(57)【要約】【課題】ストレスの発生の少ない受発光素子の製造方法を提供する。  【解決手段】  受発光素子を構成する発光素子及び受光素子との組を基板上に複数組搭載し、基板を光透過樹脂で封止した後、発光素子と受光素子との間の光透過樹脂を除去して凹部を形成する。凹部内に遮光樹脂を充填した後、個々の受発光素子に切断分離する。使用する遮光樹脂は、使用する光透過樹脂に顔料系吸収色素を混練して用意する。  具体的には、エポキシ樹脂からなる光透過樹脂に、カーボンブラックを混練した遮光樹脂を用いる。  【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
受発光素子を構成する発光素子及び受光素子との組を基板上に複数組搭載し、該基板を光透過樹脂で封止した後、前記発光素子と前記受光素子との間の前記光透過樹脂を除去して凹部を形成し、該凹部内に遮光樹脂を充填した後、個々の受発光素子に切断分離する受発光素子の製造方法において、
光透過樹脂と、該光透過樹脂に顔料系吸収色素を混練した遮光樹脂を用意する工程と、
前記発光素子及び前記受光素子を前記基板上に搭載し、該基板を前記光透過樹脂で封止した後、前記凹部を形成する工程と、
該凹部内に、前記顔料系吸収色素を混練して用意した前記遮光樹脂を充填し、硬化させる工程とを含むことを特徴とする受発光素子の製造方法。  
【請求項２】
請求項１記載の受発光素子の製造方法において、エポキシ樹脂からなる前記光透過樹脂と、該エポキシ樹脂にカーボンブラックを混練した前記遮光樹脂を用意する工程を含むことを特徴とする受発光素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、チルトセンサ、反射型インタラプタ、フォトカプラ等に利用される受光素子と発光素子とを同一基板上に搭載した受発光素子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のこの種の受発光素子の製造方法は、基板上に発光素子と受光素子を搭載して、光透過樹脂を用いて樹脂封止した後、発光素子と受光素子との間の光透過樹脂を切削して、基板に達する凹部を形成し、この凹部内に遮光体を設けることによって、発光素子と受光素子を光学的に分離する方法がとられていた（特許文献１）。
【０００３】
また本願出願人は、遮光部を一括して形成する方法を提案している（特許文献２）。図６は本願出願人が先に提案した受発光素子の製造方法の一例を示す説明図である。この製造方法では、図７に示すように集合基板状態のプリント配線板１（有機材料から基板）上に複数組の発光素子９と受光素子１０を搭載する構成となっている。なお図６は、図７に示す複数組の受発光素子の内、１組の受発光素子について図示したものである。
【０００４】
以下図６に従い、１個の発光素子と１個の受光素子からなる受発光素子の製造方法について説明する。まず、発光素子９と受光素子１０をプリント配線板１上に形成された発光素子用ダイパッド５及び受光素子用ダイパッド７上に、銀ペースト等の導電性ペーストによりそれぞれ接着、搭載する。その後、発光素子９及び受光素子１０の表面電極と、プリント配線板１表面の発光素子用基板電極６と受光素子用基板電極８とをそれぞれ、金線、アルミニウム線等を用いて接続する（図６ａ）。
【０００５】
次に、ポッティング法、あるいは印刷法により、プリント配線板１表面に、エポキシ樹脂等の光透過樹脂１１を形成する（図６ｂ）。
【０００６】
光透過樹脂を１１を熱硬化させ、図７に示す集合基板状態のプリント配線板１に搭載した発光素子９と受光素子１０との間を通るラインＺに沿って、ダイシングブレードを走行させ、光透過樹脂１１を切削除去し、発光部３と受光部４との間に、遮光領域となる凹部１４を形成する（図６ｃ）。
【０００７】
凹部１４内に、凹部１４の幅より狭いノズル径のディスペンサを用いてポッティングし、遮光樹脂２を充填し、硬化させる。ここで遮光樹脂として、凹部１４内に充填可能な遮光材としてシリカを含むフィラ入りエポキシ樹脂を用いる（図６ｄ）。遮光樹脂２は、凹部１４の幅より狭い幅のマスクを用いた印刷法により形成する場合もある。
【０００８】
