(57)【要約】【課題】多様な電気回路に対応するにあたって、装置の大型化やワイヤボンディングの信頼性低下を招くことなく、部品の共通化を実現する。【解決手段】一面側と他面側にそれぞれ素子実装部１Ａ，１Ｂが形成されたハウジング１と、ハウジングの一面側の素子実装部１Ａに実装された半導体レーザ素子１と、ハウジングの他面側の素子実装部１Ｂに実装されたＬＤ１１と、半導体レーザ素子７又はＰＤ１１にワイヤ８によって接続された複数のリード３，４，５，６とを備える半導体レーザ装置であって、リード５のパッド部５Ｂを、ハウジング１の一面側と他面側で、それぞれ互い違いの位置関係で素子実装部１Ａ，１Ｂに露出させ、この露出部をワイヤボンディングの接続部とすることにより、リード５のパッド５Ｂに対して、ハウジング１の一面側と他面側のどちらからでもワイヤボンディングを適切に行える構成とした。【選択図】　　　　図１
2004095647.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一面側と他面側にそれぞれ素子実装部が形成されたハウジングと、
前記ハウジングの一面側の素子実装部に実装された第１の素子と、
前記ハウジングの他面側の素子実装部に実装された第２の素子と、
ワイヤボンディングのためのパッド部を有し、前記パッド部を前記素子実装部に露出させた状態で前記ハウジングに支持されるとともに、前記素子実装部で前記第１の素子又は前記第２の素子にワイヤによって接続された複数のリードとを備え、
前記複数のリードのうち、少なくとも一つリードのパッド部は、前記ハウジングの一面側と他面側で、それぞれ互い違いの位置関係で前記素子実装部に露出し、この露出部をワイヤボンディングの接続部としてなる
ことを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記少なくとも一つのリードのパッド部を、他のリードのパッド部よりも大きく形成してなる
ことを特徴とする請求項１記載の半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一面側と他面側にそれぞれ素子を実装可能なハウジングを用いた半導体装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図５は従来の半導体レーザ装置の構成を示すもので、（Ａ）は半導体レーザ装置を一方向から見た図、（Ｂ）は半導体レーザ装置の一部破断面を含む側面図、（Ｃ）は半導体レーザ装置を他方向から見た図である。図示した半導体レーザ装置は、絶縁性のハウジング５１をベース部材として構成されている。ハウジング５１には複数（図例では５つ）のリード５２，５３，５４，５５，５６が、例えばインサート成形によって固着されている。各々のリード５２〜５６は互いにハウジング５１によって電気的に絶縁されている。また、各々のリード５２〜５６の一端側はハウジング５１から突出した状態で外部に露出し、その突出したリード部分が駆動回路を接続するための端子部５２Ａ〜５６Ａとして形成されている。さらに、リード５２を除く、他のリード５３〜５６の他端部は、ワイヤボンディング用のパッド部５３Ｂ〜５６Ｂとして形成されている。
【０００３】
また、ハウジング５１の一面側には凹状の素子実装部５１Ａが形成され、この素子実装部５１Ａの底部でリード５２の面上に半導体レーザ素子５７が搭載されている。この半導体レーザ素子５７は、ＬＯＰ（レーザダイオード・オン・フォトダイオード）と呼ばれる半導体素子である。半導体レーザ素子５７は導電性ペーストを用いてリード５２の一面に固着されている。また、半導体レーザ素子５７は、ワイヤ５８を用いたワイヤボンディングによってリード５３，５４のパッド部５３Ｂ，５４Ｂに接続（結線）されている。これにより、半導体レーザ素子５７は、導電性ペーストを介してリード５２に電気的に接続されるとともに、ワイヤ５８を介してリード５３，５４に電気的に接続されている。
【０００４】
