光センサ装置及びその製造方法
【課題】リードフレームの開口部のアスペクト比を高めることができ、装置の小型化を実現できるようにした光センサ装置及びその製造方法を提供する。
【解決手段】赤外線を検出するＩＲ素子１０と、ＩＲ素子１０に積層された光学フィルタ２０と、貫通した第１の開口部を有する第１のリードフレーム３１と、貫通した第２の開口部を有する第２のリードフレーム３６と、ＩＲ素子１０及び光学フィルタ２０を覆うモールド樹脂５０と、を備え、第２のリードフレーム３６上に第１のリードフレーム３１が配置されて、第１の開口部と第２の開口部とが平面視で重なり、第１の開口部と第２の開口部とが平面視で重なる領域（即ち、開口部５１）に、ＩＲ素子１０及び光学フィルタ２０が配置され、光学フィルタ２０の受光面２１はモールド樹脂から露出している。
【解決手段】赤外線を検出するＩＲ素子１０と、ＩＲ素子１０に積層された光学フィルタ２０と、貫通した第１の開口部を有する第１のリードフレーム３１と、貫通した第２の開口部を有する第２のリードフレーム３６と、ＩＲ素子１０及び光学フィルタ２０を覆うモールド樹脂５０と、を備え、第２のリードフレーム３６上に第１のリードフレーム３１が配置されて、第１の開口部と第２の開口部とが平面視で重なり、第１の開口部と第２の開口部とが平面視で重なる領域（即ち、開口部５１）に、ＩＲ素子１０及び光学フィルタ２０が配置され、光学フィルタ２０の受光面２１はモールド樹脂から露出している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、赤外線等の光を検出する光センサ装置及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の従来技術としては、例えば特許文献１に開示されたものがある。かかる文献には、その図２に示されているように、赤外線のみを透過させる光学フィルタ付きのセンサ素子が、その受光面を除いて樹脂で覆われた構造の赤外線センサが開示されている。センサ素子は、赤外線によって光起電力効果を生じる量子型のフォトダイオードである。また、光学フィルタは、特定の波長の赤外線のみを透過させる機能を有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１３３９４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１に開示されているように、センサ素子に光学フィルタを取り付け、これらをリードフレームの貫通した開口部内に配置して１パッケージ化する場合、リードフレームの開口部にはセンサ素子の厚さと光学フィルタの厚さ、及び、Ａｕ等からなるワイヤーのループ高さとを合計した大きさ以上の深さが必要とされる。即ち、図１７に示すように、リードフレーム９０の厚さ（＝開口部９１の深さ）をＴ１とし、センサ素子９５の厚さＴ２とし、光学フィルタ９６の厚さＴ３と、センサ素子９５とリードフレーム９０を電気的に接続するワイヤー９７のループ高さをＴ４としたとき、Ｔ１は下記の（１）式を満たす必要がある。
Ｔ１＞Ｔ２＋Ｔ３＋Ｔ４…（１）
【０００５】
しかしながら、リードフレーム９０を厚くすると開口部９１の深さＴ１だけでなく、開口部９１の幅Ｗも広がってしまうため、赤外線センサを小型化することができない、という課題があった。
詳しく説明すると、図１７に示すようなリードフレーム９０の貫通した開口部９１は、例えば、リードフレーム９０を表面９０ａ及び裏面９０ｂの側からそれぞれエッチングすることにより形成することができる。このエッチングは等方性のウェットエッチングであり、リードフレーム９０の深さ方向（Ｚ方向）へのエッチングと同時に水平方向（Ｘ方向、Ｙ方向）へのエッチングも進行する。このため、リードフレーム９０の厚さが大きいほど、形成される開口部９１の幅Ｗも大きくなってしまう。
【０００６】
また、このような開口部９１を形成する他の方法として、金型を用いてリードフレーム９０をパンチングする方法も考えられるが、この方法においても、リードフレーム９０の厚さＴ１よりも幅Ｗの小さい開口部を形成することはできない。
そこで、この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、リードフレームの開口部のアスペクト比を高めることができ、光センサ装置の小型化を実現できるようにした光センサ装置及びその製造方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明の一態様に係る光センサ装置は、光を検出する光センサ素子と、前記光センサ素子に積層された光学フィルタと、貫通した第１の開口部を有する第１のリードフレームと、貫通した第２の開口部を有する第２のリードフレームと、前記光センサ素子及び前記光学フィルタを覆う封止部材と、を備え、前記第２のリードフレーム上に前記第１のリードフレームが配置されて、前記第１の開口部と前記第２の開口部とが平面視で重なり、前記第１の開口部と前記第２の開口部とが平面視で重なる領域に、前記光センサ素子及び前記光学フィルタが配置され、前記光学フィルタの受光面は前記封止部材から露出していることを特徴とする。
【０００８】
このような構成であれば、第１のリードフレームと第２のリードフレームとの組み合わせにより、１つのリードフレームが構成される。また、この１つのリードフレームの開口部（即ち、第１の開口部と前記第２の開口部とが平面視で重なる領域）について、その幅は第１の開口部（又は、第２の開口部）の幅と同じ大きさに抑えられ、その深さは第１の開口部と第２の開口部のそれぞれの深さを合計した深さとなる。これにより、幅が狭くて深い（即ち、アスペクト比の大きい）開口部が実現する。光センサ装置の小型化が可能である。なお、「封止部材」としては、例えば、後述するモールド樹脂５０が該当する。また、「第１の開口部と第２の開口部とが平面視で重なる領域」としては、例えば、後述する開口部５１、６１、６２が該当する。
【０００９】
また、上記の光センサ装置において、前記光センサ素子は、第１の光センサ素子と第２の光センサ素子とを含み、前記光学フィルタは、前記第１の光センサ素子に積層された第１の光学フィルタと、前記第１の光学フィルタと特性が異なり且つ前記第２の光センサ素子に積層された第２の光学フィルタとを含み、前記第１の開口部と前記第２の開口部とが平面視で重なる領域は、第１の領域と、前記第１の領域と位置が異なる第２の領域とを含み、前記第１の光センサ素子及び前記第１の光学フィルタは前記第１の領域に配置され、前記第２の光センサ素子及び前記第２の光学フィルタは前記第２の領域に配置されていることを特徴としてもよい。
【００１０】
ここで、「特性」としては、例えば、波長に依存した光の透過率特性が挙げられる。例えば、第１の光学フィルタは、その特性として、第１の波長範囲の光のみを選択的に（即ち、透過率高く）透過させる機能を有する。第２の光学フィルタは、その特性として、第１の波長範囲とは異なる第２の波長範囲の光のみを選択的に透過させる機能を有する。このような方法であれば、例えば、第１の光センサ素子から出力される電気信号と、第２の光センサ素子から出力される電気信号とに基づいて、外界から入射してくる光の強度を波長範囲毎に特定することが可能となる。従って、例えば、人感センサや炎センサなどに極めて好適に用いることができる。なお、「第１の領域」としては、例えば、後述する開口部６１が該当する。「第２の領域」としては、例えば、後述する開口部６２が該当する。
【００１１】
また、上記の光センサ装置において、前記第２のリードフレームの第１の面上に前記第１のリードフレームが配置されており、前記第２のリードフレームの前記第１の面の反対側の第２の面は前記封止部材により全て覆われていることを特徴としてもよい。このような構成であれば、パッケージに含まれる第２のリードフレームの第２の面は樹脂部材により全て覆われており、光学フィルタの受光面の側には第１、第２のリードフレーム（以下、これらを合わせて単にリードフレームともいう。）の何れも露出していない。このため、例えば、受光面の側に液滴等が付着した場合でも、この液滴がリードフレームに触れることはなく、液滴を介して光学フィルタとリードフレームとがショートしてしまうことを防ぐことができる。また、光学フィルタの受光面の側には、リードフレームが露出していないため、例えば、ユーザーがリードフレームを光学フィルタの受光面であると誤認してしまうようなことも防ぐことができる。なお、「第１の面」としては、例えば、後述する表面６６ａ、８６ａが該当する。また、「第２の面」としては、例えば、後述する裏面６６ｂ、８６ｂが該当する。
【００１２】
また、本発明の別の態様に係る光センサ装置の製造方法は、第１のリードフレームが有する貫通した第１の開口部と、第２のリードフレームが有する貫通した第２の開口部とが平面視で重なるように、前記第２のリードフレームの第１の面上に前記第１のリードフレームを配置する工程と、前記第２のリードフレームの前記第１の面の反対側の第２の面に、粘着テープの粘着性を有する面を貼付する工程と、前記第１の開口部と前記第２の開口部とが平面視で重なる領域に、光センサ素子及び当該光センサ素子に積層された光学フィルタを配置して、前記光学フィルタの受光面を前記粘着テープの前記粘着性を有する面に貼付する工程と、前記光センサ素子及び前記光学フィルタを封止部材で覆う工程と、前記封止部材及び前記第２のリードフレームから前記粘着テープを除去する工程と、前記封止部材と前記第１のリードフレーム及び前記第２のリードフレームを切断してパッケージを形成する工程と、を備えることを特徴とする。
【００１３】
このような方法であれば、第１のリードフレームと第２のリードフレームとの組み合わせにより、１つのリードフレームを構成することができる。また、この１つのリードフレームの開口部（即ち、第１の開口部と前記第２の開口部とが平面視で重なる領域）について、その幅を第１の開口部や第２の開口部の各幅と同じ大きさに抑えつつ、その深さを第１の開口部と第２の開口部のそれぞれの深さを合計した深さにすることができる。これにより、幅が狭くて深い（即ち、アスペクト比の大きい）開口部を実現することができるため、光センサ装置の小型化が可能である。
【００１４】
また、上記の光センサ装置の製造方法において、前記光センサ素子は、第１の光センサ素子と第２の光センサ素子とを含み、前記光学フィルタは、前記第１の光センサ素子に積層された第１の光学フィルタと、前記第１の光学フィルタと特性が異なり且つ前記第２の光センサ素子に積層された第２の光学フィルタとを含み、前記第１の開口部と前記第２の開口部とが平面視で重なる領域は、第１の領域と、前記第１の領域と位置が異なる第２の領域とを含み、前記光センサ素子及び前記光学フィルタを配置する工程は、前記第１の光センサ素子及び前記第１の光学フィルタを前記第１の領域に配置して、前記第１の光学フィルタの受光面を前記粘着テープの前記粘着性を有する面に貼付する工程と、前記第２の光センサ素子及び前記第２の光学フィルタを前記第２の領域に配置して、前記第２の光学フィルタの受光面を前記粘着テープの前記粘着性を有する面に貼付する工程と、を含み、前記パッケージを形成する工程では、前記第１の光センサ素子及び前記第１の光学フィルタと前記第２の光センサ素子及び前記第２の光学フィルタとが同一のパッケージ内に含まれるように、前記封止部材と前記第１のリードフレーム及び前記第２のリードフレームを切断することを特徴としてもよい。
【００１５】
このような方法であれば、例えば、外界から入射してくる光を複数の波長範囲毎にそれぞれ検出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。この光センサ装置は、第１の光センサ素子から出力される電気信号と、第２の光センサ素子から出力される電気信号とに基づいて、入射してくる光の強度を波長範囲毎に特定することが可能となる。従って、例えば、人感センサや炎センサなどに極めて好適な光センサ装置を提供することができる。
【００１６】
また、上記の光センサ装置の製造方法において、前記第２のリードフレームは、前記パッケージの内側となる第１の部位と、前記パッケージの外側となる第２の部位とを有し、前記第１の部位は前記第２の部位よりも厚さが小さく、且つ、前記第１の面を上側に向け、前記第２の面を下側に向けたときに、前記第１の部位の前記第２の面は前記第２の部位の前記第２の面よりも上側に位置することを特徴としてもよい。このような方法であれば、パッケージに含まれる第２のリードフレームの第２の面を全て封止部材で覆うことができる。このため、光学フィルタの受光面の側にリードフレーム露出していない光センサ装置を提供することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、リードフレームの開口部のアスペクト比を高めることができ、光センサ装置の小型化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】第１実施形態に係るＩＲセンサ装置１００の構成例を示す図。
【図２】ＩＲセンサ装置１００の外観の一例を示す図。
【図３】ＩＲ素子１０の構成例を示す図。
【図４】第１実施形態に係る第１のリードフレーム３１の構成例を示す図。
【図５】第１実施形態に係る第２のリードフレーム３６の構成例を示す図。
【図６】ＩＲセンサ装置１００の製造方法を示す図。
【図７】第１、第２のリードフレーム３１、３６の仮止め方法の一例を示す図。
【図８】第２実施形態に係るＩＲセンサ装置２００等の構成例を示す図。
【図９】ＩＲセンサ装置２００の外観の一例を示す図。
【図１０】ＩＲセンサ装置２００の製造方法を示す図。
【図１１】第３実施形態に係るＩＲセンサ装置３００の構成例を示す図。
【図１２】ＩＲセンサ装置３００の外観の一例を示す図。
【図１３】第３実施形態に係る第１のリードフレーム７１の構成例を示す図。
【図１４】第３実施形態に係る第２のリードフレーム７６の構成例を示す図。
【図１５】第４実施形態に係るＩＲセンサ装置４００等の構成例を示す図。
【図１６】ＩＲセンサ装置４００の外観の一例を示す図。
【図１７】課題を説明するための図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明による実施形態を、図面を用いて説明する。なお、以下に説明する各図において、同一の構成を有する部分には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する場合もある。
（１）第１実施形態
（１．１）ＩＲセンサ装置の概略構成
