(57)【要約】【課題】生産性が高く、低コストで実現することが可能な光センサ装置を提供する。【解決手段】紫外線に感度を有する第１の受光部２ａと、第１の受光部２ａを覆う第１の封止部３ａと、紫外線に感度を有する第２の受光部２ｂと、第２の受光部２ｂを覆う第２の封止部３ｂと、を有し、第１の封止部３ａ又は第２の封止部３ｂの少なくとも一方は、紫外線波長帯の少なくとも一部を透過させ、第１の封止部３ａは、１又は２以上の樹脂層からなり、第１の波長を透過波長帯の下限値とする透過スペクトル特性を有しており、第２の封止部３ｂは、１又は２以上の樹脂層からなり、第１の波長とは異なる、第２の波長を透過波長帯の下限値とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
紫外線に感度を有する第１の受光部と、
前記第１の受光部を覆う第１の封止部と、
紫外線に感度を有する第２の受光部と、
前記第２の受光部を覆う第２の封止部と、を有し、
前記第１の封止部又は前記第２の封止部の少なくとも一方は、紫外線波長帯の少なくとも一部を透過させ、
前記第１の封止部は、１又は２以上の樹脂層からなり、第１の波長を透過波長帯の下限値とする透過スペクトル特性を有しており、
前記第２の封止部は、１又は２以上の樹脂層からなり、前記第１の波長とは異なる、第２の波長を透過波長帯の下限値とする透過スペクトル特性を有していることを特徴とする光センサ装置。
【請求項２】
前記第１の封止部及び前記第２の封止部の両方が、一体化された樹脂封止部に含まれ、前記樹脂封止部は、互いに隣接する複数の透明樹脂からなる請求項１に記載の光センサ装置。
【請求項３】
前記第１の封止部及び前記第２の封止部は、
２５０ｎｍより透過を示し、３００ｎｍより長波長側の波長帯の透過率が９０％以上である透過スペクトル特性を有する第１の透明樹脂と、
３１５ｎｍより透過を示し、３５０ｎｍより長波長側の波長帯の透過率が９０％以上である透過スペクトル特性を有する第２の透明樹脂と、
３８０ｎｍより透過を示し、４００ｎｍより長波長側の波長帯の透過率が９０％以上である透過スペクトル特性を有する第３の透明樹脂と、
から選択される２種類の樹脂を用いて形成されている請求項１又は２に記載の光センサ装置。
【請求項４】
前記第１の封止部及び前記第２の封止部は、
２５０ｎｍより透過を示し、３００ｎｍより長波長側の波長帯の透過率が９０％以上である透過スペクトル特性を有し、トリグリシジルイソシアヌレートからなる第１のエポキシ樹脂と、
３１５ｎｍより透過を示し、３５０ｎｍより長波長側の波長帯の透過率が９０％以上である透過スペクトル特性を有し、トリグリシジルイソシアヌレート及びビスフェノールＡジグリシジルエーテルの混合物からなり、トリグリシジルイソシアヌレートが主成分である第２のエポキシ樹脂と、
３８０ｎｍより透過を示し、４００ｎｍより長波長側の波長帯の透過率が９０％以上である透過スペクトル特性を有し、ビスフェノールＡジグリシジルエーテル及びトリグリシジルイソシアヌレートの混合物からなり、ビスフェノールＡジグリシジルエーテルが主成分である第３のエポキシ樹脂と、
から選択される２種類の樹脂を用いて形成されている請求項１又は２に記載の光センサ装置。
【請求項５】
前記第１の封止部及び前記第２の封止部は、
２５０ｎｍより透過を示し、２８０ｎｍにおいて８０％以上の透過率となり、３００ｎｍにおいて９０％以上の透過率となる立ち上がり部と、前記立ち上がり部より長波長において透過率が９５％以上となる透過スペクトル特性を有する第１の透明樹脂と、
３１５ｎｍより透過を示し、３２０ｎｍにおいて８０％以上の透過率となり、３５０ｎｍにおいて９０％以上の透過率となる立ち上がり部と、前記立ち上がり部より長波長において透過率が９５％以上となる透過スペクトル特性を有する第２の透明樹脂と、
３８０ｎｍより透過を示し、３９０ｎｍにおいて８０％以上の透過率となり、４００ｎｍにおいて９０％以上の透過率となる立ち上がり部と、前記立ち上がり部より長波長において透過率が９５％以上となる透過スペクトル特性を有する第３の透明樹脂と、
から選択される２種類の樹脂を用いて形成されている請求項１又は２に記載の光センサ装置。
【請求項６】
素子実装部と、前記素子実装部に搭載されたセンサチップと、前記センサチップ及び前記素子実装部を封止する樹脂封止部と、を有するパッケージ構造を少なくとも１つ含み、
前記第１の受光部及び前記第２の受光部は、前記センサチップに含まれており、
前記第１の封止部及び前記第２の封止部は、前記樹脂封止部に含まれている請求項１〜５のいずれか１項に記載の光センサ装置。
【請求項７】
前記素子実装部は、カーボン又はシリカを含有する樹脂から構成されている請求項６に記載の光センサ装置。
【請求項８】
前記素子実装部は、カーボン又はシリカを含有する樹脂を含浸させた繊維積層板から構成されている請求項６に記載の光センサ装置。
【請求項９】
前記素子実装部は、セラミックから構成されている請求項６に記載の光センサ装置。
【請求項１０】
前記素子実装部の表面に設けられた金属配線の表面には、低反射メッキが施されている請求項６〜９のいずれか１項に記載の光センサ装置。
【請求項１１】
前記素子実装部に隣接してリードを有し、前記リードの一端側はワイヤにより前記センサチップに接続され、前記リードの他端側は前記樹脂封止部の外部に露出されて外部端子となり、前記リードの表面には低反射メッキが施されている請求項６〜１０のいずれか１項に記載の光センサ装置。
【請求項１２】
前記第１の受光部を含む第１のセンサチップと、
前記第２の受光部を含む第２のセンサチップと、
前記第１のセンサチップ及び前記第２のセンサチップを搭載する素子実装部と、
前記第１のセンサチップ、前記第２のセンサチップ及び前記素子実装部を封止する樹脂封止部と、
を有するパッケージ構造を含み、
前記樹脂封止部は、
前記第１の受光部の上を、前記第２の受光部の上よりも厚く覆い、かつ、少なくとも前記第１のセンサチップ及び前記第２のセンサチップの周囲を封止する第１の封止樹脂と、
前記第２の受光部の上方において、前記第１の封止樹脂の上に重ねて配置された第２の封止樹脂と、
を有し、前記第２の封止樹脂の透過波長帯の下限値が、前記第１の封止樹脂の透過波長帯の下限値よりも長い請求項１〜１１のいずれか１項に記載の光センサ装置。
【請求項１３】
前記第１の受光部及び前記第２の受光部を含むセンサチップと、
前記センサチップを搭載する素子実装部と、
前記センサチップ及び前記素子実装部を封止する樹脂封止部と、
を有するパッケージ構造を含み、
前記樹脂封止部は、
前記第１の受光部の上を、前記第２の受光部の上よりも厚く覆い、かつ、少なくとも前記センサチップの周囲を封止する第１の封止樹脂と、
前記第２の受光部の上方において、前記第１の封止樹脂の上に重ねて配置された第２の封止樹脂と、
を有し、前記第２の封止樹脂の透過波長帯の下限値が、前記第１の封止樹脂の透過波長帯の下限値よりも長い請求項１〜１１のいずれか１項に記載の光センサ装置。
【請求項１４】
前記樹脂封止部は、前記第１の封止樹脂と前記第２の封止樹脂との界面に角度を付け、前記第２の封止樹脂の厚さが増加する構造を有する請求項１２又は１３に記載の光センサ装置。
【請求項１５】
前記第１の受光部及び前記第２の受光部は、紫外線及び可視光線に対する受光特性が同一である請求項１〜１４のいずれか１項に記載の光センサ装置。
【請求項１６】
前記第１の受光部から出力される第１の出力と、前記第２の受光部から出力される第２の出力と、の差分を識別して、前記光センサ装置に入射した紫外線の強度を求める機能を有する請求項１〜１５のいずれか１項に記載の光センサ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光センサ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
紫外線は、皮膚や目等の人体に悪影響を与えるおそれがあるが、肉眼では確認できない。特許文献１には、半導体を利用した紫外線センサとして、第１の受光部及び第２の受光部を有する半導体光検出素子と、第１の受光部の出力と第２の受光部の出力との差から紫外線検出出力を求める信号処理回路を備える半導体光検出装置が記載されている。
特許文献２には、分光特性が異なる２つの受光素子に光を入射させて、受光素子に電荷を蓄積させ、蓄積された電荷の差に応じた電圧差を出力する構成の光検出装置が記載されている。
特許文献３には、センサチップを内部に収容して外部雰囲気から封止するパッケージが、金属からなる円筒状の筐体と、サファイアまたは石英からなる窓部材とを備えた紫外線センサが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１−２０７６４０号公報
