JP4955953B2 - 光半導体装置および電子機器 - Google Patents
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Description
基材と、
この基材上に搭載された光半導体素子と、
この光半導体素子のうちの少なくとも表面の光の授受部に接触してこの少なくとも授受部を覆うと共に、上記基材と上記光半導体素子とを接続するボンディングワイヤーのうちの上記光半導体素子との接続部に接触してこの接続部を覆う弾性を有する透光性の緩衝樹脂部と、
この緩衝樹脂部の少なくとも一部および上記光半導体素子を封止すると共に上記基材の熱膨張係数に近似した熱膨張係数を有する遮光性のモールド樹脂部と
を備え、
上記緩衝樹脂部のうちの上記光半導体素子の上記授受部に対向する一部分は、上記モールド樹脂部から露出する一方、上記緩衝樹脂部のうちの上記一部分以外の他の部分は、上記モールド樹脂部に埋設され、
上記ワイヤーは、上記緩衝樹脂部内に、上記基材に略平行な平行部を有することを特徴としている。
図1Aと図1Bは、この発明の第1実施形態による光半導体装置の概略的な構造図である。この第1実施形態による光半導体装置は、(基材の一例としての)リードフレーム1と、このリードフレーム1上に搭載された光半導体素子2と、この光半導体素子2表面の光の授受部を少なくとも覆う(透光性の緩衝樹脂部の一例としての)シリコーン樹脂部13と、このシリコーン樹脂部13の少なくとも一部および上記光半導体素子2を封止する遮光性のモールド樹脂部14とを備える。
図2は、第2実施形態の光半導体装置の簡略断面図を示している。上記第1実施形態(図1B)と相違する点を説明すると、この第2実施形態では、上記リードフレーム1の代わりに、(基材の一例としての)硬質プリント基板20を用いて、平面実装構造としている。なお、上記第1実施形態と同一の符号は、上記第1実施形態と同じ構成であるため、その説明を省略する。
図3は、第3実施形態の光半導体装置の簡略断面図を示している。上記第1実施形態(図1B)と相違する点を説明すると、この第3実施形態では、上記シリコーン樹脂部13は、上記遮光性のモールド樹脂部14の表面から突出している。
図4は、第4実施形態の光半導体装置の簡略断面図を示している。この第4実施形態では、上記第3実施形態(図3)の上記リードフレーム1の代わりに、(基材の一例としての)硬質プリント基板20を用いて、平面実装構造としている。なお、上記硬質プリント基板20や上記プリント配線電極21は、上記第2実施形態(図2)と同じであるので、その説明を省略する。
図5は、第5実施形態の光半導体装置の簡略断面図を示している。上記第1実施形態(図1B)と相違する点を説明すると、この第5実施形態では、上記シリコーン樹脂部13は、上記遮光性のモールド樹脂部14から露出している凸状部18を有し、この凸状部18は、レンズ機能を有する。
図6は、第6実施形態の光半導体装置の簡略断面図を示している。この第6実施形態では、上記第5実施形態(図5)の上記リードフレーム1の代わりに、(基材の一例としての)硬質プリント基板20を用いて、平面実装構造としている。なお、上記硬質プリント基板20や上記プリント配線電極21は、上記第2実施形態と同じであるので、その説明を省略する。
図7は、第7実施形態の光半導体装置の簡略断面図を示している。上記第1実施形態(図1B)と相違する点を説明すると、この第7実施形態では、上記遮光性のモールド樹脂部14から露出している上記シリコーン樹脂部13の露出面を少なくとも覆う透光性のモールド樹脂部15を備える。
図8は、第8実施形態の光半導体装置の簡略断面図を示している。この第8実施形態では、上記第7実施形態(図7)の上記リードフレーム1の代わりに、(基材の一例としての)硬質プリント基板20を用いて、平面実装構造としている。なお、上記硬質プリント基板20や上記プリント配線電極21は、上記第2実施形態(図2)と同じであるので、その説明を省略する。
図9は、第9実施形態の光半導体装置の簡略断面図を示している。上記第7実施形態(図7)と相違する点を説明すると、この第9実施形態では、上記透光性のモールド樹脂部15は、上記シリコーン樹脂部13の露出面の近傍のみに、配置されている。
図10は、第10実施形態の光半導体装置の簡略断面図を示している。この第10実施形態では、上記第9実施形態(図9)の上記リードフレーム1の代わりに、(基材の一例としての)硬質プリント基板20を用いて、平面実装構造としている。なお、上記硬質プリント基板20や上記プリント配線電極21は、上記第2実施形態(図2)と同じであるので、その説明を省略する。
