(57)【要約】【課題】光取出し効率がより高く、安価な光半導体装置及び光半導体モジュール及び光半導体装置の製造方法を提供する。【解決手段】凹形状反射板部１６及びアノード端子７、第１、第２、第３のカソード端子８，９，１０を形成したリードフレーム３と、反射板部１６を凹形状反射部１２の内底部１５略中央部に位置させると共に、各端子７，８，９，１０を外部に延出させるようにしてリードフレーム３に一体に光反射性合成樹脂で形成した外囲器２と、反射板部１６の内底部１７に固着された光半導体素子４と、反射部１２内及び反射板部１６内に光透過性材料を所定形状、例えば集光レンズ形状となるよう設けてなる光放射部６を具備している。【選択図】図２
2006148169.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外囲器から第１の方向に、アノード端子とカソード端子の第１の端子が延出し、
前記外囲器から第１の方向の逆方向である第２の方向に、カソード端子の第２の端子とカソード端子の第３の端子が延出し、
前記アノード端子の幅は、前記カソード端子の第１の端子の幅より狭く、
前記カソード端子の第２の端子の幅は、前記カソード端子の第３の端子の幅より狭く、
前記カソード端子の第２の端子と、前記カソード端子の第３の端子との間隔は、前記アノード端子の幅よりも広く、
前記アノード端子と、前記カソード端子の第１の端子との間隔は、前記カソード端子の第２の端子の幅よりも広い複数の光半導体装置が配置された光半導体モジュールであって、
前記光半導体装置の隣接するもの同士は、一方の前記光半導体装置の前記アノード端子と前記カソード端子の第１の端子と、他方の前記光半導体装置の前記カソード端子の第２の端子と前記カソード端子の第３の端子とが、互い噛み合うよう組み合わせて配置されていることを特徴とする光半導体モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば発光ダイオード等を用いてなる光半導体モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、発光ダイオード等を用いた光半導体装置は、例えば次のようにして形成されていた。すなわち、先ず第１の従来技術においては、リードフレームの凹形状に形成した反射板部の内底部中央部分上に、例えば発光ダイオード等の光半導体素子をマウントし、リードフレームと光半導体素子の対応する部分同士をボンディングワイヤで接続する。
【０００３】
その後、光半導体素子をマウントしたリードフレームを、予め光透過性合成樹脂を注入し半硬化させた状態にしてある成形型内に入れる。そして、光透過性合成樹脂を硬化した後、成形型を所定形状の光透過性合成樹脂が成形されているリードフレームから外し、所定形状の光透過性合成樹脂により光半導体素子を覆った所要の光学特性を有する光半導体装置を得る。
【０００４】
また、第２の従来技術においては、略平坦に形成されたリードフレームに、光半導体素子をマウントするマウント部及びボンディング部分を避け、マウント部が凹部内底部に位置するように光反射性を有する例えば白色の合成樹脂で外囲器を成形する。そして、光半導体素子をマウント部にマウントし、リードフレームと光半導体素子の対応する部分同士をボンディングワイヤで接続する。その後、外囲器の凹部内に光半導体素子を覆うように光透過性合成樹脂を充填し硬化して光放射部を形成し、所要の光学特性を有する光半導体装置を得る。
【０００５】
しかしながら上記の第１の従来技術では、リードフレームの凹形状に形成した反射板部での光反射効果しか得られないために光取出し効率が低く、また光透過性合成樹脂を所定形状に成形して光半導体素子を覆うため、製造工程の中で用いる成形型が必要で、成形型の摩耗等に対応して型交換を定期的にしなければならず、ランニングコストを含め生産性が低いために光半導体装置コストの低廉化が難しいものとなっている。一方、第２の従来技術では、白色の合成樹脂で成形した外囲器の凹部による光反射効果しか得られないために、外囲器の凹部開口を通じての光取出し効率が低く、光半導体装置の光取出し効率をより高くすることが強く求められている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、高密度に実装した光半導体モジュールを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の光半導体モジュールは、
