JPH10307237A - 一体型光通信用半導体装置 - Google Patents
一体型光通信用半導体装置Info
- Publication number
- JPH10307237A JPH10307237A JP9134372A JP13437297A JPH10307237A JP H10307237 A JPH10307237 A JP H10307237A JP 9134372 A JP9134372 A JP 9134372A JP 13437297 A JP13437297 A JP 13437297A JP H10307237 A JPH10307237 A JP H10307237A
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- JP
- Japan
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- light
- receiving element
- lens
- emitting element
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 組み込み先であるセットの通信用窓を小さく
して外乱光の影響を受けずらくすることに寄与し、しか
もセット同士の位置合わせを容易にできる小型化された
一体型光半導体装置を提供する。 【解決手段】発光素子と受光素子を有する構造の光通信
用半導体装置において、受光素子３をリードフレーム５
上に固着し、発光素子１を受光素子３上に固着し、発光
素子用レンズ２と受光素子用レンズ４を透光性のモール
ド樹脂６を用いて一体成形し、かつ、前記受光素子用レ
ンズ４の形成領域に前記発光素子用レンズ２の全部また
は一部を形成し、両者の光軸を近接または合致させて構
成される。
して外乱光の影響を受けずらくすることに寄与し、しか
もセット同士の位置合わせを容易にできる小型化された
一体型光半導体装置を提供する。 【解決手段】発光素子と受光素子を有する構造の光通信
用半導体装置において、受光素子３をリードフレーム５
上に固着し、発光素子１を受光素子３上に固着し、発光
素子用レンズ２と受光素子用レンズ４を透光性のモール
ド樹脂６を用いて一体成形し、かつ、前記受光素子用レ
ンズ４の形成領域に前記発光素子用レンズ２の全部また
は一部を形成し、両者の光軸を近接または合致させて構
成される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光データ通信用半
導体素子に係り、特に半二重通信方式で用いる一体型光
通信用半導体装置に関する。
導体素子に係り、特に半二重通信方式で用いる一体型光
通信用半導体装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図５は従来の一体型光通信用半導体装置
（以降、光半導体装置または装置と略称することもあ
る）の断面図であり、この図において、ＬＥＤ等の発光
素子１から発光される通信光は、発光素子１上部に形成
された発光用レンズ２によって集光され、発光用レンズ
２の光軸方向に照射される。通信光として入射された光
は、発光用レンズ２の横に設けられた、ホトダイオード
等の受光素子３上部に形成された受光用レンズ４で受
け、このレンズ４により集光され、受光素子３に集めら
れる。
（以降、光半導体装置または装置と略称することもあ
る）の断面図であり、この図において、ＬＥＤ等の発光
素子１から発光される通信光は、発光素子１上部に形成
された発光用レンズ２によって集光され、発光用レンズ
２の光軸方向に照射される。通信光として入射された光
は、発光用レンズ２の横に設けられた、ホトダイオード
等の受光素子３上部に形成された受光用レンズ４で受
け、このレンズ４により集光され、受光素子３に集めら
れる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来の一体型光通信用
半導体装置は、以上のように構成されているため、常に
発光光軸と受光光軸が離間している。従って、この装置
をセット中に組み入れた場合、そのセットのケーシング
には受光光軸、発光光軸両方の広がり範囲を含めた面積
を持つ光通信用の窓を装置前面に設ける必要があるの
で、光軸が離間していればそれだけ窓を広げる必要があ
る。即ち、窓を広げればそれだけ外乱光の影響を受けや
すくなる。
半導体装置は、以上のように構成されているため、常に
発光光軸と受光光軸が離間している。従って、この装置
をセット中に組み入れた場合、そのセットのケーシング
には受光光軸、発光光軸両方の広がり範囲を含めた面積
を持つ光通信用の窓を装置前面に設ける必要があるの
で、光軸が離間していればそれだけ窓を広げる必要があ
る。即ち、窓を広げればそれだけ外乱光の影響を受けや
すくなる。
【０００４】また、それぞれの光軸からの光の広がりで
