DE102005008323A1 - Optische Halbleitervorrichtung und diese verwendende elektronische Anordnung - Google Patents

Optische Halbleitervorrichtung und diese verwendende elektronische Anordnung Download PDF

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Nobuyuki Katsuragi Ohe
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Abstract

Ein optisches Halbleiterbauteil 1a verfügt über einen Leiterrahmen 4 mit einer Öffnung 7, einen auf einer Fläche des Leiterrahmens 4 angebrachten Hilfsträger 8 zum Verschließen der Öffnung 7, ein optisches Halbleiterelement 3, das über einen optischen Bereich 6 verfügt und auf einer Fläche des Hilfsträgers 8 montiert ist, die von einer Fläche auf einer Seite der Öffnung 7 abgewandt ist, wobei der optische Bereich 6 der Öffnung 7 durch den Hilfsträger 8 hindurch zugewandt ist, einen Gießbereich 10 aus einem nicht-transparenten Gießharz, das zumindest einen Bereich mit der Öffnung 7 auf der anderen Oberflächenseite des Leiterrahmens 4 freilegt und den Leiterrahmen 4, das optische Halbleiterelement 3 und den Hilfsträger 8 einschließt, und eine Linse 9, die auf der anderen Fläche des Leiterrahmens 4 angeordnet ist, um die Öffnung 7 zu verschließen.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein optisches Halbleiterbauteil mit einem optischen Halbleiterelement sowie eine elektronische Einrichtung unter Verwendung desselben, und spezieller betrifft sie ein optisches Halbleiterbauteil zur Verwendung in optischen Kommunikationsstrecken usw. zum Senden und Empfangen optischer Signale durch eine optische Faser als Übertragungsmedium sowie eine elektronische Einrichtung unter Verwendung desselben.
  • Herkömmlicherweise sind optische Halbleiterbauteile bekannt, die optische Halbleiterelemente wie LEDs (Licht emittierende Dioden) und PDs (Fotodioden) mit optischen Fasern koppeln, die für optische Kommunikationsvorgänge zwischen Einrichtungen, zu Hause und in Kraftfahrzeugen, verwendet wurden.
  • Als derartige optische Halbleiterbauteil werden solche in weitem Umfang verwendet, die unter Verwendung eines Spritzpressvorgangs eines transparenten Harzes hergestellt wurden, wie es in der 15 dargestellt ist. Ein in der 15 dargestelltes optisches Halbleiterbauteil 101 ist so aufgebaut, dass ein auf einem Leiterrahmen 104 angeordnetes optisches Halbleiterelement 103 durch ein transparentes Harz 110 eingeschlossen ist und es über eine Linse 108, die aus einem Teil des transparenten Harzes 110 gebildet ist, optisch an eine optische Faser 102 gekoppelt ist. Das optische Halbleiterelement 103 ist über einen Draht 105 elektrisch mit dem Leiterrahmen 104 verbunden. Ferner ist, in einigen Fällen, ein Halbleiterbauteil zum Betreiben und Steuern des opti schen Halbleiterelements 103 auf dem Leiterrahmen 104 montiert. Derartige optische Halbleiterbauteile unter Verwendung eines Spritzpressvorgangs zeigen die Eigenschaft, dass sie einfach und billig im Vergleich z. B. zu optischen Halbleiterbauteilen unter Verwendung einer Glaslinse herstellbar sind.
  • Es ist bekannt, dass es das Dotieren von Harzgießmaterialien mit Füllstoffen erlaubt, den linearen Expansionskoeffizienten und die Wärmeleitfähigkeit einzustellen, und so werden Halbleiterelemente, die über keine optische Eigenschaften verfügen müssen, mit Gießharzen (normalerweise schwarz) eingeschlossen, denen Füllstoffe zugesetzt sind. Da beim oben genannten optischen Halbleiterbauteil 101 unter Verwendung des transparenten Harzes 110 Nachdruck auf optische Eigenschaften gelegt ist, war es schwierig, das Harz mit einem Füllstoff zu versehen (oder das Harz wird nur mit einer kleinen Menge an Füllstoff versehen), und so bestand beim optischen Halbleiterbauteil 101 ein Problem hinsichtlich der Umweltbeständigkeit (einschließlich der Beständigkeit gegen Wärmeschocks und hinsichtlich der Wärmeabfuhr).
  • Demgemäß wurde, wie es in der 16 dargestellt ist, ein optisches Halbleiterbauteil mit modifizierter Struktur vorgeschlagen, bei dem der Einschluss durch ein mit einem Füllstoff versetztes farbiges Gießharz erfolgt (siehe z. B. JP 2000-173947 A). Bei einem optischen Halbleiterbauteil 201, wie es in der 11 dargestellt ist, ist das optische Halbleiterelement 203 so auf einem Leiterrahmen 204 montiert, dass nur ein optischer Bereich 206 desselben an eine Glaslinse 208 geklebt ist und Elektroden um den optischen Bereich 206 des optischen Halbleiterelements 203 herum über einen Draht 205 elektrisch mit dem Leiterrahmen 204 verbunden sind. Dann wird ein Spritzpressen mit einem farbigen, mit einem Füllstoff versetzten Gießharz 209 ausgeführt, was es ermöglicht, das optische Halbleiterelement 203 und den Draht 205 mit dem farbigen Gießharz 209 einzuschließen, ohne dass dieses einen optischen Pfad versperren würde, durch den Licht in das optische Halbleiterelement 203 gelangt und aus ihm austritt.
  • Wie es in der 16 dargestellt ist, ist das optische Halbleiterbauteil so aufgebaut, dass die Glaslinse 208 am optischen Bereich 206 angebracht ist und das optische Halbleiterelement 203 durch das farbige Gießharz 209 eingeschlossen ist, wobei ein Teil der Glaslinse 208 in diesem enthalten ist. Jedoch ist in JP 2000-173947 keine praktische Maßnahme zum Ausführen eines Harzeinschlusses bei diesem Aufbau offenbart. Im Allgemeinen verfügt ein Harz zur Verwendung beim Spritzpressen über kleine Teilchen, was zum Effekt führt, dass Harz aus einem Raum von einigen μm ausleckt. Daher wird davon ausgegangen, dass es schwierig ist, eine Struktur zu realisieren, wie sie in JP 2000-173947 angegeben ist. Darüber hinaus ist es beim Verwenden eines optischen Halbleiterelements mit relativ großer Größe (einige mm bis einige dutzend mm im Quadrat), wie CCDs (Charge Coupled Devices), möglich, eine Glaslinse auf einem optischen Bereich anzuordnen. Jedoch benötigt ein optisches Halbleiterelement mit geringer Größe (einige hundert μm im Quadrat), wie LEDs, das über einen extrem kleinen optischen Bereich verfügt, die Verwendung einer Glaslinse, die ebenfalls über eine extrem geringe Größe verfügt, wodurch es zu Problemen kommt, zu denen die Folgenden gehören: (i) es ist schwierig, eine Linse zu konzipieren, die optische Effekte zeigen kann; (ii) es ist schwierig, eine winzige Glaslinse herzustellen; und (iii) es ist schwierig, den optischen Bereich und die Glaslinse zu verbinden und auszurichten. Ferner werden, wenn eine Glaslinse verwendet wird, die größer als der optische Bereich des optischen Halbleiterelements ist, Elektroden nahe am optischen Bereich des optischen Halbleiterelements ebenfalls mit der Glaslinse verbunden, was es unmöglich macht, ein Drahtbonden auszuführen.
  • Für das oben angegebene optische Halbleiterbauteil wurde auch ein Verfahren unter Verwendung einer Harzlinse offenbart. Jedoch ist beim Verwenden eines optischen Halbleiterelements mit geringer Größe, wie LEDs, der optische Bereich klein, und so bestehen aus denselben Gründen Schwierigkeiten bei der praktischen Anwendung. Ferner ist es beim Verwenden einer Harzlinse auf Grund der Wärmebeständigkeit der Linse erforderlich, einen Gießvorgang mit einem farbigen Gießharz auszuführen, bevor die Harzlinse montiert wird, was es erforderlich macht, den optischen Bereich des optischen Halbleiterelements und eine Form in Druckkontakt oder mit einem winzigen Zwischenraum festzuhalten, um zu verhindern, dass ein farbiges Harz in den optischen Bereich des optischen Halbleiterelements gelangt. Dies erfordert eine Schadensverhinderung des optischen Halbleiterelements und eine Formhandhabung mit hoher Genauigkeit (sowie das Verhindern einer Verformung eines Leiterrahmens), was zu Schwierigkeiten bei der Herstellung führt. Insbesondere bei einem optischen Halbleiterelement mit geringer Größe, wie LEDs, ist es extrem schwierig, eine Handhabung dahingehend auszuführen, dass verhindert wird, dass das farbige Gießharz in den optischen Bereich gelangt, während Leitungen geschützt werden.
  • Auch verfügen das transparente Gießharz, das optische Halbleiterelement, der Leiterrahmen und der Bonddraht im Allgemeinen über verschiedene lineare Expansionskoeffizienten. Demgemäß treten im Bereich hoher Betriebstemperaturen Brüche des Bonddrahts, Gehäuserisse usw. auf.
  • Darüber hinaus die Wärmeleitfähigkeit des transparenten Gießharzes ungefähr 0,17 W/m·k, und sie ist extrem kleiner als diejenige von Metall (z. B. 365 W/m·k von Kupfermateria lien), was eine Abfuhr der im optischen Halbleiterelement erzeugten Wärme verhindert und dessen Betriebsbereich bei hoher Temperatur einschränkt, was es extrem schwierig macht, optische Halbleiterbauteile mit hoher Zuverlässigkeit herzustellen.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Unter Berücksichtigung der obigen Situationen ist es eine Aufgabe der Erfindung, ein optisches Halbleiterbauteil, das hervorragende Umweltbeständigkeit und hohe Zuverlässigkeit bei einfachem Aufbau bieten kann, wobei eine Verringerung sowohl der Größe als auch des Preises bei hohem Kopplungswirkungsgrad erzielt wird, und wobei ein optisches Halbleiterelement mit geringer Größe, wie LEDs und PDs verwendbar sind, sowie eine elektronische Einrichtung unter Verwendung desselben zu schaffen.
