JP2007173562A - Optical semiconductor device and electronic device having same - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical semiconductor device having high optical coupling efficiency and optical transmission quality to an optical fiber and also having high reliability of a environmental resistance or the like, wherein a compact optical semiconductor element such as an LED or a PD can be used, and full duplex optical communication can be employed which achieves compatibility between a compact structure and a low cost with a simple arrangement. <P>SOLUTION: The optical semiconductor device includes: a lead frame 501; light emitting and receiving elements 502 and 503 mounted on the lead frame; first and second transparent silicone resins 506A and 506B; a first mold resin 507 having a low light transmissivity; and a second mold resin 508 having a high light transmissivity. Two strip-like projections 509A and 509B are provided to the first mold resin 507, and a strip-like groove 514 is provided in the second mold resin 508. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

この発明は、発光素子と受光素子をモールド樹脂で封止してなる光半導体装置に関し、典型的には、光ファイバ等の光伝送媒体を利用して光信号を送受信する光通信装置等に利用することができる光半導体装置に関する。   The present invention relates to an optical semiconductor device in which a light-emitting element and a light-receiving element are sealed with a mold resin, and typically used in an optical communication apparatus that transmits and receives an optical signal using an optical transmission medium such as an optical fiber. The present invention relates to an optical semiconductor device that can be used.

また、この発明は、そのような光半導体装置を備えた電子機器に関する。この発明の電子機器は、デジタルＴＶ（Television：テレビジョン）、デジタルＢＳ（Broadcasting Satellite：ブロードキャスティング・サテライト）チューナ、ＣＳ（Communication Satellite：コミュニケーション・サテライト）チューナ、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc：デジタル多用途ディスク）プレーヤ、ＣＤ（Compact Disc：コンパクト・ディスク）プレーヤ、ＡＶ（Audio Visual：オーディオ・ビジュアル）アンプ、オーディオ、パーソナルコンピュータ（以下、パソコンという）、パソコン周辺機器、携帯電話、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant：パーソナル・デジタル・アシスタント）、また、動作温度範囲の広い環境で用いられるカーオーディオ、カーナビゲーションシステム等の車載用機器、工場内のロボットのセンサ、制御用機器等を含む。   The present invention also relates to an electronic apparatus provided with such an optical semiconductor device. The electronic device of the present invention includes a digital TV (Television), a digital BS (Broadcasting Satellite) tuner, a CS (Communication Satellite) tuner, and a DVD (Digital Versatile Disc). ) Player, CD (Compact Disc) player, AV (Audio Visual) amplifier, audio, personal computer (hereinafter referred to as personal computer), personal computer peripherals, mobile phone, PDA (Personal Digital Assistant: personal) -Digital assistant), and also includes in-vehicle devices such as car audio systems and car navigation systems used in an environment with a wide operating temperature range, robot sensors and control devices in factories.

この種の一般的な光半導体装置としては、図３に示すように透明樹脂１０６を用いトランスファ成形を利用して作製されたものがある。この光半導体装置は、リードフレーム１０１上に搭載された光半導体素子１０２を透明樹脂１０６で封止し、透明樹脂１０６の一部からなるレンズ１１０により光半導体素子１０２と光ファイバケーブル１１１とを光学的に結合させるものである。光半導体素子１０２はリードフレーム１０１とワイヤ１０４により電気的に結合されている。なお、この例では、光半導体素子１０２を駆動または制御するための半導体回路１０５がリードフレーム１０１に搭載されている。１０３はマウント材である。透明樹脂１０６としては、光学特性を重視するため、フィラーが混入されていないものが用いられている。しかし、そのような透明樹脂１０６は線膨張係数が大きいため、耐環境性（耐熱衝撃や放熱性等）等の信頼性が劣り、また、実装時の半田付けが困難になる。   As this type of general optical semiconductor device, there is one manufactured by using transfer molding using a transparent resin 106 as shown in FIG. In this optical semiconductor device, an optical semiconductor element 102 mounted on a lead frame 101 is sealed with a transparent resin 106, and the optical semiconductor element 102 and the optical fiber cable 111 are optically coupled by a lens 110 made of a part of the transparent resin 106. To be combined. The optical semiconductor element 102 is electrically coupled to the lead frame 101 and the wire 104. In this example, a semiconductor circuit 105 for driving or controlling the optical semiconductor element 102 is mounted on the lead frame 101. Reference numeral 103 denotes a mount material. As the transparent resin 106, in order to place importance on optical characteristics, a resin not containing a filler is used. However, since such a transparent resin 106 has a large coefficient of linear expansion, reliability such as environmental resistance (thermal shock, heat dissipation, etc.) is inferior, and soldering at the time of mounting becomes difficult.

このため、フィラーが混入されたモールド樹脂を用いて封止された光半導体装置が提案されている。   For this reason, an optical semiconductor device sealed using a mold resin mixed with a filler has been proposed.

例えば図４に示すように、特許文献１（特開２０００−１７３９４７号公報）に開示された光半導体装置では、光半導体素子２０２の光学部のみにガラスレンズ２１２を貼付け、それらをリードフレーム２０１に搭載し、光半導体素子２０２の光学部の周囲にある電極とリードフレーム２０１とをワイヤ２０４により電気的に結合させている。その後、フィラーが混入されたモールド樹脂２０７を用いてトランスファ成形を行って、光半導体素子２０２に光が入出射する光路をモールド樹脂２０７により遮蔽することなく、光半導体素子２０２やワイヤ２０４をモールド樹脂２０７で封止している。   For example, as shown in FIG. 4, in the optical semiconductor device disclosed in Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2000-173947), a glass lens 212 is pasted only on the optical part of the optical semiconductor element 202, and they are attached to the lead frame 201. The electrodes and the lead frame 201 around the optical part of the optical semiconductor element 202 are electrically coupled by a wire 204. Thereafter, transfer molding is performed using a mold resin 207 mixed with a filler, and the optical semiconductor element 202 and the wire 204 are molded resin without shielding the optical path through which light enters and exits the optical semiconductor element 202 with the mold resin 207. 207 is sealed.

また、図５に示すように、特許文献２（特開平４−９２４５９号公報）に開示された光半導体装置では、半導体素子３０２、リードフレーム３０１、さらにこれらの両者を接続するボンディングワイヤ３０４を含む本体構成部を一体的に封止する第１の封止樹脂体３０８と、この第１封止樹脂体３０８の外周部の少なくとも一部を被覆するように形成された第２の封止樹脂体３０９とを具備し、上記第１の封止樹脂体３０８の線膨張率よりも、上記第２の封止樹脂体３０９の線膨張率が小さくされるように、上記第１および第２の封止樹脂体が選定されている。３０３はマウント材である。   As shown in FIG. 5, the optical semiconductor device disclosed in Patent Document 2 (Japanese Patent Laid-Open No. 4-92459) includes a semiconductor element 302, a lead frame 301, and a bonding wire 304 that connects both of them. A first sealing resin body 308 that integrally seals the main body constituting portion, and a second sealing resin body formed so as to cover at least a part of the outer peripheral portion of the first sealing resin body 308 309, and the first sealing resin body 308 and the second sealing resin body 308 have a linear expansion coefficient smaller than that of the first sealing resin body 308. A stop resin is selected. Reference numeral 303 denotes a mount material.

また、図６に示すように、特許文献３（特開２００２−２８０５９９号公報）に開示された面実装型の光半導体装置は、リードフレーム４０１上に、発光ダイオード４０２と、フォトダイオード４０３と、このフォトダイオード４０３の出力信号を処理する信号処理回路４０８とを搭載し、必要なボンディングワイヤ４０４を設け、上記発光ダイオード４０２とフォトダイオード４０３に各々個別にラッカー４０５，４０５を塗布し、充填剤や染料などを含有する光学的障壁層４０８を設け、さらに、ラッカー４０５，４０５を封止するように光学レンズをなす透光層４０７，４０７を設けて構成されている。
特開２０００−１７３９４７号公報 特開平４−９２４５９号公報 特開２００２−２８０５９９号公報 Further, as shown in FIG. 6, a surface-mount type optical semiconductor device disclosed in Patent Document 3 (Japanese Patent Laid-Open No. 2002-280599) includes a light emitting diode 402, a photodiode 403, a lead frame 401, A signal processing circuit 408 for processing the output signal of the photodiode 403 is mounted, a necessary bonding wire 404 is provided, and lacquers 405 and 405 are individually applied to the light-emitting diode 402 and the photodiode 403, respectively. An optical barrier layer 408 containing a dye or the like is provided, and light-transmitting layers 407 and 407 forming an optical lens are provided so as to seal the lacquers 405 and 405.
JP 2000-173947 A JP-A-4-92459 JP 2002-280599 A

既述のように、図３に示した光半導体装置は、フィラーが混入されていない透明樹脂１０６を用いて封止されている。このため、透明樹脂１０６の線膨張係数と、リードフレーム１０１、光半導体素子１０２及びボンディングワイヤ１０４の線膨張係数との間に大きな差異が生じて、熱応力によりワイヤ断線やパッケージクラック等の不具合が発生する。また、透明樹脂１０６の熱伝導率は約０．１７Ｗ／ｍ・Ｋであり、金属の熱伝導率（例えば銅材の熱伝導率は３６５Ｗ／ｍ・Ｋ）と比較して非常に小さい。このため、光半導体素子１０２が発生する熱が拡散され難く、高温での動作範囲が制限され、耐環境性上の問題がある。   As described above, the optical semiconductor device shown in FIG. 3 is sealed using the transparent resin 106 in which no filler is mixed. For this reason, a large difference occurs between the linear expansion coefficient of the transparent resin 106 and the linear expansion coefficients of the lead frame 101, the optical semiconductor element 102, and the bonding wire 104, and problems such as wire disconnection and package cracks are caused by thermal stress. appear. The thermal conductivity of the transparent resin 106 is about 0.17 W / m · K, which is very small compared to the thermal conductivity of metal (for example, the thermal conductivity of copper material is 365 W / m · K). For this reason, the heat generated by the optical semiconductor element 102 is difficult to diffuse, the operating range at a high temperature is limited, and there is a problem in environmental resistance.

これに対して、図４および図５に示した光半導体装置のように、モールド樹脂２０７，３０８，３０９にフィラーを混入させれば、モールド樹脂の線膨張係数や熱伝導率を調整できる。しかしながら、単にモールド樹脂にフィラーを混入させれば、光透過率が低下してしまうため、好ましくない。そこで、図４の光半導体装置では、光半導体素子２０２の光学部上にガラスレンズ２１２を搭載して、光学部がモールド樹脂２０７で遮蔽されるのを避けている。しかし、ＣＣＤ（Charge Coupled Device：電荷結合素子）のように比較的サイズが大きい（数ｍｍ角〜数十ｍｍ角）光半導体素子を使用する場合は、光学部にガラスレンズを配置することが可能であるけれども、ＬＥＤのようにサイズが小さい（数百μｍ角）光半導体素子では光学部が非常に小さいことから、ガラスレンズも非常に小さいものを使用する必要があり、（ｉ）微小なガラスレンズの作製が困難であるという問題、（ii）光学部とガラスレンズとの接合・位置合わせが困難であるという問題、および、（iii）熱応力が加わるとガラスの線膨張係数とモールド樹脂の線膨張係数との違いにより界面剥離が発生するという問題がある。また、光半導体素子の光学部より大きいガラスレンズを使用した場合、光半導体素子の光学部に近接した電極にもガラスレンズが接合されるため、ワイヤボンディングが行えなくなる。   On the other hand, if the filler is mixed into the mold resins 207, 308, and 309 as in the optical semiconductor device shown in FIGS. 4 and 5, the linear expansion coefficient and thermal conductivity of the mold resin can be adjusted. However, simply mixing a filler into the mold resin is not preferable because the light transmittance is lowered. Therefore, in the optical semiconductor device of FIG. 4, a glass lens 212 is mounted on the optical part of the optical semiconductor element 202 to avoid shielding the optical part with the mold resin 207. However, when using a relatively large (several mm square to several tens mm square) optical semiconductor element such as a CCD (Charge Coupled Device), a glass lens can be arranged in the optical section. However, since an optical part is very small in an optical semiconductor element having a small size (several hundred μm square) like an LED, it is necessary to use a very small glass lens. The problem that it is difficult to manufacture the lens, (ii) the problem that it is difficult to bond and align the optical part and the glass lens, and (iii) the linear expansion coefficient of the glass and the mold resin There is a problem that interfacial delamination occurs due to the difference from the linear expansion coefficient. Further, when a glass lens larger than the optical part of the optical semiconductor element is used, the glass lens is also bonded to the electrode close to the optical part of the optical semiconductor element, so that wire bonding cannot be performed.

