JPH11354828A - 光半導体装置 - Google Patents
光半導体装置Info
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Abstract
し、これを組み込んだモジュールやセットに於いても小
型化を可能とする。 【解決手段】 発光素子、受光素子として半導体チップ
23,24があり、これらを封止する樹脂封止体25
は、光に対して透明となる材料で成る。また光が素子か
ら発光される領域上、光が素子に入射される領域上に
は、溝27が形成され、ここに反射面26を構成する。
その結果光は側面Eを介して、射出・入射が可能とな
る。また素子を支持基板21と実装基板30でサンドウ
ィッチし、光ノイズの抑制を実現している。
Description
びこれを実装した光半導体モジュールに関するもので、
特に光半導体装置の構造を薄くし、この薄い側面から光
を射出(または入射)させるものであり、これらを用い
た機器の小型化・薄型化を実現するものである。
末、電子スチルカメラ等のマルチメディア機器がめざま
しい発展を遂げている。
され、約8割がIrDA(InfraredData Association)規
格の赤外線方式を採用している。つまり外部機器と本体
との赤外線信号を介した送受信が必要で、そこには、赤
外線を発光する発光素子、赤外線を受光する受光素子が
必要となってくる。
用いられる光学ヘッドは、光学記録媒体へビームを照射
して光学記録媒体からの変調されたビームを検出するこ
とにより、情報の記録や再生を行う。やはりここでも発
光素子、受光素子が必要となってくる。
化が実現されていない。例えば、図4は、特公平7−2
8085号公報の技術を説明するもので、半導体レーザ
1が半導体基板2に直接配置され、断面形状が台形のプ
リズム3が半導体基板2に固定されている。なお図番4
は、光学記録媒体である。半導体レーザ1と対向してい
るプリズム3の傾斜面5は半透過反射面で、半導体基板
2と対接しているプリズム面6は、光検出器(受光素
子)7以外の部分が、また面6と対向しているプリズム
面8は、共に反射面となっている。
らプリズム3に入射したビーム9は、反射面6と8で反
射されてから、光検出器7で検出される。
ル11で、赤外線LED、LEDドライバ、PINフォ
トダイオード、アンプ等が内蔵されている。例えば基板
に前記LEDが実装され、ここから射出される光は、レ
ンズ12を介して外部へ放出される。また前記基板に実
装されたフォトダイオードには、レンズ13を介してモ
ールド11内に入射される。
いて、半導体基板上に光学機器が実装され、また半導体
基板のモールド体の上に更にレンズが実装されたりする
ため、これらを組み込んだセットは、小型化が実現でき
ない問題があった。
みて成され、第1および第2の手段とも、樹脂モールド
体である透明封止体に反射面を有する溝を形成すれば、
光は、封止体の厚みの薄い側面から入射(または発射)
させることができ、プリズム等の光学機器を省略でき
る。しかも支持基板が上になるようにリードを曲げる
と、半導体チップは、実装基板と支持基板でサンドウィ
ッチされるため、透明な樹脂への光浸入を防止できる。
一要素であるアイランドから成り、アイランドから外部
へ導出されるリードは、前記光が入射される(または射
出される)側面との対向面から導出され、リードや金属
細線を介した反射により生ずる光のノイズを防止でき
る。
きるため、封止体の厚みを例えば1mm程度に薄くでき
る事から、これを組み込んだセットに対しても薄型化が
可能となる。
半導体装置を例えばプリント基板等の実装基板に設置す
る際に非常な効果を有するが、その前に、透明な封止体
に溝を形成する事の説明を図2を参照しながら説明す
る。
もので、左上が光半導体装置の平面図、左下が前記平面
図のA−A線に於ける断面図、右上が前記平面図のB−
B線に於ける断面図である。
レームは、2点鎖線で示すアイランド21とリード22
により構成され、ここではCuより成り、この上(図面
では下になる)に発光部となる一点鎖線で示す半導体チ
ップ23、受光部となる一点鎖線で示す半導体チップ2
4が半田等の固着手段を介して固定されている。また半
導体チップ23は、例えば赤外LEDレーザ等の発光素
子であり、駆動回路が一体になっていても良い。また半
導体チップ24は、フォトセンサであり、PINダイオ
ード等であり、やはり駆動回路が一体のものでよい。こ
れらの半導体チップの周囲には、ボンディングパッドが
形成され、これに対応して、チップの周囲から外部へ複
数のリード22が延在され、この間を金属細線で接続し
ている。
は、光に対して透明な封止体25で封止されている。こ
こで封止材25としては光に対して透明であれば良く、
材料は特に選ばない。そしてこの封止体25には、反射
面26を持つ溝27が設けられている。
り、この反射面は封止体25に溝を形成することで構成
され、これにより点線矢印で示すように封止体25の側
面Eから光の射出、側面Eへの入射が可能となる。
体チップは、この上に、プリズムやレンズを構成して半
導体装置となるため、これを使用したモジュールやセッ
トは、セット自身の厚みが厚くなり、しかもこの上や周
辺に光学機器が配置されるため、薄型・小型が難しかっ
た。しかし溝の一部分である反射面26により、封止体
の側面Eで光の出し入れが可能となるため、プリズムは
不要であるし、レンズが必要で有れば、この側面Eに形
成することになる。つまり透明封止体の側面に凸状のレ
ンズを一体成型することも可能であるし、ここに別途レ
ンズを取り付けても良い。従って装置自身の厚みを薄く
することができる。前記リードフレームはCuより成
り、厚さは、約0.125mmで、半導体チップの厚み
は、例えば250〜300μm程度である。また封止体
25は、透明なエポキシ材料で、例えばトランスファー
モールドにより成され、全体の厚みは、約1mm〜1.