  • Um die obigen Probleme zu lösen, ist durch die Erfindung ein optisches Halbleiterbauteil mit Folgendem geschaffen:
    • – einem Leiterrahmen mit einer Öffnung;
    • – einem transparenten Hilfsträger, der auf einer Fläche des Ausführungsforms so angeordnet ist, dass er die Öffnung desselben verschließt;
    • – einem optischen Halbleiterelement, das über einen optischen Bereich verfügt und auf einer Fläche des Hilfsträgers montiert ist, die von der Fläche auf einer Seite der Öffnung des Leiterrahmens abgewandt ist, wobei der optische Bereich der Öffnung durch den Hilfsträger hindurch zugewandt ist;
    • – einem Gießbereich aus einem nicht-transparenten Gießharz, der zumindest einen Bereich mit der Öffnung auf der anderen Oberflächenseite des Leiterrahmens freilegt und den Leiterrahmen, das optische Halbleiterelement und den Hilfsträger einschließt; und
    • – einer Linse, die auf der anderen Fläche des Leiterrahmens angeordnet ist, um die Öffnung desselben zu verschließen.
  • Der optische Bereich des optischen Halbleiterelements ist hier z. B. ein Bereich zum Emittieren von Licht des optischen Halbleiterelements, oder ein Bereich zum Empfangen von Licht des optischen Halbleiterelements, und wenn das optische Halbleiterelement z. B. eine LED ist, bezeichnet der optische Bereich eine Lichtemissionsfläche, während dann, wenn das optische Halbleiterelement eine PD ist, der optische Bereich eine Lichtempfangsfläche bezeichnet.
  • Beim erfindungsgemäßen optischen Halbleiterbauteil sind der Leiterrahmen, das optische Halbleiterelement und der Hilfsträger durch einen Gießbereich aus einem nicht-transparenten Gießharz in einem Zustand eingeschlossen, in dem zumindest ein Bereich, der die Öffnung auf der anderen Oberflächenseite des Leiterrahmens enthält, frei liegt. Wenn das optische Halbleiterelement z. B. ein Licht empfangendes Bauteil ist, läuft Einfallslicht durch die Linse und die Öffnung des Leiterrahmens durch den transparenten Hilfsträger, und es fällt auf den optischen Bereich (Lichtempfangsfläche) des optischen Halbleiterelements, das auf der Fläche des Hilfsträgers montiert ist, die von der Fläche der Öffnungsseite des Leiterrahmens abgewandt ist. Andererseits läuft, wenn das optische Halbleiterelement ein Licht emittierendes Bauteil ist, Austrittslicht aus der im optischen Bereich (Emissionsfläche) des optischen Halbleiterelements durch den transparenten Hilfsträger, und es tritt durch die Öffnung des Leiterrahmens und die Linse aus. Daher wird es, mit einer einfachen Struktur, möglich, das optische Halbleiterelement, den Hilfsträger und den Draht (zum elektrischen Verbinden des optischen Halbleiterelements und des Leiterrahmens) durch das nicht-transparente Gießharz zuverlässig einzuschließen, um dadurch eine Vergrößerung des Betriebsbereichs bei hoher Temperatur zu ermöglichen und ein optisches Halb leiterbauteil mit hervorragender Umweltbeständigkeit und hoher Zuverlässigkeit zu realisieren. Ferner wird es möglich, einer Verringerung sowohl der Größe als auch des Preises bei hohem Kopplungswirkungsgrad zu genügen und ein optisches Halbleiterelement mit geringer Größe, wie LEDs und PDs zu verwenden.
  • Ferner ist eine Linse vorhanden, die auf der anderen Fläche des Leiterrahmens angebracht ist, um die Öffnung desselben zu schließen, wobei die Linse größer als die Öffnung des Leiterrahmens sein kann, was es ermöglicht, den optischen Kopplungswirkungsgrad zwischen dem optischen Halbleiterelement und der optischen Faser zu erhöhen. Außerdem kann, beim Herstellprozess des optischen Halbleiterbauteils, die Linse montiert werden, nachdem der Leiterrahmen und dergleichen durch den Gießbereich eingeschlossen wurden, was eine Herstellung des optischen Halbleiterbauteils ermöglicht, ohne dass Schäden an der Linse hervorgerufen werden, wodurch die Qualität verbessert wird. Insbesondere dann, wenn die Linse aus Harz besteht, führt dies zu einem größeren Vorteil, da die Linse über eine geringe Wärmebeständigkeit verfügt. Es sei darauf hingewiesen, dass die Linse eine gesonderte Einheit gegenüber dem Gießbereich ist und sie über Transparenz verfügt.
  • Bei einer Ausführungsform enthält das nicht-transparente Gießharz 70 Gew.% oder mehr an Füllstoff.
  • Gemäß dieser Ausführungsform ist es, unter Verwendung eines nichttransparenten Gießharzes, das 70 Gew.% oder mehr an Füllstoff enthält, möglich, die Differenz linearer Expansionskoeffizienten zwischen dem optischen Halbleiterelement, dem Leiterrahmen und dem Bonddraht zu verringern, was die Herstellung eines optischen Halbleiterbauteils mit hoher Zuverlässigkeit, frei von Unterbrechungen des Bonddrahts oder Gehäuserissen ermöglicht.
  • Bei einer Ausführungsform ist der Hilfsträger mit einer Elektrode versehen, die elektrisch mit einer Vorderseitenelektrode des optischen Halbleiterelements verbunden ist.
  • Gemäß dieser Ausführungsform ermöglicht das Bonden der Elektrode an das optische Halbleiterelement gleichzeitig mit dem Montieren desselben auf dem Hilfsträger, eine einfache elektrische Verbindung zwischen dem optischen Halbleiterelement und dem Hilfsträger, was es ermöglicht, eine Verkleinerung des optischen Halbleiterelements und dadurch eine Raumersparnis zu erzielen.
  • Bei einer Ausführungsform verfügt die auf dem Hilfsträger montierte Elektrode über mindestens eine Kerbe; und
    • – ein Raum zwischen dem Hilfsträger und dem optischen Bereich des optischen Halbleiterelements ist mit einem transparenten Harz aufgefüllt.
  • Gemäß dieser Ausführungsform ist zwischen dem optischen Halbleiterelement und dem Hilfsträger keine Luftschicht vorhanden, was die Realisierung eines optischen Halbleiterbauteils mit hohem Kopplungswirkungsgrad erlaubt. Auch wird, wenn das transparente Harz in einen Freiraum zwischen dem Hilfsträger und dem optischen Bereich des optischen Halbleiterelements eingefüllt wird, das transparente Harz unter Verwendung der an der Elektrode des Hilfsträgers vorhandenen Kerbe eingeleitet, was ein einfaches Einfüllen des transparenten Harzes erlaubt.
  • Bei einer Ausführungsform verfügt der Gießbereich über einen Lochbereich, der die Öffnung frei legt; und
    • – der Lochbereich im Gießbereich ist so geformt, dass er von seiner Öffnung zur Öffnungsseite des Leiterrahmens hin enger wird.
  • Gemäß dieser Ausführungsform erleichtert und gewährleistet der Lochbereich im Gießbereich die Ausrichtung des Halbleiterbauteils und einer optischen Faser, so dass Kommunikation mit hoher Kommunikationsqualität erzielt wird. Darüber hinaus ist es nicht erforderlich, eine Ausrichtungseinrichtung gesondert anzubringen, was es ermöglicht, eine Verkleinerung zu erzielen. Ferner wird die Ausrichtung der optischen Faser sicher, und der Lochbereich ist so geformt, dass er von seiner Öffnung zur Leiterrahmenseite hin enger wird, um Licht zu sammeln, so dass dann, wenn das optische Halbleiterelement z. B. ein Licht empfangendes Bauteil ist, das Einführen von Einfallslicht erleichtert wird und der Lichtempfangs-Wirkungsgrad verbessert wird.
  • Bei einer Ausführungsform besteht die Linse aus einem transparenten Harz.
  • Bei einer Ausführungsform enthält das nicht-transparente Gießharz einen Füllstoff; und
    • – die Linse ist hinsichtlich des Gießbereichs und des Leiterrahmens zumindest am Gießbereich durch einen Kleber aus einem Harz angebracht, das über einen linearen Expansionskoeffizienten vom selben Niveau wie dem des nichttransparenten Gießharzes verfügt.
  • Gemäß dieser Ausführungsform verfügt zwar der Gießbereich des nicht-transparenten Gießharzes über einen stark verschiedenen linearen Expansionskoeffizienten gegenüber dem der Linse aus dem transparenten Harz, jedoch ermöglicht es die Verwendung eines Klebers aus einem Harz mit demselben Niveau des linearen Expansionskoeffizienten wie dem des nicht-transparenten Gießharzes, Spannungen zu absorbieren, wie sie durch die Differenz der linearen Expansionskoeffi zienten zwischen dem Gießbereich und der Linse erzeugt werden, wodurch es möglich ist, einen größeren Bereich an Betriebstemperaturen zu realisieren.
  • Bei einer Ausführungsform verfügt die Linse über einen Montagebereich in einem Bereich außerhalb eines optischen Pfads; und
    • – der Gießbereich verfügt über einen Aussparungsbereich zum Montieren der Linse, der dem Montagebereich derselben entspricht.
  • Gemäß dieser Ausführungsform wird der Montagebereich der Linse am Aussparungsbereich des Gießbereichs angebracht, so dass die Linse am Gießbereich außerhalb des optischen Pfads montiert werden kann, was eine Verringerung des Kopplungswirkungsgrads zwischen dem optischen Halbleiterelement und der optischen Faser verhindert.
  • Bei einer Ausführungsform verfügt der Montagebereich der Linse über einen Kleberreservoirbereich zum Aufnehmen des Klebers.
  • Gemäß dieser Ausführungsform kann der Kleber im Kleberreservoirbereich aufgenommen werden und die Linse kann zuverlässig zumindest am Gießbereich montiert werden. Ferner wird, wenn der Kleber auf den Gießbereich und den Leiterrahmen zum Montieren der Linse aufgetragen wird, eine Überschussmenge deselben zum Kleberreservoirbereich geleitet, wo er sich ausbreitet, wodurch der Kleber zuverlässig in den Kleberreservoirbereich gefüllt werden kann.
  • Ferner ist, bei einer Ausführungsform, der Kleberreservoirbereich an der Oberfläche des Montagebereichs auf der Seite des Leiterrahmens platziert. Bei einer Ausführungsform verfügt die Linse über einen vorstehenden Bereich, der in die Öffnung des Leiterrahmens eingesetzt wird.
  • Gemäß dieser Ausführungsform wird der vorstehende Bereich der Linse in die Öffnung des Leiterrahmens eingesetzt, so dass sie zuverlässig zu diesem ausgerichtet werden kann.
  • Bei einer Ausführungsform besteht die Linse aus einem transparenten Harz;
    • – das nicht-transparente Gießharz enthält einen Füllstoff, und
    • – die Linse ist am Gießbereich und am Leiterrahmen durch einen Kleber aus einem Harz mit einem linearen Expansionskoeffizienten vom selben Niveau wie dem des nichttransparenten Gießharzes montiert.
