JP2570280B2 - 光半導体装置 - Google Patents
光半導体装置Info
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- JP2570280B2 JP2570280B2 JP5995687A JP5995687A JP2570280B2 JP 2570280 B2 JP2570280 B2 JP 2570280B2 JP 5995687 A JP5995687 A JP 5995687A JP 5995687 A JP5995687 A JP 5995687A JP 2570280 B2 JP2570280 B2 JP 2570280B2
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- JP
- Japan
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- holding member
- spherical lens
- semiconductor device
- metal
- optical element
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/4805—Shape
- H01L2224/4809—Loop shape
- H01L2224/48091—Arched
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- Light Receiving Elements (AREA)
- Led Device Packages (AREA)
- Led Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は発光素子から放射される光ビームを略平行に
出射させる球レンズを有する光半導体装置に関し、特に
この球レンズの保持部材の電気的絶縁を確保した光半導
体装置に関する。
出射させる球レンズを有する光半導体装置に関し、特に
この球レンズの保持部材の電気的絶縁を確保した光半導
体装置に関する。
従来、内装した発光素子から放射される光ビームを、
球レンズによって略平行に外部に出射するように構成し
た光半導体装置として、第３図に示す構造が提案されて
いる。図示のように、外部リード２がガラス３により封
着された金属ステム１にヒートシンク４を介して発光素
子５を搭載し、金属細線６により発光素子５と外部リー
ド２を電気的に結線し、更に球レンズ７を保持する球レ
ンズ保持部材８を、発光素子５と光軸が一致するよう水
平方向で位置調節して金属ステム１に電気溶接した構造
となっている。また、球レンズ７は低融点ガラス９及び
ワッシャ10により保持部材８に取着されている。
球レンズによって略平行に外部に出射するように構成し
た光半導体装置として、第３図に示す構造が提案されて
いる。図示のように、外部リード２がガラス３により封
着された金属ステム１にヒートシンク４を介して発光素
子５を搭載し、金属細線６により発光素子５と外部リー
ド２を電気的に結線し、更に球レンズ７を保持する球レ
ンズ保持部材８を、発光素子５と光軸が一致するよう水
平方向で位置調節して金属ステム１に電気溶接した構造
となっている。また、球レンズ７は低融点ガラス９及び
ワッシャ10により保持部材８に取着されている。
上述した従来の光半導体装置において、発光素子５は
その発光面が球レンズ７の焦点に位置するよう配置さ
れ、球レンズ７からの出射ビームはほぼ平行ビームとな
っている。球レンズ７の焦点距離ｆはｆ＝nR/2（ｎ−
１）（ここで、ｎは球レンズの屈折率、Ｒは球レンズの
半径）で表され、例えば、屈折率1.5、半径250μｍの球
レンズの場合は、焦点距離は375μｍとなり、発光素子
５の発光面と球レンズ７端部の距離は125μｍと極めて
近接することになる。
その発光面が球レンズ７の焦点に位置するよう配置さ
れ、球レンズ７からの出射ビームはほぼ平行ビームとな
っている。球レンズ７の焦点距離ｆはｆ＝nR/2（ｎ−
１）（ここで、ｎは球レンズの屈折率、Ｒは球レンズの
半径）で表され、例えば、屈折率1.5、半径250μｍの球
レンズの場合は、焦点距離は375μｍとなり、発光素子
５の発光面と球レンズ７端部の距離は125μｍと極めて
近接することになる。
一方、球レンズの保持部材８は、金属ステム１との電
気溶接および球レンズとの熱膨脹係数の整合を考慮し
て、その材料にFe−Ni合金が用いられている。このた
め、発光素子５と球レンズ保持部材８の極めて狭い空間
内に延設されている結線用の金属細線（通常は20〜30μ
m φ）６は球レンズ保持部材８と接触し易い状態にあ
り、これが接触したときには電気短絡による光半導体装
置の製造歩留の低下、あるいは信頼度の低下を招くとい
う問題がある。
気溶接および球レンズとの熱膨脹係数の整合を考慮し
て、その材料にFe−Ni合金が用いられている。このた
め、発光素子５と球レンズ保持部材８の極めて狭い空間
内に延設されている結線用の金属細線（通常は20〜30μ
m φ）６は球レンズ保持部材８と接触し易い状態にあ
り、これが接触したときには電気短絡による光半導体装
置の製造歩留の低下、あるいは信頼度の低下を招くとい
う問題がある。
本発明は、光素子が球レンズ端面と極めて接近し、球
レンズ保持部材と結線用の金属細線が接触しても電気的
な短絡を防止することのできる光半導体装置を提供する
ことを目的としている。
レンズ保持部材と結線用の金属細線が接触しても電気的
な短絡を防止することのできる光半導体装置を提供する
ことを目的としている。
本発明の光半導体装置は、金属ステム上に搭載した光
素子を金属細線により外部リードに接続するとともに、
前記金属ステムに取着される保持部材により保持した球
レンズを前記光素子に近接配置してなる光半導体装置に
おいて、前記保持部材は前記球レンズの周囲近傍の領域