5mmである。当然チップの厚みが薄くなれば、更に薄
くできる事は言うまでもない。また金型にも溝を形成す
る部分が設けられており、透明の樹脂封止体で半導体チ
ップをトランスファーモールドした際に、溝が同時に形
成される。
ことなく、反射面が構成されればよく、例えば厚みの半
分程度、ここでは750μm程度の深さを有し、少なく
とも反射面26を構成する部分は45°に成っている。
ここの反射面は、界面の両側の空気と透明樹脂の屈折率
の違いにより、反射面となる。しかし全ての光が反射さ
れないので、反射面に金属被膜を形成しても良い。
される蒸着、スパッタ成膜が考えられ、またその他に
は、メッキが考えられる。ここで注意を要する所は、封
止体25に形成された被膜材料との短絡である。前者の
二つの被膜方法では、マスクを必要とする。また例えば
無電解メッキで、溶液の中に全体をディップする場合
は、導出する部分のリード22その導出部周囲の封止体
25の部分に樹脂を塗り、その後でメッキし、この樹脂
を取り除けばよい。またディップ以外では、この溶液を
溝の部分のみに滴下してメッキさせても良い。金属材料
としては、金、Al、ニッケル等が考えられる。
射)が行われる側面Eを除いた側面F、G、Hにリード
を配置できる。しかし金属細線やリードによる反射を考
えると、側面Hが好ましい。平面図に於いて、受光部で
ある半導体チップは、実質右側に受光素子領域(第1の
領域)が形成され、左側にこれを駆動する駆動素子領域
(第2の領域)が形成される。つまり第2の半導体領域
は、光の経路とは成らないため、この領域をリードが導
出される領域、金属細線の領域として活用でき、光の反
射等によるノイズが第1の領域に浸入することを防止し
ている。また第1の領域が右側にずれているので、当然
溝27も右側にずれ、溝から左側の領域は、ワイヤを延
在させる領域として確保できる。もし左側や中央に第1
の領域があれば、ワイヤは、溝から露出する可能性があ
る。
ト基板、セラミック基板、絶縁性金属基板、TAB等の
樹脂フィルムに実装する場合、図2の左下断面図の如
く、水平に配置されるので、薄型のモジュールや機器が
形成可能である。
自身の厚みを薄く且つ側辺方向で光信号のやりとりがで
きる。
ように二つで成っているが、一体で構成しても良い。既
に公知である半導体チップのマルチチップモジュール技
術を使うことで実現できる。また樹脂封止体25は、二
つの半導体チップを一体でモールドしているが、それぞ
れを分離して個別にモールドしても良い。
分離されていても良い。この場合、封止体が連続でない
ため、受光部と発光部の光の相互干渉が無くなる。しか
しアイランドが共通であるため、アイランドを介した電
気信号の相互干渉が発生する可能性がある。この場合、
例えば混成集積回路装置に応用すると便利である。つま
り絶縁処理されたプリント基板、セラミック基板、金属
基板等の支持基板に前記アイランドに相当するパターン
を形成し、ここに受光素子、発光素子を固着すれば良
い。このパターンは、絶縁物質上に被着されているので
それぞれが電気的に分離されている。またリードは、こ
の支持基板の端部に延在されたリード固着用のパッドと
電気的に接続される。またそれぞれの半導体チップは、
支持基板に被着された導電パターンと金属細線を介して
接続される。混成集積回路装置の場合、他の半導体素子
やディスクリートが実装できるため、よりシステムに近
い機能を持たせることが出来る。
集積回路装置型の両者ともに、トランスファーモール
ド、インジェクションモールド等で実現できる。
される、または光が射出される部分を示している。
を垂直にしたものである。この場合図2と比較し溝から
左の領域を確保でき、第1の領域や金属細線を図1より
も左側に配置できる。
は、透明樹脂の周りから浸入する光ノイズに着目したも
のであり、リードを通常の方法とは逆に曲げ、半導体チ
ップの支持基板、ここではリードフレームのアイランド
21を上向きにしたものである。
30、例えば混成集積回路装置に一般的に採用されるプ
リント基板、セラミック基板、金属基板は、光に対して
遮蔽効果を持つ。また支持基板も同様である。従って支
持基板を上向きに配置すれば、受光素子や発光素子は、
上下で遮蔽板によりサンドウィッチされる。従って→の
如く、光のノイズの侵入を抑制することができる。
は/および発光素子の上面に位置する封止体に溝を形成
し、ここの溝を反射面とすることで、光はこの反射面で
反射し、チップに対して水平な方向に延在されることに
なる。
ことができ、また側面Eから光を射出させることができ
る。そのためプリズムを不要とすることができる。また
レンズを用いる場合は、側面に形成すればよい。結局厚
みを薄くでき、これを用いてモジュール、セット等を形
成する場合、光学機器は、側面に沿って形成され、これ
らの大きさも小さくできる。
ムの一要素であるアイランドに載置し、アイランドから
外部へ導出されるリードを、光が入射される(または射
出される)側面との対向面から導出する事で、更には半
導体チップを、光を受光(または発光)する第1の半導
体領域と、これを駆動する第2の半導体領域とに分け、
前記第2の半導体領域を前記リードと近接する側に配置
する事で、第2の半導体領域が、光の経路とは成らない
ため、この領域をリードが導出される領域、金属細線の
領域として活用でき、光の反射等によるノイズの影響を
抑制できる。また第1の半導体領域が右側にずれている
ので、当然溝27も右側にずれ、溝から左側の領域は、
ワイヤを延在させる領域として活用できる。
