JP2009141317A - 光半導体パッケージおよびこれを備えた光電センサならびに光半導体パッケージの製造方法 - Google Patents

光半導体パッケージおよびこれを備えた光電センサならびに光半導体パッケージの製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】光半導体パッケージから取り出される光の取り出し効率の向上を図りつつ、高性能でかつ高信頼性の光半導体パッケージを小型でかつ薄型に生産性よく製作可能にする。
【解決手段】光半導体パッケージ１Ａは、ＬＥＤチップ３０と、ＬＥＤチップ３０が実装されたインターポーザ１０とを備え、ＬＥＤチップ３０は、インターポーザ１０に搭載されたリフレクタ２０を介してインターポーザ１０に搭載されている。リフレクタ２０は、平板状の底部２１と、底部２１の周縁から連続して延び、上方に向かうに連れて拡径する略円錐板状の側部２２と、底部２１および側部２２によって規定される上面開口の収容室２４とを含んでいる。収容室２４を規定する壁面は、照射された光を反射することが可能に構成されており、ＬＥＤチップ３０は、リフレクタ２０の収容室２４内であってかつ底部２１上に搭載されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、投光素子または受光素子に代表される光半導体素子をパッケージング化した光半導体パッケージおよびこれを備えた光電センサならびに当該光半導体パッケージを製造するための製造方法に関する。
近年、電子機器の小型化および薄型化の要求に伴い、表面実装デバイスが注目を浴びている。投光素子または受光素子に代表される光半導体素子を含む光電センサにおいても例外ではなく、光半導体素子を表面実装可能とするための種々のパッケージ構造が検討されている。
一般に、光電センサにおいては、上述した装置の小型化および薄型化の要求に加え、検出距離を長距離化することや、より微小な部品の検出を可能にすること等が求められている。これら要求に応えるためには、光電センサに搭載される光半導体パッケージを小型化および薄型化することに加え、そのような構成とした場合にも投光器から十分な光量の検出光が出射されるように構成する必要がある。すなわち、光半導体パッケージから取り出される検出光の取り出し効率の向上を図りつつ、光半導体パッケージを小型化および薄型化することが必要である。
このような要求に応える一つの解決策として、リフレクタ（反射部材）を利用する方法がある。リフレクタとは、ＬＥＤ（Light-Emitting Diode）チップから出射される光を効率的に所定の方向に導くために、ＬＥＤチップから放射状に出射される光のうち、上記所定の方向に向けて出射されなかった光を反射させて上記所定の方向に導くための光学部品である。このリフレクタが光半導体パッケージに搭載されることにより、上述した検出光の取り出し効率が大幅に向上することになる。
このようなリフレクタを搭載した光半導体パッケージが開示された文献として、たとえば特開２００１−１７７１５５号公報（特許文献１）等がある。
上記特許文献１には、基材としての基板上にＬＥＤチップを実装し、このＬＥＤチップを取り囲むように基板上に内周面が円錐形に構成された筒状の部材（リフレクタに相当）を載置し、当該筒状の部材と基板とによって規定された空間を樹脂封止層で封止した構成の光半導体パッケージが開示されている。
特開２００１−１７７１５５号公報
上記特許文献１に記載の光半導体パッケージにおいては、内周面が円錐形に構成された筒状の部材をリフレクタとして利用している。このような筒状の部材をリフレクタとして利用した場合には、基板自体にＬＥＤチップが搭載されることとなるため、光半導体パッケージの薄型化に大きく寄与することになる。しかしながら、このようなパッケージ構造を採用した場合には、ＬＥＤチップが収容される空間を規定する部分のうちの底面（すなわち基板表面）部分が反射面として機能しないこととなるため、出射効率が十分には改善されないという問題がある。また、製造の観点から当該パッケージ構造を見た場合には、ＬＥＤチップと筒状の部材とをそれぞれ基板に対して位置決めして搭載する必要があり、結果としてＬＥＤチップと筒状の部材との位置決め精度が低下してしまうといった問題もある。
そこで、本発明は、上述の問題点を解決すべくなされたものであり、光半導体パッケージから取り出される光の取り出し効率の向上を図りつつ、高性能でかつ高信頼性の光半導体パッケージを小型でかつ薄型に生産性よく製作可能にすることを目的とするものであり、またこれにより小型で高性能の光電センサを提供可能にすることを目的とする。
本発明に基づく光半導体パッケージは、光を投光または受光する光半導体素子と、上記光半導体素子が実装された基材とを備えている。上記光半導体素子は、上記基材に搭載された素子搭載部材を介して上記基材に搭載されている。上記素子搭載部材は、平板状の底部と、当該底部の周縁から連続して延び、上方に向かうに連れて拡径する略円錐板状の側部と、上記底部および上記側部によって規定される上面開口の収容室とを含んでいる。上記収容室を規定する壁面は、照射された光を反射することが可能に構成されている。上記光半導体素子は、上記素子搭載部材の上記収容室内であってかつ上記底部上に搭載されている。
上記本発明に基づく光半導体パッケージにあっては、上記底部および上記側部の厚みが実質的に同等であることが好ましく、その場合に、これら底部および側部の厚みがいずれも０．３ｍｍ以下であることが好ましい。
上記本発明に基づく光半導体パッケージにあっては、上記素子搭載部材が上記側部の上記底部側とは反対側の端部から連続して外側に向かって延びるフランジ部をさらに含んでいることが好ましい。
上記本発明に基づく光半導体パッケージにあっては、上記底部、上記側部および上記フランジ部の厚みが実質的に同等であることが好ましく、その場合に、これら底部、側部およびフランジ部の厚みがいずれも０．３ｍｍ以下であることが好ましい。
上記本発明に基づく光半導体パッケージにあっては、上記素子搭載部材が一枚の金属製の板状部材をプレス加工することによって形成されたプレス成形品であることが好ましい。
上記本発明に基づく光半導体パッケージにあっては、上記光半導体素子が、上記素子搭載部材の上記上面開口を介して引き出されたボンディングワイヤにより、上記基材に設けられた回路に対して電気的に接続されていることが好ましい。
上記本発明に基づく光半導体パッケージにあっては、上記光半導体素子が絶縁性の接着層を介して上記素子搭載部材に接着されていることが好ましい。その場合、より好適には、上記絶縁性の接着層が光透過性樹脂材料を含む接着層にて構成される。
上記本発明に基づく光半導体パッケージにあっては、上記素子搭載部材が絶縁性の接着層を介して上記基材に接着されていることが好ましい。
上記本発明に基づく光半導体パッケージにあっては、上記収容室を規定する上記壁面が当該壁面の反射率よりも大きい反射率を有する第１被覆膜によって被覆されていることが好ましい。その場合に、より好適には、上記第１被覆膜が金属材料または樹脂材料のコーティング膜にて構成されている。
また、上記第１被覆膜は、金属めっき膜であってもよく、その場合に、上記金属めっき膜が、すず、銀、ニッケルおよび金からなる群より選ばれる１種以上の金属を含有していることが好ましい。
上記本発明に基づく光半導体パッケージにあっては、上記素子搭載部材が導電性の部材にて構成されていることが好ましく、その場合に、上記光半導体素子が上記素子搭載部材を介して上記基材に設けられた回路に対して電気的に接続されていることが好ましい。
上記本発明に基づく光半導体パッケージにあっては、上記光半導体素子がろう材、導電性の接着剤および導電性のペーストのいずれかによって上記素子搭載部材に接着されていることが好ましく、また、上記素子搭載部材がろう材、導電性の接着剤および導電性のペーストのいずれかによって上記基材に接着されていることが好ましい。
