JP3710522B2 - 光半導体装置およびその製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、発光半導体装置、受光半導体装置、光結合半導体装置等の光半導体装置およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
入力される電気信号を発光素子によって光信号に変換して、その光信号を受光素子によって受光して電気信号に変換する光結合半導体装置では、入力側と出力側とが電気的に絶縁された状態で電気信号を伝達することができる。
【０００３】
このような光結合半導体装置の一例を図１８に示す。この光結合半導体装置は、発光素子６１が導電ペーストによって先端部にダイボンドされたリード６２と、受光素子６３が導電ペーストによって先端部にダイボンドされたリード６４と、発光素子６１および受光素子６３をモールドする透光性樹脂製のインナーパッケージ６８と、インナーパッケージ６８をモールドする遮光製樹脂製のアウターパッケージ６９とを有している。
【０００４】
発光素子６１と受光素子６３とは、光学的に結合するように相互に対向した状態になっており、発光素子６１から発せられる光が、受光素子６３によって受光されるようになっている。各リード６２および６４は、インナーパッケージ６８およびアウターパッケージ６９から、同一平面内に位置した状態で外部へ相互に異なる方向に延出しており、発光素子６１および受光素子６３とが適当な絶縁間隔があけられるようにそれぞれ屈曲されている。
【０００５】
発光素子６１は、リード６２の側方に並んで配置されたリード（図示せず）と、金線等によって構成されたボンディングワイヤー６５によってワイヤーボンドされており、発光素子６１は、インナーパッケージ６８による応力を緩和するために、シリコーン樹脂等の透光性樹脂６６によって、ボンディングワイヤー６５とともにモールドされている。
【０００６】
受光素子６３も、リード６４の側方に並んで配置されたリード（図示せず）と、金線等によって構成されたボンディングワイヤー６７によってワイヤーボンドされている。
【０００７】
各リード６２および６４は、前述したように、インナーパッケージ６８およびアウターパッケージ６９から、それぞれ異なる方向に延出しており、各リード６２および６４の側方に並んで配置されてボンディングワイヤー６５および６７が接続された各リードも、インナーパッケージ６８およびアウターパッケージ６９から、それぞれ異なる方向に外部に延出している。
【０００８】
このような光結合半導体装置は次のように製造される。一対のリードフレームを準備して、各リードフレームの各リードを予め屈曲成形する。このような状態で、一方のリードフレームのリード６２の先端部上に、発光素子６１を導電ペーストによってダイボンドするとともに、他方のリードフレームのリード６４の先端部上に、受光素子６３を導電ペーストによってダイボンドする。そして、発光素子６１を、金線等のボンディングワイヤー６５によって、各リード６２の側方に配置されたリードにワイヤーボンドするともに、受光素子６３を、金線等のボンディングワイヤー６７によって、各リード６４の側方に配置されたリードにワイヤーボンドする。その後、発光素子６１に対する応力を緩和するために、シリコーン樹脂等の透光性樹脂６６を発光素子６１の周囲にプリコートする。
【０００９】
このような状態で、発光素子６１および受光素子６３がそれぞれダイボンドされた各リードフレームを、スポット溶接により、あるいはローディングフレームセットにより、発光素子６１および半導体受光素子６３が、光学的に結合するように相互に対向させる。そして、発光素子６１および受光素子６３が光学的に結合された状態で固定されるように、透光性エポキシ樹脂等によって１次トランスファーモールドを行い、インナーパッケージ６８を形成する。そして、形成されたインナーパッケージ６８のバリ取り処理を施した後に、遮光性エポキシ樹脂等によって２次トランスファーモールドを行い、アウターパッケージ６９を形成する。
【００１０】
その後、各リードフレームを外装メッキして、不要なタイバー等をカットし、さらに、各リード６２および６４を外部端子とするために所定形状にフォーミングする。そして、発光素子６１が設けられたリード６２と受光素子６３が設けられたリード６４との間の絶縁性を評価するための絶縁耐圧試験、電気特性検査、外観検査、梱包工程を経て、図１８に示す半導体光結合装置とされる。
【００１１】
図１９は、光結合半導体装置の他の例を示す断面図である。この光結合半導体装置は、図１８に示す光結合半導体装置を製造する際に、発光素子６１を透光性樹脂６６にてモールドすることなく、シリコーン樹脂等の透光性樹脂を発光素子６１と受光素子６３との間に注入し光学的に一体的に結合するインナーパッケージ７１を形成して、遮光性エポキシ樹脂による２次トランスファーモールドによってアウターパッケージ７２を形成したものであり、その他の構成は、図１８に示す光結合半導体装置と同様になっている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
これらの従来の光結合半導体装置では、発光素子６１および受光素子６３がそれぞれダイボンドされた各リード６２および６４と、発光素子６１および受光素子６３にワイヤーボンドされた各リードとが、横方向に並んだ状態になっているために、装置全体が大型になっており、外部端子となる各リードの存在によって実装面積も大きくなるという問題がある。最近では、電子機器、電子装置の小型化および高付加価値化が特に要望されており、光結合半導体装置も、実装面積が小さくなるように小型化することが望まれている。
【００１３】
本発明は、このような問題を解決するものであり、その目的は、小型であって実装面積の小さな光半導体装置およびその製造方法を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明の光半導体装置は、発光素子および受光素子が光学的に結合した状態でそれぞれダイボンドされており、同一平面内に位置した状態で所定距離だけ離れて配置された一対の第１導電体と、各第１導電体に対してそれぞれ絶縁物を介して上下に絶縁状態で積層一体化されており、前記発光素子および受光素子とそれぞれボンディングワイヤーによってワイヤーボンドされた一対の第２導電体と、前記発光素子および受光素子を、光学的に結合した状態で、各ボンディングワイヤーとともにモールドする透光性樹脂製のインナーパッケージと、そのインナーパッケージをモールドするアウターパッケージと、を具備し、前記各第１導電体の一部がアウターパッケージからそれぞれ外部に延出するとともに、前記第２導電体の前記ボンディングワイヤーのボンディングされた面とは反対側の面が前記アウターパッケージの底面と同一平面内に位置した状態で該底面に露出していることを特徴とするものである。
【００１５】
前記各第１導電体および各第２導電体は、基板に相互に絶縁状態で層配線された導電性パターンである。
【００１６】
また、本発明の光半導体装置は、このような光半導体装置を複数有しており、隣接する光半導体装置のいずれかの導電体同士が一体になっている。
【００１８】
