JPH02295176A - 単一パッケージ光電発光―受光デバイスおよびその形成方法 - Google Patents
単一パッケージ光電発光―受光デバイスおよびその形成方法Info
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- JPH02295176A JPH02295176A JP2087334A JP8733490A JPH02295176A JP H02295176 A JPH02295176 A JP H02295176A JP 2087334 A JP2087334 A JP 2087334A JP 8733490 A JP8733490 A JP 8733490A JP H02295176 A JPH02295176 A JP H02295176A
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- led
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- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
- H03K17/51—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used
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- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
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- H10W74/10—Encapsulations, e.g. protective coatings characterised by their shape or disposition
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- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10W90/00—Package configurations
- H10W90/701—Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts
- H10W90/751—Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts of bond wires
- H10W90/756—Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts of bond wires between a chip and a stacked lead frame, conducting package substrate or heat sink
Landscapes
- Photo Coupler, Interrupter, Optical-To-Optical Conversion Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は電子一光学トランスミツターレシーバ(el
ectro−optic transmitter−r
eceiver) (光電発光一受光デバイス)および
その形成方法に関し、より具体的には、単一パッケージ
(single package)で、連続的に直列接
続される半導体電子一光学トランスミツターレシーバ(
光電発光一受光デバイス)およびその形成方法であり、
ここでは、エミツタ(発光素子)及びレシーバ(受光素
子)の両方が透明カバー(被覆)を通して外部方向に面
している。
ectro−optic transmitter−r
eceiver) (光電発光一受光デバイス)および
その形成方法に関し、より具体的には、単一パッケージ
(single package)で、連続的に直列接
続される半導体電子一光学トランスミツターレシーバ(
光電発光一受光デバイス)およびその形成方法であり、
ここでは、エミツタ(発光素子)及びレシーバ(受光素
子)の両方が透明カバー(被覆)を通して外部方向に面
している。
他のものの間扉でもなかんづく、組み合わされたトラン
スミツターレシーバ(発光一受光デバイス)のような用
途のため、半導体光学的エミツタ(発光)及びレシーバ
(受光)デバイスを単一ハウジング容器またはパッケー
ジに封入するのは、既知である。普通の応用においては
、エミツタ(発光部)は、エネルギーを与えられる時に
光を発光する、半導体発光ダイオード(L E D >
である。LEDからの光は透明カバー(被覆)を通過し
て進み、別のレシーバ(受光)デバイス、または、発射
光の1部を透明カバーを通り同じハウジング(容器)内
のレシーバ(受光)デバイスにもどす目標(objec
t)に遭遇するところで、デバイスパッケージより出る
。ホトトランジスタ、ホトダイオード及びホトレジスタ
は、既知のレシーバ(受光)デバイスである。レシーバ
(受光)デバイスの波長感度は、ハウジング容器内のL
EDまたは他の光エミツタ (発光デバイス》より発射
される光波長を充分に検出できるようなものであるとい
うことは、重要である。
スミツターレシーバ(発光一受光デバイス)のような用
途のため、半導体光学的エミツタ(発光)及びレシーバ
(受光)デバイスを単一ハウジング容器またはパッケー
ジに封入するのは、既知である。普通の応用においては
、エミツタ(発光部)は、エネルギーを与えられる時に