  • Gemäß dieser Ausführungsform weist zwar der Gießbereich des nicht-transparenten Gießharzes einen stark verschiedenen linearen Expansionskoeffizienten gegenüber dem der Linse aus dem transparenten Harz auf, jedoch ermöglicht es die Verwendung eines Klebers aus einem Harz mit einem linearen Expansionskoeffizienten der mit dem des nicht-transparenten Gießharzes vergleichbar ist, Spannungen zu absorbieren, wie sie durch die Differenz der linearen Expansionskoeffizienten zwischen dem Gießbereich und der Linse erzeugt werden, wodurch ein größerer Bereich von Betriebstemperaturen realisiert werden kann.
  • Bei einer Ausführungsform verfügt der Kleber über Transparenz, und er ist die Öffnung des Leiterrahmens eingefüllt.
  • Gemäß dieser Ausführungsform kann der vorstehende Bereich der Linse zuverlässig an der Öffnung des Leiterrahmens befestigt werden, was eine stabilere Montage der Linse am Leiterrahmen erlaubt. Darüber hinaus existieren, da der Kleber in die Öffnung des Leiterrahmens eingefüllt ist, hinsicht lich des optischen Bereichs des optischen Halbleiterelements, des Gießbereichs und der Linse keine Luftschichten, was die Verbesserung des Kopplungswirkungsgrads erlaubt.
  • Bei einer Ausführungsform verfügt die Linse über einen Kleberreservoirbereich zum Aufnehmen des Klebers um den vorstehenden Bereich herum.
  • Gemäß dieser Ausführungsform wird eine Überschussmenge des in die Lochbereiche des Leiterrahmens eingefüllten Klebers zum Kleberreservoirbereich geleitet, wo er sich verteilt, wodurch der Kleber zuverlässig in den Kleberreservoirbereich eingefüllt werden kann und eine zuverlässige Montage der Linse am Leiterrahmen möglich ist. Bei einer Ausführungsform verfügt der Leiterrahmen über mindestens zwei Ausrichtungslochbereiche; und
    • – die Linse verfügt über Vorsprünge, die in die Lochbereiche des Leiterrahmens eingesetzt sind.
  • Gemäß dieser Ausführungsform werden die Vorsprünge der Linse in die Lochbereiche des Leiterrahmens eingesetzt, so dass die Linse zuverlässig mit dem Leiterrahmen ausgerichtet werden kann.
  • Bei einer Ausführungsform sind die Lochbereiche des Leiterrahmens in der Nähe der Öffnung desselben und in einem durch den Gießbereich umschlossenen Bereich vorhanden.
  • Gemäß dieser Ausführungsform werden, während des Herstellprozesses des Halbleiterbauteils, die Lochbereiche sowie die Öffnung durch den Gießbereich verschlossen, was es ermöglicht, zu verhindern, dass die Lochbereiche durch den Gießbereich aufgefüllt werden, wodurch eine zuverlässige Montage der Linse am Leiterrahmen möglich ist.
  • Bei einer Ausführungsform besteht die Linse aus einem transparenten Harz;
    • – das nicht-transparente Gießharz enthält einen Füllstoff, und
    • – die Linse ist am Gießbereich und am Leiterrahmen durch einen Kleber aus einem Harz mit einem linearen Expansionskoeffizienten vom selben Niveau wie dem des nichttransparenten Gießharzes montiert.
  • Gemäß dieser Ausführungsform weist zwar der Gießbereich des nicht-transparenten Gießharzes einen stark verschiedenen linearen Expansionskoeffizienten gegenüber dem der Linse aus dem transparenten Harz auf, jedoch ermöglicht es die Verwendung eines Klebers aus einem Harz mit einem linearen Expansionskoeffizienten der mit dem des nicht-transparenten Gießharzes vergleichbar ist, Spannungen zu absorbieren, wie sie durch die Differenz der linearen Expansionskoeffizienten zwischen dem Gießbereich und der Linse erzeugt werden, wodurch ein größerer Bereich von Betriebstemperaturen realisiert werden kann.
  • Bei einer Ausführungsform verfügt der Kleber über Transparenz, und er ist in die Öffnung und die Lochbereiche des Leiterrahmens eingefüllt.
  • Gemäß dieser Ausführungsform können die Vorsprünge der Linse zuverlässig an den Lochbereichend des Leiterrahmens angebracht werden, was eine stabilere Montage der Linse am Leiterrahmen erlaubt. Darüber hinaus existieren, da der Kleber in die Öffnung des Leiterrahmens eingefüllt ist, hinsichtlich des optischen Bereichs des optischen Halbleiterelements, des Gießbereichs und der Linse keine Luftschichten, was eine Verbesserung des Kopplungswirkungsgrads erlaubt.
  • Bei einer Ausführungsform verfügt die Linse über einen Kle berreservoirbereich zum Aufnehmen des Klebers um die Vorsprünge herum.
  • Gemäß dieser Ausführungsform wird eine Überschussmenge des in die Lochbereiche des Leiterrahmens eingefüllten Klebers zum Kleberreservoirbereich geleitet, wo er sich ausbreitet, wodurch der Kleber zuverlässig in den Kleberreservoirbereich eingefüllt werden kann und eine zuverlässige Montage der Linse am Leiterrahmen möglich ist.
  • Eine Ausführungsform verfügt ferner über eine integrierte Signalverarbeitungsschaltung, die auf dem Leiterrahmen angebracht ist und elektrisch mit dem optischen Halbleiterelement verbunden ist.
  • Gemäß dieser Ausführungsform können das optische Halbleiterelement und die integrierte Signalverarbeitungsschaltung als einzelne Baueinheit hergestellt werden, was es ermöglicht, eine Verkleinerung und Raumersparnis zu realisieren.
  • Bei einer Ausführungsform ist das optische Halbleiterelement ein Licht empfangendes Bauteil, und die integrierte Signalverarbeitungsschaltung ist eine integrierte Verstärkungsschaltung zum Verstärken eines Ausgangssignals des Licht empfangenden Bauteils; und
    • – das Licht empfangende Bauteil und die integrierte Verstärkungsschaltung sind in einem einzelnen Chip enthalten.
  • Gemäß dieser Ausführungsform ist kein Draht zwischen dem Licht empfangenden Bauteil und der integrierten Verstärkungsschaltung erforderlich, so dass eine Streukapazität verringert ist und ein schnelles Ansprechverhalten erzielbar ist. Darüber hinaus ist, da die Anzahl der Chips verringert ist, die Herstellung vereinfacht, und es kann eine Kostensenkung erzielt werden.
  • Bei einer Ausführungsform verfügt das optische Halbleiterelement über ein Licht emittierendes Bauteil und ein Licht empfangendes Bauteil; und
    • – die integrierte Signalverarbeitungsschaltung enthält eine integrierte Treiberschaltung zum Ansteuern des Licht emittierenden Bauteils sowie eine integrierte Verstärkungsschaltung zum Verstärken eines Ausgangssignals des Licht empfangenden Bauteils.
  • Gemäß dieser Ausführungsform ermöglicht es das Bedecken des Licht emittierenden Bauteils und des Licht empfangenden Bauteils in getrennter Weise mit dem nicht-transparenten Gießharz, den Einfluss von Streulichtstörungen zu beseitigen, um Kommunikationsvorgänge mit hoher Kommunikationsqualität bei einfacher Struktur zu erzielen, und eine Verkleinerung zu erzielen.
  • Bei einer Ausführungsform sind die integrierte Treiberschaltung und die integrierte Verstärkungsschaltung in einem einzelnen Chip enthalten.
  • Gemäß dieser Ausführungsform ist die Anzahl der Chips verringert, was die Herstellung erleichtert und eine Kostensenkung ermöglicht.
  • Bei einer Ausführungsform enthält die integrierte Signalverarbeitungsschaltung einen externen Ausgangs-Verbindungsanschluss zum Ausgeben von Information hinsichtlich Betriebszuständen und/oder einen externen Eingangs-Verbindungsanschluss zum Empfangen von Steuerungsinformation.
  • Gemäß dieser Ausführungsform ermöglichen es das Ausgangssignal vom externen Ausgangs-Kommunikationsanschluss und das Eingangssignal vom externen Eingangs-Kommunikationsan schluss, den Betrieb der Signalverarbeitungsschaltung zu steuern, was eine ausgeklügelte Kommunikation bei hoher Kommunikationsqualität erlaubt.
  • Eine elektronische Einrichtung gemäß der Erfindung enthält das optische Halbleiterbauteil.
  • Bei dieser elektronischen Einrichtung ermöglicht es die Verwendung des optischen Halbleiterbauteils, die Zuverlässigkeit zu verbessern und eine Verkleinerung und eine Kostensenkung zu erzielen.
  • Wie es aus der obigen Beschreibung ersichtlich ist, ist es mit dem optischen Halbleiterbauteil gemäß der Erfindung selbst dann, wenn ein kleines optisches Halbleiterelement wie PDs und LEDs verwendet wird, bei einfacher Struktur möglich, das optische Halbleiterelement und den Draht mit dem nicht-transparenten Gießharz auf hervorragende Weise bei Umweltbeständigkeit einzuschließen, was es ermöglicht, ein kleines optisches Halbleiterbauteil mit hervorragender Umweltbeständigkeit und hoher Zuverlässigkeit billig zu erzeugen. Ferner ist die auf der anderen Fläche des Leiterrahmens angebrachte Linse vorhanden, um die Öffnung desselben zu schließen, und die Linse kann größer als die Öffnung desselben gemacht werden, was es ermöglicht, den optischen Kopplungswirkungsgrad zwischen dem optischen Halbleiterelement und der optischen Faser zu erhöhen.
  • Ferner ist, da das Licht empfangende Bauteil und die integrierte Verstärkungsschaltung in einem einzelnen Chip ausgebildet sind, kein Draht zwischen dem Licht empfangenden Bauteil und der integrierten Verstärkungsschaltung erforderlich, so dass eine Streukapazität verringert ist und schnelles Ansprechverhalten erzielbar ist. Darüber hinaus ist, da die Anzahl der Chips verringert ist, die Herstellung verein facht, und es kann eine Kostensenkung erzielt werden.
  • Ferner sind das Licht emittierende Bauteil, das Licht empfangende Bauteil, die integrierte Treiberschaltung für das Licht emittierende Bauteil und die integrierte Verstärkungsschaltung für das Licht empfangende Bauteil in einer einzelnen Baueinheit ausgebildet und durch das nicht-transparente Gießharz eingeschlossen, so dass ein Einfluss von Streulichtstörungen ohne komplizierten Mechanismus beseitigt werden kann, was Kommunikationsvorgänge mit hoher Kommunikationsqualität erlaubt und es ermöglicht, eine Verkleinerung zu erzielen.
