JP3039172B2 - 光データリンク - Google Patents

光データリンク

Info

Publication number
JP3039172B2
JP3039172B2 JP4353232A JP35323292A JP3039172B2 JP 3039172 B2 JP3039172 B2 JP 3039172B2 JP 4353232 A JP4353232 A JP 4353232A JP 35323292 A JP35323292 A JP 35323292A JP 3039172 B2 JP3039172 B2 JP 3039172B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
package
data link
optical data
resin
mold
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP4353232A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH06181269A (ja
Inventor
宏実 倉島
正▲吉▼ 森
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Electric Industries Ltd filed Critical Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority to JP4353232A priority Critical patent/JP3039172B2/ja
Publication of JPH06181269A publication Critical patent/JPH06181269A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3039172B2 publication Critical patent/JP3039172B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means 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
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805Shape
    • H01L2224/4809Loop shape
    • H01L2224/48091Arched
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means 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
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481Disposition
    • H01L2224/48151Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/48221Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/48245Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic
    • H01L2224/48247Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic connecting the wire to a bond pad of the item

Landscapes

  • Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
  • Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)
  • Light Receiving Elements (AREA)
  • Mechanical Coupling Of Light Guides (AREA)
  • Led Device Packages (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、光データリンクに関す
る。より詳細には、光素子と集積回路とを樹脂モールド
パッケージにより一体化して構成された光データリンク
の新規な構成に関する。
【0002】
【従来の技術】実用的な光システムでは、信号経路上で
光/電気変換または電気/光変換を行うことが不可避で
ある。一方、発光素子や受光素子等の光素子と、一般的
な電子回路を構成するための半導体素子とは、互いに製
造プロセスも形状も異なっている。そこで、光素子とそ
れに不可避に付随する集積回路とを一体化した光データ
リンクを使用することによりシステムの構築を容易にし
ている。
【0003】図3および図4は、このような光データリ
ンクの典型的な構成と製造過程を示す図である。
【0004】図3に示すように、光データリンクは、光
モジュール1と集積回路チップ2とをリードフレーム3
に装荷して構成されている。ここで、光モジュール1
は、光素子および光学系部品を円筒状の金属製パッケー
ジに収容して一体化して構成されている。尚、図3に示
した光データリンクは製造過程のものであり、最終的に
は、図4に示すように、これらの部材をモールド樹脂4
でパッケージングすることにより製品としての光データ
リンクとなる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】図5は、図4に示した
光データリンクの断面構造を示す図である。尚、最終的
にリードピンとして使用されるリードフレーム3は、説
明のために図4とは異なる位置に描かれている。
【0006】同図に示すように、光素子等を収容して埋
設された光モジュール1は、集積回路チップ2やリード
フレーム3とは相当に厚さが異なっている。このため、
