JP4166887B2 - Optical semiconductor device - Google Patents

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JP4166887B2
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lens
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勝 森下
正之 榊原
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Hamamatsu Photonics KK
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Hamamatsu Photonics KK
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光半導体装置に係り、特にレンズを有する光半導体装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来からある光半導体装置として、例えば特公平7−16017号公報に開示されるものがある。この公報に記載される光半導体装置は、リード部に電気的に接続された光半導体チップを有し、この光半導体チップとリード部の一部がエポキシ樹脂等の透光性のモールド樹脂により封止されて光半導体素子が構成され、この光半導体素子には半球状のレンズ部が一体となって設けられている。このような光半導体装置は、例えばトランスファ成形法などにより成形され、この成形法で使用される金型には、リード部、レンズ部および光半導体素子等の型がとられている。また、このレンズ部の付いた光半導体装置には、集光レンズを有する遮光ケースが取り付けられ、レンズ部と集光レンズとの間に空気層が存在している。一方、光半導体素子は、キャスティング法により成形することも可能である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述した従来の光半導体装置は、レンズ部と光半導体素子とがトランスファ成形法により一体に成形されるため、レンズ部に対する光半導体チップの位置精度が良好となる一方、金型形状が複雑となるため、金型に極めて高い精度が要求され、非常に高価となり、大量生産の必要がない光半導体装置の製造が困難となる。一方、キャスティング法で成形する場合には、安価な製造が可能であるがレンズ部に対する位置精度の点で問題がある。
【0004】
また、光半導体装置は、レンズ部に対する光半導体チップの位置精度を高める必要性からレンズ部と光半導体素子とがエポキシ樹脂で一体成形されているが、光半導体装置においては、レンズ部としてエポキシ樹脂より更に透明性の高いものが要求され、その光学特性の向上が求められている。
【0005】
さらに、レンズ部と集光レンズとの間に空気層が存在しているため、集光レンズに光が入射する場合に、空気層とレンズ部との境界面、および空気層と集光レンズとの境界面において反射損が生じ、光半導体装置全体としての光学特性が低下するおそれがある。
【0006】
本発明は、前述した問題点に鑑みてなされたもので、光半導体チップの位置精度を良好に保持しつつ、安価に製造することができ、且つ、光学特性を向上させた光半導体装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上述した目的を達成するために、本発明は、光半導体チップを透光性のモールド樹脂で封止して構成され、光半導体チップの受光面又は投光面側に平坦な接合面を有する光半導体素子と、光半導体素子の接合面に対向する平坦な底面を含み光半導体素子の形状に対応した位置合せ部を有すると共に、モールド樹脂と異なる透光性のレンズ成形樹脂から形成されたレンズ体と、光半導体チップをレンズ体の光軸上に位置合せした状態で位置合せ部の底面と接合面との間に介在され、光半導体素子とレンズ体とを接合させる透光性の接着材と、を備えており、接合面のコーナー部に面取り部が形成され、位置合せ部と面取り部とで囲まれる領域が底面側に向かって末広がりとなっていることを特徴とする。
【0008】
この光半導体装置によれば、光半導体素子がモールド樹脂で構成され、レンズ体がレンズ成形樹脂で構成され、このモールド樹脂とレンズ成形樹脂とが互いに異なるようにされているので、それぞれの機能に適した樹脂を選択することが可能になる。また、光半導体装置の組立時においては、光半導体素子は、その接合面とレンズ体の位置合せ部の底面とを接合させることで、レンズ体に容易に位置合せされる。また、使用時においては、外部から光半導体チップの受光面又は投光面に光が入射する際に、レンズ体と接着材とがともに透光性であるため、レンズ体と接着材との界面で入射光の反射が抑えられる。また、この面取り部が接合面のコーナー部に形成されているため、レンズ体と光半導体素子とを接着材を介して接合させる場合に、液状となった接着材を位置合せ部に滴下し、この液状の接着材を光半導体素子の接合面で押圧したときに、接着材中の空気が抜けるようにすることができる。
【0009】
また、モールド樹脂はエポキシ樹脂を含み、レンズ成形樹脂はアクリル樹脂を含むことが好ましく、アクリル樹脂としてポリメタクリル酸メチルを含むのが更に好ましい。このようにした場合、アクリル樹脂の透明性は、エポキシ樹脂より高いため、レンズ体の光学特性は向上する。特に、アクリル樹脂をポリメタクリル酸メチルとした場合には、ポリメタクリル酸メチルの高い透明性のため、レンズ体の光学特性は更に向上する。
