(57)【要約】【課題】  パッケージサイズの揃った小型の光半導体装置を提供する。【解決手段】  第１の凹部１１を有し、第１の凹部１１の底面に半導体発光素子３９が載置された第１の筐体２１と、第２の凹部２２を有し、第２の凹部の底面に半導体受光素子４１が載置された第２の筐体２８とを備え、半導体発光素子３９と半導体受光素子４１とが対向するように、第１の筐体２１に第２の筐体２８が固着されている。【選択図】  図１
2007115850.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の凹部を有し、前記第１の凹部の底面に半導体発光素子が載置された第１の筐体と、
第２の凹部を有し、前記第２の凹部の底面に半導体受光素子が載置された第２の筐体と、
を備え、
前記半導体発光素子と前記半導体受光素子とが対向するように、前記第１の筐体に前記第２の筐体が固着されていることを特徴とする光半導体装置。
【請求項２】
第１の凹部を有し、前記第１の凹部の底面に半導体発光素子および半導体受光素子が並置された第１の筐体と、
第２の凹部を有し、前記第２の凹部に光反射面が形成された第２の筐体と、
を備え、
前記半導体発光素子および前記半導体受光素子と前記第２の凹部の前記光反射面とが対向するように、前記第１の筐体に前記第２の筐体が固着されていることを特徴とする光半導体装置。
【請求項３】
前記第１の筐体の１側面に、前記半導体発光素子および前記半導体受光素子を外部に電気的接続するための電極端子が設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光半導体装置。
【請求項４】
前記第２の凹部の前記光反射面にアルミニウム、金、または銀のいずれかの金属膜が形成されていることを特徴とする請求項２に記載の光半導体装置。
【請求項５】
前記第１の筐体の１側面に、前記半導体発光素子を外部に電気的接続するための電極端子が設けられ、前記第１の筐体の１側面に対向する前記第２の筐体の側面に、前記半導体受光素子を外部に電気的接続するための電極端子が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の光半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光半導体装置、なかでも半導体発光素子と半導体受光素子とを組み合わせたフォトカプラは電子機器において電気的に絶縁された信号伝達の用途に広く用いられている。  
また、半導体発光素子と半導体受光素子およびスイッチング素子を組み合わせたフォトリレーは、テスタなどの計測機器やモデムなどに用いられている機械式リレーの高信頼性化を目的に広く用いられるようになってきている。
【０００３】
従来のフォトカプラやフォトリレーは、例えば第１リードフレームに半導体発光素子、第２リードフレームに半導体受光素子およびスイッチング素子をそれぞれ載置した後、半導体発光素子と半導体受光素子を対向させ、半導体発光素子と半導体受光素子との間をシリコンなどの透光性樹脂により一次封止し、更に第１および第２リードフレームと半導体発光素子と半導体受光素子およびスイッチング素子全体をエポキシなどの不透光性樹脂により二次封止して形成されていた。
【０００４】
また、同一リードフレームに半導体発光素子と半導体受光素子とを平面的に載置した後、半導体発光素子と半導体受光素子全体をシリコンなどの透光性樹脂により一次封止し、更にリードフレームと半導体発光素子と半導体受光素子全体をエポキシなどの不透光性樹脂により二次封止して形成されていた。
【０００５】
近年、移動式携帯端末に代表される電子機器や、数千個のフォトリレーを使用するテスタなどで実装密度を向上し、装置の小型化を図るためにフォトカプラ、フォトリレーのパッケージの小型化が要求されている。
【０００６】
然しながら、リードフレームを樹脂でモールドしたパッケージでは、光半導体装置を基板にハンダ付けする際にリードフレームとパッケージ端面、透光性樹脂とパッケージ端面までの距離を熱応力が緩和できる程度に確保する必要があるため、パッケージの小型化が難しいという問題があった。
【０００７】
またモールドする際に樹脂の形状ばらつきが生じるため、設計通りの寸法のパッケージが得られないという問題があった。
【０００８】
これに対して、リードフレームを用いずに、配線が形成された基板を用いたパッケージを有する光半導体装置が知られている（例えば特許文献１参照。）。
【０００９】
特許文献１に開示された光半導体装置は、開口部を有する第１の配線基板およびこの第１の配線基板に積層された第２の配線基板からなる積層配線基板を有し、第２の配線基板の表面に開口部と対応した位置に半導体発光素子が載置されている。
【００１０】
また、積層配線基板にスイッチング素子がボールバンプを介して電気的に接続され、第１の配線基板の開口部に受光部を対向させるとともに、開口部を覆うように半導体受光素子がボールバンプを介して電気的に接続されている。
【００１１】
この半導体受光素子に受光部を覆うように固形状の第１の透光性樹脂が設けられ、第１の配線基板の開口部内に表面が第１の透光性樹脂に接触するように充填され、押圧によって変形可能なゲル状の第２の透光性樹脂が設けられている。
【００１２】
