JPS62119987A - 光電変換素子 - Google Patents
光電変換素子Info
- Publication number
- JPS62119987A JPS62119987A JP60259331A JP25933185A JPS62119987A JP S62119987 A JPS62119987 A JP S62119987A JP 60259331 A JP60259331 A JP 60259331A JP 25933185 A JP25933185 A JP 25933185A JP S62119987 A JPS62119987 A JP S62119987A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lens
- chip
- reflective surface
- light
- resin
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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-
- 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
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】
〈産業上の利用分野〉
本発明は、発光ダイオードやフォトトランジスタのよう
な光電変換素子に係り、詳しくは光電変換素子の光送受
部分の構造に関する。
な光電変換素子に係り、詳しくは光電変換素子の光送受
部分の構造に関する。
〈従来の技術〉
光通信用の光電変換素子、たとえば光通信用発光ダイオ
ードには、該発光ダイオードのチップと光ファイバとを
損失少なく光結合するために、チップ上にレンズを設け
たものがある。
ードには、該発光ダイオードのチップと光ファイバとを
損失少なく光結合するために、チップ上にレンズを設け
たものがある。
ところで、従来のこの種の発光ダイオードでは、第５図
の縦断面図に示すように、径３００μｍ程度のガラス製
球形レンズ１゜を金属キャップ等の固定手段でチップ２
゜上に固定している。しかしながら、このような構造で
は、球形レンズ１゜をチップ２゜上に固定して設ける作
業に手間がかかり、作業性が悪く、しかも、ガラス製の
球形レンズ１゜自体が高価であって、そのため製造コス
トがかさむという欠点があった′。
の縦断面図に示すように、径３００μｍ程度のガラス製
球形レンズ１゜を金属キャップ等の固定手段でチップ２
゜上に固定している。しかしながら、このような構造で
は、球形レンズ１゜をチップ２゜上に固定して設ける作
業に手間がかかり、作業性が悪く、しかも、ガラス製の
球形レンズ１゜自体が高価であって、そのため製造コス
トがかさむという欠点があった′。
また、従来のこの種の発光ダイオードでは、チップ２゜
の端面から発光する光は、レンズ１゜によって集光され
ないので、端面発光が外部に無駄に放射され℃発光光量
が有効に利用されておらず、その分、結合損失が大きか
った。
の端面から発光する光は、レンズ１゜によって集光され
ないので、端面発光が外部に無駄に放射され℃発光光量
が有効に利用されておらず、その分、結合損失が大きか
った。
第５図中、符号３゜、４ｏはフレーム、５ｏは絶縁性の
ベースである。
ベースである。
〈発明が解決しようとする問題点〉
本発明は、上述の問題点に鑑みてなされたものであって
、製造コストの低減を図るとともに、チップの端面発光
を有効に利用し光の結合損失を可及的減少させることを
目的とする。
、製造コストの低減を図るとともに、チップの端面発光
を有効に利用し光の結合損失を可及的減少させることを
目的とする。
〈問題点を解決するための手段〉
本発明は、上記の目的を達成するために、チップの周囲
にフレームもしくはその他の部材の表面により光の送受
方向に向かって広がった反射面を形成するとともに、こ
の反射面上に該反射面と境界面を共通にする樹脂製レン
ズを成形し、該レンズの内部に前記チップを埋設して光
電変換素子を構成したものである。
にフレームもしくはその他の部材の表面により光の送受
方向に向かって広がった反射面を形成するとともに、こ
の反射面上に該反射面と境界面を共通にする樹脂製レン
ズを成形し、該レンズの内部に前記チップを埋設して光
電変換素子を構成したものである。
〈実施例〉
以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて詳細に説明