その後、図７に示すダイシングラインＸ１、Ｘ２及びＹ１、Ｙ２に沿ってダイシングブレードを走行させ、光透過樹脂１１、凹部１４内に充填した遮光樹脂２及びプリント配線板１を切断することにより、ここの受発光素子に個片化することができる。
【０００９】
さらに本願出願人は、遮光樹脂２を硬化させた後、その表面を研磨し、光透過樹脂１１及び遮光樹脂２の表面を同一平面で、ほぼ平坦した受発光素子や、凹部１４を隣接する別の受発光素子との間に形成し、受発光素子の周囲を遮光樹脂２で取り囲んだ構造の受発光素子の製造方法についても提案している（特願２００３−３４６８８４号）
【特許文献１】特開平１０−９３１３２号公報
【特許文献２】特開２００４−７１７３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本願出願人が特許文献２で開示した製造方法では、光透過樹脂及び遮光樹脂として同種のエポキシ樹脂を使用していたが、使用する樹脂の線膨張率、弾性率、ガラス転移温度等の物性が異なる場合、光透過樹脂と遮光樹脂との間にストレスが生じてしまう。特に光透過樹脂の周りを遮光樹脂で取り囲む構造の受発光素子では、樹脂にクラックや剥離が生じてしまうという問題があった。
【００１１】
また樹脂のストレスを緩和するため、受光素子あるいは発光素子の周囲にシリコーン樹脂やポリイミド樹脂を塗布する方法もあるが、材料費や製造コストが嵩んでしまうという問題があった。本発明はこれらの問題を解消し、ストレスの発生の少ない受発光素子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】
【００１２】
本発明は上記目的を達成するため、請求項１に係る発明は、受発光素子を構成する発光素子及び受光素子との組を基板上に複数組搭載し、該基板を光透過樹脂で封止した後、前記発光素子と前記受光素子との間の前記光透過樹脂を除去して凹部を形成し、該凹部内に遮光樹脂を充填した後、個々の受発光素子に切断分離する受発光素子の製造方法において、光透過樹脂と、該光透過樹脂に顔料系吸収色素を混練した遮光樹脂を用意する工程と、前記発光素子及び前記受光素子を前記基板上に搭載し、該基板を前記光透過樹脂で封止した後、前記凹部を形成する工程と、該凹部内に、前記顔料系吸収色素を混練して用意した前記遮光樹脂を充填し、硬化させる工程とを含むことを特徴とする。  
【００１３】
請求項２に係る発明は、請求項１記載の受発光素子の製造方法において、エポキシ樹脂からなる前記光透過樹脂と、該エポキシ樹脂にカーボンブラックを混練した前記遮光樹脂を用意する工程を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は、使用する光透過樹脂に顔料系吸収色素を混練して用意した遮光樹脂を用いることにより、光透過樹脂と遮光樹脂の線膨張率、弾性率、ガラス転移温度が近い樹脂の組合せとなり、光透過樹脂と遮光樹脂との間に発生するストレスを小さくすることができる。そのため、信頼性の高い受発光素子を製造することが可能となる。
【００１５】
本発明によれば、光透過樹脂に顔料系吸収色素を混練するのみで遮光樹脂を用意することができるので、簡便に遮光樹脂を用意することができる。
【００１６】
また、光透過樹脂と遮光樹脂との間のストレスを緩和するため、受光素子や発光素子の周囲にシリコーン樹脂等を塗布する必要がないので、材料費や製造コストを嵩むこともない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明は、使用する光透過樹脂に顔料系吸収色素を混練して用意した遮光樹脂を用いて受発光素子を形成するものである。  
【実施例１】
【００１８】
以下、本発明の第１の実施例について説明する。まず、光透過樹脂としてエポキシ樹脂を用意する。このエポキシ樹脂は、線膨張率８７ｐｐｍ（α１：ガラス転移温度前の線膨張率）、弾性率３．３ＭＰａ（２４．４℃）、ガラス転移温度５４℃のものを用いた。このエポキシ樹脂に遮光材として顔料系吸収色素を混練する。ここでは以下に示す２種類の遮光樹脂を用意することとする。顔料系吸収色素としてカーボンブラックを用い、１ｗｔ％の割合で混練した遮光樹脂Ａと、同様にカーボンブラックを５ｗｔ％の割合で混練した遮光樹脂Ｂを用意する。遮光樹脂Ａ、Ｂの線膨張率、弾性率、ガラス転移温度はそれぞれ、９０ｐｐｍ（α１）、３．３ＭＰａ（２４．９℃）、５２℃と、９５ｐｐｍ（α１）、３．４ＭＰａ（２４．９℃）、５０．８℃である。