図１（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第１実施形態に係るＩＲセンサ装置１００の構成例を示す平面図と、この平面図をＡ１−Ａ´１線で切断した断面図である。なお、図１（ａ）では図面の複雑化を回避するためにモールド樹脂の図示を省略している。また、図１（ａ）において、ハッチングを付した領域は表面の側からハーフエッチングされた領域（以下、ハーフエッチング領域ともいう。）を示し、グレーの領域は表面の側からハーフエッチングされていない領域（以下、非エッチング領域）を示している。さらに、図１（ｂ）では、ＩＲ素子とリードフレームとの接合の状態を明確にするために、当該断面において紙面の手前側又は奥側にあるワイヤーも図示している。
【００２０】
図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、このＩＲセンサ装置１００は、ＩＲ素子１０と、ＩＲ素子１０の受光面に積層された（取り付けられた）光学フィルタ２０と、リードフレーム３０と、ＩＲ素子１０とリードフレーム３０とを電気的に接続する金（Ａｕ）等からなるワイヤー４０と、ＩＲ素子１０と光学フィルタ２０とを覆うモールド樹脂５０と、を備える。
図１（ｂ）に示すように、リードフレーム３０は、第１のリードフレーム３１と、第２のリードフレーム３６とを含み、これらが重なって１つのリードフレーム３０を構成している。そして、このリードフレーム３０の貫通した開口部５１にＩＲ素子１０及び光学フィルタ２０が配置されている。
【００２１】
また、図１（ｂ）に示すように、このＩＲセンサ装置１００において、光学フィルタ２０の受光面２１は、モールド樹脂５０から露出しており、第２のリードフレーム３６の裏面３６ｂと同一平面となるように（即ち、面一となるように）配置されている。
図２は、ＩＲセンサ装置１００の外観の一例を示す斜視図である。図２に示すように、このＩＲセンサ装置１００のパッケージの形状は例えば直方体である。光学フィルタの受光面２１は、パッケージの上面（即ち、第２のリードフレームの裏面３６ｂであり、モールド樹脂５０の表面でもある。）と面一となるように配置されている。外界の光は、光学フィルタの受光面２１に入射し、光学フィルタを通ってＩＲ素子の受光面に到達するようになっている。以下、ＩＲセンサ装置１００を構成する各要素と、その製造方法について詳しく説明する。
【００２２】
（１．２）ＩＲ素子及び光学フィルタの構成
図３（ａ）及び（ｂ）は、ＩＲ素子１０の構成例を示す図である。図３（ａ）はＩＲ素子１０の表面側を示し、図３（ｂ）は光電変換素子１３の断面を示す。図３（ａ）に示すＩＲ素子１０は、赤外線を検出する光センサ素子であり、赤外線等の光を透過する光透過基板１１と、この光透過基板１１の表面側に形成された受光部１２と、を備える。
【００２３】
これらの中で、光透過基板１１としては、ＧａＡｓ基板が用いられる。また、ＧａＡｓ基板の他に、例えば、Ｓｉ、ＩｎＡｓ、ＩｎＰ、ＧａＰ、Ｇｅなどの半導体基板、若しくは、ＧａＮ、ＡｌＮ、サファイヤ基板、ガラス基板などの基板が用いられる。このような基板によれば、赤外線等の特定波長の光を、光透過基板１１の裏面１６から表面にかけて効率的に透過させることができる。
【００２４】
また、受光部１２は、複数の光電変換素子１３と、光電変換素子１３で光電変換された電気信号を出力するためのパッド部１４と、配線１５と、を有する。光電変換素子１３はいずれも量子型のフォトダイオードであって、配線１５によって直列に接続されている。接続される光電変換素子１３の数が大きいほど発生する起電力は大きくなり、センサとしての感度が高まる。
【００２５】
図３（ｂ）に示すように、光電変換素子１３は、例えば、光透過基板１１上に形成されたインジウム（ｌｎ）及びアンチモン（Ｓｂ）を含むＩｎＳｂのようなｎ型化合物半導体層（ｎ層）１３ａと、このｎ層１３ａ上に形成されたノンドープの化合物半導体層層（π層）１３ｂと、このπ層１３ｂ上に形成され、バンドギャップがｎ層１３ａ及びπ層１３ｂよりも大きいＡｌＩｎＳｂのような化合物半導体層１３ｃと、この化合物半導体層１３ｃ上に形成され、ｐ型の不純物が高濃度にドーピングされているｐ型化合物半導体層（ｐ層）１３ｄとにより構成されている。このように、ｎ層１３ａと、π層１３ｂと、ｎ層１３ａ及びπ層１３ｂよりもバンドギャップが大きい化合物半導体層１３ｃと、ｐ層１３ｄとが順次積層されてなる光電変換素子１３は、２０００ｎｍ〜７４００ｎｍの赤外線を検出することができる。
【００２６】
図３（ａ）に示すパッド部１４は、受光部１２の光電変換で得られた電気信号をＩＣ素子に出力するために設けられている。このパッド部１４は、例えば、互いに離間して配置された一対のパッド電極１４ａ及び１４ｂを有する。一方のパッド電極１４ａと複数の光電変換素子１３からなる列の一端との間、及び、他方のパッド電極１４ｂと上記列の他端との間がそれぞれ、配線１５によって電気的に接続されている。
【００２７】
ところで、このＩＲ素子１０において、パッド部１４は、ＩＲ素子１０の表面のより中心に近い一部範囲（中心部）に配置されている。また、複数の光電変換素子１３は、このパッド部１４の周囲に配置されている。このような配置によれば、パッド電極１４ａ、１４ｂにワイヤーボンディングする際、圧力や超音波が加わっても光透過基板１１が欠損し難いという利点がある。また、光透過基板１１が欠損し難いため、パッド電極１４ａ、１４ｂに対して、Ａｕ等からなるワイヤーを充分な圧力や超音波で接合することができる。このため、ワイヤーをパッド電極１４ａ、１４ｂにより確実に圧着することができ、ワイヤーボンディングの信頼性を高めることができる。
【００２８】
一方、このＩＲ素子１０の裏面（即ち、受光面）１６に積層された光学フィルタ２０（図１（ｂ）参照。）は、所望の波長範囲の光を選択的に（即ち、透過率高く）透過させる機能を有するものである。例えば、この光学フィルタ２０は、赤外線のみを透過する機能を有する。
或いは、この光学フィルタ２０は、赤外線の中でも、特定の波長範囲の赤外線のみを透過する機能を有するものであってもよい。例えば、光学フィルタ２０は、光学部材と、この光学部材上に多層で形成された薄膜とで、長波長又は短波長、又はその両方の波長の赤外線を透過させない機能を有するものであり、これらの透過機能を組み合わせて結果的に、特定の波長の赤外線のみを透過させる機能を有するものであってもよい。
【００２９】
この光学フィルタ２０は、特定の波長の赤外線のみを透過させる機能を１枚で行っても良いし、場合によっては複数枚を使用することもできる。また、この光学部材の材料としては、シリコン（Ｓｉ）、硝子（ＳｉＯ２）、サファイヤ（Ａｌ２Ｏ３）、Ｇｅ、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＣａＦ２、ＢａＦ２などの所定の赤外線が透過する材料が用いられ、また、これに蒸着される薄膜材料としては、シリコン（Ｓｉ）、硝子（ＳｉＯ２）、サファイヤ（Ａｌ２Ｏ３）、Ｇｅ、ＺｎＳ、ＴｉＯ２、ＭｇＦ２、ＳｉＯ２、ＺｒＯ２、Ｔａ２Ｏ５などが使用される。また、光学部材上に異なる屈折率を有する誘電体を層状に積層した誘電体多層膜フィルタは、表面、裏面異なる所定の厚み構成で両面に作られていてもよいし、また、片面のみに形成されていてもよい。また、不要な反射を防止する目的で反射防止膜が表面、裏面の両面、又は片面の最表層に形成されていても構わない。
【００３０】
（１．３）リードフレームの構成
図４（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第１実施形態に係る第１のリードフレーム３１の構成例を示す平面図である。図４（ａ）は第１のリードフレーム３１の表面３１ａを示し、図４（ｂ）は第１のリードフレーム３１の裏面３１ｂを示している。
図４（ａ）及び（ｂ）に示す第１のリードフレーム３１は、例えば、銅（Ｃｕ）板を、フォトリソグラフィ技術により、その表面３１ａ及び裏面３１ｂの側からそれぞれ選択的にエッチングし、ニッケル（Ｎｉ）−パラジウム（Ｐｄ）−金（Ａｕ）等のめっき（鍍金）処理を施すことにより形成されたものである。
【００３１】
図４（ａ）において、第１のリードフレーム３１内の白色の領域は表面３１ａと裏面３１ｂとの間を貫通した第１の開口部３２を示し、ハッチングを付した領域は表面３１ａの側からハーフエッチングされた領域（即ち、ハーフエッチング領域）３３ａを示す。また、グレーの領域はエッチング時にフォトレジスト等で表面３１ａがマスクされることにより、エッチングされなかった領域（即ち、非エッチング領域）３４ａを示す。
【００３２】
同様に、図４（ｂ）において、第１のリードフレーム３１内の白色の領域は第１の開口部３２を示し、ハッチングを付した領域は裏面３１ｂの側からハーフエッチングされたハーフエッチング領域３３ｂを示す。また、グレーの領域はエッチング時にフォトレジスト等で裏面３１ｂがマスクされることにより、エッチングされなかった非エッチング領域３４ｂを示す。
なお、図４（ａ）及び（ｂ）に示す第１のリードフレーム３１の外周部は、後述のダイシング工程で、ダイシングブレード等により切断される領域（カーフ幅という。）３５となっている。
【００３３】
図５（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第１実施形態に係る第２のリードフレーム３６の構成例を示す平面図である。図５（ａ）は第２のリードフレーム３６の表面３６ａを示し、図５（ｂ）は第２のリードフレーム３６の裏面３６ｂを示している。
図５（ａ）及び（ｂ）に示す第２のリードフレーム３６は、図４（ａ）及び（ｂ）に示した第１のリードフレーム３１と同様に、例えば、Ｃｕ板を、フォトリソグラフィ技術により、その表面３６ａ及び裏面３６ｂの側からそれぞれ選択的にエッチングし、Ｎｉ−Ｐｄ−Ａｕ等のめっき処理を施すことにより形成されたものである。
【００３４】
図５（ａ）において、第２のリードフレーム３６内の白色の領域は表面３６ａと裏面３６ｂとの間を貫通した第２の開口部３７を示し、グレーの領域はエッチング時に表面３６ａがフォトレジスト等でマスクされることにより、エッチングされなかった非エッチング領域３９ａを示す。なお、図５（ａ）において、ハーフエッチング領域は無い。リードフレーム３６の表面３６ａは平坦である。
【００３５】
同様に、図５（ｂ）において、第２のリードフレーム３６内の白色の領域は第２の開口部３７を示し、グレーの領域はエッチング時にフォトレジスト等で裏面３６ｂがマスクされことによりエッチングされなかった、非エッチング領域３９ｂを示す。また、ハッチングを付した領域は裏面３６ｂの側からハーフエッチングされた、ハーフエッチング領域３８ａを示す。なお、図５（ａ）及び（ｂ）に示す第２のリードフレーム３６の外周部は、後述のダイシング工程で、ダイシングブレード等により切断されるカーフ幅３５となっている。
【００３６】
図４（ａ）及び（ｂ）と、図５（ａ）及び（ｂ）を比較して分かるように、第１のリードフレーム３１の第１の開口部３２と、第２のリードフレーム３６の第２の開口部３７は、平面視による形状（即ち、平面形状）が互いに同一で、且つ、平面視による長さ（即ち、縦横の長さ）も互いに同一となるように形成されている。このため、図１（ａ）及び（ｂ）に示したように、第１のリードフレーム３１と第２のリードフレーム３６とを重ねると、これら２つの開口部３２、３７が重なって一つの連続した開口部５１が構成される。この開口部５１の平面視による形状と大きさ（即ち、縦横の寸法）は、第１、第２の開口部３２、３７とそれぞれ同じである。また、この開口部５１の深さは、第１、第２の開口部３２、３７のそれぞれの深さを合計した深さとなる。
【００３７】
次に、これら第１、第２のリードフレーム３１、３６を用いて、ＩＲセンサ装置１００を製造する方法について説明する。
（１．４）ＩＲセンサ装置の製造方法
図６（ａ）〜（ｇ）は、本発明の第１実施形態に係るＩＲセンサ装置１００の製造方法を示す工程図である。なお、この工程図における各断面は、例えば図１（ａ）に示したＩＲセンサ装置１００のＡ１−Ａ´１線による切断面に対応している。
【００３８】
図６（ａ）に示すように、まず始めに、第１のリードフレーム３１´と、第２のリードフレーム３６´を用意する。ここでは、図４（ａ）及び（ｂ）に示した第１のリードフレーム３１を１つの単位パターンとし、この単位パターンが平面視で縦方向及び横方向にそれぞれ連続して並ぶように配置されたリードフレーム３１´を用意する。同様に、図５（ａ）及び（ｂ）に示した第２のリードフレーム３６を１つの単位パターンとし、この単位パターンが平面視で縦方向及び横方向にそれぞれ連続して並ぶように配置されたリードフレーム３６´を用意する。
【００３９】
次に、第２のリードフレーム３６´の裏面３６ｂに粘着テープ４１を貼付する。第２のリードフレーム３６´の裏面３６ｂ側に粘着テープ４１を貼付することによって、第２の開口部３７の底面に粘着テープ４１の粘着層が露出した状態となる。
なお、粘着テープ４１としては、粘着性を有すると共に、耐熱性を有する樹脂製のテープが用いられる。粘着性については、粘着層の糊厚がより薄いほうが好ましい。また、耐熱性については、約１５０℃〜２００℃の温度に耐えることが必要とされる。このような粘着テープ４１として、例えばポリイミドテープを用いていることができる。ポリイミドテープは、約２８０℃に耐える耐熱性を有している。このような高い耐熱性を有するポリイミドテープは、後のモールドやワイヤーボンディング時に加わる高熱にも耐えることが可能である。また、粘着テープ４１としては、ポリイミドテープの他に、以下のテープを用いることも可能である。
【００４０】
・ポリエステルテープ 耐熱温度、約１３０℃（但し使用条件次第で耐熱温度は約２００℃にまで達する）。
・テフロン（登録商標）テープ 耐熱温度：約１８０℃
・ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド） 耐熱温度：約１６０℃
・ガラスクロス 耐熱温度：約２００℃
・ノーメックペーパー 耐熱温度：約１５０〜２００℃
・他に、アラミド、クレープ紙が粘着テープ４１として利用し得る。
【００４１】
次に、第２のリードフレーム３６´の表面３６ａ上に第１のリードフレーム３１´を配置する。ここでは、第２のリードフレーム３６´の表面３６ａと第１のリードフレーム３１´の裏面３１ｂとを向かい合わせ、この状態で開口部３２が開口部３７の真上にくるように第１のリードフレーム３１´と第２のリードフレーム３６´とを位置合わせする。そして、図６（ｂ）に示すように、この位置合わせした状態で第２のリードフレーム３６´の表面３６ａ上に第１のリードフレーム３１´を配置し、固定する。これにより、リードフレーム３０´が構成される。
【００４２】