本発明の光半導体装置の製造方法は、一対の導電体が絶縁物を介して上下に絶縁状態で積層一体化された一方の基体の一方の導電体に発光素子をダイボンドするとともに、その発光素子を他方の導電体にボンディングワイヤーによってワイヤーボンドする工程と、一対の導電体が絶縁物を介して上下に絶縁状態で積層一体化された他の基体の一方の導電体に受光素子をダイボンドするとともに、その受光素子を他方の導電体にボンディングワイヤーによってワイヤーボンドする工程と、発光素子および受光素子が光学的に結合するように、同一平面内に位置した状態で所定距離だけ離れて各基体同士を配置して、透光性樹脂によって、発光素子および受光素子をボンディングワイヤーとともにモールドしてインナーパッケージを形成する工程と、各基体の一方の導電体がそれぞれ延出した状態になるように、かつ、各基体の他方の導電体の前記ボンディングワイヤーのボンディングされた面とは反対側の面がそれぞれモールドの底面と同一平面内に位置した状態で該底面に露出するように、インナーパッケージを樹脂にてモールドしてアウターパッケージを形成する工程と、を包含することを特徴とするものである。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面に基づいて詳述する。
【００２１】
図１は、本発明の光結合半導体装置の実施の形態の一例を示す断面図、図２（ａ）はその側面図、（ｂ）はその平面図、（ｃ）はその底面図である。この光結合半導体装置は、図１に示すように、発光ダイオード（ＬＥＤ）等の発光素子３２がダイボンドされた第１導電体であるリード１２と、フォトトランジスター等の受光素子３４がダイボンドされた第１導電体であるリード１２と、発光素子３２および受光素子３４をモールドする透光性の樹脂によって構成されたインナーパッケージ３６と、インナーパッケージ３６をモールドする遮光性の樹脂によって構成されたアウターパッケージ３７とを有している。
【００２２】
各リード１２は、同一平面内に位置した状態で所定の絶縁距離だけ離れており、相互に離れる方向にインナーパッケージ３６およびアウターパッケージ３７から外部に延出している。インナーパッケージ３６内に位置する一方のリード１２の先端部上には、発光素子３２が、導電性ペーストによってダイボンドされており、インナーパッケージ３６内に位置する他方のリード１２の先端部上には、受光素子３４が、導電性ペーストによってダイボンドされている。発光素子３２および受光素子３４は、光学的に結合するように相互に対向した状態で配置されており、発光素子３２から発せられる光が受光素子３４によって受光されるようになっている。
【００２３】
各リード１２における発光素子３２および受光素子３４がそれぞれダイボンドされた面とは反対側の面には、絶縁ペースト、ペレット、ポリイミド系絶縁シート等によって構成された絶縁物３１によって、第２導電体であるヘッダーリード２３がそれぞれ接合されている。すなわち、各リード１２とベンダーリード２３とは、絶縁物３１を介して上下に絶縁状態で積層一体化されている。各ヘッダーリード２３は、各リード１２の先端部とは適当な間隔をあけた状態で各リード１２に平行になっており、図２（ｃ）に示すように、各リード１２の先端側の側方に突出するリード部２３ａが設けられている。各リード２３のリード部２３ａ同士は適当な間隔があけられた状態になっており、各リード２３の両端面は、アウターパッケージ３７から露出した状態になっている。
【００２４】
発光素子３２に近接するリード部２３ａは、金線等によって構成されたボンディングワイヤー３３によって発光素子３２にワイヤーボンドされており、受光素子３４に近接するリード部２３ａは、金線等によって構成されたボンディングワイヤー３５によって受光素子３４にワイヤーボンドされている。
【００２５】
発光素子３２および受光素子３４は、ダイボンドされた各リード１２の近傍部分、および、ボンディングワイヤー３３および３５とともに、シリコーン樹脂等の透光性樹脂によって構成されたインナーパッケージ３６によって一体的にモールドされている。そして、インナーパッケージ３６が、遮光性エポキシ樹脂等の遮光性樹脂によって構成されたアウターパッケージ３７によってモールドされている。
【００２６】
各リード１２は、アウターパッケージ３７から外部にそれぞれ直線状に延出して、リード部２３ａ側に直角に屈曲されており、さらに、外方に直角に屈曲されている。各リード部２３ａのボンディングワイヤー３３および３５がボンディングされた面とは反対側の面は、アウターパッケージ３７の表面とは同一平面内に位置した状態で、アウターパッケージ３７の表面から露出した状態になっている。リード部２３ａが設けられたヘッダーリード２３の各側部は、アウターパッケージ３７の各側面から露出した状態になっている。
【００２７】
このような光結合半導体装置は、次のように製造される。まず、図３に示すような第１リードフレーム１０が準備される。この第１リードフレーム１０は、直線状に延びるクレードル１１と、このクレードル１１に対してそれぞれが垂直状態で延出する複数のリード（第１導電体）１２とを有している。各リード１２の先端部同士は相互に連結されず、フリーな状態になっている。クレードル１１には、等しい間隔をあけて複数の位置決め孔１１ａが設けられている。
【００２８】
また、図４に示す第２リードフレーム２０も準備される。この第２リードフレーム２０は、直線状に延びるクレードル２１と、このクレードル２１に対してそれぞれが垂直状態で延出する複数の垂直タイバー２２とを有している。クレードル２１には、等しい間隔をあけて複数の位置決め孔２１ａが設けられている。そして、各垂直タイバー２２の先端部は、クレードル１１と平行になったヘッダーリード２３にて連結された状態になっている。ヘッダーリード２３には、隣接する垂直タイバー２２間にて、クレードル１１の遠方側に突出したリード部２３ａがそれぞれ設けられている。各垂直タイバー２２は、ヘッダーリード２３の近傍部分同士が、各垂直タイバー２２とは直交状態になった先端側タイバー２４にて連結された状態になっている。
【００２９】
第１リードフレーム１０のクレードル１１と第２リードフレーム２０のクレードル２１とは等しい幅寸法を有しており、第１リードフレーム１０におけるクレードル１１から各リード１２の先端までの距離は、第２リードフレーム２０におけるクレードル２１からヘッダーリード２３の外側の側縁までの距離にそれぞれ等しくなっている。そして、第２リードフレーム２０のヘッダーリード２３に設けられた各リード部２３ａは、第１リードフレーム１０の各リード１２の幅方向寸法と等しい寸法で横方向に広がった状態になっている。
【００３０】
準備された第１リードフレーム１０と第２リードフレーム２０とは、図５に示すように、それぞれのリード１２および垂直タイバー２２が同方向に延出するように、それぞれのクレードル１１および２１同士が重ね合わされる。この場合、第１リードフレーム１０の各リード１２は、第２リードフレーム２０におけるヘッダーリード２３上の各リード部２３ａが先端側の側方に位置するように重ね合わされる。そして、各第１リードフレーム１０における各リード１２の先端部と、それらの各先端部に対向する第２リードフレーム２０のヘッダーリード２３部分とが、絶縁ペースト、ペレット、ポリイミド系絶縁シート等の絶縁物３１によって、絶縁状態で接合される。これにより、第１リードフレーム１０と第２リードフレーム２０とが、相互に絶縁された状態で平行に接合された基体３０が形成される。
【００３１】
このようにして、第１リードフレーム１０および第２リードフレーム２０が重ね合わされて絶縁物３１によって接合された基体３０を２組準備する。そして、図６に示すように、一方の基体３０における第１リードフレーム１０の各リード（第１導電体）１２先端部に、発光素子３２をそれぞれ導電性ペースト等によってダイボンドするとともに、各発光素子３２と、第２リードフレーム２０におけるヘッダーリード２３の各リード部２３ａとを、金線等によって構成されたボンディングワイヤー３３によってワイヤーボンドする。各発光素子３２は、それぞれの発光面が、リード１２の先端側の側方に向かうように、それぞれダイボンドされる。
