(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光素子と該発光素子を駆動するためのドライブＩＣとを設置したリードフレームを樹脂モールドで成形して、ホルダーに挿入される光通信用の光半導体装置において、前記リードフレームは前記樹脂モールドの外側に２つの延設部を有し、各延設部は、前記樹脂モールドから少し離れるように折り曲げられて弾性変形可能とされ、一方の延設部は、前記樹脂モールドの前面を覆い、他方の延設部は、前記樹脂モールドの背面を覆い、各延設部は前記ホルダーの内壁に密着され、発生した熱を前記延設部を介して前記ホルダーに伝導することを特徴とする光半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は光半導体装置に関するものであり、特に高速光ファイバデータリンクに用いられる光半導体装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図５は従来例の光半導体装置を示す略断面図であり、リードフレーム５１上に発光素子５２を設置して透光性樹脂モールド５３で被覆されている。リードフレーム５１は延設部５１ａを有しており、発光素子設置面とは反対の方向に折り曲げられている。この延設部５１ａは放熱板として機能するので、発光素子５２に大きな電流を流しても、発光素子５２等から発生する熱はリードフレーム５１を伝導して延設部５１ａで放熱され、光半導体装置５０の過熱を防いでいる。
【０００３】
図６は別の従来例の光半導体装置を示す略断面図であり、リードフレーム６１上には発光素子６２が設けられおり、透光性樹脂モールド６３でモールドされている。
【０００４】
リードフレーム６１は延設部６１ａを有しており、延設部６１ａは透光性樹脂モールドの外側にある。延設部６１ａにはビス等で他の部品と接続できる穴６１ｂを有しており、放熱効果を高めている。
【０００５】
図５、図６の光半導体装置は伝送速度が最大１６Ｍｂｐｓ程度の光通信に使用されている。また、この光半導体装置の光出力は動作温度７０℃において、２００ｍＷ程度である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
光半導体装置を用いて５０Ｍｂｐｓ以上の高速光通信を行う場合、動作温度７０℃において、５００ｍＷ程度の出力を確保する必要があるが、図５、図６に示されるような光半導体装置では、発光素子およびドライブＩＣに大電流を供給したとき、発光素子およびドライブＩＣの発熱に対して放熱が不十分なため、発光素子の出力が低下して十分な光出力を得ることができなかった。
【０００７】
また、上述の光半導体装置自体は電磁シールドされていないので、外部に不要なノイズを放出したり、また外部からの電磁波によって誤動作する怖れがあった。
【０００８】
本発明は上述の問題点を鑑みてなされたものであり、高速光通信に対応した高出力で信頼性の高いの光半導体装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の光半導体装置は、発光素子と、該発光素子を駆動するためのドライブＩＣとを設置したリードフレームを樹脂モールドで成形してなる光半導体装置において、前記リードフレームは前記樹脂モールドの外側に延設部を有し、該延設部は、折り曲げられて前記樹脂モールドの周りを覆うように設置され、発光素子前面に対応する部分に窓が穿設されるとともに、接地端子に電気的に接続されてなることを特徴とするものである。
【００１０】
また、前記リードフレームの延設部は弾性変形するように形成され、ホルダーに挿入して固定されることを特徴とするものである。
【００１１】
また、前記リードフレームの延設部の面積は、樹脂モールド内のリードフレームの面積の９倍以上であることを特徴とするものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の一実施の形態である、光半導体装置の斜視図である。発光素子等を設置したリードフレーム１１は透光性のモールド樹脂１３でモールドされている。モールド樹脂１３の外側にリードフレームの延設部１１ａ、１１ｂがモールド樹脂１３のまわりに折り曲げられて光半導体装置１０が形成されている。延設部１１ａはモールド樹脂１３の前面を覆っており、延設部１１ｂはモールド樹脂１３の背面を覆っている。延設部１１ａには窓１２が穿設されており、窓１２を通してモールド樹脂１３内部に設置された発光素子からの光が放出される。１１ｃ、１１ｄ、１１ｅ、１１ｆはリードフレームの端子部であり、特に１１ｆは接地端子である。
【００１３】
図２は図１の光半導体装置を示す図であり、図２（ａ）はその正面図であり、図２（ｂ）はその側面図であり、図２（ｃ）はモールド内部を示す説明図である。なお、説明上、図２のリードフレーム１１は折り曲げる前の状態で示してある。
【００１４】
リードフレーム１１には、モールド樹脂１３の外部にある延設部１１ａ、１１ｂと端子部１１ｃ、１１ｄ、１１ｅ、１１ｆが設けられている。特に１１ｆは設置端子である、延設部１１ａには窓１２が穿設されている。リードフレーム１１の厚さは０．２５ｍｍ程度であり、銅合金等を使用している。
【００１５】
リードフレーム１１上には発光素子（ＬＥＤ）１６、ドライブＩＣ１７、チップコンデンサ１８が銀ペーストにより取付けられている。ドライブＩＣ１７はリードフレーム１１の延設部１１ａ、１１ｂと一体に形成された部分に設置されている。それらの素子は金線等のワイヤー１９によりリードフレーム１１に電気的に接続されている。また、延設部１１ａ、１１ｂは接地端子１１ｆと接続されている。発光素子１６、ドライブＩＣ１７、チップコンデンサ１８はモールド樹脂１３で封止される。モールド樹脂１３の発光素子１６に対応する部分はレンズ部１４が形成されている。
