JP3501695B2 - 半導体発光装置 - Google Patents
半導体発光装置Info
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- 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
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、半導体発光装置
に関し、特にレーザチップが単独、または受光素子等と
共に搭載される半導体発光装置に関する。
に関し、特にレーザチップが単独、または受光素子等と
共に搭載される半導体発光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般的にレーザチップは湿度に弱く、レ
ーザチップが搭載される半導体発光装置には高い気密性
が求められてきた。このため、従来の半導体発光装置に
は、金属製のアイレットに形成された貫通孔に挿通され
たリードピンを絶縁して固定するのに低融点ガラスが一
般的に用いられてきた。
ーザチップが搭載される半導体発光装置には高い気密性
が求められてきた。このため、従来の半導体発光装置に
は、金属製のアイレットに形成された貫通孔に挿通され
たリードピンを絶縁して固定するのに低融点ガラスが一
般的に用いられてきた。
【０００３】低融点ガラスは湿度の透過性が低く、また
電気的な絶縁性にも優れるという利点があるが、材料コ
ストが高く、加工が難しく、また作業工程も複雑となる
ので半導体発光装置の製造コストを上昇させる大きな原
因となっていた。
電気的な絶縁性にも優れるという利点があるが、材料コ
ストが高く、加工が難しく、また作業工程も複雑となる
ので半導体発光装置の製造コストを上昇させる大きな原
因となっていた。
【０００４】製造コストを考慮した半導体発光装置とし
て、アイレットの貫通孔に樹脂系の接着剤を充填してア
イレットとリードピンを絶縁固定した半導体発光装置が
一般に知られている（例えば、特許第２８２８２８３号
公報および実用新案登録第２５８８５１７号公報参
照）。
て、アイレットの貫通孔に樹脂系の接着剤を充填してア
イレットとリードピンを絶縁固定した半導体発光装置が
一般に知られている（例えば、特許第２８２８２８３号
公報および実用新案登録第２５８８５１７号公報参
照）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、アイレットの
貫通孔に樹脂系の接着剤を充填してアイレットとリード
ピンを絶縁固定した半導体発光装置では、リードピンと
外部回路を接続する際にはんだ付けを行うと、硬化済の
接着剤が軟化してしまうという問題があった。接着剤が
軟化すると、リードピンの位置にずれが生じ、アイレッ
トと接触して絶縁不良を生じたり、半導体発光装置内で
リードピンの先端とレーザチップとを電気的に接続して
いる細い金属線が断線してしまうことがあった。また、
リードピンが半導体発光装置から抜けてしまうこともあ
った。
貫通孔に樹脂系の接着剤を充填してアイレットとリード
ピンを絶縁固定した半導体発光装置では、リードピンと
外部回路を接続する際にはんだ付けを行うと、硬化済の
接着剤が軟化してしまうという問題があった。接着剤が
軟化すると、リードピンの位置にずれが生じ、アイレッ
トと接触して絶縁不良を生じたり、半導体発光装置内で
リードピンの先端とレーザチップとを電気的に接続して
いる細い金属線が断線してしまうことがあった。また、
リードピンが半導体発光装置から抜けてしまうこともあ
った。
【０００６】さらに、軟化した接着剤には、その後、通
常の温度に戻る際に金属製のアイレットとの熱膨張係数
の違いによって、微細な割れを生じるという問題もあっ
た。接着剤に微細な割れが生じると、その微細な割れが
生じた部分から湿気が半導体発光装置内に侵入し、レー
ザチップを劣化させる原因となっていた。
常の温度に戻る際に金属製のアイレットとの熱膨張係数
の違いによって、微細な割れを生じるという問題もあっ
た。接着剤に微細な割れが生じると、その微細な割れが
生じた部分から湿気が半導体発光装置内に侵入し、レー
ザチップを劣化させる原因となっていた。