で少なくとも前記金属細線に対向する側の絶縁体で構成
したことを特徴とする。また、この場合、保持部材のう
ち前記球レンズを保持する部分をアルミナセラミックで
構成し、この周囲に金属ステムに溶接可能な金属部材を
一体化した構成とする。あるいは、保持部材は全体が金
属で形成され、前記球レンズの周囲近傍の領域で前記光
素子に対向する側の内面に低融点ガラスや樹脂等をコー
ティングした構成とする。
素子を金属細線により外部リードに接続するとともに、
前記金属ステムに取着される保持部材により保持した球
レンズを前記光素子に近接配置してなる光半導体装置に
おいて、前記保持部材は前記球レンズの周囲近傍の領域
で少なくとも前記金属細線に対向する側の絶縁体で構成
したことを特徴とする。また、この場合、保持部材のう
ち前記球レンズを保持する部分をアルミナセラミックで
構成し、この周囲に金属ステムに溶接可能な金属部材を
一体化した構成とする。あるいは、保持部材は全体が金
属で形成され、前記球レンズの周囲近傍の領域で前記光
素子に対向する側の内面に低融点ガラスや樹脂等をコー
ティングした構成とする。
次に、本発明を図面を参照して説明する。
第１図は本発明の第１実施例の縦断面図であり、第３
図の従来構造と同一部分には同一符号を附している。
図の従来構造と同一部分には同一符号を附している。
外部リード２をガラス３によって封着した金属ステム
１の略中央位置に設けた凹部内に、良熱伝導性のヒート
シンク４を介して発光ダイオード等の発光素子５を固着
し、金属細線６により前記外部リード２に電気的に接続
している。一方、透明なガラスで構成した球レンズ７は
アルミナセラミックス材からなる保持部材11の孔部にPb
O−B2O3−SiO2系の低融点ガラス９により、気密性を持
って保持されている。ワッシャー10は低融点ガラスの流
動性を均一にするために用いられている。
１の略中央位置に設けた凹部内に、良熱伝導性のヒート
シンク４を介して発光ダイオード等の発光素子５を固着
し、金属細線６により前記外部リード２に電気的に接続
している。一方、透明なガラスで構成した球レンズ７は
アルミナセラミックス材からなる保持部材11の孔部にPb
O−B2O3−SiO2系の低融点ガラス９により、気密性を持
って保持されている。ワッシャー10は低融点ガラスの流
動性を均一にするために用いられている。
前記アルミナセラミック保持部材11と電気溶接可能な
枠状金属部材12はAg−CuO−によってこのアルミナセラ
ミック保持部材11に接合され一体化されている。こうし
て、枠状金属部材12が一体化された球レンズ保持部材11
は光素子２と光軸が一致するよう水平方向の位置調整が
なされた上で、前記枠状金属部材12をこれまでと同様に
電気溶接によって前記金属ステム１に溶接し固定してい
る。
枠状金属部材12はAg−CuO−によってこのアルミナセラ
ミック保持部材11に接合され一体化されている。こうし
て、枠状金属部材12が一体化された球レンズ保持部材11
は光素子２と光軸が一致するよう水平方向の位置調整が
なされた上で、前記枠状金属部材12をこれまでと同様に
電気溶接によって前記金属ステム１に溶接し固定してい
る。
したがって、この構成の光半導体装置によれば、金属
細線６に球レンズ７を保持するアルミナセラミック保持
部材11の内面に接触しても、この保持部材11はアルミナ
絶縁体であり電気的な接触は生じないので、この保持部
材11を介して金属細線６が金属ステム１に電気的に短絡
することはなく、装置の信頼性を確保し、製造歩留を向
上できる。
細線６に球レンズ７を保持するアルミナセラミック保持
部材11の内面に接触しても、この保持部材11はアルミナ
絶縁体であり電気的な接触は生じないので、この保持部
材11を介して金属細線６が金属ステム１に電気的に短絡
することはなく、装置の信頼性を確保し、製造歩留を向
上できる。
第２図は本発明の第２実施例の縦断面図であり、第１
図と同一部分には同一符号を附して詳細な説明は省略す
る。
図と同一部分には同一符号を附して詳細な説明は省略す
る。
この実施例では、球レンズ７の保持部材13をFe−Ni合
金等の金属材料で構成しているが、この保持部材13が金
属細線６と最も近接する箇所の内面には、PbO−B2O3−S
iO2系の低融点ガラス14を表面コーティングしている。
金等の金属材料で構成しているが、この保持部材13が金
属細線６と最も近接する箇所の内面には、PbO−B2O3−S
iO2系の低融点ガラス14を表面コーティングしている。
このため、この実施例においても金属細線６が保持部
材13の内面に接触しても、低融点ガラス14の絶縁性によ
り両者の電気的な接触は行われ図、第１の実施例と同様
に金属細線６と金属ステム１との電気的な短絡は防止で
きる。なお、低融点ガラス14は他の絶縁膜，例えばエポ
キシ樹脂等を用いてもよい。
材13の内面に接触しても、低融点ガラス14の絶縁性によ
り両者の電気的な接触は行われ図、第１の実施例と同様
に金属細線６と金属ステム１との電気的な短絡は防止で
きる。なお、低融点ガラス14は他の絶縁膜，例えばエポ
キシ樹脂等を用いてもよい。
なお、本発明は、光素子が発光素子の場合に限られる
ものではなく、受光素子で構成する場合にも同様に適用
できる。
ものではなく、受光素子で構成する場合にも同様に適用
できる。
以上説明したように本発明は、光素子を金属細線によ
り外部リードに接続しかつこの光素子に保持部材により
保持した球レンズを近接配置する構成において、保持部
材は、球レンズの周囲近傍の領域で、少なくとも金属細
線に対向する側の面を絶縁体で構成しているので、金属
細線と保持部材との電気接触及びこの保持部材を介して
の金属細線と金属ステムとの電気的短絡を防止でき、光
半導体装置の信頼性を向上し、かつその製造歩留を向上
できる。
り外部リードに接続しかつこの光素子に保持部材により
保持した球レンズを近接配置する構成において、保持部