【特許文献２】特開２００９−１７７１５０号公報
【特許文献３】特開２００９−２００２２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の光検出装置では、第１の受光部の不純物ドープ深さを浅くして第１の受光部に紫外線感度をもたせ、第２の受光部の不純物ドープ深さを深くして第２の受光部が紫外線感度を有しないようにし、第１の受光部及び第２の受光部の表面に二酸化シリコンの光透過膜が形成されている。
特許文献２に記載の光検出装置のうち、第１の実施の形態では、ポリシリコン等の半導体の薄膜からシールドやフィルタを構成し、特許文献１と同様に分光特性の異なる２つの受光素子を用いている。特許文献２の第２の実施の形態では、受光素子上に異なる膜厚のポリシリコンを設けることにより、２つの受光素子の分光特性に差を設けている。
これらの従来技術によれば、半導体プロセスが複雑となり、コストが増大し、生産性が低下する問題がある。
【０００５】
特許文献３に記載の紫外線センサでは、金属の筐体が紫外線に対する遮光性を有するため、センサチップの直上に配置された窓部材を透過してセンサチップに入射する光しか検知することができない。また、サファイアや石英は高価であり、脆性も高いため、加工が難しく、低コスト化が困難である。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、生産性が高く、低コストで実現することが可能な光センサ装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様に係る光センサ装置は、紫外線に感度を有する第１の受光部と、前記第１の受光部を覆う第１の封止部と、紫外線に感度を有する第２の受光部と、前記第２の受光部を覆う第２の封止部と、を有し、前記第１の封止部又は前記第２の封止部の少なくとも一方は、紫外線波長帯の少なくとも一部を透過させ、前記第１の封止部は、１又は２以上の樹脂層からなり、第１の波長を透過波長帯の下限値とする透過スペクトル特性を有しており、前記第２の封止部は、１又は２以上の樹脂層からなり、前記第１の波長とは異なる、第２の波長を透過波長帯の下限値とする透過スペクトル特性を有している。
【０００８】
上記の光センサ装置において、前記第１の封止部及び前記第２の封止部の両方が、一体化された樹脂封止部に含まれ、前記樹脂封止部は、互いに隣接する複数の透明樹脂からなる構成でもよい。
【０００９】
前記第１の封止部及び前記第２の封止部は、２５０ｎｍより透過を示し、３００ｎｍより長波長側の波長帯の透過率が９０％以上である透過スペクトル特性を有する第１の透明樹脂と、３１５ｎｍより透過を示し、３５０ｎｍより長波長側の波長帯の透過率が９０％以上である透過スペクトル特性を有する第２の透明樹脂と、３８０ｎｍより透過を示し、４００ｎｍより長波長側の波長帯の透過率が９０％以上である透過スペクトル特性を有する第３の透明樹脂と、から選択される２種類の樹脂を用いて形成されていてもよい。
【００１０】
上記の光センサ装置において、前記第１の封止部及び前記第２の封止部は、２５０ｎｍより透過を示し、３００ｎｍより長波長側の波長帯の透過率が９０％以上である透過スペクトル特性を有し、トリグリシジルイソシアヌレートからなる第１のエポキシ樹脂と、３１５ｎｍより透過を示し、３５０ｎｍより長波長側の波長帯の透過率が９０％以上である透過スペクトル特性を有し、トリグリシジルイソシアヌレート及びビスフェノールＡジグリシジルエーテルの混合物からなり、トリグリシジルイソシアヌレートが主成分である第２のエポキシ樹脂と、３８０ｎｍより透過を示し、４００ｎｍより長波長側の波長帯の透過率が９０％以上である透過スペクトル特性を有し、ビスフェノールＡジグリシジルエーテル及びトリグリシジルイソシアヌレートの混合物からなり、ビスフェノールＡジグリシジルエーテルが主成分である第３のエポキシ樹脂と、から選択される２種類の樹脂を用いて形成されていてもよい。
【００１１】
上記の光センサ装置において、前記第１の封止部及び前記第２の封止部は、２５０ｎｍより透過を示し、２８０ｎｍにおいて８０％以上の透過率となり、３００ｎｍにおいて９０％以上の透過率となる立ち上がり部と、前記立ち上がり部より長波長において透過率が９５％以上となる透過スペクトル特性を有する第１の透明樹脂と、３１５ｎｍより透過を示し、３２０ｎｍにおいて８０％以上の透過率となり、３５０ｎｍにおいて９０％以上の透過率となる立ち上がり部と、前記立ち上がり部より長波長において透過率が９５％以上となる透過スペクトル特性を有する第２の透明樹脂と、３８０ｎｍより透過を示し、３９０ｎｍにおいて８０％以上の透過率となり、４００ｎｍにおいて９０％以上の透過率となる立ち上がり部と、前記立ち上がり部より長波長において透過率が９５％以上となる透過スペクトル特性を有する第３の透明樹脂と、から選択される２種類の樹脂を用いて形成されていてもよい。
【００１２】
上記の光センサ装置は、素子実装部と、前記素子実装部に搭載されたセンサチップと、前記センサチップ及び前記素子実装部を封止する樹脂封止部と、を有するパッケージ構造を少なくとも１つ含み、前記第１の受光部及び前記第２の受光部は、前記センサチップに含まれており、前記第１の封止部及び前記第２の封止部は、前記樹脂封止部に含まれていてもよい。
【００１３】
上記の光センサ装置において、前記素子実装部は、カーボン又はシリカを含有する樹脂から構成されていてもよい。
【００１４】
上記の光センサ装置において、前記素子実装部は、カーボン又はシリカを含有する樹脂を含浸させた繊維積層板から構成されていてもよい。
【００１５】
上記の光センサ装置において、前記素子実装部は、セラミックから構成されていてもよい。
【００１６】
上記の光センサ装置において、前記素子実装部の表面に設けられた金属配線の表面には、低反射メッキが施されていてもよい。
【００１７】
上記の光センサ装置において、前記素子実装部に隣接してリードを有し、前記リードの一端側はワイヤにより前記センサチップに接続され、前記リードの他端側は前記樹脂封止部の外部に露出されて外部端子となり、前記リードの表面には低反射メッキが施されていてもよい。
【００１８】
上記の光センサ装置は、前記第１の受光部を含む第１のセンサチップと、前記第２の受光部を含む第２のセンサチップと、前記第１のセンサチップ及び前記第２のセンサチップを搭載する素子実装部と、前記第１のセンサチップ、前記第２のセンサチップ及び前記素子実装部を封止する樹脂封止部と、を有するパッケージ構造を含み、前記樹脂封止部は、前記第１の受光部の上を、前記第２の受光部の上よりも厚く覆い、かつ、少なくとも前記第１のセンサチップ及び前記第２のセンサチップの周囲を封止する第１の封止樹脂と、前記第２の受光部の上方において、前記第１の封止樹脂の上に重ねて配置された第２の封止樹脂と、を有し、前記第２の封止樹脂の透過波長帯の下限値が、前記第１の封止樹脂の透過波長帯の下限値よりも長くてもよい。
【００１９】
上記の光センサ装置は、前記第１の受光部及び前記第２の受光部を含むセンサチップと、前記センサチップを搭載する素子実装部と、前記センサチップ及び前記素子実装部を封止する樹脂封止部と、を有するパッケージ構造を含み、前記樹脂封止部は、前記第１の受光部の上を、前記第２の受光部の上よりも厚く覆い、かつ、少なくとも前記センサチップの周囲を封止する第１の封止樹脂と、前記第２の受光部の上方において、前記第１の封止樹脂の上に重ねて配置された第２の封止樹脂と、を有し、前記第２の封止樹脂の透過波長帯の下限値が、前記第１の封止樹脂の透過波長帯の下限値よりも長くてもよい。
【００２０】
上記の光センサ装置において、前記樹脂封止部は、前記第１の封止樹脂と前記第２の封止樹脂との界面に角度を付け、前記第２の封止樹脂の厚さが増加する構造を有してもよい。
【００２１】
上記の光センサ装置において、前記第１の受光部及び前記第２の受光部は、紫外線及び可視光線に対する受光特性が同一であってもよい。
【００２２】
上記の光センサ装置は、前記第１の受光部から出力される第１の出力と、前記第２の受光部から出力される第２の出力と、の差分を識別して、前記光センサ装置に入射した紫外線の強度を求める機能を有してもよい。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、２つの受光部に対して樹脂封止部が異なる透過スペクトル特性を付与するので、生産性が高く、低コストで実現することが可能な光センサ装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】第１実施形態の光センサ装置の構成を模式的に示す断面図である。
