JP2001007402A - 投光素子パッケージ - Google Patents
投光素子パッケージInfo
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/4805—Shape
- H01L2224/4809—Loop shape
- H01L2224/48091—Arched
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/73—Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
- H01L2224/732—Location after the connecting process
- H01L2224/73251—Location after the connecting process on different surfaces
- H01L2224/73265—Layer and wire connectors
Landscapes
- Led Device Packages (AREA)
- Switches Operated By Changes In Physical Conditions (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 光電センサに使用する投光素子パッケージに
おいて、投光素子の投光面と光学素子との距離を従来よ
り短縮できるとともに、投光素子と光学素子との間で精
度の良い位置決めを行なうことにより、光利用効率の向
上と光軸の安定した光束が得られる投光素子パッケージ
を提供する。 【解決手段】 ＭＩＤ２０の凹陥部２１，２３，２５の
底面にＬＥＤ素子３０を実装するとともに、凹陥部２
１，２３，２５に球状レンズ４０、半球状レンズ４１、
フレネルレンズ４２等の集光性の優れた光学素子を位置
決めできる位置決め機能をもつ射出成形回路部品ＭＩＤ
２０を利用したパッケージ構造とすることにより、ＬＥ
Ｄ素子３０と光学素子との間の距離間隔を短縮できると
ともに、光軸ズレをなくし、集光機能を高める。
おいて、投光素子の投光面と光学素子との距離を従来よ
り短縮できるとともに、投光素子と光学素子との間で精
度の良い位置決めを行なうことにより、光利用効率の向
上と光軸の安定した光束が得られる投光素子パッケージ
を提供する。 【解決手段】 ＭＩＤ２０の凹陥部２１，２３，２５の
底面にＬＥＤ素子３０を実装するとともに、凹陥部２
１，２３，２５に球状レンズ４０、半球状レンズ４１、
フレネルレンズ４２等の集光性の優れた光学素子を位置
決めできる位置決め機能をもつ射出成形回路部品ＭＩＤ
２０を利用したパッケージ構造とすることにより、ＬＥ
Ｄ素子３０と光学素子との間の距離間隔を短縮できると
ともに、光軸ズレをなくし、集光機能を高める。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、光電センサに使
用される投光素子パッケージに係り、特に、投光素子の
投光面と集光性をもつ光学素子との距離を短縮できると
ともに、投光素子から出る発散光の指向性を高め、光電
センサにおける投光素子の光量効率を向上させることが
できる投光素子パッケージに関する。
用される投光素子パッケージに係り、特に、投光素子の
投光面と集光性をもつ光学素子との距離を短縮できると
ともに、投光素子から出る発散光の指向性を高め、光電
センサにおける投光素子の光量効率を向上させることが
できる投光素子パッケージに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、光電センサ等の光利用センサに用
いられる投光素子としては、図１０に示すように、投光
素子パッケージ１は、リードフレーム２にＬＥＤ素子３
をベアチップ実装し、透明封止樹脂４で成形したものが
よく知られている。
いられる投光素子としては、図１０に示すように、投光
素子パッケージ１は、リードフレーム２にＬＥＤ素子３
をベアチップ実装し、透明封止樹脂４で成形したものが
よく知られている。
【０００３】また、ＬＥＤ素子３から図示しない光ファ
イバーに効率良く入射させるために、図１１に示すよう
に、ＬＥＤ素子３にボール５を接合するパッケージ構造
も提案されている。
イバーに効率良く入射させるために、図１１に示すよう
に、ＬＥＤ素子３にボール５を接合するパッケージ構造
も提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