外観では全体としては均一な厚さのモールド樹脂5は、
内部では、部位によって厚さが異なっている。即ち、モ
ジュール樹脂5の厚さは、光モジュール1を埋設した領
域では最も薄く、リードフレームしか埋設されていない
領域では最も厚い。
【0007】パッケージングに使用されるモールド樹脂
は、基板や集積回路チップ等に比べてその線膨張係数が
一般に1桁(10-5/℃) 程大きい。一方、樹脂モールド
パッケージの形成工程では成形時に 170℃程度まで加熱
されるので、冷却時に発生する熱応力によりモールド樹
脂パッケージに割れ等が生じ易くなるという問題があ
る。特に、光データリンクの高機能化を目指して集積回
路チップ2の寸法が大きくなった場合にはモールド樹脂
の割れ発生は著しく増加する。従って、樹脂モールドパ
ッケージによる光データリンクでは、その小型化あるい
は高機能化に制約があった。
【0008】そこで、本発明は、上記従来技術の問題点
を解決し、樹脂モールドパッケージを使用しながら小型
化あるいは高機能化が可能な新規な光データリンクを提
供することをその目的としている。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明に従うと、光モジ
ュール、集積回路チップおよびリードフレームをモール
ド樹脂により一体化して構成された樹脂モールドパッケ
ージ型の光データリンクにおいて、該モールド樹脂の厚
さが該パッケージ全体で実質的に一定になるように該樹
脂モールドパッケージの表面に段差が形成されており、
且つ、該段差部において応力集中が生じないように該段
差の入隅部が円弧状または楕円弧状の断面形状を有する
ことを特徴とする光データリンクが提供される。
【0010】
【作用】本発明に係る光データリンクは、樹脂パッケー
ジを形成するモールド樹脂の形状にその主要な特徴があ
る。
【0011】即ち、従来の樹脂モールドパッケージ型の
光データリンクでは、外観を単純な形状にしていたの
で、パッケージの部位によってモールド樹脂の厚さに大
きな差があった。このため、モールド樹脂に発生した熱
応力が特定の部位に集中して割れが発生する原因となっ
ていた。
【0012】このような割れの発生を防止するために
は、熱応力の発生を均一にすることと発生した熱応力が
特定の部位に集中しないようにすることが有効である。
【0013】応力の発生を均一にするためには、まず、
各部品を被覆するモールド樹脂の厚さを均一にすること
が有効である。即ち、光データリンクの内部に収容され
ている部材はそれぞれに形状が異なるので、各部材の形
状に倣った形状のパッケージを形成することにより、パ
ッケージ全体でモールド樹脂の厚さを実質的に均一にす
ることができる。
【0014】更に、上述のように、異なる形状の部材を
均一な厚さで一体にモールドした場合、その表面形状
は、従来の光データリンクパッケージのように単純な立
方体にはならず、段差を含む面が形成される。ここで、
形成される段差の形状が不適切な場合は、段差により生
じた入隅部に応力集中が発生する。これに対して、入隅
部の断面形状を、例えば指数関数等で表すことができる
数学的な曲線とすることにより、この部位に作用する応
力の変化を連続的にして極端な応力集中を防止すること
ができる。
【0015】即ち、弾性論の観点からは、樹脂モールド
パッケージの表面形状に急峻な入隅部が形成されたとき
に、その部位に顕著な応力集中が発生することが知られ
ている。材料力学ではこれらの応力値が解析的に求めら
れており、例えば、断面形状が楕円の一部を描くような
段差における応力集中Fは下記の式1で表すことができ
る。
【0016】F=σ(1+2a/b)・・・・式1 〔但し、σは外部からの応力、a、bは楕円体の長軸、
短軸を表す〕
【0017】上記式1において、係数bが
〔0〕になる
とき、即ち段差に直角な入隅部が形成されたときに応力
集中は無限大となる。また、上記式1において〔a=
b〕となるとき、即ち入隅部の断面形状が円弧になると
きに応力集中は3σで最小となる。従って、段差の断面
形状を円弧状にすることにより応力集中によるパッケー
ジの割れの発生を防止できる。更に、設計上の他の要素
のために円弧状が選択できない場合は、できるだけ〔a
=b〕に近い楕円あるいは指数関数で表すことができる
曲線を描くような断面形状とすることが有利である。
【0018】以下、実施例を参照して本発明をより具体
的に説明するが、以下の開示は本発明の一実施例に過ぎ
ず、本発明の技術的範囲を何ら限定するものではない。
【0019】
【実施例】図1は、本発明に係る光データリンクの具体
的な構成例を図5に対応させて描いた断面図である。
【0020】同図に示すように、この光データリンク
は、光モジュール1を埋設されている側、即ち、図中の
左側ではパッケージの厚さ寸法が大きく、集積回路チッ
プ2およびリードフレーム3のみを埋設されている側、
即ち、図中の右側ではパッケージの厚さ寸法が小さくな
っている。従って、モールド樹脂4の厚さは、光データ
リンク全体で実質的に均一であり、モールド樹脂4の収
縮による熱応力は全体で等しく発生する。
【0021】また、図中の左側と右側ではパッケージの
厚さが異なるので、両者の間には段差4aが形成されて
いる。ここで、段差4aの上端と下端は、それぞれ円弧
状の断面形状を有している。従って、このパッケージを
形成するモールド樹脂4では特定の部位に応力集中が発
生することがない。
【0022】ここで、段差4aにおいて、各隅部は、図
中に示すようにそれぞれR1 、R2の曲率半径を有する
円弧状の断面形状を有している。従って、この部分にお
ける応力集中係数は曲率半径にかかわらず一定になが、
曲率半径が大きいほどパッケージ全体の剛性が高くなり
発生する応力集中は小さくなる。
【0023】尚、実験によれば、図6に示すような横断
面構造を有する樹脂パッケージ5において、パッケージ
全体の厚さyと基板に平行な方向の樹脂の厚さxとの比
x:yは、1:1〜1:1.38の範囲とすべきであること
が判明しており、この範囲の形状を有するパッケージ