【図２】第１実施形態の光センサ装置の構成を模式的に示す上面図である。
【図３】第２実施形態の光センサ装置の構成を模式的に示す断面図である。
【図４】表面構造部を有する光センサ装置の構成を模式的に示す上面図である。
【図５】第３実施形態の光センサ装置の構成を模式的に示す断面図である。
【図６】第３実施形態の光センサ装置の構成を模式的に示す上面図である。
【図７】第４実施形態の光センサ装置の構成を模式的に示す断面図である。
【図８】第４実施形態の光センサ装置におけるセンサチップに沿った横方向の構成を模式的に示す断面図である。
【図９】第４実施形態の光センサ装置におけるセンサチップに沿った横方向の構成を模式的に示す断面図である。
【図１０】第５実施形態の光センサ装置の構成を模式的に示す断面図である。
【図１１】第６実施形態の光センサ装置の構成を模式的に示す断面図である。
【図１２】第７実施形態の光センサ装置の構成を模式的に示す断面図である。
【図１３】第８実施形態の光センサ装置の構成を模式的に示す断面図である。
【図１４】封止樹脂の透過スペクトル特性を例示するグラフである。
【図１５】２種類の封止樹脂の透過スペクトル特性の差異を例示するグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の実施形態である光センサ装置について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の説明で用いる図面は、特徴をわかりやすくするために模式的に示している場合があり、各構成要素の寸法比率等が実際と同じであるとは限らない。
【００２６】
（第１実施形態）
図１及び図２に、第１実施形態の光センサ装置１１の構成を模式的に示す。図１は、２つの受光部２ａ，２ｂを含む平面に沿った断面図である。図２は、樹脂封止部３側の表面を示す上面図である。
【００２７】
本実施形態の光センサ装置１１は、２つのセンサチップ１ａ，１ｂが樹脂封止部３により封止されたパッケージ構造１１ａを含む。このパッケージ構造１１ａは、第１の受光部２ａを含む第１のセンサチップ１ａと、第２の受光部２ｂを含む第２のセンサチップ１ｂと、センサチップ１ａ，１ｂを搭載する素子実装部８と、センサチップ１ａ，１ｂ及び素子実装部８の表面を封止する樹脂封止部３と、を有する。
【００２８】
受光部２ａ，２ｂは、紫外線に感度を有し、入射光量に応じた出力信号を出力する光センサ素子である。受光部２ａ，２ｂとしては、例えばフォトダイオード等の半導体素子が挙げられる。受光部２ａ，２ｂの出力は、増幅回路によって増幅されてもよい。
【００２９】
各受光部２ａ，２ｂは、少なくとも紫外線波長帯の一部に感度を有すればよい。受光部２ａ，２ｂが可視光線波長帯の少なくとも一部に感度を有してもよい。受光部２ａ，２ｂが可視光線波長帯の全域に感度を有してもよい。受光部２ａ，２ｂが赤外線波長帯の少なくとも一部に感度を有してもよい。２つの受光部２ａ，２ｂが同一の波長帯に感度を有してもよい。
【００３０】
２つの受光部２ａ，２ｂは、紫外線及び可視光線に対する受光特性が互いに同一であることが好ましい。これにより、受光部２ａ，２ｂの生産工程を共通化することができ、生産性を高めることができる。受光特性としては、例えば、受光部２ａ，２ｂに入射する光の波長及び強度に対する出力特性が挙げられる。受光特性という場合は、封止部３ａ，３ｂによる入射光への影響を考慮せず、受光部２ａ，２ｂ自体に入射する光に対する特性を意味する。
【００３１】
受光部２ａ，２ｂの受光特性が互いに同一である波長帯の範囲は、紫外線波長帯の少なくとも一部及び可視光線波長帯の少なくとも一部を含むことが好ましく、更に赤外線波長帯の少なくとも一部を含んでもよい。受光特性が考慮される波長帯は、例えば近紫外線波長帯の少なくとも一部から近赤外線波長帯の少なくとも一部までの範囲であり、具体例として２００〜９００ｎｍの範囲等が挙げられる。
【００３２】
各受光部２ａ，２ｂを保護するため、それぞれ封止部３ａ，３ｂが受光部２ａ，２ｂの上を覆っている。第１の受光部２ａを覆う部分が第１の封止部３ａであり、第２の受光部２ｂを覆う部分が第２の封止部３ｂである。本実施形態の樹脂封止部３は一体化されており、第１の封止部３ａ及び第２の封止部３ｂの両方を含む。
【００３３】
樹脂封止部３は、互いに隣接する複数の透明樹脂から構成することができる。本実施形態の樹脂封止部３は、２つの受光部２ａ，２ｂに密着した第１の封止樹脂４ａと、第１の封止樹脂４ａの上に重ねて配置された第２の封止樹脂４ｂと、を有する。受光部２ａ，２ｂの上に樹脂封止部３を設けることにより、耐熱性、耐衝撃性、耐湿性等の信頼性を確保することができる。封止樹脂４ａ，４ｂが互いに隣接していることにより、優れた密着性を確保することができる。
【００３４】
第１の封止樹脂４ａは、少なくとも各センサチップ１ａ，１ｂの周囲を封止している。各センサチップ１ａ，１ｂの間が、第１の封止樹脂４ａにより充填されてもよい。部分的に厚さが変化する第１の封止樹脂４ａは、例えばトランスファーモールド法により成形することができる。各受光部２ａ，２ｂが１種類の封止樹脂４ａで覆われていることにより、樹脂封止加工時における受光部２ａ，２ｂのダメージを抑制することができる。
【００３５】
第１の封止樹脂４ａが各受光部２ａ，２ｂ上を覆う厚さは異なっていてもよい。図１に示す例では、受光部２ａ上における第１の封止樹脂４ａの厚さが、受光部２ｂ上における第１の封止樹脂４ａの厚さよりも厚くなっている。この場合、封止部３ａが、第１の封止樹脂４ａからなる１層の樹脂層から構成されてもよい。
図１に示す例とは逆に、受光部２ｂ上における第１の封止樹脂４ａの厚さが、受光部２ａ上における第１の封止樹脂４ａの厚さよりも厚くなっていてもよい。この場合、封止部３ｂが、第１の封止樹脂４ａからなる１層の樹脂層から構成されてもよい。
【００３６】
第２の封止樹脂４ｂは、２つの受光部２ａ，２ｂのいずれか一方の受光部の上方において、第１の封止樹脂４ａの厚さが薄い側に積層されている。第２の封止樹脂４ｂは、例えばトランスファーモールド法、ポッティング法等により成形することができる。
図１に示す例では、受光部２ｂ上の封止部３ｂが、第１の封止樹脂４ａ及び第２の封止樹脂４ｂの２層積層構造から構成されている。図１に示す例とは逆に、受光部２ａ上の封止部３ａが、第１の封止樹脂４ａ及び第２の封止樹脂４ｂの２層積層構造から構成されてもよい。
【００３７】
第１の封止部３ａの厚さと、第２の封止部３ｂの厚さとは、互いに同程度としてもよい。例えば、図１に示す例では、第２の受光部２ｂ上における第１の封止樹脂４ａ及び第２の封止樹脂４ｂの合計厚さが、第１の受光部２ａ上における第１の封止樹脂４ａの厚さと同程度となるようにしてある。各封止部３ａ，３ｂの透過スペクトル特性に応じて、各封止部３ａ，３ｂの厚さを調整してもよい。
【００３８】
第２の受光部２ｂ上及びその周辺部における第１の封止部３ａと第２の封止部３ｂとの界面は、第２の受光部２ｂの受光面に対して略平行であってもよく、あるいは第２の受光部２ｂを含むセンサチップ１ｂの上面に対して略平行であってもよい。これにより、第２の封止樹脂４ｂが略水平面上に形成されるので、第２の封止樹脂４ｂの成形が容易になる。
【００３９】
第１の封止樹脂４ａと第２の封止樹脂４ｂとの界面は、第２の受光部２ｂの上方で略水平に設けられるのみならず、両受光部２ａ，２ｂの中間部で、略垂直にも設けられることが好ましい。これにより、界面の面積が拡大され、第１の封止樹脂４ａと第２の封止樹脂４ｂとの密着性が向上する。また、第１の封止樹脂４ａが、第１の受光部２ａ側で厚く、第２の受光部２ｂ側で薄くなるように、Ｌ字状の断面を有することにより、ポッティング等で第２の封止樹脂４ｂを形成する際に、第２の封止樹脂４ｂが流動性を有しても、第１の封止樹脂４ａ上から側方に漏出しにくくなる。
【００４０】
光センサ装置１１に対する入射光が各封止部３ａ，３ｂを通して各受光部２ａ，２ｂに入射する際、少なくとも紫外線波長帯における各封止部３ａ，３ｂの透過スペクトル特性は互いに異なる。例えば、第１の封止部３ａの透過波長帯の下限値を第１の波長λ１とし、第２の封止部３ｂの透過波長帯の下限値を第２の波長λ２として、各封止部３ａ，３ｂの透過波長帯の下限値であるλ１とλ２とが互いに異なってもよい。
【００４１】
ここで、λ１＞λ２であれば、λ２より長くλ１より短い波長帯は、第２の封止部３ｂのみを通過して、第２の受光部２ｂのみに受光される。逆に、λ２＞λ１であれば、λ１より長くλ２より短い波長帯は、第１の封止部３ａのみを通過して、第１の受光部２ａのみに受光される。つまり、λ１とλ２との間の波長帯は、封止部３ａ，３ｂの一方のみを透過し、他方は実質的に透過しない結果となる。λ１又はλ２の一方が紫外線波長帯に含まれればよく、λ１又はλ２の他方が可視光線波長帯に入ってもよい。透過波長帯の下限値としては、例えば光の透過率が検出下限程度となる波長が挙げられる。