更に、第１の配線基板の表面に第１の透光性樹脂および第２の透光性樹脂を覆うようにエポキシ封止用樹脂が設けられている。
【００１３】
然しながら、特許文献１に開示された光半導体装置では、第１の配線基板の表面にエポキシなどの封止用樹脂をポッティング法や印刷法などによって塗布しているので、樹脂の塗布量やキュア条件のばらつきにより、パッケージの高さがばらつくという問題がある。
【特許文献１】特開２００４−６３７６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は、パッケージサイズの揃った小型の光半導体装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の一態様の光半導体装置は、第１の凹部を有し、前記第１の凹部の底面に半導体発光素子が載置された第１の筐体と、第２の凹部を有し、前記第２の凹部の底面に半導体受光素子が載置された第２の筐体とを備え、前記半導体発光素子と前記半導体受光素子とが対向するように、前記第１の筐体に前記第２の筐体が固着されていることを特徴としている。
【００１６】
本発明の別態様の光半導体装置は、第１の凹部を有し、前記第１の凹部の底面に半導体発光素子および半導体受光素子が並置された第１の筐体と、第２の凹部を有し、前記第２の凹部に光反射面が形成された第２の筐体とを備え、前記半導体発光素子および前記半導体受光素子と前記第２の凹部の前記反射面とが対向するように、前記第１の筐体に前記第２の筐体が固着されていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、パッケージサイズの揃った小型の光半導体装置が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
【実施例１】
【００１９】
図１は本発明の実施例１に係る光半導体装置を示す図で、図１（ａ）はその内部を透視して眺めた平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ線に沿って切断し矢印方向に眺めた断面図である。
【００２０】
本実施例は、半導体発光素子と、半導体受光素子およびスイッチング素子とを対向して配置した対向型フォトリレーの場合である。
【００２１】
始めに、本実施例の光半導体装置１０のパッケージについて説明する。  
図１に示すように、光半導体装置１０のパッケージは、第１凹部１１を有する第1筐体２１と第２凹部２２を有する第２筐体２８とが、第１凹部１１と第２凹部２２を対向して箱型に一体化されている。
【００２２】
第1筐体２１は、第１凹部１１を有する第1基台１２と、第1基台１２の上面に設けられた第１パッド１３、第２パッド１４（図示せず）と、第１凹部１１の底部内に設けられた第1電極リード１５、第２電極リード１６と、第1基台１２に設けられた第１外部端子１７、第２外部端子１８、第３外部端子１９、第４外部端子２０（図示せず）とを有している。
【００２３】
第２筺体２８は、上面に第２凹部２２を有する第２基台２３と、第２基台２３の上面に設けられた第３パッド２４、第４パッド２５と、第２凹部２２の底部内に設けられた第３電極リード２６、第４電極リード２７とを有している。
【００２４】
第１基台１２の上面に設けられた第１凹部１１は方形状で、その底部内には第１凹部１１の一辺側（図の左辺側）に第１および第２電極リード１５、１６が設けられている。
【００２５】
第１基台１２の上面に設けられた第１および第２パッド１３、１４は第１凹部１１の一辺と反対辺側（図の右辺側）に互いに離間して配置されている。
【００２６】
また、第１外部端子１７は第１電極リード１５に接続部２９を介して電気的に接続され、第２外部端子１８は第２電極リード１６と接続部３０を介して電気的に接続され、第１および第２電極リード１５、１６を一辺側へ延伸するように第１基台１２の下面に設けられている。
【００２７】
第３外部端子１９は第１パッド１３と接続部３１を介して電気的に接続され、第４外部端子２０は第２パッド１４と接続部３２（図示せず）を介して電気的に接続され、第１基台１２の下面に設けられている。
【００２８】
同様に、第２基台２３の上面に設けられた第２凹部２２は方形状で、その底部内には第２凹部２２の一辺と反対辺側（図の右辺側）に第３および第４電極リード２６、２７が設けられている。
【００２９】
第２基台２３の上面に設けられた第３および第４パッド２４、２５は第２凹部２２の一辺と反対辺側（図の右辺側）に互いに離間して配置されている。
【００３０】
更に具体的には、第１基台１２は、例えばセラミックス部材からなる第１基板３３と第２基板３４とが積層されている。
【００３１】
第１基板３３は、例えば厚さ０．１ｍｍに形成され、その上面には第１および第２電極リード１５、１６が形成され、その下面には第１乃至第４外部端子１７、１８、１９、２０が形成され、第１および第２電極リード１５、１６と第１および第２外部端子１７、１８をそれぞれ接続する接続部２９、３０が形成されている。
【００３２】
第２基板３４は、例えば厚さ０．４ｍｍに形成され、開口幅が２．４ｍｍの方形状の貫通孔３４ａが形成されている。
【００３３】
更に、貫通孔３４ａの一辺と反対辺側の内壁には第１パッド１３を第３外部端子１９に接続する接続部３１と、第２パッド１４を第４外部端子２０に接続する接続部３２（図示せず）が形成されている。