上記本発明に基づく光半導体パッケージにあっては、上記光半導体素子に対する上記素子搭載部材の接着面が、上記光半導体素子と上記素子搭載部材との間の接触抵抗を低減する第２被覆膜によって被覆されていることが好ましい。その場合、上記第２被覆膜が、上記収容室を規定する上記壁面の上記接着面を除く部分をも被覆していてもよく、その場合には、上記第２被覆膜が、上記収容室を規定する上記壁面の反射率よりも大きい反射率を有していることが好ましい。さらには、上記第２被覆膜が上記基材に対する上記素子搭載部材の接着面をも被覆していてもよい。
また、上記第２被覆膜は、金属めっき膜であることが好ましく、その場合に、上記金属めっき膜が、すず、銀、ニッケルおよび金からなる群より選ばれる１種以上の金属を含有していることが好ましい。
上記本発明に基づく光半導体パッケージにあっては、上記素子搭載部材が搭載された部分以外の上記基材上に受動素子または能動素子を有していてもよい。
上記本発明に基づく光半導体パッケージにあっては、上記光半導体素子が透光性の樹脂封止層によって封止されていることが好ましい。
上記本発明に基づく光半導体パッケージにあっては、上記樹脂封止層が上記基材の上記光半導体素子が実装された側の主面に搭載されたすべての部品を封止していることが好ましい。
上記本発明に基づく光半導体パッケージにあっては、上記樹脂封止層が上記光半導体素子が位置する部分に対応した位置にレンズ部を含んでいてもよい。
上記本発明に基づく光半導体パッケージにあっては、上記素子搭載部材が、上記側部の上記底部側とは反対側の端部から連続して外側に向かって延び、かつ上記樹脂封止層の側面にまで達する延設部を有していてもよい。
上記本発明に基づく光半導体パッケージにあっては、上記光半導体素子を搭載した上記素子搭載部材が上記基材上に複数個搭載されていてもよい。
本発明に基づく光電センサは、上述したいずれかの光半導体パッケージを備えてなるものである。
本発明の第１の局面に基づく光半導体パッケージの製造方法は、上記本発明に基づく光半導体パッケージを製造するための方法であり、一枚の金属製の板状部材を準備するステップと、上記板状部材をプレス加工することによって上記素子搭載部材を成形するステップと、上記素子搭載部材を上記基材に搭載するステップとを備えている。
本発明の第２の局面に基づく光半導体パッケージの製造方法は、上記本発明に基づく光半導体パッケージのうち、素子搭載部材の表面が上述した第１被覆膜によって被覆されてなるものを製造するための方法であり、一枚の金属製の板状部材を準備するステップと、上記板状部材の表面に上記第１被覆膜を形成するステップと、上記第１被覆膜が形成された上記板状部材をプレス加工することによって上記素子搭載部材を成形するステップと、上記素子搭載部材を上記基材に搭載するステップとを備えている。
本発明の第３の局面に基づく光半導体パッケージの製造方法は、上記本発明に基づく光半導体パッケージのうち、素子搭載部材の表面が上述した第１被覆膜によって被覆されてなるものを製造するための方法であり、一枚の金属製の板状部材を準備するステップと、上記板状部材をプレス加工し、当該プレス加工後の板状部材の表面に上記第１被覆膜を形成することにより、上記素子搭載部材を形成するステップと、上記素子搭載部材を上記基材に搭載するステップとを備えている。
本発明の第４の局面に基づく光半導体パッケージの製造方法は、上記本発明に基づく光半導体パッケージのうち、素子搭載部材の表面が上述した第２被覆膜によって被覆されてなるものを製造するための方法であり、一枚の金属製の板状部材を準備するステップと、上記板状部材の表面に上記第２被覆膜を形成するステップと、上記第２被覆膜が形成された上記板状部材をプレス加工することによって上記素子搭載部材を成形するステップと、上記素子搭載部材を上記基材に搭載するステップとを備えている。
本発明の第５の局面に基づく光半導体パッケージの製造方法は、上記本発明に基づく光半導体パッケージのうち、素子搭載部材の表面が上述した第２被覆膜によって被覆されてなるものを製造するための方法であり、一枚の金属製の板状部材を準備するステップと、上記板状部材をプレス加工し、当該プレス加工後の板状部材の表面に上記第２被覆膜を形成することにより、上記素子搭載部材を形成するステップと、上記素子搭載部材を上記基材に搭載するステップとを備えている。
本発明によれば、光半導体パッケージから取り出される光の取り出し効率の向上を図りつつ、高性能でかつ高信頼性の光半導体パッケージを小型でかつ薄型に生産性よく製作することが可能になる。
以下、本発明の実施の形態について、図を参照して詳細に説明する。なお、以下に示す実施の形態においては、光半導体パッケージとして、光電センサの投光器に組み込まれる光半導体パッケージを特に例示して説明を行う。
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における光半導体パッケージの外観構造を示す概略斜視図である。図２は、図１に示す光半導体パッケージの内部構造を示す図であり、図１中に示すＩＩ−ＩＩ線に沿った模式断面図である。また、図３は、図１に示すリフレクタの形状を示す図であり、図３（Ａ）は上面図、図３（Ｂ）は断面図である。まず、これら図１ないし図３を参照して、本発明の実施の形態１における光半導体パッケージの構造について説明する。
図１および図２に示すように、本実施の形態における光半導体パッケージ１Ａは、略直方体形状の外形を有しており、実装基板への表面実装が可能な電子部品として構成されている。光半導体パッケージ１Ａは、基材としてのインターポーザ１０と、素子搭載部材としてのリフレクタ２０と、光半導体素子としてのＬＥＤチップ３０と、樹脂封止層６０とを主として備えている。
インターポーザ１０は、たとえば略矩形の平板状のプリント配線基板からなる。このプリント配線基板としては、好適にはガラスエポキシ基板等の有機基板が利用される。インターポーザ１０の主表面１０ａには、ランド１１が形成されており、当該ランド１１は、インターポーザ１０を貫通するように形成されたスルーホール１２を介して、インターポーザ１０の裏面に形成されたランド１３に電気的に接続されている。なお、インターポーザ１０としては、厚みが概ね０．１ｍｍ〜０．８ｍｍ程度のものが好適に利用される。
インターポーザ１０の主表面１０ａ上には、リフレクタ２０が搭載されている。より詳細には、リフレクタ２０は、ダイボンド材としての絶縁性もしくは導電性の接着剤を硬化させることによって形成された接着層４１を介してインターポーザ１０に接着されている。
図１および図２に示すように、リフレクタ２０は、概略有底円錐状の形状を有する部材にて構成されており、より詳細には、図３（Ａ）および図３（Ｂ）に示すように、底部２１、側部２２およびフランジ部２３を有している。底部２１は、上面視円形の平板状の形状を有しており、その上面と下面とが略平行に構成されている。側部２２は、底部２１の周縁から連続して延び、上方に向かうに連れて拡径した略円錐板状の形状を有しており、その内周面と外周面とが略平行に構成されている。フランジ部２３は、側部２２の底部２１側の端部とは反対側の端部から連続して外側に向かって延びており、その上面と下面とが略平行に構成されている。
図３（Ｂ）を参照して、リフレクタ２０の底部２１、側部２２およびフランジ部２３のそれぞれの厚みｔ１、ｔ２およびｔ３は、いずれも実質的に同等の厚みに構成されている。その厚みとしては、０．３ｍｍ以下であることが好ましく、より好適には０．０５ｍｍ〜０．１ｍｍの範囲とされる。また、底部２１と側部２２とが成す角θは、概ね２０°〜７０°の範囲とされる。