する。
する。
第１図は本発明の一実施例である発光ダイオードの要部
縦断面図、第２図は第１図の■−■線に沿った一部切欠
きの横断面図である。両図に示すように、発光ダイオー
ドは、一対の金属フレーム１．２と、デツプ３と、樹脂
製のレンズ４と、絶縁性のベース５とを備えている。
縦断面図、第２図は第１図の■−■線に沿った一部切欠
きの横断面図である。両図に示すように、発光ダイオー
ドは、一対の金属フレーム１．２と、デツプ３と、樹脂
製のレンズ４と、絶縁性のベース５とを備えている。
前記両フレーム１．２のうち、一方のフレームｌにチッ
プ３が取り付けられている。両フレーム１．２の端部１
ａ、 ２ ａは、ベース５の一部５ａをサンドイッチ
状に挟んだ形でチップ３の周囲に環状の周壁６を形成し
ており、この周壁６の内側に、チップ３の発光を光送出
方向（第１図において上方）に反射する反射面７が形成
されている。該反射面７は、光の送出方向に向かって広
がった凹入半球面、もしくはそれに近似した形状の凹入
湾曲面であり、その内底部に前記チップ３が位置してい
る。 − しかして、前記樹脂製レンズ４は、前記反射面７と境界
面を共通にする形で該反射面７上に球形もしくは球形に
近似した形状に成形されたものであってζそのレンズ内
部には、前記チップ３が埋め込まれている。すなわち、
前記反射面７が該レンズ４の境界面の一部（図示例では
下半部）となっており、該レンズ４の境界面の他の部分
（図示例では上半部）は、反射面７と連続しつつ、周壁
６の外部に半球形に突出している。該レンズ４の径ｒは
、この発光ダイオードに結合される光ファイバの径に合
わせて１ｍｍ程度と設定されている。
プ３が取り付けられている。両フレーム１．２の端部１
ａ、 ２ ａは、ベース５の一部５ａをサンドイッチ
状に挟んだ形でチップ３の周囲に環状の周壁６を形成し
ており、この周壁６の内側に、チップ３の発光を光送出
方向（第１図において上方）に反射する反射面７が形成
されている。該反射面７は、光の送出方向に向かって広
がった凹入半球面、もしくはそれに近似した形状の凹入
湾曲面であり、その内底部に前記チップ３が位置してい
る。 − しかして、前記樹脂製レンズ４は、前記反射面７と境界
面を共通にする形で該反射面７上に球形もしくは球形に
近似した形状に成形されたものであってζそのレンズ内
部には、前記チップ３が埋め込まれている。すなわち、
前記反射面７が該レンズ４の境界面の一部（図示例では
下半部）となっており、該レンズ４の境界面の他の部分
（図示例では上半部）は、反射面７と連続しつつ、周壁
６の外部に半球形に突出している。該レンズ４の径ｒは
、この発光ダイオードに結合される光ファイバの径に合
わせて１ｍｍ程度と設定されている。
なお、前記反射面７には両フレーム１．２の間で空気抜
き孔８が開口しており、この孔８にはレンズ４の成形時
にレンズ４を構成する樹脂の一部分ろく流入して該孔８
内で固化している。第１図および第２図中、符号９はチ
ップ３を他のフレーム２と接続するためのボンディング
ワイヤ、１０は該ボンディングワイヤ９を接続するため
他方のフレーム２に設けた段部である。
き孔８が開口しており、この孔８にはレンズ４の成形時
にレンズ４を構成する樹脂の一部分ろく流入して該孔８
内で固化している。第１図および第２図中、符号９はチ
ップ３を他のフレーム２と接続するためのボンディング
ワイヤ、１０は該ボンディングワイヤ９を接続するため
他方のフレーム２に設けた段部である。
次に上記構成の発光ダイオードについて、第３図の工程
説明図に基づいて、本体部分１１にレン・１ズを設ける
工程を説明する。ここで、本体部分１１とは、両フレー
ム１．２と、チップ３と、ベース５とが一体となった部
分をいい、両フレーム１．２の端部には既に反射面７が
形成されているが、樹脂製レンズ４は未だ設けられてい
ない。
説明図に基づいて、本体部分１１にレン・１ズを設ける
工程を説明する。ここで、本体部分１１とは、両フレー
ム１．２と、チップ３と、ベース５とが一体となった部
分をいい、両フレーム１．２の端部には既に反射面７が
形成されているが、樹脂製レンズ４は未だ設けられてい
ない。
まず、第３図（Ａ）に示すように、所要の凹部１２か形
成された耐熱性冶具１３と、樹脂製レンズ４が未装着の
本体部分１１とを用意する。冶具１３の凹部１２は、本
体部分１１の周壁６と、該周壁６に設置すられるレンズ
４のうち周壁６がら突出する部分とに対応す、る形状の