【００４２】
上述の封止部３ａ，３ｂの透過スペクトル特性が異なるため、光センサ装置は、２つの受光部２ａ，２ｂにおいて互いに異なる分光特性を有する。ここで、分光特性とは、光センサ装置に入射する光の波長と、各受光部２ａ，２ｂの出力との対応関係を意味し、分光感度、あるいは分光感度特性などと呼ばれることもある。すなわち、受光部２ａ，２ｂの出力と、光センサ装置に入射する光の波長との間には依存関係がある。分光特性は、受光部２ａ，２ｂの受光特性だけでなく、封止部３ａ，３ｂの透過スペクトル特性にも影響される。例えば、いずれかの受光部２ａ，２ｂが特定の波長に対して感度を有しても、その特定の波長の光が、当該受光部２ａ，２ｂ上の封止部３ａ，３ｂにより実質的に阻止される場合は、その特定の波長に対する分光感度を有しないこととなる。
なお、受光部２ａ，２ｂの分光特性の差異は、封止部３ａ，３ｂの透過スペクトル特性の差異のみにより付与されてもよいが、封止部３ａ，３ｂの透過スペクトル特性の差異と受光部２ａ，２ｂの受光特性の差異との両方により付与されてもよい。
【００４３】
第１の受光部２ａから出力される第１の出力と、第２の受光部２ｂから出力される第２の出力との差分を識別することにより、λ１とλ２との間の、封止部３ａ，３ｂの一方のみを透過した波長帯の光強度を求めることができる。光センサ装置１１に入射した紫外線の強度を求めることができる。差分を識別する手法は特に限定されず、例えば各受光部２ａ，２ｂで生じる光電流の差分をとってもよい。あるいは、特許文献２に開示されるように、電圧の差分をとってもよい。
【００４４】
本実施形態によれば、各受光部２ａ，２ｂを覆う封止部３ａ，３ｂを透過スペクトル特性が異なる樹脂から構成することにより、半導体を樹脂封止する段階で各受光部２ａ，２ｂの分光特性を変更することができる。これにより、複雑な構造、高価な部品、材料等を使用しなくても、紫外線を直接受光して検知することが可能な光センサ装置を得ることができる。本実施形態の光センサ装置は、小型、薄型とすることも可能であり、生産性が高く、低コストで製造が可能である。
【００４５】
特許文献２の「第２の実施の形態」に開示されているように、光の波長によって透過率が異なるフィルタ層をポリシリコンから形成する場合、４００℃等の高温を要し、半導体製造プロセスにて形成が必要である。しかし、ポリシリコンは、シリコーン樹脂とは異なり、硬くて脆いので、封止樹脂のような柔軟性が乏しい。また、ＣＶＤ法を用いても、ポリシリコン層を厚く堆積することは困難である。さらに、ポリシリコンの中に不純物が拡散するので、封止樹脂のように光センサ装置の内部を外部からの汚染から守る性質をほとんど有しない。
本実施形態によれば、樹脂からなる封止部３ａ，３ｂにより受光部２ａ，２ｂの分光特性が調整されているため、より低温で封止部３ａ，３ｂを形成することが可能であり、加熱による受光部２ａ，２ｂのダメージを抑制することができる。
【００４６】
本実施形態のように、第１の封止樹脂４ａ上の一部に第２の封止樹脂４ｂが積層される場合、第２の封止樹脂４ｂの透過波長帯の下限値λｂは、第１の封止樹脂４ａの透過波長帯の下限値λａよりも長いことが好ましい。この場合、第１の封止樹脂４ａの上に第２の封止樹脂４ｂが積層された封止部３ｂの透過波長帯の下限値は、第２の封止樹脂４ｂの透過波長帯の下限値λｂと同等になる。そして、第１の封止樹脂４ａのみからなる封止部３ａの透過波長帯の下限値は、第１の封止樹脂４ａの透過波長帯の下限値λａと同等になる。各受光部２ａ，２ｂの出力の差分を識別することにより、λａより長く、λｂより短い波長帯が光センサ装置の検出対象となる。このとき、第２の封止樹脂４ｂは、検出対象の波長帯が、第２の受光部２ｂに入射することを阻止する光フィルタとして機能する。
【００４７】
センサチップ１ａ，１ｂは、ダイアタッチ剤７により素子実装部８の表面に固着されている。センサチップ１ａ，１ｂに設けられた電極と、素子実装部８に設けられた貫通電極６ａ，６ｂとの間は、ワイヤ５ａ，５ｂを介して電気的に接続されている。素子実装部８の表面及びワイヤ５ａ，５ｂは、樹脂封止部３により封止されてもよい。さらに、本実施形態では、各受光部２ａ，２ｂ及びワイヤ５ａ，５ｂを含むセンサチップ１ａ，１ｂの周囲が、第１の封止樹脂４ａにより封止されている。
各受光部２ａ，２ｂ及びワイヤ５ａ，５ｂが１種類の封止樹脂４ａで覆われていることにより、第２の封止樹脂４ｂを形成するための金型を容易に作製できる。また、第１の封止樹脂を形成するときに、受光部２ａ，２ｂ及びワイヤ５ａ，５ｂが１回の工程で覆われるので、通常の樹脂封止型のパッケージの形成と同等のストレスしか与えない。
【００４８】
貫通電極６ａ，６ｂは、素子実装部８の表面から裏面に貫通している。素子実装部８の裏面側は、樹脂封止部３に覆われておらず、外部に露出している。裏面側に露出された貫通電極６ａ，６ｂは、外部端子として機能する。
【００４９】
素子実装部８は、絶縁性樹脂、樹脂を含浸させた繊維積層板、セラミック、ガラス、シリコン等から構成することができる。繊維積層板としては、例えばガラス繊維積層板が挙げられる。素子実装部８を構成する樹脂は、素子実装部８の表面で光を吸収し、低反射となるように、カーボン、シリカなどを含有してもよい。同様の目的で、繊維積層板に含浸させる樹脂が、カーボン、シリカなどを含有してもよい。素子実装部８の表面には、特に図示しないが、金属配線を設けることができる。この場合、金属配線の表面には、低反射メッキが施されていてもよい。なお、低反射メッキは、メッキを有しない金属配線の表面よりも反射率が低下するようなメッキであればよい。このように、素子実装部８の表面が、低反射性及び光吸収性を有することにより、樹脂封止部３の内部における光反射を抑制することができる。
【００５０】
（第２実施形態）
図３に、第２実施形態の光センサ装置１２の構成を模式的に示す。図３は、２つの受光部２ａ，２ｂを含む平面に沿った断面図である。樹脂封止部３側の表面は、第１実施形態の図２と同様にしてもよい。なお、本実施形態において、第１実施形態と共通する構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する場合がある。
【００５１】
本実施形態の光センサ装置１２は、２つの受光部２ａ，２ｂを有するセンサチップ１が樹脂封止部３により封止されたパッケージ構造１２ａを含む。このパッケージ構造１２ａは、第１の受光部２ａ及び第２の受光部２ｂを含むセンサチップ１と、センサチップ１を搭載する素子実装部８と、センサチップ１及び素子実装部８の表面を封止する樹脂封止部３と、を有する。
【００５２】
本実施形態の樹脂封止部３は、２つの受光部２ａ，２ｂに密着した第１の封止樹脂４ａと、第１の封止樹脂４ａの上に重ねて配置された第２の封止樹脂４ｂと、を有する等の点では、第１実施形態と同様である。本実施形態は、１つのセンサチップ１に複数の受光部２ａ，２ｂを有する点で、第１実施形態と異なる。すなわち、第１実施形態では、各受光部２ａ，２ｂが別々のセンサチップ１ａ，１ｂに含まれているが、第２実施形態では、各受光部２ａ，２ｂが１つのセンサチップ１ａ，１ｂに含まれている。
【００５３】
本実施形態の場合、素子実装部８上に１つのセンサチップ１が搭載されるので、素子実装部８上に２つのセンサチップ１ａ，１ｂが搭載される第１実施形態と比べて、センサチップ１が占有する実装面積を少なくすることができる。本実施形態は、省スペース化した設計に有利であり、パッケージ構造１２ａを小型化することができる。
本実施形態においても、第１実施形態と同様に、各受光部２ａ，２ｂ及びワイヤ５ａ，５ｂが１種類の封止樹脂４ａで覆われていることにより、樹脂封止加工時における受光部２ａ，２ｂ及びワイヤ５ａ，５ｂのダメージを抑制することができる。
【００５４】
（樹脂封止部の上面構造）
図４は、第１又は第２実施形態における樹脂封止部３の上面に、例えば複数の六角形を組み合わせて配置した表面構造部９を設けた例を示す。樹脂封止部３を透過する紫外線を受光部２ａ，２ｂで検知する光センサ装置の実使用環境においては、樹脂封止部３の外側に紫外線を透過するカバー部材を設けることも可能である。カバー部材は、例えばガラス、樹脂等から構成してもよい。あるいは、樹脂封止部３を外部に露出させることも可能である。
【００５５】