【００３４】
同様に、第２基台２３は、例えばセラミックス部材からなる第３基板３５と第４基板３６とが積層されている。
【００３５】
第３基板３５は、例えば厚さ０．１ｍｍに形成され、その上面には第３および第４電極リード２６、２７が形成されている。  
第４基板３６は、例えば厚さ０．４ｍｍに形成され、開口幅が２．４ｍｍの方形状の貫通孔３６ａが形成されている。
【００３６】
更に、貫通孔３６ａの一辺と反対辺側の内壁には第３および第４パッド２４、２５と第３および第４電極リード２６、２７をそれぞれ接続する接続部３７、３８が形成されている。
【００３７】
ここで、第１基台１２の第１凹部１１の開口幅と第２基台２３の第２凹部２２の開口幅は等しくなくても構わないが、ほぼ等しく設定しておくことが望ましい。
【００３８】
第１電極リード１５には、第１凹部１１の中央側の一端部に半導体発光素子を載置するためのマウントベッド１５ａが設けられている。
【００３９】
同様に、第３電極リード２６には、第二凹部２２の中央側の一端部にスイッチング素子を載置するためのマウントベッド２６ａと半導体受光素子を載置するためのマウントベッド２６ｂが設けられている。  
更に、第４電極リード２７には、中央側の一端部にはスイッチング素子を載置するためのマウントベッド２７ａが設けられている。
【００４０】
次に、上記構造のパッケージを用いた光半導体装置１０について説明する。  
図１に示すように、光半導体装置１０は、第１基台１２の第１凹部１１内に設けられたマウントベッド１５ａに半導体発光素子３９を載置して下面電極（図示せず）と第１電極リード１５とを電気的に接続し、半導体発光素子３９の上面電極（図示せず）と第２電極リード１６とをボンディングワイヤ４０を介して電気的に接続している。
【００４１】
第２基台２３の第２凹部２２内に設けられたマウントベッド２６ａにスイッチング素子４２ａを載置して下面電極Ｄ（図示せず）と第３電極リード２６とを電気的に接続し、マウントベッド２７ａにスイッチング素子４２ｂを載置して下面電極Ｄ（図示せず）と第４電極リード２７とを電気的に接続している。
【００４２】
更に、マウントベッド２６ｂに半導体受光素子４１を載置して、スイッチング素子４２ａ、４２ｂの上面電極Ｇ、Ｓと半導体受光素子４１の上面電極Ａ、Ｋとをそれぞれボンディングワイヤ４３を介して電気的に接続している。
【００４３】
第１基台１２の第１凹部１１内には、半導体発光素子３９およびボンディングワイヤ４０を外部から保護するために透光性を有する第１封止樹脂４４、例えばシリコン樹脂が上面に達するまで充填されている。
【００４４】
同様に、第２基台２３の第２凹部２２内には、半導体受光素子４１、第１および第２スイッチング素子４２ａ、４２ｂおよびボンディングワイヤ４３を外部から保護するために透光性を有する第２封止樹脂４５、例えばシリコン樹脂が上面に達するまで充填されている。
【００４５】
第１凹部１１と第２凹部２２を対向して第１基台１２に第２基台２３を冠着することにより、第１および第２パッド１３、１４と第３および第４パッド２４、２５がそれぞれ導電性のバンプ（図示せず）を介して電気的に接続される。
【００４６】
第１基台１２と第２基台２３は絶縁性の接着剤４６により固着され、第１筺体２１と第２筺体２８が箱型に一体化される。
【００４７】
これにより、第１封止樹脂４４と第２封止樹脂４５とは互いに密着して光学的に一体化するので、半導体発光素子３９から放射された光ａは第１封止樹脂４４と第２封止樹脂４５の界面ｂで散乱されることなく半導体受光素子４１の受光面に入射する。
【００４８】
半導体発光素子３９は、例えばＧａＡｓまたはＧａＡｌＡｓを発光層とする赤外ＬＥＤであり、半導体受光素子４１は、例えば赤外域に受光感度を有するシリコンフォトダイオードアレイであり、第１および第２スイッチング素子４２ａ、４２ｂは、例えば低オン抵抗の縦型ＭＯＳトランジスタである。
【００４９】
上記光半導体装置１０では、第１外部端子１７を、例えば半導体発光素子３９のカソード端子、第２外部端子１８を半導体発光素子３９のアノード端子として、第１外部端子１７と第２外部端子１８を電源（図示せず）に接続することにより、半導体発光素子３９から赤外光が放射される。
【００５０】
また、第３外部端子１９を、例えばスイチング素子４２ａのドレイン端子、第４外部端子２０をスイッチング素子４２ｂのドレイン端子として、第３外部端子１９と第４外部端子２０間に電源と負荷（図示せず）を接続することにより、半導体発光素子３９からの赤外光に応じてスイッチング素子４２ａ、４２ｂがスイッチングされ、入出力間が電気的に絶縁された無極性のフォトリレーとして機能する。
【００５１】
次に、上記構造のパッケージを用いた光半導体装置１０の製造方法について図２乃至図７を用いて説明する。
【００５２】
図２は複数の第１筺体２１が一括して形成された基板を示す平面図、図３は第１筺体２１の製造工程の要部を示す断面図、図４は複数の第２筺体２３が一括して形成された基板を示す平面図、図５は第２筺体２３の製造工程の要部を示す断面図、図６は第１および第２筐体２１、２３が一括して形成された基板を分割する工程を示す断面図、図７は光半導体装置１０の組み立て工程を順に示す断面図である。
【００５３】