リフレクタ２０は、その底部２１および側部２２によって規定される上面開口の収容室２４を有している。収容室２４を規定する壁面（すなわち底部２１の上面および側部２２の内周面）は、照射された光が反射する反射面として機能するように構成されている。より好適には、当該壁面が、照射された光を正反射する鏡面に仕上げられていることが好ましい。そのため、リフレクタ２０の材質としては、たとえば銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金等の金属が好適に利用される。なお、このリフレクタ２０としては、好適には後述する一枚の金属製の板状部材をプレス加工することによって製作されたプレス成形品が利用される。
図１および図２に示すように、リフレクタ２０の収容室２４内には、ＬＥＤチップ３０が収容されている。より詳細には、ＬＥＤチップ３０は、ダイボンド材としての絶縁性もしくは導電性の接着剤を硬化させることによって形成された接着層４２を介してリフレクタ２０の底部２１に接着されている。ＬＥＤチップ３０は、放射状に光を出射する光源に相当する。
ＬＥＤチップ３０の上面には、図示しない一対の電極（アノードおよびカソード）が形成されており、これら一対の電極のそれぞれは、ボンディングワイヤ５０によってそれぞれインターポーザ１０の主表面１０ａに設けられたランド１１に電気的に接続されている。ここで、ボンディングワイヤ５０は、ＬＥＤチップ３０の上面からリフレクタ２０の上面開口を介してリフレクタ２０の外部へとループ状に引き出されており、ボンディングワイヤ５０とリフレクタ２０は非接触とされている。ボンディングワイヤ５０としては、好適には金ワイヤが利用される。
インターポーザ１０の主表面１０ａ上には、樹脂封止層６０が形成されている。樹脂封止層６０は、上述したリフレクタ２０、ＬＥＤチップ３０、ボンディングワイヤ５０等をその内部に封止しており、透光性の樹脂部材にて構成されている。より具体的には、樹脂封止層６０としては、ＬＥＤチップ３０から出射される光を透過可能な樹脂材料にて形成されており、たとえばエポキシ樹脂等の樹脂材料が好適に利用される。
以上の構成のパッケージ構造を採用することにより、光半導体パッケージ１Ａから取り出される光の取り出し効率が飛躍的に向上することになる。これは、図２に示すように、ＬＥＤチップ３０から出射された光のうち、側方に向けて出射された光をリフレクタ２０の側部２２の内周面によって上方に向けて反射させることができるためであり、これにより光半導体パッケージ１Ａから出射される光量を増加させることが可能になるためである。また、ＬＥＤチップ３０の外形よりもリフレクタ２０の底部２１の外形を大きくすれば、ＬＥＤチップ３０から出射された光のうち、下方に向けて出射された光についてもリフレクタ２０の底部２１の上面によって上方に向けて反射させることができる。また、接着層４２を光透過性樹脂材料からなる接着剤にて構成することとすれば、下方に向けて出射された光をより効率的に上方に向けて出射させることも可能になる。したがって、このように構成すれば、光半導体パッケージ１Ａから取り出される光の取り出し効率をさらに向上させることも可能である。以上のように、上述の構成の光半導体パッケージ１Ａを光電センサの投光器として利用することにより、光電センサの検出距離を長距離化することや、より微小な部品の検出を可能にするといった性能面での改善を図ることが可能になる。
また、上述の構成のパッケージ構造においては、光半導体パッケージ１Ａの厚みを非常に薄くすることが可能になるため、光電センサの薄型化にも寄与することになる。さらには、リフレクタ２０の形状が概略有底円錐形状であるため、リフレクタ２０の側部２２およびフランジ部２３の下方に配線パターンを形成したり、他の実装部品（たとえば受動素子や能動素子）を実装したりすることも可能になる。したがって、従来の光半導体パッケージに比べて実装密度を向上させることが可能になるため小型化が可能となり、光電センサの小型化にも寄与することになる。
また、上述の構成のパッケージ構造においては、リフレクタ２０の占有体積が従来の光半導体パッケージに比べて大幅に減少するため、樹脂封止層６０とリフレクタ２０との界面における線膨張係数差を要因とする剥離の発生が抑制でき、信頼性が大幅に向上することにもなる。したがって、光電センサの信頼性の向上にも寄与することになる。
さらには、上述の構成のパッケージ構造を採用することにより、リフレクタの製造が容易となって生産性が向上し、製造コストを削減することも可能になる。以下においては、本実施の形態における光半導体パッケージの製造方法について説明するとともに、リフレクタの製造が容易になる理由について詳説する。
図４は、上述のリフレクタの製造方法を示す工程図である。まず、図４を参照して、リフレクタの製造方法について説明する。図４に示すように、リフレクタ２０を製造するに際しては、プレス加工が好適に利用される。
まず、図４（Ａ）に示すように、プレス面に複数の凹部２０１ａが形成された下型２０１と、プレス面に複数の凸部２０２ａが形成された上型２０２とを有するプレス機に、金属製の板状部材３００をセットする。ここで、プレス機にセットする金属製の板状部材３００は、加工後にリフレクタ２０となるものであるため、上述の銅や銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金等からなる板状部材が利用され、その板厚は、０．３ｍｍ以下であることが好ましい。
次に、図４（Ｂ）に示すように、下型２０１と上型２０２とによって金属製の板状部材３００をプレスする。当該プレス処理により、金属製の板状部材３００は、プレス機の下型２０１および上型２０２のプレス面の形状に沿った形に塑性変形を起こす。その後、図４（Ｃ）に示すように、プレス機から金属製の板状部材３００を取り出し、図４（Ｃ）に示した切断線４００に沿って金属製の板状部材３００を切断することにより、図４（Ｄ）に示す如くのリフレクタ２０が製作される。なお、上述の如く複数の凹部および凸部を有する下型および上型を用いてプレス処理を行うことにより、生産性よく一度に大量のリフレクタを得ることができる。
上述のプレス処理においては、薄肉の金属製の板状部材を用いてリフレクタの形状出しが行われる。したがって、リフレクタの形状出しが容易に行え、微小部品であるリフレクタであっても高精度にその形状を再現することができる。また、リフレクタの底部の薄型化も容易である。その結果、小型でかつ薄型のリフレクタを安価に製作することが可能になる。
図５は、本実施の形態における光半導体パッケージの製造方法を示す工程図である。次に、この図５を参照して、本実施の形態における光半導体パッケージの製造方法について説明する。
本実施の形態における光半導体パッケージを製作するに際しては、図５（Ａ）に示すように、まず、所定の回路パターンが予め形成されたインターポーザ１０を準備し、その上に樹脂製接着剤を用いてリフレクタ２０を搭載する。次に、図５（Ｂ）に示すように、リフレクタ２０の底部２１上に樹脂製接着剤を用いてＬＥＤチップ３０を搭載する。なお、予めリフレクタ２０にＬＥＤチップ３０を搭載しておき、その後にインターポーザ１０にＬＥＤチップ３０が搭載されたリフレクタ２０を搭載することとしてもよい。
次に、図５（Ｃ）に示すように、ボンディングワイヤ５０を用いてＬＥＤチップ３０の電極とインターポーザ１０のランド１１とを接続する。つづいて、図５（Ｄ）に示すように、透光性の樹脂材料を用いてトランスファーモールドを行い、インターポーザ１０上に搭載された各種部品を樹脂封止層６０によって封止する。その後、図５（Ｄ）に示す切断線４０１に沿って切断処理を行い、図５（Ｅ）に示す如くの光半導体パッケージ１Ａを得る。
上述した如くの製造方法を採用することにより、高性能でかつ高信頼性の光半導体パッケージを小型でかつ薄型に生産性よく製作することができる。