光を発光する、半導体発光ダイオード(L E D >
である。LEDからの光は透明カバー(被覆)を通過し
て進み、別のレシーバ(受光)デバイス、または、発射
光の1部を透明カバーを通り同じハウジング(容器)内
のレシーバ(受光)デバイスにもどす目標(objec
t)に遭遇するところで、デバイスパッケージより出る
。ホトトランジスタ、ホトダイオード及びホトレジスタ
は、既知のレシーバ(受光)デバイスである。レシーバ
(受光)デバイスの波長感度は、ハウジング容器内のL
EDまたは他の光エミツタ (発光デバイス》より発射
される光波長を充分に検出できるようなものであるとい
うことは、重要である。
いろいろの電子一光学エミツターレシーバが、Okab
eに対して発行された米国特許第4309605号明細
書、Mikami及びその他に対して発行された米国特
許第4614958号明細書、Inaba及びその他に
対して発行された米国特許第4521681号明細書に
おいて記載され、これらの特許は参考のためここに合体
されている。
eに対して発行された米国特許第4309605号明細
書、Mikami及びその他に対して発行された米国特
許第4614958号明細書、Inaba及びその他に
対して発行された米国特許第4521681号明細書に
おいて記載され、これらの特許は参考のためここに合体
されている。
従来技術のデバイスは、例えば、製造コストを増加し及
び/または望ましい特性の提供ができない、複雑で高価
な半導体デバイス及び/またはハウジング容器の使用の
ような数多くの不都合な欠点により、損害を受けている
。
び/または望ましい特性の提供ができない、複雑で高価
な半導体デバイス及び/またはハウジング容器の使用の
ような数多くの不都合な欠点により、損害を受けている
。
したがって、改良された単一パッケージ、半導体エミツ
ターレシーバデバイスに対する要求は継続的に存在して
おり、本発明の目的の1つはこの単一パッケージ光電発
光一受光デバイスおよびその形成方法を提供することで
ある。
ターレシーバデバイスに対する要求は継続的に存在して
おり、本発明の目的の1つはこの単一パッケージ光電発
光一受光デバイスおよびその形成方法を提供することで
ある。
本発明の他の目的の1つは、エミッタ及びレシーバがと
もに外部方向に面し、自動化されたアセンブリ組立工程
及び低コストによく適合する簡単なリードフレーム上に
取り付け実装されるのに適応する、改良された単一パッ
ケージ光電発光一受光デバイス及びその形成方法を提供
することである。
もに外部方向に面し、自動化されたアセンブリ組立工程
及び低コストによく適合する簡単なリードフレーム上に
取り付け実装されるのに適応する、改良された単一パッ
ケージ光電発光一受光デバイス及びその形成方法を提供
することである。
上記及び他の目的、及び利点は、外部方向に突出する可
変光源と及び外部方向に指向された光感応デバイス(P
hotosensitive device)とをそこ
の上に有するリード手段と、及び光の通過を自由にする
ために光感応デバイス及び可変光源上に位置する透明カ
バー(被覆)手段を含み、その被覆(カバー)手段が、
光を集光するための光感応デバイス上の実質的中央に位
置する凸面に曲がったレンズ手段、及び、光伝達のため
可変光源上に位置する平坦かまたは凹面部分、を望まし
《も具備する、単一パッケージ光電発光一受光デバイス
により供給される。
変光源と及び外部方向に指向された光感応デバイス(P
hotosensitive device)とをそこ
の上に有するリード手段と、及び光の通過を自由にする
ために光感応デバイス及び可変光源上に位置する透明カ
バー(被覆)手段を含み、その被覆(カバー)手段が、
光を集光するための光感応デバイス上の実質的中央に位
置する凸面に曲がったレンズ手段、及び、光伝達のため
可変光源上に位置する平坦かまたは凹面部分、を望まし
《も具備する、単一パッケージ光電発光一受光デバイス
により供給される。
光感応デバイス及び可変光源及びリード手段は以下のよ
うに配置されている。即ち、デバイスに対する外部から
の反射或いは散乱がな《、パッケージ内において後方散
乱される可変光源からの光は、光感応デバイスをターン
オンするには不十分である、ということは重要である。
うに配置されている。即ち、デバイスに対する外部から
の反射或いは散乱がな《、パッケージ内において後方散
乱される可変光源からの光は、光感応デバイスをターン
オンするには不十分である、ということは重要である。
第1の実施例においては、光感応デバイスはリ一ド手段
の第1部分上に取り付け実装され(mount)、可変
光源は第2部分、リード手段の間隔をあけた部分に取り
付け実装される。リード手段が、光感応デバイスをその
上に持つ第1部分、可変光源をその上に持つ第2部分及
び第3部分、を持ち、第I、第2及び第3部分が実質的
に共通平面上に間隔があけられていれば、好都合である
。第1電気的相互接続手段は、可変光源及びリード手段
の第1部分との間に延長するのが望ましく、第2電気的
相互接続は、リード手段の第3部分及び光感応デバイス
の間に延長するのが望まれる。
の第1部分上に取り付け実装され(mount)、可変
光源は第2部分、リード手段の間隔をあけた部分に取り
付け実装される。リード手段が、光感応デバイスをその
上に持つ第1部分、可変光源をその上に持つ第2部分及
び第3部分、を持ち、第I、第2及び第3部分が実質的
に共通平面上に間隔があけられていれば、好都合である
。第1電気的相互接続手段は、可変光源及びリード手段
の第1部分との間に延長するのが望ましく、第2電気的
相互接続は、リード手段の第3部分及び光感応デバイス
