JP2000124479A - 光半導体装置 - Google Patents

光半導体装置

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JP2000124479A
JP2000124479A JP29555098A JP29555098A JP2000124479A JP 2000124479 A JP2000124479 A JP 2000124479A JP 29555098 A JP29555098 A JP 29555098A JP 29555098 A JP29555098 A JP 29555098A JP 2000124479 A JP2000124479 A JP 2000124479A
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light emitting
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Hideo Kunii
秀雄 国井
Kiyoshi Takada
清 高田
Akira Ochiai
公 落合
Hiroshi Inoguchi
浩 井野口
Tsutomu Ishikawa
勉 石川
Satoshi Sekiguchi
智 関口
Hiroshi Kobori
浩 小堀
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  • Led Device Packages (AREA)
  • Light Receiving Elements (AREA)
  • Photo Coupler, Interrupter, Optical-To-Optical Conversion Devices (AREA)
  • Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ボンディングワイヤが溝の最深部を横断しな
い構成にすることにより、薄形化した光半導体装置を得
る。 【解決手段】 発光素子3をアイランド22上に固定
し、周囲を透明な樹脂でモールドして封止体25とす
る。発光素子2の上部に溝26を形成して反射面27を
形成し、信号光6を反射面27で反射して封止体25の
一側面25bから入出射するように構成する。リード端
子23aを樹脂内部で下方に屈曲させ、溝26を横断さ
せてアイランド22近傍まで長く延在させる。発光素子
3表面の電極パッド30aとリード端子23aの先端と
をボンディングワイヤ24aで接続する。これにより、
ボンディングワイヤ24、24aは溝26の最深部31
を横断しない。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、発光素子と受光素
子とを、またはそれらを個別に樹脂封止した半導体装置
に関するものであり、特に装置の薄形化に関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】最近、サブノートパソコン、携帯情報端
末、電子スチルカメラ等のマルチメディア機器がめざま
しい発展を遂げている。これらの機器は、携帯性を求め
られることから外部とのデータ送受信にも簡便なものが
要求され、赤外線等の光信号を用いることによりコード
レスで外部機器と本体とを接続する装置を備えたものが
多い。その中でも光信号として波長が870nmの赤外
線を用いるIrDA(Infrared Data Association)規格
が最も普及している。
【0003】IrDA規格によるデータ通信を利用する
ためには、接続すべき両方の機器に、赤外線信号を発す
る発光素子と、赤外線信号を受ける受光素子とを備える
必要がある。発光素子と受光素子とは、それぞれ別個の
パッケージとして電子機器に組み込まれる場合もある
し、両者が1つのパッケージに収納されたモジュールと
して供給される場合もある。
【0004】図4に、発光素子と受光素子とを1つのパ
ッケージに収納した赤外線データ通信用の半導体装置の
例を示す(例えば、特開平10−70304号)。この
装置は、装置本体1内に、半導体チップの形態で提供さ
れた受光素子2と発光素子3とを収納したもので、少な
くとも赤外線に対して透明な樹脂で樹脂モールドしたも
のである。特に受光素子2においては、受光用のホトダ
イオードPDと、アンプ回路等の周辺回路とを同一チッ
プ内に集積化する場合もある。
【0005】半導体チップで提供された受光素子2のホ
トダイオードPDは、半導体チップの表面に対して垂直