また、図５の光半導体装置では、第１の封止樹脂３０８の線膨張係数が第２の封止樹脂３０９の線膨張係数より大きいことから、第２の封止樹脂３０９形成時の熱により、第１の封止樹脂３０８が膨張した状態で成形される。このため、成形後の冷却時に第１の封止樹脂３０８の収縮が第２の封止樹脂３０９に比べ大きくなり、樹脂界面に剥離が発生し、耐湿性等の信頼性の低下という問題が発生する。   Further, in the optical semiconductor device of FIG. 5, the linear expansion coefficient of the first sealing resin 308 is larger than the linear expansion coefficient of the second sealing resin 309. The first sealing resin 308 is molded in an expanded state. For this reason, the shrinkage of the first sealing resin 308 becomes larger than that of the second sealing resin 309 during cooling after molding, causing a problem in that the resin interface is peeled off and the reliability such as moisture resistance is lowered. To do.

また、図６の光半導体装置も、モールド樹脂４０８にフィラーを混入させれば、モールド樹脂の線膨張係数や熱伝導率を調整できる。しかし、この光半導体装置を開示した特許文献３（特開２００２−２８０５９９号公報）には、ラッカー４０５，４０５を塗布するための手段や、光学的障壁層４０８を設けるための手段が記載されておらず、如何にして発光素子４０２や受光素子４０３にダメージを与えずに封止できるか、見出せない。また、光学的障壁層４０８を設けた後、光学レンズをなす透光層４０７を設けるための手段も記載されていない。例えば、光学的障壁層４０８が作る凹部に透光性樹脂を注型にて設けることが一案として考えられるが、そのようにした場合、注入する樹脂量のばらつきによってレンズ形状のばらつきが生じて、所定の光学的性能を得ることが困難となる。また、同文献には、上記光半導体装置は全二重方式光通信が可能にするとの記載があるが、そのためには、基本的に、発光素子４０２と受光素子４０３との間の光学的結合や電気的結合を低減する必要がある。しかし、同文献には、その素子間の光学的結合や電気的結合を低減するための手段が記載されていない。   Also, the optical semiconductor device of FIG. 6 can adjust the linear expansion coefficient and thermal conductivity of the mold resin if a filler is mixed into the mold resin 408. However, Patent Document 3 (Japanese Patent Laid-Open No. 2002-280599) disclosing this optical semiconductor device describes means for applying lacquers 405 and 405 and means for providing an optical barrier layer 408. It is not possible to find out how the light emitting element 402 and the light receiving element 403 can be sealed without damaging them. In addition, after providing the optical barrier layer 408, a means for providing the light-transmitting layer 407 forming an optical lens is not described. For example, it is conceivable to provide a translucent resin by casting in a recess formed by the optical barrier layer 408. In such a case, however, the lens shape varies due to variations in the amount of resin to be injected. It becomes difficult to obtain predetermined optical performance. In addition, this document describes that the optical semiconductor device enables full-duplex optical communication. For this purpose, basically, optical coupling between the light emitting element 402 and the light receiving element 403 is performed. It is necessary to reduce electrical coupling. However, this document does not describe means for reducing optical coupling or electrical coupling between the elements.

そこで、この発明の課題は、光ファイバに対する高い光結合効率および光伝送品質を有し、耐環境性等の信頼性の高い光半導体装置、しかもＬＥＤやＰＤ等のサイズの小さい光半導体素子を利用でき、簡単な構成で小型化と低価格化を両立できる全二重光通信が可能な光半導体装置を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to use an optical semiconductor device having high optical coupling efficiency and optical transmission quality with respect to an optical fiber, having high reliability such as environmental resistance, and an optical semiconductor element having a small size such as an LED or PD. Another object of the present invention is to provide an optical semiconductor device capable of full-duplex optical communication capable of achieving both size reduction and cost reduction with a simple configuration.

また、この発明の課題は、そのような光半導体装置を備えた電子機器を提供することにある。   Moreover, the subject of this invention is providing the electronic device provided with such an optical semiconductor device.

上記課題を解決するため、この発明の光半導体装置は、
リードフレームと、
上記リードフレーム上で、このリードフレームの面に沿った一方向に関して互いに離間した部位にそれぞれ搭載された発光素子および受光素子と、
上記発光素子、上記受光素子をそれぞれ互いに離間して覆う第１、第２の透明シリコーン樹脂部と、
上記発光素子と、上記受光素子と、上記リードフレームのうち少なくとも上記発光素子、受光素子を搭載した部分と、上記第１、第２のシリコーン樹脂部の各頂部以外の部分とを覆って封止する低透光性樹脂からなる第１のモールド樹脂部と、
上記第１のモールド樹脂部の外周面および上記第１、第２のシリコーン樹脂部の各頂部を覆って一体に封止する高透光性樹脂からなる第２のモールド樹脂部と
を備え、
上記第１のモールド樹脂部は、外周面のうち上記発光素子と受光素子の間に相当する部位に、上記リードフレームの面に対して垂直な方向に隆起するとともに上記一方向に対して実質的に垂直な方向に延在しした少なくとも２つの帯状突起を有し、
上記第２のモールド樹脂部は、外周面に、上記第１のモールド樹脂部の上記帯状突起の間の隙間に沿った帯状溝を有することを特徴とする。 In order to solve the above problems, an optical semiconductor device of the present invention is
A lead frame,
On the lead frame, a light emitting element and a light receiving element respectively mounted on portions separated from each other in one direction along the surface of the lead frame;
First and second transparent silicone resin portions covering the light emitting element and the light receiving element, respectively, separately from each other;
Cover and seal the light emitting element, the light receiving element, and at least a portion of the lead frame on which the light emitting element and the light receiving element are mounted, and portions other than the top portions of the first and second silicone resin portions. A first mold resin portion made of a low light-transmitting resin;
A second mold resin portion made of a highly translucent resin that covers and integrally seals the outer peripheral surface of the first mold resin portion and the tops of the first and second silicone resin portions,
The first mold resin portion bulges in a direction perpendicular to the surface of the lead frame in a portion corresponding to the area between the light emitting element and the light receiving element on the outer peripheral surface, and substantially in the one direction. At least two band-like protrusions extending in a direction perpendicular to
The second mold resin portion has a belt-like groove along the gap between the belt-like projections of the first mold resin portion on the outer peripheral surface.

この明細書において、「低透光性樹脂」とは、「高透光性樹脂」よりも光透過率が低い樹脂を指し、非透光性である場合も含む。   In this specification, the “low light-transmitting resin” refers to a resin having a light transmittance lower than that of the “high light-transmitting resin”, and includes a case of non-light-transmitting.

「高透光性樹脂」は、「低透光性樹脂」よりも光透過率が高い樹脂を指し、完全に透明である場合も含む。   “Highly translucent resin” refers to a resin having a higher light transmittance than “low translucent resin”, and includes a case where it is completely transparent.

この発明の光半導体装置では、発光素子が発した光は、第１の透明シリコーン樹脂部、第２のモールド樹脂部を通して外部へ出射される。第１の透明シリコーン樹脂部は透明であり、第２のモールド樹脂部は高透光性樹脂からなるので、上記発光素子が発した光は、殆ど減衰することなく、例えば光ファイバへ達する。また、外部、例えば別の光ファイバからの光は、第２のモールド樹脂部、第２の透明シリコーン樹脂部を通して受光素子に入射する。つまり、第１のモールド樹脂部をなす低透光性樹脂は光路を構成しない。したがって、第２のモールド樹脂部をなす高透光性樹脂として、例えば透明性の高いフィラを含有した酸無水系エポキシ樹脂を採用することができる。また、第１および第２のモールド樹脂部は、金型を用いた公知のトランスファモールドを行うことにより、容易に精度良く形成される。したがって、この光半導体装置は、光ファイバに対する高い結合効率および光伝送品質を有することができる。   In the optical semiconductor device of the present invention, the light emitted from the light emitting element is emitted to the outside through the first transparent silicone resin portion and the second mold resin portion. Since the first transparent silicone resin portion is transparent and the second mold resin portion is made of a highly translucent resin, the light emitted from the light emitting element reaches, for example, an optical fiber with almost no attenuation. Further, light from the outside, for example, another optical fiber, enters the light receiving element through the second mold resin portion and the second transparent silicone resin portion. That is, the low light-transmitting resin forming the first mold resin portion does not constitute an optical path. Therefore, for example, an acid-free epoxy resin containing a highly transparent filler can be used as the highly translucent resin that forms the second mold resin portion. Further, the first and second mold resin portions are easily and accurately formed by performing a known transfer mold using a mold. Therefore, this optical semiconductor device can have high coupling efficiency and optical transmission quality with respect to the optical fiber.

一方、第１のモールド樹脂部をなす低透光性樹脂として、線膨張係数が小さいエポキシ樹脂（例えばフィラを含有したフェノール系エポキシ樹脂）を採用することで、第１のモールド樹脂部をなす低透光性樹脂の線膨張係数と、リードフレームやボンディングワイヤをなす金属材料の線膨張係数との間の差を小さくすることができる。したがって、熱応力によるボンディングワイヤの断線やパッケージクラック等の発生を抑制できる。したがって、この光半導体装置では、耐環境性（耐熱衝撃や放熱性等）等の信頼性が優れ、また、実装時の半田付けが容易になる。   On the other hand, by adopting an epoxy resin having a small linear expansion coefficient (for example, a phenolic epoxy resin containing filler) as the low light-transmitting resin forming the first mold resin portion, the low mold forming the first mold resin portion is achieved. The difference between the linear expansion coefficient of the translucent resin and the linear expansion coefficient of the metal material forming the lead frame or the bonding wire can be reduced. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of disconnection of the bonding wire, package cracks, and the like due to thermal stress. Therefore, this optical semiconductor device has excellent reliability such as environmental resistance (thermal shock, heat dissipation, etc.) and can be easily soldered during mounting.

しかも、発光素子や受光素子の上にガラスレンズなどを搭載するわけではないから、上記発光素子や受光素子としてそれぞれＬＥＤやＰＤ等のサイズの小さい光半導体素子を利用できる。   In addition, since a glass lens or the like is not mounted on the light emitting element or the light receiving element, a small-sized optical semiconductor element such as an LED or PD can be used as the light emitting element or the light receiving element.

また、この光半導体装置では、上記第１のモールド樹脂部が低透光性樹脂からなるので、発光素子から受光素子の方へ発せられた光は第１のモールド樹脂部を通る間に減衰する。したがって、上記発光素子と受光素子との間の光学的結合が低減される。また、上記発光素子と受光素子との間に、上記第１のモールド樹脂部の外周面に設けられた２つの帯状突起と、それらの帯状突起の間の隙間に沿った、上記第２のモールド樹脂部の外周面がなす帯状溝とが設けられている。したがって、上記発光素子と受光素子の間の光学的結合がさらに低減される。したがって、この光半導体装置では、高伝送速度で全二重光通信が可能になる。   In this optical semiconductor device, since the first mold resin portion is made of a low translucent resin, the light emitted from the light emitting element toward the light receiving element is attenuated while passing through the first mold resin portion. . Therefore, the optical coupling between the light emitting element and the light receiving element is reduced. Further, the second mold along the gap between the two band-shaped protrusions provided on the outer peripheral surface of the first mold resin portion between the light-emitting element and the light-receiving element and the band-shaped protrusions. A belt-like groove formed by the outer peripheral surface of the resin portion is provided. Therefore, the optical coupling between the light emitting element and the light receiving element is further reduced. Therefore, this optical semiconductor device enables full duplex optical communication at a high transmission rate.