の間に延長するのが望まれる。
望ましい実施例においては、光感応デバイスはホトトラ
ンジスタであり、そのコレクタはリード手段の第1部分
に結合され、そのエミツタはリード手段の第3部分に接
続され、また、可変光源はLEDであり、1つの端子は
リード手段の第2部分に結合され、他の端子はリード手
段の第1部分に接続される。曲面レンズ手段(curv
ed lense means)は透明カバー(被覆)
手段内にくぼみを付けられ(recessed)、そこ
より突出させないのが望ましい。透明被覆(カバー)手
段の曲面レンズ手段及び平坦なまたは凹面部分は、一体
(ユニタリー)として用いるのが望ましい。
ンジスタであり、そのコレクタはリード手段の第1部分
に結合され、そのエミツタはリード手段の第3部分に接
続され、また、可変光源はLEDであり、1つの端子は
リード手段の第2部分に結合され、他の端子はリード手
段の第1部分に接続される。曲面レンズ手段(curv
ed lense means)は透明カバー(被覆)
手段内にくぼみを付けられ(recessed)、そこ
より突出させないのが望ましい。透明被覆(カバー)手
段の曲面レンズ手段及び平坦なまたは凹面部分は、一体
(ユニタリー)として用いるのが望ましい。
第2の実施例においては、光感応デバイスはリード手段
の第1部分上に取り付けられ、可変光源はリード手段の
同じ部分に取り付けられるが、光感応デバイスよりは間
隔をあけられる。
の第1部分上に取り付けられ、可変光源はリード手段の
同じ部分に取り付けられるが、光感応デバイスよりは間
隔をあけられる。
以上の本発明の要約及び目的、及びその利点は、添付図
面及び以下の説明を考慮して十分に理解されるであろう
。
面及び以下の説明を考慮して十分に理解されるであろう
。
改良された電子一光学トランスミツターレシーバ(光電
発光一受光デバイス)が、LEDのような可変光源及び
ホトトランジスタのような光感応デバイスを1つ、また
は、それ以上の実質的に平坦なリードフレーム上に配置
することにより提供される。可変光源及び光感応デバイ
スの両方は、パッケージリードの平面に対してほぼ垂直
な同じ方向において外部方向に面している。一様なる透
明カバー(被覆)が可変光源及び光感応デバイス上に広
がっている。レンズが光感応デバイス上に供給されるが
、それは可変光源上には広がらない。
発光一受光デバイス)が、LEDのような可変光源及び
ホトトランジスタのような光感応デバイスを1つ、また
は、それ以上の実質的に平坦なリードフレーム上に配置
することにより提供される。可変光源及び光感応デバイ
スの両方は、パッケージリードの平面に対してほぼ垂直
な同じ方向において外部方向に面している。一様なる透
明カバー(被覆)が可変光源及び光感応デバイス上に広
がっている。レンズが光感応デバイス上に供給されるが
、それは可変光源上には広がらない。
光感応デバイスにはNPNホトトランジスタが望ましく
、中央に位置するレンズの下に実質的に中心をおき、中
央デバイスリードに取り付けられる。N型基板LEDが
使用される時は、それは他のリードの上でレンズの片側
に配置されるのが好都合である。LEDはホトトランジ
スタと同じリード上に配置もできるが、レンズの下には
配置できない。ワイヤボンデングは都合よくデバイスの
接続に使用され、3端子電子一光学トランスミツターレ
シーバ(光電発光一受光デバイス)を形成する。
、中央に位置するレンズの下に実質的に中心をおき、中
央デバイスリードに取り付けられる。N型基板LEDが
使用される時は、それは他のリードの上でレンズの片側
に配置されるのが好都合である。LEDはホトトランジ
スタと同じリード上に配置もできるが、レンズの下には
配置できない。ワイヤボンデングは都合よくデバイスの
接続に使用され、3端子電子一光学トランスミツターレ
シーバ(光電発光一受光デバイス)を形成する。
LEDと及びホトトランジスタとの間のカバー(被覆)
に広がるくぼみ(recess)を有することが望まし
く、くぼみは、これらの間の内部後方散乱光の伝達を減
少する。
に広がるくぼみ(recess)を有することが望まし
く、くぼみは、これらの間の内部後方散乱光の伝達を減
少する。
第1図は、従来技術にもとづく単一パッケージ半導体光
電発光一受光デバイス(エミツターレシーバ) IOの
簡略上面図で、第2図はその簡略側面図である。発光一
受光デバイス(エミツターレシーバ)10は、被覆(カ
バー)18に囲まれるリード12.12’,14.14
’,16.16’を含む。中央リード14は、上にホト
トランジスタ22及びLED24が取り付け実装される
ダイボンド部分20を持つ。ワイヤボンド23はホトト
ランジスタ22をリード16に接続し、ワイヤボンド2
5はLED24をリードl2に接続する。
電発光一受光デバイス(エミツターレシーバ) IOの
簡略上面図で、第2図はその簡略側面図である。発光一
受光デバイス(エミツターレシーバ)10は、被覆(カ
バー)18に囲まれるリード12.12’,14.14
’,16.16’を含む。中央リード14は、上にホト
トランジスタ22及びLED24が取り付け実装される
ダイボンド部分20を持つ。ワイヤボンド23はホトト
ランジスタ22をリード16に接続し、ワイヤボンド2
5はLED24をリードl2に接続する。
被覆(カバー)18は、ホトトランジスタ22及びLE
D24の両方の上に位置する突出した透明な凸面レンズ
l9を有する。この方法では、LED24から発光され
る光26(28’)及びホトトランジス多22により受
光される光28(26’)は、凸面レンズ19を通過す
る。GaAsLED(発光ダイオード)は、例えばシリ
コンベースのホトトランジスタのような、シリコンレシ