は、 350℃の温度差までクラックが生じないことが破壊
試験により確認されている。即ち、比x:yがこの範囲
よりも大きくなった場合は、図6に斜線で示す領域にク
ラックが発生し易くなることが判明している。また、比
x:yがこの範囲よりも小さくなった場合は、応力集中
以外の破壊モードが発生する恐れがある。従って、樹脂
モールドパッケージを設計する場合はこの範囲を逸脱し
ない範囲で仕様を決定する必要がある。
【0024】一方、データリンクとして使用されるIC
パッケージについては、JIS等の規格により幅が規定
されている。従って、パッケージ全体の厚さの好ましい
範囲は、パッケージに収容する基板の幅から決定される
ことになる。
【0025】また、樹脂モールドパッケージに対して実
際に最も大きな熱応力が発生するのはパッケージ成形時
の 175℃程度の温度から室温に戻るときの約 150℃の降
温の時である。熱応力は温度差に比例するので、前述の
ように 350℃で破壊が生じることから考えると、 150℃
の温度差で生じる熱応力の 2.3倍の応力が作用するとパ
ッケージに破壊が生じることになる。従って、実用上の
安全率を見込むと、応力集中係数が〔2〕以下となるよ
うにパッケージの形状を決定することが好ましい。
【0026】図7は、パッケージの形状と応力集中係数
との典型的な関係を示すグラフであり、図7(a) は引張
応力に対する係数を、図7(b) は曲げ応力に対する係数
をそれぞれ示している。
【0027】尚、同図では、パッケージの断面形状を単
純にして、段差の入隅部のみを円弧状の断面形状として
いる。従って、パッケージの形状は、基板/リードフレ
ーム部分のパッケージの厚さdと、パッケージに形成さ
れた段差の高さtと、段差部分の断面形状の曲率半径R
とにより決定される。ここで、同図から判るように、引
張応力と曲げ応力では一般に引張応力の方が大きな値を
示すので、以下、説明の便宜のために引張応力について
検討する。
【0028】図7(a) から判るように、このような形状
のパッケージにおいて応力集中係数が2以下という条件
を満たし得る場合は、下記の式2に一部を例示するよう
にいくつかある。
【0029】(1) R/d≧0.05 且つ t/R≦1 (2) R/d≧0.1 且つ t/R≦2 (3) R/d≧0.2 且つ t/R≦5 ・・・・式2
【0030】ここで、前述のように、パッケージ全体の
厚さ〔d+2t〕は、内部に収容する基板の幅により決
定されているので、〔d〕と〔t〕は相互に関連して変
化する。従って、図7におけるR/dまたはt/Rは、
その何れか一方が決定すれば他方も自動的に決定され
る。
【0031】図8は、〔t/R〕をパラメータとして
〔t〕について〔R/d〕を求めるためのグラフであ
る。ここで、図8を参照して、例えば1.36<t<2.21に
対して上記式2を満たす範囲を検索すると下記の表1に
示す範囲であることが判る。尚、実際には、t/R=3
の場合にも条件を満たす場合があるが、説明の便宜のた
めにここでは省略している。
【0032】
【表1】
【0033】即ち、〔t/R〕が4よりも大きな場合
は、応力集中は2以上になることが判る。従って、〔t
/R〕≦2という条件から、下記の式3に示すような条
件が得られる。
【0034】t/2≦R≦t ・・・式3
【0035】図2は、本発明に係る光データリンクの具
体的な構成例を外観によって示す図である。
【0036】図2(a) に示す光データリンクは、図1に
示した光データリンクと実質的に等しい断面構造を有す
る単芯型の光データリンクである。また、図2(b) に示
す光データリンクは、図1に示した光データリンクと実
質的に等しい断面構造を有するトランシーバ型の光デー
タリンクである。これらの光データリンクは、パッケー
ジの表面形状が異なることを除いて、従来の光データリ
ンクと全く同じように取り扱うことができる。
【0037】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る光デ
ータリンクは、そのパッケージの独特の形状により、樹
脂モールドパッケージの割れ等の発生が防止されてい
る。従って、歩留りが向上されると共に信頼性も高い。
【0038】また、モールド樹脂の無駄な使用が少ない
ので、特に量産された場合には材料の節約になると共
に、光データリンクの小型化、軽量化にも寄与する。
【0039】更に、樹脂モールドパッケージの割れが発
生し難いので、高機能化等に伴う光データリンクの大型
化にも対応できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る光データリンクの具体的な構成例
を示す断面図である。
【図2】本発明に係る光データリンクの具体的な構成例
を外観により示す図である。
【図3】光データリンクの一般的な構成を説明するため
の図である。
【図4】光データリンクの一般的な構成を説明するため
の図である。
【図5】従来の光データリンクの典型的な構成を示す断
面図である。
【図6】光データリンクのパッケージの厚さを決定する
要因を説明するための横断面図である。
【図7】パッケージの形状と応力集中係数との典型的な
関係を示すグラフである。
【図8】所望の応力集中係数が得られるようなパッケー
ジの寸法を決定する方法を説明するためのグラフであ
る。
【符号の説明】
1・・・光モジュール、 2・・・集積回路チップ、 3・・・リードフレーム、 4・・・モールド樹脂
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI H01L 33/00 H01L 31/02 B (56)参考文献 特開 昭55−138891(JP,A) 特開 昭59−58881(JP,A) 特開 平4−72742(JP,A) 特開 平5−267723(JP,A) 実開 昭62−32558(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 23/28 G02B 6/255 G02B 6/42 H01L 31/02 H01L 33/00