【００３２】
他方の基体３０も、図７に示すように、第１リードフレーム１０における各リード１２先端部に、受光素子３４をそれぞれダイボンドするとともに、各受光素子３４と、第２リードフレーム２０におけるヘッダーリード２３の各リード部２３ａとを、金線等によって構成されたボンディングワイヤー３５によってワイヤーボンドする。各受光素子３４は、それぞれの受光面が、リード１２の先端側の側方に向かうように、それぞれダイボンドされる。
【００３３】
この場合、発光素子３２および受光素子３４を、第１リードフレーム１０および第２リードフレーム２０の各リード部１２および２２に予めダイボンドしておいて、絶縁物３１によって、第１リードフレーム１０および第２リードフレーム２０を接合し、その後に、ボンディングワイヤー３３および３５によって発光素子３２および受光素子３４を、各リード部２３ａにワイヤーボンドするようにしてもよい。
【００３４】
その後、図７に示すように、各発光素子３２がダイボンドされた基体３０と、各受光素子３４がダイボンドされた基体３０とを、同一平面内にて、それぞれの基体３０における各ヘッダーリード２３のリード部２３ａ同士が一定の間隔があけられるように対向させた状態で、モールド金型内に配置し、各発光素子３２の発光面と各受光素子３４の受光面とを相互に対向させる。そして、図８に示すように、相互に対向したリード部２３ａに近接してダイボンドされた発光素子３２および受光素子３４を、ボンディングワイヤー３３および３５とともに、シリコーン樹脂、ポリイミド系樹脂、シリコーン変成エポキシ樹脂等の透光性樹脂によってモールドする。透光性樹脂は、相互に近接して配置された各リード部２３ａ上にてそれぞれモールドされて、インナーパッケージ３６をそれぞれ形成する。これにより、相互に近接して配置された各リード２３ａは、インナーパッケージ３６の外部に位置された状態になり、また、各インナーパッケージ３６によって、各基体３０同士は結合された状態になる。
【００３５】
各インナーパッケージ３６によって結合された各基体３０の間隔は、インナーパッケージ３６内に配置された発光素子３２および受光素子３４の絶縁距離に基づいて設定される。
【００３６】
このような状態になると、図９に斜線で示すように、インナーパッケージ３６をモールドするように、遮光性のエポキシ樹脂等によって２次トランスファーモールドする。この場合、エポキシ樹脂は、各基体３０の間に全体にわたって充填された状態になる。その後、図９に二点鎖線で示すように、各基体３０間の不要なエポキシ樹脂部分がバリとして取り除かれる。これにより、各インナーパッケージ３６をそれぞれモールドした遮光性樹脂製のアウターパッケージ３７が形成される。
【００３７】
このような状態になると、アウターパッケージ３７から延出した各第１リードフレーム１０のリード１２、２３等に外装メッキがそれぞれ施され、その後に、図１０に斜線で示すように、各基体３０における第２リードフレーム２０のアウターパッケージ３７から延出した垂直タイバー２２、ヘッダーリード２３、およびタイバー２４の各部分がタイバーカットされて除去される。そして、各リード１２をクレードル１１からカットして、アウターパッケージ３７から延出した各リード１２および２２を、外部端子となるようにそれぞれ所定の形状に屈曲され、図１および図２に示す光結合半導体装置が形成される。
【００３８】
その後、発光素子３２が接続されるリード１２およびリード部２３ａと、受光素子３４が接続されるリード１２およびリード部２３ａとの間の絶縁性を評価するための絶縁耐圧試験、電気特性検査、外観検査、梱包工程等を経て、光結合半導体装置とされる。
【００３９】
このような光結合半導体素子は、アウターパッケージ３７からは、発光素子３２および受光素子３４がそれぞれダイボンドされた各リード１２のみが、外部端子として外部に延出した状態になっているために、アウターパッケージ３７から延出するリードの数が減少し、光結合半導体装置が小型化される。しかも、発光素子３２および受光素子３４がワイヤーボンドされた各リード部２３ａは、アウターパッケージ３７の表面と同一平面内に位置した状態で外部に露出しているために、各リード部２３ａを回路基板に対して直接実装することができ、回路基板上における光結合半導体装置の実装に要する面積を小さくすることができる。
【００４０】
なお、上記実施の形態では、光学的に結合された一対の発光素子３２および受光素子３４をモールドする各アウターパッケージ３７が１個ずつに分離されるようにタイバーカットする構成であったが、図１１に示すように、一対のアウターパッケージ３７が一体となるように、タイバーカットするようにしてもよい。この場合には、図１２に斜線で示すように、連結される一対のアウターパッケージ３７間に位置する各ヘッダーリード２３が連結状態で残され、各アウターパッケージ３７が、一対のヘッダーリード２３にて連結された状態になる。
【００４１】
また、図１３に示すように、３つのアウターパッケージ３７が一体となるようにタイバーカットするようにしてもよい。この場合には、図１４に斜線で示すように、連結される各アウターパッケージ３７間に位置する一対のヘッダーリード２３が連結状態で残され、隣接する一対のアウターパッケージ３７が、それぞれ、一対のヘッダーリード２３にて連結された状態になる。
【００４２】
同様にして、４個以上のアウターパッケージ３７が連結された光結合半導体装置とすることも可能である。
【００４３】
図１５は、４つのアウターパッケージ３７を有する光結合半導体装置を示している。この光結合半導体装置は、中央部の一対のアウターパッケージ３７の間が、発光素子３２側の１つのヘッダーリード２３によって連結された状態になっており、各側部にそれぞれ位置する各一対のアウターパッケージ３７の間が、受光素子３４側の１つのヘッダーリード２３によって連結された状態になっている。
このような光結合半導体装置は、中央部に位置する各一対のアウターパッケージ３７内の各発光素子３２同士は、ヘッダーリード２３にて接続された状態になっているが、各側部にそれぞれ位置する各アウターパッケージ３７内の発光素子３２同士は、相互に独立した状態になっているために、各側部にそれぞれ位置するアウターパッケージ３７内の各発光素子３２に対して、独立して入力信号を与えることができる。
【００４４】
また、各側部にそれぞれ位置する各一対のアウターパッケージ３７の各受光素子３４は、リード部２３ａにて接続された状態になっている。従って、回路基板に実装する際に、回路基板に対する回路設計の自由度が増すという利点を有している。
【００４５】
図１６は、本発明の半導体光結合装置の実施の形態のさらに他の例を示す断面図である。この半導体光結合装置では、絶縁層４３を介して第１導電パターン４１および第２導電パターン４２がそれぞれ層配線された一対の基板４０が使用されている。発光素子３２は、一方の基板４０の第１導電パターン４１上に、導電ペースト等によってダイボンドされており、その基板４０の第２導電パターン４２に、ボンディングワイヤー３３によってワイヤーボンドされている。また、受光素子３４は、他方の基板４０の第１導電パターン４１上に、導電ペースト等によってダイボンドされており、その基板４０の第２導電パターン４２に、ボンディングワイヤー３５によってワイヤーボンドされている。発光素子３２および受光素子３４は、光学的に結合された状態で、透光性の樹脂によって構成されたインナーパッケージ３６によってモールドされており、インナーパッケージ３６が遮光性の樹脂によって構成されたアウターパッケージ３７によってモールドされている。アウターパッケージ３７は各基板４０の間にも配置されている。