なお、ここでは、第１のリードフレーム３１´と第２のリードフレーム３６´とを接着剤等によって接着する必要はない。第１のリードフレーム３１´と第２のリードフレーム３６´とが相対的に位置ずれしないように仮止めするだけで十分である。その理由は、後述の樹脂封止の工程で、第１のリードフレーム３１´と第２のリードフレーム３６´とがモールド樹脂５０で固定されるからである。仮止めの方法として、例えば下記の方法がある。
【００４３】
即ち、図７に示すように、第１のリードフレーム３１´の外周部と、第２のリードフレーム３６´の外周部にはそれぞれ貫通穴５５、５６が設けられており、第１のリードフレーム３１´と第２のリードフレーム３６´とを位置合わせすることにより、これらの貫通穴５５、５６が平面視で重なるようになっている。このような貫通穴５５、５６は、第１のリードフレーム３１´と第２のリードフレーム３６´とにそれぞれ２箇所以上設けられている。ここで、複数の箇所（例えば、２箇所）でそれぞれ重なっている貫通穴５５、５６にそれぞれピン６３を嵌合することによって、第１のリードフレーム３１´と第２のリードフレーム３６´とを位置ずれしないように仮止めすることができる。また、位置合わせした後、四隅をアーク溶接しても良いし、四隅のみ接着剤で接着させてもよい。
【００４４】
次に、図６（ｃ）に示すように、このリードフレーム３０´の開口部５１に、ＩＲ素子１０及び光学フィルタ２０を配置する。ここでは、粘着テープ４１の粘着性を有する面であって、開口部５１の底面となっている領域に、光学フィルタ２０の受光面２１を貼付する。なお、この貼付に際して、光学フィルタ２０の受光面２１には予め保護膜（図示せず）を形成しておいてもよい。保護膜としては、例えばフォトレジストを用いることができる。このような保護膜は、例えば、光学フィルタ２０の基材である光学部材をダイシングする前に成膜しておくことができる。
【００４５】
次に、図６（ｄ）に示すように、ＩＲ素子１０とリードフレーム３０´を電気的に接続する。ここでは、図１に示したように、ＩＲ素子１０のパッド電極１４ａ、１４ｂと、リードフレーム３０´のボンディング用端子部４２とをＡｕ等からなるワイヤー４０で接続する。
なお、ＩＲ素子１０とリードフレーム３０´との接続は、リードフレーム３０´のボンディング用端子部４２からＩＲ素子１０のパッド電極１４ａ、１４ｂに向かってワイヤーを伸ばすこと（つまり、ＩＲ素子１０から見て逆ボンディング）によって行うことが好ましい。即ち、ボールの形成を伴う１ｓｔボンドをリードフレーム３０´のボンディング用端子部４２に対して行い、２ｎｄボンドをＩＲ素子１０のパッド電極１４ａ、１４ｂに対して行う。このような方法であれば、ＩＲ素子１０のパッド電極１４ａ、１４ｂよりもリードフレーム３０´のボンディング用端子部４２の方が低い位置にあるため、ボンディング後のワイヤーの高さを低くすることができる。
【００４６】
次に、図６（ｅ）に示すように、リードフレーム３０´の表面側に上金型４７を配置すると共に、リードフレーム３０´の裏面側に下金型４８を配置する。そして、上金型４７と下金型４８とによりリードフレーム３０´を挟み込み、上金型４７と下金型４８とに挟まれた空間内にサイドからモールド樹脂５０を注入し、充填する。これにより、ＩＲ素子１０と光学フィルタ２０及びワイヤー４０を樹脂封止する。
【００４７】
なお、モールド樹脂５０としては、例えばエポキシ樹脂を用いることが可能である。また、この樹脂封止の工程では、上金型４７と第１のリードフレーム３１´の表面３１ａ側の非エッチング領域とが隙間無く接触し、且つ、下金型４８と、リードフレーム３０´の裏面３６ｂ側の非エッチング領域と光学フィルタ２０に貼り付けられた粘着テープ４１とが隙間無く接触した状態で、両金型の重ね合わせにより形成される空間のサイドからモールド樹脂５０が供給される。このため、樹脂封止後は、第１のリードフレーム３１´の非エッチング領域と、第２のリードフレーム３６´の非エッチング領域と光学フィルタ２０はそれぞれモールド樹脂５０から露出した状態となる。
【００４８】
次に、図６（ｆ）に示すように、リードフレーム３０´の裏面側から粘着テープを除去する。粘着テープの除去後、ポストキュア、ウェットブラストを施し、さらに、光学フィルタ２０の受光面２１に図示しない保護膜が形成されている場合は、当該保護膜を除去する。
その後、図６（ｇ）に示すように、モールド樹脂５０及びリードフレーム３０´を、ダイシング装置によりダイシングし、カーフ幅３５を切断する。これにより、モールド樹脂５０及びリードフレーム３０´は個々の製品に切り離されてパッケージ化され、図１（ａ）及び（ｂ）と、図２に示したＩＲセンサ装置１００が完成する。
【００４９】
なお、図１（ａ）及び（ｂ）に示したように、第１のリードフレーム３１は、複数の端子部を有する。これら端子部には、モールド樹脂５０で覆われたボンディング用端子部４２と、このボンディング用端子部４２と一体に形成されており、その一部がモールド樹脂５０から露出している外部配線基板接続用端子部４３とがある。ＩＲセンサ装置１００を、各種の機器に組み込む際は、この外部配線基板接続用端子部４３を、例えばインターポーザ等の配線基板の端子部に電気的に接続する。これにより、光学フィルタ２０の受光面２１が遮られることなく、ＩＲセンサ装置１００を配線基板に実装することができる。
【００５０】
以上説明したように、本発明の第１実施形態によれば、第１のリードフレーム３１と第２のリードフレーム３６との組み合わせにより、１つのリードフレーム３０を構成することができる。また、このリードフレーム３０の開口部５１（即ち、第１の開口部３２と第２の開口部３７とが平面視で重なる領域）について、その幅は第１、第２の開口部３２、３７のそれぞれの幅と同じ大きさに抑えつつ、その深さは第１、第２の開口部３２、３７のそれぞれの深さを合計した深さにすることができる。これにより、幅が狭くて深い（即ち、アスペクト比の大きい）開口部を実現することができるため、ＩＲセンサ装置１００の小型化が可能である。
【００５１】
さらに、本発明の第１実施形態は、上記以外にも種々の効果を奏する。即ち、本発明の第１実施形態によれば、光学フィルタ２０の受光面２１を粘着テープ４１に貼付した状態で樹脂封止を行い、その後、粘着テープ４１を除去する。これにより、モールド樹脂５０をエッチングすることなく、光学フィルタ２０の受光面２１に光を入射させるための窓を形成することができる。この方法では、光を導入するための窓を形成するために、モールド樹脂５０をエッチングする必要はなく、エッチング工程とこれに付随するフォトリソグラフィ工程が不要であるため、工程数の増加や製造コストの上昇を抑えることができる。また、光学フィルタ２０の受光面２１にエッチングダメージを与えずに済むため、例えば光の透過性など、受光に関する性能の品質低下を防ぐことができる。
【００５２】
（２）第２実施形態
上記の第１実施形態では、例えば図２に示したように、第２のリードフレームの裏面がパッケージの上面に露出する場合について説明した。しかしながら、本発明において、第２のリードフレームの裏面がパッケージの上面に露出することは必須ではない。第２実施形態では、この点について説明する。
【００５３】
図８（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第２実施形態に係るＩＲセンサ装置２００の構成例を示す断面図と、第２のリードフレーム６６の構成例を示す平面図である。
図８（ａ）及び（ｂ）に示す第２のリードフレーム６６の、第１実施形態で説明した第２のリードフレーム３６との相違点は、裏面においてハーフエッチング領域と非エッチング領域との配置が異なる点である。
【００５４】
具体的には、第２のリードフレーム６６の裏面６６ｂ（即ち、第２の面）において、カーフ幅３５で囲まれた領域にはハーフエッチング領域３８ｂのみが存在し、非エッチング領域３９ｂは存在しない。非エッチング領域３９ｂはカーフ幅３５と重なる領域にのみ存在する。なお、第２のリードフレーム６６の表面６６ａ（即ち、第１の面）は、第１実施形態で説明した第２のリードフレーム３６の表面３６ａ（例えば、図５（ａ）を参照。）と同じである。
【００５５】
換言すると、この第２のリードフレーム６６は、パッケージの内側となる（即ち、カーフ幅３５で囲まれた）第１の部位と、パッケージの外側となる第２の部位とを有する。第２のリードフレーム６６の第１の部位は第２の部位よりも厚さが小さい。また、図８（ａ）に示すように、第２のリードフレーム６６の表面６６ａを上側に向け、裏面６６ｂを下側に向けたときに、第１の部位の裏面６６ｂは、第２の部位の裏面６６ｂよりも上側に位置する。
【００５６】
このような構成であれば、図８（ａ）に示すように、パッケージの内側において、第２のリードフレーム６６の裏面６６ｂは全てモールド樹脂５０で覆われる。このため、図９に示すように、ＩＲセンサ装置２００のパッケージの上面にはリードフレームが露出しない。パッケージの上面には光学フィルタの受光面２１のみがモールド樹脂５０から露出した状態となる。次に、図８（ａ）及び図９に示したＩＲセンサ装置２００の製造方法について説明する。
【００５７】
図１０（ａ）〜（ｇ）は、本発明の第２実施形態に係るＩＲセンサ装置２００の製造方法を示す工程図である。このＩＲセンサ装置２００の製造方法は、第１実施形態で説明した製造方法と同様の手順で行う。
即ち、図１０（ａ）に示すように、まず始めに、第１のリードフレーム３１´と、第２のリードフレーム６６´とを用意する。ここでは、図８（ａ）を参照しながら説明した第２のリードフレーム６６を１つの単位パターンとし、この単位パターンが平面視で縦方向及び横方向にそれぞれ連続して並ぶように配置されたリードフレーム６６´を用意する。次に、第２のリードフレーム６６´の裏面３６ｂに粘着テープ４１を貼付する。
【００５８】
次に、図１０（ｂ）に示すように、第２のリードフレーム６６´の表面３６ａ上に第１のリードフレーム３１´を配置する。ここでは、第１実施形態と同様の方法で位置合わせし、固定する。これにより、リードフレーム３０´が構成される。
次に、図１０（ｃ）に示すように、このリードフレーム３０´の開口部５１に、ＩＲ素子１０及び光学フィルタ２０を配置する。そして、図１０（ｄ）に示すように、ＩＲ素子１０とリードフレーム３０´をワイヤー４０で電気的に接続する。
【００５９】
次に、図１０（ｅ）に示すように、上金型４７と下金型４８とによりリードフレーム３０´を挟み込み、上金型４７と下金型４８とに挟まれた空間内にモールド樹脂５０を注入し、充填する。これにより、ＩＲ素子１０及びワイヤー４０を樹脂封止する。
次に、図１０（ｆ）に示すように、リードフレーム３０´の裏面側から粘着テープを除去する。粘着テープの除去後、ポストキュア、ウェットブラストを施し、さらに、光学フィルタ２０の受光面２１に図示しない保護膜が形成されている場合は、当該保護膜を除去する。
【００６０】
その後、図１０（ｇ）に示すように、モールド樹脂５０及びリードフレーム３０´を、ダイシング装置によりダイシングし、カーフ幅３５を切断する。これにより、モールド樹脂５０及びリードフレーム３０´は個々の製品に切り離されてパッケージ化され、図８（ａ）と図９に示したＩＲセンサ装置２００が完成する。
以上説明したように、本発明の第２実施形態によれば、パッケージの内側に残される第２のリードフレーム６６の裏面３６ｂを全てモールド樹脂５０で覆うことができる。このため、受光面２１の側（即ち、パッケージの上面の側）にリードフレーム３０が一切露出していないＩＲセンサ装置２００を提供することができる。
【００６１】
このＩＲセンサ装置２００によれば、パッケージの上面の側に液滴等が付着した場合でも、この液滴がリードフレーム３０に触れることはなく、液滴を介して光学フィルタ２０とリードフレーム３０とがショートしてしまうことを防ぐことができる。また、パッケージの上面にリードフレーム３０が一切露出していないため、例えば、ユーザーがリードフレーム３０を光学フィルタ２０の受光面２１であると誤認してしまうようなことも防ぐことができる。
【００６２】
（３）第３実施形態
上記の第１、第２実施形態では、１つのパッケージ内に１つのＩＲ素子を配置する場合について説明した。しかしながら、本発明はこれに限られることはない。本発明では、１つのパッケージ内に２つ以上のＩＲ素子を配置してもよい。第３実施形態では、この点について説明する。
【００６３】
図１１（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第３実施形態に係るＩＲセンサ装置３００の構成例を示す平面図と、この平面図をＡ１１−Ａ´１１線で切断した断面図である。なお、図１１（ａ）では図面の複雑化を回避するためにモールド樹脂の図示を省略している。また、図１１（ａ）において、ハッチングを付した領域は表面の側からハーフエッチングされたハーフエッチング領域を示し、グレーの領域はハーフエッチングされていない非エッチング領域を示す。さらに、図１１（ｂ）では、ＩＲ素子とリードフレームとの接合の状態を明確にするために、当該断面図において紙面の手前側又は奥側にあるワイヤーも図示している。
【００６４】
図１１（ａ）及び（ｂ）に示すように、このＩＲセンサ装置３００は、例えば、第１のＩＲ素子１０ａと、第１のＩＲ素子１０ａの受光面に積層された第１の光学フィルタ２０ａと、第２のＩＲ素子１０ｂと、第２のＩＲ素子１０ｂの受光面に積層された第２の光学フィルタｂとを備える。また、リードフレーム７０には、第１のＩＲ素子１０ａと第１の光学フィルタ２０ａとを配置するための貫通した開口部６１と、第２のＩＲ素子１０ｂと第２の光学フィルタ２０ｂとを配置するための貫通した開口部６２がそれぞれ設けられている。
【００６５】
図１１（ｂ）に示すように、リードフレーム７０は第１のリードフレーム７１と第２のリードフレーム７６とを含み、これらが重なって１つのリードフレーム７０を構成している。また、図１（ｂ）に示すように、このＩＲセンサ装置３００において、第１の光学フィルタ２０ａの受光面２１ａ及び第２の光学フィルタ２０ｂの受光面２１ｂは、モールド樹脂５０からそれぞれ露出しており、これらの受光面２１ａ、２１ｂは第２のリードフレーム７６の裏面７６ｂと同一平面となるように（即ち、面一となるように）配置されている。
【００６６】
図１２は、ＩＲセンサ装置３００の外観の一例を示す斜視図である。図１２に示すように、このＩＲセンサ装置３００のパッケージの形状は例えば直方体である。第１の光学フィルタの受光面２１ａと第２の光学フィルタの受光面２１ｂは、パッケージの上面（即ち、第２のリードフレーム７６の裏面７６ｂであり、モールド樹脂５０の表面でもある。）とそれぞれ面一となるように配置されている。外界の光は、受光面２１ａ、２１ｂにそれぞれ入射し、光学フィルタを通ってＩＲ素子の受光面にそれぞれ到達するようになっている。
【００６７】
