(57)【要約】【課題】  付着強度が高く、量産性に優れた光学レンズ及びその製造方法を提供する。【解決手段】  透光性キャップ部材１は、一方の面３０ａに凹部１２が形成された透明樹脂部材３０と凹部１２の全周に亘って設けられ透明樹脂部材３０に封止された金属板２６とを備えており、中央位置に配置された円板状の窓部１０と、窓部１０の周りに設けられた枠部２０とから一体に形成されている。枠部２０は、窓部１０と平行する平坦部２４と、平坦部２４及び窓部１０を連結する連結部２２とから構成されている。透明樹脂部材３０の一方の面３０ａにおいて、金属板２６の下面２６ａが透明樹脂部材３０から露出すると共に平坦部２４の底面２４ａとが同一平面上に形成されている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の面に凹部が形成された透明樹脂部材と、
前記凹部の全周を取り囲むように連続的に設けられ前記透明樹脂部材に封止された金属板と、
を備え、
前記金属板は、前記一方の面において端面が前記透明樹脂部材から露出している、
ことを特徴とする透光性キャップ部材。
【請求項２】
請求項１に記載の透光性キャップ部材を製造する方法であって、
凸部が設けられ導電性を有する基板の当該凸部を有する主面上に所定のレジストパターンを形成するレジストパターン形成工程と、
前記レジストパターン形成工程において形成されたレジストパターンを除く前記基板の主面上に前記凸部の全周を取り囲むように導電性金属を連続的に電着して、金属板を形成する金属板電着工程と、
前記金属板電着工程の後に、前記基板から前記レジストパターンを除去するレジストパターン除去工程と、
前記レジストパターン除去工程の後に、前記基板の前記凸部を有する主面の形状に対応する形状を有する上型を用いて前記金属板を樹脂で覆う樹脂封止工程と、
前記樹脂封止工程の後に前記基板を除去する基板除去工程と、
を備えることを特徴とする透光性キャップ部材製造方法。
【請求項３】
請求項１に記載の透光性キャップ部材を製造する方法であって、
凸部が設けられ導電性を有する基板の当該凸部を有する主面上に所定のレジストパターンを形成するレジストパターン形成工程と、
前記レジストパターン形成工程において形成されたレジストパターンを除く前記基板の主面上に前記凸部の全周を取り囲むように導電性金属を連続的に電着して、金属板を形成する金属板電着工程と、
前記金属板電着工程の後に、前記基板から前記レジストパターンを除去するレジストパターン除去工程と、
前記レジストパターン除去工程の後に、平板状の上型を用いて前記金属板を樹脂で覆う樹脂封止工程と、
前記樹脂封止工程の後に前記基板を除去する基板除去工程と、
を備えることを特徴とする透光性キャップ部材製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面実装用の透光性キャップ部材及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
表面実装用キャップ部材及びその製造方法として、例えば特許文献１に開示されたものが知られている。この文献には、シリコン板を苛性カリの水溶液でエッチングしてリング状の凸部を形成し、その凸部の表面に錫のキャップ半田バンプを蒸着しパターニングして形成するキャップ部材の製造方法が開示されている。
【特許文献１】特許第３２７７６４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記特許文献に開示された製造方法では、表面の平滑性に優れたシリコン板が用いられるため、蒸着により形成されたキャップ半田バンプにおけるシリコン板への付着強度が低く、且つキャップ半田バンプの形成に時間を要し量産性に乏しい。
【０００４】
本発明は、上記の問題点を解消する為になされたものであり、付着強度が高く、量産性に優れた透光性キャップ部材及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る透光性キャップ部材は、一方の面に凹部が形成された透明樹脂部材と、凹部の全周を取り囲むように連続的に設けられ透明樹脂部材に封止された金属板とを備え、金属板は、一方の面において端面が透明樹脂部材から露出していることを特徴とする。
