JPS6012782A - 発光ダイオ−ド実装構造 - Google Patents
発光ダイオ−ド実装構造Info
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- JPS6012782A JPS6012782A JP58120044A JP12004483A JPS6012782A JP S6012782 A JPS6012782 A JP S6012782A JP 58120044 A JP58120044 A JP 58120044A JP 12004483 A JP12004483 A JP 12004483A JP S6012782 A JPS6012782 A JP S6012782A
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- H01L2224/732—Location after the connecting process
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- H01L2224/73265—Layer and wire connectors
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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
【発明の詳細な説明】
(力 技術分野
この発明は発光ダイオードの実装構造に関する。
光データリンクに於て、発光素子として発光ダイオード
、レーザダイオードが用いられる。受光素子はホトダイ
オード、アバランシェホトダイオードなどが使用される
。
、レーザダイオードが用いられる。受光素子はホトダイ
オード、アバランシェホトダイオードなどが使用される
。
発光素子と受光素子の間は、光ファイバによって結合さ
れる。発光ダイオードは安価で使い易いが、光は前方に
広く拡散する。チップ面に立てた法線となず角を0とす
ると、光強度の分布は、発光ダイオードの場合cosO
分布に近い。レンズで絞るとしても、発光ダイオードチ
ップからレンズに至るまでの間に側方へそれる光成分も
あって、全ての発光パワーを発光ダイオードの前方へ取
り出す事ができない。
れる。発光ダイオードは安価で使い易いが、光は前方に
広く拡散する。チップ面に立てた法線となず角を0とす
ると、光強度の分布は、発光ダイオードの場合cosO
分布に近い。レンズで絞るとしても、発光ダイオードチ
ップからレンズに至るまでの間に側方へそれる光成分も
あって、全ての発光パワーを発光ダイオードの前方へ取
り出す事ができない。
光データリンクを構成する場合、光ファイバに効率良く
発光ダイオードの光を人則させなければならない。光フ
ァイバは多モードファイバで石英ガラス系の場合コア径
が100μtn程度で広くない。
発光ダイオードの光を人則させなければならない。光フ
ァイバは多モードファイバで石英ガラス系の場合コア径
が100μtn程度で広くない。
開口数NΔもあまり人きくない場合が多C)。
(イ)従来技術とその問題点
発光ダイオードは、金属製のケースの中にハーメチック
シールするものと、透明樹脂でモールドするものと2つ
に大別される。
シールするものと、透明樹脂でモールドするものと2つ
に大別される。
第5図は金属製のケースの中に実装された発光ダイオー
ドの一部縦断面図である。金属製のケースは、皿型のヘ
ッダ1と、ヘッダ1の上からこれを被蓋するキャップ2
とより成る。ヘッダ1には外側からリードピン3,3が
挿入され、ガラス層4によって固定されている。一方の
リードピン3はケース内で折曲っており、この上に発光
ダイオードチップ(以下LEDチップという)5が接着
又はハンダ付しである。
ドの一部縦断面図である。金属製のケースは、皿型のヘ
ッダ1と、ヘッダ1の上からこれを被蓋するキャップ2
とより成る。ヘッダ1には外側からリードピン3,3が
挿入され、ガラス層4によって固定されている。一方の
リードピン3はケース内で折曲っており、この上に発光
ダイオードチップ(以下LEDチップという)5が接着
又はハンダ付しである。
LEDチップ5の上面周囲にはリング電極6が設けてあ
り、ボンディングワイヤ7によってリング電極6と他の
リードピン3とが電気的に接続される。
り、ボンディングワイヤ7によってリング電極6と他の
リードピン3とが電気的に接続される。
キャップ2の前部開口にはレンズ8が取付けてあり、光
を集めて、光ファイバ9へ効率良く入射するよう工夫さ
れている。
を集めて、光ファイバ9へ効率良く入射するよう工夫さ
