JPS59149072A - 発光半導体装置 - Google Patents
発光半導体装置Info
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- JPS59149072A JPS59149072A JP58022762A JP2276283A JPS59149072A JP S59149072 A JPS59149072 A JP S59149072A JP 58022762 A JP58022762 A JP 58022762A JP 2276283 A JP2276283 A JP 2276283A JP S59149072 A JPS59149072 A JP S59149072A
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- Japan
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- emitting element
- cap
- optical fiber
- light
- light emitting
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- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
- G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
- G02B6/4204—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details the coupling comprising intermediate optical elements, e.g. lenses, holograms
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
- G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
- G02B6/4202—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details for coupling an active element with fibres without intermediate optical elements, e.g. fibres with plane ends, fibres with shaped ends, bundles
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10H—INORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
- H10H20/00—Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
- H10H20/80—Constructional details
- H10H20/85—Packages
- H10H20/855—Optical field-shaping means, e.g. lenses
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10H—INORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
- H10H20/00—Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
- H10H20/80—Constructional details
- H10H20/85—Packages
- H10H20/857—Interconnections, e.g. lead-frames, bond wires or solder balls
-
- H—ELECTRICITY
- 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
- H10W72/00—Interconnections or connectors in packages
- H10W72/50—Bond wires
- H10W72/531—Shapes of wire connectors
- H10W72/536—Shapes of wire connectors the connected ends being ball-shaped
-
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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
- H10W72/00—Interconnections or connectors in packages
- H10W72/50—Bond wires
- H10W72/531—Shapes of wire connectors