一方、ハウジング５１の他面にも凹状の素子実装部５１Ｂが形成され、この素子実装部５１Ｂの底部でリード５２の面上にフォトダイオード５９が搭載されている。このフォトダイオード５９は、絶縁性ペーストを用いてリード５２の他面（半導体レーザ素子５７の搭載面と反対側の面）に固着されている。また、フォトダイオード５９は、上記同様にワイヤ５８を用いたワイヤボンディングによってリード５５，５６のパッド部５５Ｂ，５６Ｂに接続（結線）されている。これにより、フォトダイオード５９は、ワイヤ５８を介してリード５５，５６に電気的に接続されている。
【０００５】
上記構成からなる半導体レーザ装置は、例えばバーコードリーダーに組み込んで用いられるものである。その場合、半導体レーザ素子５７は、バーコードに照射すべきレーザ光を発光する発光素子として機能し、フォトダイオード５９は、バーコードからの戻り光を受光する受光素子として機能する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、半導体レーザ装置の用途は多岐にわたるため、様々な電気回路への対応が求められる。そうした場合、電気回路の構成によっては、半導体レーザ素子５７及びフォトダイオード５９と、これに対応する複数本のリード５２〜５６との対応関係が変わることが考えられる。具体的には、例えば図６に示すように、ハウジング５１の一面側で半導体レーザ素子５７とリード５３，５４，５５とをそれぞれワイヤ５８で接続する一方、ハウジング５１の他面側で、リード２の面上に導電性ペーストを用いてフォトダイオード５９を搭載し、このフォトダイオード５９とリード５６とをワイヤ５８で接続する場合が考えられる。
【０００７】
この場合、先の図５に示すものと比較すると、リード５５のパッド部５５Ｂに対するワイヤボンディングの作業面が、ハウジング５１の他面側から一面側に変わるため、それに合わせたリード５５とハウジング５１を別途用意する必要がある。したがって、従来の半導体レーザ装置では、多様な電気回路に対応するにあたって、部品の共通化を図ることができなかった。
【０００８】
また、部品の共通化を図る手段として、例えば図７に示すように、リード６０を追加することが考えられる。この場合は、電気回路の構成に対応して、例えば、図示のように半導体レーザ素子５７をワイヤ５８でリード５３，５４，５５に接続するとともに、フォトダイオード５９をワイヤ５８でリード６０（パッド部６０Ｂ）に接続することにより、リード５６を空きリード（未使用リード）とする形態のほか、図示はしないが半導体レーザ素子５７をワイヤ５８でリード５３，５４に接続するとともに、フォトダイオード５９をワイヤ５８でリード５６，６０に接続することにより、リード５５を空きリードとする形態を採用することができる。しかしながら、リードの端子間ピッチは規格で決まっているため、リード６０の追加は半導体レーザ装置の大型化を招いてしまう。
【０００９】
また、他の手段として、例えば図８に示すように、リード５５のパッド部５５Ｂをハウジング５１の一面側と他面側の両方に露出させることが考えられる。具体的には、ハウジング５１の内部に薄肉部を形成し、この薄肉部でリード５５のパッド部５５Ｂを露出させる。しかしながら、この場合は、ワイヤボンディングを行う際にキャピラリによってリード５５のパッド部５５Ｂに力を加えたときに、この加圧力に押されてパッド部５５Ｂがハウジング５１の薄肉部から剥離してしまうという別の問題が発生する。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る半導体装置は、一面側と他面側にそれぞれ素子実装部が形成されたハウジングと、このハウジングの一面側の素子実装部に実装された第１の素子と、ハウジングの他面側の素子実装部に実装された第２の素子と、ワイヤボンディングのためのパッド部を有し、このパッド部を素子実装部に露出させた状態でハウジングに支持されるとともに、素子実装部で第１の素子又は第２の素子にワイヤによって接続された複数のリードとを備え、これら複数のリードのうち、少なくとも一つリードのパッド部は、ハウジングの一面側と他面側で、それぞれ互い違いの位置関係で素子実装部に露出し、この露出部をワイヤボンディングの接続部としたものである。
【００１１】