【０００６】
このように構成された透光性キャップ部材は、透明樹脂部材と金属板とを備えており、金属板を透明樹脂部材で樹脂封止することにより形成されたため、簡単に製造されることができ、優れた量産性が得られる。また、金属板は透明樹脂部材の一方の面において端面が透明樹脂部材から露出しており、他の面は封止されているので、金属板の透明樹脂部材への付着強度を高めることができる。更に、金属板は透明樹脂部材の一方の面において端面が透明樹脂部材から露出しているので、透光性キャップ部材が例えば半田付けされる半導体素子への金属板の付着強度を高めることができる。
【０００７】
本発明に係る透光性キャップ部材の製造方法は、上記の本発明に係る透光性キャップ部材を製造する方法であって、（１）凸部が設けられ導電性を有する基板の当該凸部を有する主面上に所定のレジストパターンを形成するレジストパターン形成工程と、（２）レジストパターン形成工程において形成されたレジストパターンを除く基板の主面上に凸部の全周を取り囲むように導電性金属を連続的に電着して、金属板を形成する金属板電着工程と、（３）金属板電着工程の後に、基板からレジストパターンを除去するレジストパターン除去工程と、（４）レジストパターン除去工程の後に、基板の凸部を有する主面の形状に対応する形状を有する上型を用いて金属板を樹脂で覆う樹脂封止工程と、（５）樹脂封止工程の後に基板を除去する基板除去工程と、を備えることを特徴とする。この場合には、透光性キャップ部材を容易に量産することができる。
【０００８】
また、本発明に係る透光性キャップ部材の製造方法は、上記の本発明に係る透光性キャップ部材を製造する方法であって、（１）凸部が設けられ導電性を有する基板の当該凸部を有する主面上に所定のレジストパターンを形成するレジストパターン形成工程と、（２）レジストパターン形成工程において形成されたレジストパターンを除く基板の主面上に凸部の全周を取り囲むように導電性金属を連続的に電着して、金属板を形成する金属板電着工程と、（３）金属板電着工程の後に、基板からレジストパターンを除去するレジストパターン除去工程と、（４）レジストパターン除去工程の後に、平板状の上型を用いて金属板を樹脂で覆う樹脂封止工程と、（５）樹脂封止工程の後に基板を除去する基板除去工程と、を備えることを特徴とする。この場合には、透光性キャップ部材を容易に量産することができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、付着強度が高く、量産性に優れた透光性キャップ部材及びその製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一又は同等の構成要素には、同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。
【００１１】
（第１実施形態）
まず、本発明に係る透光性キャップ部材及びその製造方法の第１実施形態について説明する。図１は、第１実施形態に係る透光性キャップ部材１の上面図、断面図および底面図である。同図（ａ）は上面図を示し、同図（ｂ）は断面図を示し、同図（ｃ）は底面図を示す。この図に示される透光性キャップ部材１は、一方の面３０ａに凹部１２が形成された透明樹脂部材３０と、凹部１２の全周に亘って設けられ透明樹脂部材３０に封止された金属板２６とを備えている。
【００１２】
具体的には、透光性キャップ部材１は、透光性キャップ部材１の中央位置に配置された円板状の窓部１０と、窓部１０の周りに設けられ窓部１０を支持する枠部２０とから一体に形成されている。さらに枠部２０は、窓部１０と平行する平坦部２４と、平坦部２４及び窓部１０を連結する連結部２２とから階段状に構成されている。連結部２２は、その上端が窓部１０の端部と、下端が平坦部２４の端部とそれぞれ連結され、上端から下端に向けて広がる円錐台形状をなしており、周囲から窓部１０を取り囲むように連続的に形成されている。このように窓部１０が枠部２０に支持されることにより、窓部１０の下部に円錐台状の凹部１２が形成される。また、平坦部２４の底面２４ａが透明樹脂部材３０の一方の面３０ａを形成している。