【０００７】この発明はこのような事情を考慮してなさ
れたものであり、容易にアイレットとリードピンを絶縁
して固定でき、かつ、はんだ付けによってリードピンと
外部回路を接続してもリードピンの位置がずれたり、絶
縁固定部分に微細な割れが生じたりすることのない半導
体発光装置を提供するものである。
れたものであり、容易にアイレットとリードピンを絶縁
して固定でき、かつ、はんだ付けによってリードピンと
外部回路を接続してもリードピンの位置がずれたり、絶
縁固定部分に微細な割れが生じたりすることのない半導
体発光装置を提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この発明は、金属製の板
状のアイレットと、前記アイレットの上面側に突出し、
前記アイレットと一体に形成される放熱用のブロック部
と、前記ブロック部に取り付けられるレーザチップと、
前記アイレットに形成された貫通孔に挿通され、前記レ
ーザチップと電気的に接続される細長いリードピンと、
前記ブロック部、レーザチップおよびリードピンを覆っ
て前記アイレットの上面側に取り付けられるキャップ体
とを備え、前記リードピンは、前記アイレットの貫通孔
に注入される熱可塑性または熱硬化性の樹脂によって前
記アイレットと電気的に絶縁されて固定され、かつ、ア
イレットに対する固定部分に少なくとも１つの凹部を有
し、前記樹脂の熱変形温度はリードピンを外部回路に接
続するためのはんだの溶解温度よりも高いことを特徴と
する半導体発光装置を提供するものである。
状のアイレットと、前記アイレットの上面側に突出し、
前記アイレットと一体に形成される放熱用のブロック部
と、前記ブロック部に取り付けられるレーザチップと、
前記アイレットに形成された貫通孔に挿通され、前記レ
ーザチップと電気的に接続される細長いリードピンと、
前記ブロック部、レーザチップおよびリードピンを覆っ
て前記アイレットの上面側に取り付けられるキャップ体
とを備え、前記リードピンは、前記アイレットの貫通孔
に注入される熱可塑性または熱硬化性の樹脂によって前
記アイレットと電気的に絶縁されて固定され、かつ、ア
イレットに対する固定部分に少なくとも１つの凹部を有
し、前記樹脂の熱変形温度はリードピンを外部回路に接
続するためのはんだの溶解温度よりも高いことを特徴と
する半導体発光装置を提供するものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】つまり、この発明の半導体発光装
置は、アイレットとリードピンとを絶縁して固定する熱
可塑性樹脂または熱硬化性樹脂として熱変形温度がはん
だの溶解温度（例えば、１８０℃）以上のものを使用す
る。このような熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂として
は、例えばガラス繊維強化耐熱樹脂が挙げられる。
置は、アイレットとリードピンとを絶縁して固定する熱
可塑性樹脂または熱硬化性樹脂として熱変形温度がはん
だの溶解温度（例えば、１８０℃）以上のものを使用す
る。このような熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂として
は、例えばガラス繊維強化耐熱樹脂が挙げられる。
【００１０】このように構成することにより、アイレッ
トとリードピンとの絶縁固定部分を形成する熱可塑性樹
脂または熱硬化性樹脂の熱変形温度を向上させることが
できる。つまり、リードピンと外部回路とを例えば１８
０℃程度で溶解するはんだを用いて接続してもアイレッ
トとリードピンとの絶縁固定部分が軟化することを防止
でき、さらには絶縁固定部分に微細な割れが生ずること
を防止できるのである。
トとリードピンとの絶縁固定部分を形成する熱可塑性樹
脂または熱硬化性樹脂の熱変形温度を向上させることが
できる。つまり、リードピンと外部回路とを例えば１８
０℃程度で溶解するはんだを用いて接続してもアイレッ
トとリードピンとの絶縁固定部分が軟化することを防止
でき、さらには絶縁固定部分に微細な割れが生ずること
を防止できるのである。
【００１１】また、ガラス繊維強化耐熱樹脂には、例え