上述したように、光センサ素子の内部構造である、受光部、センサチップ、表面配線等は樹脂封止部３に覆われている。樹脂封止部３を構成する樹脂材料が可視光線に対して高い透過率を有する場合、樹脂封止部３に封止された内部構造をユーザーに視認可能とすることもできる。アプリケーション又は用途によっては、樹脂封止部３の内部構造がユーザーに視認されにくいことが求められる場合もある。樹脂封止部３の上面に表面構造部９を設けることにより、樹脂封止部３がユーザーに対して露出される場合においても、樹脂封止部３の透過率を低下させることなく、内部構造が視認されにくい構成とすることができる。さらに、表面構造部９により、樹脂封止部３の上面に装飾性、意匠性を付与することもできる。
【００５６】
表面構造部９は、凹溝、突起等の表面起伏を含んでもよい。表面構造部９の形状は特に限定されないが、１種又は２種以上の多角形等が繰り返し配置された形状であってもよく、不規則なパターンを含む形状であってもよい。表面構造部９を形成する方法も特に限定されず、樹脂封止部３を成形する際に、表面構造部９を含む形状としてもよい。上面が平坦な樹脂封止部３を成形した後に、エンボス加工等によって表面構造部９を形成することも可能である。
なお、図４には、２種類の封止樹脂４ａ，４ｂの配置が図２と同様の例が示されているが、封止樹脂４ａ，４ｂの配置が異なる場合にも、表面構造部９を採用することが可能である。表面構造部９の線幅、間隔、線数等も適宜変更可能である。
【００５７】
（第３実施形態）
図５及び図６に、第３実施形態の光センサ装置１３の構成を模式的に示す。図５は、２つの受光部２ａ，２ｂを含む平面に沿った断面図である。図６は、樹脂封止部３側の表面を示す上面図である。なお、本実施形態において、第１又は第２実施形態と共通する構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する場合がある。
【００５８】
本実施形態の樹脂封止部３は、２つの受光部２ａ，２ｂに密着した第１の封止樹脂４ａと、片方の受光部２ｂ上において第１の封止樹脂４ａの上に重ねて配置された第２の封止樹脂４ｂと、を有する等の点で、第１又は第２実施形態と同様である。本実施形態は、樹脂封止部３の側面部３ｃに、第２の封止樹脂４ｂが積層されることなく、第１の封止樹脂４ａの厚さが封止部３ａと同程度の部分を有する点で、第１又は第２実施形態と異なる。
【００５９】
第２の封止樹脂４ｂが設けられる範囲は、樹脂封止部３のうち、少なくとも第２の受光部２ｂに入射する光が透過する領域を含めばよい。このため、側面部３ｃに第２の封止樹脂４ｂが設けられなくても、第１又は第２実施形態と同様の機能を有することができる。第２の封止樹脂４ｂが設けられる範囲は、図５及び図６の例示より更に狭くてもよく、例えばセンサチップ１の上方のうち受光部２ｂ側の半分のみであってもよい。
【００６０】
また、本実施形態においては、２種類の封止樹脂４ａ，４ｂの界面が側面部３ｃに露出されないため、側面からの衝撃に対する樹脂封止部３の強度を向上することができる。また、第２の封止樹脂４ｂが封止部３ａ及び側面部３ｃの第１の封止樹脂４ａの間に挟み込まれる構造となり、封止樹脂４ａ，４ｂの界面の面積が拡大するので、封止樹脂４ａ，４ｂ間の密着性を高めることができる。
【００６１】
なお、図５には、第２実施形態と同様に、２つの受光部２ａ，２ｂを有するセンサチップ１が樹脂封止部３により封止されたパッケージ構造１３ａが例示されている。しかし、本実施形態は、第１実施形態と同様に、２つのセンサチップ１ａ，１ｂが樹脂封止部３により封止されたパッケージ構造を有してもよい。
【００６２】
（第４実施形態）
図７〜９に、第４実施形態の光センサ装置１４の構成を模式的に示す。図７は、２つの受光部２ａ，２ｂを含む平面に沿った縦方向の断面図である。図８及び図９は、センサチップ１ａ，１ｂに沿った横方向の断面図である。なお、本実施形態において、第１実施形態と共通する構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する場合がある。
【００６３】
本実施形態の樹脂封止部３は、２つの受光部２ａ，２ｂに密着した第１の封止樹脂４ａと、片方の受光部２ｂ上において第１の封止樹脂４ａの上に重ねて配置された第２の封止樹脂４ｂと、を有する等の点で、第１又は第２実施形態と同様である。また、本実施形態のパッケージ構造１４ａは、複数のセンサチップ１ａ，１ｂが樹脂封止部３により封止されている点で、第１実施形態と同様である。
【００６４】
本実施形態の樹脂封止部３は、第１の封止樹脂４ａと第２の封止樹脂４ｂとの界面に角度を付けて第２の封止樹脂４ｂの厚さが増加するように、下方に突出した突出構造４ｃ，４ｄを有する点で、第１実施形態と異なる。つまり、突出構造４ｃ，４ｄにおいて、第２の封止樹脂４ｂが下方に延長される。封止樹脂４ａ，４ｂの界面に付けられる角度の向きは、いずれかの受光部２ａ，２ｂから離れるほど、第２の封止樹脂４ｂの厚さが増加する向きであってもよい。ここで、「受光部２ａ，２ｂから離れる」とは、例えば素子実装部８の表面に沿った水平距離が遠くなることであってもよい。また、「第２の封止樹脂４ｂの厚さが増加する」とは、素子実装部８の上面から、第１の封止樹脂４ａと第２の封止樹脂４ｂとの界面までの垂直距離が減少することであってもよい。ここで、垂直距離とは、素子実装部８の表面に垂直な上下方向の距離である。
【００６５】
第２の封止樹脂４ｂの上面は、全体的に略水平であってもよく、例えば素子実装部８の上面に略平行であってもよい。このとき、突出構造４ｃ，４ｄにおける第２の封止樹脂４ｂの厚さは、受光部２ｂの上方における第２の封止樹脂４ｂの厚さよりも大きい。
【００６６】
突出構造４ｃは、第２のセンサチップ１ｂの周囲のうち、第１のセンサチップ１ａ側と異なる側に設けられている。図８に示す例では、第２のセンサチップ１ｂの周囲のうち、第１のセンサチップ１ａ側と反対の一方の側に突出構造４ｃが設けられている。図９に示す例では、第２のセンサチップ１ｂの周囲のうち、第１のセンサチップ１ａ側とは異なる三方に突出構造４ｃが設けられている。
【００６７】
突出構造４ｃは、第２の受光部２ｂから離れるほど、第２の封止樹脂４ｂの厚さが増加するように角度を付けた構造を有する。あるいは、突出構造４ｃが、第２の封止樹脂４ｂの上面の形状にかかわらず、封止樹脂４ａ，４ｂの界面が素子実装部８に近づくように角度を付けた構造を有してもよい。樹脂封止部３への入射光のうち、受光部２ａ，２ｂに直接受光されなかった光が迷光となり、第１の封止樹脂４ａ内で反射を繰り返す場合がある。第２の受光部２ｂの上方に封止樹脂４ａ，４ｂの界面が存在するため、例えば迷光が封止樹脂４ａ，４ｂの界面における反射を経て第２の受光部２ｂに向かうと、第２の受光部２ｂの出力の誤差を増加させる可能性がある。
【００６８】
そこで、突出構造４ｃが迷光に対して臨界角として働き、あるいは迷光を低反射の素子実装部８に向けて反射させることにより、迷光が第２の受光部２ｂに入射することを抑制することができる。この場合、図９に示す例のように、突出構造４ｃが形成される範囲を拡大することにより、迷光が第２の受光部２ｂに入射することを、より抑制することができる。
【００６９】
また、突出構造４ｃが設けられた箇所では、第２の受光部２ｂの周囲において、第１の封止樹脂４ａの外周側の側面が樹脂封止部３の外部に露出される面積をより狭く、あるいは無くすことができる。これにより、樹脂封止部３の外周側の側面から入射した光が、第１の封止樹脂４ａのみを透過して第２の受光部２ｂに入射することを抑制することができる。このため、第１の封止樹脂４ａのみを透過した光が第１の受光部２ａに入射して生じる出力と、第２の封止樹脂４ｂを透過した光が第２の受光部２ｂに入射して生じる出力との差分をとる際に、第１の封止樹脂４ａのみを透過した光が第２の受光部２ｂに入射して生じる出力による誤差を抑制することができる。
【００７０】
突出構造４ｄは、複数の受光部２ａ，２ｂの間の領域に設けられている。突出構造４ｄのうち第２の受光部２ｂに近い側の界面は、第２の受光部２ｂから離れるほど、第２の封止樹脂４ｂの厚さが増加するように角度を付けた構造を有する。これにより、迷光が第２の受光部２ｂの側から第１の受光部２ａの側に向かう際に、突出構造４ｄによる反射等により迷光の向きを変えることができるので、迷光が界面反射などにより第１の受光部２ａに入射することを抑制することができる。
【００７１】
また、突出構造４ｄのうち第１の受光部２ａに近い側の界面は、第１の受光部２ａから離れるほど、第２の封止樹脂４ｂの厚さが増加するように角度を付けた構造を有してもよい。これにより、迷光が第１の受光部２ａの側から第２の受光部２ｂの側に向かう際に、突出構造４ｄによる反射等により迷光の向きを変えることができるので、迷光が界面反射などにより第２の受光部２ｂに入射することを抑制することができる。
【００７２】
