JP2000077684A - 光半導体装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 受光素子の外形を薄くすることが可能で、こ
れを組み込んだセットやモジュールにおいても薄くする
ことが可能である。 【解決手段】 発光された光は、溝２７の面２６で反射
された後、溝２９の面２８を透過して、封止体２５の側
面から射出される。また、封止体２５の側面に入射され
た光は、面２８で反射されて、受光用半導体チップ２４
に受光される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光半導体装置およ
びこれを実装した光半導体装置に関するもので、特にこ
れらの構造を薄くし、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。

【０００２】

【従来の技術】最近、サブノートパソコン、携帯情報端
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。

【０００３】しかも携帯機器は、年間７００万台も販売
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。

【０００４】またＭＤやＣＤ等の光学式記録再生装置で
用いられる光学ヘッドは、光学記録媒体をビームで照射
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。

【０００５】しかしこれら発光素子、受光素子は、小型
化が実現されていない。例えば、図３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に直接接続され、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。

【０００６】半導体レーザ１から発光され、傾斜面５か
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。

【０００７】一方、図３は、特開平１０−７０３０４号
公報に開示される如き、従来の光半導体装置の例として
の赤外線データ通信モジュールで、赤外線ＬＥＤ、ＬＥ
Ｄドライバ、ＰＩＮフォトダイオード、アンプ等が内蔵
されたモジュール１１である。例えばモジュール内部に
形成された基板に前記ＬＥＤが実装され、ここから射出
される光は、上面に取り付けられたレンズ１２を介して
外部へ放出され、前記基板に実装されたフォトダイオー
ドは、上面に取り付けられたレンズ１３を介してモール
ド１１内に入射される。このようなモジュールを任意の
回路が形成されたプリント基板に装着して動作をさせて
いた。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】図１や図２のモジュー
ルに於いて、半導体基板上に光学機器が実装され、また
半導体基板がモールドされたモジュールの上に更にレン
ズが実装されたりするため、これらを組み込んだセット
には、小型化が実現できない問題があった。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、上面より光を
発光する発光用半導体チップと、上面を受光面とする受
光用半導体チップと、所定波長の光に対して透明であ
り、前記発光用及び受光用半導体チップを封止する樹脂
封止体と、該樹脂封止体の表面上において前記発光用半
導体チップの上部に形成するとともに、発光された光の
光路と所定の角度で交差する面を有する第１の溝と、前
記樹脂封止体の表面上において前記受光用半導体チップ
の上部に形成するとともに、前記樹脂封止体の側面より
入射された光の光路と所定の角度で交差する面を有する
第２の溝とを有し、発光された光は、前記第１の溝で反
射された後第２の溝を透過して、前記樹脂封止体の側面
より射出され、入射された光は前記第２の溝で反射され
て前記受光用半導体チップに受光されることを特徴とす
る。

【００１０】特に、前記樹脂封止体の側面では、略同一
の光路で光が入射及び射出されることを特徴とする。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１は本発明の実施の形態を示す
図であり、図は理解のために２つの図を一体としたもの
であり、上が半導体装置の平面図、下が前記平面図のＡ
−Ａ´線における断面図である。リードフレームはアイ
ランド２１及びリード２２により構成され、アイランド
２１上には発光部となる発光用半導体チップ２３と、受
光部となる受光用半導体チップ２４がそれぞれ搭載され
る。半導体チップ２３及び２４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
部の複数のリード２２が延在され、チップ２３及び２４
と、リード２２との間を金属細線で接続される。

【００１２】そして、リード２２の一部と、アイランド
２１と、アイランドの上に搭載された半導体チップ２３
及び２４とは、所定の波長の光に対して透明な封止体２
５で封止される。この封止体には、光が反射される面２
６を有する第１の溝２７と、光が反射及び透過される面
２８を有する第２の溝２９とが設けられている。面２６
は発光用半導体チップ２３上の発光面の上部に形成さ
れ、面２８は受光用半導体チップ２４上の受光面の上部
に形成される。