れている。
LEDチップ5は発光部10が表面近くにある。
光ファイバ9とLEDチップ5の間には、キャップ2に
よって決まるかなりの距!ilトがある。光ファイバ9
は、外側から順に外被覆11、補強材12、芯線13な
どよりなる。芯線13はさらに、コア、クラッド、シリ
コーンプライマリコートなどを含む。光が入射ずべきコ
アの直径は狭く、LEDチップ5の発光部10から、コ
アを見込む角も小さい。
よって決まるかなりの距!ilトがある。光ファイバ9
は、外側から順に外被覆11、補強材12、芯線13な
どよりなる。芯線13はさらに、コア、クラッド、シリ
コーンプライマリコートなどを含む。光が入射ずべきコ
アの直径は狭く、LEDチップ5の発光部10から、コ
アを見込む角も小さい。
従って、LEDチップ5で発光した光の一部分しか光フ
アイバコアに入射しない。つまり、発光ダイオードと光
ファイバの結合効率が低い。
アイバコアに入射しない。つまり、発光ダイオードと光
ファイバの結合効率が低い。
キャップ2を浅くして、レンズ8とL l!、 I)チ
ップ5を近付ければよいわけである。しかし、キャップ
2はボンディングワイヤ7に接触してはならないので、
レンズ8とLEDチップ5を近つけるには限界かある。
ップ5を近付ければよいわけである。しかし、キャップ
2はボンディングワイヤ7に接触してはならないので、
レンズ8とLEDチップ5を近つけるには限界かある。
さらに窓のレンズの厚みもある。
また、窓外面とファイバ端面もある程度、離さなければ
ならない。ファイバと窓に傷のつくのを避けるためであ
る。
ならない。ファイバと窓に傷のつくのを避けるためであ
る。
このように、ファイバ端とL E I)チップの間隔は
どうしても広くなってしまう。
どうしても広くなってしまう。
第6図は透明樹脂中にモールドした発光ダイオードの平
面図、第7図は第6図中の■ニ■断面図を示す。
面図、第7図は第6図中の■ニ■断面図を示す。
これは、リードフレーム3a 、3bを有し、リードフ
レーム3aの上に、LEDチップ5を固定している。リ
ング電極6と、他のリードフレーム3bとをボンディン
グワイヤ7で接続する。こうしておいて、透明の樹脂で
LEDチップ5、ワイヤ7、リードフレーム3a 、3
bの端部などをまとめてモールド14しである。
レーム3aの上に、LEDチップ5を固定している。リ
ング電極6と、他のリードフレーム3bとをボンディン
グワイヤ7で接続する。こうしておいて、透明の樹脂で
LEDチップ5、ワイヤ7、リードフレーム3a 、3
bの端部などをまとめてモールド14しである。
光ファイバ9の先端はモールド14の面以上に近つける
ことができない。モールド14の表面とLEDチップ5
の距離aは、短がければ短い程良い。しかし、これは、
ボンディングワイヤ1を含まなければならないので、成
る程度以下にする事ができない。
ことができない。モールド14の表面とLEDチップ5
の距離aは、短がければ短い程良い。しかし、これは、
ボンディングワイヤ1を含まなければならないので、成
る程度以下にする事ができない。
ワイヤボンディングは電極と金、A!線とを超音波で溶
着するが、ボンディング端では、ワイヤと電極面が直角
になっていることが多い。彎曲ワイヤの高さを低くする
には、ボンディング端での曲率半径を小さくすればよい
が、そうすると、ボンディング端で大きい曲げモーメン
トが発生し、ボンディングが外れやすい。
着するが、ボンディング端では、ワイヤと電極面が直角
になっていることが多い。彎曲ワイヤの高さを低くする
には、ボンディング端での曲率半径を小さくすればよい
が、そうすると、ボンディング端で大きい曲げモーメン
トが発生し、ボンディングが外れやすい。
そこで、ボンディングワイヤ7は成る程度以上の曲率半
径を与えなければならない。このため4・7!曲邪の頂
点が高くなる。
径を与えなければならない。このため4・7!曲邪の頂
点が高くなる。
第5図、第6図に示ず、いずれの実装構造も、L E
l)チップの光の出射される■1」にボンディングがな
されており、ワイヤが邪魔になるので、LEDチップ面
とケース表面の側割aをかなり広くとらなければならな
かった。
l)チップの光の出射される■1」にボンディングがな
されており、ワイヤが邪魔になるので、LEDチップ面
とケース表面の側割aをかなり広くとらなければならな
かった。
(つ)本発明の課題
発光ダイオードと光ファイバの結合効率を上げるため、
発光部と光ファイバ端面をできるだけ接近させる串、こ
れが本発明の課題である。
発光部と光ファイバ端面をできるだけ接近させる串、こ
れが本発明の課題である。
