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JPH0832106A - 光半導体装置及び基板実装装置 - Google Patents

光半導体装置及び基板実装装置

Info

Publication number
JPH0832106A
JPH0832106A JP18523694A JP18523694A JPH0832106A JP H0832106 A JPH0832106 A JP H0832106A JP 18523694 A JP18523694 A JP 18523694A JP 18523694 A JP18523694 A JP 18523694A JP H0832106 A JPH0832106 A JP H0832106A
Authority
JP
Japan
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light emitting
light receiving
light
semiconductor device
optical semiconductor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP18523694A
Other languages
English (en)
Inventor
Masayuki Sugizaki
雅之 杉崎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Toshiba Development and Engineering Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Toshiba Electronic Engineering Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp, Toshiba Electronic Engineering Co Ltd filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP18523694A priority Critical patent/JPH0832106A/ja
Publication of JPH0832106A publication Critical patent/JPH0832106A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01L2224/45138—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
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    • H05K1/18—Printed circuits structurally associated with non-printed electric components
    • H05K1/181—Printed circuits structurally associated with non-printed electric components associated with surface mounted components
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    • H10H20/00—Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
    • H10H20/80—Constructional details
    • H10H20/85—Packages
    • H10H20/852—Encapsulations
    • H10H20/853—Encapsulations characterised by their shape

Landscapes

  • Led Device Packages (AREA)
  • Photo Coupler, Interrupter, Optical-To-Optical Conversion Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 共通光軸に沿って光信号を通信する配線基板
間通信用光半導体装置と、３枚以上の配線基板間で通信
する場合でも、光半導体装置の高精度実装装置を提供す
る。 【構成】 配線基板１０は貫通孔１１を有し、基板表面
には配線１２が形成されている。光半導体装置２０は光
軸が貫通孔内部を通るように実装され、パッケージから
水平に導出折曲げられた外部リードの先端が配線にろう
付けされている。パッケージ中心が貫通孔１１の中心に
ある光軸に沿っているので、この中心に形成された発光
素子用レンズ２４１は貫通孔の中に挿入される。発光素