ばガラス繊維強化耐熱ポリフェニレンサルファイド（以
下、強化耐熱ＰＰＳと称する）や、ガラス繊維によって
強化されたポリスチレン、ＡＢＳ、ポリカーボネート、
フェノール樹脂、不飽和ポリエステル、メラミン樹脂ま
たはエポキシ樹脂等を用いることができる。
ばガラス繊維強化耐熱ポリフェニレンサルファイド（以
下、強化耐熱ＰＰＳと称する）や、ガラス繊維によって
強化されたポリスチレン、ＡＢＳ、ポリカーボネート、
フェノール樹脂、不飽和ポリエステル、メラミン樹脂ま
たはエポキシ樹脂等を用いることができる。
【００１２】また、この発明の半導体発光装置のアイレ
ット、ブロック部、リードピンおよびキャップ体の材料
としては、鉄、鉄合金、銅、アルミニウム等を用いるこ
とができる。
ット、ブロック部、リードピンおよびキャップ体の材料
としては、鉄、鉄合金、銅、アルミニウム等を用いるこ
とができる。
【００１３】この発明の半導体発光装置においては、リ
ードピンが、アイレットに対する固定部分に少なくとも
１つの凹部を備えていてもよい。また、凹部はリードピ
ンの周囲に形成されていてもよい。このように構成する
ことにより、熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂がリード
ピンの凹部に食い込んだ形になると共に、前記樹脂とリ
ードピンとの接触面積が大きくなるので、アイレットか
らリードピンが抜けてしまうことを防止できる。
ードピンが、アイレットに対する固定部分に少なくとも
１つの凹部を備えていてもよい。また、凹部はリードピ
ンの周囲に形成されていてもよい。このように構成する
ことにより、熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂がリード
ピンの凹部に食い込んだ形になると共に、前記樹脂とリ
ードピンとの接触面積が大きくなるので、アイレットか
らリードピンが抜けてしまうことを防止できる。
【００１４】また、凹部はリードピンの長手方向に延び
ていてもよい。このように構成することにより、アイレ
ットの貫通孔にリードピンを挿通し、熱可塑性樹脂また
は熱硬化性樹脂を貫通孔に注入してアイレットとリード
ピンを絶縁して固定する際にリードピンが回転してしま
うことを防止できる。これは、リードピンの上部に金属
線を超音波熱圧着併用のワイヤボンディングを行い易い
ように平面部を設け、この平面部がレーザチップの電極
面と平行となる位置を維持しながら固定する必要がある
場合に有効となる。
ていてもよい。このように構成することにより、アイレ
ットの貫通孔にリードピンを挿通し、熱可塑性樹脂また
は熱硬化性樹脂を貫通孔に注入してアイレットとリード
ピンを絶縁して固定する際にリードピンが回転してしま
うことを防止できる。これは、リードピンの上部に金属
線を超音波熱圧着併用のワイヤボンディングを行い易い
ように平面部を設け、この平面部がレーザチップの電極
面と平行となる位置を維持しながら固定する必要がある
場合に有効となる。
【００１５】
【実施例】以下に図面に示す実施例に基づいてこの発明
を詳述する。なお、この実施例によってこの発明が限定
されるものではない。
を詳述する。なお、この実施例によってこの発明が限定
されるものではない。
【００１６】実施例１
この発明の実施例１について図１および図２に基づいて
説明する。図１は実施例１の半導体発光装置の正断面図
であり、図２は実施例１のリードピンの斜視図である。
説明する。図１は実施例１の半導体発光装置の正断面図
であり、図２は実施例１のリードピンの斜視図である。
【００１７】図１に符号１で示される半導体発光装置
は、円盤状のアイレット２と放熱用のブロック部３が一
体に形成されている。アイレット２とブロック部３は鉄
合金からなり、その表面には銅めっきが、さらに銅めっ
きの表面に金めっきが施されている。ブロック部３には
熱拡散を更に促進させるための銅製のサブマウント４が
ロウ付けによって接合され、サブマウント４の表面には
レーザチップ５の裏面がロウ付けによって接合されてい
る。なお、サブマウントはセラミックまたはシリコン製
とすることもできる。
は、円盤状のアイレット２と放熱用のブロック部３が一
体に形成されている。アイレット２とブロック部３は鉄