発光ダイオードは、端面発光形と、面発光形がある。こ
こでは、端面発光形は対象外で゛ある。チップ面に直角
な方向へ光がでる面発光形を間Wjにしている。
こでは、端面発光形は対象外で゛ある。チップ面に直角
な方向へ光がでる面発光形を間Wjにしている。
f−[−1発光ダイオード
発光ダイオードは、例えば光通GA用全発光ダイオード
して、短波長帯のNβaAs 、長波長帯のInGaA
sPが使いやすさ、量産性の点で、既に広く利用されて
いる。
して、短波長帯のNβaAs 、長波長帯のInGaA
sPが使いやすさ、量産性の点で、既に広く利用されて
いる。
pn接合部の構造はホモ接合、ダブルへテロ接合などが
知られている。実際に作られるのはダブルへテロ接合が
多い。
知られている。実際に作られるのはダブルへテロ接合が
多い。
n型の基板の上に、n型クラッド層、活性層、1)型ク
ラッド層、P型層を順にエピタキシャル成長させる。電
流をチップの中央に閉じこめるため、周辺部にもう一層
pn逆接合部を作って、周辺部には電流か通らないよう
にする。
ラッド層、P型層を順にエピタキシャル成長させる。電
流をチップの中央に閉じこめるため、周辺部にもう一層
pn逆接合部を作って、周辺部には電流か通らないよう
にする。
第1図は発光ダイオードチップの一例を示す平面図であ
る。第2図は第1図中の■−■断面図である。
る。第2図は第1図中の■−■断面図である。
n型基板20の上に、活性層21、P型層22がエピタ
キシャル成長法によって作製される。これは一般的な構
造で、活性層21が、P、n型クラッド層で挾まれたり
、多様なバリエーションがある。周辺部はpn逆接合で
、電流が通らないようにして、中央に発光部25ができ
るようにすることが多い。
キシャル成長法によって作製される。これは一般的な構
造で、活性層21が、P、n型クラッド層で挾まれたり
、多様なバリエーションがある。周辺部はpn逆接合で
、電流が通らないようにして、中央に発光部25ができ
るようにすることが多い。
p型層22の上には、中央が広く開口したリング電極2
4が設けである。基板20の下面には裏面電極23が設
けである。光は、リング電極24の中央の開口から、チ
ップ面に直角な方向に、外部へ出射される。
4が設けである。基板20の下面には裏面電極23が設
けである。光は、リング電極24の中央の開口から、チ
ップ面に直角な方向に、外部へ出射される。
発光部25からリング電極24の上面までの距離は僅か
であり、数ミクロン−数十ミクロンである。発光部26
と光ファイバを遠く隔てる要因は、リング電極24と他
のリードフレームを接続するボンディングワイヤにある
。
であり、数ミクロン−数十ミクロンである。発光部26
と光ファイバを遠く隔てる要因は、リング電極24と他
のリードフレームを接続するボンディングワイヤにある
。
オ)本発明の構造
本発明の発光ダイオード実装構造は、
(1) 光通し穴を設けたリードフレームに、(2)L
EI)チップの発光面がリードフレームの光通し穴に対
向するよう、L E I)チップをリードフレームにマ
ウントし、 (3)、LEl)チップの裏面電極と、もう一方のリー
ドフレームとをワイヤボンディングし、(4)LEDチ
ップ、ボンディングワイヤ、リードフレームの先端を含
むよう透明樹脂でモールドする、 ようになっている。
EI)チップの発光面がリードフレームの光通し穴に対
向するよう、L E I)チップをリードフレームにマ
ウントし、 (3)、LEl)チップの裏面電極と、もう一方のリー
ドフレームとをワイヤボンディングし、(4)LEDチ
ップ、ボンディングワイヤ、リードフレームの先端を含
むよう透明樹脂でモールドする、 ようになっている。
力)実施例
第4図によって、リードフレームの例を説明する。これ
は、第1リードフレーム30と第2リードフレーム31
をタイバー32で結合したものである。実際には、これ
と同じ単位がタイバーによって、左右に連続しており、
この連続帯は巻き取られて、保管、運搬されることが多
い。
は、第1リードフレーム30と第2リードフレーム31
をタイバー32で結合したものである。実際には、これ
と同じ単位がタイバーによって、左右に連続しており、
この連続帯は巻き取られて、保管、運搬されることが多
い。
タイバー32によってつながれたリードフレームの帯は
、連続的に送られて、LEDチップを実装してゆくこと
ができる。このような方法は既に公知であり、第6図に
示す従来例の発光ダイオードも同様に実装される。モー
ルド後にタイバーは除去される。
、連続的に送られて、LEDチップを実装してゆくこと
ができる。このような方法は既に公知であり、第6図に