【００１３】
平坦部２４の内部には、円環状の金属板２６が凹部１２の全周を囲むように連続的に設けられ透明樹脂部材３０により封止されている。透明樹脂部材３０の一方の面３０ａにおいて金属板２６の下面２６ａが透明樹脂部材３０から露出すると共に平坦部２４の底面２４ａと同一平面上に形成されており、金属板２６の他の平面は透明樹脂部材３０により覆われている。
【００１４】
窓部１０及び枠部２０（すなわち、連結部２２と平坦部２４）を形成する透明樹脂部材３０としては、樹脂封止に用いられる透明樹脂が用いられ、例えば透光性キャップ部材１と光学的に接続される発光素子の発光波長または受光素子の受光波長に対し透明である熱硬化型のエポキシ透明樹脂やシリコーン透明樹脂等が挙げられる。
【００１５】
このように構成された透光性キャップ部材１は透明樹脂部材３０を用いて金属板２６を樹脂封止することにより形成されたため、簡単に製造され、優れた量産性が得られる。そして、金属板２６は凹部１２の全周を取り囲むように連続的に設けられるので、透明樹脂部材３０から露出した金属板２６の下面２６ａが例えば受光素子上に連続的に半田付けされることで、透光性キャップ部材１は該受光素子に実装されることができると共に、凹部１２の密閉性を容易に確保することができる。
【００１６】
このような透光性キャップ部材１は、パッケージに入れられることなく、樹脂封止された形態のままであるので、小型化及び薄型化が可能となると共に、受光素子等の他部品上における表面実装の密度の向上が可能である。
【００１７】
また、金属板２６は透明樹脂部材３０により封止され、その下面２６ａが透明樹脂部材３０から露出しているため、金属板２６の透明樹脂部材３０への付着強度が高く得られると共に、金属板２６は位置合わせ手段として機能し、透光性キャップ部材１を他部品に実装する際に他部品との位置合わせ作業を簡単に行うことができる。例えば透光性キャップ部材１を受光素子に実装する場合に、設計段階において受光素子の電極パッドの位置と合わせて金属板２６の位置を設定し、透光性キャップ部材１の金属板２６を受光素子の電極パッドに半田等で直接に載置し、リフローすることで、簡単に透光性キャップ部材１の位置を決めることができ、歩留まりよく実装することができる。また、半田による実装を行う際にセルフアライメントにより透光性キャップ部材１と他部品と接続することができるため、高精度の位置合わせを容易に実施することができる。
【００１８】
さらに、透光性キャップ部材１が金属板２６を透明樹脂部材３０で樹脂封止することにより形成され、金属板２６は下面２６ａを除いて透明樹脂部材３０により取り込まれている。このため、透光性キャップ部材１の厚さを薄くすることができ、透光性キャップ部材１の薄型化が可能となる。
【００１９】
次に、第１実施形態に係る透光性キャップ部材１を製造する方法について説明する。図２は、第１実施形態に係る透光性キャップ部材１を製造する方法を説明するフローチャートである。図３および図４は、第１実施形態に係る透光性キャップ部材１を製造する方法を説明する工程図である。これらの図では、複数個（図示では４個）の透光性キャップ部材１を同時に製造する場合を示している。
【００２０】
初めに、基板加工工程（ステップＳ１）では、導電性を有する基板４０の片面に凸部４０ａが形成される（図３（ａ），（ｂ））。ここで用いられる基板４０は、両面が平坦な金属板であり、厚みが例えば０.１ｍｍであり、例えばステンレススチール，アルミニウムおよび銅などからなる。基板４０の片面に製造される透光性キャップ部材１の凹部１２に対応する凸部４０ａが形成されるように加工を施す。
【００２１】