凹部であって、この凹部１２内に熱硬化性の樹脂液４°
を充填しておく。
成された耐熱性冶具１３と、樹脂製レンズ４が未装着の
本体部分１１とを用意する。冶具１３の凹部１２は、本
体部分１１の周壁６と、該周壁６に設置すられるレンズ
４のうち周壁６がら突出する部分とに対応す、る形状の
凹部であって、この凹部１２内に熱硬化性の樹脂液４°
を充填しておく。
そして同図（Ｂ）に示すように、冶具１３の凹部１２内
に本体部分１１の周壁６を嵌め込み、その状態で加熱し
て、樹脂液４′を硬化させる。これによって、樹脂液４
′は、周壁６内側の反射面７と凹部１２内面との間で球
形の空間内に充満した状態で硬化するのであるが、樹脂
液４′の一部は空気抜き孔８に流入して該孔８内で硬化
する。このように、レンズ４を構成する樹脂の一部が空
気抜き孔４に密に嵌合することにより、レンズ４と本体
部分１１との結合が強固となり、レンズ４は本体部分１
１から脱落しにくくなる。樹脂液４′が硬化すると、同
図（Ｃ）に示すように、本体部分１１を治具１３から取
り外す。本体部分１１には、前記したように樹脂液４′
が球形の空間内で硬化して球形のレンズ４となって固着
している。これで、本体部分ｌｌにレンズ４が付いた発
光ダイオードの完成品が得られる。
に本体部分１１の周壁６を嵌め込み、その状態で加熱し
て、樹脂液４′を硬化させる。これによって、樹脂液４
′は、周壁６内側の反射面７と凹部１２内面との間で球
形の空間内に充満した状態で硬化するのであるが、樹脂
液４′の一部は空気抜き孔８に流入して該孔８内で硬化
する。このように、レンズ４を構成する樹脂の一部が空
気抜き孔４に密に嵌合することにより、レンズ４と本体
部分１１との結合が強固となり、レンズ４は本体部分１
１から脱落しにくくなる。樹脂液４′が硬化すると、同
図（Ｃ）に示すように、本体部分１１を治具１３から取
り外す。本体部分１１には、前記したように樹脂液４′
が球形の空間内で硬化して球形のレンズ４となって固着
している。これで、本体部分ｌｌにレンズ４が付いた発
光ダイオードの完成品が得られる。
上記の構成によれば、チップ３が反射面７に囲まれ、か
つ樹脂製のレンズ４の内部に埋め込まれているから、チ
ップ３から発光する光のすべてが、反射面７とレンズ４
とにより集光されて光フアイバ側に送出され、チップ３
の端面から発する光も、外部に放射されることなく、光
フアイバ側に送出される。
つ樹脂製のレンズ４の内部に埋め込まれているから、チ
ップ３から発光する光のすべてが、反射面７とレンズ４
とにより集光されて光フアイバ側に送出され、チップ３
の端面から発する光も、外部に放射されることなく、光
フアイバ側に送出される。
第１図および第２図の実施例では、両フレーム１．２の
端部１ ａ、 ２ ａとベース５の一部５ａとで周壁６
を形成し、その周壁６の内側に反射面７を形成したが、
第４図の縦断面図に示すように、チップ３が取り付けら
れる側のフレーム１の端部１ａのみでデツプ３を囲む周
壁６を構成し、この周壁６の内側に、チップ３の発光を
光送出方向に反射する反射面７を形成してもよく、反射
面７を形成する部材は、第１図および第２図の実施例の
ものに限定されない。
端部１ ａ、 ２ ａとベース５の一部５ａとで周壁６
を形成し、その周壁６の内側に反射面７を形成したが、
第４図の縦断面図に示すように、チップ３が取り付けら
れる側のフレーム１の端部１ａのみでデツプ３を囲む周
壁６を構成し、この周壁６の内側に、チップ３の発光を
光送出方向に反射する反射面７を形成してもよく、反射
面７を形成する部材は、第１図および第２図の実施例の
ものに限定されない。
いうまでもなく、この第４図の実施例においても、樹脂
製のレンズ４は、前記反射面７と境界面を共通にする形
で該反射面７上に球形もしくは球形に近似した形状に成
形され、そのレンズ内部に、チップ３が埋め込まれる。
製のレンズ４は、前記反射面７と境界面を共通にする形
で該反射面７上に球形もしくは球形に近似した形状に成
形され、そのレンズ内部に、チップ３が埋め込まれる。
他のフレーム２は、周壁６の外側に位置し、ボンディン
グワイヤ９によリチソブ３と接続されている。空気抜き
孔８は、チップ３側のフレーム２に穿設されている。
グワイヤ９によリチソブ３と接続されている。空気抜き
孔８は、チップ３側のフレーム２に穿設されている。
上記各実施例は、いずれも発光ダイオードに関するもの
であるが、本発明は発光ダイオードのような発光素子ば
かりでなく、フォトダイオードのような受光素子にも実
施することができる。受光素子の場合、樹脂製のレンズ
