JPH04369873A - 光電子icモジュール - Google Patents

光電子icモジュール

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Publication number
JPH04369873A
JPH04369873A JP3147174A JP14717491A JPH04369873A JP H04369873 A JPH04369873 A JP H04369873A JP 3147174 A JP3147174 A JP 3147174A JP 14717491 A JP14717491 A JP 14717491A JP H04369873 A JPH04369873 A JP H04369873A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
optoelectronic
photoelectronic
substrate
package
Prior art date
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Pending
Application number
JP3147174A
Other languages
English (en)
Inventor
Kenichi Matsuda
賢一 松田
Atsushi Shibata
淳 柴田
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.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP3147174A priority Critical patent/JPH04369873A/ja
Publication of JPH04369873A publication Critical patent/JPH04369873A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10FINORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F77/00Constructional details of devices covered by this subclass
    • H10F77/50Encapsulations or containers

Landscapes

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

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、IC基板に対して概ね
垂直方向より信号光を入力あるいは出力する受光素子お
よび発光素子を含む光電子ICの実装技術に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】IC基板に対して概ね垂直方向より信号
光を入力あるいは出力する受光素子および発光素子を含
む光電子ICとしては、例えば特願昭60−18404
7号公報に示されている画像記憶装置がある。本装置は
図4に示すように光双安定素子1をIC基板2上に2次
元アレイ状に並べたものであり、入力光3によって入力
された2次元光情報を記憶して出力光4として出力する
光入出力記憶装置として機能する。光双安定素子1は、
発光素子と発光素子からの発光を受光可能なフォトトラ
ンジスタ(受光素子)とが直列に接続されたもので、(
1)オン状態をとることが可能なバイアス電圧(保持電
圧)を印加してもフォトトランジスタに電流は流れず発
光素子は非発光(オフ状態)、(2)印加電圧を保持電
圧としたままで、フォトトランジスタに入力光を入射す
ると電流が流れ、発光素子が発光(オン状態)、(3)
印加電圧を保持電圧としたままで、入力光の入射を止め
ても発光素子からの発光をフォトトランジスタが受光す
るのでオン状態を維持、(4)印加電圧をオン状態を維
持できない電圧(消去電圧)にまで低下させるとオフ状
態にもどるという動作を行う。
【0003】本画像記憶装置においては、入力光3はI
C基板2の裏面から入射され、出力光4はIC基板2か
ら上方に向かって出射されるため、両面から光が入出力
可能なICパッケージが必要となる。しかし、従来のパ
ッケージでは、例えば紫外光によって消去を行う書換え
可能読出し専用メモリ(EPROM)や電荷結合素子(
CCD)のパッケージとして上面から光を入力可能なも
のはあるが、両面から信号光を入出力可能なものはない
。すなわち、従来のパッケージを用いて本画像記憶装置
をモジュール化することは不可能である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】特願昭60−1840
47号公報に示されている画像記憶装置は、従来のIC
パッケージを用いてモジュール化することは不可能であ
るが、より一般的に言えば、IC基板に対して概ね垂直
方向より信号光を入力あるいは出力する受光素子および
発光素子を含む光電子ICをモジュール化する場合には
、両面から信号光を入出力可能なICパッケージを用い
ることが望ましい。これは、入力光と出力光を共に上面
から入出力する場合には、入力光と出力光を分離するた
めのハーフミラーあるいは偏光ビームスプリッタ等の光
学部品が必要となり、光学的アライメントの工数が増加
する上に、装置全体の小型化が困難になるためである。
【0005】そこで、本発明の第1の目的は、両面から
