(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入光方向に対峙する第１の面から上記第１の面に対向する第２の面まで至る開口部を有し、上記第２の面において上記開口部を囲む領域が谷側となる段差部が形成された、モールド樹脂からなる基台と、
上記基台を構成する上記モールド樹脂に埋め込まれており、上記基台の外周部において上記第２の面より露出して成る外部端子部と、上記基台の上記段差部の谷側に設けられ、上記外部端子部よりも厚みが薄い内部端子部とを有する配線と、
上記基台の上記第１の面に取り付けられ、上記開口部を塞ぐ透光性部材と、
上記透光性部材の端部と上記基台の上記第１の面における開口部周辺領域との間を封着する第１の樹脂部材と、
上記段差部の谷側の面に、主面を上記透光性部材に向け、上記開口部を塞ぐように取り付けられ、上記配線の上記内部端子部に電気的に接続された光学素子チップと、
上記基台の上記第２の面側において、上記配線の上記内部端子部と上記外部端子部との間に、上記モールド樹脂から露出した中間端子部と、
上記光学素子チップの、上記主面と対向する裏面において、上記中間端子部に電気的に接続された集積回路チップと、
上記光学素子チップの端部、上記集積回路チップの端部と、上記基台の上記第２の面における開口部周辺領域との間を封着する第２の樹脂部材とを備え、
上記基台の上記第２の面から露出する上記外部端子部上に半田ボールが設置され、
上記半田ボールの最下面は上記第２の樹脂部材の最下面より上記基台の上記第２の面側に突出している光学デバイス。
【請求項２】
請求項１記載の光学デバイスにおいて、
上記光学素子チップは、上記基台の配線の上記内部端子部の上にフリップチップ接続されている，光学デバイス。
【請求項３】
請求項１記載の光学デバイスにおいて、
上記集積回路チップは、主面を上記透光性部材とは反対側に向けて配置され、上記主面は上記基台の配線の上記中間端子部に金属細線を介して接続されている，光学デバイス。
【請求項４】
請求項１〜３のうちいずれか１つに記載の光学デバイスにおいて、
上記光学素子チップと上記集積回路チップの裏面との間には、絶縁膜が介在している，光学デバイス。
【請求項５】
請求項１〜４のうちいずれか１つに記載の光学デバイスにおいて、
上記基台には、上記基台に取り付ける部材の位置決めの基準となる位置決め手段が設けられている，光学デバイス。
【請求項６】
請求項５記載の光学デバイスにおいて、
上記位置決め手段は、上記基台に設けられた貫通穴である，光学デバイス。
【請求項７】
請求項１〜６のうちいずれか１つに記載の光学デバイスにおいて、
上記光学素子チップは、撮像素子を搭載している，光学デバイス。
【請求項８】
請求項１〜６のうちいずれか１つに記載の光学デバイスにおいて、
上記光学素子チップは、発光素子又は受光素子のいずれか一方を搭載しており、
光ピックアップ装置に組み込まれている，光学デバイス。
【請求項９】
請求項１〜６のうちいずれか１つに記載の光学デバイスにおいて、
上記透光性部材は、ホログラムであり、
上記光学素子チップは、受光素子と発光素子とを搭載している，光学デバイス。
【請求項１０】
配線パターンを有するリードフレームを樹脂でモールドし、第１の面から上記第１の面と対向する第２の面まで至る開口部と、上記第２の面において上記開口部を囲む領域が谷側となる段差部と、外周部において上記樹脂から露出した外部端子部と、上記段差部の谷側において上記樹脂から露出した内部端子部と、上記内部端子部と外部端子部との間で上記第２の面側において上記モールド樹脂から露出した中間端子部とをそれぞれ含む複数の光学デバイス形成領域を有する基台の成形体を形成する工程（ａ）と、
上記工程（ａ）の後、上記基台の成形体又は成形体から分割された分離体において、上記段差部の谷側の面に、主面を上記段差部に谷側の面に向け、上記開口部を塞ぎ、上記内部端子部に接続されるように光学素子チップを取り付けた後、集積回路チップを上記光学素子チップの上記主面に対向する裏面上に取り付ける工程（ｂ）と、
上記工程（ｂ）の後、上記光学素子チップ，集積回路チップ及び上記成形体もしくは成形体の分離体の接続部を第１の樹脂部材により封着する工程（ｃ）と、
上記工程（ａ）の後、上記開口部を隔てて上記光学素子チップに対向するように、透光性部材を上記成形体又は成形体の分離体に取り付ける工程（ｄ）と、
上記工程（ｄ）の後又は上記工程（ｄ）と同時に、上記透光性部材と上記基台の成形体又は分離体とを第２の樹脂部材により封着する工程（ｅ）とを含み、
上記工程（ａ）の前に、コイニングにより、上記リードフレームの端子部のうち上記開口部の周辺に位置する上記内部端子部を薄くする工程をさらに含む，光学デバイスの製造方法。
【請求項１１】
請求項１０記載の光学デバイスの製造方法において、
上記工程（ｂ）では、上記光学素子チップを上記配線パターンの上記内部端子部にフリップチップ接続する，光学デバイスの製造方法。