【００４６】
各基板４０の第１導電パターン４１は、それぞれ、アウターパッケージ３７から外部に延出した状態になっており、第２導電パターン４２は、それぞれアウターパッケージ３７の表面から露出した状態になっている。なお、基板４０としてはテープ状あるいはシート状であってもよい。
【００４７】
上述の各光結合半導体装置は、アウターパッケージ３７として、遮光性の樹脂を使用する構成であったが、回路基板に実装した後に、光結合半導体装置全体に、遮光性の粉体塗装、樹脂塗装等を施す場合には、透光性樹脂によって構成してもよい。
【００４８】
また、第１リードフレーム１０を発光素子３２または受光素子３４のダイボンド用、第２リードフレーム２０をワイヤーボンド用として説明したが、反対に第１リードフレーム１０をワイヤーボンド用、第２リードフレーム２０を発光素子３２または受光素子３４のダイボンド用としてもよい。
【００４９】
さらに、上述の光結合半導体装置では、インナーパッケージ３６とアウターパッケージ３７とを別の製造方法で成形される１層モールドタイプとして説明したが、第２リードフレーム２０に樹脂止めのタイバーを設けて、モールド金型を改造すれば、インナーパッケージ３６とアウターパッケージ３７とをそれぞれの金型にて成形できる２層モールドタイプとすることができる。
【００５０】
本発明は、光結合半導体装置に限らず、図１７に示すような発光半導体装置にも適用できる。この発光半導体装置は、絶縁物５１によって絶縁状態で一体化されたリード５２およびリード５３を有しており、リード５２上に発光素子５４が導電ペーストによってダイボンドされている。そして、発光素子５２とリード部５３とが、金線等のボンディングワイヤー５５によってワイヤーボンドされている。発光素子５４は、応力を緩和するためにシリコーン樹脂等の透光性樹脂５６によってモールドされており、また、透光性樹脂５６は、ボンディングワイヤー５５とともに透光性樹脂によって構成されたパッケージ５７によってモールドされている。
【００５１】
このような発光半導体装置は、前述の光結合半導体装置の製造方法と同様に、第１リードフレーム１０と第２リードフレーム２０を使用して製造される。また、絶縁物５１によって一体化されたリード５２および５３に替えて、一対の導電パターンが絶縁状態で設けられた基板を使用してもよい。
【００５２】
この場合、発光素子５４に替えて、受光素子をリード５２にダイボンドし、受光素子をリード５３にワイヤーボンドすることにより、本発明の受光半導体装置となる。
【００５３】
【発明の効果】
本発明の光半導体装置は、このように、導電体の一部がパッケージから露出した状態になっているために、パッケージから延出する外部端子の数を少なくすることができ、装置全体の小型化が可能になる。また、パッケージから露出した導電体部分を直接、回路基板等に接着することができるために、回路基板上における実装面積も小さくすることができる。
【００５４】
本発明の光半導体装置の製造方法は、このような光半導体装置を容易に製造することができ、しかも、大量生産も容易である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の光結合半導体装置の実施の形態の一例を示す断面図である。
【図２】 （ａ）はその光結合半導体装置の側面図、（ｂ）はその平面図、（ｃ）はその底面図である。
【図３】 その光結合半導体装置の製造に使用されるリードフレームの一例を示す平面図である。
【図４】 その光結合半導体装置の製造に使用される他のリードフレームの一例を示す平面図である。
【図５】 その光結合半導体装置の製造工程における一対のリードフレームを接合して基体とした状態を示す平面図である。
【図６】 その光結合半導体装置の製造工程における基体に発光素子をダイボンドおよびワイヤーボンドした状態を示す平面図である。
【図７】 その光結合半導体装置の製造工程における発光素子がダイボンドされた基体と受光素子がダイボンドされた基体との配置状態を示す平面図である。
【図８】 その光結合半導体装置の製造工程における発光素子および受光素子をインナーパッケージにてモールドした状態を示す平面図である。
【図９】 その光結合半導体装置の製造工程におけるインナーパッケージを遮光性樹脂にてモールドした状態を示す平面図である。
【図１０】 その光結合半導体装置の製造工程におけるアウターパッケージを形成した後に実施されるタイバーカット部分を説明するための平面図である。
【図１１】 本発明の光結合半導体装置の実施の形態の他の例を示す平面図である。
【図１２】 その光結合半導体装置の製造工程におけるアウターパッケージを形成した後に実施されるタイバーカット部分を説明するための平面図である。
【図１３】 本発明の光結合半導体装置の実施の形態におけるさらに他の例を示す平面図である。
【図１４】 その光結合半導体装置の製造工程におけるアウターパッケージを形成した後に実施されるタイバーカット部分を説明するための平面図である。
【図１５】 本発明の光結合半導体装置の実施の形態におけるさらに他の例を示す平面図である。
【図１６】 本発明の光結合半導体装置の実施の形態におけるさらに他の例を示す断面図である。
【図１７】 本発明を発光半導体装置に応用した例を示す断面図である。
【図１８】 従来の光結合半導体装置の一例を示す断面図である。
【図１９】 従来の光結合半導体装置の他の例を示す断面図である。
【符号の説明】
１０ 第１リードフレーム
１１ クレードル
１２ リード（第１導電体）
２０ 第２リードフレーム
２１ クレードル
２２ 垂直タイバー
２３ ヘッダーリード（第２導電体）
２３ａ リード部
３０ 基体
３１ 絶縁物
３２ 発光素子
３３ ボンディングワイヤー
３４ 受光素子
３５ ボンディングワイヤー
３６ インナーパッケージ
３７ アウターパッケージ
【発明の属する技術分野】
本発明は、発光半導体装置、受光半導体装置、光結合半導体装置等の光半導体装置およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
入力される電気信号を発光素子によって光信号に変換して、その光信号を受光素子によって受光して電気信号に変換する光結合半導体装置では、入力側と出力側とが電気的に絶縁された状態で電気信号を伝達することができる。
【０００３】
このような光結合半導体装置の一例を図１８に示す。この光結合半導体装置は、発光素子６１が導電ペーストによって先端部にダイボンドされたリード６２と、受光素子６３が導電ペーストによって先端部にダイボンドされたリード６４と、発光素子６１および受光素子６３をモールドする透光性樹脂製のインナーパッケージ６８と、インナーパッケージ６８をモールドする遮光製樹脂製のアウターパッケージ６９とを有している。
【０００４】
発光素子６１と受光素子６３とは、光学的に結合するように相互に対向した状態になっており、発光素子６１から発せられる光が、受光素子６３によって受光されるようになっている。各リード６２および６４は、インナーパッケージ６８およびアウターパッケージ６９から、同一平面内に位置した状態で外部へ相互に異なる方向に延出しており、発光素子６１および受光素子６３とが適当な絶縁間隔があけられるようにそれぞれ屈曲されている。