投光素子パッケージ１においては、例えば、図１０に示
す投光素子パッケージ１においては、ＬＥＤ素子３から
光ファイバーのコア６に入射する発射光は、図１２に示
すように、光ファイバーのコア６の図中αで示す有効入
射立体角が物理的に制限（約π／４（ｓｒ））されるた
め、ＬＥＤ素子３と光ファイバーのコア６との間の距離
を短縮化して双方を近づけることに限界があり、十分な
集光性能が得られず、より強い光強度を求める光電セン
サの分野では、投光素子を大出力化させなければならな
いという問題点があった。
投光素子パッケージ１においては、例えば、図１０に示
す投光素子パッケージ１においては、ＬＥＤ素子３から
光ファイバーのコア６に入射する発射光は、図１２に示
すように、光ファイバーのコア６の図中αで示す有効入
射立体角が物理的に制限（約π／４（ｓｒ））されるた
め、ＬＥＤ素子３と光ファイバーのコア６との間の距離
を短縮化して双方を近づけることに限界があり、十分な
集光性能が得られず、より強い光強度を求める光電セン
サの分野では、投光素子を大出力化させなければならな
いという問題点があった。
【０００５】また、集光性を向上させるボール５を接合
した図１１に示す投光素子パッケージ１においては、集
光性能を理論上高めることは可能であるが、ＬＥＤ素子
３に対してボール５を正確位置に位置決めするのが難し
く、ボール５の接合位置のバラツキにより、光軸のズレ
等が生じ易く、理想的な集光光束が得にくいという問題
点があった。
した図１１に示す投光素子パッケージ１においては、集
光性能を理論上高めることは可能であるが、ＬＥＤ素子
３に対してボール５を正確位置に位置決めするのが難し
く、ボール５の接合位置のバラツキにより、光軸のズレ
等が生じ易く、理想的な集光光束が得にくいという問題
点があった。
【０００６】この発明は、このような従来の問題点に着
目し、投光素子からの発散光を集光する集光レンズ等の
光学素子を位置決めできる位置決め機能をもつ射出成形
回路部品（Ｍｏｌｄｉｎｇ Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ
Ｄｅｖｉｃｅ（以下ＭＩＤという））にＬＥＤ素子と
光学素子とを実装することにより、集光性能を高めた投
光素子パッケージを提供することを目的とする。
目し、投光素子からの発散光を集光する集光レンズ等の
光学素子を位置決めできる位置決め機能をもつ射出成形
回路部品（Ｍｏｌｄｉｎｇ Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ
Ｄｅｖｉｃｅ（以下ＭＩＤという））にＬＥＤ素子と
光学素子とを実装することにより、集光性能を高めた投
光素子パッケージを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本願の請求項１に記載の発明は、凹陥部を備え、Ｌ
ＥＤ素子と電気的に接続するための凹陥部底面から外面
に延びるランドを有し、集光性をもつ光学素子の位置決
め部を設けた射出成形回路部品と、該射出成形回路部品
の凹陥部底面に実装されたＬＥＤ素子と、上記射出成形
回路部品の位置決め部に位置決め接合された光学素子と
から構成されることを特徴とする。
に、本願の請求項１に記載の発明は、凹陥部を備え、Ｌ
ＥＤ素子と電気的に接続するための凹陥部底面から外面
に延びるランドを有し、集光性をもつ光学素子の位置決
め部を設けた射出成形回路部品と、該射出成形回路部品
の凹陥部底面に実装されたＬＥＤ素子と、上記射出成形
回路部品の位置決め部に位置決め接合された光学素子と
から構成されることを特徴とする。
【０００８】本願の請求項２に記載の発明は、凹陥部が
長円状であり、光学素子が球状レンズから構成され、長
円状凹陥部の上面の半円状エッジ部により、球状レンズ
を位置決め接合したことを特徴とする。
長円状であり、光学素子が球状レンズから構成され、長
円状凹陥部の上面の半円状エッジ部により、球状レンズ
を位置決め接合したことを特徴とする。
【０００９】本願の請求項３に記載の発明は、射出成形
回路部品に設けられる位置決め部が段部であり、光学素
子が上記段部に嵌合状に位置決め保持されることを特徴
とする。
回路部品に設けられる位置決め部が段部であり、光学素
子が上記段部に嵌合状に位置決め保持されることを特徴
とする。
【００１０】本願の請求項４に記載の発明は、光学素子
は、半球状レンズ、ＧＲＩＮロッドレンズ、フレネルレ
ンズ、回析格子のいずれかからなることを特徴とする。
は、半球状レンズ、ＧＲＩＮロッドレンズ、フレネルレ