ーバ(受光デバイス)と結合して使用する場合に適して
いる。このようなデバイスは技術的に既知で、またその
ようなものを組み立てるアセンブリ工程手段も既知であ
る。
D24の両方の上に位置する突出した透明な凸面レンズ
l9を有する。この方法では、LED24から発光され
る光26(28’)及びホトトランジス多22により受
光される光28(26’)は、凸面レンズ19を通過す
る。GaAsLED(発光ダイオード)は、例えばシリ
コンベースのホトトランジスタのような、シリコンレシ
ーバ(受光デバイス)と結合して使用する場合に適して
いる。このようなデバイスは技術的に既知で、またその
ようなものを組み立てるアセンブリ工程手段も既知であ
る。
第3図は、第1図乃至第2図のトランジスタ22.22
’及び発光ダイオード(LED)24.24′を含む同
じ従来技術の発光一受光デバイス10.10’の1対が
ギャップ30を横切りエミツタ(発光デバイス)がレシ
ーバ(受光デバイス)に対面するように配置された回路
図を図示する。LED電流制限レジスタ32.32’及
び出力レジスタ34.34’が供給される。電力は、リ
ード16.16’及び接地の間に印加される。
’及び発光ダイオード(LED)24.24′を含む同
じ従来技術の発光一受光デバイス10.10’の1対が
ギャップ30を横切りエミツタ(発光デバイス)がレシ
ーバ(受光デバイス)に対面するように配置された回路
図を図示する。LED電流制限レジスタ32.32’及
び出力レジスタ34.34’が供給される。電力は、リ
ード16.16’及び接地の間に印加される。
発光一受光デバイスの回路10.10’の間にはいかな
る共通の電気的接続も必要ではなく、ギャップ30を横
切る光学的接続があるだけである。
る共通の電気的接続も必要ではなく、ギャップ30を横
切る光学的接続があるだけである。
第1図乃至第2図の装置に関連する困難性は、L E
D及びホトトランジスタは両方ともに、同じレンズの下
に置くため非常に接近して配置されることである。これ
は、漏話(クロストーク)、即ち、パッケージ内の内部
後方散乱を介しLED2・1からの光がホトトランジス
タ22に何気なく (意図的でなく)到達すること、の
可能性を増加する。
D及びホトトランジスタは両方ともに、同じレンズの下
に置くため非常に接近して配置されることである。これ
は、漏話(クロストーク)、即ち、パッケージ内の内部
後方散乱を介しLED2・1からの光がホトトランジス
タ22に何気なく (意図的でなく)到達すること、の
可能性を増加する。
この場合には第3図において概略的に示される通信装置
構成は、同時送受信モード(duplex mode)
、即ち、発光一受光デバイスIO及び10’が同時に送
信及び受信することで、運転はできず、単一モード、即
ち、発光一受光デバイスlOは送信し、発光一受光デバ
イスlO′は受信するかまたはその逆、でのみ運転され
ねばならず、同時に両方はできない。
構成は、同時送受信モード(duplex mode)
、即ち、発光一受光デバイスIO及び10’が同時に送
信及び受信することで、運転はできず、単一モード、即
ち、発光一受光デバイスlOは送信し、発光一受光デバ
イスlO′は受信するかまたはその逆、でのみ運転され
ねばならず、同時に両方はできない。
第1図乃至第2図に関する別の困難性は、NPNホトト
ランジスタの使用が望まれる時にはP基板LEDが使用
されるべきで、そうすればLEDは、共通ボンデイング
(ダイボンド)部分20上に正しい電気的方向(cor
rect electrical direction
)に配置できることである。,P基板LEDは高コスト
のため、N基板LEDより望ましくないことが多い。
ランジスタの使用が望まれる時にはP基板LEDが使用
されるべきで、そうすればLEDは、共通ボンデイング
(ダイボンド)部分20上に正しい電気的方向(cor
rect electrical direction
)に配置できることである。,P基板LEDは高コスト
のため、N基板LEDより望ましくないことが多い。
上述及び他の問題点は、第4図乃至第6図の実施例に図
示される本発明の構造により克服される。
示される本発明の構造により克服される。
第4図乃至第6図はそれぞれ、本発明にもとづく単一パ
ッケージ半導体光電発光一受光デバイス(エミツターレ
シーバ)40の、簡略上面図、側面図及び正面図を示す
。発光一受光デバイス(エミツターレシーバ)40は、
被覆(カバー)48内に囲まれるリード42,44.4
6を含む。中央リード44はダイボンド部分50を持ち
、その上にホトトランジスタ52が取り付け実装される
故に、例えばそのコレクタはリード44と電気的にコン
タクトしている。発光ダイオード(LED)54はリー
ド42上に取り付けられる故、例えばLED54のアノ
ードは、リード42と電気的にコンタクトしている。ワ
イヤボンド53は、例えば、ホトトランジスタ52のエ
ミツタをリード46に接続し、ワイヤボンド55は、例
えば、LED54のアノードをリード44に接続する。
ッケージ半導体光電発光一受光デバイス(エミツターレ
シーバ)40の、簡略上面図、側面図及び正面図を示す
。発光一受光デバイス(エミツターレシーバ)40は、
被覆(カバー)48内に囲まれるリード42,44.4
6を含む。中央リード44はダイボンド部分50を持ち
、その上にホトトランジスタ52が取り付け実装される
故に、例えばそのコレクタはリード44と電気的にコン
タクトしている。発光ダイオード(LED)54はリー
ド42上に取り付けられる故、例えばLED54のアノ
ードは、リード42と電気的にコンタクトしている。ワ