  • Ferner verfügt das optische Halbleiterbauteil über einen externen Ausgangs-Verbindungsanschluss und/oder einen externen Eingangs-Verbindungsanschluss zum Empfangen und Liefern von Information hinsichtlich Betriebszuständen sowie Steuerungsinformation von der integrierten Treiberschaltung für das Licht emittierende Bauteil und die integrierte Verstärkungsschaltung für das Licht empfangende Bauteil, sowie an diese integrierten Schaltungen, was ausgeklügelte Kommunikationsvorgänge bei hoher Kommunikationsqualität erlaubt.
    •
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Die Erfindung wird aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen, die nur zur Veranschaulichung angegeben sind und demgemäß nicht dazu vorgesehen sind, die Erfindung einzuschränken, vollständiger zu verstehen sein.
  • 1 ist eine schematische Schnittansicht, die schematisch den Aufbau eines optischen Halbleiterbauteils gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
  • 2 ist eine Vorderansicht, die schematisch die Struktur des optischen Halbleiterbauteils gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
  • 3A ist eine Draufsicht einer Linse;
  • 3B ist eine Schnittansicht der Linse;
  • 4A ist eine Unteransicht eines Hilfsträgers;
  • 4B ist eine Seitenansicht des Hilfsträgers;
  • 5A ist eine Unteransicht eines anderen Hilfsträgers;
  • 5B ist eine Seitenansicht des Hilfsträgers;
  • 5C ist eine Unteransicht eines anderen Hilfsträgers;
  • 6 ist eine schematische Schnittansicht, die schematisch den Aufbau eines optischen Halbleiterbauteils gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
  • 7 ist eine Vorderansicht, die schematisch die Struktur des optischen Halbleiterbauteils gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
  • 8 ist eine schematische Schnittansicht, die schematisch den Aufbau eines optischen Halbleiterbauteils gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
  • 9 ist eine Vorderansicht, die schematisch die Struktur des optischen Halbleiterbauteils gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
  • 10 ist eine erläuternde Ansicht, die schematisch die Struktur einer Treiberschaltung für ein Licht emittierendes Bauteil in einem optischen Halbleiterbauteil gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
  • 11 ist eine erläuternde Zeichnung, die schematisch die Struktur einer Verstärkungsschaltung für ein Licht empfangendes Bauteil in einem optischen Halbleiterbauteil gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
  • 12 ist eine schematische Schnittansicht, die schematisch den Aufbau eines optischen Halbleiterbauteils gemäß einer fünften Ausführungsform der Erfindung zeigt;
  • 13 ist eine Vorderansicht, die schematisch die Struktur des optischen Halbleiterbauteils gemäß der fünften Ausführungsform der Erfindung zeigt;
  • 14A ist eine Draufsicht einer Linse;
  • 14B ist eine Schnittansicht der Linse;
  • 15 ist eine Schnittansicht, die schematisch die Struktur eines herkömmlichen optischen Halbleiterbauteils zeigt; und
  • 16 ist eine Schnittansicht, die schematisch die Struktur eines anderen herkömmlichen optischen Halbleiterbauteils zeigt.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Nachfolgend wird die Erfindung in Verbindung mit den Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen detailliert beschrieben.
  • (ERSTE AUSFÜHRUNGSFORM)
  • Die 1 ist eine schematische Schnittansicht, die schematisch die Struktur eines optischen Halbleiterbauteils gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt, und die 2 ist eine Vorderansicht, die das optische Halbleiterbauteil gesehen von der Seite einer optischen Faser 2 her zeigt. Die 1 zeigt einen Schnitt entlang einer Linie I-I in der 2.
  • Wie es in den 1 und 2 dargestellt ist, besteht das optische Halbleiterbauteil 1a aus einem Leiterrahmen 4 mit einer Öffnung 7, einem Glas-Hilfsträger 8 als Beispiel eines Hilfsträgers mit Transparenz, der auf einer Fläche des Leiterrahmens 4 so angeordnet ist, dass er die Öffnung 7 desselben verschließt, einem optischen Halbleiterelement 3 mit einem optischen Bereich 6, das auf einer Fläche des Hilfsträgers 8 montiert ist, die von der Fläche auf der Seite der Öffnung 7 des Leiterrahmens 4 mit dem optischen Bereich 6, der Öffnung 7 durch den Hilfsträger 8 zugewandt, abgewandt ist, einer Signalverarbeitungsschaltung (Halbleiterelement) 12, beispielsweise einer integrierten Signalverarbeitungsschaltung, die auf der einen Fläche des Leiterrahmens 4 angeordnet ist, einem Gießbereich 10 aus einem nichttransparenten Gießharz, das zumindest einen Bereich freilegt, der die Öffnung 7 auf der anderen Oberflächenseite des Leiterrahmens 4 enthält, und das den Leiterrahmen 4, das optische Halbleiterelement 3, den Hilfsträger 8 und die Signalverarbeitungsschaltung 12 einschließt, und einer (optischen) Linse 9, die auf der anderen Oberfläche des Leiterrahmens 4 so angeordnet ist, dass sie die Öffnung 7 desselben verschließt. Der optische Bereich 6 bezeichnet hierbei einen Bereich zum Emittieren von Licht des optischen Halbleiterelements 3 oder einen Bereich zum Empfangen von Licht, der z. B. eine Lichtemissionsfläche bei LEDs und eine Lichtemp fangsfläche bei PDs repräsentiert.
  • Das optische Halbleiterelement 3 ist in einem Zustand mit dem Glas-Hilfsträger 8 verbunden, in dem zu diesem eine elektrische Leitung durch den optischen Bereich 6 besteht, der dem Leiterrahmen 4 in der Richtung entgegengesetzt zur normalen Anbringungsrichtung zugewandt ist (Layout mit der obersten Seite nach unten). Der Glas-Hilfsträger 8 ist mit Elektroden (nicht dargestellt) versehen, um elektrisch mit Elektroden (nicht dargestellt) des optischen Halbleiterelements 3 verbunden zu werden. Das elektrische Verbinden zwischen den Elektroden des Glas-Hilfsträgers 8 und den Elektroden des optischen Halbleiterelements 3 erfolgt durch eutektisches Gold-Zinn-Bonden, unter Verwendung einer Ag-Paste, unter Verwendung eines Au-Kontakthöckers usw. Sowohl die Elektroden des Glas-Hilfsträgers 8 als auch diejenigen des optischen Halbleiterelements 3 sind so vorhanden, dass sie einen optischen Pfad des optischen Bereichs 6 nicht versperren.
  • Wenn der Glas-Hilfsträger 8 elektrisch mit dem optischen Halbleiterelement 3 verbunden wird, wird zwischen ihm und dem optischen Bereich 6 des optischen Halbleiterelements 3 eine Luftschicht gebildet. Durch die Bildung einer derartigen Luftschicht wird der Wirkungsgrad der Lichtentnahme aus dem Licht emittierenden Bauteil (Transmissionswirkungsgrad) beeinträchtigt, wenn das optische Halbleiterelement 3 ein Licht emittierendes Bauteil ist, während der Kopplungswirkungsgrad eines Licht empfangenden Bauteils (Empfangswirkungsgrad) beeinträchtigt wird, wenn das optische Halbleiterelement 3 ein Licht empfangendes Bauteil ist. So ist das optische Halbleiterbauteil bei der ersten Ausführungsform so strukturiert, dass ein Freiraum zwischen dem Glas-Hilfsträger 8 und dem optischen Halbleiterelement 3 durch einen transparenten Harzbereich 11 aufgefüllt wird, um die Erzeu gung einer Luftschicht zu verhindern und um eine Beeinträchtigung des Transmissionswirkungsgrads und des Empfangswirkungsgrads zu verhindern. Als transparentes Harz werden Silikon, Epoxyharz usw. verwendet.
  • Die in der Öffnung 7 des Leiterrahmens 4 vorhandene Linse 9, die vorhanden ist, um den Transmissionswirkungsgrad beim Licht emittierenden Bauteil und den Empfangswirkungsgrad im Element zu erhöhen, ist aus transparentem Harz gegossen.
  • Die 3A ist eine Draufsicht der optischen Linse 9, und die 3B ist eine Schnittansicht derselben. Wie es in den 3A und 3B dargestellt ist, verfügt die Linse 9 über ein Linsenbereich 34 auf einem optischen Pfad sowie einen Montagebereich 31 in einem Außenumfangsbereich des Linsenbereichs 34, d.h. einem Bereich außerhalb des optischen Pfads. Ferner verfügt die Linse 9 über einen vorstehenden Bereich 33 zur Ausrichtung, der auf der Fläche entgegengesetzt zum Linsenbereich 34 vorhanden ist und so geformt ist, dass er in die Öffnung 7 des Leiterrahmens 4 eingesetzt wird. Darüber hinaus wird die Linse 9 durch einen transparenten Harzkleber am Leiterrahmen 4 und am Gießbereich 10 befestigt, und der Montagebereich 31 der Linse 9 verfügt über einen Kleberreservoirbereich 32 zum Aufnehmen des Klebers.
  • Als die Linse 9 und den Kleber bildende transparente Harze werden Polycarbonat-, Acryl- und Olefinharze oder andere Harze verwendet, wobei es wünschenswert ist, Harze mit hoher Lichttransmission oder hohem Brechungsindex zu verwenden. Wie es in der 2 dargestellt ist, verfügt der Gießbereich 10 über einen Aussparungsbereich 10b zum Montieren der Linse, der dem Montagebereich 31 der Linse 9 entspricht.
  • Die Linse 9 wird durch einen Kleber aus einem transparenten Harz mit demselben Niveau des linearen Expansionskoeffizien ten wie dem des nicht-transparenten Gießharzes, das mit im Gießbereich 10 verwendeten Füllstoffen dotiert ist, am Gießbereich 10 und am Leiterrahmen 4 fixiert und damit verbunden. In diesem Fall wird eine Überschussmenge des Klebers zum Kleberreservoirbereich 32 geleitet, wo er sich ausbreitet, so dass der Kleberreservoirbereich 32 zuverlässig aufgefüllt wird.
  • Dann werden eine Rückseitenelektrode des optischen Halbleiterelements 3 und die Signalverarbeitungsschaltung 12 über einen Draht 5 elektrisch verbunden, der Glas-Hilfsträger 8 und der Leiterrahmen 4 werden über einen Draht 5 elektrisch verbunden, die Signalverarbeitungsschaltung 12 und der Leiterrahmen 4 werden über einen Draht 5 elektrisch verbunden, und die Leiterrahmen 4 werden über einen Draht 5 elektrisch miteinander verbunden.