方向に光を受ける構造になっている。そのため、受光素
子2、発光素子3共に、半導体チップに対して垂直に光
信号6を発光/受光する構造になっており、該光信号6
の集光のために各素子の上方に、半球体レンズ4、5を
樹脂で形成している。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】電子機器における軽薄
短小化の要求に対応するためには、プリント基板上に固
着する電子部品自体の高さを制限することが不可欠であ
る。しかしながら、光信号6がプリント基板に対して垂
直方向に導入するように図4の装置本体1を実装する
と、レンズ4、5の存在等により装置本体1の高さが高
く、全体の薄形化が困難である欠点があった。
【0007】一方、図5に示すようにリードを折り曲げ
てレンズ4、5を横にすることで、プリント基板7に対
して水平方向に光信号6を導入する様にする事も可能で
ある。しかし、受光素子2と発光素子3の半導体チップ
を垂直に立てるようにして実装することから、実装時の
高さを半導体チップの大きさ以下にすることが原理的に
不可能であり、やはり薄形化が困難である欠点があっ
た。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は前述の課題に鑑
みて成され、光信号を電気信号に変換する半導体素子を
樹脂層で被覆し、前記半導体素子の上方に反射面を作る
溝を形成し、前記反射面にて光信号を屈曲し、前記樹脂
層の一側面から前記光信号の送受信を行う光半導体装置
であって、前記樹脂層の他側面から外部に導出されるリ
ード端子が、前記樹脂層内において前記溝の最深部を横
断して前記半導体素子の近傍まで延在し、前記半導体素
子に形成した電極パッドと前記リード端子の先端部分と
をボンディングワイヤで接続したことを特徴とするもの
である。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、本発明の第1の実施の形態
を、図面を参照しながら詳細に説明する。本実施の形態
は受光素子2と発光素子3とを1つのパッケージに収納
したもので、図1は本発明の構造を示す平面図、図2
(A)は発光素子3部分の断面図を示す断面図、図2
(B)は受光素子2部分の断面図を各々示している。
【0010】これらの図中、21は受光素子2を搭載す
るアイランド、22は発光素子3を搭載するアイラン
ド、23は外部接続用のリード端子を各々示している。
これらは鉄または銅系の素材からなるリードフレームに
よって提供されており、各アイランド21、22の表面
に受光素子2と発光素子3が半田などの接着剤で固着さ
れている。
【0011】受光素子2は、半導体チップとして提供さ
れたPINホトダイオード等であり、周辺の駆動回路等
を同一チップ上に集積化したものでもよい。図中の符号
PDは受光素子2のホトダイオード部分(受光面)を示
している。半導体チップの表面にはアルミニウム電極パ
ッド30が形成され、ボンディングワイヤ24によって
電極パッド30とリード端子23とが接続されている。
【0012】発光素子3は、半導体チップとして提供さ
れた、例えば波長870nmの赤外光を発光するLED
チップである。LEDはチップの全体で発光し、全方位
に光が発散する素子である。そのため、チップを固着す
るアイランド22を円錐形の「お椀」のような形状に加
工し、アイランド22の中心部に固着した発光素子3か
らの光信号6を前記「お椀」の傾斜した側壁で反射させ
て、光を一方向に集めるような構造としている。前記ア
イランド22は発光素子3のアノード(A)またはカソ
ード(B)の一方の端子となり、チップ表面に形成した
電極パッド30aが他方の端子となる。電極パッド30
aは、ボンディングワイヤ24aによりリード端子23
aに接続されている。
【0013】各アイランド21、22に固着された発光
素子2と受光素子3は、リード23の先端部を含めて少
なくとも赤外光に対して透明な樹脂でトランスファーモ
ールドされる。樹脂層は封止体25を構成し、封止体2
5の一表面にはアイランド21、22の裏面が封止体2
5表面と同一平面を成して露出する。
【0014】リード端子23は封止体25の他側面25
aから外部に導出され、表面実装用途に適するように、
Z字型に折り曲げられている。
【0015】発光素子3の上部には、封止体25の樹脂
を所定の深さに凹ませて溝26を形成し、溝26の側壁
によって平坦な反射面27を構成している。この反射面
27は、封止体25をトランスファーモールドする際
に、金型に溝26に対応する雄型部分を形成しておくこ