子用レンズの反対側には受光素子用レンズ２４２が形成
されている。下の配線基板の光半導体装置からの光信号
は光軸に沿って光半導体装置２０の受光素子用レンズを
介して該装置内の受光素子に伝えられ、さらに配線基板
１０の回路に伝えられる。一方回路からの信号は発光素
子から受光素子を経て配線基板の集積回路へ伝えられ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光ファイバーを用いな
いで短い距離の光空間伝送を行うための発光素子と受光
素子とを内蔵した光半導体装置とこれを実装した基板実
装装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】光通信技術の信頼性が高まるに連れてこ
の技術に用いる光半導体装置の開発及びその応用が進ん
でいる。特に光半導体装置をプリント基板など配線基板
に搭載し、これをやはり光半導体装置を搭載した配線基
板と対向させ、２つの半導体装置間を光信号で連絡する
ことによって各配線基板に形成された回路間を電気的に
接続している。従来配線基板の回路間の通信を従来の電
気信号から光信号に変えることにより高速化する集積回
路に対して配線抵抗を低抵抗で対応することができる。
【０００３】図１８乃至図２１を参照して従来の光半導
体装置を配線基板に実装した基板実装装置を説明する。
図１８に示すように配線基板５０は、例えば、プリント
配線基板からなり、光空間送信器或いは光空間受信器な
どの光半導体装置６０が実装されている。光半導体装置
６０は、そのパッケージ側面から水平に導出されパッケ
ージ内部の光半導体素子に電気的に接続された外部リー
ド６５を備えている。そして、この外部リード６５は、
配線基板５０上に形成された配線パターン（図示せず）
に電気的に接続された半田付けなどで接続される。外部
リード６５は水平に導出されてから一旦下方に折り曲げ
られ、再び先端部で水平に曲げられている。そして、そ
の先端部が配線パターンに接続している。したがってパ
ッケージは、外部リード６５に支えられて宙に浮いてい
る。すなわちパッケージ底面は配線基板表面から離れて
いる。図１９（ａ）は、配線基板に実装された光半導体
装置６０の平面図、図１９（ｂ）は、その矢印Ｄ方向か
らの側面図、図１９（ｃ）は、図１９（ａ）のＣ−Ｃ′
線に沿う部分の断面図である。
【０００４】図１９（ａ）及び図１９（ｂ）に示すよう
にパッケージ６４はエポキシ樹脂などの透光性樹脂から
なる樹脂封止体から構成されている。パッケージ６４の
向い合う２辺から１対の外部リード６５が導出されてい
る。また、パッケージ６４の上部にはパッケージ本体と
同じ材料から形成されるドーム型レンズ部６４１が形成
され、そのレンズの中心の垂直方向にパッケージ６４内
部の光半導体素子の光軸が形成されている。さらに、図
１９（ｃ）において素子搭載部６１の上に受光素子或い
は発光素子などの光半導体素子６２が水平に載置されて
おり、その光軸は、光半導体素子６２に垂直に形成され
ている。発光素子には、発光ダイオード（ＬＥＤ；Ligh
t Emitting Diode）や半導体レーザ（ＬＤ;Laser Diod
e）などが用いられ、受光素子には、フォトダイオード
（ＰＤ;Photo Diode）が通常用いられている。外部リー
ド６５と連続的に繋がっている内部リード６６は、素子
搭載部６１と離隔して光半導体素子６２に対向してお
り、その先端は、Ａｕ線などのボンディングワイヤ６３
によって光半導体素子６２の表面に形成された電極パッ
ド（図示せず）に電気的に接続されている。そして、素
子搭載部６１、光半導体素子６２、ボンディングワイヤ
６３及び内部リード６６は、透明樹脂のパッケージ６４
にモールド成形されている。
【０００５】パッケージ６４のドーム型レンズ部６４１
は、光半導体素子６２の中央部の上部に形成されてお
り、素子６２で発生した光はここから発光される。光軸
は、水平に配置された素子搭載部６１及び光半導体素子
６２とは直角に垂直方向に形成される。素子搭載部６
１、外部リード６５及び内部リード６６は、一体化され
たリードフレームから形成されるのが通常である。図２
０（ａ）及び図２０（ｂ）は、従来の光半導体装置を実
装した配線基板の２組または３組以上で行う光空間伝送
を説明する基板実装装置の断面図である。図２０（ａ）
において、第１の配線基板５１には、光空間送信器６０
３と光空間受信器６００とが実装されている。また第２
の配線基板５２には、光空間送信器６０１と光空間受信
器６０２とが実装されている。そして２つの配線基板は
それぞれ送受信器を対向させて１対の送受信器で構成さ
れる光軸を２つ形成する。各配線基板には所定の機能を
備えた集積回路が形成されている。例えば、第１の配線
基板５１を操作機能を有する親機とすると第２の配線基
板５２は、操作される子機の組み合わせがあり、また、
第１の配線基板５１を第１の電卓とし、第２の配線基板