【００１６】
ドライブＩＣ１７は駆動時に多量の熱を発生するが、それを設置するリードフレームが延設部１１ａ、１１ｂと一体になっているので、放熱効率が良い。
【００１７】
リードフレームの延設部１１ａ、１１ｂは折り曲げられてモールド樹脂１３の前面、裏面を覆うように配置され、図１に示されるような光半導体装置１０が形成される。リードフレームの延設部１１ａ、１１ｂは十分な放熱面積をもち、また、接地端子と接続されているのでシールド機能があり、モールド樹脂１３内部の部品から発生するノイズを外部へ放出することを防止することができ、また、外部ノイズからドライブＩＣを保護することができる。
【００１８】
図３は図１の光半導体装置のホルダーへの取付け方法を説明する略断面図であり、図３（ａ）は取付前の説明図であり、図３（ｂ）は取付状態の説明図である。
【００１９】
高速光ファイバデータリンクに使われる光半導体装置１０は、ホルダーに入れて使用される。図３（ａ）に示されるように、光半導体装置１０の延設部ａは発光素子の接地面側に折り曲げられており、また、延設部１１ｂは発光素子の設置面とは反対側に折り曲げられている。このとき、樹脂モールド１３には密着させずに少し離れるように折り曲げておくことにより、延設部１１ａ及び１１ｂは弾性変形可能になっている。これをホルダー２０に挿入する。ホルダー２０は熱伝導性の高いフィラ入りの樹脂で形成されている。すると、図３（ｂ）に示されるように、ホルダー２０に挿入固定したとき、延設部１１ａ及び１１ｂは樹脂モールド１３に押しつけられ、その反発力でホルダー２０の内壁に密着する。延設部１１ａ、１１ｂとフォルダー２０との接触面積が大きくなり、光半導体装置１０で発生した熱を延設部１１ｂを介してホルダー部へ速やかに伝導することができる。
【００２０】
図４は図１の構成の光半導体装置の動作温度と出力との関係を示すグラフである。図４において、縦軸は光半導体装置の出力を示し、横軸は動作温度（光半導体装置が設置された近傍の温度）を示している。リードフレームの厚さは０．２５ｍｍであり、銅合金を使用している。
【００２１】
曲線Ａは高速光ファイバデータリンク用半導体素子に必要な特性値であり、使用温度７０℃で５００ｍＷ以上の出力を得ることが必要である。使用温度が上がるにつれて、放熱が難しくなり発光素子近傍の温度が上昇し、発光素子の出力が低下する特性を示している。
【００２２】
曲線Ｂは図１に示される延設部１１ａ、１１ｂが全くない場合の特性を示す図であり、使用温度７０℃では２００ｍＷ程度の出力であり、十分なレーザ出力を得られていない。この場合の、樹脂モールド１３内部のリードフレームの面積をＳ１とする。
【００２３】
曲線Ｃは延設部１１ｂのみがある場合の出力特性であり、基準値である曲線Ａとほぼ同程度の温度特性を示している。延設部１１ｂの面積Ｓ２は内部のリードフレームの面積Ｓ１の約６倍の面積を有していた。
【００２４】
曲線Ｄは延設部１１ａ、１１ｂ両方がある場合の出力特性で使用温度７０℃において６５０ｍＷ程度の出力を有しており、高速光ファイバデータリンク用半導体素子として十分な性能を示している。このとき、延設部１１ａと１１ｂの合計の面積Ｓ３は、内部のリードフレームの面積Ｓ１の約９倍の面積を有していた。
【００２５】
以上の結果より、延設部１１ａ、１１ｂにより高速光データリンク用の光半導体装置として十分な放熱性能を得ることができ、少なくとも１５６Ｍｂｐｓ以上の高速光ファイバデータリンクの信号伝送が可能になる。
【００２６】
【発明の効果】
本発明によれば、発光素子と、該発光素子を駆動するためのドライブＩＣとを設置したリードフレームを樹脂モールドで成形してなる光半導体装置であって、前記リードフレームは前記樹脂モールドの外側に延設部を有し、該延設部は、折り曲げられて前記樹脂モールドの周りを覆うように設置され、発光素子前面に対応する部分に窓が穿設されるとともに、接地端子に電気的に接続されてなることを特徴とするものであり、電磁シールドが確保され信頼性が高まるとともに、放熱性能を高めることができ、高出力の光半導体装置を得ることができる。
【００２７】
また、前記リードフレームの延設部は弾性変形するように形成され、ホルダーに挿入して固定されることを特徴とするものであり、ホルダーに密着して設置できるので、より放熱性を高めることができ、高出力の光半導体装置を得ることができる。
【００２８】
また、前記リードフレームの延設部の面積は、樹脂モールド内のリードフレームの面積の９倍以上であることを特徴とするものであり、高速光データリンク用の光半導体装置として十分な放熱性能を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光半導体装置の斜視図である。
【図２】本発明の光半導体装置を示す説明図であり、（ａ）はその正面図であり、（ｂ）はその側面図であり、（ｃ）はモールド内部を示す説明図である。
【図３】本発明の光半導体装置のホルダーへの取付け方法を説明する略断面図であり、（ａ）は取付前の説明図であり、（ｂ）は取付状態の説明図である。
【図４】本発明の光半導体装置の放熱特性を示すグラフである。
【図５】従来例の光半導体装置を示す略断面図である。
【図６】別の従来例の光半導体装置を示す略断面図である。
【符号の説明】
１０  光半導体装置
１１  リードフレーム
１１ａ、１１ｂ  （リードフレームの）延設部
１１ｃ、１１ｄ、１１ｅ（リードフレームの）端子部
１１ｆ  接地端子
１２  窓
１３  樹脂モールド
１６  発光素子
１７  ドライブＩＣ
２０  ホルダー
【図１】
0003554657.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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