【０００５】
発光素子６１は、リード６２の側方に並んで配置されたリード（図示せず）と、金線等によって構成されたボンディングワイヤー６５によってワイヤーボンドされており、発光素子６１は、インナーパッケージ６８による応力を緩和するために、シリコーン樹脂等の透光性樹脂６６によって、ボンディングワイヤー６５とともにモールドされている。
【０００６】
受光素子６３も、リード６４の側方に並んで配置されたリード（図示せず）と、金線等によって構成されたボンディングワイヤー６７によってワイヤーボンドされている。
【０００７】
各リード６２および６４は、前述したように、インナーパッケージ６８およびアウターパッケージ６９から、それぞれ異なる方向に延出しており、各リード６２および６４の側方に並んで配置されてボンディングワイヤー６５および６７が接続された各リードも、インナーパッケージ６８およびアウターパッケージ６９から、それぞれ異なる方向に外部に延出している。
【０００８】
このような光結合半導体装置は次のように製造される。一対のリードフレームを準備して、各リードフレームの各リードを予め屈曲成形する。このような状態で、一方のリードフレームのリード６２の先端部上に、発光素子６１を導電ペーストによってダイボンドするとともに、他方のリードフレームのリード６４の先端部上に、受光素子６３を導電ペーストによってダイボンドする。そして、発光素子６１を、金線等のボンディングワイヤー６５によって、各リード６２の側方に配置されたリードにワイヤーボンドするともに、受光素子６３を、金線等のボンディングワイヤー６７によって、各リード６４の側方に配置されたリードにワイヤーボンドする。その後、発光素子６１に対する応力を緩和するために、シリコーン樹脂等の透光性樹脂６６を発光素子６１の周囲にプリコートする。
【０００９】
このような状態で、発光素子６１および受光素子６３がそれぞれダイボンドされた各リードフレームを、スポット溶接により、あるいはローディングフレームセットにより、発光素子６１および半導体受光素子６３が、光学的に結合するように相互に対向させる。そして、発光素子６１および受光素子６３が光学的に結合された状態で固定されるように、透光性エポキシ樹脂等によって１次トランスファーモールドを行い、インナーパッケージ６８を形成する。そして、形成されたインナーパッケージ６８のバリ取り処理を施した後に、遮光性エポキシ樹脂等によって２次トランスファーモールドを行い、アウターパッケージ６９を形成する。
【００１０】
その後、各リードフレームを外装メッキして、不要なタイバー等をカットし、さらに、各リード６２および６４を外部端子とするために所定形状にフォーミングする。そして、発光素子６１が設けられたリード６２と受光素子６３が設けられたリード６４との間の絶縁性を評価するための絶縁耐圧試験、電気特性検査、外観検査、梱包工程を経て、図１８に示す半導体光結合装置とされる。
【００１１】
図１９は、光結合半導体装置の他の例を示す断面図である。この光結合半導体装置は、図１８に示す光結合半導体装置を製造する際に、発光素子６１を透光性樹脂６６にてモールドすることなく、シリコーン樹脂等の透光性樹脂を発光素子６１と受光素子６３との間に注入し光学的に一体的に結合するインナーパッケージ７１を形成して、遮光性エポキシ樹脂による２次トランスファーモールドによってアウターパッケージ７２を形成したものであり、その他の構成は、図１８に示す光結合半導体装置と同様になっている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
これらの従来の光結合半導体装置では、発光素子６１および受光素子６３がそれぞれダイボンドされた各リード６２および６４と、発光素子６１および受光素子６３にワイヤーボンドされた各リードとが、横方向に並んだ状態になっているために、装置全体が大型になっており、外部端子となる各リードの存在によって実装面積も大きくなるという問題がある。最近では、電子機器、電子装置の小型化および高付加価値化が特に要望されており、光結合半導体装置も、実装面積が小さくなるように小型化することが望まれている。
【００１３】
本発明は、このような問題を解決するものであり、その目的は、小型であって実装面積の小さな光半導体装置およびその製造方法を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明の光半導体装置は、発光素子および受光素子が光学的に結合した状態でそれぞれダイボンドされており、同一平面内に位置した状態で所定距離だけ離れて配置された一対の第１導電体と、各第１導電体に対してそれぞれ絶縁物を介して上下に絶縁状態で積層一体化されており、前記発光素子および受光素子とそれぞれボンディングワイヤーによってワイヤーボンドされた一対の第２導電体と、前記発光素子および受光素子を、光学的に結合した状態で、各ボンディングワイヤーとともにモールドする透光性樹脂製のインナーパッケージと、そのインナーパッケージをモールドするアウターパッケージと、を具備し、前記各第１導電体の一部がアウターパッケージからそれぞれ外部に延出するとともに、前記第２導電体の前記ボンディングワイヤーのボンディングされた面とは反対側の面が前記アウターパッケージの底面と同一平面内に位置した状態で該底面に露出していることを特徴とするものである。
【００１５】
前記各第１導電体および各第２導電体は、基板に相互に絶縁状態で層配線された導電性パターンである。
【００１６】
また、本発明の光半導体装置は、このような光半導体装置を複数有しており、隣接する光半導体装置のいずれかの導電体同士が一体になっている。
【００１８】
本発明の光半導体装置の製造方法は、一対の導電体が絶縁物を介して上下に絶縁状態で積層一体化された一方の基体の一方の導電体に発光素子をダイボンドするとともに、その発光素子を他方の導電体にボンディングワイヤーによってワイヤーボンドする工程と、一対の導電体が絶縁物を介して上下に絶縁状態で積層一体化された他の基体の一方の導電体に受光素子をダイボンドするとともに、その受光素子を他方の導電体にボンディングワイヤーによってワイヤーボンドする工程と、発光素子および受光素子が光学的に結合するように、同一平面内に位置した状態で所定距離だけ離れて各基体同士を配置して、透光性樹脂によって、発光素子および受光素子をボンディングワイヤーとともにモールドしてインナーパッケージを形成する工程と、各基体の一方の導電体がそれぞれ延出した状態になるように、かつ、各基体の他方の導電体の前記ボンディングワイヤーのボンディングされた面とは反対側の面がそれぞれモールドの底面と同一平面内に位置した状態で該底面に露出するように、インナーパッケージを樹脂にてモールドしてアウターパッケージを形成する工程と、を包含することを特徴とするものである。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面に基づいて詳述する。
【００２１】
図１は、本発明の光結合半導体装置の実施の形態の一例を示す断面図、図２（ａ）はその側面図、（ｂ）はその平面図、（ｃ）はその底面図である。この光結合半導体装置は、図１に示すように、発光ダイオード（ＬＥＤ）等の発光素子３２がダイボンドされた第１導電体であるリード１２と、フォトトランジスター等の受光素子３４がダイボンドされた第１導電体であるリード１２と、発光素子３２および受光素子３４をモールドする透光性の樹脂によって構成されたインナーパッケージ３６と、インナーパッケージ３６をモールドする遮光性の樹脂によって構成されたアウターパッケージ３７とを有している。