基板加工工程（ステップＳ１）に続くレジストパターン形成工程（ステップＳ２）では、凸部４０ａが設けられた基板４０の凸部４０ａを有する主面上に所定のレジストパターン４２が形成される。基板４０の主面に主面の凹凸形状に沿ってレジスト４２が塗布され、他方の平面にレジスト４４が塗布される（図３（ｃ））。ここで塗布されるレジストは、例えば厚み５０μｍのアルカリタイプの感光性フィルムレジストである。このレジストが塗布された基板４０の主面上に所定パターンのマスクが配され、この状態で紫外線照射による両面露光が行われ、現像処理が行われる。これにより、基板４０の主面上のレジストが硬化し、所定のレジストパターン４２が形成される（図３（ｄ））。
【００２２】
レジストパターン形成工程（ステップＳ２）に続く金属板電着工程（ステップＳ３）では、レジストパターン４２を除く基板４０の主面の露出部上に凸部４０ａの全周を取り囲むように導電性金属が連続的に電着されて、基板４０の主面上に金属板２６が形成される（図３（ｅ））。なお、この電着の前に、必要に応じて化学エッチングによる表面酸化被膜除去や薬品による化学処理等の表面活性化処理が行われる。例えば、電着物としてはニッケルやニッケル−コバルト合金、銅その他種々の金属が用いられ、また、スルファミン酸ニッケルの無光沢浴が使用され、レジストパターン４２の厚さ程度の４０〜５０μｍの厚さで金属板２６が形成される。なお、必要に応じて、金属板２６の表面に結着力向上用の金メッキ等を０.３〜０.４μｍ厚で行うのが好ましい。
【００２３】
金属板電着工程（ステップＳ３）に続くレジストパターン除去工程（ステップＳ４）では、基板４０からレジスト４２，４４が除去される（図３（ｆ））。レジスト除去方法としては、アルカリ溶液による膨潤除去の方法等が可能である。
【００２４】
レジストパターン除去工程（ステップＳ４）に続く樹脂封止工程（ステップＳ５）では、金属板２６は透明樹脂部材３０により覆われて封止される。このとき具体的には、基板４０の凸部４０ａを有する主面の形状に対応する形状を有するモールド金型（上型）５０を用い基板４０の上面に装着し（図４（ａ））、そのモールド金型内のキャビティに透明樹脂部材３０を圧入する。透明樹脂部材３０としては、例えば発光波長あるいは受光波長の光に対して透明な熱硬化型エポキシ樹脂等が用いられることが好適である。このとき、基板４０は樹脂モールド時における下型の機能を果たす。これにより、モールド金型５０と基板４０との間に透明樹脂部材３０が流れ込み、基板４０上に複数の窓部１０等が配列されて透明樹脂部材３０により一体的に封止された形態となる（図４（ｂ））。なお、モールド時に複数の基板４０を並列に配置して、透明樹脂部材３０をランナーにより各基板４０とモールド金型５０との間に分配して圧入するようにすれば、効率よく多数の樹脂封止を行うことが可能である。そして、透明樹脂部材３０が硬化した後にモールド金型５０を取り外し、樹脂封止工程が終了する（図４（ｃ））。
【００２５】
樹脂封止工程（ステップＳ５）に続く基板除去工程（ステップＳ６）では、基板４０が除去されることにより、金属板２６の下面２６ａが露出した樹脂封止体が得られる（図４（ｄ））。基板４０を除去する方法としては、樹脂封止体から基板４０を機械的に引き剥がす等の強制的に剥離除去する方法の他、基板４０等を構成する材質に応じては、樹脂封止体側への影響のない溶剤等により基板４０を溶解して除去する方法も可能である。金属板２６の下面２６ａ及び平坦部２４の底面２４ａは同一平面上にある。なお、本工程後に必要に応じて、金属板２６の下面２６ａに、実装用に金及び銀等の導電性金属層の薄膜をフラッシュメッキ等の方法により０.３〜０.５μｍ厚で形成するようにしてもよい。
【００２６】
基板除去工程（ステップＳ６）に続く切断工程（ステップＳ７）では、図４（ｄ）中において破線で示される切断線に沿って上記の樹脂封止体が切断されて、これにより、個々の透光性キャップ部材１（図１）が製造される。
【００２７】
このように金属板２６を透明樹脂部材３０で樹脂封止することにより透光性キャップ部材１が形成されるため、透光性キャップ部材１は容易に量産されることができ、製造コストを削減する効果をもたらす。
【００２８】