ンズ、回析格子のいずれかからなることを特徴とする。
【００１１】本願の請求項５に記載の発明は、凹陥部を
備え、ＬＥＤ素子と電気的に接続するための凹陥部底面
から外面に延びるランドを有し、光学素子を位置決めす
る段部を設け、凹陥部と段部との間に貫通孔を施した射
出成形回路部品と、該射出成形回路部品の凹陥部に実装
されるＬＥＤ素子と、上記射出成形回路部品の位置決め
部に位置決めされる光学素子とからなることを特徴とす
る。
備え、ＬＥＤ素子と電気的に接続するための凹陥部底面
から外面に延びるランドを有し、光学素子を位置決めす
る段部を設け、凹陥部と段部との間に貫通孔を施した射
出成形回路部品と、該射出成形回路部品の凹陥部に実装
されるＬＥＤ素子と、上記射出成形回路部品の位置決め
部に位置決めされる光学素子とからなることを特徴とす
る。
【００１２】本願の請求項６に記載の発明は、貫通孔が
凹陥部底面から射出成形回路部品の裏面側に向かって広
がる円錐台形状の貫通孔であり、光学素子が球状レンズ
から構成され、貫通孔縁部に上記球状レンズが位置決め
接合されることを特徴とする。
凹陥部底面から射出成形回路部品の裏面側に向かって広
がる円錐台形状の貫通孔であり、光学素子が球状レンズ
から構成され、貫通孔縁部に上記球状レンズが位置決め
接合されることを特徴とする。
【００１３】本願の請求項７に記載の発明は、貫通孔に
設けた段部により位置決めされる光学素子は、半球状レ
ンズ、ＧＲＩＮロッドレンズ、フレネルレンズ、回析格
子のいずれかからなることを特徴とする。
設けた段部により位置決めされる光学素子は、半球状レ
ンズ、ＧＲＩＮロッドレンズ、フレネルレンズ、回析格
子のいずれかからなることを特徴とする。
【００１４】本願の請求項８に記載の発明は、ＬＥＤ素
子は射出成形回路部品の凹陥部底面にフリップチップ実
装されていることを特徴とする。
子は射出成形回路部品の凹陥部底面にフリップチップ実
装されていることを特徴とする。
【００１５】本願の請求項９に記載の発明は、ＬＥＤ素
子は、射出成形回路部品の凹陥部側面に半田接合されて
いることを特徴とする。
子は、射出成形回路部品の凹陥部側面に半田接合されて
いることを特徴とする。
【００１６】従って、本発明に係る投光素子パッケージ
によれば、ＬＥＤ素子等の投光素子と、投光素子から発
散光を集光する光学素子、及びそれらを位置決めする機
能をもつＭＩＤとから構成される投光素子パッケージと
したことで、従来に比べ投光素子の投光面と光学素子間
の距離を短縮することができるとともに、ＭＩＤに投光
素子を精度良く実装できることは勿論、ＭＩＤに光学素
子を位置決めする機能を付与したため、投光素子の光軸
と光学素子の光軸との光軸ズレ等の不具合を解消でき
る。
によれば、ＬＥＤ素子等の投光素子と、投光素子から発
散光を集光する光学素子、及びそれらを位置決めする機
能をもつＭＩＤとから構成される投光素子パッケージと
したことで、従来に比べ投光素子の投光面と光学素子間
の距離を短縮することができるとともに、ＭＩＤに投光
素子を精度良く実装できることは勿論、ＭＩＤに光学素
子を位置決めする機能を付与したため、投光素子の光軸
と光学素子の光軸との光軸ズレ等の不具合を解消でき
る。
【００１７】従って、投光素子発光面から出る発散光の
指向性が高まり、投光素子から光学素子（集光レンズ）
への光入射効率の向上と光軸の安定した集光光束が得ら
れることになる。
指向性が高まり、投光素子から光学素子（集光レンズ）
への光入射効率の向上と光軸の安定した集光光束が得ら
れることになる。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る投光素子パッ
ケージの実施形態について、添付図面を参照しながら詳
細に説明する。
ケージの実施形態について、添付図面を参照しながら詳
細に説明する。
【００１９】図１，図２は本発明に係る投光素子パッケ
ージの第１の実施形態を示すもので、図１は投光素子パ
ッケージの構成を示す断面図、図２は球状レンズを取り
外した状態を示す投光素子パッケージの平面図、図３乃
至図６は本発明に係る投光素子パッケージの第２の実施
形態を示すもので、図３は投光素子パッケージの構成を
示す断面図、図４は集光レンズを取り外した状態を示す
投光素子パッケージの平面図、図５，図６は集光レンズ
としてＧＲＩＮロッドレンズ、フレネルレンズをそれぞ
れ適用した投光素子パッケージの構成を示す各断面図、
図７乃至図９は本発明に係る投光素子パッケージの第３
の実施形態、第４の実施形態、第５の実施形態を示す各
