JPH0730154A - 光半導体素子及び光半導体チップ組込品 - Google Patents

光半導体素子及び光半導体チップ組込品

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JPH0730154A
JPH0730154A JP19305193A JP19305193A JPH0730154A JP H0730154 A JPH0730154 A JP H0730154A JP 19305193 A JP19305193 A JP 19305193A JP 19305193 A JP19305193 A JP 19305193A JP H0730154 A JPH0730154 A JP H0730154A
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semiconductor chip
light
resin
light emitting
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Shuichi Sugimoto
周一 杉元
Shinji Nakamura
真司 中村
Hidekazu Omura
英一 大村
Motonari Fujikawa
元成 藤川
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Original Assignee
Omron Corp
Omron Tateisi Electronics Co
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 機器への実装構造を簡単にすることができ、
しかも素子自体の構造も簡単な光半導体素子を提供する
ことにある。 【構成】 光半導体チップ２を一方のリードフレーム３
の上にダイボンディングし、ボンディングワイヤ５によ
って他方のリードフレーム４とワイヤボンディングす
る。ついで、光半導体チップ２の上にシリコンゲル等の
透光性樹脂６をポッティングし、半導体チップを透光性
樹脂６で封止する。この後、光半導体チップ２をトラン
スファーモールド用金型７のキャビティ８内にセット
し、透光性樹脂６の先端部を金型７のキャビティ８内面
に密着させる。キャビティ８内に遮光性樹脂を注入して
外装部９を成形する。透光性樹脂６がキャビティ８内面
に密着していた部分には外装部９が形成されないので、
発光窓１０が開口される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は光半導体素子及び光半導
体チップ組込品に関する。具体的にいうと、本発明は樹
脂モールド型の光半導体素子、光半導体チップを組み込
んだ例えばソリッドステートリレー等の光半導体チップ
組込品に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の光半導体素子、例えば可視光発光
ダイオード（ＬＥＤ）の構造を図１に示す。この光半導
体素子５１にあっては、一方のリードフレーム５２の上
に光半導体チップ５３をダイボンディングし、他方のリ
ードフレーム５４と光半導体チップ５３との間を金線５
５でワイヤボンディングしてあり、光半導体チップ５３
及び金線５５を含む部分をトランスファーモールドによ
り成形された透光性樹脂５６内に封止している。
【０００３】また、図２に示すものは、上記のような樹
脂モールド型の光半導体素子をリレーや光電近接スイッ
チ等の機器に組み込んだ状態を示す断面図である。すな
わち、赤色透光性樹脂５６Ｒで封止された赤色発光ダイ
オード５１Ｒと緑色透光性樹脂５６Ｇで封止された緑色
発光ダイオード５１Ｇをプリント基板５７に実装し、赤
色発光ダイオード５１Ｒと緑色発光ダイオード５１Ｇを
それぞれ光を通さないケース５８で覆い、各ケース５８
に表示窓５９を開口してある。このような構造において
は、赤色発光ダイオード５１Ｒ又は緑色発光ダイオード
５１Ｇを発光させることによって例えば機器のオン、オ
フ表示をなすことができる。
【０００４】また、図３に示すものは、樹脂モールド型
の光半導体素子５１を組み込んだソリッドステートリレ
ー６０の断面図である。従来にあっては、パワーＭＯＳ
ＦＥＴ６１，６２、フォトカプラ６３、抵抗６４、バリ
スタ６５を実装した基板６６に図１のような光半導体素
子５１を実装し、さらに基板６６に金属端子６７を接続
した後、この基板６６をケース６８内に納めて光半導体
素子５１をケース６８に開口した表示窓６９に対向さ
せ、ケース６８内にポッティング成形樹脂７０を注入し