とによって形成するか、あるいは完成後に封止体25の
表面を削ることで形成される。そして、反射面27は、
発光素子3から発光された信号光6を反射面27で反射
し、封止体25の一側面25bから外部に出射する機能
を有する。尚、反射面27はパラボラ状の湾曲面でも良
い封止体25の一側面25bには、発光された光信号6
を集光する為のレンズ28が封止体25と一体的に形成
されている。レンズ28は例えば所定の半径で設計され
た半球体であり、その焦点は反射面27での反射を考慮
した上で、発光素子3の表面近傍に位置する。
【0016】一方、発光素子3と同様に、受光素子2側
にもその上方に溝26と反射面27を形成する。受光素
子3の上部に形成した反射面27は、封止体25の一側
面25bから導入させた光信号6を、反射面27で反射
させて受光素子2のホトダイオード部分PDに到達させ
る機能を果たす。封止体25の一側面25bには同じく
樹脂層によってレンズ28が形成され、外部から入射さ
れる光信号6を集光する。
【0017】これらの反射面27は、その境界における
材料の屈折率の違いにより反射面となる。そのために、
封止体25の全体が梨地加工されているのに対して、反
射面27とレンズ28表面はそれより表面荒さが小さい
鏡面加工としている。反射率を向上するために反射面2
7の表面を遮光性の金属被膜などで覆っても良い。
【0018】また、反射面27は半導体チップ表面に対
して約45度の傾斜角度を有し、平面視(図1(A)の
様に観測して)でホトダイオード部PDの全表面及び発
光素子3のチップ全表面を覆う様に形成されている。こ
の結果、溝26の最深部31は発光素子3と受光素子2
のホトダイオード部PDに対して、他側面25a側に位
置する。最深部31より他側面25a側を他方の側3
2、一側面25b側を一方の側33とする。溝26の最
深部31は、発光素子3側と受光素子2側とで位置が概
ね一致している。
【0019】図3は、溝26の最深部31と各部品との
位置関係を示す図である。受光素子2には、ホトダイオ
ードPDの他に、ホトダイオードPDを駆動するための
周辺回路35、発光素子3を駆動するための発光駆動回
路36が集積化されている。そして、溝26の最深部3
1は、受光素子2の半導体チップ上を横断する。
【0020】最深部31に対して、発光素子3と受光素
子2のホトダイオード部PDが一方の側33に位置し、
受光素子2の電極パッド30の大部分とリード端子2
3、及びボンディングワイヤ24の大部分が他方の側3
2に位置する。
【0021】発光素子3においては、2端子素子である
が故に、半導体チップの基板側を一方の端子(アノード
又はカソード)、チップ表面に形成した電極パッド30
aを他方の端子(カソード又はアノード)にすることが
できる。一方の端子は、アイランド22表面に導電性の
接着剤で発光素子3を固着することで、溝31を横断す
るアイランドリード23bにより導出する。他方の端子
は、リード端子23aがアイランド22近傍まで延在し
て、この先端にボンディングワイヤ24aを接続するこ
とにより導出する。リード端子23a及びアイランドリ
ード23bは、封止体25の内部で下方に屈曲し、アイ
ランド22の「お椀」の上部と同じ高さ(図2(A):
図示t1)で溝26の下部を横断する。この様に、発光
素子3の他方の端子を、特別に長く引き回したリード端
子23aに接続することにより、ボンディングワイヤ2
4aが溝26の最深部31を横断しない構造にすること
ができる。
【0022】従って、ボンディングワイヤ24、24a
が溝26の最深部31を横断しないので、ボンディング
ワイヤ24、24aと溝26との干渉を防止できる、各
ボンディングワイヤ24、24aは、それぞれ他方の側
32と一方の側33で、最深部31よりも高い位置を通
過するループを描いて封止体25の内部に収納すること
ができる。そのため、最深部31をチップ表面近傍まで
深く形成できるので、封止体25の厚み(図2(B):
図示t2)を薄く形成することが可能となる。
【0023】尚、干渉とは、ボンディングワイヤ24の
ワイヤループが図2(A)の符号37で示したように、
溝26の最深部31より高い位置を通過して横断するこ
とを意味する。この干渉を防ぐには、溝26の深さを浅
く設計しなければならないので、反射面27の傾斜角を
維持した上でホトダイオード部PDの全表面及び発光素
子3のチップ全表面を覆うには、封止体25の厚みtが
大きくなる。
【0024】以上に説明したとおり、本発明の半導体装
置は、光信号6の伝達経路を折り曲げることによって、
封止体25の厚みtが薄い、半導体装置を得ることがで