断面図である。
ージの第１の実施形態を示すもので、図１は投光素子パ
ッケージの構成を示す断面図、図２は球状レンズを取り
外した状態を示す投光素子パッケージの平面図、図３乃
至図６は本発明に係る投光素子パッケージの第２の実施
形態を示すもので、図３は投光素子パッケージの構成を
示す断面図、図４は集光レンズを取り外した状態を示す
投光素子パッケージの平面図、図５，図６は集光レンズ
としてＧＲＩＮロッドレンズ、フレネルレンズをそれぞ
れ適用した投光素子パッケージの構成を示す各断面図、
図７乃至図９は本発明に係る投光素子パッケージの第３
の実施形態、第４の実施形態、第５の実施形態を示す各
断面図である。
【００２０】図１，図２において、投光素子パッケージ
１０は、所望の三次元形状に成形されたＭＩＤ２０と、
このＭＩＤ２０の実装面に実装されたＬＥＤ素子３０
と、ＬＥＤ素子３０の投光面の至近位置に接合された光
学素子としての球状レンズ４０とから大略構成されてい
る。
１０は、所望の三次元形状に成形されたＭＩＤ２０と、
このＭＩＤ２０の実装面に実装されたＬＥＤ素子３０
と、ＬＥＤ素子３０の投光面の至近位置に接合された光
学素子としての球状レンズ４０とから大略構成されてい
る。
【００２１】更に詳しくは、本実施形態においては、Ｍ
ＩＤ２０は、ＬＥＤ素子３０を実装するために、長円状
凹陥部２１が凹設されており、この長円状凹陥部２１の
底面２１ａから凹陥部２１の内側面及びＭＩＤ２０の外
側面に亘って所望パターンのランド２２が形成されてい
る。
ＩＤ２０は、ＬＥＤ素子３０を実装するために、長円状
凹陥部２１が凹設されており、この長円状凹陥部２１の
底面２１ａから凹陥部２１の内側面及びＭＩＤ２０の外
側面に亘って所望パターンのランド２２が形成されてい
る。
【００２２】そして、ＭＩＤ２０は、所望の三次元形状
に成形され、優れた成形性を備えていることから、集光
性をもつ光学素子として本実施形態で使用する球状レン
ズ４０の位置決め機能をもたせたことが本発明の特徴で
ある。
に成形され、優れた成形性を備えていることから、集光
性をもつ光学素子として本実施形態で使用する球状レン
ズ４０の位置決め機能をもたせたことが本発明の特徴で
ある。
【００２３】すなわち、球状レンズ４０は、その下部が
ＭＩＤ２０の凹陥部２１内に嵌り込むが、凹陥部２１の
半円状のエッジ部２１ｂにより球状レンズ４０の図１中
右半部分が当接保持され、ＭＩＤ２０に実装されている
ＬＥＤ素子３０とこの長円状凹陥部２１のエッジ部２１
ｂに保持されている球状レンズ４０との精度の良い位置
決めがなされることになる。
ＭＩＤ２０の凹陥部２１内に嵌り込むが、凹陥部２１の
半円状のエッジ部２１ｂにより球状レンズ４０の図１中
右半部分が当接保持され、ＭＩＤ２０に実装されている
ＬＥＤ素子３０とこの長円状凹陥部２１のエッジ部２１
ｂに保持されている球状レンズ４０との精度の良い位置
決めがなされることになる。
【００２４】更に、ＭＩＤ２０の長円状凹陥部２１の底
面２１ａにＬＥＤ素子３０が実装された後、接合ワイヤ
３１によるワイヤボンディングにより実装固定され、長
円状凹陥部２１内にシリコーン樹脂等の透明封止樹脂３
２を封入することにより、ＬＥＤ素子３０と球状レンズ
４０との固定がなされ、投光素子パッケージ１０の製作
が完了する。
面２１ａにＬＥＤ素子３０が実装された後、接合ワイヤ
３１によるワイヤボンディングにより実装固定され、長
円状凹陥部２１内にシリコーン樹脂等の透明封止樹脂３
２を封入することにより、ＬＥＤ素子３０と球状レンズ
４０との固定がなされ、投光素子パッケージ１０の製作
が完了する。
【００２５】尚、上記ＭＩＤ２０は、半導体素子の実
装、あるいは半田付けで他の回路へ接続されることか
ら、高耐熱性の液晶ポリマー（ＬＣＰ）等の樹脂が使用
され、長円状凹陥部２１を要する所望の形状に射出成形
されるが、このＭＩＤ２０に形成されるランド２２は、
分類上ワンショット法で各種提案がなされている選択鍍
金方法で形成すれば良い。
装、あるいは半田付けで他の回路へ接続されることか
ら、高耐熱性の液晶ポリマー（ＬＣＰ）等の樹脂が使用
され、長円状凹陥部２１を要する所望の形状に射出成形
されるが、このＭＩＤ２０に形成されるランド２２は、
分類上ワンショット法で各種提案がなされている選択鍍
金方法で形成すれば良い。
【００２６】従って、上述した投光素子パッケージ１０
の構成によれば、ＬＥＤ素子３０の至近位置に優れた集
光機能をもつ球状レンズ４０を接合する上で、成形性に
優れたＭＩＤ２０にＬＥＤ素子３０並びに球状レンズ４