また、この光半導体装置は、簡単な構成をもつ。したがって、小型化と低価格化を両立させることができる。   Further, this optical semiconductor device has a simple configuration. Therefore, both size reduction and price reduction can be achieved.

一実施形態の光半導体装置では、上記リードフレームの線膨張係数と上記第１のモールド樹脂部の線膨張係数との差が０乃至６．０×１０−５Ｋ−１の範囲内になるように、上記第１のモールド樹脂部に混入されたフィラーの割合が設定されていることを特徴とする。 In the optical semiconductor device of one embodiment, the difference between the linear expansion coefficient of the lead frame and the linear expansion coefficient of the first mold resin portion is in the range of 0 to 6.0 × 10 −5 K −1. Further, the ratio of the filler mixed in the first mold resin portion is set.

この一実施形態の光半導体装置では、第１のモールド樹脂部をなす低透光性樹脂の線膨張係数とリードフレームをなす金属材料の線膨張係数との差を小さくすることができる。したがって、熱応力によるボンディングワイヤの断線等の発生をさらに抑制できる。上記第１のモールド樹脂部の線膨張係数と上記第２のモールド樹脂部の線膨張係数との差が０乃至６．０×１０−５Ｋ−１の範囲内になるように、上記第１のモールド樹脂部に混入されたフィラーの割合が設定されていることを特徴とする。 In the optical semiconductor device of this embodiment, the difference between the linear expansion coefficient of the low translucent resin that forms the first mold resin portion and the linear expansion coefficient of the metal material that forms the lead frame can be reduced. Therefore, it is possible to further suppress the occurrence of disconnection of the bonding wire due to thermal stress. The first mold so that the difference between the linear expansion coefficient of the first mold resin portion and the linear expansion coefficient of the second mold resin portion is in the range of 0 to 6.0 × 10 −5 K −1 . The ratio of the filler mixed in the mold resin portion is set.

この一実施形態の光半導体装置では、上記第１のモールド樹脂部の線膨張係数と上記第２のモールド樹脂部の線膨張係数との差を小さくすることができる。したがって、熱応力によるパッケージクラック等の発生を抑制できる。   In the optical semiconductor device of this embodiment, the difference between the linear expansion coefficient of the first mold resin portion and the linear expansion coefficient of the second mold resin portion can be reduced. Therefore, generation of package cracks and the like due to thermal stress can be suppressed.

一実施形態の光半導体装置では、上記第２のモールド樹脂部の外周面のうち上記発光素子、受光素子に対応する部位にそれぞれ上記高透光性樹脂からなる第１レンズ部、第２レンズ部が設けられていることを特徴とする。   In the optical semiconductor device according to one embodiment, the first lens unit and the second lens unit made of the highly translucent resin are respectively provided in portions corresponding to the light emitting element and the light receiving element in the outer peripheral surface of the second mold resin unit. Is provided.

この一実施形態の光半導体装置では、上記第２のモールド樹脂部の外周面のうち上記発光素子、受光素子に対応する部位にそれぞれ上記高透光性樹脂からなる第１レンズ部、第２レンズ部が設けられているので、上記発光素子、受光素子とそれらに対応する光ファイバとの間の光結合効率が高まる。したがって、光信号を安定して効率的に利用することができる。   In the optical semiconductor device according to this embodiment, the first lens portion and the second lens made of the highly translucent resin are respectively provided in portions corresponding to the light emitting element and the light receiving element in the outer peripheral surface of the second mold resin portion. Since the portion is provided, the optical coupling efficiency between the light emitting element, the light receiving element and the corresponding optical fiber is increased. Therefore, the optical signal can be used stably and efficiently.

一実施形態の光半導体装置では、上記第１レンズ部、第２レンズ部はそれぞれ、上記第２のモールド樹脂部の外周面に設けられた第１の窪み、第２の窪みに設けられていることを特徴とする光半導体装置。   In the optical semiconductor device of one embodiment, the first lens unit and the second lens unit are respectively provided in a first recess and a second recess provided on the outer peripheral surface of the second mold resin unit. An optical semiconductor device.

この一実施形態の光半導体装置では、光伝送装置の組み立て時に、上記第１の窪み、第２の窪みの側面によってそれぞれ光ファイバの端部（プラグ）を案内して、各光ファイバの端部が上記第１レンズ部、第２レンズ部に対向するように容易に位置決めすることができる。   In the optical semiconductor device of this embodiment, when the optical transmission device is assembled, the end portions (plugs) of the optical fibers are guided by the side surfaces of the first recess and the second recess, respectively, and the end portions of the respective optical fibers are guided. Can be easily positioned so as to face the first lens portion and the second lens portion.

一実施形態の光半導体装置では、
上記第１のモールド樹脂部は、
上記発光素子と、上記リードフレームのうち上記発光素子を搭載した部分と、上記第１のシリコーン樹脂部の頂部以外の部分とを覆って一体に封止する発光素子モールド樹脂部と、
上記受光素子と、上記リードフレームのうち上記受光素子を搭載した部分と、上記第２のシリコーン樹脂部の頂部以外の部分とを覆って一体に封止する受光素子モールド樹脂部とを有し、
上記発光素子モールド樹脂部と受光素子モールド樹脂部との間に隙間を、上記第２のモールド樹脂部が埋めていることを特徴とする。 In the optical semiconductor device of one embodiment,
The first mold resin portion is
A light emitting element mold resin portion that covers and integrally seals the light emitting element, a portion of the lead frame on which the light emitting element is mounted, and a portion other than the top of the first silicone resin portion;
The light receiving element, a part of the lead frame on which the light receiving element is mounted, and a light receiving element mold resin part that covers and integrally covers a part other than the top of the second silicone resin part,
The second mold resin portion fills a gap between the light emitting element mold resin portion and the light receiving element mold resin portion.

言い換えれば、この一実施形態の光半導体装置は、
リードフレームと、
上記リードフレーム上で、このリードフレームの面に沿った一方向に関して互いに離間した部位にそれぞれ搭載された発光素子および受光素子と、
上記発光素子、上記受光素子をそれぞれ互いに離間して覆う第１、第２の透明シリコーン樹脂部と、
上記発光素子と、上記リードフレームのうち上記発光素子を搭載した部分と、上記第１のシリコーン樹脂部の頂部以外の部分とを覆って一体に封止する低透光性樹脂からなる発光素子モールド樹脂部と、
上記発光素子モールド樹脂部に対して隙間を有して配置され、上記受光素子と、上記リードフレームのうち上記受光素子を搭載した部分と、上記第２のシリコーン樹脂部の頂部以外の部分とを覆って一体に封止する低透光性樹脂からなる受光素子モールド樹脂部と、
上記発光素子モールド樹脂部と受光素子モールド樹脂部との間の上記隙間を埋めると共に、上記発光素子モールド樹脂部、受光素子モールド樹脂部の各外周面および上記第１、第２のシリコーン樹脂部の各頂部を覆って一体に封止する高透光性樹脂からなる第２のモールド樹脂部と
を備え、
上記発光素子モールド樹脂部、受光素子モールド樹脂部は、それぞれ外周面のうち上記隙間に沿った部位に、上記リードフレームの面に対して垂直な方向に隆起するとともに上記一方向に対して実質的に垂直な方向に延在する帯状突起を有し、
上記第２のモールド樹脂部は、外周面に、上記第１のモールド樹脂部の上記２つの帯状突起の間の隙間に沿った帯状溝を有することを特徴とする。 In other words, the optical semiconductor device of this embodiment is
A lead frame;
On the lead frame, a light emitting element and a light receiving element respectively mounted on portions separated from each other in one direction along the surface of the lead frame;
First and second transparent silicone resin portions covering the light emitting element and the light receiving element, respectively, separately from each other;
A light emitting element mold made of a low translucent resin that covers and integrally seals the light emitting element, a portion of the lead frame on which the light emitting element is mounted, and a portion other than the top of the first silicone resin portion. A resin part;
The light emitting element mold resin portion is disposed with a gap, and the light receiving element, a portion of the lead frame on which the light receiving element is mounted, and a portion other than the top of the second silicone resin portion. A light receiving element mold resin portion made of a low light-transmitting resin that covers and integrally seals;
The gap between the light emitting element mold resin part and the light receiving element mold resin part is filled, and the outer peripheral surfaces of the light emitting element mold resin part, the light receiving element mold resin part, and the first and second silicone resin parts A second mold resin portion made of a highly translucent resin that covers each top and seals together;
Each of the light emitting element mold resin portion and the light receiving element mold resin portion protrudes in a direction perpendicular to the surface of the lead frame at a portion along the gap on the outer peripheral surface and substantially in the one direction. Having a belt-like protrusion extending in a direction perpendicular to
The second mold resin part has a belt-like groove along the gap between the two belt-like projections of the first mold resin part on the outer peripheral surface.

この一実施形態の光半導体装置では、上記発光素子モールド樹脂部と上記受光素子モールド樹脂部との間の上記隙間を使って、上記発光素子と受光素子との間の電気的結合を低減することが可能となる。   In the optical semiconductor device according to this embodiment, the gap between the light emitting element mold resin portion and the light receiving element mold resin portion is used to reduce electrical coupling between the light emitting element and the light receiving element. Is possible.

一実施形態の光半導体装置では、上記受光素子を取り囲むように、上記受光素子を電気的にシールドするシールド材が設けられていることを特徴とする。   In the optical semiconductor device of one embodiment, a shield material for electrically shielding the light receiving element is provided so as to surround the light receiving element.

この一実施形態の光半導体装置では、上記シールド材によって上記受光素子が電気的にシールドされる。したがって、上記発光素子と受光素子との間の電気的結合が低減される。この結果、高伝送速度で高光伝送品質全二重光通信が可能になる。   In the optical semiconductor device according to this embodiment, the light receiving element is electrically shielded by the shield material. Therefore, electrical coupling between the light emitting element and the light receiving element is reduced. As a result, full-duplex optical communication with high optical transmission quality at high transmission speed becomes possible.

なお、上記シールド材は、上記リードフレームの一部をなすグランド端子に連結されているのが望ましい。その場合、上記シールド材を接地するのが容易になる。   The shield material is preferably connected to a ground terminal forming a part of the lead frame. In this case, it becomes easy to ground the shield material.

一実施形態の光半導体装置では、上記リードフレーム上に、上記発光素子、受光素子に加えて、上記発光素子を駆動する駆動用ＩＣ、および／または上記受光素子からの信号を処理する信号処理用ＩＣが搭載されていることを特徴とする。   In the optical semiconductor device of one embodiment, in addition to the light emitting element and the light receiving element, a driving IC for driving the light emitting element and / or a signal processing for processing a signal from the light receiving element are provided on the lead frame. An IC is mounted.

一実施形態の光半導体装置では、上記発光素子駆動用ＩＣ（Integrated Circuit：集積回路）、信号処理用ＩＣは上記リードフレーム上に搭載されているので、上記発光素子と駆動用ＩＣとの間の配線や、上記受光素子と信号処理用ＩＣとの間の配線は、ボンディングワイヤによって短距離で容易に行われる。したがって、この光半導体装置は、小型で安価に構成される。   In the optical semiconductor device according to one embodiment, the light emitting element driving IC (Integrated Circuit) and the signal processing IC are mounted on the lead frame, and therefore, between the light emitting element and the driving IC. Wiring and wiring between the light receiving element and the signal processing IC are easily performed by a bonding wire at a short distance. Therefore, the optical semiconductor device is small and inexpensive.