合金からなり、その表面には銅めっきが、さらに銅めっ
きの表面に金めっきが施されている。ブロック部３には
熱拡散を更に促進させるための銅製のサブマウント４が
ロウ付けによって接合され、サブマウント４の表面には
レーザチップ５の裏面がロウ付けによって接合されてい
る。なお、サブマウントはセラミックまたはシリコン製
とすることもできる。
【００１８】また、図１に符号６で示されるのはレーザ
チップ５を保護するために抵抗溶接によってアイレット
２に取り付けられている鉄合金製のキャップであり、そ
の表面にはニッケル−錫めっきが施されている。なお、
このニッケル−錫めっきはニッケルめっきだけでもよ
い。さらにキャップ６の上部にはレーザ光を透過させる
ための窓ガラス７が低融点ガラス８によって取り付けら
れている。なお、窓ガラスを透明樹脂製とすれば、キャ
ップと窓ガラスを樹脂系接着剤で固定することもでき
る。
チップ５を保護するために抵抗溶接によってアイレット
２に取り付けられている鉄合金製のキャップであり、そ
の表面にはニッケル−錫めっきが施されている。なお、
このニッケル−錫めっきはニッケルめっきだけでもよ
い。さらにキャップ６の上部にはレーザ光を透過させる
ための窓ガラス７が低融点ガラス８によって取り付けら
れている。なお、窓ガラスを透明樹脂製とすれば、キャ
ップと窓ガラスを樹脂系接着剤で固定することもでき
る。
【００１９】図１に示すレーザチップ５の表面と裏面に
は電極（図示せず）が備えられており、裏面の電極は銅
合金製のリードピン９ａの平面部１１ａとサブマウント
４の表面とを金属線１２ａで接続することにより電気的
に導通されている。一方、表面の電極は、リードピン９
ｂの平面部１１ｂと金属線１２ｂで直接接続されること
により電気的に導通されている。
は電極（図示せず）が備えられており、裏面の電極は銅
合金製のリードピン９ａの平面部１１ａとサブマウント
４の表面とを金属線１２ａで接続することにより電気的
に導通されている。一方、表面の電極は、リードピン９
ｂの平面部１１ｂと金属線１２ｂで直接接続されること
により電気的に導通されている。
【００２０】なお、図１に示されるようにアイレット２
の貫通孔１３ａおよび１３ｂには、リードピン９ａおよ
び９ｂが挿通された後に溶融状態の強化耐熱ＰＰＳが注
入されて絶縁固定部１４ａおよび１４ｂが形成されてい
る。絶縁固定部１４ａおよび１４ｂは、リードピン９ａ
および９ｂとアイレット２とを絶縁して固定すると共
に、半導体発光装置１を外部の湿気等から封止してい
る。絶縁固定部１４ａおよび１４ｂの材料となる強化耐
熱ＰＰＳは、ポリフェニレンサルファイドにガラス繊維
を４０％添加し、熱変形温度を３００℃〜３４０℃に向
上させたものを用いている。
の貫通孔１３ａおよび１３ｂには、リードピン９ａおよ
び９ｂが挿通された後に溶融状態の強化耐熱ＰＰＳが注
入されて絶縁固定部１４ａおよび１４ｂが形成されてい
る。絶縁固定部１４ａおよび１４ｂは、リードピン９ａ
および９ｂとアイレット２とを絶縁して固定すると共
に、半導体発光装置１を外部の湿気等から封止してい
る。絶縁固定部１４ａおよび１４ｂの材料となる強化耐
熱ＰＰＳは、ポリフェニレンサルファイドにガラス繊維
を４０％添加し、熱変形温度を３００℃〜３４０℃に向
上させたものを用いている。
【００２１】このように構成することにより、リードピ
ン９ａおよび９ｂを外部の回路（図示せず）に接続する
際に例えば１８０℃で溶解するはんだを用いても、絶縁
固定部１４ａおよび１４ｂを形成する強化耐熱ＰＰＳが
軟化することを防止できる。また、一旦絶縁固定部１４
ａおよび１４ｂが高温になった後に常温（例えば２５
℃）に戻っても絶縁固定部１４ａおよび１４ｂに微細な
割れが生じることもなく、良好な封止状態を維持でき
る。
ン９ａおよび９ｂを外部の回路（図示せず）に接続する
際に例えば１８０℃で溶解するはんだを用いても、絶縁
固定部１４ａおよび１４ｂを形成する強化耐熱ＰＰＳが
軟化することを防止できる。また、一旦絶縁固定部１４
ａおよび１４ｂが高温になった後に常温（例えば２５
℃）に戻っても絶縁固定部１４ａおよび１４ｂに微細な
割れが生じることもなく、良好な封止状態を維持でき
る。