【００２２】
各リード１２は、同一平面内に位置した状態で所定の絶縁距離だけ離れており、相互に離れる方向にインナーパッケージ３６およびアウターパッケージ３７から外部に延出している。インナーパッケージ３６内に位置する一方のリード１２の先端部上には、発光素子３２が、導電性ペーストによってダイボンドされており、インナーパッケージ３６内に位置する他方のリード１２の先端部上には、受光素子３４が、導電性ペーストによってダイボンドされている。発光素子３２および受光素子３４は、光学的に結合するように相互に対向した状態で配置されており、発光素子３２から発せられる光が受光素子３４によって受光されるようになっている。
【００２３】
各リード１２における発光素子３２および受光素子３４がそれぞれダイボンドされた面とは反対側の面には、絶縁ペースト、ペレット、ポリイミド系絶縁シート等によって構成された絶縁物３１によって、第２導電体であるヘッダーリード２３がそれぞれ接合されている。すなわち、各リード１２とベンダーリード２３とは、絶縁物３１を介して上下に絶縁状態で積層一体化されている。各ヘッダーリード２３は、各リード１２の先端部とは適当な間隔をあけた状態で各リード１２に平行になっており、図２（ｃ）に示すように、各リード１２の先端側の側方に突出するリード部２３ａが設けられている。各リード２３のリード部２３ａ同士は適当な間隔があけられた状態になっており、各リード２３の両端面は、アウターパッケージ３７から露出した状態になっている。
【００２４】
発光素子３２に近接するリード部２３ａは、金線等によって構成されたボンディングワイヤー３３によって発光素子３２にワイヤーボンドされており、受光素子３４に近接するリード部２３ａは、金線等によって構成されたボンディングワイヤー３５によって受光素子３４にワイヤーボンドされている。
【００２５】
発光素子３２および受光素子３４は、ダイボンドされた各リード１２の近傍部分、および、ボンディングワイヤー３３および３５とともに、シリコーン樹脂等の透光性樹脂によって構成されたインナーパッケージ３６によって一体的にモールドされている。そして、インナーパッケージ３６が、遮光性エポキシ樹脂等の遮光性樹脂によって構成されたアウターパッケージ３７によってモールドされている。
【００２６】
各リード１２は、アウターパッケージ３７から外部にそれぞれ直線状に延出して、リード部２３ａ側に直角に屈曲されており、さらに、外方に直角に屈曲されている。各リード部２３ａのボンディングワイヤー３３および３５がボンディングされた面とは反対側の面は、アウターパッケージ３７の表面とは同一平面内に位置した状態で、アウターパッケージ３７の表面から露出した状態になっている。リード部２３ａが設けられたヘッダーリード２３の各側部は、アウターパッケージ３７の各側面から露出した状態になっている。
【００２７】
このような光結合半導体装置は、次のように製造される。まず、図３に示すような第１リードフレーム１０が準備される。この第１リードフレーム１０は、直線状に延びるクレードル１１と、このクレードル１１に対してそれぞれが垂直状態で延出する複数のリード（第１導電体）１２とを有している。各リード１２の先端部同士は相互に連結されず、フリーな状態になっている。クレードル１１には、等しい間隔をあけて複数の位置決め孔１１ａが設けられている。
【００２８】
また、図４に示す第２リードフレーム２０も準備される。この第２リードフレーム２０は、直線状に延びるクレードル２１と、このクレードル２１に対してそれぞれが垂直状態で延出する複数の垂直タイバー２２とを有している。クレードル２１には、等しい間隔をあけて複数の位置決め孔２１ａが設けられている。そして、各垂直タイバー２２の先端部は、クレードル１１と平行になったヘッダーリード２３にて連結された状態になっている。ヘッダーリード２３には、隣接する垂直タイバー２２間にて、クレードル１１の遠方側に突出したリード部２３ａがそれぞれ設けられている。各垂直タイバー２２は、ヘッダーリード２３の近傍部分同士が、各垂直タイバー２２とは直交状態になった先端側タイバー２４にて連結された状態になっている。
【００２９】
第１リードフレーム１０のクレードル１１と第２リードフレーム２０のクレードル２１とは等しい幅寸法を有しており、第１リードフレーム１０におけるクレードル１１から各リード１２の先端までの距離は、第２リードフレーム２０におけるクレードル２１からヘッダーリード２３の外側の側縁までの距離にそれぞれ等しくなっている。そして、第２リードフレーム２０のヘッダーリード２３に設けられた各リード部２３ａは、第１リードフレーム１０の各リード１２の幅方向寸法と等しい寸法で横方向に広がった状態になっている。
【００３０】
準備された第１リードフレーム１０と第２リードフレーム２０とは、図５に示すように、それぞれのリード１２および垂直タイバー２２が同方向に延出するように、それぞれのクレードル１１および２１同士が重ね合わされる。この場合、第１リードフレーム１０の各リード１２は、第２リードフレーム２０におけるヘッダーリード２３上の各リード部２３ａが先端側の側方に位置するように重ね合わされる。そして、各第１リードフレーム１０における各リード１２の先端部と、それらの各先端部に対向する第２リードフレーム２０のヘッダーリード２３部分とが、絶縁ペースト、ペレット、ポリイミド系絶縁シート等の絶縁物３１によって、絶縁状態で接合される。これにより、第１リードフレーム１０と第２リードフレーム２０とが、相互に絶縁された状態で平行に接合された基体３０が形成される。
【００３１】
このようにして、第１リードフレーム１０および第２リードフレーム２０が重ね合わされて絶縁物３１によって接合された基体３０を２組準備する。そして、図６に示すように、一方の基体３０における第１リードフレーム１０の各リード（第１導電体）１２先端部に、発光素子３２をそれぞれ導電性ペースト等によってダイボンドするとともに、各発光素子３２と、第２リードフレーム２０におけるヘッダーリード２３の各リード部２３ａとを、金線等によって構成されたボンディングワイヤー３３によってワイヤーボンドする。各発光素子３２は、それぞれの発光面が、リード１２の先端側の側方に向かうように、それぞれダイボンドされる。
【００３２】
他方の基体３０も、図７に示すように、第１リードフレーム１０における各リード１２先端部に、受光素子３４をそれぞれダイボンドするとともに、各受光素子３４と、第２リードフレーム２０におけるヘッダーリード２３の各リード部２３ａとを、金線等によって構成されたボンディングワイヤー３５によってワイヤーボンドする。各受光素子３４は、それぞれの受光面が、リード１２の先端側の側方に向かうように、それぞれダイボンドされる。
【００３３】
この場合、発光素子３２および受光素子３４を、第１リードフレーム１０および第２リードフレーム２０の各リード部１２および２２に予めダイボンドしておいて、絶縁物３１によって、第１リードフレーム１０および第２リードフレーム２０を接合し、その後に、ボンディングワイヤー３３および３５によって発光素子３２および受光素子３４を、各リード部２３ａにワイヤーボンドするようにしてもよい。
【００３４】
