JP2009176894A - 光学半導体装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】透明部材の上面を光学的な基準面とすることが可能で且つ封止樹脂のはみ出し等が生じにくい光学半導体装置を実現できるようにする。
【解決手段】光学半導体装置は、底部１０Ａ及び側壁部１０Ｂを有するパッケージ１０と、一の面に光学素子１２が形成され、一の面と反対側の面がパッケージ１０の底部１０Ｂに固着された半導体チップ１１と、光学素子１２を覆うように半導体チップ１１に固着された透明部材１３と、パッケージ１０と半導体チップ１１との間に充填された封止樹脂１４とを備えている。側壁部１０Ｂは、その上部にパッケージ１０の内側方向に庇状に張り出した庇部１０Ｃを有し、透明部材１３は、庇部１０Ｃにより形成された窓部から露出している。
【選択図】図１

Description

本発明は、光学半導体装置に関し、特に光学素子を有する半導体チップがパッケージ内に樹脂封止された光学半導体装置に関する。
近年、電子機器の小型化はますます加速しており、電子機器に使用される光学半導体装置も例外ではなく、ますますの小型化が必要とされている。光学半導体装置は、例えば窓部を有するパッケージに光学素子が形成された半導体チップを収納し、窓部を保護ガラス等の透明部材により封止して形成されている。光学半導体装置を小型化するために、透明部材の接着幅を縮小することに加えて、透明部材の外形からパッケージ外形までの距離を縮小し、凹形状の側壁部の幅を縮小することが行われている。
一方、光学素子が形成された半導体チップの上に透明部材を直接固着したものを、凹型のパッケージに収納し、パッケージ内に封止樹脂を充填する構造の光学半導体装置も知られている（例えば、特許文献１を参照。）。このような樹脂封止型の光学半導体装置は、窓部を透明部材により封止する光学半導体装置と比べてさらに小型及び薄型化を図ることが可能となる。
特開昭６１―１２３２８８号公報
しかし、従来の樹脂封止型の光学半導体装置は、製品の厚さを低く抑えるために、パッケージの側壁部の高さを低くする必要がある。パッケージの側壁部の高さを低くすると、パッケージの側壁部を越えて封止樹脂がはみ出したり、ブリードが生じたりする。封止樹脂のはみ出し等が生じると、光学半導体装置の側面端子の電気的導通が取れなくなる。また、外形面の不具合の原因ともなる。
また、樹脂封止型の光学半導体装置は、半導体チップの上に透明部材を直接固着するため、光学素子の形成面に対する透明部材の上面の傾きを小さくすることができる。これにより、透明部材の上面を光学的な基準面として使用することが可能となる。しかし、透明部材の上面を光学的な基準面として使用するためには、光学部品と干渉しないようにパッケージの上面を透明部材の上面よりも低くする必要がある。このため、パッケージの側壁部を高くすることができず、封止樹脂のはみ出しが生じやすくなる。
一方、透明部材が突出すると、透明部材の側端面から不要な入射光が入射するおそれがある。不要な入射光を防止するために透明部材の側端面を封止樹脂で覆うことが好ましい。しかし、パッケージの側壁部の高さを低くしなければならない従来の樹脂封止型の光学半導体装置では、封止樹脂のはみ出しの問題から、透明部材の側端面を封止樹脂で覆うことは困難であった。
本発明は、前記従来の問題を解決し、樹脂封止型の光学半導体装置において、透明部材の上面を光学的な基準面とすることが可能で且つ封止樹脂のはみ出し等が生じにくい光学半導体装置を実現できるようにすることを目的とする。
前記の目的を達成するため、本発明は光学半導体素子を、内側に庇状に張り出した庇部を有するパッケージを備えた構成とする。
具体的に本発明に係る光学半導体装置は、底部及び側壁部を有するパッケージと、一の面に光学素子が形成され、一の面と反対側の面がパッケージの底部に固着された半導体チップと、光学素子を覆うように半導体チップに固着された透明部材と、パッケージと半導体チップとの間に充填された封止樹脂とを備え、側壁部は、その上部にパッケージの内側方向に庇状に張り出した庇部を有し、透明部材は、庇部により形成された窓部から露出していることを特徴とする。
本発明の光学半導体装置は、パッケージの側壁部が、その上部にパッケージの内側方向に庇状に張り出した庇部を有している。このため、パッケージの側壁部を低くしても、充填時に封止樹脂が側壁部を乗り越えてはみ出したり、ブリードによりはみ出したりしにくい。従って、パッケージの上面を透明部材の上面よりも低くすることが容易にできる。その結果、透明部材の上面を光学的な基準面とすることが可能となる。また、透明部材の側端面を封止樹脂により遮光することも容易となる。
本発明の光学半導体装置において、封止樹脂は、透明部材の側端面を覆っている構成としてもよい。
本発明の光学半導体装置において、透明部材の上面は、側壁部の上面よりも突出している構成としてもよい。
本発明の光学半導体装置において、庇部は側壁部と一体に形成されている構成としてもよく、側壁部の上部に貼り合わされた板状の部材としてもよい。
本発明の光学半導体装置において、パッケージは、モールド樹脂であっても、セラミックスの積層体であってもよい。
本発明の光学半導体装置において、光学素子は、受光素子又は発光素子とすればよい。
本発明に係る光学半導体装置は、透明部材の上面を光学的な基準面とすることが可能で且つ封止樹脂のはみ出し等が生じにくい光学半導体装置を実現できる。
（一実施形態）
本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。図１（ａ）及び（ｂ）は、本発明の一実施形態に係る光学半導体装置であり（ａ）は平面構成を示し、（ｂ）は（ａ）のＩｂ−Ｉｂ線における断面構成を示している。
図１に示すように、一の面に光学素子１２が形成された半導体チップ１１が、光学素子１２が形成された面を上にしてパッケージ１０に収納されている。パッケージ１０は、底部１０Ａと側壁部１０Ｂとを有し、側壁部１０Ｂの上部には庇状に張り出した庇部１０Ｃが形成されている。このため、パッケージ１０は、庇部１０Ｃに囲まれた窓部を有している。
半導体チップ１１は、パッケージ１０に形成された窓部から露出するようにパッケージ１０の底部１０Ａに銀ペースト等のダイボンド（ＤＢ）材１９により接着されている。半導体チップ１１の上には、光学素子１２を覆うように、ガラス等からなる透明部材１３を透明接着材１８により接着している。透明部材１３の上面は、パッケージ１０の上面よりも突出している。
半導体チップ１１とパッケージ１０との間には、封止樹脂１４が充填されている。封止樹脂１４は、透明部材１３の上面を露出し且つ透明部材１３の側端面を覆うように充填されている。これにより、透明部材１３の側端面から不要な光が入射又は出射することを防止することができる。
パッケージ１０には、内部端子１６と内部端子１６と電気的に接続された外部端子２０とが形成されている。内部端子１６は、半導体チップ１１に形成された電極１５とワイヤ１７により接続されている。
本実施形態の光学半導体装置は、パッケージ１０の側壁部１０Ｂが、パッケージ１０の内側方向に庇状に張り出した庇部１０Ｃを有している。このため、側壁部１０Ｂの高さが低い場合にも、封止樹脂１４がパッケージ１０の側面を乗り越えて外側にはみ出したり、ブリードが進行して外側にはみ出したりするおそれがない。従って、パッケージ１０の上面を透明部材１３の上面よりも低くすることができる。その結果、透明部材１３の上面を光学的な基準面として用いることができる。
また、パッケージ１０の側壁部１０Ｂの高さが低い場合にも、透明部材１３の側端面を封止樹脂１４により容易に覆うことができる。なお、透明部材１３の側端面の遮光が必要ない場合には、封止樹脂１４が透明部材１３の側端面を覆っていなくてもよい。
光学素子１２は、受光素子であっても、発光素子であってもよい。パッケージ１０は、セラミックスを積層して形成したものでも、モールド樹脂により形成したものでもよい。また、図１においては庇部１０Ｃが側壁部１０Ｂと一体に形成された例を示したが、図２に示すように側壁部１０Ｂとは独立した板状の部材からなる庇部１０Ｄが貼り合わされた構成であってもよい。このようにすれば、パッケージ１０の形成が容易となる。また、庇部１０Ｄは樹脂又はセラミックスだけでなく金属等により形成してもよい。また、側壁部１０Ｂの上に貼り付けるのではなく、側壁部１０Ｂの側面に貼り付けた構成としてもよい。
電極１５と内部端子１６とはワイヤ１７に代えて、バンプ等により接続してもよい。また、透明部材１３の上面を光学的な基準面とする必要がない場合には、透明部材１３の上面がパッケージ１０の上面から突出していなくてもよい。この場合には、パッケージの側壁部の高さを低くすることにより、光学半導体装置をさらに薄型化することができる。
本発明に係る光学半導体装置は、透明部材の上面を光学的な基準面とすることが可能で且つ封止樹脂のはみ出し等が生じにくい光学半導体装置を実現でき、光学素子を有する半導体チップがパッケージ内に樹脂封止された光学半導体装置等として有用である。
（ａ）及び（ｂ）は本発明の一実施形態に係る光学半導体装置を示し、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＩｂ−Ｉｂ線における断面図である。 （ａ）及び（ｂ）は本発明の一実施形態に係る光学半導体装置の変形例を示し、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＩｂ−Ｉｂ線における断面図である。
符号の説明
１０ パッケージ
１０Ａ 底部
１０Ｂ 側壁部
１０Ｃ 庇部
１０Ｄ 庇部
１１ 半導体チップ
１２ 光学素子
１３ 透明部材
１４ 封止樹脂
１５ 電極
１６ 内部端子
１７ ワイヤ
１８ 透明接着材
１９ ダイボンド材
２０ 外部端子