信号光を入出力可能なICパッケージおよびこれを用い
た光電子ICモジュールの構造を提供することにある。 また、本発明の第2の目的は、両面から信号光を入出力
する光電子ICを高密度実装する新規な構造を提供する
ことにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明では上記課題を解
決するために、IC基板に対して概ね垂直方向より信号
光を入力あるいは出力する受光素子および発光素子を含
む光電子ICと、貫通孔を有する台座および前記台座と
電気的に絶縁されたリードを含むパッケージとを具備し
、前記IC基板の周辺部の全部もしくは一部が前記貫通
孔の周辺部の全部もしくは一部に接着するように前記光
電子ICが前記パッケージにマウントされた構造とする
ものである。
【0007】IC基板に対して概ね垂直方向より信号光
を入力あるいは出力する受光素子および発光素子を含む
光電子ICと、前記信号光に対する窓を有する配線金属
が被着された前記信号光に対して透明なパッケージ基板
とを具備し、前記受光素子もしくは前記発光素子と前記
窓とを位置合せして前記光電子ICが前記パッケージに
マウントされた構造とするものである。
【0008】あるいは、IC基板に対して概ね垂直方向
より信号光を入力あるいは出力する受光素子および発光
素子を含む光電子ICが少なくとも2個積み重ねられ、
前記IC基板は前記信号光に対して透明であり、前記光
電子ICの前記発光素子もしくは前記受光素子はメサ形
状を有しており、前記メサの頂上部に形成された電極が
隣接して積み重ねられた光電子ICの裏面に接着された
構造で光電子ICモジュールを構成とするものである。
【0009】
【作用】本発明の光電子ICモジュールの第1の構成で
は、ICパッケージの台座に貫通孔を開け、この上に光
電子ICをマウントする。この際、光電子ICのチップ
サイズよりも貫通孔の面積を若干小さくしておき、貫通
孔の周辺部に光電子ICをはめ込むガイドを設ける。例
えば、貫通孔の周囲に光電子ICと同じ大きさの貫通し
ないガイド穴を開け、ここに光電子ICをはめ込む。こ
の際、光電子IC中の受光素子あるいは発光素子は貫通
孔の上に位置するようにすればパッケージの裏側から信
号光を入出力することが可能である。また、ワイヤボン
ディング用パッドは貫通孔からはずれたガイド穴の上に
位置するようにすれば、通常のICと同じくワイヤボン
ディングすることができる。
【0010】本発明の第2の構成では、例えばガラス、
プラスチック等の透明なパッケージ基板に配線金属を被
着してパッケージとする。この配線金属には信号光に対
する窓を開けておき、受光素子あるいは発光素子とこの
窓を位置合せして光電子ICをマウントする。これによ
って、パッケージの裏側からも信号光を入出力すること
ができる。光電子ICは受光素子および発光素子が形成
された面を上にして接着し、光電子ICのボンディング
パッドとパッケージの配線金属間をワイヤボンディング
で接続してもよいが、発光素子もしくは受光素子がメサ
形状を有する場合には、この面を下にしてメサの頂上部
に形成された電極を直接パッケージの配線金属に接着し
てもよい。後者の構造には、光電子IC内の電気配線が
不要になる、素子からの発熱が効率よく放熱されるなど
の利点もある。
【0011】本発明の第3の構成は、2個以上の光電子
ICを積み重ねて同一パッケージに実装するものである
。この際、IC基板としては信号光に対して透明な半導
体基板を用いる。光電子IC内の発光素子もしくは受光
素子はメサ形状とし、メサの頂上部に形成された電極を
隣接して積み重ねられた光電子ICの裏面に接着する。 ここで、IC基板が半絶縁性半導体層が2つの導電性半
導体層によって挟まれた構造としておけば、IC基板裏
面の導電性半導体層はその下の光電子ICの配線として
機能し、かつIC基板表面に形成された素子とは半絶縁
性半導体層によって電気的に絶縁される。また、IC基
板は信号光に対して透明なので、上下の光電子IC内の
発光素子から受光素子へ信号光を伝達できる。
【0012】
【実施例】図1は本発明の一実施例の光電子ICモジュ
ールの要部断面斜視図である。例えばコバール等の金属
よりなる台座5、セラミック等の絶縁フレーム6および
金属のリード7によってパッケージが構成されている。 台座5にはに貫通孔8があり、この上に光電子IC9が
マウントされている。この光電子IC9は、IC基板に
対して概ね垂直方向より信号光を入力あるいは出力する
受光素子および発光素子を含む例えば特願昭60−18
4047号公報に示されている画像記憶装置のようなI
Cである。貫通孔8の大きさは光電子IC9のチップサ
イズよりも小さく、貫通孔8の周辺部に設けられた光電
子IC9と同じ大きさの貫通しないガイド穴10に光電
子IC9がはめ込まれている。この際、光電子IC9中
の受光素子あるいは発光素子が集積された活性領域11
は貫通孔8の上に位置するようにする。また、ワイヤボ
ンディング用のパッド12は貫通孔8からはずれたガイ
ド穴10の上に位置するようにし、ワイヤ13によって
パッド12とリード7の間をワイヤボンディングする。 光電子IC9が上記画像記憶装置である場合には、入力
光14はパッケージの裏面から入射され、出力光15は
光電子IC9から上方に向かって出射される。
【0013】図2(A)は本発明の第2の実施例の光電
子ICモジュールの断面図であり、(B)はその構成要
素であるパッケージの平面図である。パッケージは、例
えばガラス、プラスチック等の透明なパッケージ基板1