を第２の電卓とする場合などがある。また、発光素子の
指向性を高くするには指向性の高いレンズを選択すれば
良い。
【０００６】図２０（ｂ）では、前記第１及び第２の配
線基板５１、５２の間に第３の配線基板５３を挿入し配
置している。第３の配線基板５３には、基板両面に背中
合わせに取付けられた送受信器６０４〜６０７が２組形
成されている。これは１つの回路装置をこの３つの配線
基板で構成する場合において配線基板間を接続する例で
ある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】従来は１対の配線基板
間の信号のやり取りが多かったが、回路装置が複雑化す
るにしたがって前述のような１つの回路基板が信号の授
受をすべき配線基板を３つもしくはそれ以上含む場合が
多くなっている。上記のように従来の基板実装装置は、
複数の配線基板に形成された送信器と受信器とを組合わ
せて光軸上に配置する構造になっているので、２組の光
軸上に精度良く光半導体装置を配置することは難しく、
精度が低い場合は伝送不良などの不都合が有った。また
３枚以上の配線基板間で通信する場合には、配線基板
は、両面配線を行う両面実装が必要になり、コストが高
くなる欠点が有る。さらに、３枚の配線基板のうち両端
の配線基板間を光信号で接続する場合には、中間の配線
基板の光軸周辺部分を開口し、その開口を通して両端の
配線基板間の光学的な接続を行っていた。
【０００８】本発明は、このような事情によりなされた
ものであり、１つの光軸に沿って光信号を受信し、か
つ、発信する配線基板間通信用半導体装置及び３枚以上
の配線基板間で通信する場合であっても、この配線基板
間を通信する光半導体装置を配線基板上で精度良く実装
することができ、また、３枚以上の配線基板間で通信す
る場合でも配線基板は片面配線の片面実装で済ませるこ
とができ、低コストで形成される基板実装装置を提供す
ることを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の光半導体装置
は、外部へ光を発する発光部を有する発光素子と、外部
からの光を受ける受光部を有する受光素子と、外部回路
の電気信号を前記発光素子に伝える第１のリードと、前
記受光部からの光信号を外部回路に電気信号として伝え
る第２のリードと、前記発光素子、前記受光素子、前記
第１のリードの一端を含む一部及び前記第２のリードの
一端を含む一部とを被覆し、少なくとも発光部及び受光
部を被覆する領域は透明である樹脂モールドパッケージ
とを備え、前記発光部の光軸と前記受光部の光軸とは一
致しており、かつ前記発光部の発光面と受光部の受光面
とは互いに反対方向を向いていることを特徴としてい
る。前記発光部の前記発光面及び前記受光部の前記受光
面もしくは前記受光面及び前記発光面のいずれか一方の
上に光軸がその中心にくるようにレンズが取り付けられ
このレンズは前記樹脂モールドパッケージと一体に形成
されているようにしても良い。前記発光素子と受光素子
とはそれぞれ２つづつ有しており、前記樹脂モールドパ
ッケージ内には、第１の発光素子と第１の受光素子とか
ら構成された第１の光軸と、第２の発光素子と第２の受
光素子とから構成された第２の光軸とを備えているよう
にしても良い。前記第１の発光素子の発光方向は前記第
２の発光素子の発光方向とは逆方向であるようにしても
良い。
【００１０】本発明の基板実装装置は、貫通孔を有し、
間隔を置いて配置積層された複数の配線基板と、前記配
線基板に実装され、光軸が前記貫通孔の内部を通過する
ように配置された光半導体装置とを備え、前記光半導体
装置は、外部へ光を発する発光部を有する発光素子と、
外部からの光を受ける受光部を有する受光素子と、外部
回路の電気信号を前記発光素子に伝える第１のリード
と、前記受光部からの光信号を外部回路に電気信号とし
て伝える第２のリードと、前記発光素子、前記受光素
子、前記第１のリードの一端を含む一部及び前記第２の
リードの一端を含む一部とを被覆し、少なくとも発光部
及び受光部を被覆する領域は透明である樹脂モールドパ
ッケージとを備えており、前記発光部の光軸と前記受光
部の光軸とは一致しており、かつ前記発光部の発光面と
受光部の受光面とは互いに反対方向を向いていることを
特徴としている。前記光半導体装置は、前記発光部の前
記発光面及び前記受光部の前記受光面もしくは前記受光
面及び前記発光面のいずれか一方の上に光軸がその中心
にくるようにレンズが取り付けられ、このレンズは、前
記樹脂モールドパッケージと一体成形されるようにして
も良い。
【００１１】
【作用】配線基板に光軸の通る貫通孔を設け、光半導体
装置内に光軸を一致させるように受光素子と発光素子と
を配置し、かつ、発光素子の発光面と受光素子の受光面
とを互いに反対方向に向くように配置することによっ
て、３枚以上の配線基板間を通信する場合に、その中間
の配線基板を両面実装することなく容易に通信すること
