JPH04259264A - 半導体発光装置 - Google Patents
半導体発光装置Info
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- JPH04259264A JPH04259264A JP3020606A JP2060691A JPH04259264A JP H04259264 A JPH04259264 A JP H04259264A JP 3020606 A JP3020606 A JP 3020606A JP 2060691 A JP2060691 A JP 2060691A JP H04259264 A JPH04259264 A JP H04259264A
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- Japan
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- lens
- light emitting
- diode chip
- emitting diode
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- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 7
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 claims abstract description 19
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims abstract description 15
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims abstract description 15
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 17
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 abstract description 16
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 abstract description 16
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 15
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- 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
- H01L2224/4805—Shape
- H01L2224/4809—Loop shape
- H01L2224/48091—Arched
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
- H01L2224/85—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a wire connector
- H01L2224/85909—Post-treatment of the connector or wire bonding area
- H01L2224/8592—Applying permanent coating, e.g. protective coating
Landscapes
- Led Device Packages (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は発光ダイオードに関する
。近年の光通信の普及に伴い，光ＬＡＮなど低価格の光
通信システムの要求が高まっている。このため，低価格
でしきい値電流が存在しない発光ダイオードが注目され
ている。
。近年の光通信の普及に伴い，光ＬＡＮなど低価格の光
通信システムの要求が高まっている。このため，低価格
でしきい値電流が存在しない発光ダイオードが注目され
ている。
【０００２】しかし，発光ダイオードは半導体レーザよ
りも光ファイバとの結合効率が低いため，光出力の高い
ことが要求される分野で使用するためには，結合効率を
高める必要がある。
りも光ファイバとの結合効率が低いため，光出力の高い
ことが要求される分野で使用するためには，結合効率を
高める必要がある。
【０００３】
【従来の技術】従来，光ファイバとの結合効率を高める
目的で，発光ダイオードチップ上にレンズを固定し，さ
らに素子保護のためのキャップに集光用レンズを配置し
た発光ダイオードが開発されている。
目的で，発光ダイオードチップ上にレンズを固定し，さ
らに素子保護のためのキャップに集光用レンズを配置し
た発光ダイオードが開発されている。
【０００４】ところが，レンズを発光ダイオードチップ
上に固定するのに樹脂を用いているため，樹脂の表面張
力によりレンズが，発光ダイオードチップ上に設けられ
た電流を供給するワイヤのある側に引き寄せられてしま
う。このため，発光ダイオードチップ上のレンズの光軸
とキャップに設けられた集光用レンズの光軸がずれてし
まい，光ファイバとの結合効率を落としてしまっていた
。
上に固定するのに樹脂を用いているため，樹脂の表面張