【請求項１２】
請求項１０又は１１記載の光学デバイスの製造方法において、
上記工程（ｂ）の後で上記工程（ｃ）の前に、上記集積回路チップの一部と上記配線パターンの上記中間端子部とを金属細線により接続する工程をさらに含む，光学デバイスの製造方法。
【請求項１３】
請求項１０〜１２のうちいずれか１つに記載の光学デバイスの製造方法において、
上記工程（ａ）では、上記配線パターンを有するリードフレームを封止テープの上に載置した状態で両者のモールド金型に取り付けて、樹脂モールドを行なう，光学デバイスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体撮像装置や、光ピックアップシステムに用いられる受光デバイスや、ホログラムユニットなどの光学デバイスおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ビデオカメラ，デジタルカメラ，デジタルスチルカメラ等に内蔵されている光学デバイスは、ＣＣＤ等の撮像素子を絶縁性材料からなる基台などのアダプタ部材に搭載した状態で、受光領域を透光板で覆ってパッケージされ、パッケージ体として提供される。
【０００３】
ところで、光学デバイスの小型化のために、撮像素子は、ベアチップのままで基台などのアダプタ部材に搭載される(例えば、特許文献１を参照)。
【０００４】
図７は、従来の光学デバイスの構造を示す断面図である。同図に示すように、光学デバイスは、主要部材として、セラミックまたは可塑性樹脂からなり、中央部に開口部１３２を有する枠状の基台１３１と、基台１３１の下面側に取り付けられたＣＣＤ等からなる撮像素子１３５と、基台１３１の上面側に開口部１３２を挟んで撮像素子１３５に対向するように取り付けられたガラスからなる透光板１３６とを備えている。
【０００５】
基台１３１の下面における開口部１３２の周縁に沿った領域には凹部１３３が形成されており、基台１３１の下面における開口部１３２の近傍から基台１３１の外周側面に亘る領域を覆う，金メッキ層からなる配線１３４が設けれている。撮像素子１３５は、基台１３１の下面のうち凹部１３３の周縁部に取り付けられており、受光領域１３５ａが開口１３２に露出するように配置されている。
【０００６】
また、撮像素子１３５の上面における外周付近には、撮像素子１３５と外部機器との間で信号を授受するための電極パッド（図示せず）が設けられている。また、配線１３４における開口部１３２に隣接した端部に内部端子部が形成されており、配線１３４の内部端子部と電極パッドとがバンプ（突起電極）１３８を挟んで電気的に接続されている。そして、撮像素子１３５，配線１３４及びバンプ１３８は、基台１３１の下面上で撮像素子１３５の周囲に設けられたシール樹脂１３７によって密封されている。
【０００７】
以上のように、撮像素子１３５の受光領域１３５ａは、開口部１３２に形成された閉鎖空間内に配置されている。この光学デバイスは、同図に示されるように、透光板１３６を上方に向けた状態で回路基板上に搭載される。そして、配線１３４における凹部１３３よりも外側にはみ出た領域のうち基台１３１の下面上に位置する部分に外部端子部が形成されており、この外部端子部が回路基板上の電極と接続するために用いられる。
【０００８】
また、同図には示されていないが、透光板１３６の上方には、撮像光学系が組み込まれた鏡筒が装着される。この鏡筒と受光領域１３５ａとの相互の位置関係は、所定の誤差内に収まるように、その要求精度が定められている。
【０００９】
そして、鏡筒に組み込まれた撮像光学系を通して、被撮像対象からの光が撮像素子１３５の受光領域１３５ａに集光され、撮像素子１３５によって光電変換される。
【００１０】
なお、図７に示される基台１３１の構造とは異なり、撮像素子１３５が搭載される面に凹部１３３が形成されていない，全体として平坦な平板形状を有する基台を用いた光学デバイスの例も知られている（例えば、特許文献２を参照）。その場合には、基台の開口部周縁からはみ出た外周部に配置された外部端子部と、回路基板上の電極とは、径の大きいハンダボール等により接続される。そして、ハンダボールにより、撮像素子の下面と回路基板の上面との間隔が調節される。
【００１１】
このような構造の固体撮像装置は、パッケージの高さや占有面積が小さく、高密度実装に適している。
【００１２】
また、ＤＶＤ，ＣＤ，ＭＤ等の記録媒体との間で情報の書き込み，読み出し，書き換えなどを行なう光ピックアップシステムに用いられる受光デバイスや、光ピックアップ中の複数の要素を一体化したホログラムユニットなどの光学デバイスにおいても、基本的には同様の構成が採用されている。
【特許文献１】特開２０００−５８８０５号公報
【特許文献２】特開２００２−４３５５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、図７に示される従来の光学デバイスの構造では、固体撮像装置や光ピックアップなどのシステム全体としての集約度が十分でなく、まだ改善の余地がある。