はカバーできない近距離通信の場合、通信相手局との、
受光側・発行側の光軸をそれぞれ合わせる必要がある。
例えばパソコンと周辺機器間等の単体のセット同士での
データのやりとりにおいて、それぞれのセットの光通信
用の窓を手動で向かい合わせて配置しなければならな
い。この際、極端な例では、平面視野で見かけ上レンズ
（素子）が正対していても、装置同士がねじれの位置関
係になり正対しないこともある。即ち、光軸が離間して
いると平面視野のみならず、側面視野においても位置を
合わせなければならないというように、比較的精密な位
置合わせが必要となり、取り扱いに煩わしさを伴うこと
になる。
はカバーできない近距離通信の場合、通信相手局との、
受光側・発行側の光軸をそれぞれ合わせる必要がある。
例えばパソコンと周辺機器間等の単体のセット同士での
データのやりとりにおいて、それぞれのセットの光通信
用の窓を手動で向かい合わせて配置しなければならな
い。この際、極端な例では、平面視野で見かけ上レンズ
（素子）が正対していても、装置同士がねじれの位置関
係になり正対しないこともある。即ち、光軸が離間して
いると平面視野のみならず、側面視野においても位置を
合わせなければならないというように、比較的精密な位
置合わせが必要となり、取り扱いに煩わしさを伴うこと
になる。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記問題を解決するた
め、請求項１に係る発明は、発光素子と受光素子を有す
る構造の光通信用半導体装置において、前記受光素子を
リードフレーム上に固着し、前記発光素子を前記受光素
子上に固着し、前記発光素子用レンズと前記受光素子用
レンズを透光性のモールド樹脂を用いて一体成形し、か
つ、前記受光素子用レンズの形成領域に前記発光素子用
レンズの全部または一部を形成し、両者の光軸を近接ま
たは合致させて構成される。
め、請求項１に係る発明は、発光素子と受光素子を有す
る構造の光通信用半導体装置において、前記受光素子を
リードフレーム上に固着し、前記発光素子を前記受光素
子上に固着し、前記発光素子用レンズと前記受光素子用
レンズを透光性のモールド樹脂を用いて一体成形し、か
つ、前記受光素子用レンズの形成領域に前記発光素子用
レンズの全部または一部を形成し、両者の光軸を近接ま
たは合致させて構成される。
【０００６】また、請求項２に係る発明は、一体型発光
素子と受光素子を有する構造の光通信用半導体装置にお
いて、前記発光素子及び前記受光素子をリードフレーム
上に近接させて固着し、前記発光素子用レンズと前記受
光素子用レンズを透光性のモールド樹脂を用いて一体成
形し、かつ、前記受光素子用レンズの形成領域に前記発
光素子用レンズの全部または一部を形成し、両者の光軸
を近接または合致させて構成される。
素子と受光素子を有する構造の光通信用半導体装置にお
いて、前記発光素子及び前記受光素子をリードフレーム
上に近接させて固着し、前記発光素子用レンズと前記受
光素子用レンズを透光性のモールド樹脂を用いて一体成
形し、かつ、前記受光素子用レンズの形成領域に前記発
光素子用レンズの全部または一部を形成し、両者の光軸
を近接または合致させて構成される。
【０００７】また、請求項３に係る発明は請求項１の発
明において、前記受光素子の前記発光素子固着面は前記
受光素子表面に設けた凹部底面とし、該凹部はテーパを
有する側壁と内壁に被着した光反射膜を有し、前記発光
素子の側面光を前方に反射させる構成としている。
明において、前記受光素子の前記発光素子固着面は前記
受光素子表面に設けた凹部底面とし、該凹部はテーパを
有する側壁と内壁に被着した光反射膜を有し、前記発光
素子の側面光を前方に反射させる構成としている。
【０００８】また、請求項４に係る発明は、これら請求
項１乃至３の発明において、前記発光素子用レンズ及び
前記受光素子用レンズをそれぞれの素子面積に応じた大
きさに形成した凸レンズとし、前記発光素子用レンズの
一部または全部が前記受光素子用レンズ形成領域中に形
成されていることを特徴とする。
項１乃至３の発明において、前記発光素子用レンズ及び
前記受光素子用レンズをそれぞれの素子面積に応じた大
きさに形成した凸レンズとし、前記発光素子用レンズの
一部または全部が前記受光素子用レンズ形成領域中に形
成されていることを特徴とする。
【０００９】さらに、請求項５に係る発明は、請求項１
乃至３の発明において、前記発光素子用レンズ及び前記
受光素子用レンズをそれぞれ凸レンズ及びフレネルレン
ズとし、前記発光素子用レンズの一部または全部が前記
受光素子用レンズ形成領域中に形成されていることを特
徴とする。
乃至３の発明において、前記発光素子用レンズ及び前記
受光素子用レンズをそれぞれ凸レンズ及びフレネルレン
ズとし、前記発光素子用レンズの一部または全部が前記
受光素子用レンズ形成領域中に形成されていることを特
徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、発明の実施の形態を図面に
沿って説明する。なお、複数の図面にわたって同一また
は相当するものについては同一の符号を付し、説明の重
複を避けた。
沿って説明する。なお、複数の図面にわたって同一また
は相当するものについては同一の符号を付し、説明の重
複を避けた。
【００１１】まず、図１に第一の実施の形態を示す。図
１（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ側面断面図及び上面図で
あり、これらの図において、２は発光素子１からの照射
光を集光する発光素子用レンズ、４は相手局からの通信
光を受光素子３へ集光する受光素子用レンズ、５は受光
素子３が固着され、発光素子１及び受光素子３の外部回
路とのＩ／Ｏをとるリードフレーム、６はモールド樹脂
を示す。
１（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ側面断面図及び上面図で
あり、これらの図において、２は発光素子１からの照射
光を集光する発光素子用レンズ、４は相手局からの通信
光を受光素子３へ集光する受光素子用レンズ、５は受光
素子３が固着され、発光素子１及び受光素子３の外部回
路とのＩ／Ｏをとるリードフレーム、６はモールド樹脂
を示す。
【００１２】なお、図示省略しているが、発光素子１及
び受光素子３はリードフレーム５のインナーリードとワ
イヤーにて電気的に接続されており、インナーリードに
繋がる外部リードを介して外部回路とのＩ／Ｏがとられ
る。発光素子用レンズ２及び受光素子用レンズ４は共に
モールド樹脂６の一部であり、トランスファモールド等
で一体に形成された透光性樹脂よりなる。但し、これら
レンズ部の表面粗さを低くし、その他の部分は高くして
いる。
び受光素子３はリードフレーム５のインナーリードとワ
イヤーにて電気的に接続されており、インナーリードに
繋がる外部リードを介して外部回路とのＩ／Ｏがとられ
る。発光素子用レンズ２及び受光素子用レンズ４は共に
モールド樹脂６の一部であり、トランスファモールド等
で一体に形成された透光性樹脂よりなる。但し、これら
レンズ部の表面粗さを低くし、その他の部分は高くして
いる。
【００１３】また、発光素子用レンズ２は、発光素子の
大きさに対応し、受光素子用レンズよりも小さく形成
し、その曲率や焦点は発光素子１の表面からの照射通信
光がなるべく逃げずに前方に照射されるような寸法に設
定されている。同様に受光素子用レンズ４のサイズや曲
率、焦点も効率良く受光素子３の表面に入射通信光が集
光されるような寸法に設定されている。また、受光素子
３表面の中央に発光素子１を固着しているため、それぞ
れに対応するレンズの光軸は合致し、本装置を内蔵した
セット同士の光軸合わせにねじれの位置関係が影響せ
ず、光軸を合わせ易くなる。
大きさに対応し、受光素子用レンズよりも小さく形成
し、その曲率や焦点は発光素子１の表面からの照射通信
光がなるべく逃げずに前方に照射されるような寸法に設
定されている。同様に受光素子用レンズ４のサイズや曲
率、焦点も効率良く受光素子３の表面に入射通信光が集
光されるような寸法に設定されている。また、受光素子
３表面の中央に発光素子１を固着しているため、それぞ
れに対応するレンズの光軸は合致し、本装置を内蔵した
セット同士の光軸合わせにねじれの位置関係が影響せ
ず、光軸を合わせ易くなる。
【００１４】このように発光素子２を受光素子３上に固
着し、送・受信光を集光するレンズをひとつの領域に重
複して形成するため、光半導体装置のサイズが小さくな
ると同時に、この光半導体装置を組み入れるセット等の
通信用窓を受光素子の光軸を概略遮らない程度の広さの
面積にまで絞ることができる。従って、全体のセットの
小型化が図れると共に外乱光の影響を受けにくくする。
また、このような構成であるため、極めて近距離の送受
信においても距離に伴う光軸調整をせずとも実用可能で
あり、装置に汎用性を持たせることができる。
着し、送・受信光を集光するレンズをひとつの領域に重
複して形成するため、光半導体装置のサイズが小さくな
ると同時に、この光半導体装置を組み入れるセット等の
通信用窓を受光素子の光軸を概略遮らない程度の広さの
面積にまで絞ることができる。従って、全体のセットの
小型化が図れると共に外乱光の影響を受けにくくする。
また、このような構成であるため、極めて近距離の送受
信においても距離に伴う光軸調整をせずとも実用可能で
あり、装置に汎用性を持たせることができる。
【００１５】次に、図２に第二の実施の形態を示す。図
２は側面断面図であり、図１に示した光半導体装置の発
光素子用レンズ２はそのままに、受光素子用レンズ４を
フレネルレンズに代えて得たものである。このように受
光素子用レンズがフレネルレンズとなることにより、光