突出構造４ｃ，４ｄの下端部と素子実装部８との距離は、受光部２ａ，２ｂの受光面と素子実装部８との距離より近くてもよい。さらに、突出構造４ｃ，４ｄの下端部が、少なくとも一部において、素子実装部８に接してもよい。
【００７３】
突出構造４ｃ，４ｄの少なくとも一部において、第２の封止樹脂４ｂが素子実装部８と接触していることにより、第２の封止樹脂４ｂの密着強度、機械的強度を向上することができる。この場合、図９に示す例のように、受光部２ｂの周囲に突出構造４ｃが形成される範囲が大きいと、第２の封止樹脂４ｂと素子実装部８との接触面積が増加し、第２の封止樹脂４ｂの密着強度、機械的強度を、より向上することができる。
【００７４】
（第５実施形態）
図１０に、第５実施形態の光センサ装置１５の構成を模式的に示す。図１０は、２つの受光部２ａ，２ｂを含む平面に沿った断面図である。なお、本実施形態において、第１、第２又は第４実施形態と共通する構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する場合がある。
【００７５】
本実施形態の樹脂封止部３は、封止樹脂４ａ，４ｂの界面に突出構造４ｃ，４ｄを有する点では、第４実施形態と同様である。第２の封止樹脂４ｂの外周側の側面に設けられる突出構造４ｃは、第４実施形態と同様の効果を備えている。
また、本実施形態のパッケージ構造１５ａは、第２実施形態と同様に、１つのセンサチップ１に複数の受光部２ａ，２ｂを有する点で、第４実施形態と異なる。このため、本実施形態の場合、複数の受光部２ａ，２ｂの間の領域に設けられている突出構造４ｄは、センサチップ１の上方に配置されている。
【００７６】
複数の受光部２ａ，２ｂを有するセンサチップ１が用いられる場合、迷光がセンサチップ１の表面と封止樹脂４ａ，４ｂの界面との間で反射を繰り返し、複数の受光部２ａ，２ｂの一方の側から他方の側に向かうおそれがある。樹脂封止部３に突出構造４ｄを設けることにより、第４実施形態と同様の効果として、第１の受光部２ａ側に入射した光が第２の受光部２ｂに入射すること、あるいは、第２の受光部２ｂ側に入射した光が第１の受光部２ａに入射することを抑制することができる。突出構造４ｄの下端部は、センサチップ１の上面に接してもよい。
【００７７】
なお、第４又は第５の実施形態のように突出構造４ｃを有する樹脂封止部３において、第３の実施形態と同様に、第２の封止樹脂４ｂが積層されることなく、第１の封止樹脂４ａの厚さが大きくされた側面部３ｃを組み合わせることも可能である。例えば、受光部２ｂの周囲の三方のうち、側面部３ｃとは異なる側に突出構造４ｃを設けてもよい。
【００７８】
（第６実施形態）
図１１に、第６実施形態の光センサ装置１６の構成を模式的に示す。図１１は、２つの受光部２ａ，２ｂを含む平面に沿った断面図である。なお、本実施形態において、第１又は第２実施形態と共通する構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する場合がある。
【００７９】
図１１に示すパッケージ構造１６ａは、第２実施形態の図３に示される貫通電極６ａ，６ｂを備えた素子実装部８の代わりに、素子実装部１０ｃに隣接したリード１０ａ，１０ｂを有する点で、第２実施形態と異なる。本実施形態のリード１０ａ，１０ｂ及び素子実装部１０ｃは、例えば銅、鉄、アルミニウム等の金属から形成することができる。センサチップ１がダイアタッチ剤７により素子実装部１０ｃに固着されている点は、第１又は第２実施形態と同様である。
【００８０】
各受光部２ａ，２ｂに対応して設けられるワイヤ５ａ，５ｂは、それぞれ異なるリード１０ａ，１０ｂに接続されている。リード１０ａには、第１の受光部２ａからの出力が接続され、リード１０ｂには、第２の受光部２ｂからの出力が接続される。リード１０ａ，１０ｂと素子実装部１０ｃとの間には、樹脂封止部３の樹脂により絶縁される隙間１０ｄを有してもよい。製造工程中において、樹脂封止部３の完成前には、リード１０ａ，１０ｂと素子実装部１０ｃとが、外枠又はテープ等により連結されていてもよい。リード１０ａ，１０ｂは、リードフレームを用いて構成してもよい。
【００８１】
リード１０ａの一端側はワイヤ５ａ，５ｂによりセンサチップ１に接続され、樹脂封止部３により封止されている。本実施形態では、ワイヤ５ａ，５ｂ等と同様に、リード１０ａの一端側まで第１の封止樹脂４ａに覆われている。リード１０ａ，１０ｂの他端側は、樹脂封止部３の外部に露出されて外部端子となっている。
【００８２】
リード１０ａ，１０ｂの表面、及び素子実装部１０ｃの表面はメタライズされていてもよい。これらのメタライズには低反射メッキが好ましい。低反射メッキとしては、光沢度を下げて光の反射率を低下させた銀メッキ等が挙げられる。リード１０ａ，１０ｂの表面、及び素子実装部１０ｃの表面が、低反射性を有することにより、樹脂封止部３の内部における光反射を抑制することができる。これにより、迷光が受光部２ａ，２ｂに入射することによる誤差を低減することができる。
【００８３】
なお、図１１には、第２実施形態と同様に、２つの受光部２ａ，２ｂを有するセンサチップ１が樹脂封止部３により封止されたパッケージ構造１３ａが例示されている。しかし、本実施形態は、第１実施形態と同様に、２つのセンサチップ１ａ，１ｂが樹脂封止部３により封止されたパッケージ構造を有してもよい。また、本実施形態のリード１０ａ，１０ｂを、第３実施形態のような第１の封止樹脂４ａの側面部３ｃと組み合わせることもできる。また、本実施形態のリード１０ａ，１０ｂを、第４又は第５の実施形態の突出構造４ｃ，４ｄと組み合わせることもできる。
【００８４】
（第７実施形態）
図１２に、第７実施形態の光センサ装置１７の構成を模式的に示す。図１２は、各受光部２ａ，２ｂを含む平面に沿った断面図である。なお、本実施形態において、第１実施形態と共通する構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する場合がある。
【００８５】
本実施形態の光センサ装置１７では、各受光部２ａ，２ｂを有するセンサチップ１ａ，１ｂが、それぞれ異なる封止部３ａ，３ｂにより封止されている。すなわち、光センサ装置１７は、第１のセンサチップ１ａを第１の封止部３ａにより封止した第１のパッケージ構造１７ａと、第２のセンサチップ１ｂを第２の封止部３ｂにより封止した第２のパッケージ構造１７ｂと、を有する。
【００８６】
各パッケージ構造１７ａ，１７ｂにおいて、各センサチップ１ａ，１ｂは、第１実施形態と同様に、例えばダイアタッチ剤７等により素子実装部８に固着され、ワイヤ５ａ，５ｂ等により貫通電極６ａ，６ｂと接続されている。ワイヤ５ａ，５ｂは封止部３ａ、３ｂにより封止されている。裏面側に露出された貫通電極６ａ，６ｂは、外部端子として機能する。各封止部３ａ，３ｂは、１層又は２層以上の樹脂からなる樹脂封止部である。
【００８７】
本実施形態の場合、各封止部３ａ，３ｂが、それぞれ１種類の封止樹脂４ａ，４ｂから構成されていてもよい。具体的には、第１の封止部３ａは第１の封止樹脂４ａから構成し、第２の封止部３ｂは第２の封止樹脂４ｂから構成することができる。このため、例えばエポキシ樹脂等の液状樹脂を、各センサチップ１ａ，１ｂ及び素子実装部８の表面に塗布又は滴下した後、熱硬化する方法により、連続的に大量生産が可能となる。ポッティングの場合は、ペースト状、又はスラリー状の樹脂が用いられる。封止樹脂４ａ，４ｂをトランスファーモールド法により成形してもよい。
【００８８】
第１の受光部２ａを封止する第１の封止部３ａと、第２の受光部２ｂを封止する第２の封止部３ｂとは、互いに異なる透過スペクトル特性を有する。本実施形態の場合、各各封止部３ａ，３ｂが、それぞれ異なる１種類の封止樹脂４ａ，４ｂから構成されているため、第１の封止樹脂４ａの透過スペクトル特性と、第２の封止樹脂４ｂの透過スペクトル特性とが異なっている。
【００８９】
例えば、第１の封止部３ａの透過波長帯の下限値を第１の波長λ１とし、第２の封止部３ｂの透過波長帯の下限値を第２の波長λ２とする場合、λ１＞λ２であれば、λ２〜λ１間の波長帯は、第２の封止部３ｂのみを通過して、第２の受光部２ｂのみに受光される。逆に、λ２＞λ１であれば、λ１〜λ２間の波長帯は、第１の封止部３ａのみを通過して、第１の受光部２ａのみに受光される。
【００９０】
第１の受光部２ａから出力される第１の出力と、第２の受光部２ｂから出力される第２の出力との差分を識別すれば、λ１とλ２との間の、封止部３ａ，３ｂの一方のみを透過した波長帯の光強度を求めることができる。これにより光センサ装置１７に入射した紫外線の強度を求めることができる。差分を識別する手法は特に限定されず、例えば各受光部２ａ，２ｂで生じる光電流の差分をとってもよい。あるいは、特許文献２に開示されるように、電圧の差分をとってもよい。
【００９１】