その後、図７に示すように、各発光素子３２がダイボンドされた基体３０と、各受光素子３４がダイボンドされた基体３０とを、同一平面内にて、それぞれの基体３０における各ヘッダーリード２３のリード部２３ａ同士が一定の間隔があけられるように対向させた状態で、モールド金型内に配置し、各発光素子３２の発光面と各受光素子３４の受光面とを相互に対向させる。そして、図８に示すように、相互に対向したリード部２３ａに近接してダイボンドされた発光素子３２および受光素子３４を、ボンディングワイヤー３３および３５とともに、シリコーン樹脂、ポリイミド系樹脂、シリコーン変成エポキシ樹脂等の透光性樹脂によってモールドする。透光性樹脂は、相互に近接して配置された各リード部２３ａ上にてそれぞれモールドされて、インナーパッケージ３６をそれぞれ形成する。これにより、相互に近接して配置された各リード２３ａは、インナーパッケージ３６の外部に位置された状態になり、また、各インナーパッケージ３６によって、各基体３０同士は結合された状態になる。
【００３５】
各インナーパッケージ３６によって結合された各基体３０の間隔は、インナーパッケージ３６内に配置された発光素子３２および受光素子３４の絶縁距離に基づいて設定される。
【００３６】
このような状態になると、図９に斜線で示すように、インナーパッケージ３６をモールドするように、遮光性のエポキシ樹脂等によって２次トランスファーモールドする。この場合、エポキシ樹脂は、各基体３０の間に全体にわたって充填された状態になる。その後、図９に二点鎖線で示すように、各基体３０間の不要なエポキシ樹脂部分がバリとして取り除かれる。これにより、各インナーパッケージ３６をそれぞれモールドした遮光性樹脂製のアウターパッケージ３７が形成される。
【００３７】
このような状態になると、アウターパッケージ３７から延出した各第１リードフレーム１０のリード１２、２３等に外装メッキがそれぞれ施され、その後に、図１０に斜線で示すように、各基体３０における第２リードフレーム２０のアウターパッケージ３７から延出した垂直タイバー２２、ヘッダーリード２３、およびタイバー２４の各部分がタイバーカットされて除去される。そして、各リード１２をクレードル１１からカットして、アウターパッケージ３７から延出した各リード１２および２２を、外部端子となるようにそれぞれ所定の形状に屈曲され、図１および図２に示す光結合半導体装置が形成される。
【００３８】
その後、発光素子３２が接続されるリード１２およびリード部２３ａと、受光素子３４が接続されるリード１２およびリード部２３ａとの間の絶縁性を評価するための絶縁耐圧試験、電気特性検査、外観検査、梱包工程等を経て、光結合半導体装置とされる。
【００３９】
このような光結合半導体素子は、アウターパッケージ３７からは、発光素子３２および受光素子３４がそれぞれダイボンドされた各リード１２のみが、外部端子として外部に延出した状態になっているために、アウターパッケージ３７から延出するリードの数が減少し、光結合半導体装置が小型化される。しかも、発光素子３２および受光素子３４がワイヤーボンドされた各リード部２３ａは、アウターパッケージ３７の表面と同一平面内に位置した状態で外部に露出しているために、各リード部２３ａを回路基板に対して直接実装することができ、回路基板上における光結合半導体装置の実装に要する面積を小さくすることができる。
【００４０】
なお、上記実施の形態では、光学的に結合された一対の発光素子３２および受光素子３４をモールドする各アウターパッケージ３７が１個ずつに分離されるようにタイバーカットする構成であったが、図１１に示すように、一対のアウターパッケージ３７が一体となるように、タイバーカットするようにしてもよい。この場合には、図１２に斜線で示すように、連結される一対のアウターパッケージ３７間に位置する各ヘッダーリード２３が連結状態で残され、各アウターパッケージ３７が、一対のヘッダーリード２３にて連結された状態になる。
【００４１】
また、図１３に示すように、３つのアウターパッケージ３７が一体となるようにタイバーカットするようにしてもよい。この場合には、図１４に斜線で示すように、連結される各アウターパッケージ３７間に位置する一対のヘッダーリード２３が連結状態で残され、隣接する一対のアウターパッケージ３７が、それぞれ、一対のヘッダーリード２３にて連結された状態になる。
【００４２】
同様にして、４個以上のアウターパッケージ３７が連結された光結合半導体装置とすることも可能である。
【００４３】
図１５は、４つのアウターパッケージ３７を有する光結合半導体装置を示している。この光結合半導体装置は、中央部の一対のアウターパッケージ３７の間が、発光素子３２側の１つのヘッダーリード２３によって連結された状態になっており、各側部にそれぞれ位置する各一対のアウターパッケージ３７の間が、受光素子３４側の１つのヘッダーリード２３によって連結された状態になっている。
このような光結合半導体装置は、中央部に位置する各一対のアウターパッケージ３７内の各発光素子３２同士は、ヘッダーリード２３にて接続された状態になっているが、各側部にそれぞれ位置する各アウターパッケージ３７内の発光素子３２同士は、相互に独立した状態になっているために、各側部にそれぞれ位置するアウターパッケージ３７内の各発光素子３２に対して、独立して入力信号を与えることができる。
【００４４】
また、各側部にそれぞれ位置する各一対のアウターパッケージ３７の各受光素子３４は、リード部２３ａにて接続された状態になっている。従って、回路基板に実装する際に、回路基板に対する回路設計の自由度が増すという利点を有している。
【００４５】
図１６は、本発明の半導体光結合装置の実施の形態のさらに他の例を示す断面図である。この半導体光結合装置では、絶縁層４３を介して第１導電パターン４１および第２導電パターン４２がそれぞれ層配線された一対の基板４０が使用されている。発光素子３２は、一方の基板４０の第１導電パターン４１上に、導電ペースト等によってダイボンドされており、その基板４０の第２導電パターン４２に、ボンディングワイヤー３３によってワイヤーボンドされている。また、受光素子３４は、他方の基板４０の第１導電パターン４１上に、導電ペースト等によってダイボンドされており、その基板４０の第２導電パターン４２に、ボンディングワイヤー３５によってワイヤーボンドされている。発光素子３２および受光素子３４は、光学的に結合された状態で、透光性の樹脂によって構成されたインナーパッケージ３６によってモールドされており、インナーパッケージ３６が遮光性の樹脂によって構成されたアウターパッケージ３７によってモールドされている。アウターパッケージ３７は各基板４０の間にも配置されている。
【００４６】
各基板４０の第１導電パターン４１は、それぞれ、アウターパッケージ３７から外部に延出した状態になっており、第２導電パターン４２は、それぞれアウターパッケージ３７の表面から露出した状態になっている。なお、基板４０としてはテープ状あるいはシート状であってもよい。
【００４７】
上述の各光結合半導体装置は、アウターパッケージ３７として、遮光性の樹脂を使用する構成であったが、回路基板に実装した後に、光結合半導体装置全体に、遮光性の粉体塗装、樹脂塗装等を施す場合には、透光性樹脂によって構成してもよい。
【００４８】
また、第１リードフレーム１０を発光素子３２または受光素子３４のダイボンド用、第２リードフレーム２０をワイヤーボンド用として説明したが、反対に第１リードフレーム１０をワイヤーボンド用、第２リードフレーム２０を発光素子３２または受光素子３４のダイボンド用としてもよい。
【００４９】