【0010】
また、モールド樹脂は、特定波長域の光を選択的に通過させる樹脂からなることが好ましい。この光半導体装置によれば、レンズ体を通って光半導体素子に光が入射される場合に、この入射光のうち特定波長域の光が選択的に通過されて光半導体チップに入射される。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、図面と共に本発明による光半導体装置の第1実施形態について詳細に説明する。
【0012】
図1は、光半導体装置の分解斜視図である。同図に示すように、光半導体装置1は、肉厚平板状の光半導体素子6を有している。この光半導体素子6は、2本のリード部2,3を有し、一方のリード部2には、平板状の先端部2aが設けられ、この先端部2a上には、平板状の光半導体チップ4(例えば受光素子)が固定されている。また、この光半導体チップ4は、Au細線5を介して他方のリード部3に接続されている。そして、この光半導体チップ4、及びリード部2,3の一部がトランスファ成形法等により透光性のモールド樹脂(例えばエポキシ樹脂)で封止されている。また、モールド樹脂には、光半導体チップ4の受光面4aと対峙する位置に平坦な矩形状の接合面6aが形成され、この接合面6aと光半導体チップ4の受光面4aとは互いに平行となっている。そして、この接合面6aの四辺に沿って接合部6bが設けられている。ここで、光半導体素子6は、その外形寸法がバラツキを含めても±0.03以内に収まる程度の精度で作られている。
【0013】
一方、光半導体装置1は、光半導体素子6と異なるレンズ成形樹脂からなる砲弾型のレンズ体10を有している。このレンズ体10には、位置合せ部としての位置合せ用枠部8が一体に設けられ、この位置合せ用枠部8は、光半導体素子6に対応した形状となっている。すなわち、位置合せ用枠部8は、矩形平板状の平坦部16と、この平坦部16の三辺に沿ったガイド部17とで構成され、平坦部16の底面16aが光半導体素子6の接合面6aと接合され、光半導体素子6の接合部6bがガイド部17と接合されるようになっている。なお、レンズ体10は、平坦部16上に設けられている。
【0014】
レンズ体10を構成するレンズ成形樹脂として、エポキシ樹脂より透明性が高いという理由からアクリル樹脂が使用されている。ここで、アクリル樹脂として、ポリメタクリル酸メチル(PMMA)を用いることが好ましい。ポリメタクリル酸メチルを用いるのは、ポリメタクリル酸メチルの透明性が極めて高くレンズ体10として適しているためである。また、ポリメタクリル酸メチル自体安価であり、成形性が良いためである。なお、このようなアクリル樹脂でレンズ体10を成形する場合には、レンズ体10は、例えば射出成形法の自動多量成形方式で成形される。このため、レンズ体10は、光半導体素子6とほぼ同程度の精度で成形されている。また、レンズ体10に耐熱性が要求される場合には、アクリル樹脂として、ポリカーボネート(PC)を用いることも可能である。
【0015】
図2は、光半導体装置1を示す正面図である。同図に示すように、レンズ体10および光半導体素子6は、位置合せ用枠部8と光半導体素子6の接合面6aとの間に透光性の接着材9を介在させて接合され、この接合された状態において、光半導体チップ4がレンズ体10の光軸C上に位置合せした状態で配置されている。ここで、接着材9は、例えば熱硬化性樹脂が用いられ、特にエポキシ樹脂、シリコーン樹脂又はアクリル樹脂等を用いることが好適である。これは、これらの熱硬化性樹脂がモールド樹脂及びレンズ成形樹脂の屈折率に近い値をもつためである。
【0016】
なお、光半導体素子6の接合面6aのコーナー部には、空気抜き用の面取り部11が形成されている。この面取り部11は、レンズ体10と光半導体素子6とを接着材9を介して接合させる場合に、液状となった接着材9を位置合せ用枠部8に滴下し、この液状の接着材9を光半導体素子6の接合面6aで押圧したときに、接着材9中の空気が抜けるようにするためのものである。
【0017】
このように、前述した光半導体装置1によれば、レンズ体10が光半導体素子6のエポキシ樹脂と異なるアクリル樹脂で構成されるようにしたので、レンズ体10の光学特性を向上させることが可能となる。特に、レンズ体10を構成するアクリル樹脂としてポリメタクリル酸メチルを用いる場合には、ポリメタクリル酸メチルの透明性が特に高いため、レンズ体10の光学特性は更に向上する。また、光がレンズ体10を通って光半導体チップ4の受光面4aに入射する場合に、接着材9の屈折率がレンズ成形樹脂及びモールド樹脂の屈折率に近い値をもつため、レンズ体10と接着材9との界面、及び接着材9と光半導体素子6との界面で入射光の反射が抑えられる。
【0018】
また、光半導体装置1の製造時においては、レンズ体10と光半導体素子6とが異なる樹脂で形成されていることから、レンズ体10の成形に際して、リード部2,3及び光半導体素子6等の型を、成形に使用する金型に形成する必要がなくなり、金型の形状が複雑になることがない。一方、レンズ体10は、アクリル樹脂による射出成形法の自動多量成形方式で成形されるため、成形に使用する金型をトランスファ成形法における場合より小型にすることが可能となる。このため、金型自体の価格を低下させることが可能となり、ひいては光半導体素子6の価格を低下させることができる。具体的には、金型の価格を従来品に対して1/10程度とすることができる。従って、大量生産を必要としない小量多品種の製造にも対応可能となる。また、レンズ体10の成形に際して、レンズ体10の成形に使用する金型の形状が複雑にならないので、トランスファ成形法による場合よりレンズ体10中に気泡が溜まり難くなると共に成形不良が発生し難くなり、製品の歩留まりが向上する。