本実施形態によれば、各受光部２ａ，２ｂを覆う封止部３ａ，３ｂを、透過スペクトル特性が異なる封止樹脂から構成することにより、半導体を樹脂封止する段階で各受光部２ａ，２ｂの分光特性を変更することができる。これにより、複雑な構造、高価な部品、材料等を使用しなくても、紫外線を直接受光して検知することが可能な光センサ装置を得ることができる。本実施形態の光センサ装置１７は、小型、薄型とすることも可能であり、生産性が高く、低コストで製造が可能である。
【００９２】
第１のパッケージ構造１７ａにおいて、受光部２ａ及びワイヤ５ａが１種類の封止樹脂４ａで覆われ、第２のパッケージ構造１７ｂにおいて、受光部２ｂ及びワイヤ５ｂが１種類の封止樹脂４ｂで覆われていてもよい。各パッケージ構造１７ａ，１７ｂがそれぞれ１種類の封止樹脂４ａ，４ｂで封止されていることにより、樹脂封止加工時における受光部２ａ，２ｂ及びワイヤ５ａ，５ｂのダメージを抑制することができる。
【００９３】
（第８実施形態）
図１３に、第８実施形態の光センサ装置１８の構成を模式的に示す。図１３は、各受光部２ａ，２ｂを含む平面に沿った断面図である。なお、本実施形態において、第１又は第７実施形態と共通する構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する場合がある。
【００９４】
本実施形態は、各受光部２ａ，２ｂを有するセンサチップ１ａ，１ｂが、それぞれ異なるパッケージ構造１８ａ，１８ｂに封止されている点で、第７実施形態と同様である。
本実施形態のパッケージ構造１８ａ，１８ｂは、図１２に示される貫通電極６ａ，６ｂを備えた素子実装部８の代わりに、素子実装部１０ｃに隣接したリード１０ａ，１０ｂを有する点で、第７実施形態と異なる。
【００９５】
素子実装部１０ｃは、樹脂、樹脂を含浸させた繊維積層板、セラミック、ガラス、シリコン等から構成することができる。繊維積層板としては、例えばガラス繊維積層板が挙げられる。素子実装部１０ｃを構成する樹脂は、素子実装部１０ｃの表面で光を吸収し、低反射とするため、カーボン、シリカなどを含有してもよい。同様の目的で、繊維積層板に含浸させる樹脂が、カーボン、シリカなどを含有してもよい。素子実装部１０ｃの表面には、特に図示しないが、金属配線を設けることができる。この場合、金属配線の表面には、低反射メッキが施されていてもよい。このように、素子実装部１０ｃの表面が、低反射性及び光吸収性を有することにより、樹脂封止部３ａ，３ｂの内部における光反射を抑制することができる。
【００９６】
素子実装部１０ｃは、リード１０ａ，１０ｂと同様に、金属から形成されていてもよい。この金属としては、銅、鉄、アルミニウム等が挙げられる。リード１０ａ，１０ｂの表面、及び素子実装部１０ｃの表面は、低反射メッキ等によりメタライズされていてもよい。
【００９７】
（封止樹脂）
従来の半導体パッケージの多くは、半導体素子の周囲全体が樹脂によりモールドされたパッケージである。例えば、多数個取りを可能とする大面積のリードフレームの上に多数の半導体素子を搭載し、各半導体素子の周囲を樹脂で封止するパッケージ構造により、優れた生産性と、低コスト化、小型化、薄型化が実現されている。
ＩＣ、ＬＳＩ等の多くの半導体素子において、封止樹脂は黒色に着色され、非透光性である。
発光素子、受光素子、光センサ素子等の光半導体素子においても、封止樹脂として赤外線、可視光線等の光に対して透光性を有する樹脂を用いることにより、非透光性の封止樹脂と同様に、優れた生産性と、低コスト化、小型化、薄型化を実現することができる。
【００９８】
従来の封止樹脂の中でもエポキシ樹脂は、取扱い性、性能、コスト等で優れ、長年にわたる使用実績がある。エポキシ樹脂等の透明樹脂を受光素子の封止に用いると、外部から入射する光は、直上方向から入射する光だけでなく、斜め方向から入射する光も受光可能となり、受光範囲を広げることが可能となる。
【００９９】
しかし、可視光線波長帯において透光性を有する樹脂の多くは、紫外線波長帯の光を吸収して透過しない。そこで、例えば、紫外線の吸収を抑制するポリマー構造の採用、紫外線を吸収し得る不純物の低減等により、３００ｎｍ程度又はそれ以下の短い波長帯を透過する樹脂を実現することができる。これにより、例えば特許文献３に記載された、サファイア、石英等の無機脆性材料を窓部材に用いるパッケージに比べて、生産性が高く、低コスト化、小型化、薄型化が可能な紫外線検知用光センサ装置を実現することができる。
【０１００】
封止樹脂４ａ，４ｂに用いる透明樹脂は、例えば、図１４（ａ）に示すように、２５０ｎｍ程度の波長帯より透過を示す第１の透明樹脂、図１４（ｂ）に示すように、３１５ｎｍ程度の波長帯より透過を示す第２の透明樹脂、図１４（ｃ）に示すように、３８０ｎｍ程度の波長帯より透過を示す第３の透明樹脂、から選択される２種類の樹脂であってもよい。
【０１０１】
第１〜第６実施形態のように、第１の封止樹脂４ａの上の一部の領域に第２の封止樹脂４ｂが積層される場合は、第２の封止樹脂４ｂの透過波長帯の下限値が、第１の封止樹脂４ａの透過波長帯の下限値よりも長くなるように選択される。
【０１０２】
第７又は第８実施形態のように、第１の封止樹脂４ａが第１の受光部２ａのみを封止し、第２の封止樹脂４ｂが第２の受光部２ｂのみを封止する場合は、各封止樹脂４ａ，４ｂの透過波長帯の下限値に差があればよい。すなわち、第２の封止樹脂４ｂの透過波長帯の下限値が、第１の封止樹脂４ａの透過波長帯の下限値より長くても、短くても構わない。
【０１０３】
第１の透明樹脂は、波長２８０ｎｍ程度において８０％以上の透過率となり、２８０〜３００ｎｍにおいて８０〜９０％程度又はそれ以上の透過率を有してもよい。第１の透明樹脂の透過波長帯の下限値は、例えば２４０〜２８０ｎｍ程度が挙げられる。第１の透明樹脂は、３００ｎｍより長波長側の波長帯において、９０％以上又は９５％以上の透過率を有してもよい。
【０１０４】
第１の透明樹脂の透過スペクトル特性は、２５０ｎｍ程度から３００ｎｍ程度までの範囲内に立ち上がり部を有し、立ち上がり部より長波長において透過率がほぼ変わらないピーク透過率を示す領域を有してもよい。第１の透明樹脂としては、トリグリシジルイソシアヌレートからなる第１のエポキシ樹脂が挙げられる。
【０１０５】
第２の透明樹脂は、波長３２０ｎｍ程度において８０％以上の透過率となり、３２０〜３５０ｎｍにおいて８０〜９０％程度又はそれ以上の透過率を有してもよい。第２の透明樹脂の透過波長帯の下限値は、例えば３１０〜３２０ｎｍ程度が挙げられる。第２の透明樹脂は、３５０ｎｍより長波長側の波長帯において、９０％以上又は９５％以上の透過率を有してもよい。
【０１０６】
第２の透明樹脂の透過スペクトル特性は、３１０ｎｍ程度から３５０ｎｍ程度までの範囲内に立ち上がり部を有し、立ち上がり部より長波長において透過率がほぼ変わらないピーク透過率を示す領域を有してもよい。第２の透明樹脂としては、トリグリシジルイソシアヌレート及びビスフェノールＡジグリシジルエーテルの混合物からなり、トリグリシジルイソシアヌレートが主成分である第２のエポキシ樹脂が挙げられる。
【０１０７】
第３の透明樹脂は、波長３９０ｎｍ程度において８０％以上の透過率となり、３９０〜４００ｎｍにおいて８０〜９０％程度又はそれ以上の透過率を有してもよい。第３の透明樹脂の透過波長帯の下限値は、例えば３８０〜３９０ｎｍ程度が挙げられる。第３の透明樹脂は、４００ｎｍより長波長側の波長帯において、９０％以上又は９５％以上の透過率を有してもよい。
【０１０８】
第３の透明樹脂の透過スペクトル特性は、３８０ｎｍ程度から４００ｎｍ程度までの範囲内に立ち上がり部を有し、立ち上がり部より長波長において透過率がほぼ変わらないピーク透過率を示す領域を有してもよい。第３の透明樹脂としては、ビスフェノールＡジグリシジルエーテル及びトリグリシジルイソシアヌレートの混合物からなり、ビスフェノールＡジグリシジルエーテルが主成分である第３のエポキシ樹脂が挙げられる。
【０１０９】
上述の透過スペクトル特性を有する樹脂としては、共役二重結合を含まない骨格を有する樹脂か、共役二重結合を含まない骨格を有する樹脂を含む樹脂混合物が挙げられる。共役二重結合は、例えばベンゼン環又は他の芳香環などに含まれる。共役二重結合を含まない骨格を有する樹脂としては、トリグリシジルイソシアヌレート等の飽和脂肪族エポキシ樹脂が挙げられる。飽和脂肪族の種類としては、非環式、脂環式、複素環式等が挙げられる。トリグリシジルイソシアヌレートを樹脂骨格に有する構造のエポキシ樹脂は、共役二重結合を持たないため、紫外線波長帯に透過特性を有する。図１４（ａ）に示す透過スペクトル特性は、その代表特性である。
【０１１０】