図２に示すように、第１筺体２１は複数の第１筐体２１が格子状に配列されたシート状の基台５０に一括して形成される。
【００５４】
即ち、格子状に配列された第１基台１２の上面に第１および第２パッド１３、１４が形成され、第１凹部１１の底部内に第１および第２電極リード１５、１６が形成され、第１基台１２の底面に第１乃至第４外部端子１７、１８、１９、２０が形成され、第１基台１２を貫通する接続部２９、３０、３１、３２が形成される。
【００５５】
更に具体的には、図３に示すように、第１基台１２は、第１基板３３と第２基板３４とを積層することにより製造される。
【００５６】
始に、例えば矩形状の貫通孔（図示せず）が形成された、厚さ０．１ｍｍの未焼結セラミックスの第１基板３３を用意し、上面にマウントベッド１５ａを有する第１電極リード１５と、第２電極リード１６を、例えばニッケルおよび金メッキによりそれぞれ形成し、下面に第１乃至第４外部端子１７、１８、１９、２０を、例えばニッケルおよび金メッキによりそれぞれ形成する。
【００５７】
次に、貫通孔の内壁に、例えば銀メッキにより第１基板３３を貫通する接続部２９、３０、および接続部３１、３２の下部を形成する。これにより、第１および第２電極リード１５、１６と第１および第２外部端子１７、１８とが電気的に接続される。
【００５８】
次に、中央部に、例えば開口幅２．４ｍｍの方形状の貫通孔３４ａが形成された、厚さ０．４ｍｍの未焼結セラミックスの第２基板３４を用意し、上面に第１および第２パッド１３、１４と、貫通孔３４ａの内壁に接続部３１、３２の上部を、例えばニッケルおよび金メッキによりそれぞれ形成する。
【００５９】
次に、未焼結セラミックスの第１基板３３および第２基板３４を積層した後、加圧して低温焼結することにより、複数の第１筺体２１が格子状に配列されたシート状の基台５０が得られる。
【００６０】
同様にして、図４に示すように、第２筺体２８は複数の第２筐体２８が格子状に配列されたシート状の基台５１に一括して形成される。
【００６１】
即ち、格子状に配列された第２基台２３の上面に第３および第４パッド２４、２５が形成され、第２凹部２２の底部内に第３および第４電極リード２６、２７が形成され、第２凹部２２の内壁面に沿って接続部３７、３８が形成される。
【００６２】
更に具体的には、図５に示すように、第２基台２３は、第３基板３５と第４基板３６とを積層することにより製造される。
【００６３】
第２基台２３として、例えば厚さ０．１ｍｍの未焼結セラミックスの第３基板３５を用意し、上面にマウントベッド２６ａ、２６ｂを有する第３電極リード２６と、マウントベッド２７ａを有する第４電極リード２７を、例えばニッケルおよび金メッキによりそれぞれ形成する。
【００６４】
次に、中央部に、例えば開口幅２．４ｍｍの方形状の貫通孔３６ａが形成された、厚さ０．４ｍｍの未焼結セラミックスの第４基板３６を用意し、上面に第３および第４パッド２４、２５と、接続部３７、３８を、例えばニッケルおよび金メッキによりそれぞれ形成する。
【００６５】
次に、未焼結セラミックスの第３基板３５および第４基板３６を積層した後、加圧して低温焼結することにより、複数の第２筺体２８が格子状に配列されたシート状の基台５１が得られる。
【００６６】
次に、図６（ａ）に示すように、シート状の基台５０を、例えばブレード５２で各個片に分割することにより、第１筺体２１が得られる。  
同様に、図６（ｂ）に示すように、シート状の基台５１を、例えばブレード５２で各個片に分割することにより、第２筺体２８が得られる。
【００６７】
次に、図７（ａ）に示すように、第１基台１２の第１凹部１１内のマウントベッド１５ａ上に半導体発光素子３９を導電性ペーストまたは共晶でマウントし、下面電極を第１電極リード１５に接続する。  
同様に、第２基台２３の第２凹部２２内のマウントベッド２６ｂ上に半導体受光素子４１、マウントベッド２６ａ上にスイッチング素子４２ａ、マウントベッド２７ａ上にスイッチング素子４２ｂ導電性ペーストまたは共晶でマウントする。
【００６８】
次に、図７（ｂ）に示すように、半導体発光素子３９の上面電極と第２電極リード１４とをボンディングワイヤ４０を介して電気的に接続した後、第１および第２パッド１３、１４上に、接合剤として、例えばＡｕボール５３を形成する。  
同様に、半導体受光素子４１とスイッチング素子４２ａ、４２ｂとをボンディングワイヤ４３を介して電気的に接続する。
【００６９】
次に、図７（ｃ）に示すように、ディスペンサ５４により、第１基台１２の第１凹部１１内にシリコン樹脂を充填し、第１封止樹脂４４で封止する。  
同様に、第２基台２３の第２凹部２２内にシリコン樹脂を充填し、第２封止樹脂４５で封止する。
【００７０】
次に、図７（ｄ）に示すように、ディスペンサ５５により、第１基台１２の上面全周に絶縁性の接着剤５６、例えばノンコネクティングペーストを塗布する。
【００７１】
次に、図７（ｅ）に示すように、第２筐体２８を熱板５７上に載置して、上方から第１凹部１１に第２凹部２２が対向するように真空チャック５８で吸着した第１筺体２１を降下させ、第１基台１２に第２基台２３を冠着した後、加熱あるいは超音波を印加して固着する。
【００７２】
これにより、図１に示す第１筐体２１と第２筐体２８を一体化したパッケージに半導体発光素子３９と半導体受光素子４１およびスイッチング素子４２ａ、４２ｂとを搭載した光半導体装置１０を製造することが可能である。