ところで、この第３実施形態において、第１の光学フィルタ２０ａと第２の光学フィルタ２０ｂは、その特性が異なる。例えば、第１の光学フィルタ２０ａは第１の波長範囲の赤外線を選択的に透過させるものであり、第２の光学フィルタ２０ｂは第２の波長範囲の赤外線を選択的に透過させるものである。一例を挙げると、第１の波長範囲は長波長であり、第２の波長範囲は短波長である。一方、第１のＩＲ素子１０ａと第２のＩＲ素子１０ｂは、例えば同一種類のセンサ素子であり、その構成と機能は第１実施形態で説明したＩＲ素子１０と同じである。次に、このＩＲセンサ装置３００に用いられるリードフレーム７０の構成について説明する。
【００６８】
図１３（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第３実施形態に係る第１のリードフレーム７１の構成例を示す平面図である。図１３（ａ）は第１のリードフレーム７１の表面７１ａを示し、図１３（ｂ）は第１のリードフレーム７１の裏面７１ｂを示している。
図１３（ａ）において、第１のリードフレーム７１内の白色の領域は貫通した開口部８２、８３を示し、ハッチングを付した領域は表面７１ａの側からハーフエッチングされたハーフエッチング領域７３ａを示す。また、グレーの領域は表面７１ａの側からエッチングされていない非エッチング領域７４ａを示す。同様に、図１３（ｂ）において、第１のリードフレーム７１内の白色の領域は開口部８２、８３を示し、ハッチングを付した領域は裏面７１ｂの側からハーフエッチングされたハーフエッチング領域７３ｂを示す。また、グレーの領域は裏面７１ｂの側からエッチングされていない非エッチング領域７４ｂを示す。
【００６９】
図１３（ａ）及び（ｂ）に示す第１のリードフレーム７１において、第１実施形態で説明した第１のリードフレーム３１との相違点は、ＩＲセンサ素子の数に応じて、これらを配置するための貫通した開口部が複数用意されている点である。他の点は、第１のリードフレーム３１と同じである。なお、第１のリードフレーム７１の外周部は、ダイシング工程で切断されるカーフ幅７５となっている。
【００７０】
図１４（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第３実施形態に係る第２のリードフレーム７６の構成例を示す平面図である。図１４（ａ）は第２のリードフレーム７６の表面７６ａ側を示し、図１４（ｂ）は第２のリードフレーム７６の裏面７６ｂ側を示している。
図１４（ａ）において、第２のリードフレーム７６内の白色の領域は開口部８４、８５を示し、グレーの領域は表面７６ａの側からエッチングされていない非エッチング領域７９ａを示す。なお、図１４（ａ）において、ハーフエッチング領域は無い。リードフレーム７６の表面７６ａは平坦である。
【００７１】
同様に、図１４（ｂ）において、第２のリードフレーム７６内の白色の領域は開口部８４、８５を示し、グレーの領域は裏面７６ｂの側からエッチングされていない非エッチング領域７９ｂを示す。また、ハッチングを付した領域は裏面７６ｂの側からハーフエッチングされたハーフエッチング領域７８ｂを示す。
図１４（ａ）及び（ｂ）に示す第２のリードフレーム７６において、第１実施形態で説明した第２のリードフレーム３６との相違点は、ＩＲセンサ素子の数に応じて、これらを配置するための貫通した開口部が複数用意されている点である。他の点は、第２のリードフレーム３６と同じである。なお、第２のリードフレーム７６の外周部は、ダイシング工程で切断されるカーフ幅７５となっている。
【００７２】
図１３（ａ）及び（ｂ）と、図１４（ａ）及び（ｂ）を比較して分かるように、第１のリードフレーム７１の開口部８２と、第２のリードフレーム７６の開口部８４は、平面形状が互いに同一で、且つ、縦横の長さも互いに同一となるように形成されている。また、第１のリードフレーム７１の開口部８３と、第２のリードフレーム７６の開口部８５も、平面形状が互いに同一で、且つ、縦横の長さも互いに同一となるように形成されている。
【００７３】
そして、図１（ｂ）に示したように、第１のリードフレーム７１と第２のリードフレーム７６とを重ねることにより、開口部８２、８４からなる第１の開口部６１と、開口部８３、８５からなる第２の開口部６２とがそれぞれ構成される。
本発明の第３実施形態によれば、第１実施形態と同様に、第１のリードフレーム７１と第２のリードフレーム７６とを組み合わせることにより、アスペクト比の高い第１、第２の開口部８３、８５を実現することができる。このため、ＩＲセンサ装置３００の小型化が可能である。
【００７４】
また、このＩＲセンサ装置３００は、外界から入射してくる赤外線を異なる波長範囲毎にそれぞれ検出することが可能である。第１のＩＲ素子１０ａから出力される電気信号と、第２のＩＲ素子１０ｂから出力される電気信号とに基づいて、入射してくる光の強度を波長範囲毎（例えば、長波長毎、短波長毎）に特定することが可能となる。従って、例えば、人感センサや炎センサなどに極めて好適に用いることができる。
【００７５】
（４）第４実施形態
上記の第３実施形態では、例えば図１２に示したように、第２のリードフレームの裏面がパッケージの上面に露出する場合について説明した。しかしながら、本発明において、第２のリードフレームの裏面がパッケージの上面に露出することは必須ではない。つまり、上記の第２実施形態を第３実施形態に適用してもよい。第４実施形態では、この点について説明する。
【００７６】
図１５（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第４実施形態に係るＩＲセンサ装置４００の構成例を示す断面図と、第２のリードフレーム８６の構成例を示す平面図である。
図１５（ａ）及び（ｂ）に示す第２のリードフレーム８６の、第３実施形態で説明した第２のリードフレーム７６との相違点は、裏面においてハーフエッチング領域と非エッチング領域との配置が異なる点である。
【００７７】
具体的には、第２のリードフレーム８６の裏面８６ｂ（即ち、第２の面）において、カーフ幅７５で囲まれた領域にはハーフエッチング領域７８ｂのみが存在し、非エッチング領域７９ｂは存在しない。非エッチング領域７９ｂはカーフ幅７５と重なる領域にのみ存在する。なお、第２のリードフレーム８６の表面８６ａ（即ち、第１の面）は、第３実施形態で説明した第２のリードフレーム７６の表面７６ａ（例えば、図１４（ａ）を参照。）と同じである。
【００７８】
換言すると、この第２のリードフレーム８６は、パッケージの内側となる（即ち、カーフ幅７５で囲まれた）第１の部位と、パッケージの外側となる第２の部位とを有する。第２のリードフレーム８６の第１の部位は第２の部位よりも厚さが小さい。また、図１５（ａ）に示すように、第２のリードフレーム８６の表面８６ａを上側に向け、裏面８６ｂを下側に向けたときに、第１の部位の裏面８６ｂは、第２の部位の裏面８６ｂよりも上側に位置する。
【００７９】
このような構成であれば、図１５（ａ）に示すように、パッケージの内側において、第２のリードフレーム８６の裏面８６ｂは全てモールド樹脂５０で覆われる。このため、図１６に示すように、ＩＲセンサ装置４００のパッケージの上面にはリードフレームが露出しない。パッケージの上面には光学フィルタの受光面２１ａ、２１ｂのみがモールド樹脂５０から露出した状態となる。この第４実施形態によれば、第２実施形態及び第３実施形態と同様の効果を奏することができる。
【００８０】
（５）その他の実施形態
なお、上記の第１実施形態では、例えば図２（ａ）に示したように、ＩＲ素子１０のパッド部１４として、ＩＲ素子１０の表面の中心部に一対のパッド電極１４ａ、１４ｂを配置した構造を示したが、これはあくまで一例である。本発明において、ＩＲ素子１０のパッド部１４は、例えば、ＩＲ素子１０の表面の中心部で互いに離間して配置された３つ以上のパッド電極で構成されていてもよい。このような構成であっても、ＩＲ素子とリードフレームとを電気的に接続することが可能であり、ＩＲ素子から電気信号を出力させることができる。
【００８１】
さらに、上記の各実施形態では、光センサ素子の一例として、２０００ｎｍ〜７４００ｎｍの赤外線を検出可能なＩＲ素子を例示した。しかしながら、本発明において光センサ素子はこれに限定されるものではない。本発明において、光センサ素子は例えば紫外線のみを検出する素子であってもよく、又は、紫外線と赤外線の両方を検出する素子であってもよい。
【００８２】
一例を挙げると、光透過基板上にｎ層と、π層と、ｎ層及びπ層よりもバンドギャップが大きい化合物半導体層と、ｐ層とが順次積層されてなる光電変換素子１３において、ｎ層にＩｎＳｂではなく、ＡｌＮ、ＩｎＧａＰ、ＩｎＧａＡｓＰ、ＩｎＡｓＳｂといった他の材料を用いれば、波長が約２５０ｎｍの紫外線から、波長が約１２μｍの赤外線までを検出可能な光センサ素子を作成することが可能である。このような場合は、紫外線から赤外線までを検出可能な光センサ装置を提供することができる。
また、この場合は、光学フィルタも例えば紫外線のみを透過させる機能を有するものであってもよく、又は、紫外線と赤外線の両方を透過させるものであってもよい。光学フィルタの透過可能な波長範囲は、光センサ素子の検出可能な波長範囲に応じて、任意に設定可能である。
【符号の説明】
【００８３】
１０、１０ａ、１０ｂ ＩＲ素子
１１ 光透過基板
１２ 受光部
１３ 光電変換素子
１３ａ ｎ層
１３ｂ π層
１３ｃ 化合物半導体層
１３ｄ ｐ層
１４ パッド部
１４ａ パッド電極
１４ｂ パッド電極
１５ 配線
１６ ＩＲ素子１０の裏面（受光面）
２０、２０ａ、２０ｂ 光学フィルタ
２１、２１ａ、２１ｂ （光学フィルタの）受光面
３０、７０ （重ね合わせにより構成される）リードフレーム
３１、７１ 第１のリードフレーム
３１ａ、３６ａ、６６ａ、７１ａ、７６ａ、８６ａ 表面
３１ｂ、３６ｂ、６６ｂ、７１ｂ、７６ｂ、８６ｂ 裏面
３２、３７、５１、６１、６２、８２、８３、８４、８５ 開口部
３３ａ、３３ｂ、３８ａ、３８ｂ、７３ａ、７３ｂ、７８ａ、７８ｂ ハーフエッチング領域
３４ａ、３４ｂ、３９ａ、３９ｂ、７４ａ、７４ｂ、７９ａ、７９ｂ 非エッチング領域
３５、７５ カーフ幅
３６、６６、７６、８６ 第２のリードフレーム
４０ ワイヤー
４１ 粘着テープ
４２ ボンディング用端子部
４３ 外部配線基板接続用端子部
４７ 上金型
４８ 下金型
５０ モールド樹脂
５５ 貫通穴
６３ ピン
１００、２００、３００、４００ ＩＲセンサ装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、赤外線等の光を検出する光センサ装置及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の従来技術としては、例えば特許文献１に開示されたものがある。かかる文献には、その図２に示されているように、赤外線のみを透過させる光学フィルタ付きのセンサ素子が、その受光面を除いて樹脂で覆われた構造の赤外線センサが開示されている。センサ素子は、赤外線によって光起電力効果を生じる量子型のフォトダイオードである。また、光学フィルタは、特定の波長の赤外線のみを透過させる機能を有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１３３９４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１に開示されているように、センサ素子に光学フィルタを取り付け、これらをリードフレームの貫通した開口部内に配置して１パッケージ化する場合、リードフレームの開口部にはセンサ素子の厚さと光学フィルタの厚さ、及び、Ａｕ等からなるワイヤーのループ高さとを合計した大きさ以上の深さが必要とされる。即ち、図１７に示すように、リードフレーム９０の厚さ（＝開口部９１の深さ）をＴ１とし、センサ素子９５の厚さＴ２とし、光学フィルタ９６の厚さＴ３と、センサ素子９５とリードフレーム９０を電気的に接続するワイヤー９７のループ高さをＴ４としたとき、Ｔ１は下記の（１）式を満たす必要がある。
Ｔ１＞Ｔ２＋Ｔ３＋Ｔ４…（１）
【０００５】
しかしながら、リードフレーム９０を厚くすると開口部９１の深さＴ１だけでなく、開口部９１の幅Ｗも広がってしまうため、赤外線センサを小型化することができない、という課題があった。
詳しく説明すると、図１７に示すようなリードフレーム９０の貫通した開口部９１は、例えば、リードフレーム９０を表面９０ａ及び裏面９０ｂの側からそれぞれエッチングすることにより形成することができる。このエッチングは等方性のウェットエッチングであり、リードフレーム９０の深さ方向（Ｚ方向）へのエッチングと同時に水平方向（Ｘ方向、Ｙ方向）へのエッチングも進行する。このため、リードフレーム９０の厚さが大きいほど、形成される開口部９１の幅Ｗも大きくなってしまう。
【０００６】
また、このような開口部９１を形成する他の方法として、金型を用いてリードフレーム９０をパンチングする方法も考えられるが、この方法においても、リードフレーム９０の厚さＴ１よりも幅Ｗの小さい開口部を形成することはできない。
そこで、この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、リードフレームの開口部のアスペクト比を高めることができ、光センサ装置の小型化を実現できるようにした光センサ装置及びその製造方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明の一態様に係る光センサ装置は、光を検出する光センサ素子と、前記光センサ素子に積層された光学フィルタと、貫通した第１の開口部を有する第１のリードフレームと、貫通した第２の開口部を有する第２のリードフレームと、前記光センサ素子及び前記光学フィルタを覆う封止部材と、を備え、前記第２のリードフレーム上に前記第１のリードフレームが配置されて、前記第１の開口部と前記第２の開口部とが平面視で重なり、前記第１の開口部と前記第２の開口部とが平面視で重なる領域に、前記光センサ素子及び前記光学フィルタが配置され、前記光学フィルタの受光面は前記封止部材から露出していることを特徴とする。
【０００８】
このような構成であれば、第１のリードフレームと第２のリードフレームとの組み合わせにより、１つのリードフレームが構成される。また、この１つのリードフレームの開口部（即ち、第１の開口部と前記第２の開口部とが平面視で重なる領域）について、その幅は第１の開口部（又は、第２の開口部）の幅と同じ大きさに抑えられ、その深さは第１の開口部と第２の開口部のそれぞれの深さを合計した深さとなる。これにより、幅が狭くて深い（即ち、アスペクト比の大きい）開口部が実現する。光センサ装置の小型化が可能である。なお、「封止部材」としては、例えば、後述するモールド樹脂５０が該当する。また、「第１の開口部と第２の開口部とが平面視で重なる領域」としては、例えば、後述する開口部５１、６１、６２が該当する。