【0019】
また、光半導体装置1の組立時においては、光半導体素子6は、その接合面6aをレンズ体10の位置合せ用枠部8の底面16aと接合させることで、レンズ体10に確実に位置合せされる。このとき、光半導体素子6とレンズ体10の位置合せ用枠部8とが同程度の高い寸法精度で作られているため、光半導体チップ4のレンズ体10に対する位置ズレが極めて小さくなり、レンズ体10のレンズ効果を十分に発揮することができる。
【0020】
なお、レンズ体10と光半導体素子6を異なる樹脂で作るようにしているので、光半導体素子6のみ市販の製品を使用し、この形状に合わせてレンズ体10を製造することも勿論可能である。
【0021】
次に、本発明による光半導体装置の第2実施形態について説明する。なお、図中、第1実施形態と同一又は同等の構成要素については、同一の参照符号を付すこととする。
【0022】
図3に示すように、光半導体装置20においては、レンズ体10が光半導体素子6より大きくなっており、レンズ体10に設けられる円柱状のベース部12に位置合せ部としての位置合せ用凹部13を形成させている点で第1実施形態の光半導体装置1と異なる。この位置合せ用凹部13は、ベース部12の下面側からレンズ体10に到達し、光半導体素子6が埋没する深さに形成されている。この凹部13の形状は、光半導体素子6の上部形状に対応する形状、すなわち、光半導体素子6の上部が填まり込める形状となっている。そして、この凹部13の底面13aは平坦面となっており、鏡面仕上げがなされている。また、ベース部12には、その凹部13からベース部12の外周面12aまで延びるガイド溝14,15が形成され、このガイド溝14,15により光半導体素子6のモールド樹脂から突出する2本のリード部2,3(図5参照)が案内されている。
【0023】
この光半導体装置20によれば、光半導体素子6が凹部13に埋没するようになっているので、光半導体素子1を組み立てる場合より位置合せが容易になる。また、凹部13の底面13aに鏡面仕上げがなされているので、底面13aに光が入射する際の反射が抑えられる。なお、この種の光半導体装置20は、光半導体素子6よりレンズ体10の方が大きくなっており、従来のトランスファ成形法によってはその製造が困難なものであるが、本発明によれば、このようなタイプの光半導体装置20の製造も可能となる。
【0024】
なお、本発明は前述した実施形態に限定されるものではない。例えば、前述した実施形態の光半導体装置1,20の他に、様々なタイプの光半導体装置を製造することが可能である。例えば、図6及び図7に示すような光半導体装置30を製造することも可能となる。すなわち、この光半導体装置30のレンズ体10は、その外形を釣鐘形状としており、レンズ体10に位置合せ部としての位置合せ用凹部13を直接形成している。この点で、第2実施形態の光半導体装置20がレンズ体10のベース部12に位置合せ用凹部13を形成しているのとは異なる。なお、この凹部13は光半導体素子6の上部の外形寸法に合わせた形状となっている。
【0025】
また、レンズ体10の他の例として図8及び図9に示すような形状とすることも可能である。すなわち、レンズ体10は、円柱部10bと、円錐台部10cとを有し、この円錐台部10cには円錐形状の凹部10dが形成されている。一方、円柱部10bの平面部10aには、位置合せ部としての位置合せ用凹部13が形成されている。
【0026】
なお、レンズ体10は、図1から図6の形状のものに限られず、レンズ体として適する形状であれば、如何なる形状であってもよい。
【0027】
また、モールド樹脂のみを特定波長域の光を選択的に通過させる樹脂で構成し、モールド樹脂にフィルタ効果を持たせることも可能である。例えばモールド樹脂を黒色とした場合には、外部からの光がレンズ体10を通って光半導体チップ4の受光面4aに入射する際に、モールド樹脂により可視域及び紫外域の光のみがカットされ、赤外域の光のみが選択的に光半導体チップ4の受光面4aに導かれる。なお、特定波長域の光を選択する樹脂は、選択すべき波長に応じて適宜選択される。
【0028】
さらに、前述の実施形態においては、光半導体チップ4として受光素子を用いたが、発光素子を用いてもよい。この場合、レンズ体10は、光半導体チップ4の投光面から発せられる光を発散させる機能を有することとなる。
【0029】
【発明の効果】
以上説明したように本発明による光半導体装置は、光半導体チップを透光性のモールド樹脂で封止して構成され、光半導体チップの受光面又は投光面側に平坦な接合面を有する光半導体素子と、光半導体素子の接合面に対向する平坦な底面を含み光半導体素子の形状に対応した位置合せ部を有すると共に、モールド樹脂と異なる透光性のレンズ成形樹脂から形成されたレンズ体とを備え、光半導体素子とレンズ体とを、光半導体チップをレンズ体の光軸上に位置合せした状態で位置合せ部の底面と接合面との間に介在させて接合するようにしたので、レンズ体に対する光半導体チップの位置精度を維持しつつ、安価に製造することができ、且つ、光学特性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の光半導体装置の第1実施形態を示す分解斜視図である。