【００７３】
以上説明したように、本実施例の光半導体装置１０では、予め成形加工された第１筺体２１と第２筺体２８とを一体化したので、パッケージサイズのばらつきを防止して光半導体装置を製造することができる。その結果、サイズの揃った小型の光半導体装置が得られる。
【００７４】
ここでは、光半導体装置１０に２個のスイッチング素子４２ａ、４２ｂを用いた場合について説明したが、スイッチング素子は１個でも構わない。その場合は、有極性のフォトリレーとして機能する。  
更に、スイッチング素子は無くても良く、その場合は対向型の所謂フォトカプラとして機能する。
【００７５】
また、各個片への分割はブレード５２で行なう場合について説明したが、ワイヤーソーで行っても構わない。ワイヤーソーによれば、切り代が小さくできるので、材料損失を減らすことができる利点がある。
【実施例２】
【００７６】
図８は本発明の実施例２に係る光半導体装置を示す図で、図８（ａ）はその内部を透視して眺めた平面図、図８（ｂ）は図８（ａ）のＢ−Ｂ線に沿って切断し矢印方向に眺めた断面図である。
【００７７】
本実施例において、上記実施例１と同一の構成部分には同一符号を付してその部分の説明は省略し、異なる部分について説明する。
【００７８】
本実施例が実施例１と異なる点は、第３および第４外部端子を第２基台に設けたことにある。
【００７９】
即ち、図８に示すように、本実施例の光半導体装置６０のパッケージは、第１凹部１１を有する第1筐体２１と第２凹部２２を有する第２筐体２８とが、第１凹部１１と第２凹部２２を対向して箱型に一体化されている。
【００８０】
第1筐体２１は、上面に第１凹部１１を有する第1基台１２と、第１凹部１１の底部内に設けられた第1電極リード１５、第２電極リード１６（図示せず）と、第1基台１２に設けられた第１外部端子１７、第２外部端子１８（図示せず）とを有している。
【００８１】
第２筺体２８は、上面に第２凹部２２を有する第２基台２３と、第２凹部２２の底部内に設けられた第３電極リード２６、第４電極リード２７と、第２基台２３に設けられた第３外部端子１９、第２外部端子２０を有している。
【００８２】
第１基台１２の上面に設けられた第１凹部１１は方形状で、その底部内には第１凹部１１の一辺と反対辺側（図の右辺側）に第１および第２電極リード１５、１６が設けられている。
【００８３】
また、第１外部端子１７は第１電極リード１５に接続部２９を介して電気的に接続され、第２外部端子１８は第２電極リード１６と接続部３０（図示せず）を介して電気的に接続され、第１および第２電極リード１５、１６を外側へ延伸するように第１基台１２の下面に設けられている。
【００８４】
同様に、第２基台２３の上面に設けられた第２凹部２２は方形状で、その底部内には第２凹部２２の一辺と反対辺側（図の右辺側）に第３および第４電極リード２６、２７が設けられている。
【００８５】
また、第３外部端子１９は第３電極リード２６に接続部３１を介して電気的に接続され、第４外部端子２０は第４電極リード２７と接続部３２を介して電気的に接続され、第３および第４電極リード２６、２７を外側へ延伸するように第２基台２３の下面に設けられている。
【００８６】
以上説明したように、本実施例の光半導体装置６０は、第３および第４外部端子１９、２０を第２基台２３に設けたので、第３および第４電極リード２６、２７と第３および第４外部端子１９、２０との電気的接続が容易になる利点がある。
【００８７】
ここでは、第１乃至第４外部接続端子１７、１８、１９、２０を第１基台２１および第２基台２３の同じ辺側に設けた場合について説明したが、図９（ａ）に示すように互いに反対辺側に設けても構わない。また、図９（ｂ）に示すように同じ辺側の中央部に設けても構わない。
【実施例３】
【００８８】
図１０は本発明の実施例３に係る光半導体装置を示す図で、図１０（ａ）はその内部を透視して眺めた平面図、図１０（ｂ）は図１０（ａ）のＣ−Ｃ線に沿って切断し矢印方向に眺めた断面図である。
【００８９】
本実施例において、上記実施例１と同一の構成部分には同一符号を付してその部分の説明は省略し、異なる部分について説明する。
【００９０】
本実施例が実施例１と異なる点は、第１基台に半導体発光素子と半導体受光素子を搭載した、反射型のフォトカプラとしたことにある。
【００９１】
始めに、本実施例の光半導体装置７０のパッケージについて説明する。図１０に示すように、光半導体装置７０のパッケージは、第１凹部１１を有する第1筐体２１と第２凹部７３を有する第２筐体７５とが、第１凹部１１と第２凹部７３を対向して箱型に一体化されている。
【００９２】
第1筐体２１は、上面に第1凹部１１を有する第1基台１２と、第1凹部１１の底部内に設けられた第1乃至第４電極リード１５、１６、７１、７２と、第1基台１２に設けられた第１乃至第４外部端子１７、１８、１９、２０とを有し、第２筺体７５は、上面に第２凹部７３を有する第２基台７４のみを有している。
【００９３】
第１基台１２の上面に設けられた第１凹部１１は方形状で、その底部内には第１乃至第４電極リード１５、１６、７１、７２が設けられている。  
このうち、第１および第２電極リード１５、１６は第１凹部１１の一辺側（図の左辺側）に、第３および第４電極リード７１、７２は第１凹部７１の一辺と反対辺側（図の右辺側）に互いに離間して配置されている。
【００９４】
また、第１乃至第４外部端子１７、１８、１９、２０は第１乃至第４電極リード１５、１６、７１、７２と接続部２９、３０、３１、３２を介してそれぞれ電気的に接続され、第１乃至第４電極リード１５、１６、７１、７２を外側へ延伸するように第１基台１２の下面に設けられている。
【００９５】
更に具体的には、第１基台１２は、例えばセラミックス部材からなる第１基板３３と第２基板３４とが積層されている。
【００９６】
第１基板３３は、例えば厚さ０．１ｍｍに形成され、その上面には第１乃至第４電極リード１５、１６、７１、７２が形成され、その下面には第１乃至第４外部端子１７、１８、１９、２０が形成され、第１乃至第４電極リード１５、１６、７１、７２と第１乃至第４外部端子１７、１８、１９、２０をそれぞれ接続する接続部２９、３０、３１、３２が形成されている。  
第２基板３４は、例えば厚さ０．４ｍｍに形成され、開口幅が２．４ｍｍの方形状の貫通孔３４ａが形成されている。
【００９７】
一方、第２基台７４は、例えば厚さ０．２ｍｍに形成されたセラミックス部材からなる単一の基板で、その上面には、例えば開口径が２．４ｍｍの円形状で底部に向かってドーム状に湾曲した第２凹部７３が形成されている。
【００９８】
ここで、方形状の第１凹部１１の開口幅と円形状の第２凹部７３の開口径とは等しくなくても構わないが、ほぼ等しく設定しておくことが望ましい。
【００９９】
第１電極リード１５には第１凹部１１の中央側の一端部には半導体発光素子を載置するためのマウントベッド１５ａが設けられ、第３電極リード７１には中央側の一端部には半導体受光素子を載置するためのマウントベッド７１ａが設けられている。
【０１００】
また、第１乃至第４外部端子１７、１８、１９、２０は、それぞれ第１基板３３の下面に設けられ、第１基板３３を貫通して形成された接続部２９、３０、３１、３２を介して第１乃至第４電極リード１５、１６、７１、７２に電気的に接続されている。
【０１０１】
次に、上記構造のパッケージを用いた光半導体装置７０について説明する。図１０に示すように、光半導体装置７０は、第１基台１２の第１凹部１１内に設けられたマウントベッド１５ａに半導体発光素子３９を載置して下面電極（図示せず）と第１電極リード１５とを電気的に接続し、半導体発光素子３９の上面電極（図示せず）と第２電極リード１６とをボンディングワイヤ（第１接続導体）４０を介して電気的に接続している。
【０１０２】
更に、第１基台１２の第１凹部１１内に設けられたマウントベッド７１ａに半導体受光素子３３を載置して下面電極（図示せず）と第３電極リード７１とを電気的に接続し、半導体受光素子３３の上面電極（図示せず）と第４電極リード７２とをボンディングワイヤ４３を介して電気的に接続している。
【０１０３】
この半導体発光素子３９、半導体受光素子４１およびボンディングワイヤ４０、４３を外部から保護するために、第１基台１２の第１凹部１１内には透光性を有する第１封止樹脂４４、例えばシリコン樹脂が充填され、第１封止樹脂４４の上面はほぼ平坦に形成されている。
【０１０４】
同様に、第２基台７４の第２凹部７３内には、透光性を有する第２封止樹脂４５、例えばシリコン樹脂が充填され、第２封止樹脂４５の上面はほぼ平坦に形成されている。
【０１０５】
これにより、第１封止樹脂４４と第２封止樹脂４５とは互いに密着して光学的に一体化するので、半導体発光素子３９から放射された光ａは第１封止樹脂４４と第２封止樹脂４５の界面ｂで散乱されることなく第２基台７４の第２凹部７３のドーム状の湾曲面で反射され、反射された光ｃは半導体受光素子４１の受光面に入射する。
【０１０６】
上記光半導体装置７０では、第１外部端子１７を、例えば半導体発光素子３９のカソード端子、第２外部端子１８を、例えば半導体発光素子３９のアノード端子として、アノード端子１８およびカソード端子１７を電源（図示せず）に接続することにより、半導体発光素子３９からの赤外光が放射される。
【０１０７】
また、第３外部端子１９を、例えば半導体受光素子４１のカソード端子、第４外部端子２０を、例えば半導体受光素子４１のアノード端子として、アノード端子２０およびカソード端子１９に負荷（図示せず）を接続することにより受光した赤外光のエネルギーに応じた光電流が得られ、入力信号が電気的に絶縁されて負荷に伝達されるフォトカプラとして機能する。
【０１０８】
次に、上記構造のパッケージを用いた光半導体装置７０の製造方法について図１１乃至図１４を用いて説明する。
【０１０９】
図１１は複数の第１筺体２１が一括して形成された基板を示す平面図、図１２は第１筺体２１の製造工程の要部を示す断面図、図１３は複数の第２筺体７５が一括して形成された基板を示す平面図、図１２は光半導体装置７０の組み立て工程を順に示す断面図である。
【０１１０】
図１１に示すように、第１筺体２１は複数の第１筐体２１が格子状に配列されたシート状の基台７８に一括して形成される。
【０１１１】
即ち、格子状に配列された第１基台１２の上面の第１凹部１１の底部内に第１乃至第４電極リード１５、１６、７１、７２が形成され、第１基台１２の底面に第１乃至第４外部端子１７〜２０が形成され、第１基台１２を貫通して接続部２９、３０、３１、３２が形成される。
【０１１２】
更に具体的には、図１２に示すように、第１基台１２は、第１基板３３と第２基板３４とを積層することにより製造される。
【０１１３】
始に、例えば４隅に矩形状の貫通孔（図示せず）が形成された、厚さ０．１ｍｍの未焼結セラミックスの第１基板３３を用意し、上面にマウントベッド１５ａを有する第１電極リード１５と、第２電極リード１６と、上面にマウントベッド７１ａを有する第３電極リード７１および第４電極リード７２を、例えばニッケルおよび金メッキによりそれぞれ形成し、下面に第１乃至第４外部端子１７、１８、１９、２０を、例えばニッケルおよび金メッキによりそれぞれ形成する。
【０１１４】
次に、貫通孔の内壁面に、例えば銀メッキにより第１基板３３を貫通する接続部２９、３０、３１、３２を形成し、第１乃至第４電極リード１５、１６、７１、７２と第１乃至第４外部端子１７、１８、１９、２０とを電気的に接続する。
【０１１５】
次に、中央部に、例えば開口幅２．４ｍｍの方形状の貫通孔３４ａが形成された、厚さ０．４ｍｍの未焼結セラミックスの第２基板３４を用意し、貫通孔３４ａに接続部２９、３０、３１、３２がそれぞれ内接するように第１基板３３上に積層する。
【０１１６】
次に、積層された未焼結セラミックスの第１基板３３および第２基板３４を加圧して低温焼結することにより、複数の第１筺体２１が格子状に配列されたシート状の基台７８が得られる。
【０１１７】
同様にして、図１３に示すように、第２筺体７５は複数の第２筐体７５が格子状に配列されたシート状の基台７９に一括して形成される。
【０１１８】
即ち、第２基台７４として、例えば厚さ０．２ｍｍの未焼結セラミックスの基板を用意し、円形状で底部に向かって湾曲したドーム状の第２凹部７３を格子状に形成した後、低温焼結することにより第２筺体７５が格子状に配列されたシート状の基台７９が得られる。
【０１１９】
次に、シート状の基台７８、７９を、例えばブレードで各個片に分割することにより、第１および第２筺体２１、７５が得られる。
【０１２０】
次に、図１４（ａ）に示すように、第１基台１２の第１凹部１１内のマウントベッド１５ａ上に半導体発光素子３９を導電性ペーストまたは共晶でマウントし、下面電極を第１電極リード１５に接続する。  
同様に、マウントベッド６１ａ上に半導体受光素子４１を導電性ペーストまたは共晶でマウントし、下面電極を第３電極リード７１に接続する。
【０１２１】
次に、図１４（ｂ）に示すように、半導体発光素子３９の上面電極と第２電極リード１６とをボンディングワイヤ４０を介して電気的に接続し、半導体受光素子４１の上面電極と第４電極リード７２とをボンディングワイヤ４３を介して電気的に接続する。
【０１２２】
次に、図１４（ｃ）に示すように、ディスペンサ５４により、第１基台１２の第１凹部１１内にシリコン樹脂を充填し、第１封止樹脂４４で封止する。  
同様に、第２基台７４の第２凹部７３内にシリコン樹脂を充填し、第２封止樹脂４５で封止する。
【０１２３】
次に、図１４（ｄ）に示すように、ディスペンサ５５により、第１基台１２の上面全周に接着剤５６を塗布する。
【０１２４】
次に、図１４（ｅ）に示すように、第２基台７４を熱板５７上に載置して、上方から第１凹部１１に第２凹部７３が対向するように真空チャック５８で吸着した第１筺体２１を降下させ、第１基台１２に第２基台７４を冠着した後、加熱あるいは超音波を印加して固着する。
【０１２５】
これにより、図１０に示す第１筐体２１と第２筐体７５を一体化したパッケージに、半導体発光素子３９と半導体受光素子４１とを搭載した光半導体装置７０を製造することが可能である。
【０１２６】
以上説明したように、本実施例の光半導体装置７０では、予め成形加工された第１筺体１２に半導体発光素子３９と半導体受光素子４１を収納し、第２筺体７４の第２凹部７３を光反射面としたので、パッケージの高さを小さくできる利点がある。
【０１２７】
ここでは、第１筺体１２に半導体発光素子３９と半導体受光素子４１を収納した場合について説明したが、更にスイッチング素子を収納してフォトリレーとして動作させても構わない。
【実施例４】
【０１２８】
図１５は本発明の実施例４に係る光半導体装置の第２筐体を示す断面図である。本実施例において、上記実施例３と同一の構成部分には同一符号を付してその部分の説明は省略し、異なる部分について説明する。
【０１２９】
本実施例が実施例３と異なる点は、第２基台７４の第２凹部７３に光反射膜を形成したことにある。
【０１３０】
即ち、図１５に示すように、第２基台７４の第２凹部７３に、例えば金、銀、アルミニウムなどの金属膜をメッキまたは蒸着した光反射膜８０が形成されている。
【０１３１】
光反射膜８０により、半導体発光素子３９と半導体受光素子４１との光結合効率を向上させることが可能である。
【０１３２】
以上説明したように、本実施例の光半導体装置の第２筐体７４は、第２基台７４の第２凹部７３に光反射膜８０を形成したので、半導体受光素子４１の受光感度が向上し、光半導体装置７０の信頼性が向上する利点がある。
【０１３３】
また、半導体受光素子４１の受光感度を一定とする場合には、半導体発光素子３９の駆動電流を低減できるので、光半導体装置７０の消費電流を低減できる利点がある。
【０１３４】