【００２２】また、図１および図２に示されるように、
リードピン９ａおよび９ｂには、４つの環状の溝で構成
される凹部１０ａおよび１０ｂが形成され、凹部１０ａ
および１０ｂがアイレット２の貫通孔１３ａおよび１３
ｂ内に位置した状態で絶縁固定部１４ａおよび１４ｂが
形成されている。このように構成することにより、リー
ドピン９ａおよび９ｂと絶縁固定部１４ａおよび１４ｂ
との接触面積が大きくなり、アイレット２からリードピ
ン９ａおよび９ｂが抜けてしまうことを防止できる。な
お、図１に示されるリードピン９ａと９ｂは材質および
形状ともに全く同一のものである。
リードピン９ａおよび９ｂには、４つの環状の溝で構成
される凹部１０ａおよび１０ｂが形成され、凹部１０ａ
および１０ｂがアイレット２の貫通孔１３ａおよび１３
ｂ内に位置した状態で絶縁固定部１４ａおよび１４ｂが
形成されている。このように構成することにより、リー
ドピン９ａおよび９ｂと絶縁固定部１４ａおよび１４ｂ
との接触面積が大きくなり、アイレット２からリードピ
ン９ａおよび９ｂが抜けてしまうことを防止できる。な
お、図１に示されるリードピン９ａと９ｂは材質および
形状ともに全く同一のものである。
【００２３】実施例２
次に、この発明の実施例２について、図３〜図５に基づ
いて説明する。実施例２は、実施例１のリードピンを変
更したものである。図３は実施例２の半導体発光装置の
正断面図、図４は実施例２のリードピンの斜視図、図５
は実施例２のリードピンの凹部の横断面図である。
いて説明する。実施例２は、実施例１のリードピンを変
更したものである。図３は実施例２の半導体発光装置の
正断面図、図４は実施例２のリードピンの斜視図、図５
は実施例２のリードピンの凹部の横断面図である。
【００２４】図４および図５に示されるリードピン２９
ａには、リードピン２９ａの長手方向に伸びる４つの窪
みから構成される凹部３０ａが形成されている。また、
リードピン２９ａの上部には金属線が接続し易いように
平面部３１ａが形成されている。なお、図３に示される
リードピン２９ａと２９ｂは材質および形状ともに全く
同一のものである。
ａには、リードピン２９ａの長手方向に伸びる４つの窪
みから構成される凹部３０ａが形成されている。また、
リードピン２９ａの上部には金属線が接続し易いように
平面部３１ａが形成されている。なお、図３に示される
リードピン２９ａと２９ｂは材質および形状ともに全く
同一のものである。
【００２５】図３に示されるように、リードピン２９ａ
および２９ｂを用いると、リードピン２９ａおよび２９
ｂが挿通されたアイレット２２の貫通孔３３ａおよび３
３ｂに溶融状態の強化耐熱ＰＰＳを注入して絶縁固定部
３４ａおよび３４ｂを形成する際に、リードピン２９ａ
および２９ｂが回転してしまうことを防止できる。つま
り、サブマウント２４の前面とリードピン２９ａの平面
部３１ａ、レーザチップ２５の表面の電極（図示せず）
とリードピン２９ｂの平面部３１ｂとをそれぞれ平行に
維持し、金属線３２ａおよび３２ｂを接続し易いように
することができるのである。その他の構成は上述の実施
例１の半導体発光装置と同じである。
および２９ｂを用いると、リードピン２９ａおよび２９
ｂが挿通されたアイレット２２の貫通孔３３ａおよび３
３ｂに溶融状態の強化耐熱ＰＰＳを注入して絶縁固定部
３４ａおよび３４ｂを形成する際に、リードピン２９ａ
および２９ｂが回転してしまうことを防止できる。つま
り、サブマウント２４の前面とリードピン２９ａの平面
部３１ａ、レーザチップ２５の表面の電極（図示せず）
とリードピン２９ｂの平面部３１ｂとをそれぞれ平行に
維持し、金属線３２ａおよび３２ｂを接続し易いように
することができるのである。その他の構成は上述の実施
例１の半導体発光装置と同じである。
【００２６】
【発明の効果】この発明によれば、容易にアイレットと
リードピンを絶縁して固定でき、かつ、はんだを用いて
リードピンと外部回路を接続してもリードピンの位置が
ずれたり、絶縁固定部分に微細な割れが生じたりするこ
とを防止できる。
リードピンを絶縁して固定でき、かつ、はんだを用いて
リードピンと外部回路を接続してもリードピンの位置が
ずれたり、絶縁固定部分に微細な割れが生じたりするこ