【図2】図1の光半導体装置を示す正面図である。
【図3】本発明の光半導体装置の第2実施形態を示す正面図である。
【図4】図3の光半導体装置の平面図である。
【図5】図3の光半導体素子の平面図である。
【図6】本発明の光半導体装置の第3実施形態を示す斜視図である。
【図7】図6の光半導体装置の縦断正面図である。
【図8】本発明の光半導体装置の第4実施形態を示す斜視図である。
【図9】図8の光半導体装置の縦断正面図である。
【符号の説明】
1,20,30…光半導体装置、4…光半導体チップ、4a…受光面、6…光半導体素子、6a…接合面、8…位置合せ用枠部(位置合せ部)、9…接着材、10…レンズ体、13…位置合せ用凹部(位置合わせ部)。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical semiconductor device, and more particularly to an optical semiconductor device having a lens.
[0002]
[Prior art]
A conventional optical semiconductor device is disclosed in, for example, Japanese Patent Publication No. 7-16017. The optical semiconductor device described in this publication has an optical semiconductor chip electrically connected to a lead portion, and the optical semiconductor chip and a part of the lead portion are sealed with a light-transmitting mold resin such as epoxy resin. The optical semiconductor element is configured to be stopped, and a hemispherical lens portion is integrally provided on the optical semiconductor element. Such an optical semiconductor device is molded by, for example, a transfer molding method or the like, and molds such as a lead portion, a lens portion, and an optical semiconductor element are used as molds used in this molding method. In addition, a light shielding case having a condenser lens is attached to the optical semiconductor device with the lens portion, and an air layer exists between the lens portion and the condenser lens. On the other hand, the optical semiconductor element can also be formed by a casting method.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional optical semiconductor device described above, since the lens portion and the optical semiconductor element are integrally formed by a transfer molding method, the positional accuracy of the optical semiconductor chip with respect to the lens portion is improved, but the mold shape is complicated. Therefore, the mold is required to have extremely high accuracy, becomes very expensive, and it becomes difficult to manufacture an optical semiconductor device that does not require mass production. On the other hand, in the case of molding by the casting method, it is possible to manufacture at a low cost, but there is a problem in the position accuracy with respect to the lens portion.