【００１４】
本発明の目的は、集約度の高い光学デバイス及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の光学デバイスは、基台の開口部に光学素子チップの主面を向けて取り付け、光学素子チップとは開口部を隔てて透光性部材を取り付けるとともにて、光学素子チップの裏面の上に半導体素子を搭載した集積回路チップを積み重ねたものである。
【００１６】
これにより、光学素子チップと周辺回路等を含む集積回路チップとを１パッケージ化することができ、集約度の高い光学デバイスを得ることができる。また、光学デバイスが組み込まれるシステム全体の小型化，コストの低減を図ることができる。
【００１７】
光学素子チップは、配線の端子部の上にフリップチップ接続されていることにより、光学デバイスがより小型化される。
【００１８】
上記集積回路チップは、主面を透光性部材とは反対側に向けて配置され、半導体素子は配線の端子部に金属細線を介して接続されていることにより、製造の容易化を図ることができる。
【００１９】
基台の下面には、開口部を囲む領域が谷側となる段差部が設けられ、光学素子チップが段差部の谷側の面上に設置されていることが好ましい。
【００２０】
基台には、基台に取り付けられる部材の位置決めの基準となる，貫通穴などの位置決め手段が設けられていることが好ましい。
【００２１】
本発明の光学デバイスの製造方法は、配線パターンを有するリードフレームと配線となるリードフレームとをモールドしておいて、各々開口部を囲む複数の光学デバイス形成領域に、光学素子チップと集積回路素子チップとを順次積み重ねて取り付け、各チップと基台との間を封着し、さらに、基台に透光性部材を開口部を隔てて光学素子チップに対向するように取り付け、両者間の封着する方法である。
【００２２】
この方法により、光学素子チップと集積回路素子チップとを積み重ねた集約度の高い光学デバイスを容易に形成することができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の光学デバイス及びその製造方法によれば、光学素子チップと集積回路素子チップとを１パッケージ化下，集約度の高い光学デバイスを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
（第１の実施形態）
−光学デバイスの構造−
図１（ａ），（ｂ）は、順に、第１の実施形態に係る光学デバイスのIA−IA線における断面図及び裏面図である。ただし、図１（ａ）と図１（ｂ）とは、互いに異なる縮尺で描かれている。
【００２５】
同図に示すように、本実施形態の光学デバイスは、エポキシ樹脂等の可塑性樹脂からなり、中央部に開口部２を有する枠状の基台１０と、基台１０の下面側に取り付けられた光学素子チップ５と、光学素子チップ５の裏面上に接着剤からなる絶縁体層５１を介して設置された集積回路チップ５０と、基台１０の上面側に開口部２を挟んで光学素子チップ５に対向するように取り付けられたガラスなどからなる透光性部材である窓部材６と、半田ボール１３とを備えている。基台１０は、光学デバイスの光学素子チップと透光性部材とを連結する部材である。この構造は、モールド工程を行なってから光学素子チップを基台上に搭載する手順により形成されるので、いわゆるプリモールド構造といわれている。
【００２６】
本実施形態においては、光学素子チップ１５は、ＣＣＤ等の固体撮像素子を搭載しており、光学デバイスは、ビデオカメラ，デジタルカメラ，デジタルスチルカメラ等に用いられる固体撮像装置である。
【００２７】
ただし、光学素子チップが、固体撮像素子に代えて複数の受光素子を離散的に配置したものや、発光素子だけを搭載したものでもよく、その場合には、光学デバイスは、ＤＶＤ，ＣＤ，ＭＤなどを備えたシステムに用いられる光ピックアップに配置される受光デバイス又は発光デバイスである。
【００２８】
集積回路チップ５０には、集積回路が搭載されており、集積回路は、光学素子チップ５のドライバ回路，各種ロジック回路，フロントエンド回路，タイミングジェネレータなどの周辺回路や、メモリなどである。
【００２９】
また、基台１０内には配線１２が埋め込まれており、配線１２の一方の端部は基台１０の下面の開口部２付近の領域で基台１０を構成するモールド樹脂から露出して内部端子部１２ａとなり、配線１２の他方の端部は基台１０の下面の外縁部において基台１０を構成するモールド樹脂から露出して外部端子部１２ｂとなっている。また、配線１２によっては、内部端子部１２ａに代えて又は内部端子部１２ａと共に、内部端子部１２ａよりも外側の位置に、モールド樹脂から露出した中間端子部１２ｃが設けられている。また、基台１０には、光学デバイスのＸ・Ｙ方向の中心位置を定める基準となる位置決め用穴１０ａが２カ所に形成されていて、後述する製造工程におけるチップ搭載時の基準位置や、レンズなどの光学系を収納した鏡筒の取り付け位置の基準として利用される。この位置決め用穴１０ａは、２カ所以上あれば、光学デバイスの中心位置がわかるので、位置決め機能を果たすことができる。あるいは、位置決め用穴１０ａの代わりに基台１０の外周部に位置決め用段差部を設けても同じ機能を果たすことができる。ただし、本発明の基本的な効果は、位置決め用穴や位置決め用段差部などの位置決め手段が設けられていなくても、発揮することができる。