上記構成の半導体装置においては、複数のリードのうち、少なくとも一つリードのパッド部を、ハウジングの一面側と他面側で、それぞれ互い違いの位置関係で素子実装部に露出させ、この露出部をワイヤボンディングの接続部とすることにより、ハウジングの一面側におけるパッド部の露出部は、ハウジングの他面側でハウジングにより支持され、ハウジングの他面側におけるパッド部の露出部は、ハウジングの一面側でハウジングにより支持された状態となる。したがって、このリードのパッド部に対しては、ハウジングの一面側と他面側のどちらからでもワイヤボンディングを適切に行うことが可能となる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、例えばバーコードリーダー用の半導体レーザ装置に適用した場合の本発明の実施の形態につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００１３】
図１は本発明の実施形態に係る半導体レーザ装置の構成を示すもので、（Ａ）は半導体レーザ装置を一方向から見た図、（Ｂ）は半導体レーザ装置の一部破断面を含む側面図、（Ｃ）は半導体レーザ装置を他方向から見た図である。図示した半導体レーザ装置は、例えば樹脂等の絶縁材料からなる平面視略長方形のハウジング１をベース部材として構成されている。ベース部材となるハウジング１には、複数（図例では５つ）のリード２，３，４，５，６が、例えばインサート成形によって固着されている。各々のリード２〜６は、例えばリン青銅などの導電材料からなる板状部材であって、互いにハウジング１によって電気的に絶縁されている。また、各々のリード２〜６の一端側はハウジング１の一側部から突出した状態で外部に露出し、その突出したリード部分が駆動回路を接続するための端子部２Ａ〜６Ａとして形成されている。さらに、リード２を除く、他のリード３〜６の他端部は、ワイヤボンディングのためのパッド部３Ｂ〜６Ｂとして形成されている。
【００１４】
また、ハウジング１の一面側には凹状の素子実装部１Ａが形成され、この素子実装部１Ａの底部でリード２の面上に半導体レーザ素子７が搭載されている。この半導体レーザ素子７は、ＬＯＰ（レーザダイオード・オン・フォトダイオード）と呼ばれる半導体素子で、素子内のレーザダイオードから出射されるレーザ光の強度を同じ素子内のフォトダイオード（以下、モニタ用フォトダイオード）でモニタできる構成となっている。半導体レーザ素子７は、例えば本発明における第１の素子に相当するもので、銀ペースト等の導電性ペーストを用いてリード２の一面に固着されている。さらに、半導体レーザ素子７は、金線等のワイヤ８を用いたワイヤボンディングによってリード３，４のパッド部３Ｂ，４Ｂに接続（結線）されている。これにより、半導体レーザ素子７は、導電性ペーストを介してリード２に電気的に接続されるとともに、ワイヤ８を介してリード３，４に電気的に接続されている。なお、第１の素子は、半導体レーザ以外の半導体素子であってもよい。
【００１５】
また、ハウジング１には、半導体レーザ素子７から出射されたレーザ光を集光するための集光レンズ９が組み付けられている。集光レンズ９は、球体構造をなすもので、ハウジング１に設けられた非貫通のレンズ位置決め孔（不図示）の上に接着剤によって固着されている。さらに、ハウジング１には、集光レンズ９の近傍に位置して開口部１０が形成されている。開口部１０は集光レンズ９で集光したレーザ光を通過させるためのもので、この開口部１０を通して被照射体（バーコード等）にレーザ光が照射される。
【００１６】
一方、ハウジング１の他面にも凹状の素子実装部１Ｂが形成され、この素子実装部１Ｂの底部でリード２の面上にフォトダイオード１１が搭載されている。このフォトダイオード１１は、例えば本発明における第２の素子に相当するもので、絶縁性ペーストを用いてリード２の他面（半導体レーザ素子７の搭載面と反対側の面）に固着されている。また、フォトダイオード１１は、上記同様にワイヤ８を用いたワイヤボンディングによってリード５，６のパッド部５Ｂ，６Ｂに接続（結線）されている。これにより、フォトダイオード１１は、ワイヤ８を介してリード５，６に電気的に接続されている。なお、第２の素子は、フォトダイオード以外の素子部品であってもよい。