図11は、第11実施形態の光半導体装置の簡略断面図を示している。上記第7実施形態(図7)と相違する点を説明すると、この第11実施形態では、上記透光性のモールド樹脂部15は、上記シリコーン樹脂部13の露出面、および、上記遮光性のモールド樹脂部14の全周囲を、覆っている。上記遮光性のモールド樹脂部14の線膨張係数は、上記透光性のモールド樹脂部15の線膨張係数よりも小さい。
図12は、第12実施形態の光半導体装置の簡略断面図を示している。上記第11実施形態(図11)と相違する点を説明すると、この第12実施形態では、上記シリコーン樹脂部16の露出面は、外側に向かって凸状の面であり、このシリコーン樹脂部16の光屈折率は、上記透光性のモールド樹脂部15の光屈折率より大きい。
図13は、第13実施形態の光半導体装置の簡略断面図を示している。上記第12実施形態(図12)と相違する点を説明すると、この第13実施形態では、上記透光性のモールド樹脂部15は、上記シリコーン樹脂部16の露出面に重なると共に外側に向かって凸状の面を有するレンズ部10を有する。
図14は、第14実施形態の光半導体装置の簡略断面図を示している。この第14実施形態では、上記第13実施形態(図13)の上記リードフレーム1の代わりに、(基材の一例としての)硬質プリント基板20を用いて、平面実装構造としている。なお、上記硬質プリント基板20や上記プリント配線電極21は、上記第2実施形態(図2)と同じであるので、その説明を省略する。
図15は、この発明の第15実施形態による光半導体装置の概略的な構造図である。この第15実施形態の光半導体装置は、ワイヤー41を除いて第5実施形態(図5)と同一の構成をしており、同一構成部は同一参照番号を付して説明を省略する。
図16は、この発明の第16実施形態による光半導体装置の概略的な構造図である。この第16実施形態の光半導体装置は、ワイヤー42を除いて第15実施形態(図15)と同一の構成をしており、同一構成部は同一参照番号を付して説明を省略する。
図17は、この発明の第17実施形態による光半導体装置の概略的な構造図である。第16実施形態(図16)と相違する点を説明すると、この第17実施形態の光半導体装置では、上記屈曲部42bの上記光半導体素子2からの高さは、上記平行部42cの上記光半導体素子2からの高さよりも、低い。
図18は、この発明の第18実施形態による光半導体装置の概略的な構造図である。第17実施形態(図17)と相違する点を説明すると、この第18実施形態の光半導体装置では、上記ワイヤー42は、上記リードフレーム1に設けられた屈曲部42dを有する。
図19は、この発明の第19実施形態による光半導体装置の概略的な構造図である。第15実施形態(図15)と相違する点を説明すると、この第19実施形態の光半導体装置では、上記ワイヤー41は、上記光半導体素子2から延びると共に上記リードフレーム1に略平行は平行部41bを有する。つまり,上記ワイヤー41には、上記バンプ部41aがない。
図20は、この発明の第20実施形態による光半導体装置の概略的な構造図である。第5実施形態(図5)と相違する点を説明すると、この発明の第20実施形態による光半導体装置では、上記リードフレーム1と上記集積回路チップ5は、低ループ形状のワイヤー41を介して、互いに電気的に接続されている。なお、このワイヤー41は、第15実施形態(図15)のワイヤー41と同じであるので、その説明を省略する。
図21Aと図21Bは、第21実施形態の光半導体装置の簡略構成図を示している。この第21実施形態では、光半導体素子2は、発光素子または受光素子である。なお、上記第12実施形態(図12)と同一の符号は、上記第12実施形態と同じ構成であるため、その説明を省略する。
図22は、第22実施形態の光半導体装置の簡略構成図を示している。この第22実施形態では、一の光半導体素子は、発光素子30であり、他の光半導体素子は、受光素子31である。上記発光素子30と上記受光素子31は、(図示しない)被検出物の検出領域を介して互いに光学的に結合するように、対向配置されている。上記発光素子30と上記受光素子31は、上記シリコーン樹脂部16および上記遮光性のモールド樹脂部14にて、覆われている。なお、上記第12実施形態(図12)と同一の符号は、上記第12実施形態と同じ構成であるため、その説明を省略する。