上述した実施例においては、シート状の基台５０、５１を分割して第１筐体２１および第２筐体２８を形成した後、光半導体装置１０を組み立てる場合について説明したが、始にシート状の基台５０、５１に半導体発光素子３９、半導体受光素子４１およびスイッチング素子４２ａ、４２ｂを載置して第１及び第２樹脂４４、４５で封止した後、シート状の基台５０、５１を固着してから各個片に分離して光半導体装置１０を得るようにしても構わない。
【０１３５】
また、第１乃至第４外部端子１７、１８、１９、２０をメッキで形成する場合について説明したが、導電性ペーストなどの印刷法によっても構わない。
【０１３６】
更に、第１基台１２および第２基台２３が絶縁体である場合について説明したが、第１基台１２および第２基台２３の一部または全部が導電体であっても構わない。
【０１３７】
その場合は、電極リード、外部接続端子、接続部をそれぞれ導電性の基台から絶縁する必要があるが、半導体発光素子３９、半導体受光素子４１、スイッチング素子４２ａ、４２ｂなどの放熱性が向上する利点がある。
【０１３８】
更にまた、第１凹部１１および第２凹部２２、７３に透光性樹脂を充填した場合について説明したが、半導体発光素子３９と半導体受光素子４１との間で所定の光結合効率か得られ、ボンディングワイヤ４０、４３などの機械的強度が保てる範囲においては、第１および第２封止樹脂４４、４５は無くても構わない。  
その場合に、第１凹部１１および第２凹部２２、７３に乾燥不活性ガスを充填しておくことが望ましい。
【図面の簡単な説明】
【０１３９】
【図１】本発明の実施例１に係る光半導体装置を示す図で、図１（ａ）はその内部を透視して眺めた平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ線に沿って切断し、矢印方向に眺めた断面図。
【図２】本発明の実施例１に係る光半導体装置の第１筐体が一括して形成された基板を示す平面図。
【図３】本発明の実施例１に係る第１筐体の製造工程の要部を示す図。
【図４】本発明の実施例１に係る光半導体装置の第２筐体が一括して形成された基板を示す平面図。
【図５】本発明の実施例１に係る第２筐体の製造工程の要部を示す図。
【図６】本発明の実施例１に係る基板から第１および第２筐体の分離工程を示す断面図。
【図７】本発明の実施例１に係る光半導体装置の組み立て工程を順に示す断面図。
【図８】本発明の実施例２に係る光半導体装置を示す図で、図８（ａ）はその内部を透視して眺めた平面図、図８（ｂ）は図８（ａ）のＢ−Ｂ線に沿って切断し、矢印方向に眺めた断面図。
【図９】本発明の実施例２に係る他の光半導体装置を示す外観図。
【図１０】本発明の実施例３に係る光半導体装置を示す図で、図１０（ａ）はその内部を透視して眺めた平面図、図１０（ｂ）は図１０（ａ）のＣ−Ｃ線に沿って切断し、矢印方向に眺めた断面図。
【図１１】本発明の実施例３に係る光半導体装置の第１筐体が一括して形成された基板を示す平面図。
【図１２】本発明の実施例３に係る第１筐体の製造工程の要部を示す図。
【図１３】本発明の実施例３に係る光半導体装置の第２筐体が一括して形成された基板を示す平面図。
【図１４】本発明の実施例３に係る光半導体装置の組み立て工程を順に示す断面図。
【図１５】本発明の実施例４に係る光半導体装置の第２筐体を示す断面図。
【符号の説明】
【０１４０】
１０、６０、７０  光半導体装置
１１  第１凹部
１２  第１基台
１３  第１パッド
１４  第２パッド
１５  第１電極リード
１５ａ、２６ａ、２６ｂ、２７ａ  マウントベッド
１６  第２電極リード
１７  第１外部端子
１８  第２外部端子
１９  第３外部端子
２０  第４外部端子
２１  第１筺体
２２、７３  第２凹部
２３  第２基台
２４  第３パッド
２５  第４パッド
２６、７１  第３電極リード
２７、７２  第４電極リード
２８、７５  第２筺体
２９、３０、３１、３２、３７、３８  接続部
３３、３４、３５、３６  基板
３４ａ、３６ａ  貫通孔
３９  光半導体素子
４０、４３  ボンディングワイヤ
４１  半導体受光素子
４２ａ、４２ｂ  スイッチング素子
４４  第１封止樹脂
４５  第２封止樹脂
４６、５６  接着剤
５０、５１、７８、７９  シート状の基台
５２  ダイシングブレード
５３  Ａｕボール
５４、５５  ディスペンサ
５７  熱板
５８  真空チャック
８０  光反射膜
【図１】
2007115850.tif 000003
【図２】
2007115850.tif 000004
【図３】
2007115850.tif 000005
【図４】
2007115850.tif 000006
【図５】
2007115850.tif 000007
【図６】
2007115850.tif 000008
【図７】
2007115850.tif 000009
【図８】
2007115850.tif 000010
【図９】
2007115850.tif 000011
【図１０】
2007115850.tif 000012
【図１１】
2007115850.tif 000013
【図１２】
2007115850.tif 000014
【図１３】
2007115850.tif 000015
【図１４】
2007115850.tif 000016
【図１５】
2007115850.tif 000017