て一体構造のソリッドステートリレー６０を構成してい
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
樹脂モールド型の光半導体素子は透光性樹脂でトランス
ファーモールドされていて全面発光型となっているた
め、機器に実装する場合には、図２に示したように、表
示窓を開口されたケースに納める必要があった。このた
め、機器への実装構造が複雑となり、機器の小型化が難
しかった。また、コストが高くついて機器の低価格化も
困難であった。
【０００６】同様に、回路素子と共に光半導体チップを
組込んだソリッドステートリレーの場合にも、図３に示
したように、表示窓を開口されたケースに納めてポッテ
ィング成形樹脂によって封止する必要があったので、部
品点数が多くて構造が複雑となり、コストも高くついて
いた。
【０００７】本発明は叙上の従来例の欠点に鑑みてなさ
れたものであり、その目的とするところは、機器への実
装構造を簡単にすることができ、しかも素子自体の構造
も簡単な光半導体素子を提供することにある。また、簡
単な構造によって光半導体チップを組込まれた光半導体
チップ組込品を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の光半導体素子
は、チップ取付け部に実装された光半導体チップを透光
性樹脂によって封止し、発光窓となる領域を除いて前記
透光性樹脂の外面に遮光性樹脂による外装部を成形した
ことを特徴としている。
【０００９】前記光半導体素子においては、前記外装部
に形成された前記発光窓が、数字や文字等の表示を行な
う表示窓となっていてもよい。
【００１０】また、本発明の光半導体チップ組込品は、
チップ取り付け部に前記光半導体チップと共に光半導体
チップ以外の回路素子を実装し、透光性樹脂によって封
止された光半導体チップと共に当該回路素子の外面に遮
光性樹脂による外装部を成形したことを特徴としてい
る。
【００１１】
【作用】本発明にあっては、光半導体チップを透光性樹
脂で封止し、さらにその外面に遮光性樹脂による外装部
を成形して外装部に発光窓を開口させているので、光半
導体チップから発した光は発光窓からのみ外部へ出射さ
れる。従って、発光窓を備えた光半導体素子や光半導体
チップ組込品をケース等を用いることなく、樹脂モール
ドによる簡単な構造によって製作することができる。
【００１２】さらに、光半導体素子にあっては、機器や
回路基板等に実装する際に光半導体素子をケースで覆っ
たりする必要がなく、そのまま機器や回路基板等へ実装
して用いることができる。
【００１３】また、発光窓が数字や文字等の形に開口さ
れた表示窓となっていれば、別途表示窓や表示プレート
などを設ける必要がなくなり、機器や回路基板への実装
構造をより簡単にすることができる。
【００１４】
【実施例】図４は本発明の一実施例による光半導体素子
１を示す平面図、図５（ａ）（ｂ）（ｃ）は当該光半導
体素子１を製造するための工程を示す断面図である。図
５に従って当該製造工程を説明し、併せて本実施例の光
半導体素子１の構造を明らかにする。図５（ａ）に示す
３，４は可視光発光ダイオードチップのような光半導体
チップ２に電流を供給するための一対のリードフレーム
であって、光半導体チップ２は一方のリードフレーム３
の上にダイボンディングされ、他方のリードフレーム４
とボンディングワイヤ５によってボンディングされてい
る。このようにしてリードフレーム３，４に実装されて
いる光半導体チップ２の上にシリコンゲル等の透光性樹
脂６をポッティングによって滴下し、図５（ａ）のよう
に光半導体チップ２を透光性樹脂６によって封止する。
この後、図５（ｂ）に示すように、透光性樹脂６によっ
て封止された光半導体チップ２をトランスファーモール
ド用金型７のキャビティ８内にセットする。この時、透
光性樹脂６はキャビティ８内面よりも高いので、透光性
樹脂６の先端部は潰され、キャビティ８の内面に密着す
る。この状態でキャビティ８内に遮光性樹脂を注入して
外装部９をトランスファーモルドすると、透光性樹脂６
及びリードフレーム３，４の一部に外装部９が形成され
るが、透光性樹脂６のキャビティ８内面と密着していた
部分には外装部９が成形されず、透光性樹脂６が露出す
るので、この部分が発光窓１０となる。図５（ｃ）及び
図４は、この光半導体素子１を金型７から取り出した状
態を示す断面図及び平面図であって、光半導体チップ２
に対応して外装部９に円形の発光窓１０が開口されてい
る。従って、この光半導体素子１は発光窓１０を除いて
遮光性の外装部９によって覆われており、発光窓１０を