イヤボンド53は、例えば、ホトトランジスタ52のエ
ミツタをリード46に接続し、ワイヤボンド55は、例
えば、LED54のアノードをリード44に接続する。
透明被覆(カバー)48は、ホトトランジスタ52の上
を中心位置に配置されるが、しかし、LED54の上に
は配置されない、凸面レンズ49を持つ。ホトトランジ
スタ52によって受光される光58は凸面レンズ49の
中央を通り通過するが、しかし、LED54から発光さ
れた光56は通過しない。これは、ホトトランジスタ2
2がレンズl9の下の中央に配置されず、凸面レンズl
9を共用にするLED24に対し間隔を残すため片側に
配置される第1図乃至第2図の従来技術の配置に比べ、
ホトトランジスタ52に対し改良された集光効率(li
ght collection efficiency
)を供給する。凸面レンズ49は、第1図乃至第2図の
凸面レンズl9に似た様に突出しているかもしれない。
を中心位置に配置されるが、しかし、LED54の上に
は配置されない、凸面レンズ49を持つ。ホトトランジ
スタ52によって受光される光58は凸面レンズ49の
中央を通り通過するが、しかし、LED54から発光さ
れた光56は通過しない。これは、ホトトランジスタ2
2がレンズl9の下の中央に配置されず、凸面レンズl
9を共用にするLED24に対し間隔を残すため片側に
配置される第1図乃至第2図の従来技術の配置に比べ、
ホトトランジスタ52に対し改良された集光効率(li
ght collection efficiency
)を供給する。凸面レンズ49は、第1図乃至第2図の
凸面レンズl9に似た様に突出しているかもしれない。
しかしながら、第4図乃至第6図に示す凸面レンズ49
のくぼみのある配置(recessed arrang
emen t )は、デバイス特性に逆に作用する表面
損傷に対し凸面レンズ49が影響を受けにく《する故に
、この構成が好まれる。例えば第1図乃至第2図の突出
した凸面レンズI9の面のかき傷は、内部光後方散乱の
量を著しく増加する。
のくぼみのある配置(recessed arrang
emen t )は、デバイス特性に逆に作用する表面
損傷に対し凸面レンズ49が影響を受けにく《する故に
、この構成が好まれる。例えば第1図乃至第2図の突出
した凸面レンズI9の面のかき傷は、内部光後方散乱の
量を著しく増加する。
好ましい実施例においてLED54上には、凸面レンズ
がまた供給されるので、LED54からの光56は透明
被覆(カバー)48の実質的に平坦なまたは凹面(点線
)の表面部分59を通り通過する。好ましい構造は製造
が特に単純であり、また、第1図乃至第2図の従来技術
デバイスに比較し、改良された結果を与えることが知ら
れている。殆んど平坦なLED54上の被覆(カバー)
48の表面部分59により、より広範囲な外部光分散(
散乱)が達成された。また第4図乃至第6図の配置は、
トランジスタ52に影響するLED54からの内部光後
方散乱に影響されにくい。これはなかんづく、本体被覆
(カバー)48に拡がる凸面レンズ49の表面部分49
′が、トランジスタ52に対しLED54より内部的に
後方散乱される光、例えば表面部分59における本体一
空気インタフェースより後方散乱される光の伝達を妨げ
る組込み光隔離板(built−in optical
separator)として働くからである。
がまた供給されるので、LED54からの光56は透明
被覆(カバー)48の実質的に平坦なまたは凹面(点線
)の表面部分59を通り通過する。好ましい構造は製造
が特に単純であり、また、第1図乃至第2図の従来技術
デバイスに比較し、改良された結果を与えることが知ら
れている。殆んど平坦なLED54上の被覆(カバー)
48の表面部分59により、より広範囲な外部光分散(
散乱)が達成された。また第4図乃至第6図の配置は、
トランジスタ52に影響するLED54からの内部光後
方散乱に影響されにくい。これはなかんづく、本体被覆
(カバー)48に拡がる凸面レンズ49の表面部分49
′が、トランジスタ52に対しLED54より内部的に
後方散乱される光、例えば表面部分59における本体一
空気インタフェースより後方散乱される光の伝達を妨げ
る組込み光隔離板(built−in optical
separator)として働くからである。
上記に記述された特徴は、組み合わせで多《の応用にお
いて、改良された特性を供給する。例えば本発明の1対
のデバイスが第3図のように配置された時には、ギャッ
プ30の両側での光電発光−受光デバイス(エミツター
レシーバ)の位置合わせ精度への感度が少ない。例えば
第7図の構成図のように単独で使用される時には、LE
D54からの光56は目標としての発光一受光デバイス
60に向けられ、光56は、目標としての発光受光デバ
イス60によりホトトランジスタ52に向け反射され、
または、散乱される。発射光の分散角度が広ければホト
トランジスタ52上の凸面レンズ49の改良された集光
効率と結合し、この状態においてもまた高効率特性を供
給する。特に、光電発光一受光デバイス(エミツターレ
シーバ)40に関する目標としての発光一受光デバイス
60の位置はあまり重要ではなく、目標としての発光一
受光デバイス60が発射光56の通路に挿入され、また
は、はずされても、LED54上の同じ発光レベル(揮
度)(exitation level)に対しトラン
ジスタ52から、より大きなオンーオフ信号比(on−
off signal ratio)が達成される。な
かんづくこれは、第4図乃至第6図の発明された装置構
成は、第1図乃至第2図の従来技術の装置構成より低い
レベルの内部光後方散乱を持つからである。他のことが