Claims (8)

  1. 底部及び側側壁部を有するパッケージと、
    一の面に光学素子が形成され、前記一の面と反対側の面が前記パッケージの底部に固着された半導体チップと、
    前記光学素子を覆うように前記半導体チップに固着された透明部材と、
    前記パッケージと前記半導体チップとの間に充填された封止樹脂とを備え、
    前記側壁部は、その上部に前記パッケージの内側方向に庇状に張り出した庇部を有し、
    前記透明部材は、前記庇部により形成された窓部から露出していることを特徴とする光学半導体装置。
  2. 前記封止樹脂は、前記透明部材の側端面を覆っていることを特徴とする請求項１に記載の光学半導体装置。
  3. 前記透明部材の上面は、前記側壁部の上面よりも突出していることを特徴とする請求項１又は２に記載の光学半導体装置。
  4. 前記庇部は前記側壁部と一体に形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の光学半導体装置。
  5. 前記庇部は前記側壁部の上部に貼り合わされた板状の部材からなることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の光学半導体装置。
  6. 前記パッケージは、モールド樹脂からなることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の光学半導体装置。
  7. 前記パッケージは、セラミックスの積層体からなることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の光学半導体装置。
  8. 前記光学素子は、受光素子又は発光素子であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の光学半導体装置。
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