半導体装置の厚さ方向の寸法が縮小でき、より小型化に
寄与することができる。
２は側面断面図であり、図１に示した光半導体装置の発
光素子用レンズ２はそのままに、受光素子用レンズ４を
フレネルレンズに代えて得たものである。このように受
光素子用レンズがフレネルレンズとなることにより、光
半導体装置の厚さ方向の寸法が縮小でき、より小型化に
寄与することができる。
【００１６】また、図３は図１または図２における重な
った発光素子１と受光素子３の部分拡大図であり、本図
において符号７はアルミ蒸着膜等の光反射膜を示す。図
示の通り、発光素子は受光素子表面にエッチング等で設
けられた凹部底面に固着され、凹部表面には光反射膜が
被着されている。凹部側壁はテーパを有し、ここに入射
した発光素子の側面光は前方へ反射される。このように
構成することによって発光素子の側面光を有効利用で
き、発光出力に対する送信効率を向上させる。
った発光素子１と受光素子３の部分拡大図であり、本図
において符号７はアルミ蒸着膜等の光反射膜を示す。図
示の通り、発光素子は受光素子表面にエッチング等で設
けられた凹部底面に固着され、凹部表面には光反射膜が
被着されている。凹部側壁はテーパを有し、ここに入射
した発光素子の側面光は前方へ反射される。このように
構成することによって発光素子の側面光を有効利用で
き、発光出力に対する送信効率を向上させる。
【００１７】以上の実施の形態はチップ・オン・チップ
の形態をとるものであるが、発光素子の発光出力による
熱滞留に問題がある場合には、図４に示す第三の実施の
形態を採用することにより熱の影響を回避することがで
きる。
の形態をとるものであるが、発光素子の発光出力による
熱滞留に問題がある場合には、図４に示す第三の実施の
形態を採用することにより熱の影響を回避することがで
きる。
【００１８】図４において、上記第一・第二の実施の形
態と大きく異なるところは、発光素子１と受光素子３を
重ねずに共にリードフレーム上に近接させて固着してい
る所であり、そのため、発光素子１の発熱は直接リード
フレーム５に伝導して外部に放出される。また、発光素
子用レンズ２は受光素子用レンズ４の形成領域中に殆ど
の部分を形成されているので、本実施の形態においても
省スペース化が図れると同時に両者の光軸が近接するの
で、通信相手との光軸の位置合わせがし易い。
態と大きく異なるところは、発光素子１と受光素子３を
重ねずに共にリードフレーム上に近接させて固着してい
る所であり、そのため、発光素子１の発熱は直接リード
フレーム５に伝導して外部に放出される。また、発光素
子用レンズ２は受光素子用レンズ４の形成領域中に殆ど
の部分を形成されているので、本実施の形態においても
省スペース化が図れると同時に両者の光軸が近接するの
で、通信相手との光軸の位置合わせがし易い。
【００１９】以上、実施の形態について述べたが、本願
に係る発明はこれに限らず種々の変更が可能である。例
えば第一・第二の実施の形態では、発光素子を受光素子
表面の中心に固着したが、コーナー部にずらして固着し
ても良い。但し、この際、発光素子用レンズの一部が受
光素子用レンズ形成領域外で形成されることもある。
に係る発明はこれに限らず種々の変更が可能である。例
えば第一・第二の実施の形態では、発光素子を受光素子
表面の中心に固着したが、コーナー部にずらして固着し
ても良い。但し、この際、発光素子用レンズの一部が受
光素子用レンズ形成領域外で形成されることもある。
【００２０】
【発明の効果】以上、説明したように、近距離から遠距
離のすべての信号到達範囲で信号光が略同軸となるた
め、通信相手との光軸があわせ易く、かつ、光半導体装
置が小型化でき、これを組み入れるセットに設ける通信
用の窓の大きさを受光素子の光軸を概略遮らない程度の
広さの面積に絞ることができるため、外乱光の影響を受
けにくい構造にできる。また、受光素子表面に設けた凹
部で発光素子の側面光を前方へ反射させることにより、
側面光を有効利用でき、送信効率を向上させる。
離のすべての信号到達範囲で信号光が略同軸となるた
め、通信相手との光軸があわせ易く、かつ、光半導体装
置が小型化でき、これを組み入れるセットに設ける通信
用の窓の大きさを受光素子の光軸を概略遮らない程度の
広さの面積に絞ることができるため、外乱光の影響を受
けにくい構造にできる。また、受光素子表面に設けた凹
部で発光素子の側面光を前方へ反射させることにより、
側面光を有効利用でき、送信効率を向上させる。
【００２１】総じて本願に係る発明は、光を媒体とした
近距離通信、特にＩＲＤＡに採用して有効な一体型光通
信用半導体装置を提供する。
近距離通信、特にＩＲＤＡに採用して有効な一体型光通
信用半導体装置を提供する。
【図１】第一の実施の形態を示す図である。
【図２】第二の実施の形態を示す図である。
【図３】図１または図２における重なった発光素子と受
光素子の部分拡大図である。