  • Die 4A ist eine Ansicht des Hilfsträgers gesehen von der Elektrodenseite her, und die 4B ist eine Seitenansicht desselben. Wie es in den 4A und 4B dargestellt ist, ist auf einer Fläche des Hilfsträgers 8 eine Elektrode 20 vorhanden, die elektrisch mit einer Oberflächenelektrode (nicht dargestellt) des optischen Halbleiterelements 3 verbunden ist. Die Elektrode 20 verfügt über ein beinahe rundes Loch 21 für den optischen Pfad, das so ausgebildet ist, dass es den optischen Bereich 6 (d.h. den Licht emittierenden Bereich und den Licht empfangenden Bereich) des optischen Halbleiterelements 3 nicht verschließt.
  • Die elektrische Verbindung zwischen der Elektrode 20 des Hilfsträgers 8 und der Oberflächenelektrode des optischen Halbleiterelements 3 erfolgt durch eutektisches Gold-Zinn-Bonden, die Verwendung einer Ag-Paste, einen Au-Kontakthöcker usw. Das Loch 21 für den optischen Pfad wird mit einem transparenten Harz aufgefüllt, um eine Beeinträchtigung des Transmissionswirkungsgrad oder des Empfangswirkungsgrads des optischen Halbleiterelements 3 zu verhindern.
  • Im Fall des Hilfsträgers 8 in den 4A und 4B wird, um für ein elektrisches Verbinden zwischen der Vorderseitenelektrode 8 des optischen Halbleiterelements 3 und der Elektrode 20 des Hilfsträgers 8 zu sorgen, als Erstes das Loch 21 für den optischen Pfad mit einem transparenten Harz aufgefüllt, die Vorderseitenelektrode des optischen Halbleiterelements 3 und die Elektrode 20 des Hilfsträgers 8 werden elektrisch verbunden, und ein Raum zwischen dem optischen Halbleiterelement 3 und dem Hilfsträger 8 wird durch ein transparentes Harz aufgefüllt.
  • Darüber hinaus ist die 5A eine Unteransicht, die einen Hilfsträger 8a mit einem Loch und einer Kerbe, gefüllt mit transparentem Harz, gesehen von der Seite der Elektrode her, zeigt, die 5B ist eine Seitenansicht, die den Hilfsträger 8A zeigt, und die 5C ist eine Unteransicht, die einen Hilfsträger 8B mit einer Elektrode 20B mit anderer Form als der in der 5A, gesehen von der Seite der Elektrode her, zeigt.
  • In den 5A und 5B ist auf einer Fläche des Glas-Hilfsträgers 8A eine Elektrode 20A vorhanden, die elektrisch mit einer Vorderseitenelektrode (nicht dargestellt) des optischen Halbleiterelements 3 verbunden wird, und die Elektrode 20A ist mit einem Loch 21A für den optischen Pfad versehen, um einen optischen Bereich 6 (d.h. einen Licht emittierenden Bereich und einem Licht empfangenden Bereich) des optischen Halbleiterelements 3 nicht zu versperren, und sie ist mit beinahe dreieckigen Kerben 22A versehen, die sich nach links bzw. nach rechts erstrecken.
  • Die elektrische Verbindung zwischen der Elektrode 20A des Hilfsträgers 8A und der Oberflächenelektrode des optischen Halbleiterelements 3 erfolgt durch eutektisches Gold-Zinn-Bonden, unter Verwendung einer Ag-Paste, einen Au-Kontakthöcker usw. Das Loch 21A für den optischen Pfad wird mit transparentem Harz aufgefüllt, um eine Beeinträchtigung des Transmissions- oder des Empfangswirkungsgrads des optischen Halbleiterelements 3 zu verhindern.
  • Im Fall des Hilfsträgers 8A in den 5A und 5B werden als Erstes die Oberflächenelektrode des optischen Halbleiterelements 3 und die Elektrode 20A des Hilfsträgers 8A elektrisch verbunden, und dann wird aus dem Loch 21A oder einer Kerbe 22A an der Elektrode 20A ein transparentes Harz eingefüllt, so dass der Raum zwischen dem optischen Halbleiterelement 3 und dem Hilfsträger 8A durch dieses aufgefüllt wird. In diesem Fall wird ein Überschussmengenanteil des in das Loch 21A für den optischen Pfad eingefüllten transparenten Harzes zur Seite der Kerbe 22A geleitet, wo es sich ausbreitet, was ein Auffüllen des transparenten Harzes gewährleistet.
  • Beim Beispiel der 5C ist der Hilfsträger 8B mit der Elektrode 20B mit einem Loch 21B für den optischen Pfad und einer rechteckigen Kerbe 22B versehen. Das Loch 21B für den optischen Pfad sowie die rechteckige Kerbe 22B haben dieselben Funktionen wie diejenigen der 5A.
  • Ferner sind, wie es in den 1 und 2 dargestellt ist, das optische Halbleiterelement 3, der Draht 5 und die Signalverarbeitungsschaltung 12 durch einen Gießbereich 10 aus einem nicht-transparenten Gießharz bedeckt, das 70 Gew.% oder mehr an Füllstoff enthält, um über einen linearen Expansionskoeffizienten zu verfügen, der nicht allzu verschieden von dem des Drahts 5 ist, und um über hohe Wärmeleitfähigkeit und hervorragende Umweltbeständigkeit zu verfügen. Darüber hinaus ist der Leiterrahmen 4 mit Ausnahme von Zuleitungsansch lüssen 4A mit dem Gießbereich 10 bedeckt. Auch ist eine Oberfläche (Vorderseite) des Leiterrahmens 4, die von der Fläche abgewandt ist, auf der das optische Halbleiterelement 3 angeordnet ist, mit Ausnahme des Bereichs der Öffnung 7 durch den Gießbereich 10 eingeschlossen. Das optische Halbleiterelement 3 wird durch den transparenten Harzbereich 11, den Glas-Hilfsträger 8, die Linse 9 und die Öffnung 7 des Leiterrahmens 4 optisch mit der optischen Faser 2 gekoppelt.
  • Nun erfolgt eine Beschreibung zu einem Herstellverfahren des optischen Halbleiterbauteils 1A bei der ersten Ausführungsform.
  • Als Erstes werden eine Elektrode, die auf der Seitenfläche des optischen Halbleiterelements 3 mit dem optischen Bereich 6 ausgebildet ist, und eine auf dem Glas-Hilfsträger 8 ausgebildete Elektrode elektrisch verbunden. Die elektrische Verbindung zwischen der Elektrode des Glas-Hilfsträgers 8 und der Elektrode des optischen Halbleiterelements 3 erfolgt durch ein Verfahren mit Leitfähigkeit, wie eutektisches Gold-Zinn-Bonden, Löten, das Verwenden einer Ag-Paste, einen Au-Kontakthöcker usw. In diesem Stadium wird ein Raum zwischen dem optischen Halbleiterelement 3 und dem Glas-Hilfsträger 8 durch ein transparentes Harz aufgefüllt.
  • Als Nächstes wird der Glas-Hilfsträger 8 auf solche Weise mit dem Leiterrahmen 4 verbunden, dass der optische Bereich 6 des optischen Halbleiterelements 3, der elektrisch mit dem Glas-Hilfsträger 8 verbunden ist, der Öffnung 7 des Leiterrahmens 4 zugewandt ist. Das Verbinden des Glas-Hilfsträgers 8 und des Leiterrahmens 4 erfolgt durch einen Kleber, eine Ag-Paste usw. In diesem Fall ist es unter Berücksichtigung der Wärmeabfuhr des optischen Halbleiterelements 3 wünschenswert, einen Kleber mit hoher Wärmeleitfähigkeit zu verwenden.
  • Als Nächstes wird die Signalverarbeitungsschaltung 12 durch einen Kleber wie Ag-Paste mit dem Leiterrahmen 4 verbunden. Unter Berücksichtigung der Wärmeabfuhr des optischen Halbleiterelements 3 ist es wünschenswert, einen Kleber mit hoher Wärmeleitfähigkeit zu verwenden.
  • Als Nächstes werden die Rückseitenelektrode des optischen Halbleiterelements 3, die auf dem Glas-Hilfsträger 8 vorhandene Elektrode und die Signalverarbeitungsschaltung 12 über einen Draht 5 elektrisch mit dem Leiterrahmen 4 verbunden.
  • Als Nächstes wird ein Spritzpressen für den Gießbereich 10 aus einem nicht-transparenten Gießharz, das 70 Gew.% oder mehr an Füllstoff enthält, ausgeführt. Der Gießbereich 10 aus einem nicht-transparenten Gießharz verfügt über einen linearen Expansionskoeffizienten, der nicht allzu verschieden von dem des Drahts 5 ist, und er verfügt über hohe Wärmeleitfähigkeit und hervorragende Umweltbeständigkeit. Hierbei wird eine Form an den Umfang der Öffnung 7 gedrückt, um sie gegenüber der Vorderseite des Leiterrahmens 4 abzuschließen, um zu verhindern, dass der aus einem Gießharz bestehende Gießbereich 10 von der Vorderseite des Leiterrahmens 4 in die Öffnung 7 gelangt.
  • Ferner wird, gleichzeitig, die Form an den Aussparungsabschnitt (Stufe) 10b gedrückt, um die Linse 9 auszurichten und zu fixieren, um zu verhindern, dass der aus Gießharz bestehende Gießbereich 10 in die Vorderseite des Leiterrahmens 4 gelangt.
  • Die gesondert aus einem transparenten Harz geformte Linse 9 wird durch einen Kleber aus einem transparenten Harz mit demselben Niveau des linearen Expansionskoeffizienten wie dem des nicht-transparenten Gießharzes, mit im Gießbereich 10 verwendeten Füllstoffen, am Gießbereich 10 fixiert und mit diesem verbunden.
  • Wie es in der 1 dargestellt ist, ist ein Ausrichtungsführungsbereich 10a für die optische Faser 2, der ein Beispiel für einen Lochbereich bildet, am Gießbereich 10 in der Nähe der Öffnung 7 an der Vorderseite des Leiterrahmens 4 vorhanden, wodurch eine optische Faser 2 genau positioniert werden kann. Der Ausrichtungsführungsbereich 10a ist eine Kegelfläche. Der Lochbereich 10a ist so geformt, dass er von seiner Öffnung zur Seite der Öffnung 7 des Leiterrahmens 4 hin enger wird.
  • Es sei darauf hingewiesen, dass der Kleber in die Öffnung 7 des Leiterrahmens 4 (d.h. zwischen die Öffnung 7 des Leiterrahmens 4 und den vorstehenden Bereich 33 der Linse 9) eingefüllt werden kann. Darüber hinaus kann die Linse 9 durch den Kleber nur am Leiterrahmen 4 montiert werden.