【００３０】
光学素子チップ５は、基台１０の下面のうち開口部２の周辺に位置する領域に、その受光領域が設けられた主面５ａが開口部２に露出するように取り付けられている。光学素子チップ５の主面５ａにおける外周付近には、光学素子チップ５と外部機器との間で信号を授受するための電極パッド５ｂが設けられている。そして、配線１２の内部端子部１２ａと光学素子チップ５の電極パッド５ｂとがバンプ（突起電極）８を挟んで電気的に接続されている。
【００３１】
また、集積回路チップ５０は、集積回路を構成するトランジスタ等の半導体素子が形成された主面５０ａを下方に向けて、光学素子チップ５の裏面上に積み重ねられている。集積回路チップ５０の主面５０ａにおける外周付近には、集積回路チップ５０と、光学素子チップ５又は外部機器との間で信号を授受するための電極パッド５０ｂが設けられている。そして、配線１２の中間端子部１２ｃと電極パッド５０ｂとが金属細線５２により電気的に接続されている。
【００３２】
なお、配線１２は、内部端子部１２ａと外部端子部１２ｂとを接続するもの、内部端子部１２ａと中間端子部１２ｃとを接続するもの、中間端子部１２ｃと外部端子部１２ｂとを接続するもの、内部端子部１２ａと中間端子部１２ｃと外部端子部１２ｂとを接続するものなどがある。図１（ａ）においては、内部端子部１２ａと中間端子部１２ｃと外部端子部１２ｂとを接続する配線１２を表しており、配線１２は位置決め穴１０ａを迂回して形成されている。
【００３３】
そして、光学素子チップ５，集積回路チップ５０，配線１２，金属細線５２及びバンプ８は、基台１０の下面上で光学素子チップ５及び集積回路チップ５０の周囲に設けられたシール樹脂７によって封着されている。一方、基台１０の上面上では、基台１０と窓部材６との間の間隙が、窓部材６の周囲に設けられたシール樹脂１５によって埋められており、シール樹脂７，１５により、内部空間（開口部２）が密封されて、パッケージ体が構成されている。
【００３４】
本実施形態において、パッケージ体全体の厚みは、例えば１．５ｍｍ以下に設定されている。そして、集積回路チップ５０の大きさは、縦０．５〜１０ｍｍ，横０．５〜１０ｍｍ，厚さ０．０５〜０．３ｍｍの範囲であり、光学素子チップ５の大きさは、縦０．５〜１０ｍｍ，横０．５〜１０ｍｍ，厚さ０．０５ｍｍ〜０．５ｍｍの範囲である。集積回路チップ５０は、光学素子チップ５と同じ程度の大きさであってもよいし、光学素子チップ５よりも大きくても、小さくてもかまわない。いずれの場合にも、光学素子チップ５の上に集積回路チップ５０を積み重ねる構造を採ることができるからである。
【００３５】
本実施形態の光学デバイスによると、光学素子チップ５と、集積回路を搭載した集積回路チップ５０とを１パッケージ化することができ、いわゆるＳＩＰ(System In Package）を実現することができる。すなわち、固体撮像素子，受光デバイス，発光デバイスなどとこれを制御する集積回路などを１パッケージ化することにより、集約度の高い光学デバイスを得ることができる。また、光学デバイスが組み込まれるカメラ等のシステム全体の小型化と製造コストの低減とを図ることできる。
【００３６】
−光学デバイスの製造工程−
図２（ａ）〜（ｇ）は、本発明の第１の実施形態に係る光学デバイスの製造工程を示す断面図である。ただし、図２（ａ）〜（ｇ）に示す工程においては、１個の光学デバイス形成領域のみが表示されているが、実際には、多数の光学デバイス形成領域を碁盤目状に有するリードフレームを用いて製造工程が進められる。
【００３７】
また、図３（ａ），（ｂ）は、本実施形態に係る光学デバイスの製造工程のうちモールド工程を示す断面図である。
【００３８】
まず、図２（ａ）に示す工程で、配線パターンが形成されたリードフレーム１２を封止テープ２０の上に載置する。リードフレーム１２の大部分は、その下部にハーフエッチ又はプレスされてなる凹部が設けられ、内部端子部１２ａ，外部端子部１２ｂ及び中間端子部１２ｃとなる部分だけが、凹部の底面から下方に突出した構造となっている。
【００３９】
