(57)【要約】【課題】小型化でき、実装面積を低減することが可能な受光素子を提供すること。【解決手段】前方から入射した光を受光する受光素子である。前方にそれぞれ対向し、前後方向に関してそれぞれ位置が異なるヘッダ部１ａ、４ａを有するリードフレーム１、４を備える。複数の受光チップ２、５は、それぞれ受光面を前方に向けた状態でリードフレーム１、４の対応するヘッダ部１ａ、４ａにそれぞれダイボンドされている。少なくとも複数の受光チップ２、５を一体に封止する透光性樹脂６、７を備える。透光性樹脂６、７は入射した光Ｌ１〜Ｌ４を複数の受光チップ２、５にそれぞれ導く共通のレンズ部９０を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
前方から入射した光を受光する受光素子であって、
上記前方にそれぞれ対向し、前後方向に関してそれぞれ位置が異なるヘッダ部を有するリードフレームと、
それぞれ受光面を前方に向けた状態で上記リードフレームの対応する上記ヘッダ部にそれぞれダイボンドされた複数の受光チップと、
少なくとも上記複数の受光チップを一体に封止する透光性樹脂とを備え、
上記透光性樹脂は上記入射した光を上記複数の受光チップにそれぞれ導く共通のレンズ部を有することを特徴とする受光素子。
【請求項２】
請求項１に記載の受光素子において、
上記複数の受光チップのうち、前方に配置された受光チップのサイズが小さく、後方に配置された受光チップのサイズが大きくなっていることを特徴とする受光素子。
【請求項３】
請求項１または２に記載の受光素子において、
上記各受光チップの受光中心が上記レンズ部の光軸上に配置されていることを特徴とする受光素子。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一つに記載の受光素子において、
上記複数のリードフレームはそれぞれ位置決め用ガイドピンが挿入されるべき穴を有することを特徴とする受光素子。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一つに記載の受光素子において、
上記透光性樹脂は、
上記複数の受光チップを一体に封止し、可視光および赤外光を透過させる透明樹脂からなる１次モールド部と、
上記複数の受光チップのうち前方に配置された受光チップのみを覆うように、上記１次モールド部の前面に接して設けられた、可視光を遮断し赤外光を透過させる可視光カット樹脂からなる２次モールド部とを有する、ことを特徴とする受光素子。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか一つに記載の受光素子において、
上記複数の受光チップのうち、前方に配置された受光チップはリモートコントロール信号受光用チップであり、後方に配置された受光チップは周囲照度検出用チップであることを特徴とする受光素子。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか一つに記載の受光素子において、
上記複数の受光チップのうち後方に配置された受光チップは、チップ中心部に形成された回路部と、チップ周辺部に形成された受光部とを有することを特徴とする受光素子。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか一つに記載の受光素子において、
上記複数の受光チップのうち後方に配置された受光チップは、この受光チップよりも大きいサイズをもち、かつ使用時に接地電位が与えられるべき上記ヘッダ部に搭載されていることを特徴とする受光素子。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか一つに記載の受光素子を搭載した電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は受光素子に関し、より詳しくは、封止樹脂によって一体に封止された複数の受光チップを備えた受光素子に関する。
【０００２】
また、この発明は、そのような受光素子を備えた電子機器に関する。
【背景技術】
【０００３】
従来の一般的な受光素子では、受光チップ１つに対して１つのレンズを樹脂モールドによって成形している。これにより、外部からの光信号を受光チップ上に集光することによって信号を受信している。
【特許文献１】特開平９−１４８６２０号公報