  • (ZWEITE AUSFÜHRUNGSFORM)
  • Die 6 ist eine schematische Schnittansicht, die schematisch die Struktur eines optischen Halbleiterbauteils gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung zeigt, und die 7 ist eine Vorderansicht, die das optische Halbleiterbauteil gesehen von der Seite einer optischen Faser 2 her zeigt. Die 6 zeigt einen Schnitt entlang der Linie VI-VI in der 7.
  • Das optische Halbleiterbauteil 1b der zweiten Ausführungsform ist vom optischen Halbleiterbauteil 1a der ersten Ausführungsform der 1 und 2 in dem Punkt verschieden, dass auf einem Glas-Hilfsträger 8 ein IC (integrierter Schaltkreis) 13 montiert ist, bei dem es sich um einen einzelnen Chip handelt, der ein Licht empfangendes Bauteil, wenn das optische Halbleiterelement ein solches ist, und eine integrierte Verstärkungsschaltung enthält, die die Signalverarbeitungsschaltung 12 in den 1 und 2 ist, die die erste Ausführungsform zeigen.
  • Der als einzelner Chip ausgebildete IC 13 ist an derselben Position wie der des optischen Halbleiterelements 3 bei der ersten Ausführungsform montiert. Andere Gesichtspunkte des optischen Halbleiterbauteils, einschließlich des Montageverfahrens und der Struktur, sind dieselben wie bei der ersten Ausführungsform. Da das optische Halbleiterbauteil über dieselbe Struktur wie dasjenige der ersten Ausführungsform verfügt, sind gleiche Komponenten mit denselben Bezugszahlen gekennzeichnet, um eine zugehörige Erläuterung wegzulassen.
  • Bei dieser zweiten Ausführungsform können der IC 13 und der Draht 5 durch den Gießbereich 10 aus einem nichttransparenten, einen Füllstoff enthaltenden Harz mit hervorragender Umweltbeständigkeit bei einfacher Struktur eingeschlossen sein, was es ermöglicht, ein optische Halbleiterbauteil 1b mit hervorragender Umweltbeständigkeit billig bereitzustellen.
  • Ferner benötigt, da das Licht empfangende Bauteil und die integrierende Verstärkungsschaltung als IC 13 als einzelner Chip ausgebildet sind, das optische Halbleiterbauteil 1b keinen Draht zwischen dem Licht empfangenden Bauteil und der integrierten Verstärkungsschaltung, so dass eine Streukapazität verringert ist und ein schnelles Ansprechverhalten erzielbar ist, während gleichzeitig das optische Halbleiterbauteil 1b weniger anfällig für den Einfluss elektromagnetischer Störungen wird. Darüber hinaus ist, da die Anzahl der Chips verringert ist, die Herstellung vereinfacht, und es kann eine Kostensenkung erzielt werden.
  • (DRITTE AUSFÜHRUNGSFORM)
  • Die 8 ist eine schematische Schnittansicht, die schematisch die Struktur eines optischen Halbleiterbauteils gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung zeigt und die 9 ist eine Vorderansicht des optischen Halbleiterbauteils gesehen von der Seite optischer Fasern 2 her. Die 8 zeigt einen Schnitt entlang der Linie VIII-VIII in der 9.
  • Das optische Halbleiterbauteil 1c bei der dritten Ausführungsform unterscheidet sich vom optischen Halbleiterbauteil 1a der ersten Ausführungsform der 1 und 2 in dem Punkt, dass ein Licht emittierendes Bauteil 3b, ein Licht empfangendes Bauteil 3a und ein IC 14 aus einer integrierten Treiberschaltung für das Licht emittierende Bauteil 3b und einer integrierten Verstärkungsschaltung für das Licht empfangende Bauteil 3a in eine einzelne Baueinheit eingebaut sind. Andere Gesichtspunkte sind dieselben wie bei der ersten Ausführungsform.
  • Beim optischen Halbleiterbauteil 1c der dritten Ausführungsform sind das Licht emittierende Bauteil 3b, das Licht empfangende Bauteil 3a und der IC 14 in eine einzelne Baueinheit eingebaut, was es ermöglicht, einen Sendeempfänger mit einem einzelnen Gehäuse aufzubauen.
  • Im Allgemeinen wird dann, wenn ein Sendeempfänger über die Konfiguration einer einzelnen Baueinheit verfügt, auf Grund der Lichtreflexion innerhalb derselben, Transmissionslicht von einem Licht emittierenden Bauteil auf ein Licht empfangendes Bauteil gekoppelt, wodurch eine Störsignal(Streulichtstörung)komponente entsteht, die manchmal eine Fehlfunktion und Beeinträchtigung der Kommunikationsqualität verursacht. Um die Streulichtstörung zu verhindern, müssen eine Lichtausblendplatte und dergleichen montiert werden, was die Herstellung erschwert und die Herstellkosten erhöht.
  • Demgegenüber ist beim optischen Halbleiterbauteil 1c der dritten Ausführungsform der Gießbereich 10 aus einem nichttransparenten Gießharz verwendet, so dass innerhalb des Gehäuses keine Lichtreflexion auftritt, weswegen das Transmissionslicht vom Licht emittierenden Bauteil 3b nicht auf das Licht empfangende Bauteil 3a gekoppelt wird. Demgemäß wird keine Streulichtstörung erzeugt, und so kann ein Einfluss einer Streulichtstörung ohne komplizierten Mechanismus beseitigt werden, was Kommunikationsvorgänge mit hoher Kommunikationsqualität erlaubt und es ermöglicht, eine Verkleinerung zu erzielen.
  • In den 8 und 9 sind die integrierte Treiberschaltung für das Licht emittierende Bauteil und die integrierte Verstärkungsschaltung für das Licht empfangende Bauteil, die als Signalverarbeitungsschaltungen dienen, in einem einzelnen Chip ausgebildet. Jedoch können die Schaltungen jeweils über Konfigurationen getrennter Chips verfügen. Darüber hinaus können, wie bei der zweiten Ausführungsform, das Licht empfangende Bauteil und die integrierte Verstärkungsschaltung für dieses als einzelner Chip strukturiert sein, und die integrierte Treiberschaltung für das Licht emittierende Bauteil kann gesondert vorhanden sein.
  • Wie es aus der obigen Beschreibung deutlich ist, ist es gemäß dem optischen Halbleiterbauteil 1c der dritten Ausführungsform selbst dann, wenn kleine optische Halbleiterelemente 3a und 3b wie PDs und LEDs zum Aufbauen eines Sendeempfängers verwendet werden mit einer einfachen Struktur möglich, die optischen Halbleiterelemente 3a, 3b und den Draht 5 mit dem Gießbereich 10 aus einem nicht-transparenten Gießharz mit einem Füllstoff mit hervorragender Umweltbe ständigkeit einzuschließen, was es ermöglicht, das optische Halbleiterbauteil 1c billig mit hervorragender Umweltbeständigkeit herzustellen.
  • (VIERTE AUSFÜHRUNGSFORM)
  • Eine vierte Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die integrierte Treiberschaltung für das Licht emittierende Bauteil und die integrierte Verstärkungsschaltung für das Licht empfangende Bauteil bei der dritten Ausführungsform über einen externen Ausgangs-Verbindungsanschluss und einen externen Eingangs-Verbindungsanschluss zum Liefern und Empfangen von Information hinsichtlich der Betriebszustände und Steuerungsinformation verfügen. Andere Gesichtspunkte sind dieselben wie bei der dritten Ausführungsform.
  • Die 10 zeigt die Struktur einer Treiberschaltung 15 für ein Licht emittierendes Bauteil, die ein Beispiel einer integrierten Treiberschaltung für ein Licht emittierendes Bauteil im optischen Halbleiterbauteil der vierten Ausführungsform bildet. Die Treiberschaltung 50 für das Licht emittierende Bauteil besteht aus einem Treiberschaltungsabschnitt 51 für das Licht emittierende Bauteil, einem Eingangssignal-Detektorschaltungsabschnitt 52 und einem Treiberstrom-Steuerungsschaltungsabschnitt 53 für das Licht emittierende Bauteil, die alle in einem einzelnen Chip ausgebildet sind. Der Eingangssignal-Detektorschaltungsabschnitt 52 verfügt über eine Funktion zum Erfassen der Eingabe eines Transmissionssignals und zum Ausgeben eines dieses repräsentierenden Signals. Auf Grundlage des Signals vom Eingangssignal-Detektorschaltungsabschnitts 52 wird der Treiberschaltungsabschnitt 51 für das Licht emittierende Bauteil in einen Bereitschaftszustand versetzt, wenn kein Eingangssignal vorliegt, und er wird in einen Betriebszustand versetzt, wenn ein Eingangssignal erkannt wird. In der 10 sind ein Treiberstrom-Steuerungssignal-Eingangsanschluss 54 für das Licht emittierende Bauteil, ein Transmissionssignal-Eingangsanschluss 55, ein LED-Treibersignal-Ausgangsanschluss 56 und ein Eingangssignal-Empfangserkennungs-Ausgangsanschluss 57 dargestellt. Der Treiberstrom-Steuerungssignal-Eingangsanschluss 54 für das Licht emittierende Bauteil und der Transmissionssignal-Eingangsanschluss 55 sind Beispiele externer Eingangs-Verbindungsanschlüsse, während der LED-Treibersignal-Ausgangsanschluss 56 und der Eingangssignal-Empfangserkennungs-Ausgangsanschluss 57 Beispiele für externe Ausgangs-Verbindungsanschlüsse sind.
  • Mit einer derartigen Struktur wird es möglich, den Energieverbrauch im Bereitschaftszustand zu senken. Darüber hinaus wird es durch Bereitstellen des Eingangssignal-Empfangserkennungs-Ausgangssignals 57 nach außen auch möglich, den Energieverbrauch im Bereitschaftszustand in anderen Peripherieschaltungen auf ähnliche Weise zu senken.
  • Darüber hinaus steuert der Treiberstrom-Steuerungsschaltungsabschnitt 53 für das Licht emittierende Bauteil den Treiberschaltungsabschnitt 51 für dasselbe auf Grundlage des Treiberstrom-Steuersignals für das Licht emittierende Bauteil von außen, um den Treiberstrom des Licht emittierenden Bauteils zu steuern. Zum Beispiel verfügt ein als Licht emittierendes Bauteil dienendes LED über die Eigenschaft, dass ein optisches Ausgangssignal bei hoher Temperatur fällt. Unter Verwendung des Treiberstrom-Steuerschaltungsabschnitts 53 für das Licht emittierende Bauteil gemäß der vierten Ausführungsform wird es möglich, den Treiberstrom bei hoher Temperatur zu erhöhen, die optische Ausgangsleistung zu erhöhen und den optischen Abfall bei hoher Temperatur zu verringern, was es ermöglicht, Kommunikation mit hoher Kommunikationsqualität zu erzielen.