ができる。また、光半導体装置は、上下１対の発光素子
／受光素子を１対並列させて樹脂モールドしているの
で、光軸間の精度が向上すると共に部品数が減少する。
【００１２】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。まず、図１乃至図６を参照して第１の実施例を説
明する。図１は、本発明の光半導体装置を実装した基板
実装装置の断面図、図２（ａ）は、光半導体装置の上か
ら見た平面図、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＡ方向から
みた光半導体装置の側面図、図３（ａ）は、図２（ａ）
のＢ−Ｂ′線に沿う部分の断面図、図３（ｂ）は、図２
（ａ）のＣ−Ｃ′線に沿う部分の断面図、図４は、光半
導体装置のパッケージ内部の発光素子部分の平面図、図
５は、光半導体装置のパッケージ内部の受光素子部分の
平面図及び図６は、光半導体装置を複数の配線基板に実
装した基板実装装置の断面図である。
【００１３】図１において配線基板１０は、貫通孔１１
を備えており、その周辺の電子部品（図示せず）が取り
付けられる基板表面（図の裏側）には配線１２が形成さ
れている。光半導体装置２０は、その光軸が貫通孔１１
内部を通過する状態で実装される。すなわち、光半導体
装置２０のパッケージ２４から水平に導出し、接続し易
いように折り曲げられた外部リード２５の先端が配線１
２に半田づけされている。パッケージ２４の中心が貫通
孔１１の中心に配置された光軸に沿っているので、この
パッケージ２４の中心に形成された発光素子用レンズ２
４１は貫通孔１１の中に挿入される。同じパッケージ２
４の中心の発光素子用レンズ２４１の反対側には受光素
子用レンズ２４２が形成されている。この様に配線基板
１０に取り付けた光半導体装置２０は、この配線基板１
０の上または下に配置した配線基板（図示せず）に形成
された回路と前記配線基板１０に形成された回路との通
信（信号の授受）を光学的に行われる。下の配線基板の
光半導体装置（図示せず）からの光信号は、光軸に沿っ
てこの配線基板１０の光半導体装置２０の受光素子用レ
ンズ２４２を介して光半導体装置２０内の受光素子に伝
えられ、この受光素子から配線基板１０に形成された回
路に電気信号として伝えられる。一方、配線基板１０に
形成された回路からの信号は光信号として光半導体装置
２０の発光素子から発光され、この光信号は、光軸に沿
って上の配線基板の光半導体装置（図示せず）によって
受光され、この配線基板に形成された回路に伝えられ
る。
【００１４】図３（ａ）及び図３（ｂ）に示す様に、光
半導体装置２０は、パッケージ２４内に光半導体素子を
有し、光半導体素子は、ＬＥＤ（Light Emitted Diode)
やＬＤ（Laser Diode ）などの発光素子２１１とＰＤ
（Photo Diode)などの受光素子２１２とからなり、その
光軸は、水平に配置された素子搭載部２２１、２２２に
水平に載置されたこれら光半導体素子２１１、２１２と
は垂直に交差している。発光素子２１１が取付けられて
いる素子搭載部２２１には、これに一体的にパッケージ
２４内に配置された内部リード２６１が接続されてお
り、内部リード２６１は、パッケージ２４外に導出され
る外部リード２５１と一体的に接続される。素子搭載部
２２１、外部リード２５１及び内部リード２６１は、第
１のリードフレームを成形して形成される。同様に、受
光素子２１２が取付けられている素子搭載部２２２に
は、これに一体的にパッケージ２４内に配置された内部
リード２６２が接続されており、内部リード２６２は、
パッケージ２４外に導出される外部リード２５２と一体
的に接続される。素子搭載部２２２、外部リード２５２
及び内部リード２６２は、第２のリードフレームを成形
して形成される。
【００１５】発光素子２１１及び受光素子２１２の光軸
は、一致し、かつ、反対方向に向うように配置されてい
る。ボンディングワイヤ２３は、第１のリードフレーム
の素子搭載部２２１上の発光素子２１１の電極パッド
（図示せず）とこの素子搭載部２２１と連続的に繋がっ
ていない内部リード２２３とを電気的に接続し、素子搭
載部２２１と内部リード２２４とを電気的に接続してい
る。同じくボンディングワイヤ２３は、第２のリードフ
レームの素子搭載部２２２上の受光素子２１２の電極パ
ッド（図示せず）とこの素子搭載部２２２と連続的に繋
がっていない内部リード２２５とを電気的に接続し、素
子搭載部２２２と内部リード２２６とを電気的に接続し
ている。パッケージ２４は、例えば、エポキシ樹脂など
の透光性樹脂のモールド成形体から構成されており、発
光素子２１１及び受光素子２１２などの光半導体素子、
第１及び第２のリードフレームの素子搭載部２２１、２
２２及び内部リード２６１、２６２を被覆している。
【００１６】透光性樹脂のパッケージ２４は、本体に一
体的にモールド成形されたドーム型レンズ２４１、２４
２を有し、これらは、光軸方向に沿って互いに逆方向に
パッケージ２４本体から突出している。ドーム型レンズ
は、発光素子の発光出力或いは受光素子の光エネルギー
を光軸中心に集中させるために形成される。ドーム型レ
ンズ部２４１は、少なくとも先端部が前記配線基板１０
の貫通孔１１に挿入されている。受光素子用レンズにし
ても発光素子用レンズにしても必ずこれら素子の上に形
成される。しかし、その大きさは任意であり、素子を必
ず覆っていれば良い。また、少し大きくして、それぞれ
の素子に付属している集積回路を被覆するようにしても
良い。この実施例では、集積回路は被覆されていない。
この光半導体装置２０は、前述の様にパッケージ２４か
ら外部リード２５１、２５２を導出している。外部リー
ド２５１、２５２は、パッケージ２４の側部から水平に
導出されてからドーム型レンズ部２４１の突出方向に折
り曲げられ、その先端部分は再び水平に折り曲げられて
いる。そして、外部リード２５１、２５２は、配線基板
１０の配線１２に半田付けされる。光半導体装置２０の
光軸は、ドーム型レンズ部の突出方向に平行に形成さ
れ、配線基板１０表面とは、垂直の方向に形成される。
【００１７】この光半導体装置２０は、通常の半導体装
置の製造方法と同様に、光半導体素子２１１、２１２の
ダイボンディング、ワイヤボンディング、パッケージン
グ、リードメッキ、リードカッティング、リードフォー
ミング工程等を経て製造される。図４及び図５は、パッ
ケージ２４の内部構造を示している。図３（ａ）及び図
３（ｂ）に示すように光半導体装置は発光素子と受光素
子とを備え、これらは光軸を揃えて上下に配置されてい
る。したがって、図４を用いて発光素子２１１が配置さ
れているパッケージ内部の平面を示し、図５を用いて受
光素子２１２が配置されている前図より下に有るパッケ
ージ内部の平面を示している。まず、光半導体装置２０
のパッケージ２４は、例えば、ＬＥＤからなる発光素子
２１１とその発光を制御する集積回路（ＩＣ）２７１を
備えている。集積回路２７１は、基板搭載部２８１に固
定され、入力端子とＧＮＤ端子とを備えている。集積回
路２７１には、外部回路から信号が入力信号として入力
端子から入力される。発光素子２１１は５Ｖで動作され
る。発光素子２１１は、基板搭載部２２１に固定され、
５Ｖ端子を備えている。
【００１８】各端子は、外部リード２５１と内部リード
２６１とを備え、これらリードは、前記基板搭載部２２
１、２８１とともに第１のリードフレーム（図示せず）
から形成される。一方、ＰＤからなる受光素子２１２
は、その受光を制御する集積回路（ＩＣ）２７２を備え
ている。集積回路２７２は、基板搭載部２８２に固定さ
れ、出力端子とＧＮＤ端子とを備えている。受光素子が
受けた外部からの光信号は、電気信号に変えられてから
集積回路２７２で制御されて出力端子から外部回路へ伝
えられる。受光素子２１２は５Ｖで動作される。受光素
子２１２は、基板搭載部２２２に固定され、５Ｖ端子を
備えている。各端子は、外部リード２５２と内部リード
２６２とを備え、これらリードは、前記基板搭載部２２
２、２８２とともに第２のリードフレーム（図示せず）
から形成される。
【００１９】図６は、この実施例の基板実装装置の断面
図であり、この基板実装装置を用いて行う光空間伝送を
説明している。この基板実装装置は、多数の配線基板か
ら構成されているが、この図では積層された中間の３枚
の配線基板について示し、その上下に更に他の配線基板
が積層されている。光空間伝送を説明するために３枚の
配線基板１０１、１０２、１０３を用いる。各配線基板
には、それぞれ２個づつの光半導体装置２０１と２０
２、２０３と２０４、２０５と２０６が実装されてい
る。配線基板に実装されるこの基板の回路を構成する電
子部品は光半導体装置が取り付けられる配線基板表面に
取り付けられる。この実装に際して各光半導体装置のド
ーム型レンズ２４１又はドーム型レンズ２４２は、配線
基板１０１〜１０３の貫通孔１１内に突出するように配
置され、各光半導体装置の光軸は、貫通孔１１内を平行
に貫抜くように形成されている。配線基板１０１〜１０
３は、等間隔に平行に配置されており、各配線基板１０
１〜１０３に形成された２個の貫通孔１１は、互いに重
なり合うようになっている。そして貫通孔１１には各光
半導体装置の光軸が形成されているので、３つの配線基
板１０１〜１０３には、各光半導体装置の光軸を含む２
本の光軸１及び光軸２が形成されことになる。光軸上の
光信号が伝送される向きは、光軸１が下から上に向けら
れ、光軸２が上から下に向けられており、双方向伝送が
できるようになっている。
【００２０】図７は、配線基板１０１の平面図であり、
配線基板間の信号を通信する光半導体装置の配置を説明
するものである。図に示すように１対の光半導体装置は
近接して他の電子部品が実装されていない領域に取り付
けられている。図では、配線基板の角部に形成されてい
るが、他の電子部品が実装されていない領域であれば配
線基板の辺中央でも良く、配線基板中心部も良い。本発
明の基板実装装置によれば、１対の発光素子と受光素子
とを光軸を一致させた状態で備えた光半導体装置をレン
ズが配線基板の貫通孔内に配置されるように実装されて
いるので、積層された配線基板の内、積層内の配線基板
は電子部品を両面実装する必要はなく片面配線の片面実
装で済むので、低コストが実現できる。また、２組の光
軸に精度良く光半導体装置を配置出来る。
【００２１】図８乃至図１０にこの実施例の光半導体装
置の外装とパッケージ内部の１断面を示す。図８は、光
半導体装置のパッケージ上部の平面図、図９（ａ）は、
図８のＢ方向から見た側面図、図９（ｂ）は、図８のＣ
方向から見た側面図、図１０（ａ）は、図８のパッケー
ジ下部の平面図、図１０（ｂ）は、図８のＡ−Ａ′線に
沿う部分の断面図である。この図は図６に用い配線基板
に取付けた、例えば、光半導体装置２０２を示してい
る。樹脂封止体パッケージ２４は基板搭載部２２１によ
って支持された発光素子２１１を被覆するレンズ２４１
及び基板搭載部２２２によって支持された受光素子２１
２を被覆するレンズ２４２を備えている。パッケージ２
４からは発光素子側の外部リード２５１及び受光素子側
の外部リード２５２がそれぞれ導出している。
【００２２】次に、図１１を参照して第２の実施例を説
明する。図は、光半導体装置の断面図である。本発明の
基板実装装置は、光軸を一致させた１対の発光素子と受
光素子（以下、発光／受光素子という）から構成された
１対の光半導体装置を積層する各配線基板に取り付け、
その光軸を一致させることに特徴がある。光半導体装置
を配線基板に取り付けるには、配線基板の貫通孔に光軸
が来るように配置する。この実施例では、光半導体装置
に１対の発光／受光素子を用いたことに特徴がある。こ
のような構造の光半導体装置を配線基板に取り付けるの
で、１対の光軸間の距離を予め正確に決めることができ
る。図は、配線基板への取り付け面を上にしている。光
軸１には、第１の発光／受光素子が配置され、この素子
は、基板搭載部２２３に支持された第１の発光素子２１
３とその下に配置され、基板搭載部２２４に支持された
第１の受光素子２１４から構成されている。第１の発光
素子２１３は、基板搭載部２８３に支持された集積回路
２７３に電気的に接続され、第１の受光素子２１４は、
基板搭載部２８４に支持された集積回路２７４に電気的
に接続されている。
【００２３】光軸２には、第２の発光／受光素子が配置
され、この素子は、第２の発光素子２１５とその上に配
置された第２の受光素子２１６から構成されている。こ
の素子は基板搭載部２２５に支持された第２の発光素子
２１５とその上に配置され、基板搭載部２２６に支持さ
れた第２の受光素子２１６から構成されている。第２の
発光素子２１５は、基板搭載部２８５に支持された集積
回路２７５に電気的に接続され、第２の受光素子２１６
は、基板搭載部２８６に支持された集積回路２７６に電
気的に接続されている。第２の発光／受光素子が第１の
発光／受光素子に対して発光素子と受光素子の位置が上
下逆になっているので、両発光／受光素子の発光方向及
び受光方向はそれぞれ逆になっている。本発明では、第
２の実施例のような１対の発光／受光素子を用いる光半
導体装置において、第１及び第２の発光／受光素子の発
光方向若しくは受光方向を互いに逆にする必要はない。
この発光方向若しくは受光方向を同じにすることができ
る。このような光半導体装置は、配線基板の回路間を複
数の通信手段で結ぶ基板実装装置に適用することができ
る。
【００２４】次に、図１２乃至図１４を用いて、この実
施例の光半導体装置の外装とパッケージ内部の１断面を
示す。図１２は、光半導体装置のパッケージ上部の平面
図、図１３（ａ）は図１２のＢ方向から見た側面図、図
１３（ｂ）は、図１２のＣ方向から見た側面図、図１４
（ａ）は、図１２のパッケージ下部の平面図、図１４
（ｂ）は、図１２のＡ−Ａ′線に沿う部分の断面図であ
る。これらの図は、図１１の光半導体装置の外装を示し
ている。樹脂封止体パッケージ２４は、基板搭載部２２
３によって支持された発光素子２１３を被覆するレンズ
２４３、基板搭載部２２４によって支持された受光素子
２１４を被覆するレンズ２４４、基板搭載部２２５によ
って支持された発光素子２１５を被覆するレンズ２４
５、基板搭載部２２６によって支持された受光素子２１
６を被覆するレンズ２４６を備えている。パッケージ２
４からは発光素子側の外部リード２５３、２５５及び受
光素子側の外部リード２５４、２５６がそれぞれ導出し
ている。
【００２５】次に、図１５を参照して第３の実施例を説
明する。図は、基板実装装置の断面図である。この実施
例の基板実装装置は、３枚の積層された配線基板から構
成されている。上下の配線基板１０４、１０５には、従
来の光半導体装置が搭載されている。上の配線基板１０
