착제가 각각의 상기 요(凹)부의 저면으로부터 뻗은 적어도 하나의 상기 관통 구멍내에, 요(凹)부 내벽을 타고 유입하는 것으로, 상기 관통 구멍을 폐색하고, 상기 요(凹)부내 공간이 밀폐 상태로 되는 복합 시트를 형성하는 공정을 갖고,
    상기 시트 기판, 상기 시트 뚜껑 부재 및 상기 접착제로 이루어지는 상기 복합 시트를, 상기 요(凹)부간의 영역상에 설정된 다이싱 라인을 따라서 절단하는 것으로 분리하는 공정을 구비하고,
    이 절단에 의하여, 각각의 상기 베이스 부재와 상기 뚜껑 부재가 첩합되어서 이루어지는 전자 부품이 복수 얻어지는 것을 특징으로 하는 전자 부품의 제조 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN112250030A (zh) * 2020-09-25 2021-01-22 中芯集成电路（宁波）有限公司 元件组装方法及电子装置

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