JP3554657B2 - 光半導体装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は光半導体装置に関するものであり、特に高速光ファイバデータリンクに用いられる光半導体装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
図5は従来例の光半導体装置を示す略断面図であり、リードフレーム51上に発光素子52を設置して透光性樹脂モールド53で被覆されている。リードフレーム51は延設部51aを有しており、発光素子設置面とは反対の方向に折り曲げられている。この延設部51aは放熱板として機能するので、発光素子52に大きな電流を流しても、発光素子52等から発生する熱はリードフレーム51を伝導して延設部51aで放熱され、光半導体装置50の過熱を防いでいる。
【0003】
図6は別の従来例の光半導体装置を示す略断面図であり、リードフレーム61上には発光素子62が設けられおり、透光性樹脂モールド63でモールドされている。
【0004】
リードフレーム61は延設部61aを有しており、延設部61aは透光性樹脂モールドの外側にある。延設部61aにはビス等で他の部品と接続できる穴61bを有しており、放熱効果を高めている。
【0005】
図5、図6の光半導体装置は伝送速度が最大16Mbps程度の光通信に使用されている。また、この光半導体装置の光出力は動作温度70℃において、200mW程度である。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
光半導体装置を用いて50Mbps以上の高速光通信を行う場合、動作温度70℃において、500mW程度の出力を確保する必要があるが、図5、図6に示されるような光半導体装置では、発光素子およびドライブICに大電流を供給したとき、発光素子およびドライブICの発熱に対して放熱が不十分なため、発光素子の出力が低下して十分な光出力を得ることができなかった。
【0007】
また、上述の光半導体装置自体は電磁シールドされていないので、外部に不要なノイズを放出したり、また外部からの電磁波によって誤動作する怖れがあった。
【0008】
本発明は上述の問題点を鑑みてなされたものであり、高速光通信に対応した高出力で信頼性の高いの光半導体装置を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明の光半導体装置は、発光素子と、該発光素子を駆動するためのドライブICとを設置したリードフレームを樹脂モールドで成形してなる光半導体装置において、前記リードフレームは前記樹脂モールドの外側に延設部を有し、該延設部は、折り曲げられて前記樹脂モールドの周りを覆うように設置され、発光素子前面に対応する部分に窓が穿設されるとともに、接地端子に電気的に接続されてなることを特徴とするものである。
【0010】
また、前記リードフレームの延設部は弾性変形するように形成され、ホルダーに挿入して固定されることを特徴とするものである。
【0011】
また、前記リードフレームの延設部の面積は、樹脂モールド内のリードフレームの面積の9倍以上であることを特徴とするものである。
【0012】
【発明の実施の形態】
図1は本発明の一実施の形態である、光半導体装置の斜視図である。発光素子等を設置したリードフレーム11は透光性のモールド樹脂13でモールドされている。モールド樹脂13の外側にリードフレームの延設部11a、11bがモールド樹脂13のまわりに折り曲げられて光半導体装置10が形成されている。延設部11aはモールド樹脂13の前面を覆っており、延設部11bはモールド樹脂13の背面を覆っている。延設部11aには窓12が穿設されており、窓12を通してモールド樹脂13内部に設置された発光素子からの光が放出される。11c、11d、11e、11fはリードフレームの端子部であり、特に11fは接地端子である。
【0013】
図2は図1の光半導体装置を示す図であり、図2(a)はその正面図であり、図2(b)はその側面図であり、図2(c)はモールド内部を示す説明図である。なお、説明上、図2のリードフレーム11は折り曲げる前の状態で示してある。
【0014】
リードフレーム11には、モールド樹脂13の外部にある延設部11a、11bと端子部11c、11d、11e、11fが設けられている。特に11fは設置端子である、延設部11aには窓12が穿設されている。リードフレーム11の厚さは0.25mm程度であり、銅合金等を使用している。
【0015】
リードフレーム11上には発光素子(LED)16、ドライブIC17、チップコンデンサ18が銀ペーストにより取付けられている。ドライブIC17はリードフレーム11の延設部11a、11bと一体に形成された部分に設置されている。それらの素子は金線等のワイヤー19によりリードフレーム11に電気的に接続されている。また、延設部11a、11bは接地端子11fと接続されている。発光素子16、ドライブIC17、チップコンデンサ18はモールド樹脂13で封止される。モールド樹脂13の発光素子16に対応する部分はレンズ部14が形成されている。
【0016】
ドライブIC17は駆動時に多量の熱を発生するが、それを設置するリードフレームが延設部11a、11bと一体になっているので、放熱効率が良い。
【0017】
リードフレームの延設部11a、11bは折り曲げられてモールド樹脂13の前面、裏面を覆うように配置され、図1に示されるような光半導体装置10が形成される。リードフレームの延設部11a、11bは十分な放熱面積をもち、また、接地端子と接続されているのでシールド機能があり、モールド樹脂13内部の部品から発生するノイズを外部へ放出することを防止することができ、また、外部ノイズからドライブICを保護することができる。
【0018】