図23Aと図23Bは、第23実施形態の光半導体装置の簡略構成図を示している。この第23実施形態では、一の光半導体素子は、発光素子23であり、他の光半導体素子は、受光素子24である。上記発光素子23と上記受光素子24は、(図示しない)被検出物による反射により互いに光学的に結合するように配置されている。上記発光素子23と上記受光素子24は、上記シリコーン樹脂部13および上記遮光性のモールド樹脂部14にて、覆われている。なお、上記第11実施形態(図11)と同一の符号は、上記第11実施形態と同じ構成であるため、その説明を省略する。
図24は、第24実施形態の光半導体装置の簡略構成図を示している。この第24実施形態では、一の光半導体素子は、発光素子23’であり、他の光半導体素子は、受光素子24’である。上記発光素子23’と上記受光素子24’は、機器間の光通信に使用可能な位置に配置されている。上記発光素子23’と上記受光素子24’は、上記シリコーン樹脂部13および上記遮光性のモールド樹脂部14にて、覆われている。なお、上記第11実施形態(図11)と同一の符号は、上記第11実施形態と同じ構成であるため、その説明を省略する。
図25Aと図25Bは、第25実施形態の光半導体装置の簡略構成図を示している。この光半導体装置は、光空間伝送装置等の光通信装置であり、送信用の発光素子23、受信用の受光素子24、および、送受信素子23,24の駆動用の集積回路チップ22を、上記遮光性のモールド樹脂部14によって、一体にパッケージしている。
図26Aと図26Bは、第26実施形態の光半導体装置の簡略構成図を示している。この第26実施形態では、上記第25実施形態(図25B)の上記リードフレーム1の代わりに、(基材の一例としての)硬質プリント基板20を用いて、平面搭載型の光通信装置としている。なお、上記硬質プリント基板20や上記プリント配線電極21は、上記第2実施形態(図2)と同じであるので、その説明を省略する。
図27は、第27実施形態の光半導体装置の簡略構成図を示している。この光半導体装置は、リードタイプの反射型センサーであり、上記発光素子23、上記受光素子24、および、上記集積回路チップ22を、上記遮光性のモールド樹脂部14によって、一体にパッケージしている。上記発光素子23と上記受光素子24は、上記遮光性のモールド樹脂部14によって、光学的に分割されている。なお、上記第23実施形態(図23B)と同一の符号は、上記第23実施形態と同じ構成であるため、その説明を省略する。
図28は、第28実施形態の光半導体装置の簡略構成図を示している。この第28実施形態では、上記第27実施形態(図27)の上記リードフレーム1の代わりに、(基材の一例としての)硬質プリント基板20を用いて、平面搭載型の反射型センサーとしている。なお、上記硬質プリント基板20や上記プリント配線電極21は、上記第2実施形態(図2)と同じであるので、その説明を省略する。
図29は、この発明の第29実施形態の電子機器のブロック図を示している。この電子機器は、上記23実施形態(図23A、図23B)〜上記28実施形態(図28)の何れか一つに記載されている光半導体装置としての測距センサー51と、負荷部62と、この測距センサー51から出力された(図示しない)被検出物までの距離に基づいて上記負荷部62を制御する制御部としての制御回路61とを備える。
図30は、この発明の第30実施形態の電子機器のブロック図を示している。上記第29実施形態と相違する点を説明すると、この第30実施形態では、光半導体装置としての上記測距センサー51は、予め設定した距離データに対する(図示しない)上記被検出物までの距離の長短に応じて、H/L信号を出力する。つまり、この測距センサー51は、デジタル出力特性63を有する。
図31は、この発明の第31実施形態の電子機器のブロック図を示している。上記第29実施形態と相違する点を説明すると、この第31実施形態では、光半導体装置としての測距センサー51’は、(図示しない)上記被検出物までの距離に相当するアナログ信号を出力する。つまり、この測距センサー51’は、アナログ出力特性66を有する。
図32は、この発明の第32実施形態の電子機器のブロック図を示している。上記第29実施形態と相違する点を説明すると、この第32実施形態では、A/Dコンバータ内蔵のマイクロコンピューター70を備える。なお、このコンピューター70の代わりに、DSP(digital signal processor:デジタルシグナルプロセッサ)であってもよい。
図33は、この発明の第33実施形態の電子機器のブロック図を示している。上記第29実施形態と相違する点を説明すると、この第33実施形態では、A/Dコンバータ内蔵のマイクロコンピューター70を備える。なお、このコンピューター70の代わりに、DSP(digital signal processor:デジタルシグナルプロセッサ)であってもよい。
2…光半導体素子
3…導電性接着ペースト
4…ワイヤー