外囲器から第１の方向に、アノード端子とカソード端子の第１の端子が延出し、
前記外囲器から第１の方向の逆方向である第２の方向に、カソード端子の第２の端子とカソード端子の第３の端子が延出し、
前記アノード端子の幅は、前記カソード端子の第１の端子の幅より狭く、
前記カソード端子の第２の端子の幅は、前記カソード端子の第３の端子の幅より狭く、
前記カソード端子の第２の端子と、前記カソード端子の第３の端子との間隔は、前記アノード端子の幅よりも広く、
前記アノード端子と、前記カソード端子の第１の端子との間隔は、前記カソード端子の第２の端子の幅よりも広い複数の光半導体装置が配置された光半導体モジュールであって、
前記光半導体装置の隣接するもの同士は、一方の前記光半導体装置の前記アノード端子と前記カソード端子の第１の端子と、他方の前記光半導体装置の前記カソード端子の第２の端子と前記カソード端子の第３の端子とが、互い噛み合うよう組み合わせて配置されていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、高密度に実装した光半導体モジュールを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下本発明の一実施形態を、図１乃至図１４を参照して説明する。図１は斜視図であり、図２は図３におけるＡ−Ａ矢方向視の縦断面図であり、図３は平面図であり、図４は正面図であり、図５は側面図であり、図６はリードフレームを示す図で、図６（ａ）は平面図、図６（ｂ）は図６（ａ）のＸ−Ｘ矢方向視の断面図、図６（ｃ）は図６（ａ）のＹ−Ｙ矢方向視の断面図、図６（ｄ）は図６（ａ）のＺ−Ｚ矢方向視の断面図であり、図７は複数の光半導体装置を実装した光半導体モジュールを示す平面図であり、図８は図７の一部を拡大して示す平面図である。
【００１０】
また、図９は第１の変形形態の斜視図であり、図１０は第１の変形形態の平面図であり、図１１は第１の変形形態の正面図であり、図１２は第２の変形形態の斜視図であり、図１３は第２の変形形態の平面図であり、図１４は第２の変形形態の正面図である。
【００１１】
図１乃至図８において、１は光半導体装置で、外形が略正方形の平面形状をなす略直方体状の外囲器２と、所定形状に形成したリードフレーム３とを一体成形した構成を有し、さらに、例えば発光ダイオード等の光半導体素子４をリードフレーム３上に固着して外囲器２内に収納した構成となっている。そして外囲器２の上部には、上方に向け開口する放射開口５内を埋め込み、光半導体素子４を覆うように設けた光透過性合成樹脂、例えばシリコーン系樹脂等による上面凸形状の光放射部６を備えたものとなっている。なお、光半導体素子４からの放射光は、光放射部６を介し上方に向けて放射される。
【００１２】
さらに、外囲器２の相対する外側壁の一方の側壁からアノード端子７と第１のカソード端子８が延出し、他方の側壁から第２のカソード端子９と第３のカソード端子１０が延出している。なお、アノード端子７と第３のカソード端子１０は各側壁の一方側に偏った位置から延出し、第１のカソード端子８と第２のカソード端子９は各側壁の他方側に偏った位置から延出しており、さらにアノード端子７と第１のカソード端子８の間には第２のカソード端子９の幅より大きい間隔が形成されており、第２のカソード端子９と第３のカソード端子１０の間にはアノード端子７の幅より大きい間隔が形成されている。
【００１３】
また、外囲器２は、光反射性を有する合成樹脂、例えば白色のエポキシ系樹脂、あるいはポリカーボネート樹脂等で成形したもので、その上部に内側壁１１を傾斜反射面として、例えばすり鉢形状にした凹形状の反射部１２を有している。一方、リードフレーム３は、銅あるいは銅合金等の板材を所定形状に形成したものであって、アノード端子７を連設したアノード極部１３と、３つのカソード端子８，９，１０を連設したカソード極部１４とが、両極部１３，１４との間に所定間隔を設け、カソード極部１４の縁部分の一部に沿うようにアノード極部１３を設けて形成してある。なお、外囲器２とリードフレーム３とが一体成形となっていることで、両極部１３，１４の上面が、反射部１２の内底部１５に露出している。
【００１４】