とを防止できる。
【図１】この発明の実施例１の形態を示す正断面図であ
る。
る。
【図２】実施例１のリードピンの斜視図である。
【図３】この発明の実施例２の形態を示す正断面図であ
る。
る。
【図４】実施例２のリードピンの斜視図である。
【図５】実施例２のリードピンの凹部の横断面図であ
る。
る。
１・・・半導体発光装置
２・・・アイレット
３・・・ブロック部
４・・・サブマウント
５・・・レーザチップ
６・・・キャップ
７・・・ガラス窓
８・・・低融点ガラス
９ａ，９ｂ・・・リードピン
１０ａ，１０ｂ・・・凹部
１１ａ，１１ｂ・・・平面部
１２ａ，１２ｂ・・・金属線
１３ａ，１３ｂ・・・貫通孔
１４ａ，１４ｂ・・・絶縁固定部
Claims (5)
- 【請求項１】 金属製の板状のアイレットと、前記アイ
レットの上面側に突出し、前記アイレットと一体に形成
される放熱用のブロック部と、前記ブロック部に取り付
けられるレーザチップと、前記アイレットに形成された
貫通孔に挿通され、前記レーザチップと電気的に接続さ
れる細長いリードピンと、前記ブロック部、レーザチッ
プおよびリードピンを覆って前記アイレットの上面側に
取り付けられるキャップ体とを備え、前記リードピン
は、前記アイレットの貫通孔に注入される熱可塑性また
は熱硬化性の樹脂によって前記アイレットと電気的に絶
縁されて固定され、かつ、アイレットに対する固定部分
に少なくとも１つの凹部を有し、前記樹脂の熱変形温度
はリードピンを外部回路に接続するためのはんだの溶解
温度よりも高いことを特徴とする半導体発光装置。 - 【請求項２】 前記樹脂が、ガラス繊維強化耐熱樹脂で
あることを特徴とする請求項１に記載の半導体発光装
置。 - 【請求項３】 ガラス繊維強化耐熱樹脂が、ガラス繊維
強化耐熱ポリフェニレンサルファイドであることを特徴
とする請求項２に記載の半導体発光装置。 - 【請求項４】 凹部がリードピンの長手方向に延びてい
ることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載
の半導体発光装置。 - 【請求項５】 凹部がリードピンの周囲に形成されるこ
とを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の半
導体発光装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20934399A JP3501695B2 (ja) | 1999-07-23 | 1999-07-23 | 半導体発光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20934399A JP3501695B2 (ja) | 1999-07-23 | 1999-07-23 | 半導体発光装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001035947A JP2001035947A (ja) | 2001-02-09 |
| JP3501695B2 true JP3501695B2 (ja) | 2004-03-02 |
Family
ID=16571390
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20934399A Expired - Fee Related JP3501695B2 (ja) | 1999-07-23 | 1999-07-23 | 半導体発光装置 |
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| Country | Link |
|---|---|
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|---|---|---|---|---|
| JP2008124255A (ja) * | 2006-11-13 | 2008-05-29 | Shinko Electric Ind Co Ltd | パッケージ用キャップ |
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