【００１９】
受発光素子の製造工程は、従来の製造工程と同様である。プリント配線板１の発光素子ダイパッド５にＬＥＤなどの発光素子９を銀ペースト等により実装搭載する。一方受光素子ダイパッド７にフォトトランジスタなどの受光素子１０を同様に実装搭載する。その後、発光素子９の表面電極と発光素子用基板電極６を、金線、アルミニウム線等により接続する。また受光素子１０の表面電極と受光素子用基板電極８を同様に接続する（図１ａ）。
【００２０】
プリント配線板１表面の発光素子９及び受光素子１０搭載面を、先に用意したエポキシ樹脂からなる光透過樹脂１１を用いて封止する（図１ｂ）。ここでは、ポッティング法あるいは印刷法により塗布する。
【００２１】
塗布した光透過樹脂１１を熱硬化した後、図７に示す発光素子９と受光素子１０との間を通るラインＺに沿ってダイシングブレードを走行させ、光透過樹脂１１を除去し、遮光領域形成のための溝状の凹部１４を形成する（図１ｃ）。凹部１４の幅は、使用するダイシングブレードの幅により変えることができる。ここで、発光素子９と受光素子１０間の光の漏れを防止するため、光透過樹脂１１を除去する際、プリント配線板１の表面の一部をダイシングブレードで除去する工程とすることもできる。
【００２２】
次に凹部１４内に、ディスペンサ１５を用いて先に用意した遮光樹脂２をポッティングする（図１ｄ）。遮光樹脂２は、光透過樹脂１１にカーボンブラックを添加して用意した遮光樹脂Ａ、遮光樹脂Ｂのいずれかを用いる。ポッティングした遮光樹脂２を硬化させた後、図７に示すダイシングラインＸ１、Ｘ２及びＹ１、Ｙ２に沿ってダイシングブレードを走行させ、光透過樹脂１１、遮光樹脂２及びプリント配線板１を切断することで、図２に示すような、発光部３と受光部４の間に、遮光樹脂２で形成された遮光壁を備えた受発光素子を形成することができる。凹部１４の形成や個々の受発光素子に切断する工程は、ダイシングブレードを走行させて切断する代わりに、レーザ光を照射して凹部１４の形成や切断分離を行っても良い。
【実施例２】
【００２３】
次に第２の実施例について説明する。第１の実施例で説明した受発光素子は、図２に示すように、遮光樹脂２が発光部３及び受光部４表面を覆っていない。しかし、遮光樹脂２が発光部３や受光部４表面を覆ってしまう場合、遮光樹脂２を除去する必要がある。そこで、発光部３や受光部４表面に遮光樹脂２が形成された場合、遮光樹脂２を除去する方法について説明する。
【００２４】
実施例１で説明した遮光樹脂２を硬化させた後、少なくとも発光部３、受光部４の表面と遮光樹脂２表面がほぼ同じ高さとなるように研磨する。図３は研磨方法の一例を示している。図３に示すように、ローラ１３の回転に伴い、回転する研磨紙１２（研磨ベルト）の下のプリント配線板１を往復させることにより、遮光樹脂２が研磨され、光透過樹脂１１の表面とほぼ同じ高さとすることができる。使用する研磨紙１２の粒度等は、研磨量や研磨条件に応じて適宜選択されるが、研磨された光透過樹脂１１の表面の凹凸が１０μｍ程度であれば、受発光素子として十分な特性を得ることができる。
【００２５】
以下、前述の説明同様、図７に示すダイシングラインＸ１、Ｘ２及びＹ１、Ｙ２に沿ってダイシングブレードを走行させ、光透過樹脂１１、遮光樹脂２及びプリント配線板１を切断することで、図３（ｂ）に示すような、発光部３と受光部４の間に、遮光樹脂２で形成された遮光壁を備えた受発光素子を形成することができる。
【実施例３】
【００２６】
また、本発明は別の実施例に適用することもできる。実施例１で説明した凹部１４を形成する際（図１ｃ工程に相当）、図７のラインＺに加えて、ラインＸ１、Ｘ２及びＹ１、Ｙ２の沿ってブレード幅Ａのダイシングブレードを走行させ、凹部１４を形成した後、凹部１４内にディスペンサを用いて先に用意した遮光樹脂２をポッティングする。以下、実施例１及び実施例２で説明したように、少なくとも発光部３、受光部４の表面と遮光樹脂２表面がほぼ同じ高さとなるように研磨した後、図７に示すダイシングラインＸ１、Ｘ２及びＹ１、Ｙ２に沿ってダイシングブレードを走行させ、光透過樹脂１１、遮光樹脂２及びプリント配線板１を切断する。このときブレード幅を先に用いたダイシングブレードのブレード幅Ａより狭いブレード幅のダイシングブレードを用いる。その結果、図４（ａ）に斜視図及び断面図を示すように、発光部３と受光部４の間及び周囲に、遮光樹脂２で形成された遮光壁を備えた受発光素子を形成することができる。  