次に、上述した構成の光半導体パッケージを備えた光電センサについて詳説する。図６は、本実施の形態における光半導体パッケージが実装された実装基板の断面図であり、図７は、本実施の形態における光電センサの投光器の組付構造を示す分解斜視図である。
図６に示すように、本実施の形態における光半導体パッケージ１Ａは、実装基板７０に対して表面実装が可能である。光半導体パッケージ１Ａの下面には、ランド１３が形成されている。そのため、このランド１３と実装基板７０に設けられたランド７１とを半田等の接合層９０によって接合することにより、光半導体パッケージ１Ａが実装基板に表面実装されることになる。なお、実装基板７０には、他の電子部品（たとえば図６中に示す符号８１〜８３で示される電子部品）も表面実装される。
この光半導体パッケージ１Ａが表面実装された実装基板７０は、たとえば光電センサの投光器に組み込まれる。図７に示すように、実装基板７０は、上面開口の箱形状を有するケース体１１０の内部に収容されて固定される。ケース体１１０には、キャップ体１２０が取付けられ、このキャップ体１２０によってケース体１１０の上面開口が閉塞されることになる。キャップ体１２０としては、ＬＥＤチップ３０から発せられた光が投光器１００の外部に投光されるように、少なくとも略中央部が透光性を有する材料にて形成されていることが必要である。キャップ体１２０の材質としては、ポリカーボネイト樹脂やアクリル樹脂、ポリアリレート樹脂等が好適である。
以上の如くの構成の投光器を備えた光電センサとすることにより、小型でかつ高性能の光電センサとすることができる。
図８から図１３は、本実施の形態における光半導体パッケージの第１ないし第６変形例をそれぞれ示した図である。このうち、図８は、第１変形例に係る光半導体パッケージの概略斜視図であり、図９および図１０は、それぞれ第２および第３変形例に係る光半導体パッケージの模式断面図である。また、図１１から図１３は、それぞれ第４ないし第６変形例に係る光半導体パッケージの模式上面図である。次に、これら図８ないし図１３を参照して、本実施の形態の第１ないし第６変形例に係る光半導体パッケージの構造について説明する。
図８に示すように、本実施の形態の第１変形例に係る光半導体パッケージ１Ｂは、上述の本実施の形態における光半導体パッケージ１Ａとボンディングワイヤ５０の引き出し方向が相違している。上述の本実施の形態における光半導体パッケージ１Ａにおいては、ボンディングワイヤ５０が略矩形状のインターポーザ１０の端辺と平行な方向に引き出されていたが、本変形例に係る光半導体パッケージ１Ｂにおいては、ボンディングワイヤ５０が略矩形状のインターポーザの対角線と平行な方向に引き出されている。このように構成すれば、光半導体パッケージの外形をより小型に構成することが可能になり、光電センサの小型化により寄与するようになる。
図９に示すように、本実施の形態の第２変形例に係る光半導体パッケージ１Ｃは、上述の本実施の形態における光半導体パッケージ１Ａの樹脂封止層６０の形状において相違している。本変形例に係る光半導体パッケージ１Ｃにあっては、透光性の樹脂封止層６０の上面に上方に向けて突出したレンズ部６２が形成されている。このレンズ部６２は、樹脂封止層６０が形成される際に同時に形成されるものであり、ＬＥＤチップ３０から出射された光を所定の方向に導く投光レンズの機能を有している。このように構成することにより、別途レンズを設ける必要がなくなるため、装置構成が簡素化するメリットが得られるようになる。
なお、光半導体パッケージにレンズ部を設ける場合には、上述の図９に示した光半導体パッケージ１Ｃの如く、樹脂封止層６０の一部に一体的にレンズ部６２を設ける構成とする手法を採用する以外にも、樹脂封止層とは別体にて形成したレンズを樹脂封止層上に接着固定する手法が採用可能である。その場合には、樹脂封止層とは別体にて形成したレンズをＬＥＤチップの上方に位置決めして実装し、これを紫外線硬化型の接着剤を用いて樹脂封止層に接着固定することにより、光半導体パッケージから出射される光の光軸を安定化させることができる。
図１０に示すように、本実施の形態の第３変形例に係る光半導体パッケージ１Ｄは、インターポーザ１０上に他の電子部品が実装されている点において上述の本実施の形態における光半導体パッケージ１Ａと相違している。本変形例に係る光半導体パッケージ１Ｄは、いわゆるマルチチップパッケージと呼ばれるものであり、インターポーザ１０の主表面１０ａ上のリフレクタ２０が搭載された部分以外の部分に受動素子や能動素子といったＬＥＤチップ３０以外の電子部品８４，８５が搭載されている。これら電子部品８４，８５についても、ＬＥＤチップ３０およびリフレクタ２０と同様に樹脂封止層６０によって封止処理がなされている。このように構成することにより、容易にマルチチップパッケージを実現することが可能になる。
図１１および図１２に示すように、本実施の形態の第４および第５変形例に係る光半導体パッケージ１Ｅ，１Ｆは、インターポーザ１０上に複数のリフレクタ２０およびＬＥＤチップ３０を備えている。そして、こられ複数のリフレクタ２０およびＬＥＤチップ３０は、透光性の樹脂封止層６０によって封止されている。図１１に示す第４変形例に係る光半導体パッケージ１Ｅにおいては、３組のリフレクタ２０およびＬＥＤチップ３０が直線上に配置されており、図１２に示す第５変形例に係る光半導体パッケージ１Ｆにおいては、３組のリフレクタ２０およびＬＥＤチップ３０が互いに等距離の位置となるように正三角形の頂点位置に相当する位置に配置されている。このように構成することにより、たとえば同種のＬＥＤチップを複数設けることによって出射光の光量を増大させたり、異なる色を発光するＬＥＤチップ（たとえば、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）を発光するＬＥＤチップ）を組み合わせることによって白色光としたりといった種々の仕様に応じた光半導体パッケージとすることができる。
図１３に示すように、本実施の形態の第６変形例に係る光半導体パッケージ１Ｇは、上述の本実施の形態の第４変形例に係る光半導体パッケージ１Ｅと近似の構成を有しているが、個々のリフレクタ２０が連結部２５によって連結されている点において相違する。具体的には、図１３に示すように、隣り合うように配置されたリフレクタ２０が、それぞれフランジ部２３から延在した連結部２５によって連結された一部材として構成されている。この連結部２５は、図４において説明したリフレクタの製造工程において、成形された金属製の板状部材の切断工程において切断する部位を変更することにより製作可能である。このように構成した場合には、光半導体パッケージ１Ｇ内における個々のリフレクタ２０の位置決めが省略できることになり、隣り合うＬＥＤチップ３０を精度よく位置決めして実装することが可能になる効果が得られる。
（実施の形態２）
図１４は、本発明の実施の形態２における光半導体パッケージの内部構造を示す模式断面図である。次に、この図１４を参照して本発明の実施の形態２における光半導体パッケージについて詳説する。なお、上述の実施の形態１における光半導体パッケージと同様の部分については図中同一の符号を付し、その説明は繰り返さない。
図１４に示すように、本実施の形態における光半導体パッケージ１Ｈは、上述の実施の形態１における光半導体パッケージ１Ａと同様に、略直方体形状の外形を有しており、実装基板への表面実装が可能な電子部品として構成されている。光半導体パッケージ１Ｈは、基材としてのインターポーザ１０と、素子搭載部材としてのリフレクタ２０と、光半導体素子としてのＬＥＤチップ３０と、樹脂封止層６０とを主として備えている。
