(57)【要約】【課題】高い結合効率および光伝送品質を有し、耐環境性に優れ、かつ信頼性の高い光半導体装置、しかもＬＥＤやＰＤ等のサイズの小さい光半導体素子を利用でき、簡単な構成で小型化と低価格化を両立させることができる光半導体装置を提供すること。【解決手段】この発明の光半導体装置は、リードフレーム４と、このリードフレーム４に搭載された光半導体素子３と、リードフレーム４に沿って、光半導体素子３に対して所定の隙間を有して配置された補助フレーム８と、光半導体素子３の外面を覆うよう設けられた透光性樹脂からなる緩衝樹脂部７と、透光性樹脂からなるモールド樹脂部１１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】
リードフレームと、
このリードフレームに搭載された光半導体素子と、
上記リードフレームに沿って、上記光半導体素子に対して所定の隙間を有して配置された補助フレームと、
上記リードフレームと上記補助フレームとの間に設けられ、上記光半導体素子の外面を覆う透光性樹脂からなる緩衝樹脂部と、
上記緩衝樹脂部に覆われた光半導体素子と、上記リードフレームおよび補助フレームのうち少なくとも上記光半導体素子に沿った部分とを一体にして封止する透光性樹脂からなるモールド樹脂部とを備えた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、
上記光半導体素子は、この光半導体素子の外面のうち上記リードフレームに取り付けられた面とは反対側の表面に、光を受け又は発する光学部を有し、
上記補助フレームは、上記リードフレームの上記光半導体素子を搭載しているヘッダ部に対向した対向部を有し、この対向部の上記光学部に対応する部位に開口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３】
請求項２に記載の光半導体装置において、
上記モールド樹脂部の内部に、このモールド樹脂部をなす透光性樹脂とは異なる樹脂からなるコア部が設けられ、
上記コア部は、上記緩衝樹脂部に覆われた光半導体素子と、上記リードフレームのヘッダ部と、上記補助フレームの対向部とを一体にして封止するとともに、上記対向部の開口に対応する部位に開口を有することを特徴とする光半導体装置。
【請求項４】
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搭載されると共に上記光半導体素子の出力を処理する信号処理回路を備え、
この信号処理回路は、上記リードフレームと上記補助フレームとの間に位置していることを特徴とする光半導体装置。
【請求項５】
請求項４に記載の光半導体装置において、
上記光半導体素子と上記信号処理回路が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６】
請求項１に記載の光半導体装置において、
上記緩衝樹脂部は透光性および耐寒性を有するシリコーン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１に記載の光半導体装置において、
上記緩衝樹脂部は透明フィラーが混入されたエポキシ樹脂からなることを特徴とする光半導体装置。
【請求項８】
請求項２に記載の光半導体装置において、
上記リードフレームのヘッダ部と上記補助フレームの対向部との間の間隔をｄとし、上記リードフレームからの上記光半導体素子の高さをＨ１とし、また、上記光半導体素子の上記表面にボンディングされたワイヤの上記表面からの高さをＨ２としたとき、
ｄ  ＞  Ｈ１  ＋  Ｈ２
なる関係が満たされていることを特徴とする光半導体装置。
【請求項９】
請求項２に記載の光半導体装置において、
上記緩衝樹脂部をなす透光性樹脂は、上記光半導体素子を覆いながら、上記リードフレームのヘッダ部と上記補助フレームの対向部との間の隙間に満たされてい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、
上記補助フレームが導電性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、
上記補助フレームのうち上記光半導体素子に対向する面が絶縁性を有することを特徴とする光半導体装置。
【請求項１２】
請求項１０に記載の光半導体装置において、
上記補助フレームはグランド電位をとるようになっ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、
上記リードフレームは、上記光半導体素子を搭載しているヘッダ部と、このヘッダ部に連なり、上記モールド樹脂部の外部へ延在するグランド端子とを含み、
上記補助フレームは、上記リードフレームのヘッダ部に対向した対向部と、この対向部に連なり、上記リードフレームのグランド端子に沿って延びかつ電気的に接続された接続端子とを含むことを特徴とする光半導体装置。
【請求項１４】
請求項１３に記載の光半導体装置において、
上記補助フレームの上記接続端子と上記リードフレームの上記グランド端子とが溶接により接続されていることを特徴とする光半導体装置。
【請求項１５】