- H10W72/5363—Shapes of wire connectors the connected ends being wedge-shaped
-
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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
- H10W72/00—Interconnections or connectors in packages
- H10W72/851—Dispositions of multiple connectors or interconnections
- H10W72/874—On different surfaces
- H10W72/884—Die-attach connectors and bond wires
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- General Physics & Mathematics (AREA)
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- Led Devices (AREA)
- Optical Couplings Of Light Guides (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は光フアイバー付発光半導体装置に関する。
光通信に用いる光通信用装置の一つとして、従来第１図
に示すような光ファイ、バー付近赤外発光タイオード装
置（工ＲＢＤ）が開発されている。
に示すような光ファイ、バー付近赤外発光タイオード装
置（工ＲＢＤ）が開発されている。
この装置は、図示のように、金属製のステム１の主面中
央に平面型の発光素子２會上面に固定したサプマウン）
３′ｔ−固定した構造となっている。
央に平面型の発光素子２會上面に固定したサプマウン）
３′ｔ−固定した構造となっている。
また、ステム１にはガラス４を介して２本のり一ド５が
貫通固定されている。どれらリード５はワイヤ６を介し
てサブマウント３０図示しない雷、極および発光素手２
の上部電極７と電気的に接続される。また、サブマウン
ト３の電極は発光素子２の下部電極８と導通状態となっ
ている。一方、ステム１の主面には金属製のキャップ９
が増シ付けられている。このキャップ９はフランジ１０
を有する帽子型構造となっていて、フランジ１０の下面
に設けたプロジェクション１１を介してリングウェルド
によってステム１に気密的に固定されている。また、キ
ャップ９の中央上部にはセラミ”）クスリーブ１２が挿
嵌づれるとともに、このセラミヅクスリーブ１２のガイ
ド孔１３の延畏下方部分には、キャップ９を穿設した挿
入孔１４が設けられている。そして、これらガイド孔１
３および挿入孔１４共は１本の光ファイバー１５が挿入
され、かつ挿入孔１ｊＫ注入した半田１６によってキャ
ップ９に固定されている。また、光フアイバー１５０内
端は半球状の先球部１７とな９、発光素子２から発光さ
れた光を取り込み、光ファイバ−１５を介して外部に取
シ出すようになっている。
貫通固定されている。どれらリード５はワイヤ６を介し
てサブマウント３０図示しない雷、極および発光素手２
の上部電極７と電気的に接続される。また、サブマウン
ト３の電極は発光素子２の下部電極８と導通状態となっ
ている。一方、ステム１の主面には金属製のキャップ９
が増シ付けられている。このキャップ９はフランジ１０
を有する帽子型構造となっていて、フランジ１０の下面
に設けたプロジェクション１１を介してリングウェルド
によってステム１に気密的に固定されている。また、キ
ャップ９の中央上部にはセラミ”）クスリーブ１２が挿
嵌づれるとともに、このセラミヅクスリーブ１２のガイ
ド孔１３の延畏下方部分には、キャップ９を穿設した挿
入孔１４が設けられている。そして、これらガイド孔１
３および挿入孔１４共は１本の光ファイバー１５が挿入
され、かつ挿入孔１ｊＫ注入した半田１６によってキャ
ップ９に固定されている。また、光フアイバー１５０内
端は半球状の先球部１７とな９、発光素子２から発光さ
れた光を取り込み、光ファイバ−１５を介して外部に取
シ出すようになっている。
ところで、この装置の組立にあっては、発光素子２を取
り付けたステム１と、光ファイバー１５を取シ付けたキ
ャップ９とを、それぞれ用意した後、ステム１上にキャ
ップ９を重ね、キャップ９をステム１に対して相対的に
水平移動させ、発光素子２から発光された光の光ファイ
バー１５に取シ込む光量が最大とがった位置で停止させ
、その後、リングウェルドによってプロジェクション１
１會潰して気密封止を行なうことによって組み立てる。
り付けたステム１と、光ファイバー１５を取シ付けたキ
ャップ９とを、それぞれ用意した後、ステム１上にキャ
ップ９を重ね、キャップ９をステム１に対して相対的に
水平移動させ、発光素子２から発光された光の光ファイ
バー１５に取シ込む光量が最大とがった位置で停止させ
、その後、リングウェルドによってプロジェクション１
１會潰して気密封止を行なうことによって組み立てる。
しかし、この構造の光ファイバー付工ＲＫＤは光取込効