本実施の形態における光半導体パッケージ１Ｈにおいては、リフレクタ２０が導電性の接着層４３を介してインターポーザ１０の主表面１０ａに設けられたランド１４に接着されており、またＬＥＤチップ３０が導電性の接着層４４を介してリフレクタ２０の底部２１に接着されている。ここで、ＬＥＤチップ３０としては、一対の電極（アノードおよびカソード）が上面と下面にそれぞれ形成されたものが利用され、そのうちの下面に形成された電極が導電性の接着層４４を介してリフレクタ２０に接着されることにより、当該電極が導電性の接着層４４、リフレクタ２０および導電性の接着層４３を介してインターポーザ１０のランド１４に電気的に接続されることになる。導電性の接着層４３，４４としては、半田に代表されるろう材や、導電性の接着剤、導電性のペースト等が利用可能である。なお、ＬＥＤチップ３０の上面に形成された電極は、上述の実施の形態１における光半導体パッケージ１Ａの場合と同様にボンディングワイヤ５０を介してインターポーザ１０のランド１１に電気的に接続されている。
このように構成することにより、上述の実施の形態１における光半導体パッケージとした場合と同様の効果が得られるとともに、ボンディングワイヤの数を減らすことも可能になるため、より小型に光半導体パッケージを構成することも可能になる。
（実施の形態３）
図１５は、本発明の実施の形態３における光半導体パッケージの製造方法を説明するための工程図であり、図１６は、当該製造方法を採用した場合に利用されるリフレクタの製造過程における形状を示す上面図である。また、図１７は、図１５に示す光半導体パッケージの製造方法を利用して製作した光半導体パッケージの一つを示す模式上面図である。次に、これら図１５ないし図１７を参照して、本実施の形態における光半導体パッケージの製造方法について詳説する。
図１５に示すように、本発明の実施の形態３における光半導体パッケージの製造方法は、上述の実施の形態１における光半導体パッケージの製造方法と近似のものである。しかしながら、その際に利用されるリフレクタ２０の形状が上述の実施の形態１における光半導体パッケージの製造方法と異なっている。
図１６に示すように、本実施の形態における光半導体パッケージの製造方法において利用されるリフレクタ２０は、アレイ状に配置されたリフレクタ２０が隣り合うリフレクタ２０と相互に連結部２５によって連結されている。この連結部２５は、図４において説明したリフレクタの製造工程において、成形された金属製の板状部材の切断工程において切断する部位を変更することにより製作可能である。
そして、図１５に示す形状のリフレクタ２０を用いて、図１６に示す如くの製造工程を経ることにより、光半導体パッケージ１Ｉが形成されることになる。すなわち、図１６（Ａ）に示すように、所定の回路パターンが予め形成されたインターポーザ１０を準備し、その上に樹脂製接着剤を用いて図１５に示す形状のリフレクタ２０を搭載し、つづいて図１６（Ｂ）に示すように、リフレクタ２０の底部２１上に樹脂製接着剤を用いてＬＥＤチップ３０を搭載する。次に、図１６（Ｃ）に示すように、ボンディングワイヤ５０を用いてＬＥＤチップ３０の電極とインターポーザ１０のランド１１とを接続し、つづいて、図１６（Ｄ）に示すように、透光性の樹脂材料を用いてトランスファーモールドを行い、インターポーザ１０上に搭載された各種部品を樹脂封止層６０によって封止する。その後、図１６（Ｄ）に示す切断線４０１に沿って切断処理を行い、図１６（Ｅ）に示す如くの光半導体パッケージ１Ｉを得る。
上述の製造方法を利用して製作された光半導体パッケージは、たとえば図１７に示す光半導体パッケージ１Ｉの如くの構造を採ることになる。すなわち、リフレクタ２０のフランジ部から外側に向かって連結部２５が延びた状態の構造を採ることになる。この連結部２５は、樹脂封止層６０の側面にまで達する延設部に相当することになる。ここで、連結部２５は、金属製の部材にて構成されることになるため、ＬＥＤチップ３０が動作することによって生じる熱が当該連結部２５へと伝熱し、樹脂封止層６０へと効率的に放熱されるようになる。したがって、このように構成した場合には、上述の実施の形態１における光半導体パッケージ１Ａと同様の効果が得られるのみならず、放熱性が向上するというさらなる効果を得ることができる。
（実施の形態４）
図１８は、本発明の実施の形態４における光半導体パッケージの内部構造を示す模式断面図である。次に、この図１８を参照して本発明の実施の形態４における光半導体パッケージについて詳説する。なお、上述の実施の形態２における光半導体パッケージと同様の部分については図中同一の符号を付し、その説明は繰り返さない。
図１８に示すように、本実施の形態における光半導体パッケージ１Ｊは、上述の実施の形態２における光半導体パッケージ１Ｈと同様に、略直方体形状の外形を有しており、実装基板への表面実装が可能な電子部品として構成されている。光半導体パッケージ１Ｊは、基材としてのインターポーザ１０と、素子搭載部材としてのリフレクタ２０と、光半導体素子としてのＬＥＤチップ３０と、樹脂封止層６０とを主として備えている。ここで、リフレクタ２０は、導電性の接着層４３を介してインターポーザ１０の主表面１０ａに設けられたランド１４に接着されており、また、ＬＥＤチップ３０は、導電性の接着層４４を介してリフレクタ２０の底部２１に接着されている。
本実施の形態における光半導体パッケージ１Ｊにおいては、リフレクタ２０が金属めっき膜２６によって被覆されている。より具体的には、収容室２４を規定する壁面を含むリフレクタ２０のＬＥＤチップ３０側の主面（以下、上面とも称する）と、リフレクタ２０のインターポーザ１０側の主面（以下、下面とも称する）とが、いずれも同種の金属めっき膜２６によって被覆されている。したがって、導電性の接着層４３，４４は、いずれもリフレクタ２０の表面を被覆する金属めっき膜２６に接着されている。ここで、リフレクタ２０の底部２１、側部２２およびフランジ部２３を含む基部部分は、たとえば銅や銅合金、リン青銅、４２アロイ等の金属にて構成されており、金属めっき膜２６としては、すず、銀、ニッケル、金等の金属皮膜が好適に利用される。
これら金属めっき膜２６のうち、収容室２４を規定する部分である底部２１および側部２２の上面側を被覆する部分の金属めっき膜は、ＬＥＤチップ３０から出射された光を高効率に反射するための第１被覆膜に相当するものであり、収容室２４を規定する基部部分の壁面の反射率よりも大きい反射率を有している。したがって、上述の金属めっき膜２６によってリフレクタ２０の基部部分の表面を被覆しておくことにより、光半導体パッケージ１Ｊから取り出される光の取り出し効率が飛躍的に向上することになる。
また、金属めっき膜２６のうち、底部２１の上面側および下面側を被覆する部分の金属めっき膜は、リフレクタ２０の基部部分と導電性の接着層４３，４４との間の接触抵抗を低減するための第２被覆膜に相当する。通常、銅や銅合金、リン青銅、４２アロイ等の金属部材の表面には比較的厚い酸化膜が形成され易く、この酸化膜の存在によって接触抵抗が増大する傾向にある。したがって、上述の金属めっき膜２６によってリフレクタ２０の基部部分の表面を被覆しておくことにより、導電性の接着層４３，４４と上記接着層４３，４４に接する金属めっき膜２６との間の接触抵抗が低減されるので、リフレクタ２０を介したＬＥＤチップ３０とインターポーザ１０のランド１４との間の電気接合の低抵抗化が図られることになり、良好な接合電気特性を実現することが可能になる。
上述の構成のパッケージ構成を採用した場合にも、リフレクタの製造が複雑化することはなく、生産性よく低コストにリフレクタを製造することが可能である。以下においては、図１８に示す構成のリフレクタの製造方法について詳説する。
図１９は、図１８に示すリフレクタの製造方法を示す工程図であり、図２０は、図１８に示すリフレクタの製造方法の他の例を示す工程図である。図１９および図２０に示すように、図１８に示すリフレクタ２０を製造する場合にも、プレス加工が好適に利用される。