と反射面とは光ファイバからの入射光をチップ側に集光
するものであり、チップが光信号を光／電気変換するも
のであるが、構造的には、該受光素子の受光部分は、上
記発光ダイオードの発光部分と同一である。
であるが、本発明は発光ダイオードのような発光素子ば
かりでなく、フォトダイオードのような受光素子にも実
施することができる。受光素子の場合、樹脂製のレンズ
と反射面とは光ファイバからの入射光をチップ側に集光
するものであり、チップが光信号を光／電気変換するも
のであるが、構造的には、該受光素子の受光部分は、上
記発光ダイオードの発光部分と同一である。
受光素子の場合、所定の方向から入射する光は、レンズ
と反射面とにより集光されてチップに集中し、外部に放
射される光の量が減少し、結合による損失が少なくなる
。
と反射面とにより集光されてチップに集中し、外部に放
射される光の量が減少し、結合による損失が少なくなる
。
〈発明の効果〉
以上のように、本発明によれば、チップを囲む反射面上
に直接的に樹脂製のレンズを成形するから、レンズの固
化と同時に該レンズが素子の本体部分に定着することと
なり、従来のように金属キャップ等の固定手段でガラス
製のレンズをチップ上に固定する面倒な作業を必要とせ
ず、しかも高価なガラス製レンズを用いないから、製造
コストの低減化を図りうる。
に直接的に樹脂製のレンズを成形するから、レンズの固
化と同時に該レンズが素子の本体部分に定着することと
なり、従来のように金属キャップ等の固定手段でガラス
製のレンズをチップ上に固定する面倒な作業を必要とせ
ず、しかも高価なガラス製レンズを用いないから、製造
コストの低減化を図りうる。
また、本発明では、チップが反射面に囲まれ、かつ該チ
ップが反射面と境界面を共通にする樹脂製のレンズの内
部に埋め込まれているから、チップから発光する光のほ
とんどすべてが、外部に放射されることなく、反射面と
レンズとにより集光されて光フアイバ側に送出され、あ
るいは光ファイバから入射する光がレンズと反射面とで
集光されてチップに集中するから、結合による損失が減
少する。
ップが反射面と境界面を共通にする樹脂製のレンズの内
部に埋め込まれているから、チップから発光する光のほ
とんどすべてが、外部に放射されることなく、反射面と
レンズとにより集光されて光フアイバ側に送出され、あ
るいは光ファイバから入射する光がレンズと反射面とで
集光されてチップに集中するから、結合による損失が減
少する。
特に発光素子の場合、従来は無駄に外部に放射されてい
たチップ端面からの発光が、反射面とレンズとに集光さ
れて光フアイバ側に送出されるから、光ファイバへの送
出光量が増大し、そのためチップの発光量が少なくても
確実な光通信が可能となる。
たチップ端面からの発光が、反射面とレンズとに集光さ
れて光フアイバ側に送出されるから、光ファイバへの送
出光量が増大し、そのためチップの発光量が少なくても
確実な光通信が可能となる。
第１図ないし第４図は本発明の実施例に係り、第１図は
その一実施例の縦断面図、第２図は第１図の■−■線に
ｒｅった一部切欠きの横断面図、第３図（Ａ ＸＢ ）
（Ｃ）はレンズの成形工程を示す工程説明図、第４図は
他の実施例の縦断面図、第５図は従来例の縦断面図であ
る。 １．２・・フレーム、３・・チップ、４・・樹脂製レン
ズ、５・・・ベース、６・・周壁、７ 反射面。
その一実施例の縦断面図、第２図は第１図の■−■線に
ｒｅった一部切欠きの横断面図、第３図（Ａ ＸＢ ）
（Ｃ）はレンズの成形工程を示す工程説明図、第４図は
他の実施例の縦断面図、第５図は従来例の縦断面図であ
る。 １．２・・フレーム、３・・チップ、４・・樹脂製レン
ズ、５・・・ベース、６・・周壁、７ 反射面。
Claims (1)
- （１）チップの周囲にフレームもしくはその他の部材の
表面により光の送受方向に向かって広がった反射面を形
成するとともに、この反射面上に該反射面と境界面を共
通にする樹脂製レンズを成形し、該レンズの内部に前記
チップを埋設したことを特徴とする光電変換素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60259331A JPS62119987A (ja) | 1985-11-19 | 1985-11-19 | 光電変換素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60259331A JPS62119987A (ja) | 1985-11-19 | 1985-11-19 | 光電変換素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62119987A true JPS62119987A (ja) | 1987-06-01 |