通してのみ光半導体チップ２の光が外部へ出射され、機
器等へ実装する場合にも別途遮光用のケース等を必要と
しなくなる。
【００１５】なお、図５の実施例では、透光性樹脂６が
軟質樹脂であって、金型７のキャビティ８内に納入され
た時に押し潰されてキャビティ８内面に密着するように
したが、硬質ないし軟質の透光性樹脂６を用いてその先
端面をキャビティ８の内面とほぼ一致する形状に成形し
ておき、キャビティ８内に納めた場合に透光性樹脂６の
先端面がキャビティ８内面に密着するようにしてもよ
い。
【００１６】図６に示すものは本発明の別な実施例によ
る光半導体素子１１を示す平面図、図７（ａ）（ｂ）は
当該光半導体素子１１の製造方法を示す断面図である。
この実施例にあっては、金型７のキャビティ８内面から
発光窓１０の形状に突部１２を突出させてあり、透光性
樹脂６によって封止された光半導体チップ２をキャビテ
ィ８内に納めると、図７（ａ）に示すように突部１２が
透光性樹脂６の先端部に当接もしくは喰い込む。従っ
て、金型７のキャビティ８内に遮光性樹脂を注入して外
装部９を成形すると、外装部９を形成された光半導体素
子１１には図７（ｂ）に示すように突部１２の位置にお
いて外装部９に突部１２と同じ形状の発光窓１０が開口
される。図６では、線状ないし長方形状の発光窓１０を
開口された光半導体素子１１を示しているが、この実施
例によれば、文字、記号等の複雑な形状をした発光窓１
０（表示窓）も容易に形成することができる。また、突
部１２によって発光窓１０を形成することにより、外装
部９の発光窓１０の縁にあたる部分の肉厚が図４の実施
例のように薄くなるのを防止することができ、光半導体
素子１１の耐久性を向上させることができる。
【００１７】図８は本発明のさらに別な実施例による光
半導体素子１３の平面図であって、リードフレーム３の
上に搭載された７個の光半導体チップ２をそれぞれ透光
性樹脂６によって封止した後、遮光用樹脂によって外装
部９を形成し、外装部９に各光半導体チップ２に対応す
る線状の発光窓１０を開口し、全体として数字を表示さ
せるため７セグメント型の表示部を形成したものであ
る。
【００１８】図９は本発明のさらに別な実施例による光
半導体素子１４の平面図であって、リードフレーム３の
上に搭載された４個の光半導体チップ２をそれぞれ透光
性樹脂６によって封止した後、遮光用樹脂によって外装
部９を形成し、外装部９に各光半導体チップ２に対応す
る円状の発光窓１０を開口したものである。図９の光半
導体素子１４では２行２列に発光窓１０を形成されてい
るが、８行８列の計６４個の光半導体チップ２を搭載さ
せ、各光半導体チップ２に対応させて６４個の発光窓１
０を開口すれば、ドット表示によって文字や数字なども
表示することができる。
【００１９】図１０は本発明のさらに別な実施例による
光半導体素子１５の構造を示す断面図である。この実施
例にあっては、リードフレーム３の上に発光色（可視
光）の異なる赤色発光ダイオードと緑色発光ダイオード
のような複数個の光半導体チップ２Ｒ，２Ｇを搭載し、
各光半導体チップ２Ｒ，２Ｇを一緒に透光性樹脂６内に
封止し、各光半導体チップ２Ｒ，２Ｇに共通する１つの
発光窓１０を開口したものである。従って、この光半導
体素子１４にあっては、異なる光半導体チップ２Ｒ，２
Ｇを発光させることにより、同一の発光窓１０における
発光色を赤色や緑色に変化させることができる。
【００２０】図１１（ａ）（ｂ）（ｃ）は本発明のさら
に別な実施例によるフォトインタラプタ１６とその製造
方法を示す説明図である。すなわち、一対のリードフレ
ーム３，４の上に光半導体チップ２を搭載し、別な一対
のリードフレーム１７，１８の上に受光チップ１９を搭
載し、光半導体チップ２及び受光チップ１９をそれぞれ
透光性樹脂６によって封止した後、光半導体チップ２及
び受光チップ１９を透光性樹脂６と共に、図１１（ａ）
（ｂ）に示すように遮光性樹脂の外装部９内にインサー
ト成形すると共に同時に成形されたブリッジ部２０で両
外装部９間を接続し、ブリッジ部２０と外装部９との間
にＶ溝状の折り曲げ部ａを形成している。ついで、折り
曲げ部ａで外装部９とブリッジ部２０の間をそれぞれ９
０度づつ折り曲げることによって光半導体チップ２と受
光チップ１９とを対向させ、フォトマイクロセンサ等と
して用いられるフォトインタラプタ１６が構成される。
【００２１】図１２は本発明のさらに別な実施例であっ
て、光半導体チップ２以外の回路素子を一体に組み込ん
だソリッドステートリレー２１の断面図である。この実
施例にあっては、パワーＭＯＳＦＥＴ２２，２３、フォ
トカプラ２４、抵抗２５、バリスタ２６を実装し、金属