【００１３】本発明の特徴は、面２６及び２８にある。
面２６は封止体２５に溝２７を形成することによって構
成され、面２８は封止体２５に溝２９を形成することに
よって構成される。溝２７及び２９の形成は、後述され
るように光が封止体２５の側面から入射及び射出される
ように面２６及び２８の角度を調整して、形成される。
そして、面２６及び２８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。

【００１４】図２において、発光用半導体チップ２３の
上面から発光された光は、まず樹脂封止体２５中を上部
方向へ進む。光は面２６で反射され、光の進行方向が図
１上を左側になる。その後、発光された光は、一度樹脂
封止体２５を出た後、再び面２８に入射され、面２８を
透過する。透過された光は、樹脂封止体２５中を進んだ
後、封止体２５の側面から射出される。また、外部から
樹脂封止体２５の側面に光が入射されると、入射光は封
止体２５中を図１上の右側へ進み、面２８で反射され、
図１上を下側へ進む。反射された光は、受光用半導体チ
ップ２４で受光される。

【００１５】ここで、少なくとも反射面２６を構成する
部分は４５°に成っており、面２６及び２８の反射させ
る部分の高さを同一にすることにより、射出光及び入射
光は略同一の光路を進むことが可能である。尚、面２６
で反射された反射光が面２８に入射されたされた場合、
光が透過するだけでなく、光が図１上を上の方向に反射
されるが、大部分の光が透過するので、光の射出に悪影
響は与えられない。

【００１６】図１の発光用半導体チップ２３は上面から
光を発光するものであるので、図１の形態は赤外線光を
発光する半導体チップに用いて好適である。

【００１７】一般には、発光部や受光部を構成する半導
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。また、レンズが必要で有ればこの側面Ｅに形成
できる。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。次に、本発明による光半導体装置の厚みにつ
いて説明する。例えば、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。樹脂封止体で半導体チップを封止
するとき、金型にも溝を形成する部分が設けられてお
り、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。ここで溝２７は、
半導体チップを露出することなく、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
度である。

【００１８】

【発明の効果】本発明に依れば、発光用及び受光用半導
体チップを封止し、その上部にそれぞれ反射面を有する
溝を形成したので、光半導体装置の側面で光を射出及び
入射させることができる。その結果、プリズム等の光学
機器を削減することができ、光半導体装置を用いた機器
を小型化することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態を示す図である。

【図２】従来の光半導体装置と光学機器とを組んだ該略
図である。

【図３】従来の光半導体装置と光学機器とを組んだ該略
図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 関口 智 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 国井 秀雄 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 高田 清 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 落合 公 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 井野口 浩 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 Ｆターム(参考） 5F073 BA02 BA05 FA02 FA14 5F088 BB01 EA09 JA02 JA06 JA10 LA01

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】上面より光を発光する発光用半導体チップ
   と、 上面を受光面とする受光用半導体チップと、 所定波長の光に対して透明であり、前記発光用及び受光
   用半導体チップを封止する樹脂封止体と、 該樹脂封止体の表面上において前記発光用半導体チップ
   の上部に形成するとともに、発光された光の光路と所定
   の角度で交差する面を有する第１の溝と、 前記樹脂封止体の表面上において前記受光用半導体チッ
   プの上部に形成するとともに、前記樹脂封止体の側面よ
   り入射された光の光路と所定の角度で交差する面を有す
   る第２の溝とを有し、 発光された光は、前記第１の溝で反射された後第２の溝
   を透過して、前記樹脂封止体の側面より射出され、入射
   された光は前記第２の溝で反射されて前記受光用半導体
   チップに受光されることを特徴とする光半導体装置。
2. 【請求項２】 前記樹脂封止体の側面では、略同一の光
   路で光が入射及び射出されることを特徴とする請求項１
   記載の光半導体装置。