一実施形態の光半導体装置では、上記受光素子と、この受光素子からの信号を処理する信号処理回路とが、同一のチップに形成されていることを特徴とする。   In the optical semiconductor device of one embodiment, the light receiving element and a signal processing circuit for processing a signal from the light receiving element are formed on the same chip.

この一実施形態の光半導体装置は、小型で安価に構成される。   The optical semiconductor device according to this embodiment is small and inexpensive.

一実施形態の光半導体装置では、上記リードフレーム上に、通信制御用ＩＣが搭載されていることを特徴とする。   The optical semiconductor device of one embodiment is characterized in that a communication control IC is mounted on the lead frame.

この一実施形態の光半導体装置によれば、上記通信制御用ＩＣによって高速な光通信が安定して行われる。   According to the optical semiconductor device of this embodiment, high-speed optical communication is stably performed by the communication control IC.

一実施形態の光半導体装置では、上記発光素子が発する光を受ける光ファイバ端部と、上記受光素子に光を入射させる光ファイバ端部との対が嵌合され、それらの光ファイバ端部の対を保持する保持対を備えたことを特徴とする。   In an optical semiconductor device according to an embodiment, a pair of an optical fiber end portion that receives light emitted from the light emitting element and an optical fiber end portion that causes light to enter the light receiving element are fitted, and the optical fiber end portions of the optical fiber end portions are fitted. A holding pair that holds the pair is provided.

この一実施形態の光半導体装置では、上記保持対によって、光ファイバ端部の対がこの光半導体装置と一体に連結される。したがって、光通信が安定して行われる。   In the optical semiconductor device of this embodiment, the pair of optical fiber end portions are integrally connected to the optical semiconductor device by the holding pair. Therefore, optical communication is performed stably.

この発明の電子機器は、この発明の光半導体装置を備えたことを特徴とする電子機器である。   An electronic apparatus according to the present invention is an electronic apparatus including the optical semiconductor device according to the present invention.

この電子機器では、簡単な構成で全二重光通信が可能となり、小型化と低価格化を両立できる。   With this electronic device, full duplex optical communication is possible with a simple configuration, and both miniaturization and cost reduction can be achieved.

以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。
（第１実施形態）
図１は第１実施形態の光半導体装置の概略的な断面構造を示している。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the illustrated embodiments.
(First embodiment)
FIG. 1 shows a schematic cross-sectional structure of the optical semiconductor device of the first embodiment.

この光半導体装置は、金属板を加工して作製されたリードフレーム５０１を備えている。このリードフレーム５０１は、半導体素子が搭載されるべき島状のヘッダ部５２１，５２２，５２４と、細長く延在するリード端子５２５，５２３，５２６とを含んでいる。ヘッダ部５２１，５２２，５２４は、一方向（図１における左右方向）に互いに離間して設けられている。リード端子５２５，５２６は、それぞれヘッダ部５２１，５２４に連なって導通し、後述する第２のモールド樹脂部５０８の外部でリードフレーム５０１の本来の面（ヘッダ部５２１，５２２，５２４が存在する面）に対して折り曲げられている。一方、リード端子５２３は、ヘッダ部とは離間して設けられ、第２のモールド樹脂部５０８の外部へ延びている。なお、ヘッダ部５２２からも、図示しないリード端子が第２のモールド樹脂部５０８の外部へ延びている。   This optical semiconductor device includes a lead frame 501 produced by processing a metal plate. The lead frame 501 includes island-shaped header portions 521, 522, and 524 on which semiconductor elements are to be mounted, and elongated lead terminals 525, 523, and 526. The header portions 521, 522, and 524 are provided apart from each other in one direction (left and right direction in FIG. 1). The lead terminals 525 and 526 are connected to the header portions 521 and 524, respectively, and are electrically connected to each other, and the original surface of the lead frame 501 (the surface on which the header portions 521, 522 and 524 exist) outside the second mold resin portion 508 described later. ). On the other hand, the lead terminal 523 is provided apart from the header portion and extends to the outside of the second mold resin portion 508. Note that a lead terminal (not shown) also extends from the header part 522 to the outside of the second mold resin part 508.

ヘッダ部５２１，５２２，５２４には、それぞれ発光素子５０２、発光素子５０２を駆動するための駆動用ＩＣ５０４、光半導体素子５０３が図示しない導電性樹脂（銀ペースト）を介して搭載されている。発光素子５０２、駆動用ＩＣ５０４、光半導体素子５０３の裏面（電極）は、それぞれヘッダ部５２１，５２２，５２４と導通している。光半導体素子５０３は、受光素子５０３Ａと、この受光素子からの信号を処理する信号処理回路（図示せず）とを１チップに含んでいる。   On the header portions 521, 522, and 524, a light emitting element 502, a driving IC 504 for driving the light emitting element 502, and an optical semiconductor element 503 are mounted via a conductive resin (silver paste) not shown. The back surfaces (electrodes) of the light emitting element 502, the driving IC 504, and the optical semiconductor element 503 are electrically connected to the header portions 521, 522, and 524, respectively. The optical semiconductor element 503 includes a light receiving element 503A and a signal processing circuit (not shown) for processing a signal from the light receiving element in one chip.

発光素子５０２、駆動用ＩＣ５０４の図示しない各表面電極とヘッダ部５２２とがそれぞれワイヤ５０５Ａ，５０５Ｂ，５０５Ｃで電気的に接続されている。また、光半導体素子５０３の図示しない各表面電極とリード端子５２３、ヘッダ部５２４とがそれぞれワイヤ５０５Ｄ，５０５Ｅで電気的に接続されている。符号５０５は、それらのワイヤ５０５Ａ〜５０５Ｅを集合的に示している。   Each surface electrode (not shown) of the light emitting element 502 and the driving IC 504 and the header portion 522 are electrically connected by wires 505A, 505B, and 505C, respectively. In addition, each surface electrode (not shown) of the optical semiconductor element 503 is electrically connected to the lead terminal 523 and the header portion 524 by wires 505D and 505E, respectively. Reference numeral 505 collectively indicates the wires 505A to 505E.

発光素子５０２の外面は、第１の透明シリコーン樹脂部５０６Ａによって覆われている。また、光半導体素子５０３に含まれた受光素子５０３Ａは、第２の透明シリコーン樹脂部５０６Ｂによって覆われている。第１、第２の透明シリコーン樹脂部５０６Ａ，５０６Ｂは、いずれも山状に局所的に設けられており、互いに離間している。   The outer surface of the light emitting element 502 is covered with a first transparent silicone resin portion 506A. The light receiving element 503A included in the optical semiconductor element 503 is covered with a second transparent silicone resin portion 506B. The first and second transparent silicone resin portions 506A and 506B are both locally provided in a mountain shape and are separated from each other.

低透光性樹脂からなる第１のモールド樹脂部５０７が、発光素子５０２と、駆動用ＩＣ５０４と、光半導体素子５０３と、リードフレーム５０１の各部５２１，５２２，５２３，５２４と、ワイヤ５０５と、第１、第２のシリコーン樹脂部５０６Ａ，５０６Ｂの各頂部５０６ａ，５０６ｂ以外の部分とを覆って一体に封止している。第１のシリコーン樹脂部５０６Ａの頂部５０６ａは、第１のモールド樹脂部５０７の外周面５０７ａのうち発光素子５０２の周りに相当する部分と同一面をなしている。また、第２のシリコーン樹脂部５０６Ｂの頂部５０６ｂは、第１のモールド樹脂部５０７の外周面５０７ｂのうち光半導体素子５０３の周りに相当する部分と同一面をなしている。   A first mold resin portion 507 made of a low translucent resin includes a light emitting element 502, a driving IC 504, an optical semiconductor element 503, each portion 521, 522, 523, 524 of the lead frame 501, a wire 505, The first and second silicone resin portions 506A and 506B are integrally sealed so as to cover portions other than the top portions 506a and 506b. The top portion 506a of the first silicone resin portion 506A is flush with the portion corresponding to the periphery of the light emitting element 502 in the outer peripheral surface 507a of the first mold resin portion 507. The top portion 506b of the second silicone resin portion 506B is flush with the portion corresponding to the periphery of the optical semiconductor element 503 on the outer peripheral surface 507b of the first mold resin portion 507.

この第１のモールド樹脂部５０７は、外周面のうち発光素子５０２と光半導体素子５０３との間に相当する部位に、リードフレーム５０１の面に対して垂直な方向（図１における上方向）に隆起するとともに図１の紙面に対して垂直な方向に延在しした２つの帯状突起５０９Ａ，５０９Ｂを有している。帯状突起５０９Ａ，５０９Ｂの間の隙間は、断面凹状の帯状溝５１０になっている。   The first mold resin portion 507 is located in a portion of the outer peripheral surface corresponding to the area between the light emitting element 502 and the optical semiconductor element 503 in a direction perpendicular to the surface of the lead frame 501 (upward direction in FIG. 1). It has two band-like projections 509A and 509B which are raised and extend in a direction perpendicular to the paper surface of FIG. A gap between the belt-like protrusions 509A and 509B is a belt-like groove 510 having a concave cross section.

高透光性樹脂からなる第２のモールド樹脂部５０８が、第１のモールド樹脂部５０７の外周面、および第１、第２のシリコーン樹脂部５０６Ａ，５０６Ｂの各頂部５０６ａ，５０６ｂを覆って一体に封止している。   A second mold resin portion 508 made of a highly translucent resin integrally covers the outer peripheral surface of the first mold resin portion 507 and the top portions 506a and 506b of the first and second silicone resin portions 506A and 506B. Is sealed.

この第２のモールド樹脂部５０８は、外周面に、第１のモールド樹脂部５０７の帯状突起５０９Ａ，５０９Ｂの間の隙間に沿った断面凹状の帯状溝５１４を有している。また、第２のモールド樹脂部５０８の外周面のうち発光素子５０２、受光素子５０３Ａに対応する部位に、それぞれ高透光性樹脂からなり外部に向かって凸状の第１レンズ部５１１、第２レンズ部５１２が設けられている。   The second mold resin portion 508 has a belt-like groove 514 having a concave cross section along the gap between the belt-like projections 509A and 509B of the first mold resin portion 507 on the outer peripheral surface. Further, on the outer peripheral surface of the second mold resin portion 508, portions corresponding to the light emitting element 502 and the light receiving element 503A are made of a highly translucent resin, respectively, and are convex toward the outside. A lens portion 512 is provided.

上述の光半導体装置は次のようにして製造される。なお、最初は、リードフレーム５０１の各部は図示しないタイバーによって一体に連結されている。   The above-described optical semiconductor device is manufactured as follows. Initially, each part of the lead frame 501 is integrally connected by a tie bar (not shown).

まず、ダイボンディング工程を行って、リードフレーム５０１のヘッダ部５２１，５２２，５２４に、それぞれ発光素子５０２、発光素子５０２を駆動するための駆動用ＩＣ５０４、光半導体素子５０３を図示しない導電性樹脂（銀ペースト）を介して搭載する。   First, by performing a die bonding process, the light emitting element 502, the driving IC 504 for driving the light emitting element 502, and the optical semiconductor element 503 are respectively formed on the header portions 521, 522, and 524 of the lead frame 501 with a conductive resin (not shown). Mounted via silver paste).

次に、ワイヤボンディング工程を行って、ワイヤ５０５を配線する。   Next, a wire bonding process is performed to wire the wires 505.

次に、透明シリコーン樹脂をディップして、透明シリコーン樹脂部５０６Ａ，５０６Ｂを形成する。   Next, the transparent silicone resin is dipped to form transparent silicone resin portions 506A and 506B.

次に、低透光性樹脂を用いて１回目のトランスファーモールドを行って、第１のモールド樹脂部５０７を形成する。   Next, the first mold resin portion 507 is formed by performing a first transfer molding using a low translucent resin.

次に、高透光性樹脂を用いて２回目のトランスファーモールドを行って、第２のモールド樹脂部５０８を形成する。   Next, the second mold resin portion 508 is formed by performing a second transfer molding using a highly translucent resin.