次に、図２（ｂ）に示す工程で、モールド工程を行なう。すなわち、図３（ａ），（ｂ）に示すように、リードフレーム（配線１２）に封止テープ２０を取り付けたものを、モールド金型３０に装着し、エポキシ樹脂などの可塑性樹脂（モールド樹脂）をモールド金型３０のダイキャビティ３０ａに充填して、リードフレーム（配線１２）の内部端子部１２ａ，外部端子部１２ｂ及び中間端子部１２ｃ以外の部分をモールド樹脂内に埋め込んで基台１０を形成する。このとき、モールド金型３０には、光学デバイスの位置決め用穴１０ａを形成するためのピン部材３０ｃが設けられている。そして、モールド金型３０の各ダイキャビティ３０ａ間を隔てる仕切部３０ｂとピン部材１０ａとにはモールド樹脂が充填されないので、基台１０の各光学デバイス形成領域には、光学素子を取り付けるための開口部２と、位置決め用穴１０ａとが形成される。この時点では、リードフレーム（配線１２）と基台１０とからなり、多数の光学デバイス形成領域を有する成形体が形成されている。
【００４０】
次に、図２（ｃ）に示す工程で、封止テープ２０を成形体から剥がした後、成形体を内部端子部１２ａ，外部端子部１２ｂ及び中間端子部１２ｃが露出している面を上方に向けて設置して、外部端子部１２ｂの上に半田ボール１３を形成する。
【００４１】
次に、図示しないが、ブレードにより、成形体の相隣接する光学デバイス形成領域間の境界部分を切り込み部の中央部分で切断して、成形体を個々の光学デバイスに分割する。
【００４２】
次に、図２（ｄ）に示す工程で、基台１０の上に光学素子チップ５をその主面５ａを下方に向けて搭載する。そのとき、各基台１０の内部端子部１２ａの上にバンプ８を設けて、バンプ８の上に光学素子チップ５の電極パッド５ｂを接続させて、フリップチップ接続を行なう。その際、位置決め用穴１０ａを基準にして、光学素子チップ５の位置決めを行なうことができる。
【００４３】
次に、図２（ｅ）に示す工程で、接着剤を光学素子チップ５の裏面に塗布し、その上に主面５０ａを上方に向けて、集積回路チップ５０を搭載する。また、集積回路チップ５０のパッド電極５０ｂと配線１２の中間端子部１２ｃとの間を金属細線５２により接続する。その際、位置決め用穴１０ａを基準にして、集積回路チップ５０のパッド電極５０ｂの位置を定めておいて、ワイヤボンディング工程を行なうことができる。
【００４４】
次に、図２（ｆ）に示す工程で、基台１０，光学素子チップ５及び集積回路チップ５０の外周部，配線１２の内部端子部１２ａ，中間端子部１２ｃ，金属細線５２，バンプ８及び各パッド電極５ｂ，５０ｂをシール樹脂７によって覆うとともに、接続部の間隙を埋める。
【００４５】
次に、図２（ｇ）に示す工程で、基台１０の光学素子チップ５及び集積回路チップ５０が搭載された側（基台１０の下面）を下方に向けて、基台１０の上面に開口部２を覆う，ガラスからなる窓部材６を載置して、シール樹脂１５によって窓部材６と基台１０との間を封着して、開口部１２を密封する。
【００４６】
本実施形態の製造方法によると、光学素子チップ５のパッド電極５ｂと基台１０の配線１２の内部端子部１２ａとをバンプ８を介して接続し、集積回路チップ５０を光学素子チップ５の裏面上に、主面５０ａを下方に向けて搭載することにより、つまり、集積回路チップ５０と光学素子チップ５との裏面同士を絶縁体層５１を挟んで重ね合わせることにより、集約度の高い光学デバイスを形成することができる。
【００４７】
なお、光学素子チップ５に導体部材が形成されたスルーホールを形成しておいて、集積回路チップ５０のパッド電極５０ａと光学素子チップ５のパッド電極５ｂとをスルーホールを介して電気的に接続することも可能であり、その場合には金属細線５２は不要である。
【００４８】
特に、図２（ｄ）に示す工程で、基台１０に形成した位置決め用穴１０ａを基準にして光学素子チップ５の配置位置を定めるとともに、図２（ｅ）に示す工程で、集積回路チップ５０のパッド電極５０ｂの位置を定めることができるので、光学素子チップ５の光軸の位置精度や集積回路チップ５０へのワイヤボンディング時の各金属細線の長さの対称性精度などが向上する。また、すでに述べたように、光学デバイスの形成後において、位置決め用穴１０ａを光学系の鏡筒の位置決め（光軸の設定）にも用いることができるので、光学デバイス全体としてのいわゆるアオリ（光軸の平面的又は立体的な移動）を行ったときの精度や、位置精度が向上する。すでに述べたように、位置決め用穴１０ａに代えて、位置決め用段差部を基台１０の外周部に設けたときも同様の効果を発揮することができる。特に、貫通穴を設けた場合には、集積回路チップ５０の位置決めの基準として用いるのにも適している。
【００４９】
なお、切断工程は、図２（ｆ）に示す光学素子チップの取り付け工程の後、又は、図２（ｇ）に示す窓部材６の取り付け工程の後で行なうことも可能である。
【００５０】
なお、実施形態における製造工程においては、リードフレームを封止テープの上に載置した状態でモールド工程を行なったが、必ずしも封止テープを用いる必要はない。ただし、封止テープを用いた場合には、リードフレームの上下面を、上金型および下金型でクランプすることにより、金型面とリードフレームの上下面が密着した状態を安定して得ることができる。その結果、成形による樹脂ばりの発生が効果的に抑制されるとともに、外部端子部が封止樹脂から突出した構造が得られるので、光学デバイスをマザーボードに取り付ける際の半田接合が容易になるなど、実装の容易化，迅速化を図ることができる。