【０００９】
また、上記の光センサ装置において、前記光センサ素子は、第１の光センサ素子と第２の光センサ素子とを含み、前記光学フィルタは、前記第１の光センサ素子に積層された第１の光学フィルタと、前記第１の光学フィルタと特性が異なり且つ前記第２の光センサ素子に積層された第２の光学フィルタとを含み、前記第１の開口部と前記第２の開口部とが平面視で重なる領域は、第１の領域と、前記第１の領域と位置が異なる第２の領域とを含み、前記第１の光センサ素子及び前記第１の光学フィルタは前記第１の領域に配置され、前記第２の光センサ素子及び前記第２の光学フィルタは前記第２の領域に配置されていることを特徴としてもよい。
【００１０】
ここで、「特性」としては、例えば、波長に依存した光の透過率特性が挙げられる。例えば、第１の光学フィルタは、その特性として、第１の波長範囲の光のみを選択的に（即ち、透過率高く）透過させる機能を有する。第２の光学フィルタは、その特性として、第１の波長範囲とは異なる第２の波長範囲の光のみを選択的に透過させる機能を有する。このような方法であれば、例えば、第１の光センサ素子から出力される電気信号と、第２の光センサ素子から出力される電気信号とに基づいて、外界から入射してくる光の強度を波長範囲毎に特定することが可能となる。従って、例えば、人感センサや炎センサなどに極めて好適に用いることができる。なお、「第１の領域」としては、例えば、後述する開口部６１が該当する。「第２の領域」としては、例えば、後述する開口部６２が該当する。
【００１１】
また、上記の光センサ装置において、前記第２のリードフレームの第１の面上に前記第１のリードフレームが配置されており、前記第２のリードフレームの前記第１の面の反対側の第２の面は前記封止部材により全て覆われていることを特徴としてもよい。このような構成であれば、パッケージに含まれる第２のリードフレームの第２の面は樹脂部材により全て覆われており、光学フィルタの受光面の側には第１、第２のリードフレーム（以下、これらを合わせて単にリードフレームともいう。）の何れも露出していない。このため、例えば、受光面の側に液滴等が付着した場合でも、この液滴がリードフレームに触れることはなく、液滴を介して光学フィルタとリードフレームとがショートしてしまうことを防ぐことができる。また、光学フィルタの受光面の側には、リードフレームが露出していないため、例えば、ユーザーがリードフレームを光学フィルタの受光面であると誤認してしまうようなことも防ぐことができる。なお、「第１の面」としては、例えば、後述する表面６６ａ、８６ａが該当する。また、「第２の面」としては、例えば、後述する裏面６６ｂ、８６ｂが該当する。
【００１２】
また、本発明の別の態様に係る光センサ装置の製造方法は、第１のリードフレームが有する貫通した第１の開口部と、第２のリードフレームが有する貫通した第２の開口部とが平面視で重なるように、前記第２のリードフレームの第１の面上に前記第１のリードフレームを配置する工程と、前記第２のリードフレームの前記第１の面の反対側の第２の面に、粘着テープの粘着性を有する面を貼付する工程と、前記第１の開口部と前記第２の開口部とが平面視で重なる領域に、光センサ素子及び当該光センサ素子に積層された光学フィルタを配置して、前記光学フィルタの受光面を前記粘着テープの前記粘着性を有する面に貼付する工程と、前記光センサ素子及び前記光学フィルタを封止部材で覆う工程と、前記封止部材及び前記第２のリードフレームから前記粘着テープを除去する工程と、前記封止部材と前記第１のリードフレーム及び前記第２のリードフレームを切断してパッケージを形成する工程と、を備えることを特徴とする。
【００１３】
このような方法であれば、第１のリードフレームと第２のリードフレームとの組み合わせにより、１つのリードフレームを構成することができる。また、この１つのリードフレームの開口部（即ち、第１の開口部と前記第２の開口部とが平面視で重なる領域）について、その幅を第１の開口部や第２の開口部の各幅と同じ大きさに抑えつつ、その深さを第１の開口部と第２の開口部のそれぞれの深さを合計した深さにすることができる。これにより、幅が狭くて深い（即ち、アスペクト比の大きい）開口部を実現することができるため、光センサ装置の小型化が可能である。
【００１４】
また、上記の光センサ装置の製造方法において、前記光センサ素子は、第１の光センサ素子と第２の光センサ素子とを含み、前記光学フィルタは、前記第１の光センサ素子に積層された第１の光学フィルタと、前記第１の光学フィルタと特性が異なり且つ前記第２の光センサ素子に積層された第２の光学フィルタとを含み、前記第１の開口部と前記第２の開口部とが平面視で重なる領域は、第１の領域と、前記第１の領域と位置が異なる第２の領域とを含み、前記光センサ素子及び前記光学フィルタを配置する工程は、前記第１の光センサ素子及び前記第１の光学フィルタを前記第１の領域に配置して、前記第１の光学フィルタの受光面を前記粘着テープの前記粘着性を有する面に貼付する工程と、前記第２の光センサ素子及び前記第２の光学フィルタを前記第２の領域に配置して、前記第２の光学フィルタの受光面を前記粘着テープの前記粘着性を有する面に貼付する工程と、を含み、前記パッケージを形成する工程では、前記第１の光センサ素子及び前記第１の光学フィルタと前記第２の光センサ素子及び前記第２の光学フィルタとが同一のパッケージ内に含まれるように、前記封止部材と前記第１のリードフレーム及び前記第２のリードフレームを切断することを特徴としてもよい。
【００１５】
このような方法であれば、例えば、外界から入射してくる光を複数の波長範囲毎にそれぞれ検出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。この光センサ装置は、第１の光センサ素子から出力される電気信号と、第２の光センサ素子から出力される電気信号とに基づいて、入射してくる光の強度を波長範囲毎に特定することが可能となる。従って、例えば、人感センサや炎センサなどに極めて好適な光センサ装置を提供することができる。
【００１６】
また、上記の光センサ装置の製造方法において、前記第２のリードフレームは、前記パッケージの内側となる第１の部位と、前記パッケージの外側となる第２の部位とを有し、前記第１の部位は前記第２の部位よりも厚さが小さく、且つ、前記第１の面を上側に向け、前記第２の面を下側に向けたときに、前記第１の部位の前記第２の面は前記第２の部位の前記第２の面よりも上側に位置することを特徴としてもよい。このような方法であれば、パッケージに含まれる第２のリードフレームの第２の面を全て封止部材で覆うことができる。このため、光学フィルタの受光面の側にリードフレーム露出していない光センサ装置を提供することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、リードフレームの開口部のアスペクト比を高めることができ、光センサ装置の小型化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】第１実施形態に係るＩＲセンサ装置１００の構成例を示す図。
【図２】ＩＲセンサ装置１００の外観の一例を示す図。
【図３】ＩＲ素子１０の構成例を示す図。
【図４】第１実施形態に係る第１のリードフレーム３１の構成例を示す図。
【図５】第１実施形態に係る第２のリードフレーム３６の構成例を示す図。
【図６】ＩＲセンサ装置１００の製造方法を示す図。
【図７】第１、第２のリードフレーム３１、３６の仮止め方法の一例を示す図。
【図８】第２実施形態に係るＩＲセンサ装置２００等の構成例を示す図。
【図９】ＩＲセンサ装置２００の外観の一例を示す図。
【図１０】ＩＲセンサ装置２００の製造方法を示す図。
【図１１】第３実施形態に係るＩＲセンサ装置３００の構成例を示す図。
【図１２】ＩＲセンサ装置３００の外観の一例を示す図。
【図１３】第３実施形態に係る第１のリードフレーム７１の構成例を示す図。
【図１４】第３実施形態に係る第２のリードフレーム７６の構成例を示す図。
【図１５】第４実施形態に係るＩＲセンサ装置４００等の構成例を示す図。
【図１６】ＩＲセンサ装置４００の外観の一例を示す図。
【図１７】課題を説明するための図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明による実施形態を、図面を用いて説明する。なお、以下に説明する各図において、同一の構成を有する部分には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する場合もある。
（１）第１実施形態
（１．１）ＩＲセンサ装置の概略構成
図１（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第１実施形態に係るＩＲセンサ装置１００の構成例を示す平面図と、この平面図をＡ１−Ａ´１線で切断した断面図である。なお、図１（ａ）では図面の複雑化を回避するためにモールド樹脂の図示を省略している。また、図１（ａ）において、ハッチングを付した領域は表面の側からハーフエッチングされた領域（以下、ハーフエッチング領域ともいう。）を示し、グレーの領域は表面の側からハーフエッチングされていない領域（以下、非エッチング領域）を示している。さらに、図１（ｂ）では、ＩＲ素子とリードフレームとの接合の状態を明確にするために、当該断面において紙面の手前側又は奥側にあるワイヤーも図示している。
【００２０】
図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、このＩＲセンサ装置１００は、ＩＲ素子１０と、ＩＲ素子１０の受光面に積層された（取り付けられた）光学フィルタ２０と、リードフレーム３０と、ＩＲ素子１０とリードフレーム３０とを電気的に接続する金（Ａｕ）等からなるワイヤー４０と、ＩＲ素子１０と光学フィルタ２０とを覆うモールド樹脂５０と、を備える。
図１（ｂ）に示すように、リードフレーム３０は、第１のリードフレーム３１と、第２のリードフレーム３６とを含み、これらが重なって１つのリードフレーム３０を構成している。そして、このリードフレーム３０の貫通した開口部５１にＩＲ素子１０及び光学フィルタ２０が配置されている。
【００２１】
また、図１（ｂ）に示すように、このＩＲセンサ装置１００において、光学フィルタ２０の受光面２１は、モールド樹脂５０から露出しており、第２のリードフレーム３６の裏面３６ｂと同一平面となるように（即ち、面一となるように）配置されている。
図２は、ＩＲセンサ装置１００の外観の一例を示す斜視図である。図２に示すように、このＩＲセンサ装置１００のパッケージの形状は例えば直方体である。光学フィルタの受光面２１は、パッケージの上面（即ち、第２のリードフレームの裏面３６ｂであり、モールド樹脂５０の表面でもある。）と面一となるように配置されている。外界の光は、光学フィルタの受光面２１に入射し、光学フィルタを通ってＩＲ素子の受光面に到達するようになっている。以下、ＩＲセンサ装置１００を構成する各要素と、その製造方法について詳しく説明する。
【００２２】
（１．２）ＩＲ素子及び光学フィルタの構成
図３（ａ）及び（ｂ）は、ＩＲ素子１０の構成例を示す図である。図３（ａ）はＩＲ素子１０の表面側を示し、図３（ｂ）は光電変換素子１３の断面を示す。図３（ａ）に示すＩＲ素子１０は、赤外線を検出する光センサ素子であり、赤外線等の光を透過する光透過基板１１と、この光透過基板１１の表面側に形成された受光部１２と、を備える。
【００２３】
これらの中で、光透過基板１１としては、ＧａＡｓ基板が用いられる。また、ＧａＡｓ基板の他に、例えば、Ｓｉ、ＩｎＡｓ、ＩｎＰ、ＧａＰ、Ｇｅなどの半導体基板、若しくは、ＧａＮ、ＡｌＮ、サファイヤ基板、ガラス基板などの基板が用いられる。このような基板によれば、赤外線等の特定波長の光を、光透過基板１１の裏面１６から表面にかけて効率的に透過させることができる。
【００２４】
また、受光部１２は、複数の光電変換素子１３と、光電変換素子１３で光電変換された電気信号を出力するためのパッド部１４と、配線１５と、を有する。光電変換素子１３はいずれも量子型のフォトダイオードであって、配線１５によって直列に接続されている。接続される光電変換素子１３の数が大きいほど発生する起電力は大きくなり、センサとしての感度が高まる。
【００２５】
図３（ｂ）に示すように、光電変換素子１３は、例えば、光透過基板１１上に形成されたインジウム（ｌｎ）及びアンチモン（Ｓｂ）を含むＩｎＳｂのようなｎ型化合物半導体層（ｎ層）１３ａと、このｎ層１３ａ上に形成されたノンドープの化合物半導体層層（π層）１３ｂと、このπ層１３ｂ上に形成され、バンドギャップがｎ層１３ａ及びπ層１３ｂよりも大きいＡｌＩｎＳｂのような化合物半導体層１３ｃと、この化合物半導体層１３ｃ上に形成され、ｐ型の不純物が高濃度にドーピングされているｐ型化合物半導体層（ｐ層）１３ｄとにより構成されている。このように、ｎ層１３ａと、π層１３ｂと、ｎ層１３ａ及びπ層１３ｂよりもバンドギャップが大きい化合物半導体層１３ｃと、ｐ層１３ｄとが順次積層されてなる光電変換素子１３は、２０００ｎｍ〜７４００ｎｍの赤外線を検出することができる。
【００２６】
図３（ａ）に示すパッド部１４は、受光部１２の光電変換で得られた電気信号をＩＣ素子に出力するために設けられている。このパッド部１４は、例えば、互いに離間して配置された一対のパッド電極１４ａ及び１４ｂを有する。一方のパッド電極１４ａと複数の光電変換素子１３からなる列の一端との間、及び、他方のパッド電極１４ｂと上記列の他端との間がそれぞれ、配線１５によって電気的に接続されている。
【００２７】
ところで、このＩＲ素子１０において、パッド部１４は、ＩＲ素子１０の表面のより中心に近い一部範囲（中心部）に配置されている。また、複数の光電変換素子１３は、このパッド部１４の周囲に配置されている。このような配置によれば、パッド電極１４ａ、１４ｂにワイヤーボンディングする際、圧力や超音波が加わっても光透過基板１１が欠損し難いという利点がある。また、光透過基板１１が欠損し難いため、パッド電極１４ａ、１４ｂに対して、Ａｕ等からなるワイヤーを充分な圧力や超音波で接合することができる。このため、ワイヤーをパッド電極１４ａ、１４ｂにより確実に圧着することができ、ワイヤーボンディングの信頼性を高めることができる。
【００２８】
一方、このＩＲ素子１０の裏面（即ち、受光面）１６に積層された光学フィルタ２０（図１（ｂ）参照。）は、所望の波長範囲の光を選択的に（即ち、透過率高く）透過させる機能を有するものである。例えば、この光学フィルタ２０は、赤外線のみを透過する機能を有する。