次に、透光性キャップ部材１の変形例について図５を参照して説明する。図５（ａ）の変形例では、金属板２６２はその下面２６２ａが平坦部２４の底面２４ａ（透明樹脂部材３０の一方の面３０ａ）から透光性キャップ部材１の外側に突出するように形成されている。この場合には、上記の実施形態と同様に透光性キャップ部材１は簡単に製造されることができ、優れた量産性が得られると共に金属板の透明樹脂部材への付着強度を高めることができる。さらに、金属板２６２の下面２６２ａが平坦部２４の底面２４ａから透光性キャップ部材１の外側に突出することにより、実装時に半田の流れによる短絡等を防止する効果が期待できる。なお、この場合の透光性キャップ部材１の製造方法では、用いられる基板は導電性金属が電着されるべき領域（すなわち、金属板２６２が形成される領域）が平坦部２４の底部２４ａが形成される領域に対して窪むように加工されることが必要である。
【００２９】
図５（ｂ）の変形例では、金属板２６４はその下面２６４ａが平坦部２４の底面２４ａから透光性キャップ部材１の内側に窪むように形成されている。この場合には、上記の実施形態と同様に透光性キャップ部材１は簡単に製造されることができ、優れた量産性が得られると共に金属板の透明樹脂部材への付着強度を高めることができる。さらに、金属板２６４の下面２６４ａが平坦部２４の底面２４ａから透光性キャップ部材１の内側に窪むことにより、実装時に半田の流れによる短絡等を防止する効果が期待できる。なお、この場合の透光性キャップ部材１の製造方法では、用いられる基板は導電性金属が電着されるべき領域（すなわち、金属板２６４が形成される領域）が平坦部２４の底部２４ａが形成される領域に対して突出するように加工されることが必要である。
【００３０】
（第２実施形態）
次に、本発明に係る透光性キャップ部材の第２実施形態について説明する。図６は、第２実施形態に係る透光性キャップ部材２の上面図、断面図および底面図である。同図（ａ）は上面図を示し、同図（ｂ）は断面図を示し、同図（ｃ）は底面図を示す。この図に示される透光性キャップ部材２は、ほぼ直方体形状をなしており、一方の面８０ａに凹部１２が形成された透明樹脂部材８０と、凹部１２の全周に亘って設けられた透明樹脂部材８０に封止された金属板２６とを備えている。具体的には、透光性キャップ部材２は、透光性キャップ部材２の中央位置に配置された円板状の窓部６０と、窓部６０の周りに設けられ窓部６０を支持する枠部７０とから一体に形成されている。
【００３１】
図６に示される第２実施形態に係る透光性キャップ部材２と上記第１実施形態との相違点は、透光性キャップ部材１のように階段状に形成されておらず、枠部７０の上面７０ａと窓部６０の上面６０ａとが同一平面に形成されることである。第２実施形態に係る透光性キャップ部材２のその他の構成については、第１実施形態と同様な構造を有するため説明を省略する。
【００３２】
このような構成とすることにより、第２実施形態に係る透光性キャップ部材２は、上記の第１実施形態と同様に金属板２６の透明樹脂部材８０への付着強度が高く得られると共に優れた量産性が可能となる。また、表面実装する際に他部品との位置合わせ作業を簡単に行うことができる。さらに、本実施形態は枠部７０の上面７０ａと窓部６０の上面６０ａとが同一平面に形成される特徴を有するため、枠部７０の厚さを厚くすることができ、透光性キャップ部材２の機械的強度を高めることができる。
【００３３】
次に、第２実施形態に係る透光性キャップ部材２を製造する方法について説明する。第２実施形態に係る透光性キャップ部材２を製造する方法を説明するフローチャートは第１実施形態と同様である。また、製造工程において、基板加工工程（ステップＳ１）からレジストパターン除去工程（ステップＳ４）までは上述した第１実施形態と同様であるため、説明を省略する。以下、第２実施形態に係る透光性キャップ部材２の製造方法の特徴について図７を参照し説明する。なお、図７では複数個（図示では４個）の透光性キャップ部材２を同時に製造する場合を示している。
【００３４】