5,22,22’…集積回路チップ
10…レンズ部
11…光ファイバーケーブル
13…シリコーン樹脂部(透光性の緩衝樹脂部)
14…遮光性のモールド樹脂部
15…透光性のモールド樹脂部
16…レンズ付のシリコーン樹脂部(透光性の緩衝樹脂部)
18…凸状部
20…硬質プリント基板
21…プリント配線電極
23,23’,30…発光素子
24,24’,31…受光素子
25…ケース
26…レンズホルダー
27…レンズ
33,35…発光素子単体
34,36…受光素子単体
41,42…低ループ形状のワイヤー
41a…バンプ部
41b…平行部
42a…ボール部
42b…屈曲部
42c…平行部
51…測距センサー(デジタル出力)
51’…測距センサー(アナログ出力)
52…LED
53…PSD
54…レンズ
55…測距IC
56…LED駆動回路
57…信号処理回路
58…定電圧回路
59…出力回路
60…発信回路
61…制御回路
62…(スイッチング対象)負荷部
63…測距センサーのデジタル出力特性
64…スイッチング回路
65…ランプ
66…測距センサーのアナログ出力特性
67…ボリューム制御回路
68…(ボリューム制御対象)負荷部
70…マイクロコンピューター
71…CPU
72…ROM
73…RAM
74…入出力ポート
75…A/Dコンバータ
76…制御回路
77…室内ランプ
78…音量制御回路
79…スピーカー
Claims (27)
- 基材と、
この基材上に搭載された光半導体素子と、
この光半導体素子のうちの少なくとも表面の光の授受部に接触してこの少なくとも授受部を覆うと共に、上記基材と上記光半導体素子とを接続するボンディングワイヤーのうちの上記光半導体素子との接続部に接触してこの接続部を覆う弾性を有する透光性の緩衝樹脂部と、
この緩衝樹脂部の少なくとも一部および上記光半導体素子を封止すると共に上記基材の熱膨張係数に近似した熱膨張係数を有する遮光性のモールド樹脂部と
を備え、
上記緩衝樹脂部のうちの上記光半導体素子の上記授受部に対向する一部分は、上記モールド樹脂部から露出する一方、上記緩衝樹脂部のうちの上記一部分以外の他の部分は、上記モールド樹脂部に埋設され、
上記ワイヤーは、上記緩衝樹脂部内に、上記基材に略平行な平行部を有することを特徴とする光半導体装置。 - 請求項1に記載の光半導体装置において、
上記透光性の緩衝樹脂部は、上記遮光性のモールド樹脂部の表面から突出していることを特徴とする光半導体装置。 - 請求項1に記載の光半導体装置において、
上記透光性の緩衝樹脂部は、上記遮光性のモールド樹脂部から露出している凸状部を有し、この凸状部は、レンズ機能を有することを特徴とする光半導体装置。 - 請求項1に記載の光半導体装置において、
上記遮光性のモールド樹脂部から露出している上記透光性の緩衝樹脂部の露出面を少なくとも覆う透光性のモールド樹脂部を備えることを特徴とする光半導体装置。 - 請求項4に記載の光半導体装置において、
上記透光性のモールド樹脂部は、上記基材の上記光半導体素子を搭載している側のみに、配置されていることを特徴とする光半導体装置。 - 請求項5に記載の光半導体装置において、
上記透光性のモールド樹脂部は、上記透光性の緩衝樹脂部の露出面の近傍のみに、配置されていることを特徴とする光半導体装置。 - 請求項4に記載の光半導体装置において、
上記透光性のモールド樹脂部は、上記透光性の緩衝樹脂部の露出面、および、上記遮光性のモールド樹脂部の全周囲を、覆い、
上記遮光性のモールド樹脂部の線膨張係数は、上記透光性のモールド樹脂部の線膨張係数よりも小さいことを特徴とする光半導体装置。 - 請求項4に記載の光半導体装置において、
上記透光性の緩衝樹脂部の露出面は、外側に向かって凸状の面であり、
上記透光性の緩衝樹脂部の光屈折率は、上記透光性のモールド樹脂部の光屈折率より大きいことを特徴とする光半導体装置。 - 請求項4に記載の光半導体装置において、
上記透光性のモールド樹脂部は、上記透光性の緩衝樹脂部の露出面に重なると共に外側に向かって凸状の面を有するレンズ部を有することを特徴とする光半導体装置。 - 請求項1に記載の光半導体装置において、
上記基材としてのリードフレームと上記光半導体素子は、低ループ形状の上記ワイヤーを介して、互いに電気的に接続されていることを特徴とする光半導体装置。 - 請求項10に記載の光半導体装置において、
上記ワイヤーは、上記光半導体素子に位置するバンプ部から延びると共に上記リードフレームに略平行な上記平行部を有することを特徴とする光半導体装置。 - 請求項10に記載の光半導体装置において、
上記ワイヤーは、
上記光半導体素子に位置するボール部と、