或いは、この光学フィルタ２０は、赤外線の中でも、特定の波長範囲の赤外線のみを透過する機能を有するものであってもよい。例えば、光学フィルタ２０は、光学部材と、この光学部材上に多層で形成された薄膜とで、長波長又は短波長、又はその両方の波長の赤外線を透過させない機能を有するものであり、これらの透過機能を組み合わせて結果的に、特定の波長の赤外線のみを透過させる機能を有するものであってもよい。
【００２９】
この光学フィルタ２０は、特定の波長の赤外線のみを透過させる機能を１枚で行っても良いし、場合によっては複数枚を使用することもできる。また、この光学部材の材料としては、シリコン（Ｓｉ）、硝子（ＳｉＯ２）、サファイヤ（Ａｌ２Ｏ３）、Ｇｅ、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＣａＦ２、ＢａＦ２などの所定の赤外線が透過する材料が用いられ、また、これに蒸着される薄膜材料としては、シリコン（Ｓｉ）、硝子（ＳｉＯ２）、サファイヤ（Ａｌ２Ｏ３）、Ｇｅ、ＺｎＳ、ＴｉＯ２、ＭｇＦ２、ＳｉＯ２、ＺｒＯ２、Ｔａ２Ｏ５などが使用される。また、光学部材上に異なる屈折率を有する誘電体を層状に積層した誘電体多層膜フィルタは、表面、裏面異なる所定の厚み構成で両面に作られていてもよいし、また、片面のみに形成されていてもよい。また、不要な反射を防止する目的で反射防止膜が表面、裏面の両面、又は片面の最表層に形成されていても構わない。
【００３０】
（１．３）リードフレームの構成
図４（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第１実施形態に係る第１のリードフレーム３１の構成例を示す平面図である。図４（ａ）は第１のリードフレーム３１の表面３１ａを示し、図４（ｂ）は第１のリードフレーム３１の裏面３１ｂを示している。
図４（ａ）及び（ｂ）に示す第１のリードフレーム３１は、例えば、銅（Ｃｕ）板を、フォトリソグラフィ技術により、その表面３１ａ及び裏面３１ｂの側からそれぞれ選択的にエッチングし、ニッケル（Ｎｉ）−パラジウム（Ｐｄ）−金（Ａｕ）等のめっき（鍍金）処理を施すことにより形成されたものである。
【００３１】
図４（ａ）において、第１のリードフレーム３１内の白色の領域は表面３１ａと裏面３１ｂとの間を貫通した第１の開口部３２を示し、ハッチングを付した領域は表面３１ａの側からハーフエッチングされた領域（即ち、ハーフエッチング領域）３３ａを示す。また、グレーの領域はエッチング時にフォトレジスト等で表面３１ａがマスクされることにより、エッチングされなかった領域（即ち、非エッチング領域）３４ａを示す。
【００３２】
同様に、図４（ｂ）において、第１のリードフレーム３１内の白色の領域は第１の開口部３２を示し、ハッチングを付した領域は裏面３１ｂの側からハーフエッチングされたハーフエッチング領域３３ｂを示す。また、グレーの領域はエッチング時にフォトレジスト等で裏面３１ｂがマスクされることにより、エッチングされなかった非エッチング領域３４ｂを示す。
なお、図４（ａ）及び（ｂ）に示す第１のリードフレーム３１の外周部は、後述のダイシング工程で、ダイシングブレード等により切断される領域（カーフ幅という。）３５となっている。
【００３３】
図５（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第１実施形態に係る第２のリードフレーム３６の構成例を示す平面図である。図５（ａ）は第２のリードフレーム３６の表面３６ａを示し、図５（ｂ）は第２のリードフレーム３６の裏面３６ｂを示している。
図５（ａ）及び（ｂ）に示す第２のリードフレーム３６は、図４（ａ）及び（ｂ）に示した第１のリードフレーム３１と同様に、例えば、Ｃｕ板を、フォトリソグラフィ技術により、その表面３６ａ及び裏面３６ｂの側からそれぞれ選択的にエッチングし、Ｎｉ−Ｐｄ−Ａｕ等のめっき処理を施すことにより形成されたものである。
【００３４】
図５（ａ）において、第２のリードフレーム３６内の白色の領域は表面３６ａと裏面３６ｂとの間を貫通した第２の開口部３７を示し、グレーの領域はエッチング時に表面３６ａがフォトレジスト等でマスクされることにより、エッチングされなかった非エッチング領域３９ａを示す。なお、図５（ａ）において、ハーフエッチング領域は無い。リードフレーム３６の表面３６ａは平坦である。
【００３５】
同様に、図５（ｂ）において、第２のリードフレーム３６内の白色の領域は第２の開口部３７を示し、グレーの領域はエッチング時にフォトレジスト等で裏面３６ｂがマスクされことによりエッチングされなかった、非エッチング領域３９ｂを示す。また、ハッチングを付した領域は裏面３６ｂの側からハーフエッチングされた、ハーフエッチング領域３８ａを示す。なお、図５（ａ）及び（ｂ）に示す第２のリードフレーム３６の外周部は、後述のダイシング工程で、ダイシングブレード等により切断されるカーフ幅３５となっている。
【００３６】
図４（ａ）及び（ｂ）と、図５（ａ）及び（ｂ）を比較して分かるように、第１のリードフレーム３１の第１の開口部３２と、第２のリードフレーム３６の第２の開口部３７は、平面視による形状（即ち、平面形状）が互いに同一で、且つ、平面視による長さ（即ち、縦横の長さ）も互いに同一となるように形成されている。このため、図１（ａ）及び（ｂ）に示したように、第１のリードフレーム３１と第２のリードフレーム３６とを重ねると、これら２つの開口部３２、３７が重なって一つの連続した開口部５１が構成される。この開口部５１の平面視による形状と大きさ（即ち、縦横の寸法）は、第１、第２の開口部３２、３７とそれぞれ同じである。また、この開口部５１の深さは、第１、第２の開口部３２、３７のそれぞれの深さを合計した深さとなる。
【００３７】
次に、これら第１、第２のリードフレーム３１、３６を用いて、ＩＲセンサ装置１００を製造する方法について説明する。
（１．４）ＩＲセンサ装置の製造方法
図６（ａ）〜（ｇ）は、本発明の第１実施形態に係るＩＲセンサ装置１００の製造方法を示す工程図である。なお、この工程図における各断面は、例えば図１（ａ）に示したＩＲセンサ装置１００のＡ１−Ａ´１線による切断面に対応している。
【００３８】
図６（ａ）に示すように、まず始めに、第１のリードフレーム３１´と、第２のリードフレーム３６´を用意する。ここでは、図４（ａ）及び（ｂ）に示した第１のリードフレーム３１を１つの単位パターンとし、この単位パターンが平面視で縦方向及び横方向にそれぞれ連続して並ぶように配置されたリードフレーム３１´を用意する。同様に、図５（ａ）及び（ｂ）に示した第２のリードフレーム３６を１つの単位パターンとし、この単位パターンが平面視で縦方向及び横方向にそれぞれ連続して並ぶように配置されたリードフレーム３６´を用意する。
【００３９】
次に、第２のリードフレーム３６´の裏面３６ｂに粘着テープ４１を貼付する。第２のリードフレーム３６´の裏面３６ｂ側に粘着テープ４１を貼付することによって、第２の開口部３７の底面に粘着テープ４１の粘着層が露出した状態となる。
なお、粘着テープ４１としては、粘着性を有すると共に、耐熱性を有する樹脂製のテープが用いられる。粘着性については、粘着層の糊厚がより薄いほうが好ましい。また、耐熱性については、約１５０℃〜２００℃の温度に耐えることが必要とされる。このような粘着テープ４１として、例えばポリイミドテープを用いていることができる。ポリイミドテープは、約２８０℃に耐える耐熱性を有している。このような高い耐熱性を有するポリイミドテープは、後のモールドやワイヤーボンディング時に加わる高熱にも耐えることが可能である。また、粘着テープ４１としては、ポリイミドテープの他に、以下のテープを用いることも可能である。
【００４０】
・ポリエステルテープ 耐熱温度、約１３０℃（但し使用条件次第で耐熱温度は約２００℃にまで達する）。
・テフロン（登録商標）テープ 耐熱温度：約１８０℃
・ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド） 耐熱温度：約１６０℃
・ガラスクロス 耐熱温度：約２００℃
・ノーメックペーパー 耐熱温度：約１５０〜２００℃
・他に、アラミド、クレープ紙が粘着テープ４１として利用し得る。
【００４１】
次に、第２のリードフレーム３６´の表面３６ａ上に第１のリードフレーム３１´を配置する。ここでは、第２のリードフレーム３６´の表面３６ａと第１のリードフレーム３１´の裏面３１ｂとを向かい合わせ、この状態で開口部３２が開口部３７の真上にくるように第１のリードフレーム３１´と第２のリードフレーム３６´とを位置合わせする。そして、図６（ｂ）に示すように、この位置合わせした状態で第２のリードフレーム３６´の表面３６ａ上に第１のリードフレーム３１´を配置し、固定する。これにより、リードフレーム３０´が構成される。
【００４２】
なお、ここでは、第１のリードフレーム３１´と第２のリードフレーム３６´とを接着剤等によって接着する必要はない。第１のリードフレーム３１´と第２のリードフレーム３６´とが相対的に位置ずれしないように仮止めするだけで十分である。その理由は、後述の樹脂封止の工程で、第１のリードフレーム３１´と第２のリードフレーム３６´とがモールド樹脂５０で固定されるからである。仮止めの方法として、例えば下記の方法がある。
【００４３】
即ち、図７に示すように、第１のリードフレーム３１´の外周部と、第２のリードフレーム３６´の外周部にはそれぞれ貫通穴５５、５６が設けられており、第１のリードフレーム３１´と第２のリードフレーム３６´とを位置合わせすることにより、これらの貫通穴５５、５６が平面視で重なるようになっている。このような貫通穴５５、５６は、第１のリードフレーム３１´と第２のリードフレーム３６´とにそれぞれ２箇所以上設けられている。ここで、複数の箇所（例えば、２箇所）でそれぞれ重なっている貫通穴５５、５６にそれぞれピン６３を嵌合することによって、第１のリードフレーム３１´と第２のリードフレーム３６´とを位置ずれしないように仮止めすることができる。また、位置合わせした後、四隅をアーク溶接しても良いし、四隅のみ接着剤で接着させてもよい。
【００４４】
次に、図６（ｃ）に示すように、このリードフレーム３０´の開口部５１に、ＩＲ素子１０及び光学フィルタ２０を配置する。ここでは、粘着テープ４１の粘着性を有する面であって、開口部５１の底面となっている領域に、光学フィルタ２０の受光面２１を貼付する。なお、この貼付に際して、光学フィルタ２０の受光面２１には予め保護膜（図示せず）を形成しておいてもよい。保護膜としては、例えばフォトレジストを用いることができる。このような保護膜は、例えば、光学フィルタ２０の基材である光学部材をダイシングする前に成膜しておくことができる。
【００４５】
次に、図６（ｄ）に示すように、ＩＲ素子１０とリードフレーム３０´を電気的に接続する。ここでは、図１に示したように、ＩＲ素子１０のパッド電極１４ａ、１４ｂと、リードフレーム３０´のボンディング用端子部４２とをＡｕ等からなるワイヤー４０で接続する。
なお、ＩＲ素子１０とリードフレーム３０´との接続は、リードフレーム３０´のボンディング用端子部４２からＩＲ素子１０のパッド電極１４ａ、１４ｂに向かってワイヤーを伸ばすこと（つまり、ＩＲ素子１０から見て逆ボンディング）によって行うことが好ましい。即ち、ボールの形成を伴う１ｓｔボンドをリードフレーム３０´のボンディング用端子部４２に対して行い、２ｎｄボンドをＩＲ素子１０のパッド電極１４ａ、１４ｂに対して行う。このような方法であれば、ＩＲ素子１０のパッド電極１４ａ、１４ｂよりもリードフレーム３０´のボンディング用端子部４２の方が低い位置にあるため、ボンディング後のワイヤーの高さを低くすることができる。
【００４６】
次に、図６（ｅ）に示すように、リードフレーム３０´の表面側に上金型４７を配置すると共に、リードフレーム３０´の裏面側に下金型４８を配置する。そして、上金型４７と下金型４８とによりリードフレーム３０´を挟み込み、上金型４７と下金型４８とに挟まれた空間内にサイドからモールド樹脂５０を注入し、充填する。これにより、ＩＲ素子１０と光学フィルタ２０及びワイヤー４０を樹脂封止する。
【００４７】
なお、モールド樹脂５０としては、例えばエポキシ樹脂を用いることが可能である。また、この樹脂封止の工程では、上金型４７と第１のリードフレーム３１´の表面３１ａ側の非エッチング領域とが隙間無く接触し、且つ、下金型４８と、リードフレーム３０´の裏面３６ｂ側の非エッチング領域と光学フィルタ２０に貼り付けられた粘着テープ４１とが隙間無く接触した状態で、両金型の重ね合わせにより形成される空間のサイドからモールド樹脂５０が供給される。このため、樹脂封止後は、第１のリードフレーム３１´の非エッチング領域と、第２のリードフレーム３６´の非エッチング領域と光学フィルタ２０はそれぞれモールド樹脂５０から露出した状態となる。
【００４８】
次に、図６（ｆ）に示すように、リードフレーム３０´の裏面側から粘着テープを除去する。粘着テープの除去後、ポストキュア、ウェットブラストを施し、さらに、光学フィルタ２０の受光面２１に図示しない保護膜が形成されている場合は、当該保護膜を除去する。
その後、図６（ｇ）に示すように、モールド樹脂５０及びリードフレーム３０´を、ダイシング装置によりダイシングし、カーフ幅３５を切断する。これにより、モールド樹脂５０及びリードフレーム３０´は個々の製品に切り離されてパッケージ化され、図１（ａ）及び（ｂ）と、図２に示したＩＲセンサ装置１００が完成する。
【００４９】
なお、図１（ａ）及び（ｂ）に示したように、第１のリードフレーム３１は、複数の端子部を有する。これら端子部には、モールド樹脂５０で覆われたボンディング用端子部４２と、このボンディング用端子部４２と一体に形成されており、その一部がモールド樹脂５０から露出している外部配線基板接続用端子部４３とがある。ＩＲセンサ装置１００を、各種の機器に組み込む際は、この外部配線基板接続用端子部４３を、例えばインターポーザ等の配線基板の端子部に電気的に接続する。これにより、光学フィルタ２０の受光面２１が遮られることなく、ＩＲセンサ装置１００を配線基板に実装することができる。
【００５０】
以上説明したように、本発明の第１実施形態によれば、第１のリードフレーム３１と第２のリードフレーム３６との組み合わせにより、１つのリードフレーム３０を構成することができる。また、このリードフレーム３０の開口部５１（即ち、第１の開口部３２と第２の開口部３７とが平面視で重なる領域）について、その幅は第１、第２の開口部３２、３７のそれぞれの幅と同じ大きさに抑えつつ、その深さは第１、第２の開口部３２、３７のそれぞれの深さを合計した深さにすることができる。これにより、幅が狭くて深い（即ち、アスペクト比の大きい）開口部を実現することができるため、ＩＲセンサ装置１００の小型化が可能である。