力によりレンズが，発光ダイオードチップ上に設けられ
た電流を供給するワイヤのある側に引き寄せられてしま
う。このため，発光ダイオードチップ上のレンズの光軸
とキャップに設けられた集光用レンズの光軸がずれてし
まい，光ファイバとの結合効率を落としてしまっていた
。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の問題に
鑑み，たとえ発光ダイオードチップ上でレンズが位置ず
れを起こして固定されたとしても，光ファイバとの結合
効率を大きくとれる発光ダイオードを提供することを目
的とする。
鑑み，たとえ発光ダイオードチップ上でレンズが位置ず
れを起こして固定されたとしても，光ファイバとの結合
効率を大きくとれる発光ダイオードを提供することを目
的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】図１は本発明の発光ダイ
オードの断面図である。上記課題は，電流を供給するワ
イヤ２が接続された発光ダイオードチップ１と， 該発
光ダイオードチップ１を搭載する台５と， 該発光ダイ
オードチップ１上に配置された第１のレンズ３と， 該
第１のレンズ３を該発光ダイオードチップ１に固定しか
つワイヤ２の一部を埋め込む樹脂４と， 該発光ダイオ
ードチップ１から出射し該第１のレンズ３を透過した光
を集めて光ファイバに導く第２のレンズ６とを有する半
導体発光装置であって，該発光ダイオードチップ１は，
その中心が該第２のレンズ６の光軸から，該ワイヤ２の
導出方向と逆方向にずらして配置されている半導体発光
装置によって解決される。
オードの断面図である。上記課題は，電流を供給するワ
イヤ２が接続された発光ダイオードチップ１と， 該発
光ダイオードチップ１を搭載する台５と， 該発光ダイ
オードチップ１上に配置された第１のレンズ３と， 該
第１のレンズ３を該発光ダイオードチップ１に固定しか
つワイヤ２の一部を埋め込む樹脂４と， 該発光ダイオ
ードチップ１から出射し該第１のレンズ３を透過した光
を集めて光ファイバに導く第２のレンズ６とを有する半
導体発光装置であって，該発光ダイオードチップ１は，
その中心が該第２のレンズ６の光軸から，該ワイヤ２の
導出方向と逆方向にずらして配置されている半導体発光
装置によって解決される。
【０００７】
【作用】図２（ａ） 〜（ｃ） は本発明の原理を説明
するための図で，１は発光ダイオードチップ，２はワイ
ヤ，３は第１のレンズ，４は樹脂，５は台，６は第２の
レンズ，９はキャップを表す。
するための図で，１は発光ダイオードチップ，２はワイ
ヤ，３は第１のレンズ，４は樹脂，５は台，６は第２の
レンズ，９はキャップを表す。
【０００８】台５に搭載された発光ダイオードチップ１
の中心部から発生した光は第１のレンズ３で集められ，
さらに第２のレンズ６によってその上部に開口する光フ
ァイバに結合する。
の中心部から発生した光は第１のレンズ３で集められ，
さらに第２のレンズ６によってその上部に開口する光フ
ァイバに結合する。
【０００９】図２（ａ） は第１のレンズ３と第２のレ
ンズ６の光軸が一致し，さらに発光ダイオードチップ１
の中心（発光領域）もそれらの光軸と一致している場合
を示し，この場合は発光ダイオードチップ１から第１の
レンズ３を通して取り出された光は正常に第２のレンズ
６によって集光され，効率よく光ファイバに結合する。
ンズ６の光軸が一致し，さらに発光ダイオードチップ１
の中心（発光領域）もそれらの光軸と一致している場合
を示し，この場合は発光ダイオードチップ１から第１の
レンズ３を通して取り出された光は正常に第２のレンズ
６によって集光され，効率よく光ファイバに結合する。
【００１０】図２（ｂ） はワイヤ２が接続された発光
ダイオードチップ１の上に配置される第１のレンズ３が
，樹脂４により発光ダイオードチップ１にボンディング
される時，樹脂４の表面張力の作用でワイヤ２側に引き
寄せられ，ワイヤ２側にずれた位置に固定された状態を
示している。この場合は発光ダイオードチップ１から第
１のレンズ３を通して取り出された光はワイヤ２がある
側に傾斜して第２のレンズ６にかたよって入射し，第２
のレンズ６を通った後の分散が大きい。しかも傾斜が大
きいと，キャップ９の端部で入射光の一部がけられるこ
ともある。したがって，光ファイバとの結合効率が落ち
てしまう。
ダイオードチップ１の上に配置される第１のレンズ３が
，樹脂４により発光ダイオードチップ１にボンディング
される時，樹脂４の表面張力の作用でワイヤ２側に引き
寄せられ，ワイヤ２側にずれた位置に固定された状態を
示している。この場合は発光ダイオードチップ１から第
１のレンズ３を通して取り出された光はワイヤ２がある
側に傾斜して第２のレンズ６にかたよって入射し，第２
のレンズ６を通った後の分散が大きい。しかも傾斜が大
きいと，キャップ９の端部で入射光の一部がけられるこ
ともある。したがって，光ファイバとの結合効率が落ち
てしまう。
【００１１】図２（ｃ） は上の問題を解決するために
発明で採用された構造を示す。発光ダイオードチップ１
に第１のレンズ３を樹脂４でボンディングする時，ワイ
ヤ２側にずれることを予め見込んで発光ダイオードチッ
プ１の中心を第２のレンズ６の光軸からずらして台５上
に固定しておく。ずらす方向は発光ダイオードチップ１
の中心からワイヤ２を見る方向と逆方向である。このよ
うにすれば，たとえ発光ダイオードチップ１から第１の
レンズ３を通して取り出された光はワイヤ２がある側に