きる。これによって、係る装置をプリント基板上に表面
実装した時にプリント基板全体の高さを低く抑えること
ができ、更には前記プリント基板に対して水平方向に光
信号6を出入射することができるので、電子機器の薄形
化を推進することができるものである。
【0025】更に、発光素子3についてはその近傍まで
特別に長く引き回したリード端子23aにワイヤボンデ
ィングを行うので、ボンディングワイヤ24aと溝26
との干渉を防止できる。
【0026】
【発明の効果】以上、本発明によれば、溝26で反射面
27を設けることにより、樹脂の側面25bから光信号
6の出入斜を行える光半導体装置を実現できる利点を有
する。この装置は、封止体25の全体の厚みtを低くで
きるので、プリント基板に実装したときに大幅な薄形化
を実現できるものである。
【0027】更に、ボンディングワイヤ24aと溝26
との干渉を防止することにより、装置全体の厚みtを薄
形化できる利点を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を説明する平面図である。
【図2】本発明を説明する断面図である。
【図3】本発明を説明するための図である。
【図4】従来例を説明する斜視図である。
【図5】従来例を説明する斜視図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 落合 公 大阪府守口市京阪本通2丁目5番5号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 井野口 浩 大阪府守口市京阪本通2丁目5番5号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 石川 勉 大阪府守口市京阪本通2丁目5番5号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 関口 智 大阪府守口市京阪本通2丁目5番5号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 小堀 浩 大阪府守口市京阪本通2丁目5番5号 三 洋電機株式会社内 Fターム(参考) 4M109 AA01 BA01 CA21 DA04 DA07 DB02 EC11 GA01 5F041 AA47 DA07 DA17 DA21 DA26 DA43 EE23 FF14 5F088 AA02 AA03 BA15 BB01 EA09 JA02 JA06 JA10 LA01 5F089 AA01 AC02 AC11 AC13 AC21 CA20 EA04

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光信号を電気信号に変換する半導体素子
    を樹脂層で被覆し、 前記半導体素子の上方に反射面を作る溝を形成し、 前記反射面にて光信号を屈曲し、前記樹脂層の一側面か
    ら前記光信号の送受信を行う光半導体装置であって、 前記樹脂層の他側面から外部に導出されるリード端子
    が、前記樹脂層内において前記溝の最深部を横断して前
    記半導体素子の近傍まで延在し、 前記半導体素子に形成した電極パッドと前記リード端子
    の先端部分とをボンディングワイヤで接続したことを特
    徴とする光半導体装置。
  2. 【請求項2】 前記半導体素子が発光素子であることを
    特徴とする請求項1記載の光半導体装置。
  3. 【請求項3】 前記リード端子の一つが前記発光素子を
    固着するアイランドに連続しており、前記溝の最深部を
    横断して外部に導出されていることを特徴とする請求項
    1記載の光半導体装置。
  4. 【請求項4】 前記ボンディングワイヤが前記溝の最深
    部より高い位置を通過することを特徴とする請求項1記
    載の光半導体装置。
JP29555098A 1998-10-16 1998-10-16 光半導体装置 Pending JP2000124479A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004200704A (ja) * 2002-09-20 2004-07-15 Yazaki Corp Led表示素子およびこれを用いたメータ
WO2005076372A1 (ja) * 2004-02-05 2005-08-18 Rohm Co., Ltd. 光通信モジュール

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