等しければ、これは、トランジスタ52からの暗電流信
号レベル(dark signal leve1)(外
部反射または散乱なし)が従来技術の装置構成で達成さ
れるものより低いことを意味する。
いて、改良された特性を供給する。例えば本発明の1対
のデバイスが第3図のように配置された時には、ギャッ
プ30の両側での光電発光−受光デバイス(エミツター
レシーバ)の位置合わせ精度への感度が少ない。例えば
第7図の構成図のように単独で使用される時には、LE
D54からの光56は目標としての発光一受光デバイス
60に向けられ、光56は、目標としての発光受光デバ
イス60によりホトトランジスタ52に向け反射され、
または、散乱される。発射光の分散角度が広ければホト
トランジスタ52上の凸面レンズ49の改良された集光
効率と結合し、この状態においてもまた高効率特性を供
給する。特に、光電発光一受光デバイス(エミツターレ
シーバ)40に関する目標としての発光一受光デバイス
60の位置はあまり重要ではなく、目標としての発光一
受光デバイス60が発射光56の通路に挿入され、また
は、はずされても、LED54上の同じ発光レベル(揮
度)(exitation level)に対しトラン
ジスタ52から、より大きなオンーオフ信号比(on−
off signal ratio)が達成される。な
かんづくこれは、第4図乃至第6図の発明された装置構
成は、第1図乃至第2図の従来技術の装置構成より低い
レベルの内部光後方散乱を持つからである。他のことが
等しければ、これは、トランジスタ52からの暗電流信
号レベル(dark signal leve1)(外
部反射または散乱なし)が従来技術の装置構成で達成さ
れるものより低いことを意味する。
本発明の他の実施例が第8図乃至第10図に図示されて
いる。第8図乃至第9図はそれぞれ、単一パッケージ半
導体光電発光一受光デバイス(エミツターレシーバ)6
0の簡略上面図及び側面図を示し、第lO図は第8図乃
至第9図のデバイスに適用できる簡略構成図を示す。
いる。第8図乃至第9図はそれぞれ、単一パッケージ半
導体光電発光一受光デバイス(エミツターレシーバ)6
0の簡略上面図及び側面図を示し、第lO図は第8図乃
至第9図のデバイスに適用できる簡略構成図を示す。
光電発光一受光デバイス(エミツターレシーバ)60は
、被覆(カバー)68に囲まれるリード62,64.6
6を含む。中央リード64は、ダイボンド部分70を持
ち、その上にホトトランジスタ72が取り付け実装され
る故に、例えば、そのコレクタはリード64と電気的に
コンタクト (接触)している。LED74は、ダイポ
ンド部分70上の他の所またはリード64上のどこかに
取り付け実装されるので、例えばLED74のカソード
はリード64と電気的にコンタクト (接触)している
。ワイヤボンド73は、例えばホトトランジスタ72の
エミツタをリード66に接続し、ワイヤボンド75は例
えば、LED74のアノードをリード62に接続する。
、被覆(カバー)68に囲まれるリード62,64.6
6を含む。中央リード64は、ダイボンド部分70を持
ち、その上にホトトランジスタ72が取り付け実装され
る故に、例えば、そのコレクタはリード64と電気的に
コンタクト (接触)している。LED74は、ダイポ
ンド部分70上の他の所またはリード64上のどこかに
取り付け実装されるので、例えばLED74のカソード
はリード64と電気的にコンタクト (接触)している
。ワイヤボンド73は、例えばホトトランジスタ72の
エミツタをリード66に接続し、ワイヤボンド75は例
えば、LED74のアノードをリード62に接続する。
透明被覆(カバー)68は凸面レンズをホトトランジス
タ72の上を中心に位置させるが、LED74の上には
配置しない。ホトトランジスタ72によって受光される
光78は、レンズ69の中央を通過するがしかし、LE
D74によって発光された光76は通過しない。好まし
い実施例では、凸面レンズがLED74の上にもまた供
給できるが、LED74からの光76は透明被覆(カバ
ー)68の実質的に平坦なまたは凹面(点線)部分79
を通り通過する。この配置は、L E D 7 4及び
ホトトランジスタ72の間のくぼみ面部分69′を含み
、第4図乃至第6図に関連し既に説明された利点を有す
る。
タ72の上を中心に位置させるが、LED74の上には
配置しない。ホトトランジスタ72によって受光される
光78は、レンズ69の中央を通過するがしかし、LE
D74によって発光された光76は通過しない。好まし
い実施例では、凸面レンズがLED74の上にもまた供
給できるが、LED74からの光76は透明被覆(カバ
ー)68の実質的に平坦なまたは凹面(点線)部分79
を通り通過する。この配置は、L E D 7 4及び
ホトトランジスタ72の間のくぼみ面部分69′を含み
、第4図乃至第6図に関連し既に説明された利点を有す
る。
第10図は、第8図乃至第9図のデバイスがレジスタ8
2,84に接続される方法を示す。LED74からの光
7Gは反射または散乱されるが、目標80からの光78
は、光76の通路に目標80がある時には、ホトトラン
ジスタ72にもどる。
2,84に接続される方法を示す。LED74からの光
7Gは反射または散乱されるが、目標80からの光78
は、光76の通路に目標80がある時には、ホトトラン
ジスタ72にもどる。
さもなければ、LED74及びトランジスタ72の間に
は実質的に光の通路は存在しない。
は実質的に光の通路は存在しない。
第Iθ図の配置構成の特徴は、それは再生的で(reg
enerat ive)、即ち、ホトトランジスタ72
のインピーダンスが反射または散乱光78の受光に対応