このボール部から延びる屈曲部と、
この屈曲部から延びると共に上記リードフレームに略平行な上記平行部と
を有することを特徴とする光半導体装置。 - 請求項12に記載の光半導体装置において、
上記屈曲部の上記光半導体素子からの高さは、上記平行部の上記光半導体素子からの高さよりも、低いことを特徴とする光半導体装置。 - 請求項10に記載の光半導体装置において、
上記ワイヤーは、上記光半導体素子から延びると共に上記リードフレームに略平行な上記平行部を有することを特徴とする光半導体装置。 - 請求項10に記載の光半導体装置において、
上記リードフレーム上に搭載され上記遮光性のモールド樹脂部に封止されると共に上記光半導体素子を駆動制御する集積回路チップを備え、
上記リードフレームと上記集積回路チップは、低ループ形状の上記ワイヤーを介して、互いに電気的に接続されていることを特徴とする光半導体装置。 - 請求項1に記載の光半導体装置において、
上記光半導体素子は、発光素子または受光素子であることを特徴とする光半導体装置。 - 請求項1に記載の光半導体装置において、
一の上記光半導体素子は、発光素子であり、他の上記光半導体素子は、受光素子であり、
上記発光素子と上記受光素子は、被検出物の検出領域を介して互いに光学的に結合するように、対向配置され、
上記発光素子と上記受光素子は、上記透光性の緩衝樹脂部および上記遮光性のモールド樹脂部にて、覆われていることを特徴とする光半導体装置。 - 請求項1に記載の光半導体装置において、
一の上記光半導体素子は、発光素子であり、他の上記光半導体素子は、受光素子であり、
上記発光素子と上記受光素子は、被検出物による反射により互いに光学的に結合するように配置され、
上記発光素子と上記受光素子は、上記透光性の緩衝樹脂部および上記遮光性のモールド樹脂部にて、覆われていることを特徴とする光半導体装置。 - 請求項1に記載の光半導体装置において、
一の上記光半導体素子は、発光素子であり、他の上記光半導体素子は、受光素子であり、
上記発光素子と上記受光素子は、機器間の光通信に使用可能な位置に配置され、
上記発光素子と上記受光素子は、上記透光性の緩衝樹脂部および上記遮光性のモールド樹脂部にて、覆われていることを特徴とする光半導体装置。 - 請求項17ないし19のいずれか一つに記載の光半導体装置において、
上記発光素子と上記受光素子は、上記遮光性のモールド樹脂部、または、上記遮光性のモールド樹脂部を覆う透光性のモールド樹脂部によって、一体にパッケージされていることを特徴とする光半導体装置。 - 請求項20に記載の光半導体装置において、
上記発光素子と上記受光素子は、上記遮光性のモールド樹脂部によって、光学的に分割されていることを特徴とする光半導体装置。 - 請求項1に記載の光半導体装置を備えることを特徴とする電子機器。
- 請求項18に記載の光半導体装置と、
負荷部と、
上記光半導体装置から出力された上記被検出物までの距離に基づいて上記負荷部を制御する制御部と
を備えることを特徴とする電子機器。 - 請求項23に記載の電子機器において、
上記光半導体装置は、予め設定した距離データに対する上記被検出物までの距離の長短に応じて、H/L信号を出力し、
上記制御部は、上記光半導体装置から出力されたH/L信号を受けて、上記負荷部をON/OFF制御することを特徴とする電子機器。 - 請求項23に記載の電子機器において、
上記光半導体装置は、上記被検出物までの距離に相当するアナログ信号を出力し、
上記制御部は、上記光半導体装置から出力されたアナログ信号を受けて、上記負荷部のボリューム制御を行うことを特徴とする電子機器。 - 請求項23に記載の電子機器において、
A/Dコンバータ内蔵のマイクロコンピューター、または、DSPを備え、
上記光半導体装置は、上記被検出物までの距離に相当するアナログ信号を出力し、
上記制御部は、上記光半導体装置から出力されたアナログ信号を、上記マイクロコンピューターまたは上記DSPを介して、受けて、上記被検出物までの距離に応じて上記負荷部の明るさを制御することを特徴とする電子機器。 - 請求項23に記載の電子機器において、
A/Dコンバータ内蔵のマイクロコンピューター、または、DSPを備え、
上記光半導体装置は、上記被検出物までの距離に相当するアナログ信号を出力し、
上記制御部は、上記光半導体装置から出力されたアナログ信号を、上記マイクロコンピューターまたは上記DSPを介して、受けて、上記被検出物までの距離に応じて上記負荷部の音量を制御することを特徴とする電子機器。
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