図3は図1の光半導体装置のホルダーへの取付け方法を説明する略断面図であり、図3(a)は取付前の説明図であり、図3(b)は取付状態の説明図である。
【0019】
高速光ファイバデータリンクに使われる光半導体装置10は、ホルダーに入れて使用される。図3(a)に示されるように、光半導体装置10の延設部aは発光素子の接地面側に折り曲げられており、また、延設部11bは発光素子の設置面とは反対側に折り曲げられている。このとき、樹脂モールド13には密着させずに少し離れるように折り曲げておくことにより、延設部11a及び11bは弾性変形可能になっている。これをホルダー20に挿入する。ホルダー20は熱伝導性の高いフィラ入りの樹脂で形成されている。すると、図3(b)に示されるように、ホルダー20に挿入固定したとき、延設部11a及び11bは樹脂モールド13に押しつけられ、その反発力でホルダー20の内壁に密着する。延設部11a、11bとフォルダー20との接触面積が大きくなり、光半導体装置10で発生した熱を延設部11bを介してホルダー部へ速やかに伝導することができる。
【0020】
図4は図1の構成の光半導体装置の動作温度と出力との関係を示すグラフである。図4において、縦軸は光半導体装置の出力を示し、横軸は動作温度(光半導体装置が設置された近傍の温度)を示している。リードフレームの厚さは0.25mmであり、銅合金を使用している。
【0021】
曲線Aは高速光ファイバデータリンク用半導体素子に必要な特性値であり、使用温度70℃で500mW以上の出力を得ることが必要である。使用温度が上がるにつれて、放熱が難しくなり発光素子近傍の温度が上昇し、発光素子の出力が低下する特性を示している。
【0022】
曲線Bは図1に示される延設部11a、11bが全くない場合の特性を示す図であり、使用温度70℃では200mW程度の出力であり、十分なレーザ出力を得られていない。この場合の、樹脂モールド13内部のリードフレームの面積をS1とする。
【0023】
曲線Cは延設部11bのみがある場合の出力特性であり、基準値である曲線Aとほぼ同程度の温度特性を示している。延設部11bの面積S2は内部のリードフレームの面積S1の約6倍の面積を有していた。
【0024】
曲線Dは延設部11a、11b両方がある場合の出力特性で使用温度70℃において650mW程度の出力を有しており、高速光ファイバデータリンク用半導体素子として十分な性能を示している。このとき、延設部11aと11bの合計の面積S3は、内部のリードフレームの面積S1の約9倍の面積を有していた。
【0025】
以上の結果より、延設部11a、11bにより高速光データリンク用の光半導体装置として十分な放熱性能を得ることができ、少なくとも156Mbps以上の高速光ファイバデータリンクの信号伝送が可能になる。
【0026】
【発明の効果】
本発明によれば、発光素子と、該発光素子を駆動するためのドライブICとを設置したリードフレームを樹脂モールドで成形してなる光半導体装置であって、前記リードフレームは前記樹脂モールドの外側に延設部を有し、該延設部は、折り曲げられて前記樹脂モールドの周りを覆うように設置され、発光素子前面に対応する部分に窓が穿設されるとともに、接地端子に電気的に接続されてなることを特徴とするものであり、電磁シールドが確保され信頼性が高まるとともに、放熱性能を高めることができ、高出力の光半導体装置を得ることができる。
【0027】
また、前記リードフレームの延設部は弾性変形するように形成され、ホルダーに挿入して固定されることを特徴とするものであり、ホルダーに密着して設置できるので、より放熱性を高めることができ、高出力の光半導体装置を得ることができる。
【0028】
また、前記リードフレームの延設部の面積は、樹脂モールド内のリードフレームの面積の9倍以上であることを特徴とするものであり、高速光データリンク用の光半導体装置として十分な放熱性能を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の光半導体装置の斜視図である。
【図2】本発明の光半導体装置を示す説明図であり、(a)はその正面図であり、(b)はその側面図であり、(c)はモールド内部を示す説明図である。
【図3】本発明の光半導体装置のホルダーへの取付け方法を説明する略断面図であり、(a)は取付前の説明図であり、(b)は取付状態の説明図である。
【図4】本発明の光半導体装置の放熱特性を示すグラフである。
【図5】従来例の光半導体装置を示す略断面図である。
【図6】別の従来例の光半導体装置を示す略断面図である。
【符号の説明】
10 光半導体装置
11 リードフレーム
11a、11b (リードフレームの)延設部
11c、11d、11e(リードフレームの)端子部
11f 接地端子
12 窓
13 樹脂モールド
16 発光素子
17 ドライブIC
20 ホルダー
Claims (1)
- 発光素子と該発光素子を駆動するためのドライブICとを設置したリードフレームを樹脂モールドで成形して、ホルダーに挿入される光通信用の光半導体装置において、前記リードフレームは前記樹脂モールドの外側に2つの延設部を有し、各延設部は、前記樹脂モールドから少し離れるように折り曲げられて弾性変形可能とされ、一方の延設部は、前記樹脂モールドの前面を覆い、他方の延設部は、前記樹脂モールドの背面を覆い、各延設部は前記ホルダーの内壁に密着され、発生した熱を前記延設部を介して前記ホルダーに伝導することを特徴とする光半導体装置。
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JP17082497A JP3554657B2 (ja) | 1997-06-27 | 1997-06-27 | 光半導体装置 |
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