図１９に示すリフレクタの製造方法にあっては、まず、図１９（Ａ）に示すように、プレス面に複数の凹部２０１ａが形成された下型２０１と、プレス面に複数の凸部２０２ａが形成された上型２０２とを有するプレス機に、予め金属めっき処理（電解めっき処理または無電解めっき処理）を施すことによってその上面および下面に金属めっき膜３０１が形成された金属製の板状部材３００をセットする。ここで、プレス機にセットする、表面が金属めっき膜３０１によって被覆された金属製の板状部材３００は、加工後にリフレクタ２０となるものであるため、金属製の板状部材としては、上述の銅や銅合金、リン青銅、４２アロイ等からなるものが利用され、その板厚は、０．３ｍｍ以下であることが好ましく、金属めっき膜３０１としては、すず、銀、ニッケル、金等の金属皮膜が好適であり、その膜厚は、０．１μｍ以上１０μｍ以下であることが好ましい。
次に、図１９（Ｂ）に示すように、金属製の板状部材３００を下型２０１と上型２０２とによってプレスする。当該プレス処理により、金属製の板状部材３００は、プレス機の下型２０１および上型２０２のプレス面の形状に沿った形に塑性変形を起こす。その際、リフレクタ２０の基部部分を構成する金属製の板状部材３００の板厚が非常に薄いため、その表面に成膜された金属めっき膜３０１は剥がれることはなく、プレス後においても金属めっき膜３０１によって金属製の板状部材３００は被覆された状態が維持される。
その後、図１９（Ｃ）に示すように、プレス機からプレス後の金属製の板状部材３００を取り出し、図１９（Ｃ）に示した切断線４００に沿って金属製の板状部材３００を切断することにより、図１９（Ｄ）に示す如くのリフレクタ２０が製作される。なお、上述の如く、予め金属めっき処理によって金属めっき膜３０１がその表面に形成された金属製の板状部材３００を用い、複数の凹部および凸部を有する下型および上型を用いてプレス処理を行うことにより、生産性よく一度に大量のリフレクタを得ることができる。
図２０に示すリフレクタの製造方法にあっては、まず、図２０（Ａ）に示すように、プレス面に複数の凹部２０１ａが形成された下型２０１と、プレス面に複数の凸部２０２ａが形成された上型２０２とを有するプレス機に、金属めっき膜が形成されていない金属製の板状部材３００をセットする。ここで、プレス機にセットする金属製の板状部材３００は、加工後にリフレクタ２０の基部部分となるものであるため、上述の銅や銅合金、リン青銅、４２アロイ等からなる板状部材が利用され、その板厚は、０．３ｍｍ以下であることが好ましい。
次に、図２０（Ｂ）に示すように、下型２０１と上型２０２とによって金属製の板状部材３００をプレスする。当該プレス処理により、金属製の板状部材３００は、プレス機の下型２０１および上型２０２のプレス面の形状に沿った形に塑性変形を起こす。その後、図２０（Ｃ）に示すように、プレス機から金属製の板状部材３００を取り出す。
次に、図２０（Ｄ）に示すように、プレス加工が施された金属製の板状部材３００に金属めっき処理（電解めっき処理または無電解めっき処理）を施すことにより、その上面および下面に金属めっき膜３０１を形成する。その際に形成される金属めっき膜３０１としては、すず、銀、ニッケル、金等の金属皮膜が好適であり、その膜厚は、０．１μｍ以上１０μｍ以下であることが好ましい。
その後、金属めっき膜３０１によって被覆された金属製の板状部材３００を、図２０（Ｄ）に示した切断線４００に沿って切断することにより、図２０（Ｅ）に示す如くのリフレクタ２０が製作される。なお、上述の如く複数の凹部および凸部を有する下型および上型を用いてプレス処理を行い、その後金属めっき処理を行なうことにより、生産性よく一度に大量のリフレクタを得ることができる。
図２１および図２２は、本実施の形態におけるリフレクタの製造方法に対する比較例としてのリフレクタの製造方法を示す工程図である。図２１に示すリフレクタの製造方法は、相当程度の厚みを有するブロック状の金属製の部材をプレス処理することによってリフレクタを成形する場合の製造方法であり、図２２に示すリフレクタの製造方法は、相当程度の厚みを有するブロック状の金属製の部材に切削加工を施すことによってリフレクタを成形する場合の製造方法である。
図２１に示す比較例１に係るリフレクタの製造方法においては、まず、図２１（Ａ）に示すように、プレス面が平面状である下型２０１と、プレス面に複数の凸部２０２ａが形成された上型２０２とを有するプレス機に、予め金属めっき処理（電解めっき処理または無電解めっき処理）を施すことによってその上面および下面に金属めっき膜３０１が形成された相当程度の厚み（０．３５ｍｍ以上）を有する金属製のブロック状部材３００をセットする。そして、図１９（Ｂ）に示すように、下型２０１と上型２０２とによって金属製のブロック状部材３００をプレスする。当該プレス処理により、金属製のブロック状部材３００は、プレス機の上型２０２のプレス面の形状に沿った形に塑性変形を起こす。このプレス処理後の金属製のブロック状部材３００を個別に切り出すことにより、リフレクタを製作することが可能である。
しかしながら、上述した比較例１に係るリフレクタの製造方法を採用した場合には、上述したプレス処理の際に、金属製のブロック状部材３００の表面に成膜された金属めっき膜３０１の一部が、剥がれ落ちてしまうことになる。これは、リフレクタの基部部分を構成する金属製のブロック状部材３００の厚みが厚いことに起因するものであり、プレス加工の際に金属製のブロック状部材３００の表面に局所的に応力集中が生じるためと考えられる。このような応力集中が生じた部分においては、金属めっき膜３０１が薄膜であるため、その一部が分断され、プレス処理の際に剥がれ落ちてしまうことになる。したがって、上述した本実施の形態におけるリフレクタの製造方法は、この比較例１に係るリフレクタの製造方法に比べ、歩留まりの点で大幅に優位であることが分かる。
また、図２２に示す比較例２に係るリフレクタの製造方法においては、まず、図２２（Ａ）に示すように、予め金属めっき処理（電解めっき処理または無電解めっき処理）を施すことによってその上面および下面に金属めっき膜３０１が形成された相当程度の厚み（０．３５ｍｍ以上）を有する金属製のブロック状部材３００を準備し、これをドリル５００を用いて順次切削する。これにより、図２２（Ｂ）に示す如く、切断後においてリフレクタの収容室となる凹部が金属製のブロック状部材３００の上面側に形成されることになる。この切削処理後の金属製のブロック状部材３００を個別に切り出すことにより、リフレクタを製作することが可能である。
しかしながら、上述した比較例２に係るリフレクタの製造方法を採用した場合には、上述した切削処理の際に、当然に金属製のブロック状部材３００の表面に成膜された金属めっき膜３０１が切削によって除去されることとなってしまう。したがって、比較例２に係るリフレクタの製造方法は、リフレクタの収容室を規定する壁面に金属めっき膜を形成できない点において、上述した本実施の形態におけるリフレクタの製造方法に比べて不利であることが分かる。
以上において説明したように、本実施の形態における光半導体パッケージ１Ｊとすることにより、上述した実施の形態２における光半導体パッケージとした場合の効果に加え、光半導体パッケージ１Ｊから取り出される光の取り出し効率をさらに向上させることができという効果が得られるとともに、リフレクタ２０を介したＬＥＤチップ３０とインターポーザ１０のランド１４との間の電気接合の低抵抗化が図られるという効果も得られることになる。また、上述した本実施の形態の如くの製造方法を採用してリフレクタ２０をプレス処理によって成形することにより、リフレクタ２０の形状出しが容易に行え、微小部品であるリフレクタであっても高精度にその形状を再現することができるとともに、成膜性よく金属めっき膜２６をリフレクタ２０の上面および下面に形成することができる。したがって、小型かつ薄型の高性能のリフレクタを容易にかつ安価に製作することが可能になり、光半導体パッケージの製造がより容易にかつ安価に行なえるようになる。