この後、リードフレーム５０１の各部を連結している既述のタイバー（図示せず）を切断するとともに、リード端子５２５，５２６等の折り曲げを行う。この光半導体装置はこのようにして製造される。   Thereafter, the above-described tie bars (not shown) connecting the respective parts of the lead frame 501 are cut, and the lead terminals 525 and 526 are bent. This optical semiconductor device is manufactured in this way.

この光半導体装置では、発光素子５０２が発した光は、第１の透明シリコーン樹脂部５０６Ａ、第２のモールド樹脂部５０８および第１レンズ部５１１を通して外部へ出射される。第１の透明シリコーン樹脂部５０６Ａは透明であり、第２のモールド樹脂部５０８および第１レンズ部５１１は高透光性樹脂からなるので、発光素子５０２が発した光は、殆ど減衰することなく、例えば光ファイバへ達する。また、外部、例えば別の光ファイバからの光は、第２レンズ部５１２、第２のモールド樹脂部５０８、第２の透明シリコーン樹脂部５０６Ｂを通して受光素子５０３に入射する。つまり、第１のモールド樹脂部５０７をなす低透光性樹脂は光路を構成しない。したがって、第２のモールド樹脂部５０８、第１レンズ部５１１および第２レンズ部５１２をなす高透光性樹脂として、例えば透明性の高いフィラを含有した酸無水系エポキシ樹脂を採用することができる。また、第１のモールド樹脂部５０７および第２のモールド樹脂部５０８は、金型を用いた公知の２重トランスファモールドを行うことにより、容易に精度良く形成される。これらの結果、この光半導体装置は、光ファイバに対する高い結合効率および光伝送品質を有することができる。さらに、この光半導体装置では、第１レンズ部５１１、第２レンズ部５１２によって、発光素子５０２、受光素子５０３とそれらに対応する光ファイバとの間の光結合効率が高まる。したがって、光信号を安定して効率的に利用することができる。   In this optical semiconductor device, light emitted from the light emitting element 502 is emitted to the outside through the first transparent silicone resin portion 506A, the second mold resin portion 508, and the first lens portion 511. Since the first transparent silicone resin portion 506A is transparent, and the second mold resin portion 508 and the first lens portion 511 are made of a highly translucent resin, the light emitted from the light emitting element 502 is hardly attenuated. For example, it reaches the optical fiber. Light from the outside, for example, another optical fiber, enters the light receiving element 503 through the second lens portion 512, the second mold resin portion 508, and the second transparent silicone resin portion 506B. That is, the low translucent resin forming the first mold resin portion 507 does not constitute an optical path. Therefore, for example, an acid-free epoxy resin containing a highly transparent filler can be used as the highly translucent resin forming the second mold resin portion 508, the first lens portion 511, and the second lens portion 512. . The first mold resin portion 507 and the second mold resin portion 508 are easily and accurately formed by performing a known double transfer mold using a mold. As a result, the optical semiconductor device can have high coupling efficiency and optical transmission quality with respect to the optical fiber. Further, in this optical semiconductor device, the first lens portion 511 and the second lens portion 512 increase the optical coupling efficiency between the light emitting element 502 and the light receiving element 503 and the corresponding optical fibers. Therefore, the optical signal can be used stably and efficiently.

一方、第１のモールド樹脂部５０７をなす低透光性樹脂として、線膨張係数が小さいエポキシ樹脂（例えばフィラを含有したフェノール系エポキシ樹脂）を採用する。例えば、リードフレーム５０１の線膨張係数と第１のモールド樹脂部５０７の線膨張係数との差が０乃至６．０×１０−５Ｋ−１の範囲内になるように、第１のモールド樹脂部５０７に混入されたフィラーの割合を設定する。これにより、第１のモールド樹脂部５０７をなす低透光性樹脂の線膨張係数と、リードフレーム５０１やボンディングワイヤ５０５をなす金属材料の線膨張係数との間の差を小さくすることができる。同時に、第１のモールド樹脂部５０７の線膨張係数と第２のモールド樹脂部５０８の線膨張係数との差が０乃至６．０×１０−５Ｋ−１の範囲内になるように、第１のモールド樹脂部５０７に混入されたフィラーの割合を設定する。例えば、第１のモールド樹脂部５０７でのフィラーの割合を２０重量％乃至８０重量％の範囲内に設定する。これにより、第１のモールド樹脂部５０７の線膨張係数と第２のモールド樹脂部５０８の線膨張係数との差を小さくすることができる。したがって、熱応力によるボンディングワイヤ５０５の断線やパッケージクラック等の発生を抑制できる。したがって、この光半導体装置では、耐環境性（耐熱衝撃や放熱性等）等の信頼性が優れ、また、実装時の半田付けが容易になる。 On the other hand, an epoxy resin having a small linear expansion coefficient (for example, a phenol-based epoxy resin containing filler) is employed as the low light-transmitting resin forming the first mold resin portion 507. For example, the first mold resin is set so that the difference between the linear expansion coefficient of the lead frame 501 and the linear expansion coefficient of the first mold resin portion 507 is in the range of 0 to 6.0 × 10 −5 K −1. The ratio of the filler mixed in the part 507 is set. Thereby, the difference between the linear expansion coefficient of the low translucent resin forming the first mold resin portion 507 and the linear expansion coefficient of the metal material forming the lead frame 501 and the bonding wire 505 can be reduced. At the same time, the difference between the linear expansion coefficient of the first mold resin portion 507 and the linear expansion coefficient of the second mold resin portion 508 is within the range of 0 to 6.0 × 10 −5 K −1 . The ratio of the filler mixed in one mold resin portion 507 is set. For example, the ratio of the filler in the first mold resin portion 507 is set in the range of 20 wt% to 80 wt%. Thereby, the difference between the linear expansion coefficient of the first mold resin portion 507 and the linear expansion coefficient of the second mold resin portion 508 can be reduced. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of disconnection of the bonding wire 505 or package cracks due to thermal stress. Therefore, this optical semiconductor device has excellent reliability such as environmental resistance (thermal shock, heat dissipation, etc.) and can be easily soldered during mounting.

しかも、発光素子５０２や受光素子５０３Ａの上にガラスレンズなどを搭載するわけではないから、発光素子５０２や受光素子５０３ＡとしてそれぞれＬＥＤやＰＤ等のサイズの小さい光半導体素子を利用できる。   In addition, since a glass lens or the like is not mounted on the light emitting element 502 or the light receiving element 503A, a small-sized optical semiconductor element such as an LED or PD can be used as the light emitting element 502 or the light receiving element 503A.

また、この光半導体装置では、第１のモールド樹脂部５０７が低透光性樹脂からなるので、発光素子５０２から受光素子５０３Ａの方（特に図１における右方向）へ発せられた光は第１のモールド樹脂部５０７を通る間に減衰する。したがって、発光素子５０２と受光素子５０３Ａとの間の光学的結合が低減される。また、発光素子５０２と受光素子５０３Ａとの間に、第１のモールド樹脂部５０７の外周面に設けられた２つの帯状突起５０９Ａ，５０９Ｂと、それらの帯状突起５０９Ａ，５０９Ｂの間の隙間に沿った、第２のモールド樹脂部５０８の外周面がなす帯状溝５１４とが設けられている。したがって、発光素子５０２から受光素子５０３Ａの方（特に図１における右上方向）へ発せられた光は、第１のモールド樹脂部５０７をなす低透光性樹脂と第２のモールド樹脂部５０８をなす高透光性樹脂との界面で反射、屈折を繰り返して減衰する。したがって、発光素子５０２と受光素子５０３Ａの間の光学的結合がさらに低減される。したがって、この光半導体装置では、ダイナミックレンジにも依存するが、数Ｍｂｐｓ程度までの高伝送速度で全二重光通信が可能になる。   Further, in this optical semiconductor device, since the first mold resin portion 507 is made of a low translucent resin, the light emitted from the light emitting element 502 toward the light receiving element 503A (particularly in the right direction in FIG. 1) is the first. It attenuates while passing through the mold resin portion 507. Therefore, optical coupling between the light emitting element 502 and the light receiving element 503A is reduced. Further, between the light emitting element 502 and the light receiving element 503A, along the gap between the two band-shaped protrusions 509A and 509B provided on the outer peripheral surface of the first mold resin portion 507 and the band-shaped protrusions 509A and 509B. In addition, a belt-like groove 514 formed by the outer peripheral surface of the second mold resin portion 508 is provided. Accordingly, the light emitted from the light emitting element 502 toward the light receiving element 503A (particularly in the upper right direction in FIG. 1) forms the second mold resin portion 508 and the low translucent resin that forms the first mold resin portion 507. Attenuates by repeated reflection and refraction at the interface with the highly translucent resin. Therefore, the optical coupling between the light emitting element 502 and the light receiving element 503A is further reduced. Therefore, in this optical semiconductor device, full-duplex optical communication is possible at a high transmission speed up to about several Mbps, although it depends on the dynamic range.

また、この光半導体装置は、簡単な構成をもつ。したがって、小型化と低価格化を両立させることができる。また、光半導体素子５０３は、受光素子５０３Ａと、この受光素子５０３Ａからの信号を処理する信号処理回路とを１チップ化したものであるから、この光半導体装置は、さらに小型で安価に構成される。
（第２実施形態）
図２は第２実施形態の光半導体装置の概略的な断面構造を示している。 Further, this optical semiconductor device has a simple configuration. Therefore, both size reduction and price reduction can be achieved. Further, since the optical semiconductor element 503 is obtained by integrating the light receiving element 503A and a signal processing circuit for processing a signal from the light receiving element 503A into one chip, the optical semiconductor device is configured to be smaller and cheaper. The
(Second Embodiment)
FIG. 2 shows a schematic cross-sectional structure of the optical semiconductor device of the second embodiment.

この光半導体装置は、金属板を加工して作製されたリードフレーム６０１を備えている。このリードフレーム６０１は、半導体素子が搭載されるべき島状のヘッダ部６２１，６２２，６２４と、細長く延在するリード端子６２５，６２３，６２６とを含んでいる。ヘッダ部６２１，６２２，６２４は、一方向（図２における左右方向）に互いに離間して設けられている。リード端子６２５，６２６は、それぞれヘッダ部６２１，６２４に連なって導通し、後述する第２のモールド樹脂部６０８の外部でリードフレーム６０１の本来の面（ヘッダ部６２１，６２２，６２４が存在する面）に対して折り曲げられている。一方、リード端子６２３は、ヘッダ部とは離間して設けられ、第２のモールド樹脂部６０８の外部へ延びている。なお、ヘッダ部６２２からも、図示しないリード端子が第２のモールド樹脂部６０８の外部へ延びている。   This optical semiconductor device includes a lead frame 601 manufactured by processing a metal plate. The lead frame 601 includes island-shaped header portions 621, 622, and 624 on which semiconductor elements are to be mounted, and lead terminals 625, 623, and 626 extending in an elongated manner. The header portions 621, 622, and 624 are provided to be separated from each other in one direction (left and right direction in FIG. 2). The lead terminals 625 and 626 are connected to the header portions 621 and 624, respectively, and are electrically connected to each other. ). On the other hand, the lead terminal 623 is provided apart from the header portion and extends to the outside of the second mold resin portion 608. Note that lead terminals (not shown) also extend from the header part 622 to the outside of the second mold resin part 608.

ヘッダ部６２１，６２２，６２４には、それぞれ発光素子６０２、発光素子６０２を駆動するための駆動用ＩＣ６０４、光半導体素子６０３が図示しない導電性樹脂（銀ペースト）を介して搭載されている。発光素子６０２、駆動用ＩＣ６０４、光半導体素子６０３の裏面（電極）は、それぞれヘッダ部６２１，６２２，６２４と導通している。光半導体素子６０３は、受光素子６０３Ａと、この受光素子からの信号を処理する信号処理回路（図示せず）とを１チップに含んでいる。   On the header portions 621, 622, and 624, a light emitting element 602, a driving IC 604 for driving the light emitting element 602, and an optical semiconductor element 603 are mounted via a conductive resin (silver paste) not shown. The back surfaces (electrodes) of the light emitting element 602, the driving IC 604, and the optical semiconductor element 603 are electrically connected to the header portions 621, 622, and 624, respectively. The optical semiconductor element 603 includes a light receiving element 603A and a signal processing circuit (not shown) for processing a signal from the light receiving element in one chip.

発光素子６０２、駆動用ＩＣ６０４の図示しない各表面電極とヘッダ部６２２とがそれぞれワイヤ６０５Ａ，６０５Ｂ，６０５Ｃで電気的に接続されている。また、光半導体素子６０３の図示しない各表面電極とリード端子６２３、ヘッダ部６２４とがそれぞれワイヤ６０５Ｄ，６０５Ｅで電気的に接続されている。符号６０５は、それらのワイヤ６０５Ａ〜６０５Ｅを集合的に示している。   Each surface electrode (not shown) of the light emitting element 602 and the driving IC 604 and the header portion 622 are electrically connected by wires 605A, 605B, and 605C, respectively. Further, each surface electrode (not shown) of the optical semiconductor element 603 is electrically connected to the lead terminal 623 and the header portion 624 by wires 605D and 605E, respectively. Reference numeral 605 collectively indicates the wires 605A to 605E.

発光素子６０２の外面は、第１の透明シリコーン樹脂部６０６Ａによって覆われている。また、光半導体素子６０３に含まれた受光素子６０３Ａは、第２の透明シリコーン樹脂部６０６Ｂによって覆われている。第１、第２の透明シリコーン樹脂部６０６Ａ，６０６Ｂは、いずれも山状に局所的に設けられており、互いに離間している。   The outer surface of the light emitting element 602 is covered with the first transparent silicone resin portion 606A. The light receiving element 603A included in the optical semiconductor element 603 is covered with a second transparent silicone resin portion 606B. The first and second transparent silicone resin portions 606A and 606B are both locally provided in a mountain shape and are separated from each other.

この光半導体装置は、第１実施形態における一体に形成された第１のモールド樹脂部５０７に代えて、それぞれ低透光性樹脂からなる発光素子モールド樹脂部６０７Ａと受光素子モールド樹脂部６０７Ｂとを、それらの間に隙間６１０を有した状態で備えている。   In this optical semiconductor device, instead of the integrally formed first mold resin portion 507 in the first embodiment, a light emitting element mold resin portion 607A and a light receiving element mold resin portion 607B each made of a low translucent resin are provided. , With a gap 610 between them.

発光素子モールド樹脂部６０７Ａは、発光素子６０２と、駆動用ＩＣ６０４と、発光素子６０２を搭載したヘッダ部６２１と、駆動用ＩＣ６０４を搭載したヘッダ部６２２と、ワイヤ６０５Ａ，６０５Ｂ，６０５Ｃと、第１のシリコーン樹脂部６０６Ａの頂部６０６ａ以外の部分とを覆って一体に封止している。一方、受光素子モールド樹脂部６０７Ｂは、光半導体素子６０３と、光半導体素子６０３を搭載したヘッダ部６２４と、リード端子６２３と、ワイヤ６０５Ｄ，６０５Ｅと、第２のシリコーン樹脂部６０６Ｂの頂部６０６ｂ以外の部分とを覆って一体に封止している。   The light emitting element mold resin part 607A includes a light emitting element 602, a driving IC 604, a header part 621 on which the light emitting element 602 is mounted, a header part 622 on which the driving IC 604 is mounted, wires 605A, 605B, 605C, A portion other than the top portion 606a of the silicone resin portion 606A is covered and integrally sealed. On the other hand, the light receiving element mold resin part 607B is other than the optical semiconductor element 603, the header part 624 on which the optical semiconductor element 603 is mounted, the lead terminal 623, the wires 605D and 605E, and the top part 606b of the second silicone resin part 606B. And is integrally sealed.

第１のシリコーン樹脂部６０６Ａの頂部６０６ａは、発光素子モールド樹脂部６０７Ａの外周面６０７ａのうち発光素子６０２の周りに相当する部分と同一面をなしている。また、第２のシリコーン樹脂部６０６Ｂの頂部６０６ｂは、受光素子モールド樹脂部６０７Ｂの外周面６０７ｂのうち光半導体素子６０３の周りに相当する部分と同一面をなしている。   The top portion 606a of the first silicone resin portion 606A is flush with the portion corresponding to the periphery of the light emitting element 602 in the outer peripheral surface 607a of the light emitting element mold resin portion 607A. The top portion 606b of the second silicone resin portion 606B is flush with the portion corresponding to the periphery of the optical semiconductor element 603 on the outer peripheral surface 607b of the light receiving element mold resin portion 607B.

発光素子モールド樹脂部６０７Ａは、外周面６０７ａのうち隙間６１０に沿った部位に、リードフレーム６０１の面に対して垂直な方向（図２における上方向）に隆起するとともに図２の紙面に対して垂直な方向に延在しした帯状突起６０９Ａを有している。一方、受光素子モールド樹脂部６０７Ｂは、外周面６０７ｂのうち隙間６１０に沿った部位に、リードフレーム６０１の面に対して垂直な方向（図２における上方向）に隆起するとともに図２の紙面に対して垂直な方向に延在しした帯状突起６０９Ｂを有している。   The light emitting element mold resin portion 607A protrudes in a direction perpendicular to the surface of the lead frame 601 (upward in FIG. 2) in a portion along the gap 610 in the outer peripheral surface 607a and with respect to the paper surface of FIG. It has a strip-like projection 609A extending in the vertical direction. On the other hand, the light-receiving element mold resin portion 607B protrudes in a direction (upward direction in FIG. 2) perpendicular to the surface of the lead frame 601 in a portion along the gap 610 in the outer peripheral surface 607b and on the paper surface of FIG. It has a strip-like protrusion 609B extending in a direction perpendicular to the direction.

受光素子モールド樹脂部６０７Ｂの略下半分を取り囲むように、金属板を折り曲げて形成されたシールド材６３０が設けられている。詳しくは、このシールド材６３０は、動作時に接地されるリード端子（グランド端子）６２６の根元（ヘッダ６２４側の部分）付近から図２において下方へ延在する部分６３１と、この部分６３１の下端から上記隙間６１０の真下まで横方向へ延在する部分６３２と、上記隙間６１０の真下から上記帯状突起６０９Ａ，６０９Ｂの根元付近まで立ち上がる部分６３３とからなっている。   A shield material 630 formed by bending a metal plate is provided so as to surround substantially the lower half of the light receiving element mold resin portion 607B. Specifically, the shield material 630 includes a portion 631 extending downward in FIG. 2 from the base (portion on the header 624 side) of a lead terminal (ground terminal) 626 that is grounded during operation, and a lower end of the portion 631. It consists of a portion 632 that extends in the lateral direction to just below the gap 610 and a portion 633 that rises from just below the gap 610 to the vicinity of the roots of the band-like protrusions 609A and 609B.

高透光性樹脂からなる第２のモールド樹脂部６０８が、上記隙間６１０を埋めると共に、発光素子モールド樹脂部６０７Ａ、受光素子モールド樹脂部６０７Ｂの各外周面および第１、第２のシリコーン樹脂部６０６Ａ，６０６Ｂの各頂部６０６ａ，６０６ｂを覆って一体に封止している。   The second mold resin portion 608 made of a highly translucent resin fills the gap 610, and the outer peripheral surfaces of the light emitting element mold resin portion 607A and the light receiving element mold resin portion 607B, and the first and second silicone resin portions. The top portions 606a and 606b of 606A and 606B are covered and sealed together.

この第２のモールド樹脂部６０８は、外周面に、上記帯状突起６０９Ａ，６０９Ｂの間の隙間に沿った断面凹状の帯状溝６１４を有している。また、第２のモールド樹脂部６０８の外周面６０８ａ，６０８ｂのうち発光素子６０２、受光素子６０３Ａに対応する部位に、それぞれ第１の窪みとしての落とし込み部６４１、第２の窪みとしての落とし込み部６４２が設けられている。落とし込み部６４１、６４２の各底面には、それぞれ高透光性樹脂からなり外部に向かって凸状の第１レンズ部６１１、第２レンズ部６１２が設けられている。また、落とし込み部６４１、６４２の各側面６４１ａ，６４１ｂは外部へ向かって開いたテーパーを有している。したがって、光伝送装置の組み立て時に、落とし込み部６４１、６４２がそれぞれ光ファイバ６１３Ａ，６１３Ｂの端部（プラグ）を誘い込むように案内する。したがって、各光ファイバ６１３Ａ，６１３Ｂの端部が第１レンズ部５１１、第２レンズ部５１２に対向するように容易に位置決めすることができる。   The second mold resin portion 608 has a belt-like groove 614 having a concave cross section along the gap between the belt-like protrusions 609A and 609B on the outer peripheral surface. In addition, in the outer peripheral surfaces 608a and 608b of the second mold resin portion 608, in portions corresponding to the light emitting element 602 and the light receiving element 603A, a dropping portion 641 as a first depression and a dropping portion 642 as a second depression, respectively. Is provided. On the bottom surfaces of the drop-in portions 641 and 642, a first lens portion 611 and a second lens portion 612 that are made of a highly transparent resin and are convex outward are provided. Further, the side surfaces 641a and 641b of the drop-in portions 641 and 642 have a taper that opens outward. Therefore, when assembling the optical transmission apparatus, the drop-in portions 641 and 642 guide the end portions (plugs) of the optical fibers 613A and 613B, respectively, to guide them. Therefore, the optical fibers 613A and 613B can be easily positioned so that the end portions of the optical fibers 613A and 613B face the first lens portion 511 and the second lens portion 512, respectively.

上述の光半導体装置は次のようにして製造される。なお、最初は、リードフレーム６０１の各部は図示しないタイバーによって一体に連結されている。   The above-described optical semiconductor device is manufactured as follows. Initially, each part of the lead frame 601 is integrally connected by a tie bar (not shown).

まず、ダイボンディング工程を行って、リードフレーム６０１のヘッダ部６２１，６２２，６２４に、それぞれ発光素子６０２、発光素子６０２を駆動するための駆動用ＩＣ６０４、光半導体素子６０３を図示しない導電性樹脂（銀ペースト）を介して搭載する。   First, by performing a die bonding process, a light emitting element 602, a driving IC 604 for driving the light emitting element 602, and an optical semiconductor element 603 are respectively formed on the header portions 621, 622, and 624 of the lead frame 601. Mounted via silver paste).

次に、ワイヤボンディング工程を行って、ワイヤ６０５を配線する。   Next, a wire bonding process is performed to wire the wire 605.

次に、透明シリコーン樹脂をディップして、透明シリコーン樹脂部６０６Ａ，６０６Ｂを形成する。   Next, the transparent silicone resin is dipped to form the transparent silicone resin portions 606A and 606B.

次に、低透光性樹脂を用いて１回目のトランスファーモールドを行って、第１のモールド樹脂部としての発光素子モールド樹脂部６０７Ａ、受光素子モールド樹脂部６０７Ｂを形成する。   Next, a first transfer molding is performed using a low translucent resin to form a light emitting element mold resin portion 607A and a light receiving element mold resin portion 607B as first mold resin portions.

次に、リードフレーム６０１のリード端子（グランド端子）６２６にシールド材６３０を位置決めして重ね合わせ、リード端子６２６の根元で両者を溶接して連結する。   Next, the shield material 630 is positioned and overlapped with the lead terminal (ground terminal) 626 of the lead frame 601, and both are welded and connected at the base of the lead terminal 626.

次に、高透光性樹脂を用いて２回目のトランスファーモールドを行って、第２のモールド樹脂部６０８を形成する。   Next, the second mold resin portion 608 is formed by performing a second transfer molding using a highly translucent resin.