【００１７】
ここで、ハウジング１の一面側に形成された素子実装部１Ａにおいては、リード３，４，５のパッド部３Ｂ，４Ｂ，５Ｂがそれぞれ素子実装部１Ａに露出する状態で配置されている。また、ハウジング１の他面側に形成された素子実装部１Ｂにおいては、リード５，６のパッド部５Ｂ，６Ｂがそれぞれ素子実装部１Ｂに露出する状態で配置されている。このうち、リード５のパッド部５Ｂは、ハウジング１の一面側の素子実装部１Ａと他面側の素子実装部１Ｂの両方に露出する状態で配置されている。
【００１８】
さらに詳述すると、リード５のパッド部５Ｂは、他のリード３，４，６のパッド部３Ｂ，４Ｂ，６Ｂよりも大きく形成されている。特に、リードの端子配列方向におけるパッド部５Ｂの幅寸法は、他のパッド部３Ｂ，４Ｂ，６Ｂの幅寸法の数倍（図例では４倍程度）に設定されている。また、リード３，４のパッド部３Ｂ，４Ｂは、素子実装部１Ａに露出するパッド表面を除いてハウジング１内に埋め込まれた状態となっており、リード６のパッド部６Ｂは、素子実装部１Ｂに露出するパッド表面を除いてハウジング１内に埋め込まれた状態となっている。
【００１９】
これに対して、リード５のパッド部５Ｂは、ハウジング１の一面側の素子実装部１Ａでパッド表面のほぼ半分を露出し、ハウジング１の他面側の素子実装部１Ｂでもパッド表面のほぼ半分を露出した状態となっている。ただし、ハウジング１の一面側におけるパッド５Ｂの露出部と、ハウジング１の他面側におけるパッド部５Ｂの露出部とは、互いに異なる位置関係となっている。すなわち、リード５のパッド部５Ｂは、ハウジング１の一面側と他面側で、それぞれ互い違いの位置関係で素子実装部１Ａ，１Ｂに露出し、この露出部をワイヤボンディングの接続部としている。
【００２０】
このようにリード５のパッド部５Ｂを配置することにより、ハウジング１の一面側におけるパッド部５Ｂの露出部は、ハウジング１の他面側で当該ハウジング１により支持され、ハウジング１の他面側におけるパッド部５Ｂの露出部は、ハウジング１の一面側で当該ハウジング１により支持された状態となる。したがって、先の図１に示すように、フォトダイオード１１をワイヤ９によってリード５のパッド部５Ｂに接続する場合は、ワイヤボンディングに際して、パッド部５Ｂに印加されるキャピラリの加圧力をハウジング１で受けるようになる。また、図２に示すように、半導体レーザ素子７をワイヤ８によってリード５のパッド部５Ｂに接続する場合は、ワイヤボンディングに際して、パッド部５Ｂに印加されるキャピラリの加圧力をハウジング１で受けるようになる。つまり、ハウジング１の一面側と他面側のどちらからワイヤボンディングを行う場合でも、リード５のパッド部５Ｂをハウジング１で支持した状態で、ワイヤ８の一端をパッド部５Ｂの露出部に接続することができる。
【００２１】
したがって、ハウジング１からパッド部５Ｂを剥離させることなく、また接続の信頼性を低下させることなく、リード５のパッド部５Ｂに対してハウジング１の一面側と他面側のどちらからでもワイヤボンディングを行うことが可能となる。その結果、半導体レーザ素子７やフォトダイオード１１を含めた電気回路の構成が異なる場合でも、ハウジング１とリード２〜６を共通の部品として取り扱うことができる。また、リード数を増やす必要がないため、装置の大型化を招くことなく、部品の共通化を図ることができる。
【００２２】
半導体レーザ装置の具体的な回路構成として、例えば図３に示す電気回路は、先の図１に示す半導体レーザ装置によって実現されるものである。この電気回路においては、受光用のフォトダイオード１１を、カソード端子となるリード５とアノード端子となるリード６に接続するとともに、半導体レーザ素子７のモニタ用フォトダイオード７Ａを、共通端子となるリード２とアノード端子となるリード４に接続し、かつ半導体レーザ素子７のレーザダイオード７Ｂを、共通端子となるリード２とカソード端子となるリード３に接続した構成となっている。
【００２３】