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】光モジュール、集積回路チップおよびリー
    ドフレームをもモールド樹脂により一体化して構成され
    た樹脂モールドパッケージ型の光データリンクにおい
    て、 該モールド樹脂の厚さが該パッケージ全体で実質的に一
    定になるように該樹脂モールドパッケージの表面に段差
    が形成されており、且つ、該段差の入隅部が円弧状また
    は楕円弧状の断面形状を有することを特徴とする光デー
    タリンク。
JP4353232A 1992-12-11 1992-12-11 光データリンク Expired - Fee Related JP3039172B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4353232A JP3039172B2 (ja) 1992-12-11 1992-12-11 光データリンク

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4353232A JP3039172B2 (ja) 1992-12-11 1992-12-11 光データリンク

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH06181269A JPH06181269A (ja) 1994-06-28
JP3039172B2 true JP3039172B2 (ja) 2000-05-08

Family

ID=18429450

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP4353232A Expired - Fee Related JP3039172B2 (ja) 1992-12-11 1992-12-11 光データリンク

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3039172B2 (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005159296A (ja) * 2003-11-06 2005-06-16 Sharp Corp オプトデバイスのパッケージ構造
CN107665866B (zh) * 2017-09-21 2020-02-07 中新国际电子有限公司 一种小封装二极管

Also Published As

Publication number Publication date
JPH06181269A (ja) 1994-06-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5428248A (en) Resin molded semiconductor package
EP1528595B1 (en) Lead frame, wire-bonding stage and method for fabricating a semiconductor apparatus
US5068713A (en) Solid state image sensing device
US6358773B1 (en) Method of making substrate for use in forming image sensor package
US4698660A (en) Resin-molded semiconductor device
US6035712A (en) Sensor device and method of producing the same using lead frame
US5271083A (en) Molded optical waveguide with contacts utilizing leadframes and method of making same
KR20000048222A (ko) 볼 그리드 어레이형 반도체 장치 및 그 제조 방법
US20070080357A1 (en) Optical device package structure
JPH1126647A (ja) 光半導体装置
US6111312A (en) Semiconductor device with leads engaged with notches
US5170453A (en) Optical module
KR19990028818A (ko) 금속 볼 그리드 전자 패키지
JP3039172B2 (ja) 光データリンク
EP1473775B1 (en) Method for producing solid-state imaging device
EP0422445B1 (en) Method for encapsulating an optical component and the encapsulated component obtained thereby
US5521433A (en) IC card including a substrate having improved strength and heat radiation properties
JPS6215844A (ja) 半導体リ−ドフレ−ム
US5545359A (en) Method of making a plastic molded optoelectronic interface
US20020079438A1 (en) Image sensor package and substrate thereof
JP2890621B2 (ja) 混成集積回路装置
US6949818B2 (en) Semiconductor package and structure thereof
EP0772153A2 (en) Smart card having a thin die
JPH05206427A (ja) 固体撮像装置
JPS60121751A (ja) 半導体装置の製法

Legal Events

Date Code Title Description
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20000201

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees