(57)【要約】【課題】  簡単な構成で耐環境性に優れた信頼性の高い光半導体装置を提供すること。【解決手段】  この光半導体装置１ａは、開口部７を有するリードフレーム４と、このリードフレーム４の一方の面に配置されて上記開口部７を塞ぐサブマウント８と、光学部６を有すると共に上記開口部７側の面と反対側の上記サブマウント８の面に搭載されかつ上記光学部６が上記サブマウント８を介して上記開口部７に対向する半導体光素子３と、上記リードフレーム４の他方の面側において上記開口部７を含む領域を少なくとも露出させて、上記リードフレーム４、上記半導体光素子３および上記サブマウント８を封止する非透光性モールド樹脂からなるモールド部１０と、上記リードフレーム４の他方の面に配置されて上記開口部７を塞ぐレンズ９とを備える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
開口部を有するリードフレームと、
このリードフレームの一方の面に配置され、このリードフレームの開口部を塞ぐ透光性を有するサブマウントと、
光学部を有すると共に、上記リードフレームの開口部側の面と反対側の上記サブマウントの面に搭載され、かつ、上記光学部が上記サブマウントを介して上記開口部に対向する半導体光素子と、
上記リードフレームの他方の面側において上記開口部を含む領域を少なくとも露出させて、上記リードフレーム、上記半導体光素子および上記サブマウントを封止する非透光性モールド樹脂からなるモールド部と、
上記リードフレームの他方の面に配置され、上記リードフレームの開口部を塞ぐレンズと
を備えることを特徴とする光半導体装置。
【請求項２】
請求項１に記載の光半導体装置において、
上記非透光性モールド樹脂がフィラーを７０重量％以上含有することを特徴とする光半導体装置。
【請求項３】
請求項１に記載の光半導体装置において、
上記サブマウントに上記半導体光素子の表面電極と電気的に接続する電極が設けられていることを特徴とする光半導体装置。
【請求項４】
請求項３に記載の光半導体装置において、
上記サブマウントに設けられた上記電極に切り欠きを設け、
上記サブマウントと上記半導体光素子の光学部との界面が透光性樹脂で満たされていることを特徴とする光半導体装置。
【請求項５】
請求項１に記載の光半導体装置において、
上記モールド部は、上記リードフレームの開口部を露出させる穴部を有し、
上記モールド部の穴部は、開口から上記リードフレームの開口部側に向かって狭くなる形状であることを特徴とする光半導体装置。
【請求項６】
請求項１に記載の光半導体装置において、
上記レンズは、透光性樹脂からなることを特徴とする光半導体装置。
【請求項７】
請求項６に記載の光半導体装置において、
上記非透光性モールド樹脂は、フィラーを含有し、
上記レンズは、上記非透光性モールド樹脂と同程度の線膨張係数を有する樹脂からなる接着剤により、上記モールド部および上記リードフレームの内の少なくとも上記モールド部に取り付けられていることを特徴とする光半導体装置。
【請求項８】
請求項７に記載の光半導体装置において、
上記レンズは、光路の外側の領域に取り付け部を有し、
上記モールド部は、このレンズの取り付け部に対応するレンズ取り付け用の凹部を有することを特徴とする光半導体装置。
【請求項９】
請求項８に記載の光半導体装置において、
上記レンズの取り付け部は、上記接着剤を収容するための接着剤溜り部を有することを特徴とする光半導体装置。
【請求項１０】
請求項１に記載の光半導体装置において、
上記レンズは、上記リードフレームの開口部に嵌合される突起部を有することを特徴とする光半導体装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の光半導体装置において、
上記レンズは、透光性樹脂からなり、
上記非透光性モールド樹脂は、フィラーを含有し、
上記レンズは、上記非透光性モールド樹脂と同程度の線膨張係数を有する樹脂からなる接着剤により、上記モールド部および上記リードフレームに取り付けられることを特徴とする光半導体装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の光半導体装置において、
上記接着剤は、透光性を有し、上記リードフレームの開口部内に充填されていることを特徴とする光半導体装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載の光半導体装置において、
上記レンズは、上記突起部のまわりに、上記接着剤を収容するための接着剤溜り部を有することを特徴とする光半導体装置。
【請求項１４】
請求項１に記載の光半導体装置において、
上記リードフレームは、少なくとも二つの位置決め用の穴部を有し、
上記レンズは、上記リードフレームの穴部に嵌合される突部を有することを特徴とする光半導体装置。
【請求項１５】
請求項１４に記載の光半導体装置において、
上記リードフレームの穴部は、上記リードフレームの開口部の近傍で、かつ、上記サブマウントにて塞がれる領域内に、設けられていることを特徴とする光半導体装置。
【請求項１６】
請求項１４に記載の光半導体装置において、
上記レンズは、透光性樹脂からなり、
上記非透光性モールド樹脂は、フィラーを含有し、
上記レンズは、上記非透光性モールド樹脂と同程度の線膨張係数を有する樹脂からなる接着剤により、上記モールド部および上記リードフレームに取り付けられることを特徴とする光半導体装置。
【請求項１７】
請求項１６に記載の光半導体装置において、
上記接着剤は、透光性を有し、上記リードフレームの開口部および穴部内に充填されていることを特徴とする光半導体装置。
【請求項１８】
請求項１７に記載の光半導体装置において、
上記レンズは、上記突部のまわりに、上記接着剤を収容するための接着剤溜り部を有することを特徴とする光半導体装置。
【請求項１９】
請求項１に記載の光半導体装置において、
上記リードフレームに配置され、上記半導体光素子と電気的に接続された信号処理用集積回路を備えたことを特徴とする光半導体装置。
【請求項２０】
請求項１９に記載の光半導体装置において、
上記半導体光素子が受光素子であり、上記信号処理用集積回路が上記受光素子の出力信号を増幅する増幅用集積回路であり、
上記受光素子と上記増幅用集積回路が１つのチップに含まれていることを特徴とする光半導体装置。
【請求項２１】
請求項１９に記載の光半導体装置において、
上記半導体光素子が発光素子と受光素子であり、
上記信号処理用集積回路が上記発光素子を駆動する駆動用集積回路と上記受光素子の出力信号を増幅する増幅用集積回路とからなることを特徴とする光半導体装置。
【請求項２２】
請求項２１に記載の光半導体装置において、
上記駆動用集積回路と上記増幅用集積回路が１つのチップに含まれていることを特徴とする光半導体装置。
【請求項２３】
請求項１９に記載の光半導体装置において、
上記信号処理用集積回路は、動作状態に係る情報を出力するための出力外部接続端子または制御情報を入力するための入力外部接続端子の少なくとも一方を有することを特徴とする光半導体装置。
【請求項２４】
請求項１に記載の光半導体装置を用いたことを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、半導体光素子を有する光半導体装置およびそれを用いた電子機器に関し、特に、光ファイバを伝送媒体として光信号を送受信する光通信リンク等に利用される光半導体装置およびそれを用いた電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、発光ダイオード(ＬＥＤ：Light Emitting Diode)やフォトダイオード(ＰＤ：Photo Diode)等の半導体光素子と光ファイバとを結合させる光半導体装置が知られており、機器間や家庭内、自動車内での光通信に利用されている。
【０００３】
これらの光半導体装置としては、図１５に示すように透光性樹脂のトランスファ成形を利用して作製されたものが広く使用されている。図１５に示した光半導体装置１０１は、リードフレーム１０４上に配置された半導体光素子１０３を透光性樹脂１１０で封止し、その透光性樹脂１１０で形成されたレンズ１０８により半導体光素子１０３と光ファイバ１０２とを光学的に結合させるものである。上記半導体光素子１０３は、リードフレーム１０４とワイヤー１０５により電気的に結合されている。また、上記半導体光素子１０３を駆動・制御するための半導体素子がリードフレーム１０４に搭載されている場合もある。このようなトランスファ成形を利用した光半導体装置は、例えば、ガラスレンズを使用した光半導体装置と比較すると安価で作製が容易であるという特長を有している。
【０００４】
一方、樹脂モールド材料にフィラーを添加することにより、線膨張係数や熱伝導率を調整できることが知られており、光学特性を必要としない半導体素子ではフィラーが添加されたモールド樹脂(通常は黒色)により封止が行われている。上述した透光性樹脂１１０を用いた光半導体装置１０１では、光学特性を重視するためにフィラーの添加が困難(もしくは少量しか添加できない)であることから、耐環境性(耐熱衝撃や放熱性等)に課題があった。
【０００５】
このため、図１６に示すように、光半導体装置の構成を工夫し、フィラーが添加された着色モールド樹脂により封止することができる光半導体装置が提案されている(例えば、特開２０００−１７３９４７号公報(特許文献１)参照)。図１６に示した光半導体装置２０１では、半導体光素子２０３の光学部２０６のみにガラスレンズ２０８を貼付け、リードフレーム２０４に実装し、半導体光素子２０３の光学部２０６の周囲にある電極とリードフレーム２０４とをワイヤー２０５により電気的に結合させている。その後、フィラーが添加された着色モールド樹脂２０９によりトランスファ成形することにより、半導体光素子２０３に光が入出射する光路を着色モールド樹脂２０９により遮蔽することなく、半導体光素子２０３やワイヤー２０５を着色モールド樹脂２０９で封止することを可能としている。
【０００６】
しかしながら、上記光半導体装置は、図１６に示すように、光学部２０６にガラスレンズ２０８を搭載してその一部を含むように樹脂封止する構造としているが、実際にこの構造で樹脂封止する手段が特許文献１には開示されていない。一般的にトランスファ成型に用いる樹脂は、粒子が細かく、数μｍの隙間から樹脂が漏れる現象が生じるため、このような特許文献１に記載された構造を実現することは困難であると考えられる。また、ＣＣＤのように比較的サイズが大きい(数ｍｍ〜数十ｍｍ角)半導体光素子を使用する場合は、光学部にガラスレンズを配置することが可能であるが、ＬＥＤのようにサイズが小さい(数百μｍ角)半導体光素子では光学部が非常に小さいことから、ガラスレンズも非常に小さいものを使用する必要があり、(i)光学的に効果が得られるレンズの設計が困難であるという問題や、(ii)微小なガラスレンズの作製が困難であるという問題、および、(iii)光学部とガラスレンズとの接合・位置合わせが困難であるという問題がある。また、半導体光素子の光学部より大きいガラスレンズを使用した場合、半導体光素子の光学部に近接した電極にもガラスレンズが接合されるため、ワイヤーボンディングが行えなくなる。
【０００７】
上記光半導体装置には、樹脂レンズを使用する方法も開示されているが、ＬＥＤ等のサイズが小さい半導体光素子を利用する場合には光学部が小さく、同様の理由により対応が困難である。更に、樹脂レンズを使用する場合は、レンズの耐熱性の問題から、着色モールド樹脂による成形を行った後に樹脂レンズを取り付ける必要があるが、半導体光素子の光学部に着色樹脂が回り込まないように、半導体光素子の光学部と金型を圧接もしくは微小ギャップで保持する必要があり、半導体光素子の損傷や高精度での金型管理(およびリードフレームの変形防止)が必要となるため、作製が困難である。特にＬＥＤのようにサイズが小さい半導体光素子では、ワイヤーを保護しつつ光学部に着色モールド樹脂が回り込まないように管理することは非常に困難である。
【０００８】
また、一般的に透光性モールド樹脂と半導体光素子、リードフレームおよびボンディングワイヤーの線膨張係数に差異があるため、高動作温度範囲では、ボンディングワイヤーの断線やパッケージクラック等が発生していた。
【０００９】
さらに、透光性モールド樹脂の熱伝導率は、約0.17W/m・Kであって、金属（例えば銅材は365W/m・K）比較して非常に小さいので、半導体光素子で生じる熱を拡散しにくくしており、高温での動作範囲を制限されるなど信頼性の高い光半導体装置を作製するのが非常に困難である。
【特許文献１】特開２０００−１７３９４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
そこで、この発明は、以上のような事情を考慮してなされたものであり、簡単な構成で耐環境性に優れた信頼性の高い光半導体装置が得られると共に、高い結合効率で小型化と低価格化を両立させることができ、ＬＥＤやＰＤ等のサイズの小さい半導体光素子を利用することが可能な光半導体装置およびそれを用いた電子機器を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するため、この発明の光半導体装置は、
開口部を有するリードフレームと、
このリードフレームの一方の面に配置され、このリードフレームの開口部を塞ぐ透光性を有するサブマウントと、
光学部を有すると共に、上記リードフレームの開口部側の面と反対側の上記サブマウントの面に搭載され、かつ、上記光学部が上記サブマウントを介して上記開口部に対向する半導体光素子と、
上記リードフレームの他方の面側において上記開口部を含む領域を少なくとも露出させて、上記リードフレーム、上記半導体光素子および上記サブマウントを封止する非透光性モールド樹脂からなるモールド部と、
上記リードフレームの他方の面に配置され、上記リードフレームの開口部を塞ぐレンズと
を備えることを特徴としている。
【００１２】
ここで、上記半導体光素子の上記光学部とは、例えば、上記半導体光素子の光が出射する部分、あるいは、上記半導体光素子の光を受光する部分のことをいい、例えば、上記半導体光素子がＬＥＤである場合は、上記光学部とは発光面をいい、上記半導体光素子がＰＤである場合は、上記光学部とは受光面をいう。
【００１３】
この発明の光半導体装置によれば、非透光性モールド樹脂からなるモールド部により、上記リードフレームの他方の面側において上記開口部を含む領域を少なくとも露出させて、上記リードフレーム、上記半導体光素子および上記サブマウントを封止した状態で、例えば上記半導体光素子が受光素子である場合、上記レンズと上記リードフレームの開口部とを介して入射した光は、上記透光性を有するサブマウントを通過して、上記リードフレームの開口部側の面と反対側の上記サブマウントの面に搭載された上記半導体光素子の光学部(受光面)に入射する。一方、上記半導体光素子が発光素子である場合、上記半導体光素子の光学部(出射面)から出射された光は、上記透光性を有するサブマウントを通過して、上記リードフレームの開口部と上記レンズとを介して出射される。したがって、簡易な構成により、非透光性モールド樹脂により上記半導体光素子や上記サブマウントや（上記半導体光素子と上記リードフレームとを電気的に接続する）ワイヤーの封止が確実にでき、高温度での動作範囲拡大を実現し、かつ、耐環境性に優れた信頼性の高い光半導体装置を実現できる。また、高い結合効率で小型化と低価格化を両立させることができ、ＬＥＤやＰＤ等のサイズの小さい半導体光素子を利用することができる。
【００１４】
また、上記リードフレームの他方の面に配置され、上記リードフレームの開口部を塞ぐレンズを備えるので、上記レンズを、上記リードフレームの開口部よりも大きくすることができて、上記半導体光素子と光ファイバとの光の結合効率を高くできる。しかも、この光半導体装置の製造において、上記レンズを、上記モールド部にて上記リードフレーム等を封止した後に、取り付けることができ、上記レンズを傷めることなくこの光半導体装置を製造できて、品質の向上を図れる。特に、上記レンズが樹脂からなる場合、上記レンズの耐熱性は弱いので、好都合になる。なお、上記レンズは、上記モールド部とは別体で、透光性を有する。
【００１５】
また、一実施形態の光半導体装置では、上記非透光性モールド樹脂がフィラーを７０重量％以上含有している。
【００１６】
この一実施形態の光半導体装置によれば、フィラーを７０重量％以上含有する非透光性モールド樹脂をモールド部に用いることによって、半導体光素子、リードフレームおよびボンディングワイヤーの線膨張係数に差異を小さくすることが可能であり、ボンディングワイヤーの断線やパッケージクラック等が発生しない、信頼性の高い光半導体装置を作製することができる。
【００１７】
また、一実施形態の光半導体装置では、上記サブマウントに上記半導体光素子の表面電極と電気的に接続する電極が設けられている。
【００１８】
この一実施形態の光半導体装置によれば、上記半導体光素子を上記サブマウントに実装するときに電極を同時に接合することにより、上記半導体光素子と上記サブマウントを簡単に電気的に接続することが可能となり、光半導体装置の小型化、省スペース化が実現できる。
【００１９】
また、一実施形態の光半導体装置では、上記サブマウントに設けられた上記電極に切り欠きを設け、上記サブマウントと上記半導体光素子の光学部との界面が透光性樹脂で満たされている。
【００２０】
この一実施形態の光半導体装置によれば、上記半導体光素子と上記サブマウントの間に空気層が存在しないため、光結合効率の高い光半導体装置が実現できる。また、上記サブマウントと上記半導体光素子の光学部との界面を透光性樹脂で満たすときに、上記サブマウントの電極に設けた切り欠きを用いて透光性樹脂を導くことによって、容易に透光性樹脂を充填可能である。
【００２１】
また、一実施形態の光半導体装置では、上記モールド部は、上記リードフレームの開口部を露出させる穴部を有し、上記モールド部の穴部は、開口から上記リードフレームの開口部側に向かって狭くなる形状である。
【００２２】
この一実施形態の光半導体装置によれば、上記モールド部の穴部によって、この光半導体装置と光ファイバの位置決めが容易かつ確実になるため、通信品質の高い通信が可能となる。また、別途位置決め手段を設ける必要がないため、小型化が実現できる。さらに、光ファイバの位置決めがより確実になると共に、開口から上記リードフレーム側に向かって狭くなって光を集光させるような形状の穴部にすることによって、例えば上記半導体光素子が受光素子の場合に入力光に対する誘い込みが容易になり、受光効率が向上する。
【００２３】
また、一実施形態の光半導体装置では、上記レンズは、透光性樹脂からなる。
【００２４】
また、一実施形態の光半導体装置では、上記非透光性モールド樹脂は、フィラーを含有し、上記レンズは、上記非透光性モールド樹脂と同程度の線膨張係数を有する樹脂からなる接着剤により、上記モールド部および上記リードフレームの内の少なくとも上記モールド部に取り付けられている。
【００２５】
この一実施形態の光半導体装置によれば、非透光性モールド樹脂のモールド部と透光性樹脂のレンズとは、線膨張係数が大きく異なるが、上記非透光性モールド樹脂と同程度の線膨張係数を有する樹脂からなる接着剤により、上記モールド部と上記レンズとの線膨張係数の違いから生じる応力を吸収でき、広い動作温度を実現することが可能になる。
【００２６】
また、一実施形態の光半導体装置では、上記レンズは、光路の外側の領域に取り付け部を有し、上記モールド部は、このレンズの取り付け部に対応するレンズ取り付け用の凹部を有する。
【００２７】
この一実施形態の光半導体装置によれば、上記レンズの取り付け部を上記モールド部の凹部に取り付けるので、光路の外側で上記レンズを上記モールド部に取り付けることができて、上記半導体光素子と上記光ファイバとの結合効率の低下を防止する。
【００２８】
また、一実施形態の光半導体装置では、上記レンズの取り付け部は、上記接着剤を収容するための接着剤溜り部を有する。
【００２９】
この一実施形態の光半導体装置によれば、上記接着剤溜り部に上記接着剤を収容することができて、上記レンズを少なくとも上記モールド部に確実に取り付けることができる。また、上記モールド部および上記リードフレームに上記接着剤を塗布して上記レンズを取り付けるときに、上記接着剤の余分な量が上記接着剤溜り部に導かれて広がって、上記接着剤溜り部に上記接着剤を確実に充填することができる。
【００３０】
また、一実施形態の光半導体装置では、上記接着剤溜り部は、上記リードフレーム側の上記取り付け部の面にある。
【００３１】
また、一実施形態の光半導体装置では、上記レンズは、上記リードフレームの開口部に嵌合される突起部を有する。
【００３２】
この一実施形態の光半導体装置によれば、上記レンズの突起部を上記リードフレームの開口部に嵌合することで、上記レンズを上記リードフレームに対して確実に位置決めすることができる。
【００３３】
また、一実施形態の光半導体装置では、上記レンズは、透光性樹脂からなり、上記非透光性モールド樹脂は、フィラーを含有し、上記レンズは、上記非透光性モールド樹脂と同程度の線膨張係数を有する樹脂からなる接着剤により、上記モールド部および上記リードフレームに取り付けられている。
【００３４】
この一実施形態の光半導体装置によれば、非透光性モールド樹脂のモールド部と透光性樹脂のレンズとは、線膨張係数が大きく異なるが、上記非透光性モールド樹脂と同程度の線膨張係数を有する樹脂からなる接着剤により、上記モールド部と上記レンズとの線膨張係数の違いから生じる応力を吸収でき、広い動作温度を実現することが可能になる。
【００３５】
また、一実施形態の光半導体装置では、上記接着剤は、透光性を有し、上記リードフレームの開口部内に充填されている。
【００３６】
この一実施形態の光半導体装置によれば、上記レンズの突起部を上記リードフレームの開口部に確実に取り付けることができて、上記レンズを上記リードフレームに一層強固に取り付けることができる。また、上記接着剤は、上記リードフレームの開口部内に充填されているため、上記半導体光素子の光学部、上記サブマウントおよび上記レンズの間に空気の層がないため、結合効率を高くできる。
【００３７】
また、一実施形態の光半導体装置では、上記レンズは、上記突起部のまわりに、上記接着剤を収容するための接着剤溜り部を有する。
【００３８】
この一実施形態の光半導体装置によれば、上記リードフレームの開口部内に充填された上記接着剤の内の余分な量が、上記接着剤溜り部に導かれて広がって、上記接着剤溜り部に確実に充填され、上記レンズを上記リードフレームに確実に取り付けることができる。
【００３９】
また、一実施形態の光半導体装置では、上記リードフレームは、少なくとも二つの位置決め用の穴部を有し、上記レンズは、上記リードフレームの穴部に嵌合される突部を有する。
【００４０】
この一実施形態の光半導体装置によれば、上記レンズの突部を上記リードフレームの穴部に嵌合することで、上記レンズを上記リードフレームに対して確実に位置決めすることができる。
【００４１】
また、一実施形態の光半導体装置では、上記リードフレームの穴部は、上記リードフレームの開口部の近傍で、かつ、上記サブマウントにて塞がれる領域内に、設けられている。
【００４２】
この一実施形態の光半導体装置によれば、この光半導体装置の製造中に、上記穴部は上記開口部と共に上記サブマウントにて塞がれるので、上記穴部に上記モールド部が充填されることを防止でき、上記レンズを上記リードフレームに確実に取り付けることができる。
【００４３】
また、一実施形態の光半導体装置では、上記レンズは、透光性樹脂からなり、上記非透光性モールド樹脂は、フィラーを含有し、上記レンズは、上記非透光性モールド樹脂と同程度の線膨張係数を有する樹脂からなる接着剤により、上記モールド部および上記リードフレームに取り付けられている。
【００４４】
この一実施形態の光半導体装置によれば、非透光性モールド樹脂のモールド部と透光性樹脂のレンズとは、線膨張係数が大きく異なるが、上記非透光性モールド樹脂と同程度の線膨張係数を有する樹脂からなる接着剤により、上記モールド部と上記レンズとの線膨張係数の違いから生じる応力を吸収でき、広い動作温度を実現することが可能になる。
【００４５】
また、一実施形態の光半導体装置では、上記接着剤は、透光性を有し、上記リードフレームの開口部および穴部内に充填されている。
【００４６】
この一実施形態の光半導体装置によれば、上記レンズの突部を上記リードフレームの穴部に確実に取り付けることができて、上記レンズを上記リードフレームに一層強固に取り付けることができる。また、上記接着剤は、上記リードフレームの開口部内に充填されているため、上記半導体光素子の光学部、上記サブマウントおよび上記レンズの間に空気の層がないため、結合効率を高くできる。
【００４７】
また、一実施形態の光半導体装置では、上記レンズは、上記突部のまわりに、上記接着剤を収容するための接着剤溜り部を有する。
【００４８】
この一実施形態の光半導体装置によれば、上記リードフレームの穴部内に充填された上記接着剤の内の余分な量が、上記接着剤溜り部に導かれて広がって、上記接着剤溜り部に確実に充填され、上記レンズを上記リードフレームに確実に取り付けることができる。
【００４９】
また、一実施形態の光半導体装置では、上記リードフレームに配置され、上記半導体光素子と電気的に接続された信号処理用集積回路を備えている。
【００５０】
この一実施形態の光半導体装置によれば、上記半導体光素子と上記信号処理用集積回路を１パッケージにて作製することが可能であり、小型化、省スペース化が実現できる。
【００５１】
また、一実施形態の光半導体装置では、上記半導体光素子が受光素子であり、上記信号処理用集積回路が上記受光素子の出力信号を増幅する増幅用集積回路であり、上記受光素子と上記増幅用集積回路が１つのチップに含まれている。
【００５２】
この一実施形態の光半導体装置によれば、受光素子と増幅用集積回路との間のワイヤーが不要になり、浮遊容量が低減されて高速応答が可能となる。また、チップ数が低減されるため、製造が容易となり、低コスト化が可能となる。
【００５３】
また、一実施形態の光半導体装置では、上記半導体光素子が発光素子と受光素子であり、上記信号処理用集積回路が上記発光素子を駆動する駆動用集積回路と上記受光素子の出力信号を増幅する増幅用集積回路とからなる。
【００５４】
この一実施形態の光半導体装置によれば、上記発光素子と上記受光素子を非透光性モールド樹脂で別々に覆うことによって、安易な構成で迷光ノイズの影響を排除でき通信品質の高い通信が可能となると共に、小型化も実現できる。
【００５５】
また、一実施形態の光半導体装置では、上記駆動用集積回路と上記増幅用集積回路が１つのチップに含まれている。
【００５６】
この一実施形態の光半導体装置によれば、チップ数が低減されるため、製造が容易となり、低コスト化が可能となる。
【００５７】
また、一実施形態の光半導体装置では、上記信号処理用集積回路は、動作状態に係る情報を出力するための出力外部接続端子または制御情報を入力するための入力外部接続端子の少なくとも一方を有する。
【００５８】
この一実施形態の光半導体装置によれば、出力外部接続端子からの出力信号や入力外部接続端子からの入力信号により、信号処理回路の動作の制御が可能となり、高機能および通信品質の高い通信が可能となる。
【００５９】
また、この発明の電子機器は、上記光半導体装置を用いたことを特徴とする。
【００６０】
この発明の電子機器によれば、上記光半導体装置を用いることによって、信頼性を向上できると共に、小型化、低コスト化が実現できる。
【発明の効果】
【００６１】
以上より明らかなように、この発明の光半導体装置によれば、ＰＤやＬＥＤのようにサイズの小さい半導体光素子を用いた場合でも、簡易な構成により、耐環境性に優れた非透光性モールド樹脂により半導体光素子やワイヤーの封止が可能となり、安価で耐環境性に優れた信頼性の高い小型の光半導体装置を得ることができる。また、上記リードフレームの他方の面に配置され、上記リードフレームの開口部を塞ぐレンズを備えるので、上記レンズを、上記リードフレームの開口部よりも大きくすることができて、上記半導体光素子と光ファイバとの光の結合効率を高くできる。
【００６２】
さらに、受光素子と増幅用集積回路を１チップ化したことにより、受光素子と増幅用集積回路との間のワイヤーが不要になり、浮遊容量が低減され高速応答が可能となる。また、チップ数が低減となるため、製造が容易となり、低コスト化が可能となる。
【００６３】
さらに、発光素子、受光素子、発光素子の駆動用集積回路、受光素子の増幅用集積回路を１パッケージにし、非透光性モールド樹脂で封止することにより、複雑な機構なしに迷光ノイズの影響を排除でき、通信品質の高い通信が可能となると共に、小型化も実現できる。
【００６４】
さらに、発光素子の駆動用集積回路および受光素子の増幅用集積回路に動作状態に係る情報と制御情報の授受を行うための出力外部接続端子または入力外部接続端子の少なくとも一方を内蔵しているため、高機能および通信品質の高い通信が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６５】
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。
【００６６】
(第１実施形態)
図１は、本発明の第１実施形態による光半導体装置の概略的な構成を示す断面模式図であり、図２は上記光半導体装置を光ファイバ２側から見た正面図である。図１は、図２のＩ−Ｉ線から見た断面を示している。
【００６７】
図１と図２に示すように、上記光半導体装置１ａは、開口部７を有するリードフレーム４と、このリードフレーム４の一方の面に配置されると共にこのリードフレーム４の開口部７を塞ぐ透光性を有するサブマウントの一例としてのガラスサブマウント８と、光学部６を有すると共に上記リードフレーム４の開口部７側の面と反対側の上記サブマウント８の面に搭載されかつ上記光学部６が上記サブマウント８を介して上記開口部７に対向する半導体光素子３と、上記リードフレーム４の一方の面に配置されると共に信号処理用集積回路の一例としての信号処理回路(半導体素子)１２と、上記リードフレーム４の他方の面側において上記開口部７を含む領域を少なくとも露出させて、上記リードフレーム４、上記半導体光素子３、上記サブマウント８および上記信号処理回路１２を封止する非透光性モールド樹脂からなるモールド部１０と、上記リードフレーム４の他方の面に配置されると共に上記リードフレーム４の開口部７を塞ぐ（光学の）レンズ９とを備える。ここで、上記光学部６とは、半導体光素子３の光を出射する部分あるいは光を受光する部分のことを表し、例えば、ＬＥＤでは発光面を表し、ＰＤでは受光面のことを表す。
【００６８】
上記半導体光素子３は、上記光学部６が上記リードフレーム４に対向するように通常とは逆向き(フェースダウン配置)にガラスサブマウント８に電気的に導通した状態で接着されている。上記ガラスサブマウント８には、半導体光素子３の電極(図示せず)と電気的に接続できるように、電極(図示せず)が設けられている。ガラスサブマウント８の電極と半導体光素子３の電極との電気的接合は、金―すず共晶接合や、Ａｇペースト、Ａｕバンプ等で行われる。なお、上記ガラスサブマウント８と半導体光素子３のいずれの電極も、光学部６の光路を妨げないように設けられている。
【００６９】
上記ガラスサブマウント８と半導体光素子３とを電気的接合を行った場合、ガラスサブマウント８と半導体光素子３の光学部６との間に空気の層が発生する。このような空気の層が発生した場合、半導体光素子３が発光素子の場合、発光素子からの取り出し効率(送信効率)の低下が起こり、また、半導体光素子３が受光素子の場合、受光素子の結合効率(受信効率)の低下が起こる。そこで、この第１実施形態の光半導体装置では、ガラスサブマウント８と半導体光素子３との間の界面に、透光性樹脂部１１を満たし、空気の層の発生を防ぎ、送信効率および受信効率の低下を防ぐ構造となっている。上記透光性樹脂は、シリコーンやエポキシ樹脂等を使用する。
【００７０】
また、上記リードフレーム４の開口部７に設けられた上記レンズ９は、発光素子における送信効率または受光素子における受信効率の向上のために設けられており、透光性樹脂で成型されている。
【００７１】
図３Ａは、上記光学レンズ９の平面図であり、図３Ｂは、上記光学レンズ９の側面断面図である。図３Ａと図３Ｂに示すように、上記レンズ９は、光路に設けられたレンズ部３４と、このレンズ部３４の外周部、すなわち光路の外側の領域に設けられた取り付け部３１を有する。また、上記レンズ９は、レンズ部３４の反対側の面に、上記リードフレーム４の開口部７に挿入できる形状の位置決め用の突起部３３を有する。また、上記レンズ９は、リードフレーム４とモールド部１０に対して、透光性樹脂の接着剤により固定され、上記レンズ９の取り付け部３１は、上記接着剤を収容するための接着剤溜り部３２を有する。
【００７２】
上記レンズ９および上記接着剤を構成する透光性樹脂は、ポリカーボネイト、アクリル、オレフィン系樹脂等を使用し、光の透過率の高い樹脂や屈折率の高い樹脂を使用するのが望ましい。上記モールド部１０は、図２に示すように、上記レンズ９の取り付け部３１に対応するレンズ取り付け用の凹部１０ｂを有する。
【００７３】
上記レンズ９は、上記モールド部１０および上記リードフレーム４に対して、上記モールド部１０で使用したフィラを含有した非透光性樹脂と同程度の線膨張係数を有する透光性樹脂からなる接着剤により、固定および接着される。このとき、上記接着剤の余分な量が、上記接着剤溜り部３２に導かれて広がり、上記接着剤溜り部３２に確実に充填される。
【００７４】
そうして、上記半導体光素子３の裏面電極と信号処理回路１２をワイヤー５を介して電気的に接続し、ガラスサブマウント８とリードフレーム４をワイヤー５を介して電気的に接続し、信号処理回路１２とリードフレーム４をワイヤー５を介して電気的に接続し、リードフレーム４間をワイヤー５を介して電気的に接続している。
【００７５】
図４Ａは、上記サブマウントの電極側から見た図であり、図４Ｂは、上記サブマウントの側面図である。図４Ａと図４Ｂに示すように、上記サブマウント８の一方の面に（図示しない）半導体光素子の表面電極と電気的に接続される電極２０が設けられている。この電極２０には、半導体光素子の光学部(すなわち発光部、受光部)を塞がないように、略円形の光路用穴２１が設けられている。
【００７６】
上記サブマウント８の電極２０と上記半導体光素子の表面電極とは、金―すず共晶接合や、Ａｇペースト、Ａｕバンプ等により、電気的接続が行われる。上記光路用穴２１には、半導体光素子の送信光率もしくは受信効率の低下を防ぐために、透光性樹脂を満たしている。
【００７７】
図４Ａと図４Ｂに示すサブマウント８の場合、半導体光素子の表面電極とサブマウント８との電気的接続の際に、まず、透光性樹脂を光路用穴２１に充填しておき、半導体光素子の表面電極とサブマウント８との電気的接続を行って、半導体光素子とサブマウント８の間に透光性樹脂の充填を行う。
【００７８】
また、図５Ａは、透光性樹脂の充填用穴および切り欠きを設けた他のサブマウント８Ａの電極側から見た図であり、図５Ｂは、上記サブマウント８Ａの側面図であり、図５Ｃは、図５Ａの電極形状の異なる場合の別のサブマウント８Ａの電極側から見た図である。
【００７９】
図５Ａ〜図５Ｃに示すように、上記サブマウント８Ａの一方の面に（図示しない）半導体光素子の表面電極と電気的に接続される電極２０Ａが設けられており、この電極２０Ａには、半導体光素子の光学部(すなわち発光部、受光部)を塞がないように、光路用穴２１Ａが設けられている。
【００８０】
上記サブマウント８Ａの電極２０Ａと上記半導体光素子の表面電極とは、金―すず共晶接合や、Ａｇペースト、Ａｕバンプ等により、電気的接続が行われる。上記光路用穴２１Ａには、半導体光素子の送信光率もしくは受信効率の低下を防ぐために、透光性樹脂を満たしている。
【００８１】
図５Ａ〜図５Ｃに示すサブマウント８Ａの場合、まず、半導体光素子の表面電極とサブマウント８Ａの電気的接続を行い、その後、透光性樹脂を上記電極２０Ａに設けた穴２１Ａもしくは切り欠き２２Ａより充填を行い、半導体光素子とサブマウント８Ａの間に透光性樹脂の充填を行う。このとき、光路用穴２１Ａに充填された透光性樹脂の内余分な量は、切り欠き２２Ａ側に導かれて広がり、充填が確実に行われる。
【００８２】
また、図１に示すように、上記半導体光素子３やワイヤー５および信号処理回路１２は、フィラーが７０重量％以上添加され、ワイヤー５の線膨張係数と大きく変わらず、かつ高い熱伝導率を有する耐環境性に優れた非透光性のモールド樹脂からなるモールド部１０により覆われている。また、上記リードフレーム４は、リード端子４ａを除いてモールド部１０により覆われている。そして、上記リードフレーム４の半導体光素子３が配置されている一方の面とは逆側の他方の面(表面)の開口部７を除く部分を封止している。上記半導体光素子３は、透光性樹脂部１１、ガラスサブマウント８、リードフレーム４の開口部７およびレンズ９を介して、光ファイバ２と光学的に結合される。
【００８３】
次に、この第１実施形態の光半導体装置１ａの作製方法について説明する。
【００８４】
まず、半導体光素子３の光学部６側の面に形成された電極とガラスサブマウント８に形成された電極とを電気的に接続する。ガラスサブマウント８の電極と半導体光素子３の電極との電気的接続は、金共晶接合や、はんだ、Ａｇペースト、Ａｕバンプ等の導電性を有する方式により行われる。ここで、半導体光素子３とサブマウント８の間の透光性樹脂の充填も行う。
【００８５】
次に、ガラスサブマウント８に電気的に接続された半導体光素子３の光学部６がリードフレーム４の開口部７に対向するように、ガラスサブマウント８をリードフレーム４に接合する。ガラスサブマウント８とリードフレーム４との接合は、接着剤やＡｇペースト等により行う。このとき、半導体光素子３の放熱性を考慮し、熱伝導性の高い接着剤を用いる方が望ましい。
【００８６】
次に、信号処理回路１２を、リードフレーム４にＡｇペースト等の接着剤で接合する。上記信号処理回路１２の放熱性を考慮して、熱伝導性の高い接着剤を用いる方が望ましい。
【００８７】
次に、ワイヤーボンディングにより半導体光素子３の裏面電極やガラスサブマウント８に設けられた電極、信号処理回路１２、リードフレーム４とをワイヤー５により電気的に接続する。
【００８８】
次に、フィラーが７０重量％以上添加された非透光性のモールド樹脂からなるモールド部１０によりトランスファ成形を行う。上記非透光性のモールド樹脂からなるモールド部１０は、ワイヤー５の線膨張係数と大きく変わらず、かつ高い熱伝導率を有する耐環境性に優れている。このとき、リードフレーム４の表面側から開口部７を金型により押さえ、モールド樹脂からなるモールド部１０がリードフレーム４の表面側の開口部７に回り込むことを防止する。
【００８９】
また、同時に、レンズ９の位置決め固定用としての凹部（段差）１０ｂを金型により押さえ、モールド樹脂からなるモールド部１０がリードフレーム４の表面側に回り込むことを防止する。
【００９０】
上記モールド部１０に、別途透光性樹脂で成型されたレンズ９を、上記モールド部１０で使用したフィラを含有した非透光性樹脂と同程度の線膨張係数を有する透光性樹脂からなる接着剤により、固定して接着する。
【００９１】
図１に示すように、リードフレーム４の表面側の開口部７の周辺のモールド部１０に、穴部の一例としての光ファイバ２の位置決め用誘い込み部１０ａを設けることにより、光ファイバ２の位置決めを正確に行うことができる。この穴部１０ａは、開口から上記リードフレーム４の開口部７側に向かって狭くなる形状である。
【００９２】
なお、上記接着剤は、上記リードフレーム４の開口部７内（すなわち、上記リードフレーム４の開口部７と上記レンズ９の突起部３３との間）に充填されていてもよい。また、上記レンズ９は、上記接着剤により、上記リードフレーム４のみに取り付けられてもよい。
【００９３】
（第２実施形態）
図６は、本発明の第２実施形態による光半導体装置の概略的な構成を示す断面模式図であり、図７は上記光半導体装置を光ファイバ２側から見た正面図である。図６は、図７のＶＩ−ＶＩ線から見た断面を示している。
【００９４】
この第２実施形態の光半導体装置１ｂが上記第１実施形態（図１）の光半導体装置１ａと異なる点は、半導体光素子３が受光素子の場合において、受光素子と信号処理回路１２(図１に示す)である増幅用集積回路とを１チップ化したＩＣ１３を実装した点である。
【００９５】
上記１チップ化したＩＣ１３は、第１実施形態の半導体光素子３の位置に実装している。他の点については、実装方法および構造は第１実施形態と同様であり、第１実施形態の光半導体装置と同一の構成をしており、同一構成部は同一参照番号を付して説明を省略する。
【００９６】
この第２実施形態においても、簡易な構成により、フィラーが添加された耐環境性に優れた非透光性のモールド樹脂からなるモールド部１０により、ＩＣ１３およびワイヤー５等の封止が可能となり、安価で耐環境性に優れた光半導体装置１ｂを得ることができる。
【００９７】
さらに、上記光半導体装置１ｂは、受光素子と増幅用集積回路を１チップ化ＩＣ１３としたことにより、受光素子と増幅用集積回路との間のワイヤーが不要になり、浮遊容量が低減されて高速応答が可能となると共に電磁ノイズの影響を受けにくくなる。また、チップ数が低減されるため、製造が容易となり、低コスト化が可能となる。
【００９８】
(第３実施形態)
図８は、本発明の第３実施形態による光半導体装置の概略的な構成を示す断面模式図であり、図９は上記光半導体装置を光ファイバ２側から見た正面図である。図８は、図９のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線から見た断面を示している。
【００９９】
この第３実施形態の光半導体装置１ｃが上記第１実施形態（図１）の光半導体装置１ａと異なる点は、１パッケージに、発光素子３ｂと、受光素子３ａと、発光素子３ｂの駆動用集積回路および受光素子３ａの増幅用集積回路のＩＣ１４とが、実装されている点である。その他については、上記第１実施形態と同様である。
【０１００】
上記第３実施形態の光半導体装置１ｃにおいて、１パッケージに発光素子３ｂと受光素子３ａおよびＩＣ１４が実装されているため、１パッケージにて送受信器の構成が可能となる。
【０１０１】
一般に、１パッケージにて送受信器の構成にすると、パッケージ内での光反射により発光素子３ｂの送信光が受光素子３ａに結合され、ノイズ(迷光ノイズ)成分となり、誤動作および通信品質の低下をまねくことがある。迷光ノイズを防ぐために、遮光板等を実装する必要があり製造も困難となり、引いては製造コストも高くなる。
【０１０２】
これに対して、第３実施形態の光半導体装置１ｃでは、非透光性のモールド樹脂からなるモールド部１０を使用するため、パッケージ内での光反射がなく、発光素子３ｂの送信光が、受光素子３ａに結合されることがない。そのため、迷光ノイズが発生せず、複雑な機構無しに迷光ノイズの影響を排除でき、通信品質の高い通信が可能となると共に小型化も実現できる。
【０１０３】
なお、図８において、信号処理回路である発光素子の駆動用集積回路および受光素子の増幅用集積回路を１チップとしたが、それぞれ別のチップ構成としてもよい。また、上記第２実施形態のように、受光素子と受光素子の増幅用集積回路を１チップとし、発光素子の駆動用集積回路を別途設けた構造でもよい。
【０１０４】
以上のように、上記第３実施形態で示した光半導体装置１ｃは、ＰＤとＬＥＤのようにサイズの小さい半導体光素子３ａ，３ｂを用いた光送受信器の構成とした場合でも、簡易な構成により、フィラーが添加された耐環境性に優れた非透光性のモールド樹脂からなるモールド部１０により半導体光素子３ａ，３ｂやワイヤー５の封止が可能となり、安価で耐環境性に優れた光半導体装置１ｃを得ることができる。
【０１０５】
(第４実施形態)
この発明の第４実施形態は、第３実施形態の発光素子の駆動用集積回路および受光素子の増幅用集積回路に動作状態に係る情報と制御情報の授受を行うための出力外部接続端子および入力外部接続端子を内蔵している点である。その他の点については、第３実施形態と同様である。
【０１０６】
図１０にこの第４実施形態の光半導体装置の発光素子の駆動用集積回路の一例としての発光素子駆動回路５０の構成を示す。上記発光素子駆動回路５０は、発光素子駆動回路部５１と入力信号検出回路部５２および発光素子駆動電流制御回路部５３で構成されており、１チップ化された構造である。入力信号検出回路部５２は、送信信号が入力されたことを検出し、出力する機能を有している。本検出信号出力からの信号により、発光素子駆動回路部５１を入力信号が無い場合に待機状態にし、入力信号を検出した後に発光素子駆動回路部５１を動作状態にすることが可能である。図１０において、符号５４は発光素子駆動電流制限信号入力端子、符号５５は送信信号入力端子、符号５６はＬＥＤ駆動信号出力端子、符号５７は入力信号受信検出出力端子である。上記符号５４，５５は、入力外部接続端子の一例であり、上記符号５６，５７は、出力外部接続端子の一例である。
【０１０７】
このような構成により、待機時における消費電力の低減を行うことが可能となる。また、外部への入力信号受信検出出力端子５７を設けることで、その他の周辺回路においても、同様に待機時における消費電力の低減を行うことが可能である。
【０１０８】
また、発光素子駆動電流制御回路部５３は、発光素子の駆動電流を外部の発光素子駆動電流制御入力信号で制御する構成である。たとえば、発光素子であるＬＥＤは高温時に光出力が低下する特性がある。この第４実施形態の発光素子駆動電流制御回路部５３を用いて、高温時において駆動電流を増大させ、光出力を増加させ、高温時の光出力低下を低減することが可能であり、通信品質の高い通信が可能となる。
【０１０９】
また、発光素子であるＬＥＤは、光出力のばらつきがあり、また、製造時における実装のばらつきのため、送信器からの光出力にばらつきが生じる。この第４実施形態において、外部より発光素子駆動電流制御信号を入力し、ＬＥＤからの光出力を駆動電流にて制御することが可能であるため、送信器からの光出力をモニタリングして、所定の光出力に合わすことが可能となり、通信品質の高い通信が可能となる。
【０１１０】
また、図１１に上記第４実施形態の受光素子の増幅用集積回路のＩＣの構成を示す。上記受光素子増幅回路６０には、受信信号検出回路部６１と受光素子増幅回路部６２で構成されており、１チップ化された構造である。受信信号検出回路部６１は、受信信号が入力されたことを検出し、検出信号を出力する機能を有している。図１１において、符号６３は受信信号入力端子、符号６４は出力信号端子は、符号６５は受信信号検出出力端子である。上記符号６３は、入力外部接続端子の一例であり、上記符号６４，６５は、出力外部接続端子の一例である。
【０１１１】
上記受信信号検出回路部６１からの検出信号により、受信信号増幅回路部６２を受信信号が無い場合に待機状態にし、受信信号を検出した後、受信信号増幅回路部６２を動作状態にすることが可能である。このような構成により、待機時における消費電力の低減を行うことが可能となる。また、外部への受信信号検出出力信号端子を設けることで、その他の周辺回路においても、同様に待機時における消費電力の低減を行うことが可能である。
【０１１２】
以上のように、第４実施形態で示した発光素子駆動回路５０および受光素子増幅回路６０を備えた光半導体装置は、発光素子駆動回路および受光素子増幅回路に動作状態に係る情報および制御情報の授受を行うための出力外部接続端子および入力外部接続端子を内蔵しているため、検出信号および外部からの入力信号により、信号処理回路の動作の制御が可能となり、高機能および通信品質の高い通信が可能となる。
【０１１３】
上記第４実施形態の光半導体装置では、発光素子駆動回路５０は、発光素子駆動回路部５１と入力信号検出回路部５２、発光素子駆動電流制御回路部５３で構成され、送信信号入力の有無を検出し、また、外部より発光素子駆動電流制御信号により、発光素子駆動電流を制御する。上記に加え、受光素子増幅回路６０からの制御信号に基づき、発光素子駆動回路５０は、発光素子駆動電流を制御する等、受発光素子を一体化することで、外部からの制御信号等を介さずに内部の通信のみで自器の制御を実現することが可能となる。
【０１１４】
また、発光素子駆動回路５０には、発光素子駆動回路部５１と入力信号検出回路部５２および発光素子駆動電流制御回路部５３で構成されているが、発光素子駆動回路５０の制御用の論理回路を内蔵していても構わない。
【０１１５】
また、受光素子増幅回路６０には、受信信号検出回路部６１と受光素子増幅回路部６２で構成されているが、受光素子増幅回路６０の制御用の論理回路を内蔵していても構わない。
【０１１６】
(第５実施形態)
図１２〜図１４は、本発明の第５実施形態による光半導体装置の概略的な構成を示す説明図である。図１２は、光半導体装置の概略的な構成を示す断面模式図であり、図１３は上記光半導体装置を光ファイバ２側から見た正面図である。図１２は、図１３のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線から見た断面を示している。図１４Ａは、レンズの平面図であり、図１４Ｂは、レンズの側面断面図である。
【０１１７】
上記第１実施形態と異なる点を説明すると、このレンズ９は、レンズ部３４と反対側の取り付け部３１の面に、突部３５を有し、このリードフレーム４は、上記レンズ９の突部３５に対応した形状の穴部４ｂを有している。そして、上記レンズ９の突部３５を上記リードフレーム４の穴部４ｂに嵌合することで、上記レンズ９を上記リードフレーム４に実装する。このように、上記レンズ９を上記リードフレーム４に対して確実に位置決めすることができる。その他の構造については、上記第１実施形態と同様である。
【０１１８】
具体的に述べると、図１４Ａと図１４Ｂに示すように、このレンズ９は、光路に設けられたレンズ部３４の外周部、すなわち光路の外側の領域に、取り付け部３１を設けた構造である。さらに、この取り付け部３１に、レンズ部３４と反対の面に、位置決め固定用としての突部３５を設けている。
【０１１９】
上記レンズ９は、透光性樹脂にて成型され、リードフレーム４とモールド部１０に対して、透光性の接着剤によって、固定される。また、上記レンズ９の上記リードフレーム４側の面に、上記透光性の接着剤を収容するための接着剤溜り部３２を設けている。
【０１２０】
図１２と図１３に示すように、上記モールド部１０には、上記レンズ９の取り付け部３１が挿入されて位置決め固定可能な形状の凹部（段差）１０ｂが設けられ、上記リードフレーム４には、上記レンズ９の突部３５が挿入されて位置決め固定可能な形状の穴部４ｂが設けられ、上記レンズ９は、さらに、透光性の接着剤で固定される。確実な接着を行うために、上記接着剤の内の余分な量を、上記接着剤溜り部３２に導き広げて、上記接着剤溜り部３２に確実に充填する。
【０１２１】
上記リードフレーム４の穴部４ｂは、上記リードフレーム４の開口部７の近傍で、かつ、上記サブマウント８にて塞がれる領域内に、設けられ、この光半導体装置の製造中に、上記穴部４ｂは上記開口部７と共に上記サブマウント８にて塞がれるので、上記穴部４ｂに上記モールド部１０が充填されることを防止できる。
【０１２２】
上記レンズ９の透光性樹脂は、ポリカーボネイト、アクリル、オレフィン系樹脂等を使用し、光の透過率の高い樹脂や屈折率の高い樹脂を使用するのが望ましい。上記接着剤としては、上記モールド部１０で使用したフィラを含有した非透光性樹脂と同程度の線膨張係数を有する透光性樹脂を用いるのがよい。
【０１２３】
なお、上記接着剤は、上記リードフレーム４の開口部７および穴部４ｂ内（すなわち、上記リードフレーム４の開口部７と上記レンズ９の突起部３３との間、および、上記リードフレーム４の穴部４ｂと上記レンズ９の突部３５との間）に充填されていてもよい。
【０１２４】
本発明の光半導体装置は、デジタルＴＶ(televisionテレビジョン)、デジタルＢＳ(Broadcasting Satellite：ブロードキャスティング・サテライト)チューナ、ＣＳ(Communication Satellite：コミュニケーション・サテライト)チューナ、ＤＶＤ(Digital Versatile Disc：デジタル多用途ディスク)プレーヤー、スーパーオーディオＣＤ(Compact Disc：コンパクト・ディスク)プレーヤー、ＡＶ(Audio Visual：オーディオ・ビジュアル)アンプ、オーディオ、パソコン、パソコン周辺機器、携帯電話、ＰＤＡ(Personal Digital Assistant：パーソナル・デジタル・アシスタント)等の電子機器に使用される。また、動作温度範囲の広い環境、例えば車載用機器であるカーオーディオ、カーナビ、センサーや、工場内のロボットのセンサー、制御用機器等の電子機器にも使用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１２５】
【図１】図１は本発明の第１実施形態による光半導体装置の概略的な構成を示す断面模式図である。
【図２】図２は本発明の第１実施形態による光半導体装置の概略的な構成を示す正面図である。
【図３Ａ】図３Ａはレンズの平面図である。
【図３Ｂ】図３Ｂはレンズの断面図である。
【図４Ａ】図４Ａはサブマウントの底面図である。
【図４Ｂ】図４Ｂはサブマウントの側面図である。
【図５Ａ】図５Ａは他のサブマウントの底面図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは他のサブマウントの側面図である。
【図５Ｃ】図５Ｃは別のサブマウントの底面図である。
【図６】図６は本発明の第２実施形態による光半導体装置の概略的な構成を示す断面模式図である。
【図７】図７は本発明の第２実施形態による光半導体装置の概略的な構成を示す正面図である。
【図８】図８は本発明の第３実施形態による光半導体装置の概略的な構成を示す断面模式図である。
【図９】図９は本発明の第３実施形態による光半導体装置の概略的な構成を示す正面図である。
【図１０】図１０は本発明の第４実施形態による光半導体装置の発光素子駆動回路の概略的な構成を示す説明図である。
【図１１】図１１は本発明の第４実施形態による光半導体装置の受光素子増幅回路の概略的な構成を示す説明図である。
【図１２】図１２は本発明の第５実施形態による光半導体装置の概略的な構成を示す断面模式図である。
【図１３】図１３は本発明の第５実施形態による光半導体装置の概略的な構成を示す正面図である。
【図１４Ａ】図１４Ａはレンズの平面図である。
【図１４Ｂ】図１４Ｂはレンズの断面図である。
【図１５】従来の光半導体装置の概略的な構成を示す断面図である。
【図１６】従来の他の光半導体装置の概略的な構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【０１２６】
１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ…光半導体装置
２…光ファイバ
３…半導体光素子
３ａ…受光素子
３ｂ…発光素子
４…リードフレーム
４ａ…リード端子
４ｂ…穴部
５…ワイヤー
６…光学部
７…開口部
８,８Ａ…サブマウント
９…レンズ
１０…モールド部
１０ａ…穴部
１０ｂ…凹部
１１…透光性樹脂部
１２…信号処理回路
１３…ＩＣ
１４…信号処理回路
２０,２０Ａ…電極
２１,２１Ａ…光路用穴
２２,２２Ａ…切り欠き
３１…取り付け部
３２…接着剤溜り部
３３…突起部
３４…レンズ部
３５…突部
５０…発光素子駆動回路
５１…発光素子駆動回路部
５２…入力信号検出回路部
５３…発光素子駆動電流制御回路部
６０…受光素子増幅回路
６１…受信信号検出回路部
６２…受光素子増幅回路部
１０１、２０１…光半導体装置
１０２…光ファイバ
１０３、２０３…半導体光素子
１０４、２０４…リードフレーム
１０５、２０５…ワイヤー
１０８…レンズ
１１０…透光性樹脂
２０６…光学部
２０８…ガラスレンズ
２０９…着色モールド樹脂
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１５】
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【図１６】
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