４は、信号をその上に送ったり、上から受ける必要はな
く、下の配線基板１０５はその下に信号を送ったり、下
から受ける必要はない。したがって、従来の光半導体装
置を貫通孔のない従来の配線基板に取り付けたものを上
下の配線基板とする事ができる。上の配線基板１０４に
は、その下面に受光素子６００と発光素子６０３が取り
付けられている。また、下の配線基板１０５には、その
上面に発光素子６０１と受光素子６０２が取り付けられ
ている。上下の配線基板１０４、１０５の間に本発明に
係る配線基板１０６が配置され、この配線基板には、１
対の発光／受光素子を備えた本発明に係る光半導体装置
が取り付けられている。
【００２６】配線基板１０６には、１対の貫通孔１１が
形成されており、貫通孔１１には、下から光半導体装置
２０７、２０８のレンズが挿入されている。左側は、発
光用レンズ、右側には受光用レンズが挿入されている。
図示はしないが、配線基板１０４、１０６にはその回路
を構成する電子部品が基板下面に形成され、配線基板１
０５にはその回路を構成する電子部品が基板上面に形成
されている。この実施例では、光軸間距離を正確に一定
にすることができる。この実施例に用いる光半導体装置
には第２の実施例に用いた１対の発光／受光素子を有す
るレンズが上面及び下面に２つづつ形成したものを用い
ても良い。
【００２７】次に、図１６を参照して第４の実施例を説
明する。この実施例は、受光素子の受光面にレンズを形
成しないことに特徴がある。図は、光半導体装置の断面
図である。この実施例では、他の実施例と同様に光半導
体装置が光軸を一致させた１対の発光／受光素子から構
成されている。この発光素子２１７及び受光素子２１８
をその光軸を一致させる様に上下に配置し、これら素子
は、リードフレームから形成した素子搭載部２２７、２
２８で支持され、入力信号及び出力信号を入出力するリ
ード２５７、２５８を備えている。光半導体装置を配線
基板に取り付けるには、配線基板の貫通孔に光軸が来る
ように配置する。この１対の発光／受光素子、素子搭載
部及びリードの一部は樹脂モールドパッケージ２４に被
覆されている。樹脂モールドパッケージ２４の一部がレ
ンズ２４７になっていて発光素子２１７の発光面上部に
配置されている。受光面にはレンズが施されていない。
受光は発光ほど指向性を必要としないので、高精度を要
求されない受光面にはレンズを施さない場合も可能であ
る。このような構造の光半導体装置を配線基板に取り付
けるので、基板実装装置はレンズを少なくしたので、小
形化を可能にする。
【００２８】次に、図１７を参照して第５の実施例を説
明する。この実施例は、発光素子の発光面及び受光素子
の受光面にレンズを形成しないことに特徴がある。図
は、光半導体装置の断面図である。この実施例では、他
の実施例と同様に光半導体装置が光軸を一致させた１対
の発光／受光素子から構成されている。この発光素子２
１９及び受光素子２２０をその光軸を一致させる様に上
下に配置し、これら素子はリードフレームから形成した
素子搭載部２２９、２３０で支持され、入力信号及び出
力信号を入出力するリード２５９、２６０を備えてい
る。光半導体装置を配線基板に取り付けるには、配線基
板の貫通孔に光軸が来るように配置する。この１対の発
光／受光素子、素子搭載部及びリードの一部は樹脂モー
ルドパッケージ２４に被覆されている。樹脂モールドパ
ッケージ２４には光半導体装置に高度の指向性を求めな
い場合は、この様にレンズを配置する必要はない。この
ような構造の光半導体装置を配線基板に取り付けるの
で、基板実装装置はレンズがなく薄型化、小形化を可能
にする。
【００２９】
【発明の効果】以上、本発明によれば、光半導体装置を
複数の配線基板上に光軸が一致するように精度良く実装
することができ、また、３枚以上の配線基板間で通信す
る場合でも配線基板は、片面配線による片面実装で済ま
せることができるので、低コストの基板実装装置を得る
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例の配線基板に取付けた光
装置の断面図。
【図２】図１の光半導体装置の平面図及びＡ方向から見
た光半導体装置の側面図。
【図３】図２のＢ−Ｂ′線に沿う部分の断面図及びＣ−
Ｃ′線に沿う部分の断面図。
【図４】図３のパッケージ内部の発光素子部分の平面
図。
【図５】図３のパッケージ内部の受光素子部分の平面
図。
【図６】光半導体装置を取付けた配線基板の断面図。
【図７】光半導体装置を取付けた配線基板の平面図。
【図８】第１の実施例の光半導体装置の上部を示す平面
図。
【図９】図８のＢ方向及びＣ方向から見た光半導体装置
の側面図。
【図１０】図８の光半導体装置の底部を示す平面図及び
断面図。
【図１１】第２の実施例の光半導体装置の断面図。
【図１２】第２の実施例の光半導体装置の上部を示す平
面図。
【図１３】図１２のＢ方向及びＣ方向から見た光半導体