傾斜したとしても，第２のレンズ６の光軸付近に入射す
る。 したがって，第２のレンズ６によって集光された光は効
率よく光ファイバに結合する。
発明で採用された構造を示す。発光ダイオードチップ１
に第１のレンズ３を樹脂４でボンディングする時，ワイ
ヤ２側にずれることを予め見込んで発光ダイオードチッ
プ１の中心を第２のレンズ６の光軸からずらして台５上
に固定しておく。ずらす方向は発光ダイオードチップ１
の中心からワイヤ２を見る方向と逆方向である。このよ
うにすれば，たとえ発光ダイオードチップ１から第１の
レンズ３を通して取り出された光はワイヤ２がある側に
傾斜したとしても，第２のレンズ６の光軸付近に入射す
る。 したがって，第２のレンズ６によって集光された光は効
率よく光ファイバに結合する。
【００１２】図２（ｃ） の配置は第１のレンズ３を出
た光がキャップ９の端部でけられることがないから，第
２のレンズ６を省略して直接開口数が大きい光ファイバ
に入射するようにした場合でも図２（ｂ） の配置より
は光ファイバとの結合効率がよい。
た光がキャップ９の端部でけられることがないから，第
２のレンズ６を省略して直接開口数が大きい光ファイバ
に入射するようにした場合でも図２（ｂ） の配置より
は光ファイバとの結合効率がよい。
【００１３】
【実施例】図１は本発明の発光ダイオードの断面図で，
１は発光ダイオードチップ，２はワイヤ，３は第１のレ
ンズ，４は樹脂，５は台，６は第２のレンズ，７はステ
ム，８はリード端子，９はキャップを表す。以下，図１
を参照しながら実施例について説明する。
１は発光ダイオードチップ，２はワイヤ，３は第１のレ
ンズ，４は樹脂，５は台，６は第２のレンズ，７はステ
ム，８はリード端子，９はキャップを表す。以下，図１
を参照しながら実施例について説明する。
【００１４】発光ダイオードチップ１は３５０ μｍ□
程度のサイズで，中心部に直径３５μｍ程度の発光領域
を持っている。端部には電流を供給するためのワイヤ２
が接続され，台５に例えば，はんだにより固定される。 ワイヤ２はリード端子８に接続される。
程度のサイズで，中心部に直径３５μｍ程度の発光領域
を持っている。端部には電流を供給するためのワイヤ２
が接続され，台５に例えば，はんだにより固定される。 ワイヤ２はリード端子８に接続される。
【００１５】第１のレンズ３は直径５００ μｍのボー
ルレンズで，樹脂４により発光ダイオードチップ１上に
固定される。その時，樹脂４はワイヤ２の一部も埋め込
むが，樹脂４の表面張力の作用で第１のレンズ３はワイ
ヤ２側に引き寄せられ，例えば，４０μｍほど発光ダイ
オードチップ１の中心からワイヤ２側にずれてしまう。
ルレンズで，樹脂４により発光ダイオードチップ１上に
固定される。その時，樹脂４はワイヤ２の一部も埋め込
むが，樹脂４の表面張力の作用で第１のレンズ３はワイ
ヤ２側に引き寄せられ，例えば，４０μｍほど発光ダイ
オードチップ１の中心からワイヤ２側にずれてしまう。
【００１６】第２のレンズ６は内側が直径６００ μｍ
，外側が直径８００ μｍの球面で，ステム９に固定さ
れる。第１のレンズ３と第２のレンズ６の中心距離は２
ｍｍ程度である。第２のレンズ６の上部には第２のレン
ズ６から出る光を取り込む開口を有する光ファイバが設
けられる。
，外側が直径８００ μｍの球面で，ステム９に固定さ
れる。第１のレンズ３と第２のレンズ６の中心距離は２
ｍｍ程度である。第２のレンズ６の上部には第２のレン
ズ６から出る光を取り込む開口を有する光ファイバが設
けられる。
【００１７】第１のレンズ３が発光ダイオードチップ１
の中心からワイヤ２側に４０μｍずれて固定された発光
ダイオードチップ１を用いて，その台５上の位置と出射
された光が光ファイバに取り込まれる量の関係を調べた
。
の中心からワイヤ２側に４０μｍずれて固定された発光
ダイオードチップ１を用いて，その台５上の位置と出射
された光が光ファイバに取り込まれる量の関係を調べた
。
【００１８】まず，発光ダイオードチップ１を台５上の
ある位置に固定して光を出射させておき，光ファイバを
第２のレンズ６の光軸と直交する方向に移動して最も多
く光が取り込まれる位置の光量を最大結合パワーとして
求めた。
ある位置に固定して光を出射させておき，光ファイバを
第２のレンズ６の光軸と直交する方向に移動して最も多
く光が取り込まれる位置の光量を最大結合パワーとして
求めた。
【００１９】次々に発光ダイオードチップ１の台５上に
固定する位置を変えて，上記と同様にして最大結合パワ
ーを求めた。図３は発光ダイオードチップのずれ量と最
大結合パワーの関係を示す図で，実線が上記の実験結果
を示すものである。横軸は発光ダイオードチップ１の中
心が第２のレンズ６の光軸からずれる量を示し，発光ダ
イオードチップ１の中心からワイヤ２を見る方向にずれ
る場合のずれ量は負，その逆方向のずれ量は正とした。 縦軸は最大結合パワーを示す。この図に見るように，ず
れ量が約＋２００ μｍの時，大きな最大結合パワーが
得られることがわかる。
固定する位置を変えて，上記と同様にして最大結合パワ
ーを求めた。図３は発光ダイオードチップのずれ量と最
大結合パワーの関係を示す図で，実線が上記の実験結果
を示すものである。横軸は発光ダイオードチップ１の中
心が第２のレンズ６の光軸からずれる量を示し，発光ダ
イオードチップ１の中心からワイヤ２を見る方向にずれ
る場合のずれ量は負，その逆方向のずれ量は正とした。 縦軸は最大結合パワーを示す。この図に見るように，ず
