JP2000077720A - 光半導体装置 - Google Patents

光半導体装置

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JP2000077720A
JP2000077720A JP10245250A JP24525098A JP2000077720A JP 2000077720 A JP2000077720 A JP 2000077720A JP 10245250 A JP10245250 A JP 10245250A JP 24525098 A JP24525098 A JP 24525098A JP 2000077720 A JP2000077720 A JP 2000077720A
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semiconductor chip
light
semiconductor device
groove
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JP10245250A
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Hideo Kunii
秀雄 国井
Kiyoshi Takada
清 高田
Akira Ochiai
公 落合
Hiroshi Inoguchi
浩 井野口
Tsutomu Ishikawa
勉 石川
Satoshi Sekiguchi
智 関口
Hiroshi Kobori
浩 小堀
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Sanyo Electric Co Ltd
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Sanyo Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 発光素子や受光素子の外形をできる限り薄く
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。さらに、反射面の上部には、斜面30が設けられて
いるので、強度が高い。

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。
【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。
【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5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。
【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6は、赤外線データ通信モジュー
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LED12が実装され、ここから射出される光
は、レンズ13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14には、レンズ15
を介してモールド11内に入射される。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】前述のモジュールに於
いて、図5では半導体基板の上方に光学機器が実装され
るため、非常に高度な技術が必要となり、価格も高価と
なる問題があった。また図6では、モールド体の上で光
の出し入れが必要となり、対向位置にもう一つの光半導
体装置をセットする必要があるため、これらを組み込ん
だセットは、厚みを有し小型化が実現できない問題があ
った。
【0009】また図4で光の出し入れを水平方向にしよ
うとすれば、図7のように光半導体装置11のリード1
6を90度に折り曲げなければ成らず、リード11の曲
げ方によってはこの光半導体装置11の位置固定、安定
性に問題があった。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は前述の課題に鑑
みて成され、受光面もしくは/及び発光面を有する半導
体チップと、前記半導体チップを封止する封止体と、前
記封止体の前記半導体チップに対向する面に設けられた
溝と、前記溝に設けられる前記受光面もしくは発光面の
垂線と所定角度で交差する反射面とを有するので、光の
光路は、前記反射面を介して前記封止体の側面から射出
される事で課題を解決し、前記反射面の、前記受光面へ
の光路上にない部分の一部は、前記反射面の所定角度よ
りも、前記受光面の垂線との成す角が小さい光半導体装
置である。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図1を参照しながら説明する。図1(A)は光半導
体装置の平面図、(B)は前記平面図のA−A線に於け
る断面図である。
【0012】まずリードフレームがある。このリードフ
レームは、アイランド21とリード22により構成さ
れ、例えばCuより成り、この上に発光部となる半導体
チップ23、受光部となる半導体チップ24が半田等の
固着手段を介して固定されている。
【0013】また半導体チップ23は、例えば赤外LE
D、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。赤外線LEDの光は、チップの上面から
上に出るため図1のようにアイランド21に水平に配置
される。
【0014】また半導体チップ24は、受光素子として
のフォトセンサであり、PINダイオード等であり、や
はりこのPINダイオードの駆動回路が一体のものでよ
いし、更にはLEDやレーザの駆動回路が一体で構成さ
れても良い。
【0015】これらの半導体チップ23、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へ複数のリード22が延在され、
ボンディングパッドとリード22の間を金属細線で接続
している。
【0016】リードの先端および半導体チップは、例え
ば透明なエポキシ樹脂のような、光に対して透明な封止
体25で封止されている。ここで封止材としては光に対
して透明で有ればよく、材料は特に選ばない。またLE
Dでは、一般的に発光する光は、赤外線であるので、少
なくともこの赤外線を透過する材質であればよい。つま
り所定の光に対して少なくとも透過であれば良い。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。
【0017】本発明の特徴は、前記反射面26にあり、
この反射面は封止体25に溝27を形成することで構成
され、側面Eから入射した光は、反射面26によって反
射され、半導体チップ24に入射する。これにより矢印
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。
【0018】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光
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、セット自身の縦方向の厚みが厚くなり、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。しかし封止体の溝27の一部分である反
射面26により、封止体25の側面Eから光の出し入れ
が可能となるため、プリズムは不要であるし、レンズ2
9が必要で有れば、この側面Eに形成できる。従って装
置自身の厚みを薄くすることができる。
【0019】前記リードフレーム22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、例えば透明なエポキシ材料で、全体の厚みは、約1
mm〜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。
【0020】このような封止体25の形状は、例えばト
ランスファーモールドやインジェクションなど、金型を
用いた樹脂封止を行い、この際に溝27のモールドを形
成した金型を用いて作ることができる。
【0021】反射面26の角度は例えば半導体チップの
垂線に対して45゜であれば横から入射した光を半導体
チップに垂直にすることができる。しかし、円Bで示し
た反射面の端部は、光半導体装置の端部であるため、強
度が弱く、ここがかけてしまう恐れがある。
【0022】そこで、図2に示すように、反射面26の
うちで、半導体チップ23の受光面への光路上にない部
分に、反射面26よりも急峻な角度をもつ斜面30を形
成するとよい。これによって、反射面26の端部の封止
体の肉厚を増すことができるので、光半導体装置の強度
が増す。また、光半導体装置の上面に平坦部28を形成
することができるので、光半導体装置をサーキットボー
ドに設置する際などの作業性が向上する。
【0023】ところで、金型を用いて溝27を形成する
と、樹脂と金型が密着し、光半導体装置を金型から脱離
する時に光半導体装置が破損する恐れがある。これを防
止するために、斜面30は、光半導体装置の垂線に対し
て12゜程度の傾斜を持たせる必要がある。通常の樹脂
の抜きテーパは一般的に5゜程度であるが、透明樹脂の
粘度の都合から、少なくとも10゜以上であることが望
ましい。もちろん角度が大きく、即ち斜面が緩やかにな
れば、より離型性はよくなるが、その分平坦部28が狭
くなり、光半導体装置の強度は落ちる。
【0024】上述したように、側面Eにはレンズ29を
形成することができる。レンズ29を封止体と一体で形
成すると、レンズの厚みの分だけ肉厚が増すので、レン
ズ29の厚みが大きいところは強度が高い。従って、レ
ンズ29が形成されないもしくはレンズ29が薄い側面
Eの領域は、特に強度の増強が必要である。また、本実
施形態の光半導体装置は、反射面として封止体の厚さの
半分程度の溝27を形成する。ところが、このような構
造であると外力が加わった際に、溝27の底部を中心に
光半導体装置が割れるおそれがある。そこで、図3に示
したように、溝27のレンズ29が形成されていない、
もしくはレンズ29が薄く、強度の弱い領域に壁体32
を形成する。この構造であれば、さらに光半導体装置の
強度が増し、また、壁体32が支柱となって、光半導体
装置が割れることを防止できる。このとき、壁体32の
位置は、半導体チップ23、24の直上でないことが望
ましい。壁体32の位置には反射面が形成されず、半導
体チップ13に入射する、もしくは半導体チップ24か
ら発射する光量が減少するためである。
【0025】図4に示すように、さらに斜面30を形成
してもよい。斜面30によって、上面28の肉厚が増
し、レンズ29が形成されていない領域に壁体32が形
成されているので、より高い強度を実現できる。
【0026】
【発明の効果】本発明によれば、受光面または発光面を
有する半導体チップと、これを封止する封止体と、封止
体の上面に設けられた反射面を有する溝とを有するの
で、光半導体装置を小型化でき、さらに、前記反射面
の、前記受光面への光路上にない部分の一部は、前記反
射面の所定角度よりも、前記受光面の垂線との成す角が
小さいので、光半導体装置の上面の面積を確保でき、光
半導体装置の強度を増すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態である光半導体装置の説明
図である。
【図2】本発明の実施の形態である光半導体装置の説明
図である。
【図3】本発明の実施の形態である光半導体装置の説明
図である。
【図4】本発明の実施の形態である光半導体装置の説明
図である。
【図5】従来の光半導体装置と光学機器を組んだ概略図
である。
【図6】従来の光半導体装置の概略図である。
【図7】従来の光半導体装置をサーキットボードに取り
付けた図である。
フロントページの続き (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 (72)発明者 石川 勉 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 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 小堀 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) 5F041 AA47 DA13 DA17 DA44 DA57 EE11 FF14