[0004]
Further, in the optical semiconductor device, the lens portion and the optical semiconductor element are integrally formed of an epoxy resin because of the necessity of increasing the positional accuracy of the optical semiconductor chip with respect to the lens portion. However, in the optical semiconductor device, an epoxy resin is used as the lens portion. A material having higher transparency is required, and improvement of its optical characteristics is required.
[0005]
Further, since an air layer exists between the lens unit and the condenser lens, when light enters the condenser lens, the boundary surface between the air layer and the lens unit, and the air layer and the condenser lens There is a possibility that reflection loss occurs at the boundary surface of the optical semiconductor device and the optical characteristics of the optical semiconductor device as a whole deteriorate.
[0006]
The present invention has been made in view of the above-described problems, and provides an optical semiconductor device that can be manufactured at low cost while maintaining good positional accuracy of an optical semiconductor chip and that has improved optical characteristics. The purpose is to do.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above-described object, the present invention is configured by sealing an optical semiconductor chip with a light-transmitting mold resin and having a flat joint surface on the light receiving surface or light projecting surface side of the optical semiconductor chip. A lens body including a semiconductor element and an alignment portion corresponding to the shape of the optical semiconductor element including a flat bottom surface facing the bonding surface of the optical semiconductor element, and formed from a light-transmitting lens molding resin different from the molding resin And a translucent adhesive that is interposed between the bottom surface and the bonding surface of the alignment portion in a state where the optical semiconductor chip is aligned on the optical axis of the lens body, and bonds the optical semiconductor element and the lens body; The chamfered portion is formed at the corner portion of the joint surface, and the region surrounded by the alignment portion and the chamfered portion is widened toward the bottom surface side .
[0008]
According to this optical semiconductor device, the optical semiconductor element is made of mold resin, the lens body is made of lens molding resin, and the mold resin and lens molding resin are made different from each other. It becomes possible to select a suitable resin. Further, when the optical semiconductor device is assembled, the optical semiconductor element is easily aligned with the lens body by bonding the bonding surface and the bottom surface of the alignment portion of the lens body. In use, since the lens body and the adhesive material are both translucent when light enters the light receiving surface or the light projecting surface of the optical semiconductor chip from the outside, the interface between the lens body and the adhesive material The reflection of incident light can be suppressed. Moreover, since this chamfered portion is formed at the corner portion of the joint surface, when joining the lens body and the optical semiconductor element via the adhesive, the liquid adhesive is dropped onto the alignment portion, When this liquid adhesive is pressed against the joint surface of the optical semiconductor element, air in the adhesive can be released.
[0009]
The mold resin preferably contains an epoxy resin, and the lens molding resin preferably contains an acrylic resin, and more preferably contains polymethyl methacrylate as the acrylic resin. In this case, since the transparency of the acrylic resin is higher than that of the epoxy resin, the optical characteristics of the lens body are improved. In particular, when the acrylic resin is polymethyl methacrylate, the optical properties of the lens body are further improved due to the high transparency of polymethyl methacrylate.
[0010]
Moreover, it is preferable that mold resin consists of resin which selectively permeate | transmits the light of a specific wavelength range. According to this optical semiconductor device, when light is incident on the optical semiconductor element through the lens body, light in a specific wavelength region is selectively transmitted and incident on the optical semiconductor chip.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a first embodiment of an optical semiconductor device according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0012]
FIG. 1 is an exploded perspective view of an optical semiconductor device. As shown in the figure, the optical semiconductor device 1 includes a thick flat plate-shaped optical semiconductor element 6. This optical semiconductor element 6 has two lead portions 2 and 3, and one lead portion 2 is provided with a flat tip portion 2 a, and a flat plate-like optical semiconductor is provided on the tip portion 2 a. A chip 4 (for example, a light receiving element) is fixed. The optical semiconductor chip 4 is connected to the other lead portion 3 through an Au thin wire 5. The optical semiconductor chip 4 and part of the lead portions 2 and 3 are sealed with a translucent mold resin (for example, epoxy resin) by a transfer molding method or the like. In addition, a flat rectangular bonding surface 6a is formed in the mold resin at a position facing the light receiving surface 4a of the optical semiconductor chip 4, and the bonding surface 6a and the light receiving surface 4a of the optical semiconductor chip 4 are parallel to each other. It has become. And the junction part 6b is provided along the four sides of this junction surface 6a. Here, the optical semiconductor element 6 is made with an accuracy that is within ± 0.03 even if the outer dimensions thereof include variations.