【００５１】
（第２の実施形態）
図４（ａ），（ｂ）は、順に、第２の実施形態に係る光学デバイスのIVA−IVA線における断面図及び裏面図である。ただし、図４（ａ）と図４（ｂ）とは、互いに異なる縮尺で描かれている。
【００５２】
同図に示すように、本実施形態の光学デバイスは、エポキシ樹脂等の可塑性樹脂からなり、中央部に開口部２を有する枠状の基台１０と、基台１０の下面側に取り付けられた光学素子チップ５と、光学素子チップ５の裏面上に接着剤からなる絶縁体層５１を介して設置された集積回路チップ５０と、基台１０の上面側に開口部２を挟んで光学素子チップ５に対向するように取り付けられた光学用樹脂などからなる透光性部材であるホログラム４０と、半田ボール１３とを備えている。基台１０は、光学デバイスの光学素子チップとホログラムとを連結する部材である。この構造は、モールド工程を行なってから光学素子チップを基台上に搭載する手順により形成されるので、いわゆるプリモールド構造といわれている。
【００５３】
本実施形態においては、光学素子チップ５は、発光ダイオードなどの発光素子５ｃと受光素子５ｄとを搭載して構成されており、光学デバイスは、ＤＶＤ，ＣＤ，ＭＤなどを備えたシステムに用いられる光ピックアップ中の複数の要素を組み込んだホログラムユニットである。
【００５４】
集積回路チップ５０には、集積回路が搭載されており、集積回路は、光学素子チップ５のドライバ回路，各種ロジック回路，フロントエンド回路，タイミングジェネレータなどの周辺回路や、メモリなどである。
【００５５】
ホログラム４０は、例えば光学用樹脂などの透光性材料からなる本体部４０ａと、本体部４０の上面に設けられたホログラム領域４０ｂとを有している。ホログラム４０の本体部４０ａの外周部及び下面において接着剤１５によって基台１０の上端部に固着されている。そして、接着剤１５によりホログラム４０と基台１０との間隙が埋められている。
【００５６】
ホログラム４０の高さは例えば０．５〜５ｍｍの範囲であり、パッケージ体全体の厚みは、例えば３ｍｍ以下に設定されている。なお、集積回路チップ５１の大きさは第１の実施形態と同じであり、光学素子チップ５の大きさは、縦０．５〜１０ｍｍ，横０．５〜１０ｍｍ，厚さ０．０５〜０．５ｍｍの範囲である。
【００５７】
また、基台１０内には配線１２が埋め込まれており、配線１２の一方の端部は基台１０の下面の開口部２付近の領域で基台１０を構成するモールド樹脂から露出して内部端子部１２ａとなり、配線１２の他方の端部は基台１０の下面の外縁部において基台１０を構成するモールド樹脂から露出して外部端子部１２ｂとなっている。また、配線１２によっては、内部端子部１２ａに代えて又は内部端子部１２ａと共に、内部端子部１２ａよりも外側の位置に、モールド樹脂から露出した中間端子部１２ｃが設けられている。また、基台１０には、光学デバイスのＸ・Ｙ方向の中心位置を定める基準となる位置決め用穴１０ａが２カ所に形成されていて、後述する製造工程におけるチップ搭載時の基準位置や、ホログラムの取り付け位置の基準として利用される。この位置決め用穴１０ａは、２カ所以上あれば、光学デバイスの中心位置がわかるので、位置決め機能を果たすことができる。あるいは、位置決め用穴１０ａの代わりに基台１０の外周部に位置決め用段差部を設け、この位置決め用段差部にホログラムを嵌合させても同じ機能を果たすことができる。ただし、本発明の基本的な効果は、位置決め用穴や位置決め用段差部などの位置決め手段が設けられていなくても、発揮することができる。
【００５８】
光学素子チップ５は、基台１０の下面のうち開口部２の周辺に位置する領域に、その受光領域が設けられた主面５ａが開口部２に露出するように取り付けられている。光学素子チップ５の主面５ａにおける外周付近には、光学素子チップ５と外部機器との間で信号を授受するための電極パッド５ｂが設けられている。そして、配線１２の内部端子部１２ａと光学素子チップ５の電極パッド５ｂとがバンプ（突起電極）８を挟んで電気的に接続されている。
【００５９】
また、集積回路チップ５０は、集積回路を構成するトランジスタ等の半導体素子が形成された主面５０ａを下方に向けて、光学素子チップ５の裏面上に積み重ねられている。集積回路チップ５０の主面５０ａにおける外周付近には、集積回路チップ５０と、光学素子チップ５又は外部機器との間で信号を授受するための電極パッド５０ｂが設けられている。そして、配線１２の中間端子部１２ｃと電極パッド５０ｂとが金属細線５２により電気的に接続されている。
【００６０】