（実施の形態５）
図２３は、本発明の実施の形態５における光半導体パッケージの内部構造を示す模式断面図である。次に、この図２３を参照して本発明の実施の形態５における光半導体パッケージについて詳説する。なお、上述の実施の形態１における光半導体パッケージと同様の部分については図中同一の符号を付し、その説明は繰り返さない。
図２３に示すように、本実施の形態における光半導体パッケージ１Ｋは、上述の実施の形態１における光半導体パッケージ１Ａと同様に、略直方体形状の外形を有しており、実装基板への表面実装が可能な電子部品として構成されている。光半導体パッケージ１Ｋは、基材としてのインターポーザ１０と、素子搭載部材としてのリフレクタ２０と、光半導体素子としてのＬＥＤチップ３０と、樹脂封止層６０とを主として備えている。ここで、リフレクタ２０は、リフレクタ２０がダイボンド材としての絶縁性の接着剤を硬化させることによって形成された接着層４１を介してインターポーザ１０に接着されており、ＬＥＤチップ３０がダイボンド材としての絶縁性の接着剤を硬化させることによって形成された接着層４２を介してリフレクタ２０の底部２１に接着されている。
本実施の形態における光半導体パッケージ１Ｋにおいては、リフレクタ２０が金属めっき膜２６によって被覆されている。より具体的には、収容室２４を規定する壁面を含むリフレクタ２０のＬＥＤチップ３０側の主面が、金属めっき膜２６によって被覆されている。この金属めっき膜２６は、ＬＥＤチップ３０から出射された光を高効率に反射するための第１被覆膜に相当するものであり、収容室を規定する基部部分の壁面の反射率よりも大きい反射率を有している。したがって、この金属めっき膜２６によってリフレクタ２０の収容室を規定する壁部を含む上面を被覆しておくことにより、光半導体パッケージ１Ｋから取り出される光の取り出し効率が飛躍的に向上することになる。なお、金属めっき膜２６としては、すず、銀、ニッケル、金等の金属皮膜が好適であり、その膜厚は、０．１μｍ以上１０μｍ以下であることが好ましい。
このように構成した場合には、上述した実施の形態１における光半導体パッケージとした場合の効果に加え、光半導体パッケージ１Ｋから取り出される光の取り出し効率をさらに向上させることができるという効果が得られる。このように、金属めっき膜２６をリフレクタ２０に形成する場合には、上述の実施の形態４の如く、リフレクタ２０の上面および下面の両方に金属めっき膜２６を形成することが必ずしも要求されるものではなく、場合によっては上面のみに金属めっき膜２６を形成することとしてもよい。
上述の実施の形態４および５においては、プレス成形前またはプレス成形後のリフレクタに金属めっき処理を施すことにより、リフレクタが金属めっき膜にて被覆されるように構成した場合を例示して説明を行なった。しかしながら、リフレクタの反射面として機能する側部の内周面および／または底部の上面における反射率を向上させることを目的として、プレス成形後に当該リフレクタに反射率の高い金属材料または樹脂材料をめっき処理以外の方法でコーティングすることも当然に可能である。そのコーティング方法としては、蒸着や塗布（ディップコーティングやスピンコーティング等）など種々の方法が利用可能である。このようなコーティング処理を施したリフレクタを利用すれば、リフレクタの収容室を規定する壁面が、当該壁面の反射率よりも大きい反射率を有する膜によって被覆されることになり、より効率的にＬＥＤチップの出射光を光半導体パッケージから取り出すことができるようになる。
また、上述の実施の形態１ないし５においては、リフレクタとして、フランジ部を有するものを例示して説明を行ったが、このようにフランジ部を設けた場合には、加工性および生産性が向上するばかりでなく、リフレクタの剛性が増し、ハンドリングの際に変形が生じ難いといった効果を得ることができる。しかしながら、このようなフランジ部２３は必須の構成ではなく、フランジ部を有さないリフレクタとすることも当然に可能である。
また、上述の実施の形態１ないし５においては、投光素子としてのＬＥＤチップを内蔵した光半導体パッケージに本発明を適用した場合を例示して説明を行ったが、ＬＥＤチップに代えて受光素子としてのＰＤ（Photo Diode）チップを内蔵した光半導体パッケージに本発明を適用することも可能である。そのような光半導体パッケージとした場合には、受光効率の向上が図られることになり、また迷光の影響を無くすことも可能になる。なお、当該ＰＤチップを内蔵した光半導体パッケージは、たとえば光電センサの受光器として利用される。
このように、今回開示した上記各実施の形態およびその変形例はすべての点で例示であって、制限的なものではない。本発明の技術的範囲は特許請求の範囲によって画定され、また特許請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。
本発明の実施の形態１における光半導体パッケージの外観構造を示す概略斜視図である。 図１に示す光半導体パッケージの内部構造を示す図であり、図１中に示すＩＩ−ＩＩ線に沿った模式断面図である。 図１に示すリフレクタの形状を示す上面図および断面図である。 図３に示すリフレクタの製造方法を示す工程図である。 本発明の実施の形態１における光半導体パッケージの製造方法を示す工程図である。 本発明の実施の形態１における光半導体パッケージが実装された実装基板の断面図である。 本発明の実施の形態１における光電センサの投光器の組付構造を示す分解斜視図である。 本発明の実施の形態１における光半導体パッケージの第１変形例を示す概略斜視図である。 本発明の実施の形態１における光半導体パッケージの第２変形例を示す模式断面図である。 本発明の実施の形態１における光半導体パッケージの第３変形例を示す模式断面図である。 本発明の実施の形態１における光半導体パッケージの第４変形例を示す模式上面図である。 本発明の実施の形態１における光半導体パッケージの第５変形例を示す模式上面図である。 本発明の実施の形態１における光半導体パッケージの第６変形例を示す模式上面図である。 本発明の実施の形態２における光半導体パッケージの内部構造を示す模式断面図である。 本発明の実施の形態３における光半導体パッケージの製造方法を説明するための工程図である。 図１５に示す製造方法を採用した場合に利用されるリフレクタの製造過程における形状を示す上面図である。 図１５に示す製造方法を利用して製作した光半導体パッケージの一つを示す模式上面図である。 本発明の実施の形態４における光半導体パッケージの内部構造を示す模式断面図である。 図１８に示すリフレクタの製造方法を示す工程図である。 図１８に示すリフレクタの製造方法の他の例を示す工程図である。 比較例１に係るリフレクタの製造方法を示す工程図である。 比較例２に係るリフレクタの製造方法を示す工程図である。 本発明の実施の形態５における光半導体パッケージの内部構造を示す模式断面図である。
符号の説明
１Ａ〜１Ｋ 光半導体パッケージ、１０ インターポーザ、１０ａ 主表面、１１，１３，１４ ランド、１２ スルーホール、２０ リフレクタ、２１ 底部、２２ 側部、２３ フランジ部、２４ 収容室、２５ 連結部、２６ 金属めっき膜、３０ ＬＥＤチップ、４１〜４４ 接着層、５０ ボンディングワイヤ、６０ 樹脂封止層、６２ レンズ部、７０ 実装基板、７１ ランド、８１〜８５ 電子部品、９０ 接合層、１００ 投光器、１１０ ケース体、１２０ キャップ体、２０１ 下型、２０１ａ 凹部、２０２ 上型、２０２ａ 凸部、３００ 板状部材（またはブロック状部材）、３０１ 金属めっき膜、４００，４０１ 切断線、５００ ドリル。