材は、球レンズの周囲近傍の領域で、少なくとも金属細
線に対向する側の面を絶縁体で構成しているので、金属
細線と保持部材との電気接触及びこの保持部材を介して
の金属細線と金属ステムとの電気的短絡を防止でき、光
半導体装置の信頼性を向上し、かつその製造歩留を向上
できる。
特に、本発明では、保持部材の球レンズの周囲近傍の
領域を絶縁体で形成しているので、球レンズの焦点位置
が球レンズの周面に極めて近く、球レンズを光素子に極
く近接させることが必要とれる場合においても、金属細
線の短絡を有効に防止することができる。
領域を絶縁体で形成しているので、球レンズの焦点位置
が球レンズの周面に極めて近く、球レンズを光素子に極
く近接させることが必要とれる場合においても、金属細
線の短絡を有効に防止することができる。
第１図は本発明の第１実施例の縦断面図、第２図は本発
明の第２実施例の縦断面図、第３図は従来の光半導体装
置の縦断面図である。 １……金属ステム、２……外部リード、３……ガラス、
４……ヒートシンク、５……発光素子、６……金属細
線、７……球レンズ、８……球レンズ保持部材、９……
低融点ガラス、10……金属ワッシャ、11……アルミナセ
ラミック保持部材、12……枠状金属部材、13……球レン
ズ保持部材、14……低融点ガラス。
明の第２実施例の縦断面図、第３図は従来の光半導体装
置の縦断面図である。 １……金属ステム、２……外部リード、３……ガラス、
４……ヒートシンク、５……発光素子、６……金属細
線、７……球レンズ、８……球レンズ保持部材、９……
低融点ガラス、10……金属ワッシャ、11……アルミナセ
ラミック保持部材、12……枠状金属部材、13……球レン
ズ保持部材、14……低融点ガラス。
Claims (3)
- 【請求項１】金属ステム上に搭載した光素子を金属細線
により外部リードに接続するとともに、前記金属ステム
に取着される保持部材により保持した球レンズを前記光
素子に近接配置してなる光半導体装置において、前記保
持部材は前記球レンズの周囲近傍の領域で少なくとも前
記金属細線に対向する側の絶縁体で構成したことを特徴
とする光半導体装置。 - 【請求項２】保持部材のうち前記球レンズを保持する部
分をアルミナセラミックで構成し、この周囲に金属ステ
ムに溶接可能な金属部材を一体化してなる特許請求の範
囲第１項記載の項半導体装置。 - 【請求項３】保持部材は全体が金属で形成され、前記球
レンズの周囲近傍の領域で前記光素子に対向する側の内
面に低融点ガラスや樹脂等をコーティングしてなる特許
請求の範囲第１項記載の項半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5995687A JP2570280B2 (ja) | 1987-03-17 | 1987-03-17 | 光半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5995687A JP2570280B2 (ja) | 1987-03-17 | 1987-03-17 | 光半導体装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63226979A JPS63226979A (ja) | 1988-09-21 |
| JP2570280B2 true JP2570280B2 (ja) | 1997-01-08 |
Family
ID=13128110
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5995687A Expired - Lifetime JP2570280B2 (ja) | 1987-03-17 | 1987-03-17 | 光半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2570280B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5798536A (en) * | 1996-01-25 | 1998-08-25 | Rohm Co., Ltd. | Light-emitting semiconductor device and method for manufacturing the same |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5782375U (ja) * | 1980-11-05 | 1982-05-21 | ||
| JPS5925284A (ja) * | 1982-08-03 | 1984-02-09 | Nec Corp | 光半導体装置 |
| JPS59176165U (ja) * | 1983-05-11 | 1984-11-24 | 株式会社東芝 | 光半導体装置 |
-
1987
- 1987-03-17 JP JP5995687A patent/JP2570280B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63226979A (ja) | 1988-09-21 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
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| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
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| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
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