装置の側面図。
【図１４】図１２の光半導体装置の底部を示す平面図及
び図１２のＡ−Ａ′線に沿う部分の断面図。
【図１５】第３の実施例の基板実装装置の断面図。
【図１６】第４の実施例の光半導体装置の断面図。
【図１７】第５の実施例の光半導体装置の断面図。
【図１８】従来の配線基板に取付けた光半導体装置の断
面図。
【図１９】図１８の光半導体装置の平面図、Ｄ方向から
見た側面図及びＣ−Ｃ′線に沿う部分の断面図。
【図２０】従来の基板実装装置の断面図。
【図２１】従来の基板実装装置の断面図。
【符号の説明】
１０、１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０
６ 配線基板 １１ 貫通孔 １２ 配線 ２０、２０１、２０２、２０３、２０４、２０５、２０
６、２０７、２０８光半導体装置 ２３ ボンディングワイヤ ２４ 樹脂封止体 ２５、２５１、２５２、２５３、２５４、２５５、２５
６、２５７、２５８、２５９、２６０ 外部リード ２１１、２１３、２１５、２１７、２１９ 発光素
子 ２１２、２１４、２１６、２１８、２２０ 受光素
子 ２２１、２２２、２２３、２２４、２２５、２２６、２
８１、２８２、２８３、２８４、２８５、２８６
基板搭載部 ２４１、２４２、２４３、２４４、２４５、２４６、２
４７ レンズ ２６１、２６２、２６３、２６４、２６５、２６６、２
６７、２６８、２６９、２７０ 内部リード ２７１、２７２、２７３、２７４、２７５、２７６
集積回路 ６００、６０２ 受信装置 ６０１、６０３ 発信装置

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 外部へ光を発する発光部を有する発光素
    子と、 外部からの光を受ける受光部を有する受光素子と、 外部回路の電気信号を前記発光素子に伝える第１のリー
    ドと、 前記受光部からの光信号を外部回路に電気信号として伝
    える第２のリードと、 前記発光素子、前記受光素子、前記第１のリードの一端
    を含む一部及び前記第２のリードの一端を含む一部とを
    被覆し、少なくとも発光部及び受光部を被覆する領域は
    透明である樹脂モールドパッケージとを備え、 前記発光部の光軸と前記受光部の光軸とは一致してお
    り、かつ前記発光部の発光面と受光部の受光面とは互い
    に反対方向を向いていることを特徴とする光半導体装
    置。
  2. 【請求項２】 前記発光部の前記発光面及び前記受光部
    の前記受光面もしくは前記受光面及び前記発光面のいず
    れか一方の上に光軸がその中心にくるようにレンズが取
    り付けられ、このレンズは前記樹脂モールドパッケージ
    と一体に形成されていることを特徴とする請求項１に記
    載の光半導体装置。
  3. 【請求項３】 前記発光素子と受光素子とはそれぞれ２
    つづつ有しており、前記樹脂モールドパッケージ内に
    は、第１の発光素子と第１の受光素子とから構成された
    第１の光軸と、第２の発光素子と第２の受光素子とから
    構成された第２の光軸とを備えていることを特徴とする
    請求項１又は請求項２に記載の光半導体装置。
  4. 【請求項４】 前記第１の発光素子の発光方向は前記第
    ２の発光素子の発光方向とは逆方向であることを特徴と
    する請求項３に記載の光半導体装置。
  5. 【請求項５】 貫通孔を有し、間隔を置いて配置積層さ
    れた複数の配線基板と、 前記配線基板に実装され、光軸が前記貫通孔の内部を通
    過するように配置された光半導体装置とを備え、 前記光半導体装置は、外部へ光を発する発光部を有する
    発光素子と、 外部からの光を受ける受光部を有する受光素子と、 外部回路の電気信号を前記発光素子に伝える第１のリー
    ドと、 前記受光部からの光信号を外部回路に電気信号として伝
    える第２のリードと、 前記発光素子、前記受光素子、前記第１のリードの一端
    を含む一部及び前記第２のリードの一端を含む一部とを
    被覆し、少なくとも発光部及び受光部を被覆する領域は
    透明である樹脂モールドパッケージとを備えており、 前記発光部の光軸と前記受光部の光軸とは一致してお
    り、かつ前記発光部の発光面と受光部の受光面とは互い
    に反対方向を向いていることを特徴とする基板実装装
    置。
  6. 【請求項６】 前記光半導体装置は、前記発光部の前記
    発光面及び前記受光部の前記受光面もしくは前記受光面
    及び前記発光面のいずれか一方の上に光軸がその中心に
    くるようにレンズが取り付けられ、このレンズは、前記
    樹脂モールドパッケージと一体成形されていることを特
    徴とする請求項５に記載の基板実装装置。
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