光素子の部分拡大図である。
【図４】第三の実施の形態を示す図である。
【図５】従来の一体型光通信用半導体装置の例を示す図
である。
である。
１：発光素子 ２：発光素子用レンズ ３：受光素子 ４：受光素子用レンズ ５：リードフレーム ６：モールド樹脂 ７：光反射膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｈ０１Ｌ 27/15 Ｇ０２Ｂ 6/12 Ｂ
Claims (5)
- 【請求項１】 発光素子と受光素子を有する構造の光通
信用半導体装置において、前記受光素子をリードフレー
ム上に固着し、前記発光素子を前記受光素子上に固着
し、前記発光素子用レンズと前記受光素子用レンズを透
光性のモールド樹脂を用いて一体成形し、かつ、前記受
光素子用レンズの形成領域に前記発光素子用レンズの全
部または一部を形成し、両者の光軸を近接または合致さ
せたことを特徴とする一体型光通信用半導体装置。 - 【請求項２】 発光素子と受光素子を有する構造の光通
信用半導体装置において、前記発光素子及び前記受光素
子をリードフレーム上に近接させて固着し、前記発光素
子用レンズと前記受光素子用レンズを透光性のモールド
樹脂を用いて一体成形し、かつ、前記受光素子用レンズ
の形成領域に前記発光素子用レンズの全部または一部を
形成し、両者の光軸を近接または合致させたことを特徴
とする一体型光通信用半導体装置。 - 【請求項３】 前記受光素子の前記発光素子固着面は前
記受光素子表面に設けた凹部底面であり、該凹部はテー
パを有する側壁と内壁に被着した光反射膜を有し、前記
発光素子の側面光を前方に反射させることを特徴とする
請求項１に記載の一体型光通信用半導体装置。 - 【請求項４】 前記発光素子用レンズ及び前記受光素子
用レンズはそれぞれの素子面積に応じた大きさに形成し
た凸レンズであり、前記発光素子用レンズの一部または
全部が前記受光素子用レンズ形成領域中に形成されてい
ることを特徴とする請求項１乃至３に記載の一体型光通
信用半導体装置。 - 【請求項５】 前記発光素子用レンズ及び前記受光素子
用レンズはそれぞれ凸レンズ及びフレネルレンズであ
り、前記発光素子用レンズの一部または全部が前記受光
素子用レンズ形成領域中に形成されていることを特徴と
する請求項１乃至３に記載の一体型光通信用半導体装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9134372A JPH10307237A (ja) | 1997-05-08 | 1997-05-08 | 一体型光通信用半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9134372A JPH10307237A (ja) | 1997-05-08 | 1997-05-08 | 一体型光通信用半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10307237A true JPH10307237A (ja) | 1998-11-17 |
Family
ID=15126855
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9134372A Pending JPH10307237A (ja) | 1997-05-08 | 1997-05-08 | 一体型光通信用半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10307237A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2009128430A (ja) * | 2007-11-20 | 2009-06-11 | Nitto Denko Corp | 光導波路デバイスの製法およびそれによって得られる光導波路デバイス、並びにそれに用いられる光導波路接続構造 |
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| CN102971654A (zh) * | 2010-07-07 | 2013-03-13 | 住友电气工业株式会社 | 具有封装在密封体中的透镜的光学组件及其制造方法 |
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| CN103185934B (zh) * | 2006-05-08 | 2015-04-01 | At&S奥地利科技及系统技术股份公司 | 光电子构件及其制造方法和印刷电路板元件 |
-
1997
- 1997-05-08 JP JP9134372A patent/JPH10307237A/ja active Pending
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