【００５１】
さらに、本発明の第１実施形態は、上記以外にも種々の効果を奏する。即ち、本発明の第１実施形態によれば、光学フィルタ２０の受光面２１を粘着テープ４１に貼付した状態で樹脂封止を行い、その後、粘着テープ４１を除去する。これにより、モールド樹脂５０をエッチングすることなく、光学フィルタ２０の受光面２１に光を入射させるための窓を形成することができる。この方法では、光を導入するための窓を形成するために、モールド樹脂５０をエッチングする必要はなく、エッチング工程とこれに付随するフォトリソグラフィ工程が不要であるため、工程数の増加や製造コストの上昇を抑えることができる。また、光学フィルタ２０の受光面２１にエッチングダメージを与えずに済むため、例えば光の透過性など、受光に関する性能の品質低下を防ぐことができる。
【００５２】
（２）第２実施形態
上記の第１実施形態では、例えば図２に示したように、第２のリードフレームの裏面がパッケージの上面に露出する場合について説明した。しかしながら、本発明において、第２のリードフレームの裏面がパッケージの上面に露出することは必須ではない。第２実施形態では、この点について説明する。
【００５３】
図８（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第２実施形態に係るＩＲセンサ装置２００の構成例を示す断面図と、第２のリードフレーム６６の構成例を示す平面図である。
図８（ａ）及び（ｂ）に示す第２のリードフレーム６６の、第１実施形態で説明した第２のリードフレーム３６との相違点は、裏面においてハーフエッチング領域と非エッチング領域との配置が異なる点である。
【００５４】
具体的には、第２のリードフレーム６６の裏面６６ｂ（即ち、第２の面）において、カーフ幅３５で囲まれた領域にはハーフエッチング領域３８ｂのみが存在し、非エッチング領域３９ｂは存在しない。非エッチング領域３９ｂはカーフ幅３５と重なる領域にのみ存在する。なお、第２のリードフレーム６６の表面６６ａ（即ち、第１の面）は、第１実施形態で説明した第２のリードフレーム３６の表面３６ａ（例えば、図５（ａ）を参照。）と同じである。
【００５５】
換言すると、この第２のリードフレーム６６は、パッケージの内側となる（即ち、カーフ幅３５で囲まれた）第１の部位と、パッケージの外側となる第２の部位とを有する。第２のリードフレーム６６の第１の部位は第２の部位よりも厚さが小さい。また、図８（ａ）に示すように、第２のリードフレーム６６の表面６６ａを上側に向け、裏面６６ｂを下側に向けたときに、第１の部位の裏面６６ｂは、第２の部位の裏面６６ｂよりも上側に位置する。
【００５６】
このような構成であれば、図８（ａ）に示すように、パッケージの内側において、第２のリードフレーム６６の裏面６６ｂは全てモールド樹脂５０で覆われる。このため、図９に示すように、ＩＲセンサ装置２００のパッケージの上面にはリードフレームが露出しない。パッケージの上面には光学フィルタの受光面２１のみがモールド樹脂５０から露出した状態となる。次に、図８（ａ）及び図９に示したＩＲセンサ装置２００の製造方法について説明する。
【００５７】
図１０（ａ）〜（ｇ）は、本発明の第２実施形態に係るＩＲセンサ装置２００の製造方法を示す工程図である。このＩＲセンサ装置２００の製造方法は、第１実施形態で説明した製造方法と同様の手順で行う。
即ち、図１０（ａ）に示すように、まず始めに、第１のリードフレーム３１´と、第２のリードフレーム６６´とを用意する。ここでは、図８（ａ）を参照しながら説明した第２のリードフレーム６６を１つの単位パターンとし、この単位パターンが平面視で縦方向及び横方向にそれぞれ連続して並ぶように配置されたリードフレーム６６´を用意する。次に、第２のリードフレーム６６´の裏面３６ｂに粘着テープ４１を貼付する。
【００５８】
次に、図１０（ｂ）に示すように、第２のリードフレーム６６´の表面３６ａ上に第１のリードフレーム３１´を配置する。ここでは、第１実施形態と同様の方法で位置合わせし、固定する。これにより、リードフレーム３０´が構成される。
次に、図１０（ｃ）に示すように、このリードフレーム３０´の開口部５１に、ＩＲ素子１０及び光学フィルタ２０を配置する。そして、図１０（ｄ）に示すように、ＩＲ素子１０とリードフレーム３０´をワイヤー４０で電気的に接続する。
【００５９】
次に、図１０（ｅ）に示すように、上金型４７と下金型４８とによりリードフレーム３０´を挟み込み、上金型４７と下金型４８とに挟まれた空間内にモールド樹脂５０を注入し、充填する。これにより、ＩＲ素子１０及びワイヤー４０を樹脂封止する。
次に、図１０（ｆ）に示すように、リードフレーム３０´の裏面側から粘着テープを除去する。粘着テープの除去後、ポストキュア、ウェットブラストを施し、さらに、光学フィルタ２０の受光面２１に図示しない保護膜が形成されている場合は、当該保護膜を除去する。
【００６０】
その後、図１０（ｇ）に示すように、モールド樹脂５０及びリードフレーム３０´を、ダイシング装置によりダイシングし、カーフ幅３５を切断する。これにより、モールド樹脂５０及びリードフレーム３０´は個々の製品に切り離されてパッケージ化され、図８（ａ）と図９に示したＩＲセンサ装置２００が完成する。
以上説明したように、本発明の第２実施形態によれば、パッケージの内側に残される第２のリードフレーム６６の裏面３６ｂを全てモールド樹脂５０で覆うことができる。このため、受光面２１の側（即ち、パッケージの上面の側）にリードフレーム３０が一切露出していないＩＲセンサ装置２００を提供することができる。
【００６１】
このＩＲセンサ装置２００によれば、パッケージの上面の側に液滴等が付着した場合でも、この液滴がリードフレーム３０に触れることはなく、液滴を介して光学フィルタ２０とリードフレーム３０とがショートしてしまうことを防ぐことができる。また、パッケージの上面にリードフレーム３０が一切露出していないため、例えば、ユーザーがリードフレーム３０を光学フィルタ２０の受光面２１であると誤認してしまうようなことも防ぐことができる。
【００６２】
（３）第３実施形態
上記の第１、第２実施形態では、１つのパッケージ内に１つのＩＲ素子を配置する場合について説明した。しかしながら、本発明はこれに限られることはない。本発明では、１つのパッケージ内に２つ以上のＩＲ素子を配置してもよい。第３実施形態では、この点について説明する。
【００６３】
図１１（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第３実施形態に係るＩＲセンサ装置３００の構成例を示す平面図と、この平面図をＡ１１−Ａ´１１線で切断した断面図である。なお、図１１（ａ）では図面の複雑化を回避するためにモールド樹脂の図示を省略している。また、図１１（ａ）において、ハッチングを付した領域は表面の側からハーフエッチングされたハーフエッチング領域を示し、グレーの領域はハーフエッチングされていない非エッチング領域を示す。さらに、図１１（ｂ）では、ＩＲ素子とリードフレームとの接合の状態を明確にするために、当該断面図において紙面の手前側又は奥側にあるワイヤーも図示している。
【００６４】
図１１（ａ）及び（ｂ）に示すように、このＩＲセンサ装置３００は、例えば、第１のＩＲ素子１０ａと、第１のＩＲ素子１０ａの受光面に積層された第１の光学フィルタ２０ａと、第２のＩＲ素子１０ｂと、第２のＩＲ素子１０ｂの受光面に積層された第２の光学フィルタｂとを備える。また、リードフレーム７０には、第１のＩＲ素子１０ａと第１の光学フィルタ２０ａとを配置するための貫通した開口部６１と、第２のＩＲ素子１０ｂと第２の光学フィルタ２０ｂとを配置するための貫通した開口部６２がそれぞれ設けられている。
【００６５】
図１１（ｂ）に示すように、リードフレーム７０は第１のリードフレーム７１と第２のリードフレーム７６とを含み、これらが重なって１つのリードフレーム７０を構成している。また、図１（ｂ）に示すように、このＩＲセンサ装置３００において、第１の光学フィルタ２０ａの受光面２１ａ及び第２の光学フィルタ２０ｂの受光面２１ｂは、モールド樹脂５０からそれぞれ露出しており、これらの受光面２１ａ、２１ｂは第２のリードフレーム７６の裏面７６ｂと同一平面となるように（即ち、面一となるように）配置されている。
【００６６】
図１２は、ＩＲセンサ装置３００の外観の一例を示す斜視図である。図１２に示すように、このＩＲセンサ装置３００のパッケージの形状は例えば直方体である。第１の光学フィルタの受光面２１ａと第２の光学フィルタの受光面２１ｂは、パッケージの上面（即ち、第２のリードフレーム７６の裏面７６ｂであり、モールド樹脂５０の表面でもある。）とそれぞれ面一となるように配置されている。外界の光は、受光面２１ａ、２１ｂにそれぞれ入射し、光学フィルタを通ってＩＲ素子の受光面にそれぞれ到達するようになっている。
【００６７】
ところで、この第３実施形態において、第１の光学フィルタ２０ａと第２の光学フィルタ２０ｂは、その特性が異なる。例えば、第１の光学フィルタ２０ａは第１の波長範囲の赤外線を選択的に透過させるものであり、第２の光学フィルタ２０ｂは第２の波長範囲の赤外線を選択的に透過させるものである。一例を挙げると、第１の波長範囲は長波長であり、第２の波長範囲は短波長である。一方、第１のＩＲ素子１０ａと第２のＩＲ素子１０ｂは、例えば同一種類のセンサ素子であり、その構成と機能は第１実施形態で説明したＩＲ素子１０と同じである。次に、このＩＲセンサ装置３００に用いられるリードフレーム７０の構成について説明する。
【００６８】
図１３（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第３実施形態に係る第１のリードフレーム７１の構成例を示す平面図である。図１３（ａ）は第１のリードフレーム７１の表面７１ａを示し、図１３（ｂ）は第１のリードフレーム７１の裏面７１ｂを示している。
図１３（ａ）において、第１のリードフレーム７１内の白色の領域は貫通した開口部８２、８３を示し、ハッチングを付した領域は表面７１ａの側からハーフエッチングされたハーフエッチング領域７３ａを示す。また、グレーの領域は表面７１ａの側からエッチングされていない非エッチング領域７４ａを示す。同様に、図１３（ｂ）において、第１のリードフレーム７１内の白色の領域は開口部８２、８３を示し、ハッチングを付した領域は裏面７１ｂの側からハーフエッチングされたハーフエッチング領域７３ｂを示す。また、グレーの領域は裏面７１ｂの側からエッチングされていない非エッチング領域７４ｂを示す。
【００６９】
図１３（ａ）及び（ｂ）に示す第１のリードフレーム７１において、第１実施形態で説明した第１のリードフレーム３１との相違点は、ＩＲセンサ素子の数に応じて、これらを配置するための貫通した開口部が複数用意されている点である。他の点は、第１のリードフレーム３１と同じである。なお、第１のリードフレーム７１の外周部は、ダイシング工程で切断されるカーフ幅７５となっている。
【００７０】
図１４（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第３実施形態に係る第２のリードフレーム７６の構成例を示す平面図である。図１４（ａ）は第２のリードフレーム７６の表面７６ａ側を示し、図１４（ｂ）は第２のリードフレーム７６の裏面７６ｂ側を示している。
図１４（ａ）において、第２のリードフレーム７６内の白色の領域は開口部８４、８５を示し、グレーの領域は表面７６ａの側からエッチングされていない非エッチング領域７９ａを示す。なお、図１４（ａ）において、ハーフエッチング領域は無い。リードフレーム７６の表面７６ａは平坦である。
【００７１】
同様に、図１４（ｂ）において、第２のリードフレーム７６内の白色の領域は開口部８４、８５を示し、グレーの領域は裏面７６ｂの側からエッチングされていない非エッチング領域７９ｂを示す。また、ハッチングを付した領域は裏面７６ｂの側からハーフエッチングされたハーフエッチング領域７８ｂを示す。
図１４（ａ）及び（ｂ）に示す第２のリードフレーム７６において、第１実施形態で説明した第２のリードフレーム３６との相違点は、ＩＲセンサ素子の数に応じて、これらを配置するための貫通した開口部が複数用意されている点である。他の点は、第２のリードフレーム３６と同じである。なお、第２のリードフレーム７６の外周部は、ダイシング工程で切断されるカーフ幅７５となっている。
【００７２】
図１３（ａ）及び（ｂ）と、図１４（ａ）及び（ｂ）を比較して分かるように、第１のリードフレーム７１の開口部８２と、第２のリードフレーム７６の開口部８４は、平面形状が互いに同一で、且つ、縦横の長さも互いに同一となるように形成されている。また、第１のリードフレーム７１の開口部８３と、第２のリードフレーム７６の開口部８５も、平面形状が互いに同一で、且つ、縦横の長さも互いに同一となるように形成されている。
【００７３】
そして、図１（ｂ）に示したように、第１のリードフレーム７１と第２のリードフレーム７６とを重ねることにより、開口部８２、８４からなる第１の開口部６１と、開口部８３、８５からなる第２の開口部６２とがそれぞれ構成される。
本発明の第３実施形態によれば、第１実施形態と同様に、第１のリードフレーム７１と第２のリードフレーム７６とを組み合わせることにより、アスペクト比の高い第１、第２の開口部８３、８５を実現することができる。このため、ＩＲセンサ装置３００の小型化が可能である。
【００７４】
また、このＩＲセンサ装置３００は、外界から入射してくる赤外線を異なる波長範囲毎にそれぞれ検出することが可能である。第１のＩＲ素子１０ａから出力される電気信号と、第２のＩＲ素子１０ｂから出力される電気信号とに基づいて、入射してくる光の強度を波長範囲毎（例えば、長波長毎、短波長毎）に特定することが可能となる。従って、例えば、人感センサや炎センサなどに極めて好適に用いることができる。
【００７５】
（４）第４実施形態
上記の第３実施形態では、例えば図１２に示したように、第２のリードフレームの裏面がパッケージの上面に露出する場合について説明した。しかしながら、本発明において、第２のリードフレームの裏面がパッケージの上面に露出することは必須ではない。つまり、上記の第２実施形態を第３実施形態に適用してもよい。第４実施形態では、この点について説明する。
【００７６】
図１５（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第４実施形態に係るＩＲセンサ装置４００の構成例を示す断面図と、第２のリードフレーム８６の構成例を示す平面図である。
図１５（ａ）及び（ｂ）に示す第２のリードフレーム８６の、第３実施形態で説明した第２のリードフレーム７６との相違点は、裏面においてハーフエッチング領域と非エッチング領域との配置が異なる点である。