して減少するにつれ、LED74を通る電流もまた増加
し発射された光76に増加を引きおこすことである。他
のことが等しければ、発射光76のこの増加は受信光7
8を増加し、さらにトランジスタ72のインピーダンス
を減少する。この再生的動作はホトトランジスタ72が
飽和になるまで続き、これは、目標80が除去されるか
、または、光通路がほかの方法で切断され、反射または
散乱光がトランジスタ72の導電性を維持するのに必要
なレベル以下に落ちるまで続くであろう。
enerat ive)、即ち、ホトトランジスタ72
のインピーダンスが反射または散乱光78の受光に対応
して減少するにつれ、LED74を通る電流もまた増加
し発射された光76に増加を引きおこすことである。他
のことが等しければ、発射光76のこの増加は受信光7
8を増加し、さらにトランジスタ72のインピーダンス
を減少する。この再生的動作はホトトランジスタ72が
飽和になるまで続き、これは、目標80が除去されるか
、または、光通路がほかの方法で切断され、反射または
散乱光がトランジスタ72の導電性を維持するのに必要
なレベル以下に落ちるまで続くであろう。
回路はそこで閉じる。この回路は、再生的帰還(reg
enerative feedback)なしに達成で
きる、再生及びオンーオフ信号比(on−off si
gnal ratio)に依るスナップ動作(snap
−action)の利点を有する。
enerative feedback)なしに達成で
きる、再生及びオンーオフ信号比(on−off si
gnal ratio)に依るスナップ動作(snap
−action)の利点を有する。
当業技術者は、本発明の好ましい実施に使用される実質
的に平坦なリードフレームは、光電子部品で普通用いら
れる他の型のリードフレームに比較し、技術的に既知の
手段で製造するのに容易で、組立アセンブリ工程におけ
る操作もやさしいことを、理解できるであろう。LED
及びホトトランジスタの両方は、実質的に同一平面上に
あるリードフレームの平坦な部分に取り付け実装される
。
的に平坦なリードフレームは、光電子部品で普通用いら
れる他の型のリードフレームに比較し、技術的に既知の
手段で製造するのに容易で、組立アセンブリ工程におけ
る操作もやさしいことを、理解できるであろう。LED
及びホトトランジスタの両方は、実質的に同一平面上に
あるリードフレームの平坦な部分に取り付け実装される
。
リードフレームの多くの部分は、上より下に(down
−formed)または下より上に(up−forme
d)形成されるものだが、これは必ずしも重要ではない
。さらにLED及びホトトランジスタは、これらが取り
付けられる面上に造られ、また、技術上既知の手段によ
りリードフレーム上に取り付けられる、1つのコンタク
ト (接触部)を持つ普通のダイの形である。LEDま
たはホトトランジスタのいづれも、リードフレームより
分離するために、リードフレーム上に絶縁材料を使用す
る必要がない。
−formed)または下より上に(up−forme
d)形成されるものだが、これは必ずしも重要ではない
。さらにLED及びホトトランジスタは、これらが取り
付けられる面上に造られ、また、技術上既知の手段によ
りリードフレーム上に取り付けられる、1つのコンタク
ト (接触部)を持つ普通のダイの形である。LEDま
たはホトトランジスタのいづれも、リードフレームより
分離するために、リードフレーム上に絶縁材料を使用す
る必要がない。
さらに本発明の好ましい実施例の、単一の、後部コンタ
クトダイ及びプレーナリードフレームは、低コスト自動
組立アセンブリ工程に特に適合する。
クトダイ及びプレーナリードフレームは、低コスト自動
組立アセンブリ工程に特に適合する。
それ故に本発明の製品は、特に経済的に生産できる。
本発明は以上の通り説明されたので当業技術者は、本発
明が改良された単一パッケージ、半導体光電発光一受光
(エミツターレシーバ)デバイス、及び特に、エミツタ
及びレシーバがともに外部方向を向き、単一プレーナリ
ードフレーム上の取り付け実装に適し、低コストの組立
工程によく適合するものを供給することを、理解するで
あろう。
明が改良された単一パッケージ、半導体光電発光一受光
(エミツターレシーバ)デバイス、及び特に、エミツタ
及びレシーバがともに外部方向を向き、単一プレーナリ
ードフレーム上の取り付け実装に適し、低コストの組立
工程によく適合するものを供給することを、理解するで
あろう。
当業技術者は本発明の説明にもとづき、本発明より逸脱
せずに、レシーバ(受光デバイス)及びエミツタ (発
光デバイス)部品の選択において、多《の変更が行われ
うろことを理解するであろう。
せずに、レシーバ(受光デバイス)及びエミツタ (発
光デバイス)部品の選択において、多《の変更が行われ
うろことを理解するであろう。
例えば、本発明はシリコンホトトランジスタに関連し記
述されているが、当業技術者は、多くの他の材料より作
られるホトダイオード及び/またはホトレジスタ及び/
またはホトサイリスタまたは他の光感度部品が等し《、
よく使用できることを理解するであろう。同様に本発明
は例えばGaAs LEDのような発光ダイオードに関
連し記述されているが、他のエミツタ(発光デバイス)
及び他の発光材料も同様によく使用されうるものである
。当業技術者はここの記述にもとづき、本発明に関連す
る使用のために、エミツタ(発光デバイス)及びレシー
バ(受光デバイス)の適当な部品を選択する方法を理解
するであろう。
述されているが、当業技術者は、多くの他の材料より作
られるホトダイオード及び/またはホトレジスタ及び/
またはホトサイリスタまたは他の光感度部品が等し《、