また、カソード極部１４には、例えばすり鉢形状にした凹形状の反射板部１６を有し、反射板部１６の平坦に形成した内底部１７が光半導体素子４のマウント部位となっている。そして、カソード極部１４には、マウント部位となっている反射板部１６の内底部１７からアノード極部１３の方向に向けて、底部を反射板部１６の内底部１７と同じ深さ位置にした凹部１８が形成してある。
【００１５】
さらに、外囲器２と一体成形されたリードフレーム３の反射板部１６の内底部１７には、光半導体素子４が導電性接着剤で固着することによって、反射部１２及び反射板部１６の略中央に位置するようマウントしてあり、光半導体素子４の下面のカソードがカソード極部１４に導通した状態になっている。また光半導体素子４の上面のアノードには、金（Ａｕ）製のボンディングワイヤ１９の一端がボンディングしてあり、他端がアノード極部１３に凹部１８の直上を経由し、所定の絶縁距離が得られるようにしてボンディングしてある。
【００１６】
そして、リードフレーム３が一体成形された外囲器２の放射開口５を介し、上方から反射部１２及び反射板部１６内に、シリコーン系樹脂等の光透過性合成樹脂を、所要の光学特性が得られる形状、例えば所定の集光レンズ形状となるよう充填量を調節しながら、光半導体素子４を覆うように順次充填する。所定の充填を行なった後、光透過性合成樹脂を硬化して光放射部６を外囲器２の上部に形成し、光半導体装置１とする。
【００１７】
また、上記のように構成した光半導体装置１の実装基板への実装は、アノード端子７をアノード配線部に半田付けし、またこれより大面積のカソード配線部に３つのカソード端子８，９，１０全てを半田付けすることによってなされる。
【００１８】
以上の通り構成することによって、光半導体装置１の製造工程の中では、成形型を用いることなく光放射部６を形成することができ、成形型の摩耗等に対応した定期的な型交換がなく、生産性が向上して装置コストを低廉化することが可能となる。また光半導体素子４からの放射光については、リードフレーム３の反射板部１６及び光反射性を有する合成樹脂でなる外囲器２の反射部１２による各反射によって放射開口５方向に指向したものとなるので、光取出し効率が向上したものとなる。さらに実装に際しては、複数延出したカソード端子８，９，１０全てを比較的大面積のカソード配線部に半田付けすることによって、光半導体装置１での発生熱を効率よく外部に放出することができる。
【００１９】
また、上記のように構成したことによって、図７及び図８に示すように、複数の光半導体装置１を、各光半導体装置１が交差する複数の直線の交点上に位置させ実装基板２０上に略面状をなすように配列し、さらに光半導体装置１を直列接続して面状の発光体様、すなわち、光半導体モジュール２５とする場合には、外囲器２の一方の外側壁から延出するアノード端子７が、隣接する光半導体装置１の他方の外側壁から延出する第２のカソード端子９と第３のカソード端子１０の間に、各端子７，９，１０の側部同士が隣接し、互いに噛み合うように組み合わせ配置して、各端子７，９，１０が実装基板２０の配線部２１に半田付けされる。これにより、光半導体装置１を実装基板２０上に高密度で実装した光半導体モジュール２５とすることができる。
【００２０】
また、上記の光半導体装置１の実施形態においては、略直方体状の外囲器２の相対する２つの外側壁から１つのアノード端子７、３つのカソード端子８，９，１０を延出させるように構成したが、図９及び図１０、図１１に示す第１の変形形態のように構成してもよい。すなわち、光半導体装置１ａにおいて、上記実施形態と同様に、光反射性を有する合成樹脂でなる略直方体状の外囲器２には、図示しないが、そのすり鉢形状にした凹形状の反射部の内底部に、リードフレーム３ａのすり鉢形状にした凹形状の反射板部が位置し、反射板部の内底部に光半導体素子を固着している。そして、外囲器２の放射開口５を介して光透過性合成樹脂が、所要の光学特性が得られる形状となるよう反射部及び反射板部内に充填してあり、外囲器２の上部に光半導体素子からの放射光を放出する光放射部６を固着している。
【００２１】
また外囲器２には、その一方の相対する外側壁の各々から、狭幅に形成されたアノード端子７aと第１のカソード端子８ａとがそれぞれ側壁中央から延出している。さらに他方の相対する外側壁の各々からは、広幅に形成された第２のカソード端子９ａと第３のカソード端子１０ａがそれぞれ側壁中央から延出している。