【特許文献２】特開平１０−２４２５０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の一般的な受光素子では、受光チップ１つに対して１つのレンズが必要であるため、複数の波長の光信号を受信する場合、光の波長毎に個別に樹脂モールドされた受光素子が必要となる。そのため、搭載する製品自体が大型化するばかりでなく、コストアップにもつながっていた。また、逆に言えば、限られた実装領域内で複数の受光素子を搭載する場合、製品の小型化が困難であるという問題があった。
【０００５】
なお、従来の受光素子として、同一平面上に複数の受光チップを並べて配置し、１つのレンズを樹脂モールドによって形成したタイプのものもあるが、光の波長毎に個別に樹脂モールドされた受光素子が必要となる点で、事情は同じである。
【０００６】
また、特許文献１（特開平９−１４８６２０号公報）に記載の光反射型検出器では、リードフレームの同一面上に受光チップを配置しており、発光チップのみを立体的に配置している点で、本発明にある受光チップをダイボンドしたリードフレームを立体的に配置する点で異なる。
【０００７】
また、特許文献２（特開平１０−２４２５０６号公報）に記載の光学レンズ機能付き半導体デバイスでは、１つの受光チップ自体で波長選択性を持たせているため、光の波長毎に個別の受光チップを使用する点で本発明とは異なる。
【０００８】
そこで、この発明の課題は、封止樹脂によって一体に封止された複数の受光チップを備えた受光素子であって、小型化でき、実装面積を低減することが可能な受光素子を提供することにある。
【０００９】
また、この発明の課題は、そのような受光素子を備えた電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するため、この発明の受光素子は、
前方から入射した光を受光する受光素子であって、
上記前方にそれぞれ対向し、前後方向に関してそれぞれ位置が異なるヘッダ部を有するリードフレームと、
それぞれ受光面を前方に向けた状態で上記リードフレームの対応する上記ヘッダ部にそれぞれダイボンドされた複数の受光チップと、
少なくとも上記複数の受光チップを一体に封止する透光性樹脂とを備え、
上記透光性樹脂は上記入射した光を上記複数の受光チップにそれぞれ導く共通のレンズ部を有することを特徴とする。
【００１１】
なお、「前方」とは光が入射する側、「後方」とはその反対側を指す（この前後方向の定義は便宜上のものであり、実際の受光素子において必ずしもそのように呼ぶ必要はない。）。
【００１２】
この発明の受光素子では、入射した光を複数の受光チップがそれぞれ共通のレンズ部を通して受光する。したがって、受光素子自体を小型化し、受光素子の実装面積を低減することが可能となる。
【００１３】
なお、上記受光素子は、上記リードフレームに沿って配置された別の複数のリードフレームを備え、各受光チップとそれらの複数のリードフレームとがボンディングワイヤでそれぞれ電気的に接続されるのが望ましい。
【００１４】
一実施形態の受光素子では、上記複数の受光チップのうち、前方に配置された受光チップのサイズが小さく、後方に配置された受光チップのサイズが大きくなっていることを特徴とする。
【００１５】
なお、受光チップの「サイズ」とは、上記前後方向に対して垂直な面方向の寸法を意味する。
【００１６】
この一実施形態の受光素子では、上記複数の受光チップのうち、後方に配置された受光チップにも十分な光量が入射する。
【００１７】
一実施形態の受光素子では、上記各受光チップの受光中心が上記レンズ部の光軸上に配置されていることを特徴とする。
【００１８】
この一実施形態の受光素子では、上記各受光チップの受光中心が上記レンズ部の光軸上に配置されている。つまり、前方から見たとき複数の受光チップが重なった状態で、複数の受光チップが立体的に配置されている。したがって、さらに受光素子自体を小型化することができる。
【００１９】
一実施形態の受光素子では、上記複数のリードフレームはそれぞれ位置決め用ガイドピンが挿入されるべき穴を有することを特徴とする。
【００２０】
この一実施形態の受光素子では、作製段階、例えば上記透光性樹脂を設けるためのモールド成形工程で、上記複数のリードフレームの上記穴に位置決め用ガイドピンが挿入される。したがって、上記複数のリードフレームとともに各受光チップの配置の精度が高まる。この結果、上記各受光チップの受光中心が上記レンズ部の光軸上に精度良く配置される。また、上記透光性樹脂のレンズ部が上記各受光チップに対して配置精度良く形成される。