6に第1および第2の配線金属17、18を被着したも
のであり、第1の配線金属17には信号光に対する窓1
9が設けられている。一方、このパッケージにマウント
される光電子ICはIC基板20に対して概ね垂直方向
より信号光を入力あるいは出力する受光素子および発光
素子を含んでおり、発光素子もしくは受光素子はメサ形
状を有している。このメサ21の頂上部には電極22が
蒸着されており、この電極22と第1の配線金属17が
接着されている。電極22と第1の配線金属17を接着
するためには、例えば電極22の表面にIn等よりなる
バンプを形成し、これとAu等よりなる第1の配線金属
17を加熱融着する。この接着に際しては、メサ21の
頂上部の電極22が蒸着されていない部分と第1の配線
金属17の窓19の位置合せがなされ、信号光が窓19
を通してメサ21に入出力できるようになっている。ま
た、IC基板20の裏面電極23と第2の配線金属18
の間はワイヤ24によって接続されている。光電子IC
が特願昭60−184047号公報に示されている画像
記憶装置である場合には、入力光25はIC基板20の
裏面から入射され、出力光26はメサ21からパッケー
ジ基板16を通して出射される。本構造によれば、光電
子IC内の電気配線は不要となり、また発光素子からの
発熱がパッケージ基板に効率よく放熱される。
【0014】図3は本発明の第3の実施例の光電子IC
モジュールの断面図である。これは2個以上の光電子I
Cを積み重ねて同一パッケージに実装するものであり、
図3は2個の光電子ICに対する例を示している。図3
にはパッケージが示されていないが、本発明の第1もし
くは第2の実施例に示したパッケージを用いれば、本構
造に対してもパッケージへの実装を行うことは容易であ
る。第1および第2の光電子IC27、28は同じ構造
を有しており、3個以上の光電子ICも同様の構造で積
み重ねることができる。第1および第2の光電子IC2
7、28のIC基板29は信号光に対して透明であり、
第1の導電性半導体層30、半絶縁性半導体層31およ
び第2の導電性半導体層32の3層よりなっている。信
号光に対してIC基板29を透明とするためには、例え
ばInGaAsP/InP系よりなる受光素子および発
光素子をInP基板上に形成すればよい。また、光電子
IC内の発光素子もしくは受光素子はメサ形状となって
おり、メサ33の頂上部に形成された電極34は隣接し
て積み重ねられた光電子ICのIC基板29裏面に接着
されている。電極34とIC基板29を接着するために
は、例えば電極34の表面にIn等よりなるバンプを形
成し、これとInP等よりなるIC基板29を加熱融着
する。
【0015】第1および第2の光電子IC27、28の
接地配線に相当する第2の導電性半導体層32は第1お
よび第2のパッド35、36を介してパッケージのリー
ドと接続される。また、第2の光電子IC28の第1の
導電性半導体層30は第1の光電子IC27の電源配線
として機能し、第3のパッド37を介してパッケージの
リードと接続される。ここで、第1の光電子IC27の
電源配線と第2の光電子IC28の接地配線が絶縁され
るように、第1の導電性半導体層30と第2の導電性半
導体層32の間に半絶縁性半導体層31が設けられてい
る。第2の光電子IC28の電源配線は、IC上に配線
を形成してもよいが、本発明の第2の実施例に示した実
装構造を用いれば、パッケージ基板上の配線を電源配線
とすることができる。IC基板29は信号光に対して透
明なので、第1の光電子IC27内の発光素子からの第
1の出力光38を第2の光電子IC27のIC基板29
を通して、第2の光電子IC28内の受光素子へ入力で
きる。第1の光電子IC27内の受光素子への入力光3
9は第1の光電子IC27のIC基板29を通して入力
され、第2の光電子IC28内の発光素子からの第2の
出力光40は第2の光電子IC28から上方に向かって
出力される。
【0016】
【発明の効果】本発明の第1もしくは第2の構成によれ
ば、上下両面から信号光を入出力可能なICパッケージ
およびこれを用いた光電子ICモジュールが実現できる
。これによって、IC基板に対して概ね垂直方向より信
号光を入力あるいは出力する受光素子および発光素子を
含む光電子ICをモジュール化する場合に、入力光と出
力光を分離するためのハーフミラーあるいは偏光ビーム
スプリッタ等の光学部品が不要となり、光学的アライメ
ントの工数が削減できるとともに、装置全体の小型化が
可能になる。また、本発明の第3の構成によれば、両面
から信号光を入出力する光電子ICを2個以上積み重ね
た高密度実装が実現される。さらに、本発明の第2もし
くは第3の構成によれば、光電子IC内の電源配線が不
要になり、光電子ICの高密度集積化が容易になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の光電子ICモジュールの要
部断面斜視図である。
【図2】本発明の第2の実施例の光電子ICモジュール
の断面図および平面図である。
【図3】本発明の第3の実施例の光電子ICモジュール
の断面図である。
【図4】従来の光電子ICの斜視図である。
【符号の説明】
5  台座 7  リード 8  貫通孔 9  光電子IC 10  ガイド穴10 16  パッケージ基板 17  第1の配線金属 19  窓 20  IC基板 21  メサ 22  電極 27  第1の光電子IC 28  第2の光電子IC 29  IC基板 30  第1の導電性半導体層 31  半絶縁性半導体層 32  第2の導電性半導体層 33  メサ 34  電極