一方、図４に示す電気回路は、先の図２に示す半導体レーザ装置によって実現されるものである。この電気回路においては、受光用のフォトダイオード１１を、共通端子となるリード２とアノード端子となるリード６に接続するとともに、半導体レーザ素子７のモニタ用フォトダイオード７Ａを、共通端子となるリード２とアノード端子となるリード５に接続し、かつ半導体レーザ素子７のレーザダイオード７Ｂを、カソード端子となるリード３とアノード端子となるリード４に接続した構成となっている。特に、この回路構成を採用した場合は、半導体レーザ素子７のモニタ用のフォトダイオード７Ａとレーザダイオード７Ｂとを分離するとともに、モニタ用フォトダイオード７Ａと受光用のフォトダイオード１１を共通端子でつなぐことにより、レーザダイオード７Ａと異なる電圧をモニタ用フォトダイオード７Ａに印加できるため、フォトダイオード７Ａ，９同士の感度を上げることができる。
【００２４】
また、本発明に係る半導体レーザ装置においては、リード５のパッド部５Ｂを、他のリード３，４，６のパッド部３Ｂ，４Ｂ，６Ｂよりも大きく形成しているため、実際にリード５のパッド部５Ｂにワイヤボンディングを行うにあたっては、ハウジング１の一面側と他面側で、それぞれワイヤボンディングのための接続部を、他のリード３，４，６のパッド部３Ｂ，４Ｂ，６Ｂと同等又はそれ以上の大きさで確保することができる。
【００２５】
なお、上記実施形態においては、半導体レーザ装置への適用例について説明したが、本発明は半導体レーザ装置以外の半導体装置にも適用可能である。また、上記リード５と同様のリードを複数備えた構成とすることも可能である。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の半導体装置によれば、複数のリードのうち、少なくとも一つリードのパッド部を、ハウジングの一面側と他面側で、それぞれ互い違いの位置関係で素子実装部に露出させ、この露出部をワイヤボンディングの接続部とすることにより、このリードのパッド部に対しては、ハウジングの一面側と他面側のどちらからでもワイヤボンディングを適切に行うことができる。これにより、ワイヤボンディングの自由度が高まるため、多様な電気回路への対応に際して部品（特に、ハウジング、リード等）の共通化を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る半導体レーザ装置の構成を示す図である。
【図２】本発明の実施形態に係る半導体レーザ装置の他の構成を示す図である。
【図３】半導体レーザ装置の回路構成を示す図である。
【図４】半導体レーザ装置の他の回路構成を示す図である。
【図５】従来の半導体レーザ装置の構成を示す図である。
【図６】従来の半導体レーザ装置の他の構成を示す図である。
【図７】従来の半導体レーザ装置の部品共通化のための構成を示す図である。
【図８】従来の半導体レーザ装置の部品共通化のための他の構成を示す図である。
【符号の説明】
１…ハウジング、１Ａ，１Ｂ…素子実装部、２，３，４，５，６…リード、２Ａ，３Ａ，４Ａ，５Ａ，６Ａ…端子部、３Ｂ，４Ｂ，５Ｂ，６Ｂ…パッド部、７…半導体レーザ素子、７Ａ…モニタ用フォトダイオード、７Ｂ…レーザダイオード、８…ワイヤ、１１…フォトダイオード、５１…ハウジング、５１Ａ，５１Ｂ…素子実装部、５２，５３，５４，５５，５６，６０…リード、５２Ａ，５３Ａ，５４Ａ，５５Ａ，５６Ａ…端子部、５３Ｂ，５４Ｂ，５５Ｂ，５６Ｂ，６０Ｂ…パッド部、５７…半導体レーザ素子、５８…ワイヤ、５９…フォトダイオード
【図１】
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【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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【図７】
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【図８】
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