れ量が約＋２００ μｍの時，大きな最大結合パワーが
得られることがわかる。
【００２０】したがって，この場合，発光ダイオードチ
ップ１の台５上へのボンディング位置を予めその中心が
第２のレンズ６の光軸から＋２００ μｍの位置となる
ように定めておけば，第１のレンズ３を発光ダイオード
チップ１上に樹脂で固定する時の位置ずれが相殺されて
，光ファイバとの結合効率を落とすことがない。
ップ１の台５上へのボンディング位置を予めその中心が
第２のレンズ６の光軸から＋２００ μｍの位置となる
ように定めておけば，第１のレンズ３を発光ダイオード
チップ１上に樹脂で固定する時の位置ずれが相殺されて
，光ファイバとの結合効率を落とすことがない。
【００２１】図３の点線は第１のレンズ３が発光ダイオ
ードチップ１の中心に固定されている場合についてしら
べたもので，発光ダイオードチップのずれ量がゼロ，即
ち発光ダイオードチップの中心が第２のレンズ６の光軸
と一致する時，当然のことながら大きな最大結合パワー
が得られることがわかった。
ードチップ１の中心に固定されている場合についてしら
べたもので，発光ダイオードチップのずれ量がゼロ，即
ち発光ダイオードチップの中心が第２のレンズ６の光軸
と一致する時，当然のことながら大きな最大結合パワー
が得られることがわかった。
【００２２】
【発明の効果】以上説明したように，本発明によれば，
光ファイバとの結合効率を落とさずに発光ダイオードを
作製することができる。本発明は発光ダイオードの光出
力向上に寄与するところが大きい。
光ファイバとの結合効率を落とさずに発光ダイオードを
作製することができる。本発明は発光ダイオードの光出
力向上に寄与するところが大きい。
【図１】本発明の発光ダイオードの断面図である。
【図２】（ａ） 〜（ｃ） は本発明の原理を説明する
ための図である。
ための図である。
【図３】発光ダイオードチップのずれ量と最大結合パワ
ーの関係である。
ーの関係である。
１は発光ダイオードチップ
２はワイヤ
３は第１のレンズ
４は樹脂
５は台
６は第２のレンズ
７はステム
８はリード端子
９はキャップ
Claims (1)
- 【請求項１】 電流を供給するワイヤ（２） が接続
された発光ダイオードチップ（１） と， 該発光ダイ
オードチップ（１） を搭載する台（５） と， 該発
光ダイオードチップ（１） 上に配置された第１のレン
ズ（３） と， 該第１のレンズ（３） を該発光ダイ
オードチップ（１） に固定しかつワイヤ（２） の一
部を埋め込む樹脂（４） と， 該発光ダイオードチッ
プ（１） から出射し該第１のレンズ（３） を透過し
た光を集めて光ファイバに導く第２のレンズ（６） と
を有する半導体発光装置であって，該発光ダイオードチ
ップ（１） は，その中心が該第２のレンズ（６） の
光軸から，該ワイヤ（２） の導出方向と逆方向にずら
して配置されていることを特徴とする半導体発光装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3020606A JPH04259264A (ja) | 1991-02-14 | 1991-02-14 | 半導体発光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3020606A JPH04259264A (ja) | 1991-02-14 | 1991-02-14 | 半導体発光装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04259264A true JPH04259264A (ja) | 1992-09-14 |
Family
ID=12031927
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3020606A Withdrawn JPH04259264A (ja) | 1991-02-14 | 1991-02-14 | 半導体発光装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04259264A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011138982A (ja) * | 2009-12-29 | 2011-07-14 | Omron Corp | 照明装置および照明装置の製造方法 |
| CN106486029A (zh) * | 2016-12-11 | 2017-03-08 | 北京方瑞博石数字技术有限公司 | 一种封装led灯的玻璃透镜是光纤的led灯 |
-
1991
- 1991-02-14 JP JP3020606A patent/JPH04259264A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011138982A (ja) * | 2009-12-29 | 2011-07-14 | Omron Corp | 照明装置および照明装置の製造方法 |
| CN106486029A (zh) * | 2016-12-11 | 2017-03-08 | 北京方瑞博石数字技术有限公司 | 一种封装led灯的玻璃透镜是光纤的led灯 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19980514 |