[0013]
On the other hand, the optical semiconductor device 1 has a bullet-shaped lens body 10 made of a lens molding resin different from that of the optical semiconductor element 6. The lens body 10 is integrally provided with an alignment frame portion 8 as an alignment portion, and the alignment frame portion 8 has a shape corresponding to the optical semiconductor element 6. That is, the alignment frame portion 8 includes a rectangular flat plate-like flat portion 16 and a guide portion 17 along three sides of the flat portion 16, and the bottom surface 16 a of the flat portion 16 is bonded to the optical semiconductor element 6. It is joined to the surface 6 a, and the joint portion 6 b of the optical semiconductor element 6 is joined to the guide portion 17. The lens body 10 is provided on the flat portion 16.
[0014]
As the lens molding resin constituting the lens body 10, acrylic resin is used because it is more transparent than epoxy resin. Here, it is preferable to use polymethyl methacrylate (PMMA) as the acrylic resin. The reason why polymethyl methacrylate is used is that polymethyl methacrylate has a very high transparency and is suitable as the lens body 10. Further, polymethyl methacrylate itself is inexpensive and has good moldability. In the case where the lens body 10 is molded with such an acrylic resin, the lens body 10 is molded by, for example, an automatic mass molding method such as an injection molding method. Therefore, the lens body 10 is molded with almost the same accuracy as the optical semiconductor element 6. Further, when the lens body 10 is required to have heat resistance, polycarbonate (PC) can be used as the acrylic resin.
[0015]
FIG. 2 is a front view showing the optical semiconductor device 1. As shown in the figure, the lens body 10 and the optical semiconductor element 6 are joined with a translucent adhesive 9 interposed between the alignment frame portion 8 and the joining surface 6a of the optical semiconductor element 6, In this bonded state, the optical semiconductor chip 4 is arranged in a state of being aligned on the optical axis C of the lens body 10. Here, for example, a thermosetting resin is used as the adhesive 9, and it is particularly preferable to use an epoxy resin, a silicone resin, an acrylic resin, or the like. This is because these thermosetting resins have values close to the refractive indexes of the mold resin and the lens molding resin.
[0016]
A chamfered portion 11 for venting air is formed at the corner portion of the joint surface 6 a of the optical semiconductor element 6. When the lens body 10 and the optical semiconductor element 6 are bonded via the adhesive 9, the chamfered portion 11 drops the liquid adhesive 9 onto the alignment frame 8, and this liquid adhesive This is to allow air in the adhesive 9 to escape when 9 is pressed by the joining surface 6a of the optical semiconductor element 6.
[0017]
Thus, according to the optical semiconductor device 1 described above, since the lens body 10 is made of an acrylic resin different from the epoxy resin of the optical semiconductor element 6, it is possible to improve the optical characteristics of the lens body 10. It becomes. In particular, when polymethyl methacrylate is used as the acrylic resin constituting the lens body 10, the optical properties of the lens body 10 are further improved because the polymethyl methacrylate has a particularly high transparency. In addition, when light enters the light receiving surface 4a of the optical semiconductor chip 4 through the lens body 10, the refractive index of the adhesive 9 has a value close to the refractive index of the lens molding resin and the molding resin. And the adhesive 9 and the interface between the adhesive 9 and the optical semiconductor element 6 can suppress the reflection of incident light.
[0018]
In addition, since the lens body 10 and the optical semiconductor element 6 are formed of different resins when the optical semiconductor device 1 is manufactured, the lead portions 2 and 3 and the optical semiconductor element 6 and the like are formed when the lens body 10 is molded. It is no longer necessary to form the mold in a mold used for molding, and the shape of the mold does not become complicated. On the other hand, since the lens body 10 is molded by an automatic mass molding method of an injection molding method using an acrylic resin, a mold used for molding can be made smaller than in the transfer molding method. For this reason, it is possible to reduce the price of the mold itself, and consequently, the price of the optical semiconductor element 6 can be reduced. Specifically, the price of the mold can be reduced to about 1/10 of the conventional product. Therefore, it is possible to cope with the production of small quantities and many varieties that do not require mass production. Further, when the lens body 10 is molded, the shape of the mold used for molding the lens body 10 does not become complicated, so that bubbles are less likely to accumulate in the lens body 10 and molding defects are less likely to occur than in the case of the transfer molding method. This improves the product yield.