【００２２】
以上の通り構成することで、本変形形態においても上記の実施形態と同様に、光半導体装置１ａの製造工程の中で成形型を用いないため、定期的な型交換がなく、生産性が向上して装置コストを低廉化することが可能であり、また光取出し効率が向上したものとなる。さらに光半導体装置１ａの実装に際しては、複数延出したカソード端子８ａ，９ａ，１０ａ全てを比較的大面積のカソード配線部に半田付けすることによって、光半導体装置１ａでの発生熱を効率よく外部に放出することができる。
【００２３】
また、図１２及び図１３、図１４に示す第２の変形形態のように構成してもよい。すなわち、光半導体装置１ｂにおいて、上記実施形態と同様に、光反射性を有する合成樹脂でなる略直方体状の外囲器２には、図示しないが、そのすり鉢形状にした凹形状の反射部の内底部に、リードフレーム３ｂのすり鉢形状にした凹形状の反射板部が位置し、反射板部の内底部に光半導体素子を固着している。そして、外囲器２の放射開口５を介して光透過性合成樹脂が、所要の光学特性が得られる形状となるよう反射部及び反射板部内に充填してあり、外囲器２の上部に光半導体素子からの放射光を放出する光放射部６を固着している。
【００２４】
また外囲器２には、その相対する外側壁の各々から、比較的広幅のアノード端子７ｂとカソード端子８ｂとがそれぞれ側壁中央から延出している。さらに両端子７ｂ，８ｂには、上下方向に貫通して固定孔２２が形成してある。
【００２５】
以上の通り構成することで、本変形形態においても上記の実施形態と同様に、光半導体装置１ｂの製造工程の中で成形型を用いないため、定期的な型交換がなく、生産性が向上して装置コストを低廉化することが可能であり、また光取出し効率が向上したものとなる。さらに本変形形態においては、光半導体装置１ｂの実装に際し、アノード端子７ｂとカソード端子８ｂとを固定孔２２によってねじ止め等することで、確実に固定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の一実施形態を示す斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態を示す図３におけるＡ−Ａ矢方向視の縦断面図である。
【図３】本発明の一実施形態を示す平面図である。
【図４】本発明の一実施形態を示す正面図である。
【図５】本発明の一実施形態を示す側面図である。
【図６】本発明の一実施形態におけるリードフレームを示す図で、図６（ａ）は平面図、図６（ｂ）は図６（ａ）のＸ−Ｘ矢方向視の断面図、図６（ｃ）は図６（ａ）のＹ−Ｙ矢方向視の断面図、図６（ｄ）は図６（ａ）のＺ−Ｚ矢方向視の断面図である。
【図７】本発明の一実施形態に係る複数の光半導体装置を実装した光半導体モジュールを示す平面図である。
【図８】本発明の一実施形態に係る図７の一部を拡大して示す平面図である。
【図９】本発明の一実施形態に係る第１の変形形態の斜視図である。
【図１０】本発明の一実施形態に係る第１の変形形態の平面図である。
【図１１】本発明の一実施形態に係る第１の変形形態の正面図である。
【図１２】本発明の一実施形態に係る第２の変形形態の斜視図である。
【図１３】本発明の一実施形態に係る第２の変形形態の平面図である。
【図１４】本発明の一実施形態に係る第２の変形形態の正面図である。
【符号の説明】
【００２７】
２…外囲器
３…リードフレーム
４…光半導体素子
６…光放射部
７…アノード端子
８…第１のカソード端子
９…第２のカソード端子
１０…第３のカソード端子
１２…反射部
１５…内底部（反射部の）
１６…反射板部
１７…内底部（反射板部の）
１８…凹部
１９…ボンディングワイヤ
【図１】
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【図２】
2006148169.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2006148169.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
2006148169.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
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