０を精度良く位置決め接合できるため、集光効率を上げ
ることができるとともに、光軸の安定した集光光束が得
られる。
の構成によれば、ＬＥＤ素子３０の至近位置に優れた集
光機能をもつ球状レンズ４０を接合する上で、成形性に
優れたＭＩＤ２０にＬＥＤ素子３０並びに球状レンズ４
０を精度良く位置決め接合できるため、集光効率を上げ
ることができるとともに、光軸の安定した集光光束が得
られる。
【００２７】次に、図３乃至図６を基に本発明に係る投
光素子パッケージ１０の第２の実施形態について説明す
るが、この第２の実施形態においては、集光機能をもつ
光学素子として、半球状レンズ４１、フレネルレンズ４
２、ＧＲＩＮロッドレンズ４３等の集光レンズを使用し
ているが、これら集光レンズをＭＩＤ２０により精度良
く位置決めでき、集光性能に優れた投光素子パッケージ
１０を提供する基本構成は第１の実施形態と同一であ
る。尚、第１の実施形態と同一部分については同一符号
を付し、その詳細な説明は省略する。
光素子パッケージ１０の第２の実施形態について説明す
るが、この第２の実施形態においては、集光機能をもつ
光学素子として、半球状レンズ４１、フレネルレンズ４
２、ＧＲＩＮロッドレンズ４３等の集光レンズを使用し
ているが、これら集光レンズをＭＩＤ２０により精度良
く位置決めでき、集光性能に優れた投光素子パッケージ
１０を提供する基本構成は第１の実施形態と同一であ
る。尚、第１の実施形態と同一部分については同一符号
を付し、その詳細な説明は省略する。
【００２８】まず、この第２の実施形態に使用する投光
素子パッケージ１０は、図４では集光レンズを省略した
ＬＥＤ素子３０の実装面を上側からみた平面図を示して
いるが、図３，図４から明らかなように、ＭＩＤ２０に
は、ＬＥＤ素子３０を実装するための凹陥部２３が形成
されており、この凹陥部２３は、長円状ではなく矩形状
にやや近く、４隅部に丸みをもたせた形状に設定されて
いるとともに、この凹陥部２３の内側面に円状座繰り２
４が形成されていることがＭＩＤ２０の構成上の特徴で
ある。
素子パッケージ１０は、図４では集光レンズを省略した
ＬＥＤ素子３０の実装面を上側からみた平面図を示して
いるが、図３，図４から明らかなように、ＭＩＤ２０に
は、ＬＥＤ素子３０を実装するための凹陥部２３が形成
されており、この凹陥部２３は、長円状ではなく矩形状
にやや近く、４隅部に丸みをもたせた形状に設定されて
いるとともに、この凹陥部２３の内側面に円状座繰り２
４が形成されていることがＭＩＤ２０の構成上の特徴で
ある。
【００２９】そして、ＭＩＤ２０にＬＥＤ素子３０を実
装した後、半球状レンズ４１のフラット面４１ａをＬＥ
Ｄ素子３０に対向させた状態で、凹陥部２３内に収容し
た時、凹陥部２３の内側面に設けた円状座繰り２４によ
り半球状レンズ４１が位置決めかつ支持されることにな
り、同様にシリコーン樹脂等の透明封止樹脂３２によ
り、ＭＩＤ２０に対してＬＥＤ素子３０及び半球状レン
ズ４１を固定すれば良い。
装した後、半球状レンズ４１のフラット面４１ａをＬＥ
Ｄ素子３０に対向させた状態で、凹陥部２３内に収容し
た時、凹陥部２３の内側面に設けた円状座繰り２４によ
り半球状レンズ４１が位置決めかつ支持されることにな
り、同様にシリコーン樹脂等の透明封止樹脂３２によ
り、ＭＩＤ２０に対してＬＥＤ素子３０及び半球状レン
ズ４１を固定すれば良い。
【００３０】また、図５に示すように、半球状レンズ４
１に替えてフレネルレンズ４２を設置するか、あるい
は、図６に示すように、ＧＲＩＮロッドレンズ４３を接
合しても良く、投光素子パッケージ１０の使用目的、用
途等を考慮して、各種の集光レンズや回析格子、光学フ
ィルター等、光学素子のバリエーションを変更すること
ができる。
１に替えてフレネルレンズ４２を設置するか、あるい
は、図６に示すように、ＧＲＩＮロッドレンズ４３を接
合しても良く、投光素子パッケージ１０の使用目的、用
途等を考慮して、各種の集光レンズや回析格子、光学フ
ィルター等、光学素子のバリエーションを変更すること
ができる。
【００３１】そして、図３乃至図６に示す第２の実施形
態においても、投光素子パッケージ１０は、ＬＥＤ素子
２０からの発散光の光軸が集光レンズ４１，４２，４３
の光軸とずれることがなく、発散光を効率良く集光させ
ることができ、光利用効率を高めた投光素子パッケージ
１０を提供できるという第１の実施形態と同様の作用効
果を備えている。
態においても、投光素子パッケージ１０は、ＬＥＤ素子
２０からの発散光の光軸が集光レンズ４１，４２，４３