を実装基板にセットすれば、透明封止体を光遮蔽板でサ
ンドウィッチしたことになる。従って外部雰囲気からの
光侵入を抑制できる。
基板にセットした際の断面図である。
である。
である。
Claims (4)
- 【請求項1】 上面を受光面とする半導体チップと、前
記半導体チップを固着する支持基板と、前記半導体チッ
プと電気的に接続されるリードと、前記半導体チップの
受光面上を少なくとも封止する透明な樹脂封止体と、前
記受光面の垂線と所定の角度で交差する反射面が前記樹
脂封止体上面に設けられて成る溝とを有する光半導体装
置であり、 前記光半導体装置を実装する実装基板と前記溝は面対向
し、光は、前記樹脂封止体の上面と垂直な側面より入射
し、前記反射面を介して前記受光面に入射される事を特
徴とした光半導体装置。 - 【請求項2】 上面を発光面とする半導体チップと、前
記半導体チップを固着する支持基板と、前記半導体チッ
プと電気的に接続されるリードと、前記半導体チップの
発光面上を少なくとも封止する透明な樹脂封止体と、前
記発光面の垂線と所定の角度で交差する反射面が前記樹
脂封止体上面に設けられて成る溝とを有する光半導体装
置であり、 前記光半導体装置を実装する実装基板と前記溝は面対向
し、光は、前記反射面を介して前記樹脂封止体の上面と
垂直な側面から射出される事を特徴とした光半導体装
置。 - 【請求項3】 前記支持基板は、リードフレームの一要
素であるアイランドから成り、アイランドから外部へ導
出されるリードは、光が入射される(または射出され
る)側面との対向面から導出される請求項1または請求
項2記載の光半導体装置。 - 【請求項4】 前記半導体チップは、光を受光する機能
と光を受光する機能から成り、1チップまたは2チップ
から成る請求項1または2記載の光半導体装置。
Priority Applications (5)
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---|---|---|---|
JP15893798A JP3762545B2 (ja) | 1998-06-08 | 1998-06-08 | 光半導体装置 |
TW88105375A TW406439B (en) | 1998-04-16 | 1999-04-03 | Photo semiconductor device and a semiconductor module having such photo semiconductor device |
US09/291,202 US6252252B1 (en) | 1998-04-16 | 1999-04-14 | Optical semiconductor device and optical semiconductor module equipped with the same |
KR10-1999-0013419A KR100459347B1 (ko) | 1998-04-16 | 1999-04-15 | 광 반도체 장치 및 이것을 실장한 광 반도체 모듈 |
CNB991048911A CN1175497C (zh) | 1998-04-16 | 1999-04-16 | 光半导体装置及其装配的光半导体模块 |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15893798A JP3762545B2 (ja) | 1998-06-08 | 1998-06-08 | 光半導体装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11354828A true JPH11354828A (ja) | 1999-12-24 |
JP3762545B2 JP3762545B2 (ja) | 2006-04-05 |
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ID=15682612
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP15893798A Expired - Fee Related JP3762545B2 (ja) | 1998-04-16 | 1998-06-08 | 光半導体装置 |
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JP (1) | JP3762545B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2017126214A1 (ja) * | 2016-01-21 | 2017-07-27 | 浜松ホトニクス株式会社 | 受光モジュール及び光学モジュールの製造方法 |
-
1998
- 1998-06-08 JP JP15893798A patent/JP3762545B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2017126214A1 (ja) * | 2016-01-21 | 2017-07-27 | 浜松ホトニクス株式会社 | 受光モジュール及び光学モジュールの製造方法 |
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JP3762545B2 (ja) | 2006-04-05 |
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