示す従来例の発光ダイオードも同様に実装される。モー
ルド後にタイバーは除去される。
第1リードフレーム30にLEDチップ5をマウントす
る。従来のリードフレーム3aなどと異る点は、チップ
取付座33に、光通し穴34が穿たれている、という事
である。
る。従来のリードフレーム3aなどと異る点は、チップ
取付座33に、光通し穴34が穿たれている、という事
である。
このようなリードフレーム30を使い、LEDチップ5
は、従来とは反対に、発光部を光通し穴34に対応する
ようリードフレーム30にマウントする。裏面電極23
の方ではなく、発光ill百26のあるリング電極24
に於て、リードフレーム30のチップ取付部33にマウ
ントするわけである。
は、従来とは反対に、発光部を光通し穴34に対応する
ようリードフレーム30にマウントする。裏面電極23
の方ではなく、発光ill百26のあるリング電極24
に於て、リードフレーム30のチップ取付部33にマウ
ントするわけである。
さらに、裏面電極23とリードフレーム31とをワイヤ
ボンディングする。リング電極24とリードフレーム3
0とは、導電エポキシ、半1]」ペーストなどを用いて
固着されるので電気的に接続される。
ボンディングする。リング電極24とリードフレーム3
0とは、導電エポキシ、半1]」ペーストなどを用いて
固着されるので電気的に接続される。
このようにした後、LEDチップ5、ボンディングワイ
ヤ7、リードフレーム30.31の先端ヲ全て含んで、
透明樹脂モールドする。こうして実装された発光ダイオ
ードが第3図に示すものである。
ヤ7、リードフレーム30.31の先端ヲ全て含んで、
透明樹脂モールドする。こうして実装された発光ダイオ
ードが第3図に示すものである。
LEDチップ5の発光面が、リードフレーム30の光通
し穴34に対向しているから、LE/I)で発生した光
は、光通し穴34からモールド14の外表面35の方向
へと出射される。
し穴34に対向しているから、LE/I)で発生した光
は、光通し穴34からモールド14の外表面35の方向
へと出射される。
外表面35とリードフレーム30の上面との距離すは、
モールド14が有する固有の機械的性質によって最小値
が与えられるが、0.7〜1tranあれば良い。また
リードフレームの厚みは例えば0.5咽程度である。
モールド14が有する固有の機械的性質によって最小値
が与えられるが、0.7〜1tranあれば良い。また
リードフレームの厚みは例えば0.5咽程度である。
そうすると、LEDチップ5の発光面2Gと、光フアイ
バ端面の距離は、1.2mm〜1.5m程度まで接近さ
せることができる。
バ端面の距離は、1.2mm〜1.5m程度まで接近さ
せることができる。
ヰ)効 果
本発明の実装構造は、光通し穴を有するリードフレーム
にLEDを反対向きにしてマウントしているので、ボン
ディングワイヤが前面に突出していない。
にLEDを反対向きにしてマウントしているので、ボン
ディングワイヤが前面に突出していない。
このため、発光ダイオードと光ファイバを結合する妹、
発光面と光ファイ/NJ端とO)距離を短くすることが
できる。距離が短いので、発光ダイオードと光ファイバ
の結合効率を高める事ができる。
発光面と光ファイ/NJ端とO)距離を短くすることが
できる。距離が短いので、発光ダイオードと光ファイバ
の結合効率を高める事ができる。
第1図はLEDチップの一例を示す平面図。
第2図は第1図に於けるll−1断面図。
第3図は本発明の発光ダイオード実装構造を示す断面図
。 第4図は本発明の実装構造に使用されるべきリードフレ
ームの一単位を示す平面図。 第5図は金属ケースに実装された従来例の発光ダイオー
ドの縦断面図。 第6図は従来例にかかる透明樹脂モールド型の発光ダイ
オードの平面図。 第7図は第6図中の■−■断面図。 5・・・・・・LEI)チップ T・・・・・・ボンディングワイヤ 20・・・・・・基 板 21・・・・・・活性層 22・・・・・・P型層 23・・−・・・裏面電極 24−・−・・・リング電極 25・・−・・−発光部 26・・・・・・発光面 30・・・・・・第1リードフレーム 31・・・・・・第2リードフレーム 32・・・・・・タイバー 33・・・・・・チップ取付座 34・・・・・・光通し穴 35・・・・・・外 表 面 発明者 杉本哲夫 特許出願人 住友電気工業株式会社 =67− 第1図 第3図 第5図 第7図
。 第4図は本発明の実装構造に使用されるべきリードフレ
ームの一単位を示す平面図。 第5図は金属ケースに実装された従来例の発光ダイオー
ドの縦断面図。 第6図は従来例にかかる透明樹脂モールド型の発光ダイ