【００２１】
一実施形態の受光素子では、
上記透光性樹脂は、
上記複数の受光チップを一体に封止し、可視光および赤外光を透過させる透明樹脂からなる１次モールド部と、
上記複数の受光チップのうち前方に配置された受光チップのみを覆うように、上記１次モールド部の前面に接して設けられた、可視光を遮断し赤外光を透過させる可視光カット樹脂からなる２次モールド部とを有する、ことを特徴とする。
【００２２】
この一実施形態の受光素子では、上記複数の受光チップのうち前方に配置された受光チップは、可視光を遮断し赤外光を透過させる可視光カット樹脂からなる２次モールド部によって覆われている。したがって、その受光チップでは、上記２次モールド部を通して赤外光による信号が検出される。一方、後方に配置された受光チップでは、透明樹脂からなる１次モールド部を通して少なくとも可視光による信号が検出される。したがって、この受光素子では、各受光チップ毎にそれぞれ検出すべき波長の光信号を設定することが可能となる。したがって、様々な用途に使用することが可能となる。
【００２３】
一実施形態の受光素子では、上記複数の受光チップのうち、前方に配置された受光チップはリモートコントロール信号受光用チップであり、後方に配置された受光チップは周囲照度検出用チップであることを特徴とする。
【００２４】
この一実施形態の受光素子では、上記複数の受光チップのうち前方に配置された受光チップによってリモートコントロール信号が検出され、また、上記複数の受光チップのうち後方に配置された受光チップによって周囲照度が検出される。
【００２５】
一実施形態の受光素子では、上記複数の受光チップのうち後方に配置された受光チップは、チップ中心部に形成された回路部と、チップ周辺部に形成された受光部とを有することを特徴とする。
【００２６】
この一実施形態の受光素子では、上記複数の受光チップのうち後方に配置された受光チップにも十分な光量が入射する。
【００２７】
一実施形態の受光素子では、上記複数の受光チップのうち後方に配置された受光チップは、この受光チップよりも大きいサイズをもち、かつ使用時に接地電位が与えられるべき上記ヘッダ部に搭載されていることを特徴とする。
【００２８】
この一実施形態の受光素子では、この受光素子の後方から到来する電磁ノイズに対して、上記ヘッダ部が電磁シールドとして働く。したがって、この受光素子は電磁ノイズの影響を受けにくくなる。
【００２９】
この発明の電子機器は、上記発明の受光素子を搭載した電子機器である。
【００３０】
既述のように、上記受光素子の実装面積が低減されることから、この発明の電子機器も小型に構成される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００３２】
図１（Ｂ）は一実施形態の受光素子を前方から見たときの構成を示し、図１（Ａ）は図１（Ｂ）のものを左側方から見たときの断面構造を模式的に示している。図１（Ａ）において、光Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４はこの受光素子の光軸Ｏに沿って右側（素子の前方）から入射するようになっている。
【００３３】
図１（Ａ）に示すように、この受光素子は、それぞれ光軸Ｏに対して垂直な面内に配置されたリードフレーム１，４を備えている。リードフレーム１，４は、それぞれ前方に対向し、かつ前後方向に関してそれぞれ位置が異なるヘッダ部１ａ，４ａを有している。前後方向に関して、ヘッダ部１ａの位置はＨ１、ヘッダ部４ａの位置はＨ４で示されている。図１（Ｂ）に示すように、リードフレーム１に沿って複数の電極配線用リードフレーム１Ｐ，１Ｑが配置されるとともに、リードフレーム４に沿って複数の電極配線用リードフレーム４Ｐ，４Ｑが配置されている（図１（Ａ）では、簡単のため、電極配線用リードフレームは図示が省略されている。）。なお、リードフレーム１，４は、使用時に接地電位が与えられるべき電極になっている。
【００３４】
図１（Ａ）、図１（Ｂ）に示すように、リードフレーム１，４の対応するヘッダ部１ａ，４ａに、それぞれ受光面を前方に向けた状態でそれぞれ受光チップ２，５がダイボンドされて搭載されている。各受光チップ２，５と電極配線用リードフレームとはボンディングワイヤ３１，３４でそれぞれ電気的に接続されている。
【００３５】