率が低い不良が多々生じる欠点がある。
率が低い不良が多々生じる欠点がある。
本発明者は光取込効惠が最も高い状態下でリングウェル
ドするにも拘わらず、このような光取込不艮が生じる原
因について調べたところつぎのようなことを知った。す
なわち、リングウェルド時にはキャップ９はステム１に
押し付けられた状態で抵抗溶接がなされ、フランジ１０
の下部のプロジェクション１１が溶けて押し潰される。
ドするにも拘わらず、このような光取込不艮が生じる原
因について調べたところつぎのようなことを知った。す
なわち、リングウェルド時にはキャップ９はステム１に
押し付けられた状態で抵抗溶接がなされ、フランジ１０
の下部のプロジェクション１１が溶けて押し潰される。
このプロジェクション１１の軟化時のキャップ９の下降
時にキャップ９は真直には降下することは少なく、横方
向にずれて降下することが多い。この横方向のずれはプ
ロジェクションの断面形状によっても異るが、たとえば
最大で±２０μｍと本なる。こねに対して、平面型発光
素子のニア−フィールドパターンは第２図に示すように
、釉峻な山状パｌ−ンとカリ、光フアイバー人力（光出
力）が半分になる位置はニア−フィールドパターンのピ
ーク位置から±５１ｚｍの位置となる。したがって、キ
セ、ツブ９會ヌテム１にリングウェルドした際、キャッ
プ９のずれを±５μｍ以内にすることは極めて難しいこ
とがわかる。
時にキャップ９は真直には降下することは少なく、横方
向にずれて降下することが多い。この横方向のずれはプ
ロジェクションの断面形状によっても異るが、たとえば
最大で±２０μｍと本なる。こねに対して、平面型発光
素子のニア−フィールドパターンは第２図に示すように
、釉峻な山状パｌ−ンとカリ、光フアイバー人力（光出
力）が半分になる位置はニア−フィールドパターンのピ
ーク位置から±５１ｚｍの位置となる。したがって、キ
セ、ツブ９會ヌテム１にリングウェルドした際、キャッ
プ９のずれを±５μｍ以内にすることは極めて難しいこ
とがわかる。
一方、光通信用には使用されてい々いが、同様に近赤外
光を発光する発光素子として、第３図の原理図で示すよ
うに、光放出面を半球面１８とし、半球体の中心近傍位
置に位置する発光部１９からの光２０ｉ前方に発光する
いわゆるドーム型発光素子２１が知られている。このド
ーム型発光素子２１のニアフィールドパターンは、第４
図で示すように緩やかな山状パターンを描く、そして、
光フアイバー人力（光出力）が半分になる位置は、エア
ーフィールドパターンのピーク位置から±２５μｍとな
る。この数値はリングウェルドの際のキャップ９の最大
ずれ値よりも大きいことになる。
光を発光する発光素子として、第３図の原理図で示すよ
うに、光放出面を半球面１８とし、半球体の中心近傍位
置に位置する発光部１９からの光２０ｉ前方に発光する
いわゆるドーム型発光素子２１が知られている。このド
ーム型発光素子２１のニアフィールドパターンは、第４
図で示すように緩やかな山状パターンを描く、そして、
光フアイバー人力（光出力）が半分になる位置は、エア
ーフィールドパターンのピーク位置から±２５μｍとな
る。この数値はリングウェルドの際のキャップ９の最大
ずれ値よりも大きいことになる。
そこで、本発明者は、このドーム型発光素子を用いて光
ファイバー付工ＲＦｊＩｌ−組み立てることを考え、本
発明を成した。
ファイバー付工ＲＦｊＩｌ−組み立てることを考え、本
発明を成した。
したがって、本発明の目的は組立が容易でかつ光ファイ
バーへの光取込効高が常に高車となる構造の光フアイバ
ー付発光半導体装置を提供することにある。
バーへの光取込効高が常に高車となる構造の光フアイバ
ー付発光半導体装置を提供することにある。
以下、本発明を実施例によシ説明する。
第５図は本発明の一実施例による光フアイバー付近赤外
発光ダイオード（工１ｔＥ Ｄ ）ｙ示す断面図である
。
発光ダイオード（工１ｔＥ Ｄ ）ｙ示す断面図である
。
この装置は、図示のように、金属製のステム１の主面中
央にサブマウント３を介してドーム型発光素子２１を固
定した構造となっている。すなわち、ドーム型発光素子
２１は下面にカソード電極２２およびアノードを極２３
を有し、上面は半球面１８と力る構造をしていて、フェ
イスダウンボンディングによってサブマウント３に固定
される。
央にサブマウント３を介してドーム型発光素子２１を固
定した構造となっている。すなわち、ドーム型発光素子
２１は下面にカソード電極２２およびアノードを極２３
を有し、上面は半球面１８と力る構造をしていて、フェ
イスダウンボンディングによってサブマウント３に固定
される。
サブマウント３はたとえば薄いシリコン板から寿ってい
て、上面に絶縁膜を介して配線層（図示せず）を有して
いる。そして、この配線層部分に前記カソード電極２２
およびアノード電極２３は接続される。サブマウント３
はドーム型発光素子２１を固定した状態でステム１の主
面に接合材（図示ゼず）を介して固定される。
て、上面に絶縁膜を介して配線層（図示せず）を有して
いる。そして、この配線層部分に前記カソード電極２２
およびアノード電極２３は接続される。サブマウント３
はドーム型発光素子２１を固定した状態でステム１の主