[0019]
Further, when the optical semiconductor device 1 is assembled, the optical semiconductor element 6 is reliably aligned with the lens body 10 by bonding the bonding surface 6 a to the bottom surface 16 a of the alignment frame portion 8 of the lens body 10. Is done. At this time, since the optical semiconductor element 6 and the alignment frame portion 8 of the lens body 10 are made with the same high dimensional accuracy, the positional deviation of the optical semiconductor chip 4 with respect to the lens body 10 becomes extremely small, and the lens The lens effect of the body 10 can be sufficiently exhibited.
[0020]
Since the lens body 10 and the optical semiconductor element 6 are made of different resins, it is of course possible to use a commercially available product only for the optical semiconductor element 6 and manufacture the lens body 10 according to this shape. .
[0021]
Next, a second embodiment of the optical semiconductor device according to the present invention will be described. In the figure, the same reference numerals are assigned to the same or equivalent components as those in the first embodiment.
[0022]
As shown in FIG. 3, in the optical semiconductor device 20, the lens body 10 is larger than the optical semiconductor element 6, and an alignment recess serving as an alignment portion is provided in a cylindrical base portion 12 provided in the lens body 10. 13 is different from the optical semiconductor device 1 of the first embodiment in that 13 is formed. The alignment recess 13 is formed to a depth at which the optical semiconductor element 6 is buried by reaching the lens body 10 from the lower surface side of the base portion 12. The shape of the recess 13 is a shape corresponding to the upper shape of the optical semiconductor element 6, that is, a shape in which the upper part of the optical semiconductor element 6 can be filled. And the bottom face 13a of this recessed part 13 is a flat surface, and is mirror-finished. The base portion 12 is formed with guide grooves 14 and 15 extending from the recess 13 to the outer peripheral surface 12 a of the base portion 12, and the guide grooves 14 and 15 project the two grooves protruding from the mold resin of the optical semiconductor element 6. Lead portions 2 and 3 (see FIG. 5) are guided.
[0023]
According to this optical semiconductor device 20, the optical semiconductor element 6 is buried in the recess 13, so that the alignment becomes easier than when the optical semiconductor element 1 is assembled. Further, since the bottom surface 13a of the recess 13 is mirror-finished, reflection when light enters the bottom surface 13a is suppressed. In this type of optical semiconductor device 20, the lens body 10 is larger than the optical semiconductor element 6, and its manufacture is difficult by the conventional transfer molding method. This type of optical semiconductor device 20 can also be manufactured.
[0024]
In addition, this invention is not limited to embodiment mentioned above. For example, in addition to the optical semiconductor devices 1 and 20 of the above-described embodiments, various types of optical semiconductor devices can be manufactured. For example, an optical semiconductor device 30 as shown in FIGS. 6 and 7 can be manufactured. That is, the lens body 10 of the optical semiconductor device 30 has a bell-shaped outer shape, and the alignment recess 13 as the alignment portion is directly formed in the lens body 10. This is different from the optical semiconductor device 20 according to the second embodiment in which the alignment recess 13 is formed in the base portion 12 of the lens body 10. The recess 13 has a shape that matches the outer dimension of the upper portion of the optical semiconductor element 6.
[0025]
Further, as another example of the lens body 10, a shape as shown in FIGS. That is, the lens body 10 has a cylindrical portion 10b and a truncated cone portion 10c, and a truncated conical recess 10d is formed in the truncated cone portion 10c. On the other hand, an alignment recess 13 as an alignment portion is formed on the flat surface portion 10a of the cylindrical portion 10b.
[0026]
The lens body 10 is not limited to the shape shown in FIGS. 1 to 6, and may have any shape as long as the shape is suitable as a lens body.
[0027]
It is also possible to configure only the mold resin with a resin that selectively allows light in a specific wavelength range to pass therethrough so that the mold resin has a filter effect. For example, when the mold resin is black, when the light from outside enters the light receiving surface 4a of the optical semiconductor chip 4 through the lens body 10, only the light in the visible region and the ultraviolet region is cut by the mold resin. Only the light in the infrared region is selectively guided to the light receiving surface 4 a of the optical semiconductor chip 4. The resin that selects light in a specific wavelength range is appropriately selected according to the wavelength to be selected.
[0028]
Furthermore, in the above-described embodiment, the light receiving element is used as the optical semiconductor chip 4, but a light emitting element may be used. In this case, the lens body 10 has a function of diverging light emitted from the light projecting surface of the optical semiconductor chip 4.