さらに、上述の光結合半導体装置では、インナーパッケージ３６とアウターパッケージ３７とを別の製造方法で成形される１層モールドタイプとして説明したが、第２リードフレーム２０に樹脂止めのタイバーを設けて、モールド金型を改造すれば、インナーパッケージ３６とアウターパッケージ３７とをそれぞれの金型にて成形できる２層モールドタイプとすることができる。
【００５０】
本発明は、光結合半導体装置に限らず、図１７に示すような発光半導体装置にも適用できる。この発光半導体装置は、絶縁物５１によって絶縁状態で一体化されたリード５２およびリード５３を有しており、リード５２上に発光素子５４が導電ペーストによってダイボンドされている。そして、発光素子５２とリード部５３とが、金線等のボンディングワイヤー５５によってワイヤーボンドされている。発光素子５４は、応力を緩和するためにシリコーン樹脂等の透光性樹脂５６によってモールドされており、また、透光性樹脂５６は、ボンディングワイヤー５５とともに透光性樹脂によって構成されたパッケージ５７によってモールドされている。
【００５１】
このような発光半導体装置は、前述の光結合半導体装置の製造方法と同様に、第１リードフレーム１０と第２リードフレーム２０を使用して製造される。また、絶縁物５１によって一体化されたリード５２および５３に替えて、一対の導電パターンが絶縁状態で設けられた基板を使用してもよい。
【００５２】
この場合、発光素子５４に替えて、受光素子をリード５２にダイボンドし、受光素子をリード５３にワイヤーボンドすることにより、本発明の受光半導体装置となる。
【００５３】
【発明の効果】
本発明の光半導体装置は、このように、導電体の一部がパッケージから露出した状態になっているために、パッケージから延出する外部端子の数を少なくすることができ、装置全体の小型化が可能になる。また、パッケージから露出した導電体部分を直接、回路基板等に接着することができるために、回路基板上における実装面積も小さくすることができる。
【００５４】
本発明の光半導体装置の製造方法は、このような光半導体装置を容易に製造することができ、しかも、大量生産も容易である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の光結合半導体装置の実施の形態の一例を示す断面図である。
【図２】 （ａ）はその光結合半導体装置の側面図、（ｂ）はその平面図、（ｃ）はその底面図である。
【図３】 その光結合半導体装置の製造に使用されるリードフレームの一例を示す平面図である。
【図４】 その光結合半導体装置の製造に使用される他のリードフレームの一例を示す平面図である。
【図５】 その光結合半導体装置の製造工程における一対のリードフレームを接合して基体とした状態を示す平面図である。
【図６】 その光結合半導体装置の製造工程における基体に発光素子をダイボンドおよびワイヤーボンドした状態を示す平面図である。
【図７】 その光結合半導体装置の製造工程における発光素子がダイボンドされた基体と受光素子がダイボンドされた基体との配置状態を示す平面図である。
【図８】 その光結合半導体装置の製造工程における発光素子および受光素子をインナーパッケージにてモールドした状態を示す平面図である。
【図９】 その光結合半導体装置の製造工程におけるインナーパッケージを遮光性樹脂にてモールドした状態を示す平面図である。
【図１０】 その光結合半導体装置の製造工程におけるアウターパッケージを形成した後に実施されるタイバーカット部分を説明するための平面図である。
【図１１】 本発明の光結合半導体装置の実施の形態の他の例を示す平面図である。
【図１２】 その光結合半導体装置の製造工程におけるアウターパッケージを形成した後に実施されるタイバーカット部分を説明するための平面図である。
【図１３】 本発明の光結合半導体装置の実施の形態におけるさらに他の例を示す平面図である。
【図１４】 その光結合半導体装置の製造工程におけるアウターパッケージを形成した後に実施されるタイバーカット部分を説明するための平面図である。
【図１５】 本発明の光結合半導体装置の実施の形態におけるさらに他の例を示す平面図である。
【図１６】 本発明の光結合半導体装置の実施の形態におけるさらに他の例を示す断面図である。
【図１７】 本発明を発光半導体装置に応用した例を示す断面図である。
【図１８】 従来の光結合半導体装置の一例を示す断面図である。
【図１９】 従来の光結合半導体装置の他の例を示す断面図である。
【符号の説明】
１０ 第１リードフレーム
１１ クレードル
１２ リード（第１導電体）
２０ 第２リードフレーム
２１ クレードル
２２ 垂直タイバー
２３ ヘッダーリード（第２導電体）
２３ａ リード部
３０ 基体
３１ 絶縁物
３２ 発光素子
３３ ボンディングワイヤー
３４ 受光素子
３５ ボンディングワイヤー
３６ インナーパッケージ
３７ アウターパッケージ
Claims (4)
- 発光素子および受光素子が光学的に結合した状態でそれぞれダイボンドされており、同一平面内に位置した状態で所定距離だけ離れて配置された一対の第１導電体と、
各第１導電体に対してそれぞれ絶縁物を介して上下に絶縁状態で積層一体化されており、前記発光素子および受光素子とそれぞれボンディングワイヤーによってワイヤーボンドされた一対の第２導電体と、
前記発光素子および受光素子を、光学的に結合した状態で、各ボンディングワイヤーとともにモールドする透光性樹脂製のインナーパッケージと、
そのインナーパッケージをモールドするアウターパッケージと、を具備し、
前記各第１導電体の一部がアウターパッケージからそれぞれ外部に延出するとともに、前記第２導電体の前記ボンディングワイヤーのボンディングされた面とは反対側の面が前記アウターパッケージの底面と同一平面内に位置した状態で該底面に露出していることを特徴とする光半導体装置。 - 前記各第１導電体および第２導電体は、基板に相互に絶縁状態で層配線された導電性パターンである請求項１に記載の光半導体装置。
- 請求項１に記載の光半導体装置を複数有しており、隣接する光半導体装置のいずれかの導電体同士が一体になっている光半導体装置。
- 一対の導電体が絶縁物を介して上下に絶縁状態で積層一体化された一方の基体の一方の導電体に発光素子をダイボンドするとともに、その発光素子を他方の導電体にボンディングワイヤーによってワイヤーボンドする工程と、
一対の導電体が絶縁物を介して上下に絶縁状態で積層一体化された他の基体の一方の導電体に受光素子をダイボンドするとともに、その受光素子を他方の導電体にボンディングワイヤーによってワイヤーボンドする工程と、
発光素子および受光素子が光学的に結合するように、同一平面内に位置した状態で所定距離だけ離れて各基体同士を配置して、透光性樹脂によって、発光素子および受光素子をボンディングワイヤーとともにモールドしてインナーパッケージを形成する工程と、
各基体の一方の導電体がそれぞれ延出した状態になるように、かつ、各基体の他方の導電体の前記ボンディングワイヤーのボンディングされた面とは反対側の面がそれぞれモールドの底面と同一平面内に位置した状態で該底面に露出するように、インナーパッケージを樹脂にてモールドしてアウターパッケージを形成する工程と、
を包含することを特徴とする光半導体装置の製造方法。
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| JP19975395A JP3710522B2 (ja) | 1995-08-04 | 1995-08-04 | 光半導体装置およびその製造方法 |
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