【００７７】
具体的には、第２のリードフレーム８６の裏面８６ｂ（即ち、第２の面）において、カーフ幅７５で囲まれた領域にはハーフエッチング領域７８ｂのみが存在し、非エッチング領域７９ｂは存在しない。非エッチング領域７９ｂはカーフ幅７５と重なる領域にのみ存在する。なお、第２のリードフレーム８６の表面８６ａ（即ち、第１の面）は、第３実施形態で説明した第２のリードフレーム７６の表面７６ａ（例えば、図１４（ａ）を参照。）と同じである。
【００７８】
換言すると、この第２のリードフレーム８６は、パッケージの内側となる（即ち、カーフ幅７５で囲まれた）第１の部位と、パッケージの外側となる第２の部位とを有する。第２のリードフレーム８６の第１の部位は第２の部位よりも厚さが小さい。また、図１５（ａ）に示すように、第２のリードフレーム８６の表面８６ａを上側に向け、裏面８６ｂを下側に向けたときに、第１の部位の裏面８６ｂは、第２の部位の裏面８６ｂよりも上側に位置する。
【００７９】
このような構成であれば、図１５（ａ）に示すように、パッケージの内側において、第２のリードフレーム８６の裏面８６ｂは全てモールド樹脂５０で覆われる。このため、図１６に示すように、ＩＲセンサ装置４００のパッケージの上面にはリードフレームが露出しない。パッケージの上面には光学フィルタの受光面２１ａ、２１ｂのみがモールド樹脂５０から露出した状態となる。この第４実施形態によれば、第２実施形態及び第３実施形態と同様の効果を奏することができる。
【００８０】
（５）その他の実施形態
なお、上記の第１実施形態では、例えば図２（ａ）に示したように、ＩＲ素子１０のパッド部１４として、ＩＲ素子１０の表面の中心部に一対のパッド電極１４ａ、１４ｂを配置した構造を示したが、これはあくまで一例である。本発明において、ＩＲ素子１０のパッド部１４は、例えば、ＩＲ素子１０の表面の中心部で互いに離間して配置された３つ以上のパッド電極で構成されていてもよい。このような構成であっても、ＩＲ素子とリードフレームとを電気的に接続することが可能であり、ＩＲ素子から電気信号を出力させることができる。
【００８１】
さらに、上記の各実施形態では、光センサ素子の一例として、２０００ｎｍ〜７４００ｎｍの赤外線を検出可能なＩＲ素子を例示した。しかしながら、本発明において光センサ素子はこれに限定されるものではない。本発明において、光センサ素子は例えば紫外線のみを検出する素子であってもよく、又は、紫外線と赤外線の両方を検出する素子であってもよい。
【００８２】
一例を挙げると、光透過基板上にｎ層と、π層と、ｎ層及びπ層よりもバンドギャップが大きい化合物半導体層と、ｐ層とが順次積層されてなる光電変換素子１３において、ｎ層にＩｎＳｂではなく、ＡｌＮ、ＩｎＧａＰ、ＩｎＧａＡｓＰ、ＩｎＡｓＳｂといった他の材料を用いれば、波長が約２５０ｎｍの紫外線から、波長が約１２μｍの赤外線までを検出可能な光センサ素子を作成することが可能である。このような場合は、紫外線から赤外線までを検出可能な光センサ装置を提供することができる。
また、この場合は、光学フィルタも例えば紫外線のみを透過させる機能を有するものであってもよく、又は、紫外線と赤外線の両方を透過させるものであってもよい。光学フィルタの透過可能な波長範囲は、光センサ素子の検出可能な波長範囲に応じて、任意に設定可能である。
【符号の説明】
【００８３】
１０、１０ａ、１０ｂ ＩＲ素子
１１ 光透過基板
１２ 受光部
１３ 光電変換素子
１３ａ ｎ層
１３ｂ π層
１３ｃ 化合物半導体層
１３ｄ ｐ層
１４ パッド部
１４ａ パッド電極
１４ｂ パッド電極
１５ 配線
１６ ＩＲ素子１０の裏面（受光面）
２０、２０ａ、２０ｂ 光学フィルタ
２１、２１ａ、２１ｂ （光学フィルタの）受光面
３０、７０ （重ね合わせにより構成される）リードフレーム
３１、７１ 第１のリードフレーム
３１ａ、３６ａ、６６ａ、７１ａ、７６ａ、８６ａ 表面
３１ｂ、３６ｂ、６６ｂ、７１ｂ、７６ｂ、８６ｂ 裏面
３２、３７、５１、６１、６２、８２、８３、８４、８５ 開口部
３３ａ、３３ｂ、３８ａ、３８ｂ、７３ａ、７３ｂ、７８ａ、７８ｂ ハーフエッチング領域
３４ａ、３４ｂ、３９ａ、３９ｂ、７４ａ、７４ｂ、７９ａ、７９ｂ 非エッチング領域
３５、７５ カーフ幅
３６、６６、７６、８６ 第２のリードフレーム
４０ ワイヤー
４１ 粘着テープ
４２ ボンディング用端子部
４３ 外部配線基板接続用端子部
４７ 上金型
４８ 下金型
５０ モールド樹脂
５５ 貫通穴
６３ ピン
１００、２００、３００、４００ ＩＲセンサ装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を検出する光センサ素子と、
前記光センサ素子に積層された光学フィルタと、
貫通した第１の開口部を有する第１のリードフレームと、
貫通した第２の開口部を有する第２のリードフレームと、
前記光センサ素子及び前記光学フィルタを覆う封止部材と、を備え、
前記第２のリードフレーム上に前記第１のリードフレームが配置されて、前記第１の開口部と前記第２の開口部とが平面視で重なり、
前記第１の開口部と前記第２の開口部とが平面視で重なる領域に、前記光センサ素子及び前記光学フィルタが配置され、
前記光学フィルタの受光面は前記封止部材から露出していることを特徴とする光センサ装置。
【請求項２】
前記光センサ素子は、第１の光センサ素子と第２の光センサ素子とを含み、
前記光学フィルタは、前記第１の光センサ素子に積層された第１の光学フィルタと、前記第１の光学フィルタと特性が異なり且つ前記第２の光センサ素子に積層された第２の光学フィルタとを含み、
前記第１の開口部と前記第２の開口部とが平面視で重なる領域は、第１の領域と、前記第１の領域と位置が異なる第２の領域とを含み、
前記第１の光センサ素子及び前記第１の光学フィルタは前記第１の領域に配置され、
前記第２の光センサ素子及び前記第２の光学フィルタは前記第２の領域に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の光センサ装置。
【請求項３】
前記第２のリードフレームの第１の面上に前記第１のリードフレームが配置されており、
前記第２のリードフレームの前記第１の面の反対側の第２の面は前記封止部材により全て覆われていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光センサ装置。
【請求項４】
第１のリードフレームが有する貫通した第１の開口部と、第２のリードフレームが有する貫通した第２の開口部とが平面視で重なるように、前記第２のリードフレームの第１の面上に前記第１のリードフレームを配置する工程と、
前記第２のリードフレームの前記第１の面の反対側の第２の面に、粘着テープの粘着性を有する面を貼付する工程と、
前記第１の開口部と前記第２の開口部とが平面視で重なる領域に、光センサ素子及び当該光センサ素子に積層された光学フィルタを配置して、前記光学フィルタの受光面を前記粘着テープの前記粘着性を有する面に貼付する工程と、
前記光センサ素子及び前記光学フィルタを封止部材で覆う工程と、
前記封止部材及び前記第２のリードフレームから前記粘着テープを除去する工程と、
前記封止部材と前記第１のリードフレーム及び前記第２のリードフレームを切断してパッケージを形成する工程と、を備えることを特徴とする光センサ装置の製造方法。
【請求項５】
前記光センサ素子は、第１の光センサ素子と第２の光センサ素子とを含み、
前記光学フィルタは、前記第１の光センサ素子に積層された第１の光学フィルタと、前記第１の光学フィルタと特性が異なり且つ前記第２の光センサ素子に積層された第２の光学フィルタとを含み、
前記第１の開口部と前記第２の開口部とが平面視で重なる領域は、第１の領域と、前記第１の領域と位置が異なる第２の領域とを含み、
前記光センサ素子及び前記光学フィルタを配置する工程は、
前記第１の光センサ素子及び前記第１の光学フィルタを前記第１の領域に配置して、前記第１の光学フィルタの受光面を前記粘着テープの前記粘着性を有する面に貼付する工程と、
前記第２の光センサ素子及び前記第２の光学フィルタを前記第２の領域に配置して、前記第２の光学フィルタの受光面を前記粘着テープの前記粘着性を有する面に貼付する工程と、を含み、
前記パッケージを形成する工程では、
前記第１の光センサ素子及び前記第１の光学フィルタと前記第２の光センサ素子及び前記第２の光学フィルタとが同一のパッケージ内に含まれるように、前記封止部材と前記第１のリードフレーム及び前記第２のリードフレームを切断することを特徴とする請求項４に記載の光センサ装置の製造方法。
【請求項６】
前記第２のリードフレームは、
前記パッケージの内側となる第１の部位と、前記パッケージの外側となる第２の部位とを有し、
前記第１の部位は前記第２の部位よりも厚さが小さく、且つ、
前記第１の面を上側に向け、前記第２の面を下側に向けたときに、前記第１の部位の前記第２の面は前記第２の部位の前記第２の面よりも上側に位置することを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の光センサ装置の製造方法。
【請求項１】
光を検出する光センサ素子と、
前記光センサ素子に積層された光学フィルタと、
貫通した第１の開口部を有する第１のリードフレームと、
貫通した第２の開口部を有する第２のリードフレームと、
前記光センサ素子及び前記光学フィルタを覆う封止部材と、を備え、
前記第２のリードフレーム上に前記第１のリードフレームが配置されて、前記第１の開口部と前記第２の開口部とが平面視で重なり、
前記第１の開口部と前記第２の開口部とが平面視で重なる領域に、前記光センサ素子及び前記光学フィルタが配置され、
前記光学フィルタの受光面は前記封止部材から露出していることを特徴とする光センサ装置。
【請求項２】
前記光センサ素子は、第１の光センサ素子と第２の光センサ素子とを含み、
前記光学フィルタは、前記第１の光センサ素子に積層された第１の光学フィルタと、前記第１の光学フィルタと特性が異なり且つ前記第２の光センサ素子に積層された第２の光学フィルタとを含み、
前記第１の開口部と前記第２の開口部とが平面視で重なる領域は、第１の領域と、前記第１の領域と位置が異なる第２の領域とを含み、
前記第１の光センサ素子及び前記第１の光学フィルタは前記第１の領域に配置され、
前記第２の光センサ素子及び前記第２の光学フィルタは前記第２の領域に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の光センサ装置。
【請求項３】
前記第２のリードフレームの第１の面上に前記第１のリードフレームが配置されており、
前記第２のリードフレームの前記第１の面の反対側の第２の面は前記封止部材により全て覆われていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光センサ装置。
【請求項４】
第１のリードフレームが有する貫通した第１の開口部と、第２のリードフレームが有する貫通した第２の開口部とが平面視で重なるように、前記第２のリードフレームの第１の面上に前記第１のリードフレームを配置する工程と、
前記第２のリードフレームの前記第１の面の反対側の第２の面に、粘着テープの粘着性を有する面を貼付する工程と、
前記第１の開口部と前記第２の開口部とが平面視で重なる領域に、光センサ素子及び当該光センサ素子に積層された光学フィルタを配置して、前記光学フィルタの受光面を前記粘着テープの前記粘着性を有する面に貼付する工程と、
前記光センサ素子及び前記光学フィルタを封止部材で覆う工程と、
前記封止部材及び前記第２のリードフレームから前記粘着テープを除去する工程と、
前記封止部材と前記第１のリードフレーム及び前記第２のリードフレームを切断してパッケージを形成する工程と、を備えることを特徴とする光センサ装置の製造方法。
【請求項５】
前記光センサ素子は、第１の光センサ素子と第２の光センサ素子とを含み、
前記光学フィルタは、前記第１の光センサ素子に積層された第１の光学フィルタと、前記第１の光学フィルタと特性が異なり且つ前記第２の光センサ素子に積層された第２の光学フィルタとを含み、
前記第１の開口部と前記第２の開口部とが平面視で重なる領域は、第１の領域と、前記第１の領域と位置が異なる第２の領域とを含み、
前記光センサ素子及び前記光学フィルタを配置する工程は、
前記第１の光センサ素子及び前記第１の光学フィルタを前記第１の領域に配置して、前記第１の光学フィルタの受光面を前記粘着テープの前記粘着性を有する面に貼付する工程と、
前記第２の光センサ素子及び前記第２の光学フィルタを前記第２の領域に配置して、前記第２の光学フィルタの受光面を前記粘着テープの前記粘着性を有する面に貼付する工程と、を含み、
前記パッケージを形成する工程では、
前記第１の光センサ素子及び前記第１の光学フィルタと前記第２の光センサ素子及び前記第２の光学フィルタとが同一のパッケージ内に含まれるように、前記封止部材と前記第１のリードフレーム及び前記第２のリードフレームを切断することを特徴とする請求項４に記載の光センサ装置の製造方法。
【請求項６】
前記第２のリードフレームは、
前記パッケージの内側となる第１の部位と、前記パッケージの外側となる第２の部位とを有し、
前記第１の部位は前記第２の部位よりも厚さが小さく、且つ、
前記第１の面を上側に向け、前記第２の面を下側に向けたときに、前記第１の部位の前記第２の面は前記第２の部位の前記第２の面よりも上側に位置することを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の光センサ装置の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２０１２−１１２７２８（Ｐ２０１２−１１２７２８Ａ）
【公開日】平成２４年６月１４日（２０１２．６．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２６０５３５（Ｐ２０１０−２６０５３５）
【出願日】平成２２年１１月２２日（２０１０．１１．２２）
【出願人】（３０３０４６２７７）旭化成エレクトロニクス株式会社 (840)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年６月１４日（２０１２．６．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月２２日（２０１０．１１．２２）
【出願人】（３０３０４６２７７）旭化成エレクトロニクス株式会社 (840)
【Ｆターム（参考）】
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