この後、リードフレーム６０１の各部を連結している既述のタイバー（図示せず）を切断するとともに、リード端子６２５，６２６等の折り曲げを行う。この光半導体装置はこのようにして製造される。   Thereafter, the above-described tie bars (not shown) connecting the parts of the lead frame 601 are cut, and the lead terminals 625 and 626 are bent. This optical semiconductor device is manufactured in this way.

この光半導体装置では、発光素子６０２が発した光は、第１の透明シリコーン樹脂部６０６Ａ、第２のモールド樹脂部６０８および第１レンズ部６１１を通して外部へ出射される。第１の透明シリコーン樹脂部６０６Ａは透明であり、第２のモールド樹脂部６０８および第１レンズ部６１１は高透光性樹脂からなるので、発光素子６０２が発した光は、殆ど減衰することなく、光ファイバ６１３Ａへ達する。また、別の光ファイバ６１３Ｂからの光は、第２レンズ部６１２、第２のモールド樹脂部６０８、第２の透明シリコーン樹脂部６０６Ｂを通して受光素子６０３Ａに入射する。つまり、発光素子モールド樹脂部６０７Ａと受光素子モールド樹脂部６０７Ｂとをなす低透光性樹脂は光路を構成しない。したがって、第２のモールド樹脂部６０８、第１レンズ部６１１および第２レンズ部６１２をなす高透光性樹脂として、例えば透明性の高いフィラを含有した酸無水系エポキシ樹脂を採用することができる。また、第１のモールド樹脂部としての発光素子モールド樹脂部６０７Ａおよび受光素子モールド樹脂部６０７Ｂと、第２のモールド樹脂部６０８とは、金型を用いた公知の２重トランスファモールドを行うことにより、容易に精度良く形成される。これらの結果、この光半導体装置は、光ファイバ６１３Ａ，６１３Ｂに対する高い結合効率および光伝送品質を有することができる。さらに、この光半導体装置では、第１レンズ部６１１、第２レンズ部６１２によって、発光素子６０２、受光素子６０３とそれらに対応する光ファイバ６１３Ａ，６１３Ｂとの間の光結合効率が高まる。したがって、光信号を安定して効率的に利用することができる。   In this optical semiconductor device, light emitted from the light emitting element 602 is emitted to the outside through the first transparent silicone resin portion 606A, the second mold resin portion 608, and the first lens portion 611. Since the first transparent silicone resin portion 606A is transparent, and the second mold resin portion 608 and the first lens portion 611 are made of a highly translucent resin, the light emitted from the light emitting element 602 is hardly attenuated. To the optical fiber 613A. Further, light from another optical fiber 613B enters the light receiving element 603A through the second lens portion 612, the second mold resin portion 608, and the second transparent silicone resin portion 606B. That is, the low light-transmitting resin forming the light emitting element mold resin portion 607A and the light receiving element mold resin portion 607B does not constitute an optical path. Therefore, for example, an acid-free epoxy resin containing a highly transparent filler can be used as the highly translucent resin forming the second mold resin portion 608, the first lens portion 611, and the second lens portion 612. . Further, the light emitting element mold resin part 607A and the light receiving element mold resin part 607B as the first mold resin part and the second mold resin part 608 are formed by performing a known double transfer mold using a mold. It is easily formed with high accuracy. As a result, this optical semiconductor device can have high coupling efficiency and optical transmission quality with respect to the optical fibers 613A and 613B. Furthermore, in this optical semiconductor device, the first lens portion 611 and the second lens portion 612 increase the optical coupling efficiency between the light emitting element 602 and the light receiving element 603 and the corresponding optical fibers 613A and 613B. Therefore, the optical signal can be used stably and efficiently.

一方、発光素子モールド樹脂部６０７Ａ、受光素子モールド樹脂部６０７Ｂをなす低透光性樹脂として、線膨張係数が小さいエポキシ樹脂（例えばフィラを含有したフェノール系エポキシ樹脂）を採用する。例えば、リードフレーム６０１の線膨張係数と発光素子モールド樹脂部６０７Ａ、受光素子モールド樹脂部６０７Ｂの線膨張係数との差が０乃至６．０×１０−５Ｋ−１の範囲内になるように、発光素子モールド樹脂部６０７Ａ、受光素子モールド樹脂部６０７Ｂに混入されたフィラーの割合を設定する。これにより、発光素子モールド樹脂部６０７Ａ、受光素子モールド樹脂部６０７Ｂをなす低透光性樹脂の線膨張係数と、リードフレーム６０１やボンディングワイヤ６０５をなす金属材料の線膨張係数との間の差を小さくすることができる。同時に、発光素子モールド樹脂部６０７Ａ、受光素子モールド樹脂部６０７Ｂの線膨張係数と第２のモールド樹脂部６０８の線膨張係数との差が０乃至６．０×１０−５Ｋ−１の範囲内になるように、発光素子モールド樹脂部６０７Ａ、受光素子モールド樹脂部６０７Ｂに混入されたフィラーの割合を設定する。例えば、発光素子モールド樹脂部６０７Ａ、受光素子モールド樹脂部６０７Ｂでのフィラーの割合を２０重量％乃至８０重量％の範囲内に設定する。これにより、発光素子モールド樹脂部６０７Ａ、受光素子モールド樹脂部６０７Ｂの線膨張係数と第２のモールド樹脂部６０８の線膨張係数との差を小さくすることができる。したがって、熱応力によるボンディングワイヤ６０５の断線やパッケージクラック等の発生を抑制できる。したがって、この光半導体装置では、耐環境性（耐熱衝撃や放熱性等）等の信頼性が優れ、また、実装時の半田付けが容易になる。 On the other hand, an epoxy resin having a small linear expansion coefficient (for example, a phenol-based epoxy resin containing filler) is employed as the low light-transmitting resin forming the light emitting element mold resin portion 607A and the light receiving element mold resin portion 607B. For example, the difference between the linear expansion coefficient of the lead frame 601 and the linear expansion coefficients of the light emitting element mold resin portion 607A and the light receiving element mold resin portion 607B is in the range of 0 to 6.0 × 10 −5 K −1. The ratio of the filler mixed in the light emitting element mold resin portion 607A and the light receiving element mold resin portion 607B is set. Thereby, the difference between the linear expansion coefficient of the low translucent resin forming the light emitting element mold resin part 607A and the light receiving element mold resin part 607B and the linear expansion coefficient of the metal material forming the lead frame 601 and the bonding wire 605 is obtained. Can be small. At the same time, the difference between the linear expansion coefficient of the light emitting element mold resin portion 607A and the light receiving element mold resin portion 607B and the linear expansion coefficient of the second mold resin portion 608 is in the range of 0 to 6.0 × 10 −5 K −1 . Thus, the ratio of the filler mixed in the light emitting element mold resin portion 607A and the light receiving element mold resin portion 607B is set. For example, the ratio of the filler in the light emitting element mold resin portion 607A and the light receiving element mold resin portion 607B is set in the range of 20 wt% to 80 wt%. Thereby, the difference between the linear expansion coefficient of the light emitting element mold resin part 607A and the light receiving element mold resin part 607B and the linear expansion coefficient of the second mold resin part 608 can be reduced. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of disconnection of the bonding wire 605 or package cracks due to thermal stress. Therefore, this optical semiconductor device has excellent reliability such as environmental resistance (thermal shock, heat dissipation, etc.) and can be easily soldered during mounting.

しかも、発光素子６０２や受光素子６０３Ａの上にガラスレンズなどを搭載するわけではないから、発光素子６０２や受光素子６０３ＡとしてそれぞれＬＥＤやＰＤ等のサイズの小さい光半導体素子を利用できる。   In addition, since a glass lens or the like is not mounted on the light emitting element 602 or the light receiving element 603A, small-sized optical semiconductor elements such as LEDs and PDs can be used as the light emitting element 602 and the light receiving element 603A, respectively.

また、この光半導体装置では、発光素子６０２から受光素子６０３Ａの方（特に図２における右方向）へ発せられた光は、シールド材６３０のうち隙間６１０に配置された部分６３３によって遮断される。したがって、発光素子６０２と受光素子６０３Ａとの間の光学的結合が低減される。また、発光素子６０２と受光素子６０３Ａとの間に、発光素子モールド樹脂部６０７Ａ、受光素子モールド樹脂部６０７Ｂの外周面に設けられた２つの帯状突起６０９Ａ，６０９Ｂと、それらの帯状突起６０９Ａ，６０９Ｂの間の隙間に沿った、第２のモールド樹脂部６０８の外周面がなす帯状溝６１４とが設けられている。したがって、発光素子６０２から受光素子６０３Ａの方（特に図２における右上方向）へ発せられた光は、第１のモールド樹脂部６０７をなす低透光性樹脂と第２のモールド樹脂部６０８をなす高透光性樹脂との界面で反射、屈折を繰り返して減衰する。したがって、発光素子６０２と受光素子６０３Ａとの間の光学的結合がさらに低減される。また、受光素子６０３Ａはシールド材６３０によって取り囲まれて、電気的にシールドされている。したがって、発光素子６０２と受光素子６０３Ａとの間の電気的結合が低減される。したがって、この光半導体装置では、ダイナミックレンジにも依存するが、数Ｍｂｐｓ程度までの高伝送速度で全二重光通信が可能になる。   Further, in this optical semiconductor device, light emitted from the light emitting element 602 toward the light receiving element 603A (particularly in the right direction in FIG. 2) is blocked by the portion 633 disposed in the gap 610 of the shield material 630. Therefore, the optical coupling between the light emitting element 602 and the light receiving element 603A is reduced. Further, between the light emitting element 602 and the light receiving element 603A, two band-shaped protrusions 609A and 609B provided on the outer peripheral surface of the light emitting element mold resin portion 607A and the light receiving element mold resin portion 607B, and the band-shaped protrusions 609A and 609B. A belt-like groove 614 formed by the outer peripheral surface of the second mold resin portion 608 is provided along the gap between the two. Therefore, the light emitted from the light emitting element 602 toward the light receiving element 603A (particularly in the upper right direction in FIG. 2) forms the second mold resin portion 608 and the low light-transmitting resin that forms the first mold resin portion 607. Attenuates by repeated reflection and refraction at the interface with highly translucent resin. Therefore, the optical coupling between the light emitting element 602 and the light receiving element 603A is further reduced. The light receiving element 603A is surrounded by a shield material 630 and is electrically shielded. Therefore, electrical coupling between the light emitting element 602 and the light receiving element 603A is reduced. Therefore, in this optical semiconductor device, full-duplex optical communication is possible at a high transmission speed up to about several Mbps, although it depends on the dynamic range.

また、この光半導体装置は、簡単な構成をもつ。したがって、小型化と低価格化を両立させることができる。また、光半導体素子６０３は、受光素子６０３Ａと、この受光素子６０３Ａからの信号を処理する信号処理回路とを１チップ化したものであるから、この光半導体装置は、さらに小型で安価に構成される。   Further, this optical semiconductor device has a simple configuration. Therefore, both size reduction and price reduction can be achieved. Further, since the optical semiconductor element 603 is obtained by integrating the light receiving element 603A and the signal processing circuit for processing the signal from the light receiving element 603A into one chip, the optical semiconductor device is configured to be smaller and cheaper. The

なお、上述の各実施形態では、受光素子６０３Ａと、この受光素子６０３Ａからの信号を処理する信号処理回路とが、同一のチップに含まれているものとしたが、これに限られるものではない。リードフレーム６０１上に、発光素子６０２、受光素子６０３に加えて、発光素子６０２を駆動する駆動用ＩＣ、および／または受光素子６０３からの信号を処理する信号処理用ＩＣが搭載されていても良い。その場合でも、発光素子６０２と発光素子６０２駆動用ＩＣとの間の配線や、受光素子６０３と信号処理用ＩＣとの間の配線は、ボンディングワイヤによって短距離で容易に行われる。したがって、この光半導体装置は、小型で安価に構成される。   In each of the embodiments described above, the light receiving element 603A and the signal processing circuit for processing a signal from the light receiving element 603A are included in the same chip. However, the present invention is not limited to this. . On the lead frame 601, in addition to the light emitting element 602 and the light receiving element 603, a driving IC for driving the light emitting element 602 and / or a signal processing IC for processing a signal from the light receiving element 603 may be mounted. . Even in that case, the wiring between the light emitting element 602 and the light emitting element 602 driving IC and the wiring between the light receiving element 603 and the signal processing IC are easily performed at a short distance by a bonding wire. Therefore, the optical semiconductor device is small and inexpensive.