の光軸とずれることがなく、発散光を効率良く集光させ
ることができ、光利用効率を高めた投光素子パッケージ
１０を提供できるという第１の実施形態と同様の作用効
果を備えている。
【００３２】次いで、図７に示す本発明に係る投光素子
パッケージ１０の第３の実施形態について説明すると、
この第３の実施形態においては、ＬＥＤ素子３０がフリ
ップチップ実装されることと、凹陥部２５に光学素子を
位置決めできる位置決め機能をもつ貫通孔２６が設けら
れていることが構成上の特徴である。
パッケージ１０の第３の実施形態について説明すると、
この第３の実施形態においては、ＬＥＤ素子３０がフリ
ップチップ実装されることと、凹陥部２５に光学素子を
位置決めできる位置決め機能をもつ貫通孔２６が設けら
れていることが構成上の特徴である。
【００３３】すなわち、ＭＩＤ２０には、凹陥部２５の
底面からＭＩＤ２０の裏面側に向けて広がる円錐台形状
の貫通孔２６が形成されており、この貫通孔２６内に光
学素子としての球状レンズ４０が嵌め込まれている。
底面からＭＩＤ２０の裏面側に向けて広がる円錐台形状
の貫通孔２６が形成されており、この貫通孔２６内に光
学素子としての球状レンズ４０が嵌め込まれている。
【００３４】従って、この第３の実施形態においても、
貫通孔２６の孔中心に球状レンズ４０の光軸中心が位置
決めできるため、ＬＥＤ素子３０の光軸と球状レンズ４
０の光軸を精度良く合わせることができる。尚、ＬＥＤ
素子３０は、ＭＩＤ２０の凹陥部２５底面のランド２２
との間でボール半田３３を介してフリップ実装されてい
る。
貫通孔２６の孔中心に球状レンズ４０の光軸中心が位置
決めできるため、ＬＥＤ素子３０の光軸と球状レンズ４
０の光軸を精度良く合わせることができる。尚、ＬＥＤ
素子３０は、ＭＩＤ２０の凹陥部２５底面のランド２２
との間でボール半田３３を介してフリップ実装されてい
る。
【００３５】次いで、図８は本発明に係る投光素子パッ
ケージ１０の第４の実施形態を示すもので、第３の実施
形態に比べ、貫通孔２６は、段部２７を備え、この段部
２７に集光レンズとしてのＧＲＩＮロッドレンズ４３が
嵌め込まれ、ＬＥＤ素子３０とＧＲＩＮロッドレンズ４
３との正確な位置合わせができるようになっている。
ケージ１０の第４の実施形態を示すもので、第３の実施
形態に比べ、貫通孔２６は、段部２７を備え、この段部
２７に集光レンズとしてのＧＲＩＮロッドレンズ４３が
嵌め込まれ、ＬＥＤ素子３０とＧＲＩＮロッドレンズ４
３との正確な位置合わせができるようになっている。
【００３６】更に、図９は図７に示す第３の実施形態の
変形態様を示す第５の実施形態であり、この第５の実施
形態においては、ＬＥＤ素子３０をＭＩＤ２０の凹陥部
２５内に嵌合状態で接合し、ＬＥＤ素子３０の側面３０
ａと凹陥部２５の内側面２５ａとの間で半田接合を行な
うことにより、ＬＥＤ素子３０の実装が行なわれる。
変形態様を示す第５の実施形態であり、この第５の実施
形態においては、ＬＥＤ素子３０をＭＩＤ２０の凹陥部
２５内に嵌合状態で接合し、ＬＥＤ素子３０の側面３０
ａと凹陥部２５の内側面２５ａとの間で半田接合を行な
うことにより、ＬＥＤ素子３０の実装が行なわれる。
【００３７】このように、図７乃至図９に示す第３乃至
第５の実施形態においても、貫通孔２６に光学素子を位
置決めする機能をもたせ、かつＬＥＤ素子３０の実装形
態を相違させるだけで、ＭＩＤ２０を利用して、光学素
子の正確な位置決め機能を達成することは上述した各種
実施形態と同一である。
第５の実施形態においても、貫通孔２６に光学素子を位
置決めする機能をもたせ、かつＬＥＤ素子３０の実装形
態を相違させるだけで、ＭＩＤ２０を利用して、光学素
子の正確な位置決め機能を達成することは上述した各種
実施形態と同一である。
【００３８】また、図８に示す第４の実施形態におい
て、ＧＲＩＮロッドレンズ４３に替えて半球状レンズ４
１やフレネルレンズ４２、あるいは回析格子等を代替し
ても良い。
て、ＧＲＩＮロッドレンズ４３に替えて半球状レンズ４
１やフレネルレンズ４２、あるいは回析格子等を代替し
ても良い。
【００３９】
【発明の効果】以上説明した通り、本発明に係る投光素
子パッケージによれば、投光素子と投光素子からの発散
光を効率良く集光できる集光性の優れた光学素子と、そ
れらを位置決め実装できるＭＩＤとから投光素子パッケ
ージを構成したため、従来の投光素子パッケージに比
べ、投光素子、光学素子の位置決め実装を精度良く行な
うことができるため、投光素子からの発散光の指向性を
高め、投光素子から光ファイバへの光入射効率の向上と