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  IC基板に対して概ね垂直方向より信
    号光を入力あるいは出力する受光素子および発光素子を
    含む光電子ICと、貫通孔を有する台座および前記台座
    と電気的に絶縁されたリードを含むパッケージとを具備
    し、前記IC基板の周辺部の全部もしくは一部が前記貫
    通孔の周辺部の全部もしくは一部に接着するように前記
    光電子ICが前記パッケージにマウントされたことを特
    徴とする光電子ICモジュール。
  2. 【請求項2】  貫通孔の面積が光電子ICの面積より
    も小さく、前記貫通孔の周辺部に前記光電子ICをはめ
    込むガイドが設けられたことを特徴とする請求項1記載
    の光電子ICモジュール。
  3. 【請求項3】  IC基板に対して概ね垂直方向より信
    号光を入力あるいは出力する受光素子および発光素子を
    含む光電子ICと、前記信号光に対する窓を有する配線
    金属が被着された前記信号光に対して透明なパッケージ
    基板とを具備し、前記受光素子もしくは前記発光素子と
    前記窓とを位置合せして前記光電子ICが前記パッケー
    ジにマウントされたことを特徴とする光電子ICモジュ
    ール。
  4. 【請求項4】  発光素子もしくは受光素子がメサ形状
    を有しており、前記メサの頂上部に形成された電極がパ
    ッケージ基板の配線金属に接着されたことを特徴とする
    請求項3記載の光電子ICモジュール。
  5. 【請求項5】  IC基板に対して概ね垂直方向より信
    号光を入力あるいは出力する受光素子および発光素子を
    含む光電子ICが少なくとも2個積み重ねられ、前記I
    C基板は前記信号光に対して透明であり、前記光電子I
    Cの前記発光素子もしくは前記受光素子はメサ形状を有
    しており、前記メサの頂上部に形成された電極が隣接し
    て積み重ねられた光電子ICの裏面に接着されたことを
    特徴とする光電子ICモジュール。
  6. 【請求項6】  IC基板が半絶縁性半導体層が2つの
    導電性半導体層によって挟まれた構造であることを特徴
    とする請求項5記載の光電子ICモジュール。
JP3147174A 1991-06-19 1991-06-19 光電子icモジュール Pending JPH04369873A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006525679A (ja) * 2003-05-05 2006-11-09 ラミナ セラミックス インコーポレーテッド 高温動作用にパッケージ化された発光ダイオード

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006525679A (ja) * 2003-05-05 2006-11-09 ラミナ セラミックス インコーポレーテッド 高温動作用にパッケージ化された発光ダイオード
JP4912876B2 (ja) * 2003-05-05 2012-04-11 ラミナ ライティング インコーポレーテッド 高温動作用にパッケージ化された発光ダイオード

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