[0029]
【The invention's effect】
As described above, the optical semiconductor device according to the present invention is configured by sealing an optical semiconductor chip with a light-transmitting mold resin, and has a flat joint surface on the light receiving surface or light projecting surface side of the optical semiconductor chip. A lens body including a semiconductor element and an alignment portion corresponding to the shape of the optical semiconductor element including a flat bottom surface facing the bonding surface of the optical semiconductor element, and formed from a light-transmitting lens molding resin different from the molding resin And the optical semiconductor element and the lens body are joined by interposing between the bottom surface of the alignment portion and the joint surface in a state where the optical semiconductor chip is aligned on the optical axis of the lens body. The optical semiconductor chip can be manufactured at low cost while maintaining the positional accuracy of the optical semiconductor chip with respect to the lens body, and the optical characteristics can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an exploded perspective view showing a first embodiment of an optical semiconductor device of the present invention.
2 is a front view showing the optical semiconductor device of FIG. 1. FIG.
FIG. 3 is a front view showing a second embodiment of the optical semiconductor device of the present invention.
4 is a plan view of the optical semiconductor device of FIG. 3. FIG.
5 is a plan view of the optical semiconductor element of FIG. 3. FIG.
FIG. 6 is a perspective view showing a third embodiment of the optical semiconductor device of the invention.
7 is a longitudinal front view of the optical semiconductor device of FIG. 6. FIG.
FIG. 8 is a perspective view showing a fourth embodiment of the optical semiconductor device of the present invention.
9 is a longitudinal front view of the optical semiconductor device of FIG. 8. FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,20,30 ... Optical semiconductor device, 4 ... Optical semiconductor chip, 4a ... Light-receiving surface, 6 ... Optical semiconductor element, 6a ... Joining surface, 8 ... Positioning frame part (positioning part), 9 ... Adhesive material, 10 ... Lens body, 13 ... Positioning recess (positioning part).

Claims (4)

光半導体チップを透光性のモールド樹脂で封止して構成され、前記光半導体チップの受光面又は投光面側に平坦な接合面を有する光半導体素子と、
前記光半導体素子の前記接合面に対向する平坦な底面を含み前記光半導体素子の形状に対応した位置合せ部を有すると共に、前記モールド樹脂と異なる透光性のレンズ成形樹脂から形成されたレンズ体と、
前記光半導体チップを前記レンズ体の光軸上に位置合せした状態で前記位置合せ部の前記底面と前記接合面との間に介在され、前記光半導体素子と前記レンズ体とを接合させる透光性の接着材と、を備えており、
前記接合面のコーナー部に面取り部が形成され
前記位置合せ部と前記面取り部とで囲まれる領域が前記底面側に向かって末広がりとなっていることを特徴とする接合構造
An optical semiconductor element that is configured by sealing an optical semiconductor chip with a translucent mold resin, and has a flat bonding surface on the light receiving surface or the light projecting surface side of the optical semiconductor chip;
A lens body including a flat bottom surface facing the bonding surface of the optical semiconductor element and having an alignment portion corresponding to the shape of the optical semiconductor element, and formed from a light-transmitting lens molding resin different from the molding resin When,
Translucent light that is interposed between the bottom surface of the alignment portion and the bonding surface in a state in which the optical semiconductor chip is aligned on the optical axis of the lens body, and bonds the optical semiconductor element and the lens body. Adhesive material, and
A chamfered portion is formed at the corner of the joint surface ,
The joining structure characterized by the area | region enclosed by the said alignment part and the said chamfering part spreading toward the said bottom face side .
前記モールド樹脂はエポキシ樹脂を含み、前記レンズ成形樹脂はアクリル樹脂を含むことを特徴とする請求項1記載の接合構造The joining structure according to claim 1, wherein the mold resin includes an epoxy resin, and the lens molding resin includes an acrylic resin. 前記アクリル樹脂は、ポリメタクリル酸メチルを含むことを特徴とする請求項2記載の接合構造The joining structure according to claim 2, wherein the acrylic resin contains polymethyl methacrylate. 前記モールド樹脂は、特定波長域の光を選択的に通過させる樹脂からなることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項記載の接合構造The joining structure according to claim 1, wherein the mold resin is made of a resin that selectively transmits light in a specific wavelength region.
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