【００２７】
図４（ａ）に示す構造の受発光素子は、光透過樹脂１１の周囲を遮光樹脂２で取り囲む構造となっているため、光透過樹脂と遮光樹脂との間に発生するストレスの影響を受けやすい構造となる。この構造においてストレスの影響を比較した。図５では、図４（ａ）に示す構造で、本発明の遮光樹脂Ａ、遮光樹脂Ｂ、従来の遮光樹脂の３種類を用いた場合について、比較している。従来の遮光樹脂は、遮光材としてシリカを添加しており、線膨張率１２ｐｐｍ、弾性率１７ＧＰａ。ガラス転移温度１７０℃のものを使用した。加熱は、室温から１９０℃まで２００秒間で昇温し、１９０℃で１６０秒間保持した後、更に２６０℃へ１４０秒間で昇温し、その後自然冷却する工程を２回繰り返した。図５に示すように、従来の遮光樹脂では不良発生率が２０．８％だったのに対し、本発明の遮光樹脂Ａ及び遮光樹脂Ｂを使用した場合には、不良発生率は０であり、本発明は、光透過樹脂と遮光樹脂の物性を近づけることにより、ストレスの発生を抑えていることが確認された。
【００２８】
なお、図４（ａ）に示す構造の他、図２、図３（ｂ）、図４（ｂ）について、上記条件で加熱した場合も、不良発生率は０であることを確認している。
【実施例４】
【００２９】
また本発明は、フォトカプラの製造方法に適用することができる。フォトカプラを形成する場合、実施例１で説明した凹部１４を形成する際（図１ｃ工程に相当）、図７のラインＸ１、Ｘ２及びＹ１、Ｙ２の沿ってダイシングブレードを走行させ、凹部１４内に、ディスペンサを用いて先に用意した遮光樹脂２をポッティングする。その後、遮光樹脂２を全面に塗布し、受発光素子全面を遮光樹脂２で覆う構造とする。以下、実施例３で説明したように、図７に示すダイシングラインＸ１、Ｘ２及びＹ１、Ｙ２に沿ってダイシングブレードを走行させ、光透過樹脂１１、遮光樹脂２及びプリント配線板１を切断することで、図４（ｂ）に示すような、遮光樹脂２で表面を覆われた受発光素子を形成することができる。  
【００３０】
以上本発明の実施例について説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものでないことは言うまでもない。例えば、遮光材としてカーボンブラックを使用した場合について説明したが、光透過樹脂に含まれるフィラーの量により、添加量を適宜設定することができるし、カーボンブラックに限らず、所望の発光周波数帯における光を遮光可能な黒色以外の顔料系吸収色素を用いても良い。通常の顔料系吸収色素であれば、粒径が小さく、混練後の遮光樹脂と混練しない光透過樹脂の物性に大きな違いが生じないからである。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の第１の実施例を説明する図である。
【図２】本発明の第１の実施例により製造された受発光素子を説明する図である。
【図３】本発明の第２の実施例を説明する図である。
【図４】本発明の第３及び第４の実施例を説明する図である。
【図５】本発明の第３の実施例の効果を説明する図である。
【図６】従来の受発光素子の製造方法を説明する図である。
【図７】受発光素子の製造方法を説明する図である。
【符号の説明】
【００３２】
１：プリント配線板、２：遮光樹脂、３：発光部、４：受光部、５：発光素子用ダイパッド、６：発光素子用基板電極、７：受光素子用ダイパッド、８：受光素子用基板電極、９：発光素子、１０：受光素子、１１：光透過樹脂、１２：研磨紙、１３：ローラ、１４：凹部
【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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