共役二重結合を含まない骨格を有する樹脂と、共役二重結合を含む骨格を有する樹脂とを混合した場合、紫外線波長帯に吸収特性が発現する。共役二重結合を含む骨格を有する樹脂としては、ビスフェノールＡジグリシジルエーテル等の芳香族エポキシ樹脂が挙げられる。
【０１１１】
共役二重結合を含まない骨格を有する樹脂が主成分であり、共役二重結合を含む骨格を有する樹脂の含有率が主成分の含有率より少ない場合は、紫外線波長帯の一部に透過特性を有するが、透過波長帯の下限値が長波長側に変化してくる。図１４（ｂ）に示す透過スペクトル特性は、その代表特性である。
【０１１２】
共役二重結合を含む骨格を有する樹脂が主成分であり、共役二重結合を含まない骨格を有する樹脂の含有率が主成分の含有率より少ない場合は、透過波長帯の下限値が可視光線波長帯に入るか、可視光線と紫外線の境界部付近となる。図１４（ｃ）に示す透過スペクトル特性は、その代表特性である。
【０１１３】
本明細書において、「主成分」とは、その成分の量が、他の成分の量より多いことを意味する。例えば質量が５０％以上の割合である成分を主成分としてもよい。共通の特性を有する２種類以上の成分の合計量が、他の成分の量より多い場合においても、共通の特性を有する２種類以上の成分の合計をもって「主成分」とすることができる。
【０１１４】
図１４（ａ）〜（ｃ）に示した透過スペクトル特性は、透過波長帯の下限値がそれぞれ第１の透明樹脂、第２の透明樹脂、第３の透明樹脂に対応して、２４０〜２５０ｎｍ程度、３１５〜３２０ｎｍ程度、３７５〜３８０ｎｍ程度にある。更に透過波長帯の下限値から１０〜３０ｎｍ程度の長波長側で高い透過率を示し、急峻な傾きでピーク透過率に達する立ち上がり部を有する。
【０１１５】
第１〜第３の透明樹脂から２種類を選択して組み合わせることにより、２種類の樹脂の透過スペクトル特性における立ち上がり部の差に相当する波長帯の紫外線照射量を選択的に求めることができる。
【０１１６】
例えば、第１の透明樹脂と第２の透明樹脂との組み合わせによる透過スペクトル特性を、図１５（ａ）に示す。樹脂封止部に第１の透明樹脂と第２の透明樹脂とを組み合わせて用いた光センサ装置によれば、２５０ｎｍ程度から３２０ｎｍ程度までの波長帯の紫外線照射量を選択的に求めることができる。
【０１１７】
同様にして、第１の透明樹脂と第３の透明樹脂との組み合わせによる透過スペクトル特性を、図１５（ｂ）に示す。樹脂封止部に第１の透明樹脂と第３の透明樹脂とを組み合わせて用いた光センサ装置によれば、２５０ｎｍ程度から３８０ｎｍ程度までの波長帯の紫外線照射量を選択的に求めることができる。
【０１１８】
同様にして、第２の透明樹脂と第３の透明樹脂との組み合わせによる透過スペクトル特性を、図１５（ｃ）に示す。樹脂封止部に第２の透明樹脂と第３の透明樹脂とを組み合わせて用いた光センサ装置によれば、３２０ｎｍ程度から３８０ｎｍ程度までの波長帯の紫外線照射量を選択的に求めることができる。
【０１１９】
樹脂封止部に用いられる透明樹脂としては、紫外線波長帯の光吸収を抑制するため、ナトリウムイオンや塩素イオン等のイオン性不純物の含有量が少ない樹脂が好ましい。不純物の含有量の減少は、紫外線波長帯の透過率向上に効果的である。
【０１２０】
以上により、上記実施形態の光センサ装置は、紫外線を透過する特性を有した樹脂封止部を備え、低コストであり、小型化又は薄型化も可能な樹脂パッケージ構造を有することができる。
【０１２１】
（信号処理回路）
上記実施形態の光センサ装置は、各受光部から出力される出力の差分を識別して、光センサ装置に入射した紫外線の強度を求める機能を有する信号処理回路を備えてもよい。信号処理回路は、各受光部から出力される出力を増幅する装置を備えてもよい。信号処理回路は、受光部を含む樹脂パッケージ構造の内部に設けられてもよい。信号処理回路が、樹脂パッケージ構造の外部に設けられてもよい。受光部を含む樹脂パッケージ構造と、信号処理回路を含む回路部品とが別々に供給され、適宜組み合わせて使用できるように構成されてもよい。
【０１２２】
信号処理回路としては、例えば特許文献２の図３に示される回路が挙げられる。
上記実施形態の受光部２ａ，２ｂは、例えばフォトダイオードの受光部である。上記実施形態の封止部３ａ及び受光部２ａにより第１のフォトダイオードが構成され、封止部３ｂ及び受光部２ｂにより第２のフォトダイオードが構成されている。
各封止部３ａ，３ｂの透過スペクトル特性が異なるため、第１のフォトダイオードの分光特性と、第２のフォトダイオードの分光特性とは、互いに異なっている。各フォトダイオードのアノード端子は接地され、カソード端子の出力はアンプに接続されている。また、各カソード端子は、それぞれスイッチを介して直流電源に接続されている。
【０１２３】
各スイッチは、トランジスタなどのスイッチング素子で構成されており、リセット回路からのリセット信号によってフォトダイオードと直流電源との接続をオンオフする。第１のフォトダイオードのカソード端子は第１のスイッチを介して直流電源に接続され、第２のフォトダイオードのカソード端子は第２のスイッチを介して直流電源に接続されている。直流電源は、例えば、定電圧回路によって構成されており、各スイッチがオンすると、各フォトダイオードのカソード端子を基準電圧にする。
【０１２４】
アンプは、オペアンプなどの増幅回路によって構成されており、各フォトダイオードのカソード端子の電圧を検知してこれを増幅し、差分回路に出力する。第１のフォトダイオードのカソード端子は第１のアンプを介して差分回路に接続され、第２のフォトダイオードのカソード端子は第２のアンプを介して差分回路に接続されている。
【０１２５】
差分回路は、２つのアンプから出力された電圧を受け付け、これらの差分を生成し、これを判定部に出力する。判定部は、リセット回路のリセット信号と同期して差分回路から出力される電圧の差分をサンプリングして取得し、当該差分によって紫外線の光量を判定する。サンプリングは、例えばリセット直前に行うことができる。
【０１２６】
上述の回路は、次のように動作する。
リセット回路が各スイッチをオンすると、直流電源により、各フォトダイオードのカソード端子は基準電圧となり、各フォトダイオードに蓄積されている電荷が初期値にリセットされる。次に、リセット回路が各スイッチをオフすると、各フォトダイオードが直流電源から切り離され、アンプの入力インピーダンスが無限大であるため、カソード端子が電気的に回路から切り離された開放端状態となる。その結果、フォトダイオードは、光によって生じた電荷を蓄積する。そして、直流電源によって逆方向にバイアスされていたため、フォトダイオードに蓄積される電荷によってカソード端子の電圧が光の強度に応じた速さで下がっていく。
【０１２７】
リセット回路がスイッチのオンオフを繰り返すと、各フォトダイオードのカソード端子の電圧は、「基準電圧にリセット」→「電荷蓄積による電圧低下」→「基準電圧にリセット」→・・・、といった状態を繰り返す。
２つのフォトダイオードの分光特性が異なるため、電圧が低下する速さが異なる。そのため、各アンプにより各フォトダイオードの出力を増幅した後、差分回路で出力の差分をとると、その差分はフォトダイオードに蓄積された電荷の差、即ち、紫外線光量に応じた値となっている。そこで、判定部は、差分回路の出力を、リセットしてから所定時間後に検知する。検知のタイミングは、例えば、次のリセットの直前でもよい。差分回路の出力を検知することにより、リセットから検知までの間に各フォトダイオードに蓄積された電荷の差分を電圧差として検出することができ、これによって紫外線光量を判定することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１２８】
本発明の一態様に係る光センサ装置は、携帯玩具、ヘルスケア商品、ウェアラブル端末、携帯端末、家電製品等に用いることができる。また、使用環境の厳しい車載用途、屋外用途への応用も可能である。
【符号の説明】
【０１２９】
１，１ａ，１ｂ…センサチップ、２ａ…第１の受光部、２ｂ…第２の受光部、３…樹脂封止部、３ａ…第１の封止部、３ｂ…第２の封止部、３ｃ…樹脂封止部の側面部、４ａ…第１の封止樹脂、４ｂ…第２の封止樹脂、４ｃ，４ｄ…突出構造、５ａ，５ｂ…ワイヤ、６ａ，６ｂ…貫通電極、７…ダイアタッチ剤、８，１０ｃ…素子実装部、９…表面構造部、１０ａ，１０ｂ…リード、１０ｄ…隙間、１１，１２，１３，１４，１５，１６，１７，１８…光センサ装置、１１ａ，１２ａ，１３ａ，１４ａ，１５ａ，１６ａ，１７ａ，１７ｂ，１８ａ，１８ｂ…パッケージ構造。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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