面に接合材（図示ゼず）を介して固定される。
一方、ステム１には２本のり一ド５がガラス４を介して
貫通固定されている。これらリード５はサブマウント３
の配線層部分とそれぞれワイヤ６を介して接続され、両
リード５に所定の電圧が印加されるとドーム型発光素子
２１が近赤外光を発光するようになっている。
貫通固定されている。これらリード５はサブマウント３
の配線層部分とそれぞれワイヤ６を介して接続され、両
リード５に所定の電圧が印加されるとドーム型発光素子
２１が近赤外光を発光するようになっている。
他方、ステム１の主面にはドーム型発光素子２１、リー
ド５等會被う金属製のキャップ９が取シ付けられている
。このキャップ９はフランジ１０全下部周縁に有する帽
子型構造となっていて、７ランジ１０の下面に設けたプ
ロジェクション１１を介してリングウェルドによってス
テムＩＫ気密的に固定されている。ｆた、キャップ９の
中央上部にはセラミックスリーブ１２が挿嵌されるとと
もに、このセラＳ＋７クスリープ１２のガイド７Ｌ１３
の延長下方部分には、キャップ９を穿設した挿入孔１４
が設けられている。そして、これらガイド孔１３および
挿入孔１４には１本の光ファイバー１５が挿入され、か
つ挿入孔１４に注入した半田１６（耐湿性は劣るがレジ
ン等の接合体でもよい。
ド５等會被う金属製のキャップ９が取シ付けられている
。このキャップ９はフランジ１０全下部周縁に有する帽
子型構造となっていて、７ランジ１０の下面に設けたプ
ロジェクション１１を介してリングウェルドによってス
テムＩＫ気密的に固定されている。ｆた、キャップ９の
中央上部にはセラミックスリーブ１２が挿嵌されるとと
もに、このセラＳ＋７クスリープ１２のガイド７Ｌ１３
の延長下方部分には、キャップ９を穿設した挿入孔１４
が設けられている。そして、これらガイド孔１３および
挿入孔１４には１本の光ファイバー１５が挿入され、か
つ挿入孔１４に注入した半田１６（耐湿性は劣るがレジ
ン等の接合体でもよい。
）によってキャップ９に固定されている。また、光ファ
イバー１５の内端は半球状の先球部１７とな９、ドーム
型発光素子２１から発光された光を取り込み、光ファイ
バー１５を介して外部に取シ出すようになっている。
イバー１５の内端は半球状の先球部１７とな９、ドーム
型発光素子２１から発光された光を取り込み、光ファイ
バー１５を介して外部に取シ出すようになっている。
このような装置は、その組立にシいて、ドーム型発光素
子２１取り付けたステム１に、光ファイバー１５を取シ
付けたキャップ９を重ね、キャップ９をステム１に対し
て相対的に水平移動させ、ドーム型発光素子２１から発
光された光の光ファイバー１５に取り込む光量が最大と
なった位置で停止させ、その状態でリングウェルドを行
なって、プロジェクション１１を溶かしてステム１にキ
ャップ９を気密的に固定する。この際、プロジェクショ
ン１１が溶けて潰れる際、キャップ９は横方向にずれる
が、そのずれは最大でも±２０μｍ稈度である。これに
灼して、ドーム型発光素子２１の光分布は第４図でも示
すように光出力のピーク位置から外れた±２５ｐｒｎの
位置でも出力は最大出力の半分程度となるだけであシ、
±２０μｍ位置ずれした位置では光出力は最大光出力の
７０％前後と大きい。このため、本発明による工ＲＢＤ
は常に所望の光出力を有するように組み立てられる。ま
た、リングウェルド時の組立余裕度も大きいことから、
本発明の工ＲＥＤはその組立も容易とな如、作業性も高
い。また、本発明の工ＲＦｆＤは封止部分は金属、ガラ
スから々ることから、気密性が高い。
子２１取り付けたステム１に、光ファイバー１５を取シ
付けたキャップ９を重ね、キャップ９をステム１に対し
て相対的に水平移動させ、ドーム型発光素子２１から発
光された光の光ファイバー１５に取り込む光量が最大と
なった位置で停止させ、その状態でリングウェルドを行
なって、プロジェクション１１を溶かしてステム１にキ
ャップ９を気密的に固定する。この際、プロジェクショ
ン１１が溶けて潰れる際、キャップ９は横方向にずれる
が、そのずれは最大でも±２０μｍ稈度である。これに
灼して、ドーム型発光素子２１の光分布は第４図でも示
すように光出力のピーク位置から外れた±２５ｐｒｎの
位置でも出力は最大出力の半分程度となるだけであシ、
±２０μｍ位置ずれした位置では光出力は最大光出力の
７０％前後と大きい。このため、本発明による工ＲＢＤ
は常に所望の光出力を有するように組み立てられる。ま
た、リングウェルド時の組立余裕度も大きいことから、
本発明の工ＲＥＤはその組立も容易とな如、作業性も高
い。また、本発明の工ＲＦｆＤは封止部分は金属、ガラ
スから々ることから、気密性が高い。
したがって、本発明によれば組立が容易で光ファイバー
への光取込効率が高く、かつ信頼度が高い光フアイバー
付発光半導体装置を提供することができる。
への光取込効率が高く、かつ信頼度が高い光フアイバー
付発光半導体装置を提供することができる。
第１図は従来の光フアイバー付発光半導体装置の断面図
、 第２図は平面型発光素子の光出力１示すグラフ、第３図
は平面型発光素子の原理図、 第４図はドーム型発光素子の光出力を示すグラフ、 第５図は本発明の一実施例による光フアイバー付発光半