受光チップ２，５、ヘッダ部１ａ，４ａおよびボンディングワイヤ３１，３４は、透光性樹脂６，７によって一体に封止されている。この透光性樹脂は、受光チップ２，５等を一体に封止し、透明樹脂からなる１次モールド部６と、受光チップ２，５のうち前方に配置された受光チップ２のみを覆うように、１次モールド部６の前面６ａに接して設けられた可視光カット樹脂からなる２次モールド部７とを含んでいる。１次モールド部６の透明樹脂は、可視光および赤外光を透過させる性質を有し、２次モールド部７の可視光カット樹脂は、可視光を遮断し赤外光を透過させる性質を有している。このような可視光カット樹脂は、例えば日東電工(株)製トランスファー用ＮＴ（ニトロン−Ｔ（同社の商標））シリーズとして市販されている。
【００３６】
透光性樹脂６，７は、全体として略半球状の外形を有し、入射した光を複数の受光チップ２，５にそれぞれ導く共通のレンズ部９０を形成している。なお、光軸Ｏはこのレンズ部９０の光軸と一致している。
【００３７】
この例では、リードフレーム１，１Ｐ，１Ｑのアウターリード部（ピン部）１ｂと、リードフレーム４，４Ｐ，４Ｑのアウターリード部（ピン部）４ｂとは、透光性樹脂６に対して同じ側にストレートに引き出されている。これにより、この受光素子を実装基板に対して垂直に立設する実装方式（実装基板に設けられた穴にアウターリード部１ｂ、４ｂが挿入され、実装基板の裏面配線に半田付けされる方式）が容易になる。
【００３８】
このように、この受光素子では、入射した光を複数の受光チップ２，５がそれぞれ共通のレンズ部９０を通して受光するので、受光素子自体を小型化し、受光素子の実装面積を低減することが可能となる。
【００３９】
また、この受光素子では、各受光チップ２，５の受光中心がいずれも光軸Ｏ上に配置されている。つまり、図１（Ｂ）に示すように、前方から見たとき複数の受光チップ２，５が重なった状態で、複数の受光チップ２，５が立体的に配置されている。したがって、さらに受光素子自体を小型化することができる。
【００４０】
また、この受光素子では、光軸Ｏに近い光Ｌ１，Ｌ２は、その赤外光成分が２次モールド部７を通して受光チップ２に入射する。光軸Ｏに近い光Ｌ１，Ｌ２の可視光成分は２次モールド部７によって遮断される。これにより、受光チップ２によって、赤外光による信号が検出される。
【００４１】
一方、光軸Ｏから遠い光Ｌ３，Ｌ４は、赤外光成分および可視光成分が１次モールド部６を通して受光チップ５に入射する。これにより、受光チップ５によって、少なくとも可視光による信号が検出される。したがって、この受光素子では、各受光チップ２，５毎に赤外光、可視光というようにそれぞれ検出すべき波長の光信号を設定することが可能となる。したがって、様々な用途に使用することが可能となる。
【００４２】
例えば、前方に配置された受光チップ２はリモートコントロール信号受光用チップ、後方に配置された受光チップ５は周囲照度検出用チップとして、それぞれ使用することが可能になる。その場合、前方に配置された受光チップ２によってリモートコントロール信号が検出され、また、後方に配置された受光チップ５によって周囲照度が検出される。
【００４３】
なお、リモコン信号受光用チップは広い指向角をもつ必要があるため、前方に配置するのが望ましい。しかし、周囲照度検出用チップの指向角は狭くて良いので、後方に配置することが許容される。
【００４４】
また、例えば図３に示すように、後方に配置された受光チップ５は、チップ中心部に形成された回路部５ｃと、チップ周辺部に形成された受光部５ｄとを有するのが望ましい。つまり、後方に配置された受光チップ５では、チップ中心部は前方に配置された受光チップ２の陰になるため、そこには回路部５ｃを設けておき、光が良く入射するチップ周辺部に受光部５ｄを形成するという考え方である。このようにした場合、後方に配置された受光チップ５にも十分な光量が入射して、周囲照度を精度良く検出することができる。なお、図３中の５１，５２はワイヤボンディング用パッドを示している。
【００４５】
また、図１（Ｂ）に示すように、この受光素子では、複数の受光チップ２，５のうち、前方に配置された受光チップ２のサイズが小さく、後方に配置された受光チップ５のサイズが大きくなっている。したがって、後方に配置された受光チップ５にも十分な光量が入射する。
【００４６】
また、この受光素子では、複数の受光チップ２，５のうち後方に配置された受光チップ５は、この受光チップ５よりも大きいサイズをもち、かつ使用時に接地電位が与えられるべきヘッダ部４ａに搭載されている。したがって、この受光素子の後方（１次モールド部６の後面６ｂ側）から到来する電磁ノイズに対して、ヘッダ部４ａが電磁シールドとして働く。したがって、この受光素子は電磁ノイズの影響を受けにくくなる。