端子２７を接続された基板２８の上に光半導体チップ２
をベアチップ実装した後、光半導体チップ２の上に透光
性樹脂６をポッティングして光半導体素子１４を透光性
樹脂６内に封止している。ついで、パワーＭＯＳＦＥＴ
２２，２３、フォトカプラ２４、抵抗２５、バリスタ２
６と共に透光性樹脂６に封止された光半導体チップ２を
遮光性樹脂によって外装成形し、遮光性樹脂の外装部９
内に一体化している。また、透光性樹脂６の先端部は外
装部９から露出していて発光窓１０が形成されている。
【００２２】
【発明の効果】本発明の光半導体素子によれば、光半導
体チップを透光性樹脂で封止し、さらにその外面に遮光
性樹脂による外装部を成形して外装部に発光窓を開口さ
せているので、機器や回路基板等に実装する際に光半導
体素子をケースで覆ったりする必要がなく、そのまま機
器や回路基板等へ実装して用いることができる。このた
め、機器や回路基板への実装構造を簡単にすることがで
き、機器等を小型化することができる。また、光半導体
素子をパッケージしている樹脂モールド構造も簡単であ
るので、コストを安価にできて機器等を低価格化するこ
とができる。
【００２３】また、発光窓が数字や文字等の表示を行な
う表示窓となっていれば、別途表示窓を設ける必要もな
くなり、機器や回路基板への実装構造をより簡単にする
ことができる。
【００２４】また、本発明の光半導体チップ組込品によ
れば、信号処理回路等の回路を一体に組み込むことがで
き、光半導体チップを含む部品等をより小型化できる。
しかも、光半導体チップを透光性樹脂で封止し、さらに
その外面に遮光性樹脂による外装部を成形して外装部に
発光窓を開口させているので、発光窓を備えた光半導体
チップ組込品をケース等を用いることなく、樹脂モール
ドによる簡単な構造によって製作することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の光半導体素子を示す断面図である。
【図２】同上の光半導体素子を機器に組み込んだ状態を
示す断面図である。
【図３】同上の光半導体素子を組み込んだソリッドステ
ートリレーを示す断面図である。
【図４】本発明の一実施例による光半導体素子を示す断
面図である。
【図５】（ａ）（ｂ）（ｃ）は同上の実施例による光半
導体素子を製造するための工程を示す断面図である。
【図６】本発明の別な実施例による光半導体素子を示す
断面図である。
【図７】（ａ）（ｂ）は同上の実施例による光半導体素
子を製造するための方法を示す断面図である。
【図８】本発明のさらに別な実施例による光半導体素子
を示す平面図である。
【図９】本発明のさらに別な実施例による光半導体素子
を示す平面図である。
【図１０】本発明のさらに別な実施例による光半導体素
子を示す断面図である。
【図１１】（ａ）（ｂ）（ｃ）は本発明のさらに別な実
施例によるフォトインタラプタを示す説明図である。
【図１２】本発明にかかる光半導体素子と一体に構成さ
れたソリッドステートリレーの断面図である。
【符号の説明】
２ 光半導体チップ ３，４ リードフレーム（チップ取付け部） ６ 透光性樹脂 ９ 外装部 １０ 発光窓 ２８ 基板（チップ取付け部）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 31/12 Ｄ 7210−4Ｍ (72)発明者 藤川 元成 京都府京都市右京区花園土堂町10番地 オ ムロン株式会社内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 チップ取付け部に実装された光半導体チ
    ップを透光性樹脂によって封止し、発光窓となる領域を
    除いて前記透光性樹脂の外面に遮光性樹脂による外装部
    を成形したことを特徴とする光半導体素子。
  2. 【請求項２】 前記外装部に形成された前記発光窓が、
    数字や文字等の表示を行なう表示窓となっていることを
    特徴とする請求項１に記載の光半導体素子。
  3. 【請求項３】 チップ取り付け部に前記光半導体チップ
    と共に光半導体チップ以外の回路素子を実装し、透光性
    樹脂によって封止された光半導体チップと共に当該回路
    素子の外面に遮光性樹脂による外装部を成形したことを
    特徴とする光半導体チップ組込品。
JP19305193A 1993-07-07 1993-07-07 光半導体素子及び光半導体チップ組込品 Pending JPH0730154A (ja)

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