なお、配線１２は、内部端子部１２ａと外部端子部１２ｂとを接続するもの、内部端子部１２ａと中間端子部１２ｃとを接続するもの、中間端子部１２ｃと外部端子部１２ｂとを接続するもの、内部端子部１２ａと中間端子部１２ｃと外部端子部１２ｂとを接続するものなどがある。図４（ａ）においては、内部端子部１２ａと中間端子部１２ｃと外部端子部１２ｂとを接続する配線１２を表しており、配線１２は位置決め穴１０ａを迂回して形成されている。
【００６１】
そして、光学素子チップ５，集積回路チップ５０，配線１２，金属細線５２及びバンプ８は、基台１０の下面上で光学素子チップ５及び集積回路チップ５０の周囲に設けられたシール樹脂７によって封着されており、シール樹脂７，１５によって内部空間（開口部２）が密封されて、パッケージ体が構成されている。このとき、半田ボール１３のリフローによる母基板への実装を円滑に行なうために、シール樹脂７の下端部は半田ボール１３の下端部よりも上方に位置している。
【００６２】
本実施形態の光学デバイスによると、光学素子チップ５と、集積回路を搭載した集積回路チップ５０と、ホログラム４０とを１パッケージ化することができ、いわゆるＳＩＰ(System In Package）を実現することができる。すなわち、発光素子，受光素子，これを制御する集積回路，ホログラムなどを１パッケージ化することにより、集約度の高い光学デバイス（ホログラムユニット）を得ることができる。また、ホログラムユニットが組み込まれる光ピックアップシステム全体の小型化と製造コストの低減とを図ることできる。
【００６３】
なお、本実施形態の基台１０に代えて、図７に示す凹部を有する基台１３１内に集積回路チップや金属細線等を埋め込む構造を採用することによっても、光学素子チップと周辺回路等を含む集積回路チップとを１パッケージ化するという効果は発揮することができる。
【００６４】
本実施形態の光学デバイスの製造工程の図示は省略するが、第１の実施形態における図２（ｇ）に示す工程で、窓部材６に代えて、ホログラム４０を基台１０に取り付けることにより、図４（ａ），（ｂ）に示す構造を容易に実現することができる。ホログラムを取り付ける際には、位置決め用穴１０ａを基準としてホログラム４０のホログラム領域４０ｂの位置決めを行なうことができる。
【００６５】
したがって、本実施形態の製造工程においては、光学素子チップ５，集積回路５０及びホログラム４０を取り付ける際に、位置決め用穴１０ａを基準として位置決めを行なうことができるので、第１の実施形態の製造方法と同じ効果を発揮することができると共に、Ｘ・Ｙ精度の優れたホログラムユニットを実現することができる。
【００６６】
（第３の実施形態）
−光学デバイスの構造−
図５（ａ），（ｂ）は、順に、第３の実施形態に係る光学デバイスのVA−VA線における断面図及び裏面図である。ただし、図５（ａ）と図５（ｂ）とは、互いに異なる縮尺で描かれている。
【００６７】
同図に示すように、本実施形態の光学デバイスにおいては、配線１２の内部端子部１０ａにコイニングが施されて、基台１０の下面において開口部２を囲む領域に段差部１０ｂが形成されている。つまり、基台１０の厚さが開口部２を囲む領域では薄くなっているので、第１の実施形態に比べて、光学素子チップ５及び集積回路チップ５０がより窓部材６に近づくように配置されている，つまり，アップセットされている。他の部分の構造は、第１の実施形態における図１（ａ），（ｂ）について説明したとおりである。
【００６８】
本実施形態によると、第１の実施形態と同じ効果を発揮することができると共に、光学素子チップ５及び集積回路チップ５０がアップセットされていることにより、以下のような効果をも発揮することができる。
【００６９】
第１に、シール樹脂７の最下面と半田ボール１３の最下面との差つまりクリアランスＱを十分大きく確保することができる。したがって、光学デバイスを母基板に実装する際に、半田ボール１３による母基板の配線との接続の信頼性が向上することになる。また、このことにより、半田ボール１３の径を小さくすることができるので、光学デバイス全体の高さ寸法を縮小することができる。
【００７０】
第２に、集積回路チップ５０のパッド電極５０ｂと、配線１２の中間端子部１２ｃとの間の距離が近づくことにより、金属細線５２のループ段差を低減することができるので、ワイヤボンディングをより正確に行なうことができる。
【００７１】
第３に、窓部材６の底面と光学素子５の上面との距離が短縮されることにより、窓部材６の上方に配置されるレンズの焦点距離を調整するためのレンズの移動範囲を大きく確保することができ、光学デバイスが配置されるシステムの設計の自由度が増す。
【００７２】
なお、本実施形態においても、光学素子チップ５として、発光ダイオードなどの発光素子と受光素子を搭載したものを用い、透光性部材として窓部材６に代えてホログラム（図５（ａ）の一点鎖線参照）を用いることができる。その場合には、光学デバイスは、ＤＶＤ，ＣＤ，ＭＤなどを備えたシステムに用いられる光ピックアップ中の複数の要素を組み込んだホログラムユニットである。その場合にも、基台１０に位置決め用穴１０ａ（又は位置決め用段差部）が設けられていることにより、ホログラムの位置精度が向上する。