光軸の安定した集光光束が得られ、光電センサにおける
発光素子の光利用効率を大幅に向上させることができる
という効果を有する。
子パッケージによれば、投光素子と投光素子からの発散
光を効率良く集光できる集光性の優れた光学素子と、そ
れらを位置決め実装できるＭＩＤとから投光素子パッケ
ージを構成したため、従来の投光素子パッケージに比
べ、投光素子、光学素子の位置決め実装を精度良く行な
うことができるため、投光素子からの発散光の指向性を
高め、投光素子から光ファイバへの光入射効率の向上と
光軸の安定した集光光束が得られ、光電センサにおける
発光素子の光利用効率を大幅に向上させることができる
という効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る投光素子パッケージの第１の実施
形態の構成を示す断面図である。
形態の構成を示す断面図である。
【図２】図２に示す投光素子パッケージから球状レンズ
を省き、ＬＥＤ素子実装面を上側から見た平面図であ
る。
を省き、ＬＥＤ素子実装面を上側から見た平面図であ
る。
【図３】本発明に係る投光素子パッケージの第２の実施
形態の構成を示す断面図である。
形態の構成を示す断面図である。
【図４】図３に示す投光素子パッケージから半球状レン
ズを省き、ＬＥＤ素子実装面を上側から見た平面図であ
る。
ズを省き、ＬＥＤ素子実装面を上側から見た平面図であ
る。
【図５】図３に示す投光素子パッケージにおける集光レ
ンズとして、フレネルレンズを適用したパッケージ構造
を示す断面図である。
ンズとして、フレネルレンズを適用したパッケージ構造
を示す断面図である。
【図６】図３に示す投光素子パッケージにおける集光レ
ンズとしてＧＲＩＮロッドレンズを適用したパッケージ
構造を示す断面図である。
ンズとしてＧＲＩＮロッドレンズを適用したパッケージ
構造を示す断面図である。
【図７】本発明に係る投光素子パッケージの第３の実施
形態を示す断面図である。
形態を示す断面図である。
【図８】本発明に係る投光素子パッケージの第４の実施
形態を示す断面図である。
形態を示す断面図である。
【図９】本発明に係る投光素子パッケージの第５の実施
形態を示す断面図である。
形態を示す断面図である。
【図１０】従来の投光素子パッケージを示す断面図であ
る。
る。
【図１１】集光性ボールを接合した従来の投光素子パッ
ケージの構成を示す断面図である。
ケージの構成を示す断面図である。
【図１２】ＬＥＤ素子からの出射光が光ファィバーへの
入射光、出射光となる状態を示す模式図である。
入射光、出射光となる状態を示す模式図である。
１０ 投光素子パッケージ ２０ ＭＩＤ ２１ 長円状凹陥部 ２１ａ 底面 ２１ｂ エッジ部 ２２ ランド ２３ 凹陥部 ２３ａ 底面 ２４ 円状座繰り ２５ 凹陥部 ２６ 貫通孔 ２７ 段部 ３０ ＬＥＤ素子 ３１ 接合ワイヤ ３２ 透明封止樹脂 ３３ ボール半田 ４０ 球状レンズ ４１ 半球状レンズ ４２ フレネルレンズ ４３ ＧＲＩＮロッドレンズ
Claims (9)
- 【請求項１】 凹陥部を備え、ＬＥＤ素子と電気的に接
続するための凹陥部底面から外面に延びるランドを有
し、集光性をもつ光学素子の位置決め部を設けた射出成
形回路部品と、該射出成形回路部品の凹陥部底面に実装
されたＬＥＤ素子と、上記射出成形回路部品の位置決め
部に位置決め接合された光学素子とから構成されること
を特徴とする投光素子パッケージ。 - 【請求項２】 凹陥部が長円状であり、光学素子が球状
レンズから構成され、長円状凹陥部の上面の半円状エッ
ジ部により、球状レンズを位置決め接合したことを特徴
とする請求項１に記載の投光素子パッケージ。 - 【請求項３】 射出成形回路部品に設けられる位置決め
部が段部であり、光学素子が上記段部に嵌合状に位置決
め保持されることを特徴とする請求項１に記載の投光素
子パッケージ。 - 【請求項４】 光学素子は、半球状レンズ、ＧＲＩＮロ
ッドレンズ、フレネルレンズ、回析格子のいずれかから
なることを特徴とする請求項３に記載の投光素子パッケ
ージ。 - 【請求項５】 凹陥部を備え、ＬＥＤ素子と電気的に接
続するための凹陥部底面から外面に延びるランドを有
し、光学素子を位置決めする段部を設け、凹陥部と段部
との間に貫通孔を施した射出成形回路部品と、該射出成
形回路部品の凹陥部に実装されるＬＥＤ素子と、上記射
出成形回路部品の位置決め部に位置決めされる光学素子
とからなることを特徴とする投光素子パッケージ。 - 【請求項６】 貫通孔が凹陥部底面から射出成形回路部