よく使用できることを理解するであろう。同様に本発明
は例えばGaAs LEDのような発光ダイオードに関
連し記述されているが、他のエミツタ(発光デバイス)
及び他の発光材料も同様によく使用されうるものである
。当業技術者はここの記述にもとづき、本発明に関連す
る使用のために、エミツタ(発光デバイス)及びレシー
バ(受光デバイス)の適当な部品を選択する方法を理解
するであろう。
第1図は、従来技術にもとづく単一パッケージ半導体光
電発光一受光デバイス(エミツターレシーバ》の簡略上
面図であり、 第2図は、第1図のデバイスの側面図で、第3図は、差
し向かい(【ace−to−4ace)に配置された第
1図にもとづくデバイスの1対に関連する電気回路の構
成図で、 第4図は、本発明の1つの実施にもとづ《単一パッケー
ジ半導体光電発光一受光デバイス(エミツターレシーバ
)の簡略上面図で、 第5図は、第4図のデバイスの側面図で、第6図は、第
4図のデバイスの正面図で、第7図は、第4図のデバイ
スに関連する電気回路の構成図で、 第8図は、本発明の別の実施例の1つにもとづく単一パ
ッケージ半導体光電発光一受光デバイス(エミツターレ
シーバ)の簡略上面図で、第9図は、第8図のデバイス
の側面図で、また、第10図は、第9図のデバイスに関
連する電気回路構成図である。
電発光一受光デバイス(エミツターレシーバ》の簡略上
面図であり、 第2図は、第1図のデバイスの側面図で、第3図は、差
し向かい(【ace−to−4ace)に配置された第
1図にもとづくデバイスの1対に関連する電気回路の構
成図で、 第4図は、本発明の1つの実施にもとづ《単一パッケー
ジ半導体光電発光一受光デバイス(エミツターレシーバ
)の簡略上面図で、 第5図は、第4図のデバイスの側面図で、第6図は、第
4図のデバイスの正面図で、第7図は、第4図のデバイ
スに関連する電気回路の構成図で、 第8図は、本発明の別の実施例の1つにもとづく単一パ
ッケージ半導体光電発光一受光デバイス(エミツターレ
シーバ)の簡略上面図で、第9図は、第8図のデバイス
の側面図で、また、第10図は、第9図のデバイスに関
連する電気回路構成図である。
Claims (3)
- (1)外部方向につき出した可変光源と外部方向に指向
した光感応デバイスとをその上に具えるリード手段と、 光感応デバイスと可変光源との上に配置された光の通過
を可能にし、光感応デバイス上の実質的に中心に配置さ
れ光を集光する曲面レンズ手段と光を透過するように可
変光源上に配置された実質的に平坦か或いは凹状の部分
とを有する透明被覆手段とを含む単一パッケージ光電発
光−受光デバイス。 - (2)平坦なリード手段と、 リード手段の第1の部分上に実装されしかも実質的に第
1の外部方向に光を発光するように指向された可変光源
と、 リード手段の別の部分上に実装されしかも第2の内部方
向に光を受光するように指向された光感応デバイスと、 光を透過ししかも光感応デバイス上には凸レンズ部分を
具え可変光源上には非凸レンズ部分を具える単一の被覆
手段とを含む単一パッケージ光電発光−受光デバイス。 - (3)第1、第2及び第3の電極を具えるリードフレー
ムを形成する工程と、 第1の電極上に光感応デバイスを実装する工程と、 第1或いは第2の電極上に発光デバイスを実装する工程
と、 光感応デバイス上には整合配置されるが発光デバイス上
には整合配置されない第1の凸レンズ部分と発光デバイ
ス上には第2の、部分とを具える透明被覆手段を形成す
る工程とから形成される単一パッケージ光電発光−受光
デバイスの形成方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/331,712 US4972089A (en) | 1989-04-03 | 1989-04-03 | Single package electro-optic transmitter-receiver |
| US331,712 | 1989-04-03 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02295176A true JPH02295176A (ja) | 1990-12-06 |
| JP2969761B2 JP2969761B2 (ja) | 1999-11-02 |
Family
ID=23295053
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8733490A Expired - Fee Related JP2969761B2 (ja) | 1989-04-03 | 1990-03-31 | 単一パッケージ光電発光―受光デバイスおよびその形成方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4972089A (ja) |
| EP (1) | EP0391671B1 (ja) |
| JP (1) | JP2969761B2 (ja) |
| KR (1) | KR0153000B1 (ja) |
| DE (1) | DE69015236T2 (ja) |
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| JP2974469B2 (ja) * | 1991-09-17 | 1999-11-10 | 株式会社東芝 | 信号伝送回路 |
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1989
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