【００７３】
−光学デバイスの製造工程−
図６（ａ）〜（ｈ）は、本発明の第３の実施形態に係る光学デバイスの製造工程を示す断面図である。ただし、図６（ａ）〜（ｈ）に示す工程においては、１個の光学デバイス形成領域のみが表示されているが、実際には、多数の光学デバイス形成領域を碁盤目状に有するリードフレームを用いて製造工程が進められる。
【００７４】
まず、図６（ａ）に示す工程で、配線パターンが形成されたリードフレーム１２を封止テープ２０の上に載置する。リードフレーム１２の大部分は、その下部にハーフエッチ又はプレスされてなる凹部が設けられ、内部端子部１２ａ，外部端子部１２ｂ及び中間端子部１２ｃとなる部分だけが、凹部の底面から下方に突出した構造となっている。
【００７５】
次に、図６（ｂ）に示す工程で、封止テープ２０をつけた状態で、リードフレーム１２のうち内部端子部１２ａにコイニングを施して、内部端子部１２ａの厚みを薄くする。
【００７６】
次に、図６（ｃ）に示す工程で、モールド工程を行なう。その際、第１の実施形態における図３（ａ），（ｂ）に示すように、リードフレーム（配線１２）に封止テープ２０を取り付けたものを、モールド金型３０に装着し、エポキシ樹脂などの可塑性樹脂（モールド樹脂）をモールド金型３０のダイキャビティ３０ａに充填して、リードフレーム（配線１２）の内部端子部１２ａ，外部端子部１２ｂ及び中間端子部１２ｃ以外の部分をモールド樹脂内に埋め込んで基台１０を形成する。ここで、本実施形態においては、第１の実施形態とは異なり、モールド金型３０の下型には、内部端子部１２ａの付近において、図５（ａ）に示す段差部１０ｂに相当する段差部が設けられている。したがって、内部端子部１２ｃに近い部分には、基台１０の段差部１０ｂが形成される。
【００７７】
なお、第１の実施形態と同様に、図３（ａ），（ｂ）に示すごとく、モールド金型３０には、光学デバイスの位置決め用穴１０ａを形成するためのピン部材３０ｃが設けられている。そして、モールド金型３０の各ダイキャビティ３０ａ間を隔てる仕切部３０ｂとピン部材１０ａとにはモールド樹脂が充填されないので、基台１０の各光学デバイス形成領域には、光学素子を取り付けるための開口部２と、位置決め用穴１０ａと、段差部１０ｂとが形成される。
【００７８】
その後、図６（ｄ）〜（ｈ）に示す工程においては、すでに説明した，第１の実施形態における図２（ｃ）〜（ｆ）と同じ処理を行なう。
【００７９】
本実施形態の製造方法により、図５（ａ）に示す光学デバイスの構造を実現することができる。特に、図６（ｂ）に示す工程で、リードフレーム（配線１２）の内部端子部１２ｃにコイニングを施すことにより、光学デバイス５及び集積回路チップ５０をアップセットするための段差部１０ｂを容易に実現することができる。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
本発明に係る光学デバイスは、ビデオカメラ，デジタルカメラ，デジタルスチルカメラ等の部品、あるいは、ＤＶＤ，ＣＤ，ＭＤなどを利用するシステムの光ピックアップに利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】（ａ），（ｂ）は、順に、第１の実施形態に係る光学デバイスのIA−IA線における断面図及び裏面図である。
【図２】（ａ）〜（ｇ）は、第１の実施形態に係る光学デバイスの製造工程を示す断面図である。
【図３】（ａ），（ｂ）は、第１の実施形態に係る光学デバイスの製造工程のうちモールド工程を示す断面図である。
【図４】（ａ），（ｂ）は、順に、第２の実施形態に係る光学デバイスのIVA−IVA線における断面図及び裏面図である。
【図５】（ａ），（ｂ）は、順に、第３の実施形態に係る光学デバイスのVA−VA線における断面図及び裏面図である。
【図６】（ａ）〜（ｈ）は、第３の実施形態に係る光学デバイスの製造工程を示す断面図である。
【図７】従来の光学デバイスの構造を示す断面図である。
【符号の説明】
【００８２】
２    開口部
５    撮像素子
５ａ  主面
５ｂ  パッド電極
６    窓部材
７    シール樹脂
８    バンプ
１０  基台
１０ａ  位置決め用穴
１０ｂ  段差部
１２  配線
１２ａ  内部端子部
１２ｂ  外部端子部
１２ｃ  中間端子部
１３  半田ボール
１５  シール樹脂
２０  封止テープ
３０  モールド金型
３０ａ  ダイキャビティ
３０ｂ  仕切部
４０    ホログラム
４０ａ  本体部
４０ｂ  ホログラム領域
５０  集積回路チップ
５１  絶縁体層
５２  金属細線
【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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