品の裏面側に向かって広がる円錐台形状の貫通孔であ
り、光学素子が球状レンズから構成され、貫通孔縁部に
上記球状レンズが位置決め接合されることを特徴とする
請求項５に記載の投光素子パッケージ。 - 【請求項７】 貫通孔に設けた段部により位置決めされ
る光学素子は、半球状レンズ、ＧＲＩＮロッドレンズ、
フレネルレンズ、回析格子のいずれかからなることを特
徴とする請求項５に記載の投光素子パッケージ。 - 【請求項８】 ＬＥＤ素子は、射出成形回路部品の凹陥
部底面にフリップチップ実装されていることを特徴とす
る請求項５乃至７のいずれかに記載の投光素子パッケー
ジ。 - 【請求項９】 ＬＥＤ素子は、射出成形回路部品の凹陥
部側面に半田接合されていることを特徴とする請求項５
乃至７のいずれかに記載の投光素子パッケージ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11174431A JP2001007402A (ja) | 1999-06-21 | 1999-06-21 | 投光素子パッケージ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11174431A JP2001007402A (ja) | 1999-06-21 | 1999-06-21 | 投光素子パッケージ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001007402A true JP2001007402A (ja) | 2001-01-12 |
Family
ID=15978423
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11174431A Pending JP2001007402A (ja) | 1999-06-21 | 1999-06-21 | 投光素子パッケージ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001007402A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6940102B2 (en) | 2001-02-13 | 2005-09-06 | Agilent Technologies, Inc. | Light-emitting diode and a method for its manufacture |
| KR20050099386A (ko) * | 2004-04-09 | 2005-10-13 | 서울반도체 주식회사 | 광 지향각이 향상된 발광 다이오드 렌즈 및 이를 구비하는발광 다이오드 |
| KR100941639B1 (ko) * | 2001-06-12 | 2010-02-11 | 필립스 루미리즈 라이팅 캄파니 엘엘씨 | 발광 디바이스 및 그 제조 방법과 발광 디바이스에 대한투명 광학 소자 접착 방법 |
| CN112864298A (zh) * | 2021-01-08 | 2021-05-28 | 厦门市信达光电科技有限公司 | 一种小角度led封装结构及其制备方法 |
-
1999
- 1999-06-21 JP JP11174431A patent/JP2001007402A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6940102B2 (en) | 2001-02-13 | 2005-09-06 | Agilent Technologies, Inc. | Light-emitting diode and a method for its manufacture |
| KR100941639B1 (ko) * | 2001-06-12 | 2010-02-11 | 필립스 루미리즈 라이팅 캄파니 엘엘씨 | 발광 디바이스 및 그 제조 방법과 발광 디바이스에 대한투명 광학 소자 접착 방법 |
| KR20050099386A (ko) * | 2004-04-09 | 2005-10-13 | 서울반도체 주식회사 | 광 지향각이 향상된 발광 다이오드 렌즈 및 이를 구비하는발광 다이오드 |
| CN112864298A (zh) * | 2021-01-08 | 2021-05-28 | 厦门市信达光电科技有限公司 | 一种小角度led封装结构及其制备方法 |
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