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 受光面を有する半導体チップと、前記半
    導体チップを封止する封止体と、前記封止体の前記半導
    体チップに対向する面に設けられた溝と、前記溝に設け
    られる前記受光面の垂線と所定角度で交差する反射面と
    を有し、前記反射面の、前記受光面への光路上にない部
    分の一部は、前記反射面の所定角度よりも、前記受光面
    の垂線との成す角が小さいことを特徴とする光半導体装
    置。
  2. 【請求項2】 発光面を有する半導体チップと、前記半
    導体チップを封止する封止体と、前記封止体の前記半導
    体チップに対向する面に設けられた溝と、前記溝に設け
    られる前記発光面の垂線と所定角度で交差する反射面と
    を有し、前記反射面の、前記発光面への光路上にない部
    分の一部は、前記反射面の所定角度よりも、前記発光面
    の垂線との成す角が小さいことを特徴とする光半導体装
    置。
  3. 【請求項3】 受光面を有する半導体チップと、前記半
    導体チップを封止する封止体と、前記封止体の側面に、
    前記封止体に一体で設けられたレンズと、前記封止体の
    前記半導体チップに対向する面に設けられた溝と、前記
    溝に設けられる前記受光面の垂線と所定角度で交差する
    反射面とを有し、前記封止体の前記レンズが形成された
    側面の、前記レンズが形成されていない領域に対向する
    前記溝には、壁体が形成されていることを特徴とする光
    半導体装置。
  4. 【請求項4】 発光面を有する半導体チップと、前記半
    導体チップを封止する封止体と、前記封止体の側面に、
    前記封止体に一体で設けられたレンズと、前記封止体の
    前記半導体チップに対向する面に設けられた溝と、前記
    溝に設けられる前記発光面の垂線と所定角度で交差する
    反射面とを有し、前記封止体の前記レンズが形成された
    側面の、前記レンズが形成されていない領域に対向する
    前記溝には、壁体が形成されていることを特徴とする光
    半導体装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10131698A1 (de) * 2001-06-29 2003-01-30 Osram Opto Semiconductors Gmbh Oberflächenmontierbares strahlungsemittierendes Bauelement und Verfahren zu dessen Herstellung
JP2013165258A (ja) * 2012-01-10 2013-08-22 Rohm Co Ltd Ledモジュール

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