Claims (32)

  1. 光を投光または受光する光半導体素子と、
    前記光半導体素子が実装された基材とを備えた光半導体パッケージであって、
    前記光半導体素子は、前記基材に搭載された素子搭載部材を介して前記基材に搭載され、
    前記素子搭載部材は、平板状の底部と、当該底部の周縁から連続して延び、上方に向かうに連れて拡径する略円錐板状の側部と、前記底部および前記側部によって規定される上面開口の収容室とを含み、
    前記収容室を規定する壁面は、照射された光を反射することが可能に構成され、
    前記光半導体素子は、前記素子搭載部材の前記収容室内であってかつ前記底部上に搭載されている、光半導体パッケージ。
  2. 前記底部および前記側部の厚みが実質的に同等であり、０．３ｍｍ以下である、請求項１に記載の光半導体パッケージ。
  3. 前記素子搭載部材は、前記側部の前記底部側とは反対側の端部から連続して外側に向かって延びるフランジ部をさらに含んでいる、請求項１または２に記載の光半導体パッケージ。
  4. 前記底部、前記側部および前記フランジ部の厚みが実質的に同等であり、０．３ｍｍ以下である、請求項３に記載の光半導体パッケージ。
  5. 前記素子搭載部材は、一枚の金属製の板状部材をプレス加工することによって形成されたプレス成形品である、請求項１から４のいずれかに記載の光半導体パッケージ。
  6. 前記光半導体素子が、前記素子搭載部材の前記上面開口を介して引き出されたボンディングワイヤにより、前記基材に設けられた回路に対して電気的に接続されている、請求項１から５のいずれかに記載の光半導体パッケージ。
  7. 前記光半導体素子が、絶縁性の接着層を介して前記素子搭載部材に接着されている、請求項６に記載の光半導体パッケージ。
  8. 前記絶縁性の接着層が、光透過性樹脂材料を含む接着層からなる、請求項７に記載の光半導体パッケージ。
  9. 前記素子搭載部材が、絶縁性の接着層を介して前記基材に接着されている、請求項７または８に記載の光半導体パッケージ。
  10. 前記収容室を規定する前記壁面が、当該壁面の反射率よりも大きい反射率を有する第１被覆膜によって被覆されている、請求項１から９のいずれかに記載の光半導体パッケージ。
  11. 前記第１被覆膜は、金属材料または樹脂材料のコーティング膜である、請求項１０に記載の光半導体パッケージ。
  12. 前記第１被覆膜は、金属めっき膜である、請求項１０に記載の光半導体パッケージ。
  13. 前記金属めっき膜は、すず、銀、ニッケルおよび金からなる群より選ばれる１種以上の金属を含有している、請求項１２に記載の光半導体パッケージ。
  14. 前記素子搭載部材は、導電性の部材からなり、
    前記光半導体素子が、前記素子搭載部材を介して前記基材に設けられた回路に対して電気的に接続されている、請求項１から６のいずれかに記載の光半導体パッケージ。
  15. 前記光半導体素子が、ろう材、導電性の接着剤および導電性のペーストのいずれかによって前記素子搭載部材に接着されており、
    前記素子搭載部材が、ろう材、導電性の接着剤および導電性のペーストのいずれかによって前記基材に接着されている、請求項１４に記載の光半導体パッケージ。
  16. 前記光半導体素子に対する前記素子搭載部材の接着面が、前記光半導体素子と前記素子搭載部材との間の接触抵抗を低減する第２被覆膜によって被覆されている、請求項１５に記載の光半導体パッケージ。
  17. 前記第２被覆膜は、前記収容室を規定する前記壁面の前記接着面を除く部分をも被覆しており、
    前記第２被覆膜が、前記収容室を規定する前記壁面の反射率よりも大きい反射率を有している、請求項１６に記載の光半導体パッケージ。
  18. 前記第２被覆膜は、前記基材に対する前記素子搭載部材の接着面をも被覆している、請求項１６または１７に記載の光半導体パッケージ。
  19. 前記第２被覆膜は、金属めっき膜である、請求項１６から１８のいずれかに記載の光半導体パッケージ。
  20. 前記金属めっき膜は、すず、銀、ニッケルおよび金からなる群より選ばれる１種以上の金属を含有している、請求項１９に記載の光半導体パッケージ。
  21. 前記素子搭載部材が搭載された部分以外の前記基材上に受動素子または能動素子が実装されている、請求項１から２０のいずれかに記載の光半導体パッケージ。
  22. 前記光半導体素子が、透光性の樹脂封止層によって封止されている、請求項１から２１のいずれかに記載の光半導体パッケージ。
  23. 前記樹脂封止層が、前記基材の前記光半導体素子が実装された側の主面に搭載されたすべての部品を封止している、請求項２２に記載の光半導体パッケージ。
  24. 前記樹脂封止層が、前記光半導体素子が位置する部分に対応した位置にレンズ部を含んでいる、請求項２２または２３に記載の光半導体パッケージ。
  25. 前記素子搭載部材は、前記側部の前記底部側とは反対側の端部から連続して外側に向かって延び、かつ前記樹脂封止層の側面にまで達する延設部を有している、請求項２２から２４のいずれかに記載の光半導体パッケージ。
  26. 前記基材上に、前記光半導体素子を搭載した前記素子搭載部材が複数個搭載されている、請求項１から２５のいずれかに記載の光半導体パッケージ。
  27. 請求項１から２６のいずれかに記載の光半導体パッケージを備えた、光電センサ。
  28. 請求項１から２６のいずれかに記載の光半導体パッケージの製造方法であって、
    一枚の金属製の板状部材を準備するステップと、
    前記板状部材をプレス加工することによって前記素子搭載部材を成形するステップと、
    前記素子搭載部材を前記基材に搭載するステップとを備えた、光半導体パッケージの製造方法。
  29. 請求項１０から１３のいずれかに記載の光半導体パッケージの製造方法であって、
    一枚の金属製の板状部材を準備するステップと、
    前記板状部材の表面に前記第１被覆膜を形成するステップと、
    前記第１被覆膜が形成された前記板状部材をプレス加工することによって前記素子搭載部材を成形するステップと、
    前記素子搭載部材を前記基材に搭載するステップとを備えた、光半導体パッケージの製造方法。
  30. 請求項１０から１３のいずれかに記載の光半導体パッケージの製造方法であって、
    一枚の金属製の板状部材を準備するステップと、
    前記板状部材をプレス加工し、当該プレス加工後の板状部材の表面に前記第１被覆膜を形成することにより、前記素子搭載部材を形成するステップと、
    前記素子搭載部材を前記基材に搭載するステップとを備えた、光半導体パッケージの製造方法。
  31. 請求項１６から２０のいずれかに記載の光半導体パッケージの製造方法であって、
    一枚の金属製の板状部材を準備するステップと、
    前記板状部材の表面に前記第２被覆膜を形成するステップと、
    前記第２被覆膜が形成された前記板状部材をプレス加工することによって前記素子搭載部材を成形するステップと、
    前記素子搭載部材を前記基材に搭載するステップとを備えた、光半導体パッケージの製造方法。
  32. 請求項１６から２０のいずれかに記載の光半導体パッケージの製造方法であって、
    一枚の金属製の板状部材を準備するステップと、
    前記板状部材をプレス加工し、当該プレス加工後の板状部材の表面に前記第２被覆膜を形成することにより、前記素子搭載部材を形成するステップと、
    前記素子搭載部材を前記基材に搭載するステップとを備えた、光半導体パッケージの製造方法。
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