Family
ID=17332609
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60259331A Pending JPS62119987A (ja) | 1985-11-19 | 1985-11-19 | 光電変換素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62119987A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01232775A (ja) * | 1988-03-14 | 1989-09-18 | Iwasaki Electric Co Ltd | 透過型フォトセンサ |
| JPH01241184A (ja) * | 1988-03-23 | 1989-09-26 | Iwasaki Electric Co Ltd | 反射型フォトセンサ |
| US5698866A (en) * | 1994-09-19 | 1997-12-16 | Pdt Systems, Inc. | Uniform illuminator for phototherapy |
| WO2008041771A1 (en) * | 2006-10-05 | 2008-04-10 | Asahi Glass Co., Ltd. | Glass coated light emitting element, wiring board with light emitting element, method for producing wiring board with light emitting element, lighting device and projector |
-
1985
- 1985-11-19 JP JP60259331A patent/JPS62119987A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01232775A (ja) * | 1988-03-14 | 1989-09-18 | Iwasaki Electric Co Ltd | 透過型フォトセンサ |
| JPH01241184A (ja) * | 1988-03-23 | 1989-09-26 | Iwasaki Electric Co Ltd | 反射型フォトセンサ |
| US5698866A (en) * | 1994-09-19 | 1997-12-16 | Pdt Systems, Inc. | Uniform illuminator for phototherapy |
| WO2008041771A1 (en) * | 2006-10-05 | 2008-04-10 | Asahi Glass Co., Ltd. | Glass coated light emitting element, wiring board with light emitting element, method for producing wiring board with light emitting element, lighting device and projector |
| JPWO2008041771A1 (ja) * | 2006-10-05 | 2010-02-04 | 旭硝子株式会社 | ガラス被覆発光素子、発光素子付き配線基板、発光素子付き配線基板の製造方法、照明装置およびプロジェクタ装置 |
| US7872281B2 (en) | 2006-10-05 | 2011-01-18 | Asahi Glass Company, Limited | Glass-coated light-emitting element, light-emitting element-attached wiring board, method for producing light-emitting element-attached wiring board, lighting device and projector |
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