【００４７】
リードフレーム１，４には、次に述べるこの受光素子の作製段階、例えば透光性樹脂を設けるためのモールド成形工程で、それぞれ位置決め用ガイドピン（図示せず）が挿入されるべき穴８１，８４を有している。
【００４８】
この受光素子は、概略、次のようにして作製される。
【００４９】
まず、電極配線用リードフレーム１Ｐ，１Ｑと一体になったリードフレーム１のヘッダ部１ａに受光チップ２をダイボンドする。受光チップ２と電極配線用リードフレーム１Ｐ，１Ｑとをボンディングワイヤ３１によってワイヤボンドする。これと並行して、電極配線用リードフレーム４Ｐ，４Ｑと一体になったリードフレーム４のヘッダ部４ａに受光チップ５をダイボンドする。受光チップ５電極配線用リードフレーム４Ｐ，４Ｑとをボンディングワイヤ３４によってワイヤボンドする。
【００５０】
この受光チップ２、５がそれぞれダイボンドされた２つのリードフレーム１、４（電極配線用リードフレームと一体になっている）を図示しないモールド金型に、それぞれの穴８１，８４がそのモールド金型の位置決め用ガイドピンに嵌るようにして装着する。そして、トランスファモールドを行って、１次モールド部６と、２次モールド部７とを形成する。
【００５１】
このようにした場合、リードフレーム１、４とともに各受光チップ２、５の受光中心が一致して、各受光チップ２、５の配置の精度が高まる。この結果、素子完成後に各受光チップ２、５の受光中心が光軸Ｏ上に精度良く配置される。また、レンズ部９０が各受光チップ２、５に対して配置精度良く形成される。
【００５２】
既述のように、この受光素子は小型に構成される。この結果、この受光素子を搭載した電子機器も小型に構成される。
【００５３】
なお、図１（Ａ）、図１（Ｂ）の例では、ヘッダ部１ａ，４ａを２段にして、前後方向に関して互いに異なる位置に２つの受光チップ２，５を設けたが、これに限られるものではない。ヘッダ部１ａ，４ａを３段以上にして、前後方向に関して互いに異なる位置に３つ以上の受光チップを設けても良い。
【００５４】
また、図１（Ａ）、図１（Ｂ）の例では、リードフレーム１，１Ｐ，１Ｑのアウターリード部１ｂと、リードフレーム４，４Ｐ，４Ｑのアウターリード部４ｂとは、透光性樹脂６に対して同じ側に引き出されているが、これに限られるものではない。
【００５５】
例えば図２に示すように、リードフレーム１０１のアウターリード部１０１ｂと、リードフレーム１０４のアウターリード部１０４ｂとは、透光性樹脂１０６に対して互いに反対向きに、引き出されていても良い。なお、図１中の構成要素と同じ図２中の構成要素には、それぞれ１００だけ増加した符号を付して、重複する説明を省略する。この例では、リードフレーム１０１は３段に折り曲げられ、リードフレーム１０４は２段に折り曲げられている。リードフレーム１０１のヘッダ部１０１ａ、リードフレーム１０４のヘッダ部１０４ａは、前後方向に関して互いに異なる位置Ｈ１０１、Ｈ１０４にある。リードフレーム１０１のアウターリード部１０１ｂ、リードフレーム１０４アウターリード部１０４ｂは、前後方向に関して第１モールド部１０６の後面１０６ｂの位置と同じ位置Ｈ１０１Ｂ、Ｈ１０４Ｂにある。
【００５６】
これにより、この受光素子を実装基板に対して平行に搭載する実装方式（実装基板の表面配線にアウターリード部１０１ｂ、１０４ｂが半田付けされる方式）が容易になる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】（Ｂ）は本発明の一実施形態の受光素子を前方から見たときの構成を示す図であり、（Ａ）は（Ｂ）のものを左側方から見たときの断面構造を模式的に示す図である。
【図２】図１（Ａ）に対応して、本発明の別の実施形態の受光素子の断面構造を模式的に示す図である。
【図３】受光チップ５のパターンレイアウトを示す図である。
【符号の説明】
【００５８】
１、４  リードフレーム
１ａ、４ａ  ヘッダ部
２、５  受光チップ
６  １次モールド部
７  ２次モールド部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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