オードの平面図。 第7図は第6図中の■−■断面図。 5・・・・・・LEI)チップ T・・・・・・ボンディングワイヤ 20・・・・・・基 板 21・・・・・・活性層 22・・・・・・P型層 23・・−・・・裏面電極 24−・−・・・リング電極 25・・−・・−発光部 26・・・・・・発光面 30・・・・・・第1リードフレーム 31・・・・・・第2リードフレーム 32・・・・・・タイバー 33・・・・・・チップ取付座 34・・・・・・光通し穴 35・・・・・・外 表 面 発明者 杉本哲夫 特許出願人 住友電気工業株式会社 =67− 第1図 第3図 第5図 第7図
Claims (1)
- 光通し穴34をチップ取付座33に設けた第1リードフ
レーム30に、I−E Dチップ5の発光面26が第1
リードフレーム30の光通し穴34に対向するようLE
Dチップ5をマウントし、LEDチップ5の裏面電極2
3と、第2リードフレーム31とをワイヤボンディング
し、LEDチップ5、ボンディングワイヤ7、第1リー
ドフレーム30、第2リードフレーム31の先端を含む
よう透明樹脂でモールドした事を特徴とする発光ダイオ
ード実装構造。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58120044A JPS6012782A (ja) | 1983-07-01 | 1983-07-01 | 発光ダイオ−ド実装構造 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58120044A JPS6012782A (ja) | 1983-07-01 | 1983-07-01 | 発光ダイオ−ド実装構造 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6012782A true JPS6012782A (ja) | 1985-01-23 |
Family
ID=14776504
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP58120044A Pending JPS6012782A (ja) | 1983-07-01 | 1983-07-01 | 発光ダイオ−ド実装構造 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6012782A (ja) |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01110784A (ja) * | 1987-10-23 | 1989-04-27 | Sunx Ltd | Ledアレイモジュール |
JPH0275607U (ja) * | 1988-11-30 | 1990-06-11 | ||
EP0607700A3 (en) * | 1992-12-24 | 1994-11-30 | Sharp Kk | Semiconductor laser device. |
US5414293A (en) * | 1992-10-14 | 1995-05-09 | International Business Machines Corporation | Encapsulated light emitting diodes |
US5444726A (en) * | 1990-11-07 | 1995-08-22 | Fuji Electric Co., Ltd. | Semiconductor laser device |
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EP3477713A4 (en) * | 2017-09-01 | 2019-07-10 | LG Innotek Co., Ltd. | LIGHT EMITTING DEVICE HOUSING AND LIGHT SOURCE DEVICE COMPRISING SAME |
-
1983
- 1983-07-01 JP JP58120044A patent/JPS6012782A/ja active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US10636946B2 (en) | 2017-09-01 | 2020-04-28 | Lg Innotek Co., Ltd. | Light emitting device package and light source unit |
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