レジストパターン除去工程（ステップＳ４）に続く樹脂封止工程（ステップＳ５）では、金属板２６は透明樹脂部材８０により覆われて封止される。このとき具体的には、平板状のモールド金型（上型）９０を用い基板４０の上面に装着し（図７（ａ））、そのモールド金型内のキャビティに透明樹脂部材８０を圧入する。透明樹脂部材８０としては、例えば発光波長あるいは受光波長の光に対して透明な熱硬化型エポキシ樹脂等が用いられることが好適である。このとき、基板４０は樹脂モールド時における下型の機能を果たす。これにより、モールド金型９０と基板４０との間に透明樹脂部材８０が流れ込み、基板４０上に複数の窓部６０等が配列されて透明樹脂部材８０により一体的に封止された形態となる（図７（ｂ））。なお、モールド時に複数の基板４０を並列に配置して、透明樹脂部材８０をランナーにより各基板４０とモールド金型９０との間に分配して圧入するようにすれば、効率よく多数の樹脂封止を行うことが可能である。そして、透明樹脂部材８０が硬化した後にモールド金型９０を取り外し、樹脂封止工程が終了する（図７（ｃ））。
【００３５】
樹脂封止工程（ステップＳ５）に続く基板除去工程（ステップＳ６）では、基板４０が除去されることにより、金属板２６の下面２６ａが露出した樹脂封止体が得られる（図７（ｄ））。基板４０を除去する方法としては、樹脂封止体から基板４０を機械的に引き剥がす等の強制的に剥離除去する方法の他、基板４０等を構成する材質に応じては、樹脂封止体側への影響のない溶剤等により基板４０を溶解して除去する方法も可能である。金属板２６の下面２６ａ及び平坦部２４の底面２４ａは同一平面上にある。なお、本工程後に必要に応じて、金属板２６の下面２６ａに、実装用に金及び銀等の導電性金属層の薄膜をフラッシュメッキ等の方法により０.３〜０.５μｍ厚で形成するようにしてもよい。
【００３６】
基板除去工程（ステップＳ６）に続く切断工程（ステップＳ７）では、図７（ｄ）中において破線で示される切断線に沿って上記の樹脂封止体が切断されて、これにより、個々の透光性キャップ部材２（図６）が製造される。
【００３７】
このように金属板２６を透明樹脂部材８０により樹脂封止することにより透光性キャップ部材２が形成されるため、透光性キャップ部材２は簡単に量産されることができ、製造コストを削減する効果をもたらす。
【００３８】
なお、第２実施形態に係る透光性キャップ部材２についても、第１実施形態に係る透光性キャップ部材１と同様な変形例（図５）を採用することが可能である。その説明を省略する。
【００３９】
本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記の実施形態では、金属板は透光性キャップ部材の一方の面において端面が透明樹脂部材から露出するが、透明樹脂部材を貫通するように両端面とも透明樹脂部材から露出してもよい。また、窓部及び枠部の形状は上記の実施形態に限らず、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲での種々の変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】第１実施形態に係る透光性キャップ部材の上面図，断面図および底面図である。
【図２】第１実施形態に係る透光性キャップ部材を製造する方法を説明するフローチャートである。
【図３】第１実施形態に係る透光性キャップ部材を製造する方法を説明する工程図である。
【図４】第１実施形態に係る透光性キャップ部材を製造する方法を説明する工程図である。
【図５】第１実施形態に係る透光性キャップ部材の変形例を示す図である。
【図６】第２実施形態に係る透光性キャップ部材の上面図，断面図および底面図である。
【図７】第２実施形態に係る透光性キャップ部材を製造する方法を説明する工程図である。
【符号の説明】
【００４１】
１，２…透光性キャップ部材、１０，６０…窓部、１２…凹部、２０，７０…枠部、２６，２６２，２６４…金属板、３０，８０…透明樹脂部材、４０…基板、４０ａ…凸部、４２，４４…レジスト、５０,９０…モールド金型（上型）。
【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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