  • Darüber hinaus verfügen als Licht emittierende Bauteile dienende LEDs über eine Streuung hinsichtlich der optischen Ausgangsleistung, und ferner zeigt die optische Ausgangsleistung von Sendern wegen Montageschwankungen während des Herstellprozesses eine Streuung. Bei der vierten Ausführungsform ist es möglich, die optische Ausgangsleistung einer LED durch den Treiberstrom auf Grundlage von Treiberstrom-Steuersignalen für das Licht emittierende Bauteil von außen zu steuern, so dass die optische Ausgangsleistung eines Senders überwacht werden kann und mit einer spezifizierten optischen Ausgangsleistung in Übereinstimmung gebracht werden kann, um dadurch Kommunikation mit hoher Kommunikationsqualität zu erzielen.
  • Ferner zeigt die 11 eine Struktur einer Verstärkungsschaltung 60 für ein Licht emittierendes Bauteil, die ein Beispiel einer integrierten Verstärkungsschaltung für das Licht empfangende Bauteil bei der vierten Ausführungsform bildet. Die Verstärkungsschaltung 60 für das Licht empfangende Bauteil besteht aus einem Empfangssignal-Detektorschaltungsabschnitt 61 und einem Verstärkungsschaltungsabschnitt 62 für das Licht empfangende Bauteil, die beide in einem einzelnen Chip ausgebildet sind. Der Empfangssignal-Detektorschaltungsabschnitt 61 verfügt über eine Funktion zum Erkennen der Eingabe empfangener Signale und zum Ausgeben von Erkennungssignalen. In der 11 sind ein Empfangssignal-Eingangsanschluss 63, ein Ausgangssignalanschluss 64 und ein Empfangssignal-Erfassungsausgangsanschluss 65 dargestellt. Der Anschluss 63 ist ein Beispiel eines externen Eingangs-Verbindungsanschlusses, während der Ausgangssignalanschluss 64 und der Empfangssignal-Erfassungsausgangsanschluss 65 Beispiele externen Ausgangs-Verbindungsanschlüsse sind.
  • Auf Grundlage eines Erkennungssignals vom Empfangssignal-Detektorschaltungsabschnitt 61 wird der Verstärkungsschaltungsabschnitt 62 für das Licht empfangende Bauteil in einen Bereitschaftszustand versetzt, wenn kein empfangenes Signal vorliegt, und sie wird in einen Betriebszustand versetzt, wenn ein empfangenes Signal erkannt wird. Mit einer derartigen Struktur wird es möglich, den Energieverbrauch im Bereitschaftszustand zu senken. Darüber hinaus wird es durch Bereitstellen des Empfangssignal-Erfassungsausgangssignalanschlusses 65 auch möglich, den Energieverbrauch im Bereitschaftszustand in anderen Peripherieschaltungen auf dieselbe Weise zu senken.
  • Wie oben beschrieben, beinhalten beim optischen Halbleiterbauteil mit der Treiberschaltung 50 das Licht emittierende Bauteil und der Verstärkungsschaltung 60 für das Licht empfangende Bauteil, wie bei der vierten Ausführungsform angegeben, diese beiden Schaltungen die externen Ausgangs-Verbindungsanschlüsse und die externen Eingangs-Verbindungsanschlüsse zum Empfangen und zum Liefern von Information hinsichtlich der Betriebszustände sowie Steuerungsinformation, so dass der Betrieb der Signalverarbeitungsschaltung durch Erfassungssignale und Eingangssignale von außen gesteuert werden kann, um dadurch ausgeklügelte Kommunikationsvorgänge mit hoher Kommunikationsqualität zu erzielen.
  • Beim optischen Halbleiterbauteil der vierten Ausführungsform besteht die Treiberschaltung 50 für das Licht emittierende Bauteil aus dem Treiberschaltungsabschnitt 50 für dasselbe, dem Eingangssignal-Detektorschaltungsabschnitt 52 und dem Treiberstrom-Steuerschaltungsabschnitt 53 für das Licht emittierende Bauteil, um das Vorliegen und Fehlen eines eingegebenen Transmissionssignals zu erfassen und um den Treiberstrom für das Licht emittierende Bauteil durch Treiberstrom-Steuerungssignale für dieses von außen zu steuern.
  • Zusätzlich zum Obigen erlaubt es das Integrieren der Treiberschaltung 50 für das Licht emittierende Bauteil mit der Verstärkungsschaltung 60 für das Licht empfangende Bauteil, dass sich die Treiberschaltung 50 für das Licht emittierende Bauteil nur mittels interner Kommunikation ohne Zuhilfenahme externer Steuersignale oder dergleichen selbst steuert, d.h., dass z. B. die Treiberschaltung 50 für das Licht emittierende Bauteil den Treiberstrom für dasselbe auf Grundlage eines Steuersignals von der Verstärkungsschaltung 60 für das Licht empfangende Bauteil steuern kann.
  • Ferner besteht zwar die Treiberschaltung 50 für das Licht emittierende Bauteil aus dem Treiberschaltungsabschnitt 51 für dasselbe, dem Eingangssignal-Erfassungsschaltungsabschnitt 52 und dem Treiberstrom-Steuerschaltungsabschnitt 53 für das Licht emittierende Bauteil, jedoch kann auch eine Logikschaltung zum Steuern der Treiberschaltung 50 für das Licht emittierende Bauteil enthalten sein.
  • Ferner besteht zwar die Verstärkungsschaltung 60 für das Licht empfangende Bauteil aus dem Empfangssignal-Detektorschaltungsabschnitt 61 und dem Verstärkungsschaltungsabschnitt 62 für das Licht empfangende Bauteil, jedoch kann auch eine Logikschaltung zum Steuern der Verstärkungsschaltung 60 für das Licht empfangende Bauteil enthalten sein.
  • (FÜNFTE AUSFÜHRUNGSFORM)
  • Die 12 bis 14 sind erläuternde Ansichten, die schematisch die Struktur eines optischen Halbleiterbauteils bei einer fünften Ausführungsform der Erfindung zeigen. Die 12 ist eine schematische Schnittansicht, die schematisch die Struktur des optischen Halbleiterbauteils zeigt, und die 13 ist eine Vorderansicht des optischen Halbleiterbauteils gesehen von der Seite einer optischen Faser 2 her. Die 12 zeigt einen Schnitt entlang der Linie XII-XII in der 13. Die 14A ist eine Draufsicht einer Linse, und die 14B ist eine geschnittene Seitenansicht derselben.
  • Eine Beschreibung erfolgt zu einem Punkt, der von der ersten Ausführungsform verschieden ist. Die Linse 9 verfügt an einer Fläche eines Montagebereichs 31, der einem Linsenabschnitt 54 gegenübersteht, über Vorsprünge 95, und der Leiterrahmen 4 verfügt über Lochbereiche 4b, die entsprechend den Vorsprüngen 35 der Linse 9 geformt sind. Durch Einsetzen der Vorsprünge 35 der Linse 9 in die Lochbereiche 4b des Leiterrahmens 4 wird die Linse 9 an diesem montiert. So kann eine zuverlässige Ausrichtung der Linse 9 mit dem Leiterrahmen 4 erzielt werden. Andere Strukturen sind denen bei der ersten Ausführungsform ähnlich.
  • Genauer gesagt, ist, wie es in den 14A und 14B dargestellt ist, die Linse 9 so strukturiert, dass der Montagebereich 31 in einem Außenumfangsbereich des auf einem optischen Pfad vorhandenen Linsenbereichs 34, d.h. einem Bereich außerhalb des optischen Pfads, vorhanden ist. Ferner sind die Vorsprünge 35 zur Ausrichtung und Befestigung an derjenigen Fläche des Montagebereichs 31 vorhanden, der vom Linsenbereich 34 abgewandt ist.
  • Die Linse 9 wird aus einem transparenten Harz geformt, und sie wird durch einen transparenten Kleber am Leiterrahmen 4 und am Gießbereich 10 befestigt. Ferner ist an der Oberfläche der Linse 9 auf der Seite des Leiterrahmens 4 ein Kleberreservoirbereich 42 zum Aufnehmen des transparenten Klebers vorhanden.
  • Wie es in den 12 und 13 dargestellt ist, verfügt der Gießbereich 10 über einen Aussparungsabschnitt (eine Stufe) 10b, der so geformt ist, dass der Montagebereich 31 der Lin se 9 zur Ausrichtung und Befestigung in ihn eingesetzt werden kann, während der Leiterrahmen 4 über die Lochbereiche 4b verfügt, die so geformt sind, dass die Vorsprünge 35 der Linse 9 zur Ausrichtung und Befestigung eingesetzt werden können, wobei die Linse 9 ferner mit einem transparenten Kleber befestigt wird. Um eine zuverlässige Verbindung zu realisieren, wird eine Überschussmenge des Klebers zum Kleberreservoirbereich 32 geleitet, wo er sich ausbreitet, so dass dieser Kleberreservoirbereich 32 zuverlässig damit aufgefüllt wird.
  • Die Lochbereiche 4b des Leiterrahmens 4 sind in der Nähe der Öffnung 7 des Leiterrahmens 4 und in einem durch den Hilfsträger 8 geschlossenen Bereich vorhanden. Während des Herstellprozesses des optischen Halbleiterbauteils werden die Lochbereich 4b gemeinsam mit der Öffnung 7 durch den Hilfsträger 8 verschlossen, was es ermöglicht, zu verhindern, dass die Lochbereiche 4b mit dem Gießbereich 10 aufgefüllt werden.
  • Als transparentes Harz der Linse 9 werden Polycarbonat-, Acryl- und Olefinharze oder andere Harze verwendet, und es ist wünschenswert, Harze mit hoher Lichttransmission oder hohem Brechungsindex zu verwenden. Es ist wünschenswert, als Kleber ein transparentes Harz mit demselben Niveau des linearen Expansionskoeffizienten wie dem des nichttransparenten Gießharzes mit Füllstoffen, wie im Gießbereich 10 verwendet, zu verwenden.
  • Es sei darauf hingewiesen, dass der Kleber in die Öffnung 7 des Leiterrahmens 4 und in die Lochbereiche 4b gefüllt werden kann (d.h. zwischen die Öffnung 7 des Leiterrahmens 4 und den vorstehenden Bereich 33 der Linse 9 sowie zwischen den Lochbereich 4b des Leiterrahmens 4 und den Vorsprung 35 der Linse 9).