また、リードフレーム６０１上に、通信制御用ＩＣが搭載されていても良い。その場合、その通信制御用ＩＣによって高速な光通信が安定して行われる。   Further, a communication control IC may be mounted on the lead frame 601. In that case, high-speed optical communication is stably performed by the communication control IC.

また、光ファイバ６１３Ａ，６１３Ｂの端部を保持する保持対を、この光半導体装置の第２のモールド樹脂部６０８に取り付けても良い。その保持対は、光ファイバ６１３Ａ，６１３Ｂの端部の対が嵌合されて、それらの光ファイバ６１３Ａ，６１３Ｂの端部の対を保持するものとする。このような保持対を備えることによって、光ファイバ６１３Ａ，６１３Ｂの端部の対がこの光半導体装置と一体に連結される。したがって、光通信が安定して行われる。   Further, a holding pair for holding the end portions of the optical fibers 613A and 613B may be attached to the second mold resin portion 608 of the optical semiconductor device. The holding pair is configured such that the pair of end portions of the optical fibers 613A and 613B are fitted to hold the pair of end portions of the optical fibers 613A and 613B. By providing such a holding pair, the pair of end portions of the optical fibers 613A and 613B are integrally connected to the optical semiconductor device. Therefore, optical communication is performed stably.

この発明の光半導体装置を備えた電子機器では、簡単な構成で全二重光通信が可能となり、小型化と低価格化を両立できる。   In the electronic apparatus provided with the optical semiconductor device of the present invention, full duplex optical communication is possible with a simple configuration, and both miniaturization and cost reduction can be achieved.

この発明の第１実施形態の光半導体装置の断面構造を示す図である。It is a figure which shows the cross-section of the optical semiconductor device of 1st Embodiment of this invention. この発明の第２実施形態の光半導体装置の断面構造を示す図である。It is a figure which shows the cross-section of the optical semiconductor device of 2nd Embodiment of this invention. 透明樹脂を用いて封止された従来の一般的な光半導体装置の断面構造を示す図である。It is a figure which shows the cross-section of the conventional common optical semiconductor device sealed using transparent resin. 光半導体素子上にガラスレンズを搭載し、フィラー入り樹脂を用いて封止された従来の一般的な光半導体装置の断面構造を示す図である。It is a figure which shows the cross-section of the conventional common optical semiconductor device which mounted the glass lens on the optical semiconductor element, and was sealed using the resin containing filler. 線膨張率が互いに異なる２種類のモールド樹脂を用いて封止された従来の光半導体装置の断面構造を示す図である。It is a figure which shows the cross-section of the conventional optical semiconductor device sealed using two types of mold resin from which a linear expansion coefficient differs mutually. 従来の面実装型全二重光通信モジュールの断面構造を示す図である。It is a figure which shows the cross-section of the conventional surface mount type full-duplex optical communication module.

符号の説明Explanation of symbols

５０１，６０１ リードフレーム
５０２，６０２ 発光素子
５０３，６０３ 光半導体素子
５０３Ａ，６０３Ａ 受光素子
５０４，６０４ 駆動用ＩＣ
５０７ 第１のモールド樹脂部
５０８，６０８ 第２のモールド樹脂部
５０９Ａ，５０９Ｂ，６０９Ａ，６０９Ｂ 帯状突起
５１４，６１４ 帯状溝
６０７Ａ 発光素子モールド樹脂部
６０７Ｂ 受光素子モールド樹脂部
５１１，６１１ 第１レンズ部
５１２，６１２ 第２レンズ部
６４１，６４２ 落とし込み部 501, 601 Lead frame 502, 602 Light emitting element 503, 603 Optical semiconductor element 503A, 603A Light receiving element 504, 604 Driving IC
507 First mold resin portion 508, 608 Second mold resin portion 509A, 509B, 609A, 609B Strip protrusion 514, 614 Strip groove 607A Light emitting element mold resin portion 607B Light receiving element mold resin portion 511, 611 First lens portion 512 , 612 Second lens part 641,642 Drop part

Claims (12)

リードフレームと、
上記リードフレーム上で、このリードフレームの面に沿った一方向に関して互いに離間した部位にそれぞれ搭載された発光素子および受光素子と、
上記発光素子、上記受光素子をそれぞれ互いに離間して覆う第１、第２の透明シリコーン樹脂部と、
上記発光素子と、上記受光素子と、上記リードフレームのうち少なくとも上記発光素子、受光素子を搭載した部分と、上記第１、第２のシリコーン樹脂部の各頂部以外の部分とを覆って封止する低透光性樹脂からなる第１のモールド樹脂部と、
上記第１のモールド樹脂部の外周面および上記第１、第２のシリコーン樹脂部の各頂部を覆って一体に封止する高透光性樹脂からなる第２のモールド樹脂部と
を備え、
上記第１のモールド樹脂部は、外周面のうち上記発光素子と受光素子の間に相当する部位に、上記リードフレームの面に対して垂直な方向に隆起するとともに上記一方向に対して実質的に垂直な方向に延在しした少なくとも２つの帯状突起を有し、
上記第２のモールド樹脂部は、外周面に、上記第１のモールド樹脂部の上記帯状突起の間の隙間に沿った帯状溝を有することを特徴とする光半導体装置。 A lead frame,
On the lead frame, a light emitting element and a light receiving element respectively mounted on portions separated from each other in one direction along the surface of the lead frame;
First and second transparent silicone resin portions covering the light emitting element and the light receiving element, respectively, separately from each other;
Cover and seal the light emitting element, the light receiving element, and at least a portion of the lead frame on which the light emitting element and the light receiving element are mounted, and portions other than the top portions of the first and second silicone resin portions. A first mold resin portion made of a low light-transmitting resin;
A second mold resin portion made of a highly translucent resin that covers and integrally seals the outer peripheral surface of the first mold resin portion and the tops of the first and second silicone resin portions,
The first mold resin portion bulges in a direction perpendicular to the surface of the lead frame in a portion corresponding to the area between the light emitting element and the light receiving element on the outer peripheral surface, and substantially in the one direction. At least two band-like protrusions extending in a direction perpendicular to
The second mold resin portion has a belt-like groove along a gap between the belt-like projections of the first mold resin portion on the outer peripheral surface. 請求項１記載の光半導体装置において、
上記リードフレームの線膨張係数と上記第１のモールド樹脂部の線膨張係数との差が０乃至６．０×１０−５Ｋ−１の範囲内になるように、上記第１のモールド樹脂部に混入されたフィラーの割合が設定されていることを特徴とする光半導体装置。 The optical semiconductor device according to claim 1,
The first mold resin portion so that the difference between the linear expansion coefficient of the lead frame and the linear expansion coefficient of the first mold resin portion is in the range of 0 to 6.0 × 10 −5 K −1. An optical semiconductor device characterized in that a ratio of filler mixed in is set. 請求項２記載の光半導体装置において、
上記第１のモールド樹脂部の線膨張係数と上記第２のモールド樹脂部の線膨張係数との差が０乃至６．０×１０−５Ｋ−１の範囲内になるように、上記第１のモールド樹脂部に混入されたフィラーの割合が設定されていることを特徴とする光半導体装置。 The optical semiconductor device according to claim 2,
The first mold so that the difference between the linear expansion coefficient of the first mold resin portion and the linear expansion coefficient of the second mold resin portion is in the range of 0 to 6.0 × 10 −5 K −1 . The ratio of the filler mixed in the mold resin part is set. 請求項１に記載の光半導体装置において、
上記第２のモールド樹脂部の外周面のうち上記発光素子、受光素子に対応する部位にそれぞれ上記高透光性樹脂からなる第１レンズ部、第２レンズ部が設けられていることを特徴とする光半導体装置。 The optical semiconductor device according to claim 1,
The first lens portion and the second lens portion made of the highly translucent resin are respectively provided in portions corresponding to the light emitting element and the light receiving element in the outer peripheral surface of the second mold resin portion. An optical semiconductor device. 請求項４に記載の光半導体装置において、
上記第１レンズ部、第２レンズ部はそれぞれ、上記第２のモールド樹脂部の外周面に設けられた第１の窪み内、第２の窪み内に設けられていることを特徴とする光半導体装置。 The optical semiconductor device according to claim 4,
The first lens portion and the second lens portion are respectively provided in a first recess and a second recess provided on the outer peripheral surface of the second mold resin portion. apparatus. 上記第１のモールド樹脂部は、
上記発光素子と、上記リードフレームのうち上記発光素子を搭載した部分と、上記第１のシリコーン樹脂部の頂部以外の部分とを覆って一体に封止する発光素子モールド樹脂部と、
上記受光素子と、上記リードフレームのうち上記受光素子を搭載した部分と、上記第２のシリコーン樹脂部の頂部以外の部分とを覆って一体に封止する受光素子モールド樹脂部とを有し、
上記発光素子モールド樹脂部と受光素子モールド樹脂部との間に隙間を、上記第２のモールド樹脂部が埋めていることを特徴とする光半導体装置。 The first mold resin portion is
A light emitting element mold resin portion that covers and integrally seals the light emitting element, a portion of the lead frame on which the light emitting element is mounted, and a portion other than the top of the first silicone resin portion;
The light receiving element, a part of the lead frame on which the light receiving element is mounted, and a light receiving element mold resin part that covers and integrally covers a part other than the top of the second silicone resin part,
An optical semiconductor device, wherein the second mold resin portion fills a gap between the light emitting element mold resin portion and the light receiving element mold resin portion. 請求項６に記載の光半導体装置において、
上記受光素子を取り囲むように、上記受光素子を電気的にシールドするシールド材が設けられていることを特徴とする光半導体装置。 The optical semiconductor device according to claim 6,
An optical semiconductor device characterized in that a shielding material for electrically shielding the light receiving element is provided so as to surround the light receiving element. 請求項１に記載の光半導体装置において、
上記リードフレーム上に、上記発光素子、受光素子に加えて、上記発光素子を駆動する駆動用ＩＣ、および／または上記受光素子からの信号を処理する信号処理用ＩＣが搭載されていることを特徴とする光半導体装置。 The optical semiconductor device according to claim 1,
In addition to the light emitting element and the light receiving element, a drive IC for driving the light emitting element and / or a signal processing IC for processing a signal from the light receiving element are mounted on the lead frame. An optical semiconductor device. 請求項１に記載の光半導体装置において、
上記受光素子と、この受光素子からの信号を処理する信号処理回路とが、同一のチップに形成されていることを特徴とする光半導体装置。 The optical semiconductor device according to claim 1,
An optical semiconductor device characterized in that the light receiving element and a signal processing circuit for processing a signal from the light receiving element are formed on the same chip. 請求項１に記載の光半導体装置において、
上記リードフレーム上に、通信制御用ＩＣが搭載されていることを特徴とする光半導体装置。 The optical semiconductor device according to claim 1,
An optical semiconductor device, wherein a communication control IC is mounted on the lead frame. 請求項１に記載の光半導体装置において、
上記発光素子が発する光を受ける光ファイバ端部と、上記受光素子に光を入射させる光ファイバ端部との対が嵌合され、それらの光ファイバ端部の対を保持する保持対を備えたことを特徴とする光半導体装置。 The optical semiconductor device according to claim 1,
A pair of an optical fiber end that receives light emitted from the light emitting element and an optical fiber end that allows light to enter the light receiving element are fitted, and a holding pair that holds the pair of the optical fiber end is provided. An optical semiconductor device. 請求項１に記載の光半導体装置を備えたことを特徴とする電子機器。
An electronic apparatus comprising the optical semiconductor device according to claim 1.
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