導体装置の断面図である。 １・・・ステム、２・・・発光緊子、３・・・サブマウ
ント、４・・・リード、９・・・キャップ、１０・・・
フランジ、１１・・・プロジェクション、１２・・・セ
ラミックスリーフ’、１５・・・光ファイバー、１６・
・・半田、１７・・・先球部、１８・・・生球面、１９
・・・発光部、２１・・・ドーム型発光素子。 −３４・
、 第２図は平面型発光素子の光出力１示すグラフ、第３図
は平面型発光素子の原理図、 第４図はドーム型発光素子の光出力を示すグラフ、 第５図は本発明の一実施例による光フアイバー付発光半
導体装置の断面図である。 １・・・ステム、２・・・発光緊子、３・・・サブマウ
ント、４・・・リード、９・・・キャップ、１０・・・
フランジ、１１・・・プロジェクション、１２・・・セ
ラミックスリーフ’、１５・・・光ファイバー、１６・
・・半田、１７・・・先球部、１８・・・生球面、１９
・・・発光部、２１・・・ドーム型発光素子。 −３４・
Claims (1)
- １、発光素子を主面に取り付けたステムと、前記発光素
子を被うように形成されたキャップと、このキャップに
貫通固定されかつ内端を前記発光素子に灼面さゼた光フ
ァイバーと、會有する光フアイバー付発光半導体装置に
おいて、前記発光素子はドーム型発光素子からなってい
ることを特徴とする光フアイバー付発光半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58022762A JPS59149072A (ja) | 1983-02-16 | 1983-02-16 | 発光半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58022762A JPS59149072A (ja) | 1983-02-16 | 1983-02-16 | 発光半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59149072A true JPS59149072A (ja) | 1984-08-25 |
Family
ID=12091686
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58022762A Pending JPS59149072A (ja) | 1983-02-16 | 1983-02-16 | 発光半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59149072A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62132450U (ja) * | 1986-02-14 | 1987-08-21 | ||
| JPS63113408A (ja) * | 1986-10-30 | 1988-05-18 | Nippon Hoso Kyokai <Nhk> | 発光モジユ−ル |
| JPS63168410U (ja) * | 1987-04-20 | 1988-11-02 | ||
| WO1994011929A3 (en) * | 1992-11-06 | 1994-07-21 | Bt & D Technologies Ltd | Optoelectronic devices |
| US7968980B2 (en) * | 2006-03-02 | 2011-06-28 | Nichia Corporation | Support member for mounting a semiconductor device, conductive materials, and its manufacturing method |
-
1983
- 1983-02-16 JP JP58022762A patent/JPS59149072A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62132450U (ja) * | 1986-02-14 | 1987-08-21 | ||
| JPS63113408A (ja) * | 1986-10-30 | 1988-05-18 | Nippon Hoso Kyokai <Nhk> | 発光モジユ−ル |
| JPS63168410U (ja) * | 1987-04-20 | 1988-11-02 | ||
| WO1994011929A3 (en) * | 1992-11-06 | 1994-07-21 | Bt & D Technologies Ltd | Optoelectronic devices |
| US7968980B2 (en) * | 2006-03-02 | 2011-06-28 | Nichia Corporation | Support member for mounting a semiconductor device, conductive materials, and its manufacturing method |
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