  • Das erfindungsgemäße optische Halbleiterbauteil wird in einer elektronischen Einrichtung wie digitalen TV(Fernseh)geräten, digitalen BS(Broadcasting Satellite)-Tunern, CS(Communication Satellite)-Tunern, DVD(Digitale Versatile Disc)-Spielern, Superaudio-CD(Compact Disc)-Spielern, AV(Audio Visual)-Verstärkern, Audiogeräten, PCs, PC-Peripheriegeräten, Handys und PDAs (Personal Digital Assistants) verwendet. Das erfindungsgemäße optische Halbleiterbauteil wird auch in einer elektronischen Einrichtung in einer Umgebung mit großem Betriebstemperaturbereich, z. B. als Einrichtung in einem Fahrzeug, wie bei Fahrzeug-Audioeinrichtungen, Fahrzeug-Navigationssystemen und Sensoren, sowie bei Fabrikrobotersensoren und Steuerungseinrichtungen verwendet.
  • Nachdem die Erfindung auf diese Weise beschrieben wurde, ist es ersichtlich, dass sie auf viele Arten variiert werden kann. Derartige Variationen sind nicht als Abweichung vom Grundgedanken und Schutzumfang der Erfindung anzusehen, und alle Modifizierungen, wie sie für den Fachmann ersichtlich sind, sollen im Schutzumfang der folgenden Ansprüche enthalten sein.
    • 1a, 1b, 1c, 1d
    Optisches Halbleiterbauteil
    2
    Optische Faser
    3
    Optisches Halbleiterelement
    3a
    Licht empfangendes Bauteil
    3b
    Licht emittierendes Bauteil
    4
    Leiterrahmen
    4a
    Zuleitungsanschluss
    4b
    Lochbereich
    5
    Draht
    6
    Optischer Bereich
    7
    Öffnung
    8, 8a
    Glas-Hilfsträger
    9
    Linse
    10
    Gießbereich
    10a
    Lochbereich
    10b
    Aussparungsbereich
    11
    Transparenter Harzbereich
    12
    Signalverarbeitungsschaltung
    13
    IC
    14
    Signalverarbeitungsschaltung
    20, 20A
    Elektrode
    21, 21A
    Loch für den optischen Pfad
    22, 22A
    Kerbe
    31
    Montagebereich
    32
    Kleberreservoirbereich
    33
    Vorstehender Bereich
    34
    Linsenbereich
    35
    Vorsprung
    50
    Treiberschaltung für das Licht emittierende Bauteil
    51
    Treiberschaltungsabschnitt für das Licht emittierende
    Bauteil
    52
    Eingangssignal-Detektorschaltungsabschnitt
    53
    Treiberstrom-Steuerschaltungsabschnitt für das Licht
    emittierende Bauteil
    60
    Verstärkungsschaltung für Licht empfangende Bauteil
    61
    Empfangssignal-Detektorschaltungsabschnitt
    62
    Verstärkungsschaltungsabschnitt für das Licht empfan
    gende Bauteil
    101, 201
    Optisches Halbleiterbauteil
    102
    Optische Faser
    103, 203
    Optisches Halbleiterelement
    104, 204
    Leiterrahmen
    105, 205
    Draht
    108
    Linse
    110
    Transparentes Harz
    206
    Optischer Bereich
    208
    Glaslinse
    209
    Farbiges Gießharz

Claims (24)

  1. Optisches Halbleiterbauteil mit: – einem Leiterrahmen mit einer Öffnung; – einem transparenten Hilfsträger, der auf einer Fläche des Ausführungsforms so angeordnet ist, dass er die Öffnung desselben verschließt; – einem optischen Halbleiterelement, das über einen optischen Bereich verfügt und auf einer Fläche des Hilfsträgers montiert ist, die von der Fläche auf einer Seite der Öffnung des Leiterrahmens abgewandt ist, wobei der optische Bereich der Öffnung durch den Hilfsträger hindurch zugewandt ist; – einem Gießbereich aus einem nicht-transparenten Gießharz, der zumindest einen Bereich mit der Öffnung auf der anderen Oberflächenseite des Leiterrahmens freilegt und den Leiterrahmen, das optische Halbleiterelement und den Hilfsträger einschließt; und – einer Linse, die auf der anderen Fläche des Leiterrahmens angeordnet ist, um die Öffnung desselben zu verschließen.
  2. Optisches Halbleiterbauteil nach Anspruch 1, bei dem das nicht-transparente Gießharz 70 Gew.% oder mehr Füllstoff enthält.
  3. Optisches Halbleiterbauteil nach Anspruch 1, bei dem der Hilfsträger mit einer Elektrode versehen ist, die elektrisch mit einer Vorderseitenelektrode des optischen Halbleiterelements verbunden ist.
  4. Optisches Halbleiterbauteil nach Anspruch 1, bei dem – die auf dem Hilfsträger angebrachte Elektrode über mindestens eine Kerbe verfügt; und – ein Raum zwischen dem Hilfsträger und dem optischen Bereich des optischen Halbleiterelements mit einem transparenten Harz aufgefüllt ist.
  5. Optisches Halbleiterbauteil nach Anspruch 1, bei dem – der Gießbereich über einen Lochbereich verfügt, der die Öffnung freilegt; und – der Lochbereich im Gießbereich so geformt ist, dass er von seiner Öffnung zur Öffnungsseite des Leiterrahmens hin enger wird.
  6. Optisches Halbleiterbauteil nach Anspruch 1, bei dem die Linse aus einem transparenten Harz besteht.
  7. Optisches Halbleiterbauteil nach Anspruch 6, bei dem – das nicht-transparente Gießharz einen Füllstoff enthält; und – die Linse hinsichtlich des Gießbereichs und des Leiterrahmens durch einen Kleber aus einem Harz mit demselben Niveau des linearen Expansionskoeffizienten wie demjenigen des nicht-transparenten Gießharzes zumindest am Gießbereich angebracht ist.
  8. Optisches Halbleiterbauteil nach Anspruch 7, bei dem – die Linse in einem Bereich außerhalb eines optischen Pfads über einen Montagebereich verfügt; und – der Gießbereich über einen Aussparungsbereich zum Montieren der Linse verfügt, wobei dieser Aussparungsbereich dem Montagebereich der Linse entspricht.
  9. Optisches Halbleiterbauteil nach Anspruch 8, bei dem der Montagebereich der Linse über einen Kleberreservoirbereich zum Aufnehmen des Klebers verfügt.
  10. Optisches Halbleiterbauteil nach Anspruch 1, bei dem die Linse über einen vorstehenden Bereich verfügt, der in die Öffnung des Leiterrahmens eingesetzt ist.
  11. Optisches Halbleiterbauteil nach Anspruch 10, bei dem – die Linse aus einem transparenten Harz besteht; – das nicht-transparente Gießharz einen Füllstoff enthält und – die Linse am Gießbereich und am Leiterrahmen mit einem Kleber aus einem Harz mit demselben Niveau des linearen Expansionskoeffizienten mit dem des nicht-transparenten Gießharzes montiert ist.
  12. Optisches Halbleiterbauteil nach Anspruch 11, bei dem der Kleber über Transparenz verfügt und er in die Öffnung des Leiterrahmens eingefüllt ist.
  13. Optisches Halbleiterbauteil nach Anspruch 12, bei dem die Linse über einen Kleberreservoirbereich zum Aufnehmen des Klebers um den vorstehenden Bereich herum verfügt.
  14. Optisches Halbleiterbauteil nach Anspruch 1, bei dem – der Leiterrahmen über mindestens zwei Ausrichtungslochbereiche verfügt und – die Linse über Vorsprünge verfügt, die in die Lochbereiche des Leiterrahmens eingesetzt sind.
  15. Optisches Halbleiterbauteil nach Anspruch 14, bei dem die Lochbereiche des vorstehenden Bereichs in der Nähe der Öffnung des Leiterrahmens und in einem durch den Hilfsträger umschlossenen Bereich vorhanden sind.
  16. Optisches Halbleiterbauteil nach Anspruch 14, bei dem – die Linse aus einem transparenten Harz besteht; – das nicht-transparente Gießharz einen Füllstoff enthält und – die Linse am Gießbereich und am Leiterrahmen mit einem Kleber aus einem Harz mit demselben Niveau des linearen Expansionskoeffizienten mit dem des nicht-transparenten Gießharzes montiert ist.
  17. Optisches Halbleiterbauteil nach Anspruch 16, bei dem der Kleber über Transparenz verfügt und er in die Öffnung des Leiterrahmens eingefüllt ist.
  18. Optisches Halbleiterbauteil nach Anspruch 17, bei dem die Linse über einen Kleberreservoirbereich zum Aufnehmen des Klebers um den vorstehenden Bereich herum verfügt.
  19. Optisches Halbleiterbauteil nach Anspruch 1, ferner mit einer integrierten Signalverarbeitungsschaltung, die auf dem Leiterrahmen angeordnet ist und elektrisch mit dem optischen Halbleiterelement verbunden ist.
  20. Optisches Halbleiterbauteil nach Anspruch 19, bei dem – das optische Halbleiterelement ein Licht empfangendes Bauteil ist und die integrierte Signalverarbeitungsschaltung eine integrierte Verstärkungsschaltung zum Verstärken eines Ausgangssignals des Licht empfangenden Bauteils ist; und – das Licht empfangende Bauteil und die integrierte Verstärkungsschaltung in einem einzelnen Chip enthalten sind.
  21. Optisches Halbleiterbauteil nach Anspruch 19, bei dem – das optische Halbleiterelement ein Licht emittierendes Bauteil und ein Licht empfangendes Bauteil enthält; und – die integrierte Signalverarbeitungsschaltung eine integrierte Treiberschaltung zum Ansteuern des Licht emittierenden Bauteils und eine integrierte Verstärkungsschaltung zum Verstärken eines Ausgangssignals des Licht empfangenden Bauteils enthält.
  22. Optisches Halbleiterbauteil nach Anspruch 21, bei dem die integrierte Treiberschaltung und die integrierte Verstärkungsschaltung in einem einzelnen Chip enthalten sind.
  23. Optisches Halbleiterbauteil nach Anspruch 19, bei dem die integrierte Signalverarbeitungsschaltung einen externen Ausgangs-Verbindungsanschluss zum Ausgeben von Information hinsichtlich Betriebszuständen und/oder einen externen Eingangs-Verbindungsanschluss zum Empfangen von Steuerungsinformation aufweist.
  24. Elektronische Einrichtung mit dem optischen Halbleiterbauteil, wie es im Anspruch 1 definiert ist.
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