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および上記補助フレームの線膨張係数と上記モールド樹脂部の線膨張係数との差が０乃至６．０×１０−５Ｋ−１の範囲内になるように、上記モールド樹脂部に透明フィラーが混入さ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１５に記載の光半導体装置において、
上記モールド樹脂部での上記透明フィラーの割合が２０重量％乃至８０重量％の範囲内になっていることを特徴とする光半導体装置。
【請求項１７】
請求項１５に記載の光半導体装置において、
上記透明フィラーの屈折率が上記モールド樹脂部の母材であるエポキシ樹脂の屈折率に実質的に等しいことを特徴とする光半導体装置。
【請求項１８】
請求項１５に記載の光半導体装置において、
上記透明フィラーの形状が球状であることを特徴とする光半導体装置。
【請求項１９】
請求項２に記載の光半導体装置において、
上記モールド樹脂部は、上記補助フレームの上記対向部の外面を覆うとともに、上記開口に対応する部位に、外部に向かって凸状のレンズ部を有することを特徴とする光半導体装置。
【請求項２０】
請求項１に記載の光半導体装置を備え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、光半導体素子をモールド樹脂で封止してなる光半導体装置に関し、典型的には、光ファイバ等の光伝送媒体を利用して光信号を送受信する光通信装置等に利用することができる光半導体装置に関する。
【０００２】
また、この発明は、そのような光半導体装置を備えた電子機器に関する。ここで、電子機器には、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、ＣＤ（Compact Disc：コンパクト・ディスク）プレーヤ、ＡＶ（Audio Visual：オーディオ・ビジュアル）アンプ、オーディオ、パーソナルコンピュータ（以下、パソコンという）、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）等が含まれる。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、カーナビゲーションシステムや、工場内のロボットのセンサ、制御用機器等も含まれる。
【背景技術】
【０００３】
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）等の光半導体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。
【０００４】
これらの光半導体装置としては、図１４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１４に示した光半導体装置１０１は、リードフレーム１０４上に配置された光半導体素子１０３を透光性樹脂１１０で封止し、その透光性樹脂１１０の一部からなるレンズ１０８により光半導体素子１０３と光ファイバ１０２とを光学的に結合させるものである。上記光半導体素子１０３は、リードフレーム１０４とワイヤ１０５により電気的に結合されている。また、上記光半導体素子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。
【０００５】
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。しかし、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。
【０００６】
このため、図１５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、特許文献１（特開２０００−１７３９４７号公報）参照）。図１５に示した光半導体装置２０１では、光学部２０６のみにガラスレンズ２０８を貼付けた光半導体素子２０３を、リードフレーム２０４に搭載している。そして、光半導体素子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を用いてトランスファ成形することにより、光半導体素子２０３に光が入出射する光路（ガラスレンズ２０８の頂部）を覆うことなく、光半導体素子２０３やワイヤ２０５のみを着色モールド樹脂２０９で封止するようにしている。
【０００７】
しかしながら、上記特許文献１には、図１５に示す構造を得るようにトランスファ成形を行うための具体的な手段が開示されていない。一般的にトランスファ成形に用いられる樹脂は、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。このため、ガラスレンズ２０８の頂部を覆うことなく、光半導体素子２０３やワイヤ２０５のみをトランスファ成形により封止することは困難であると考えられる。また、ＣＣＤ（Charge Coupled Device：電荷結合素子）のように比較的サイズが大きい（数ｍｍ角〜数十ｍｍ角）光半導体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けれども、ＬＥＤのようにサイズが小さい（数百μｍ角）光半導体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、光半導体素子の光学部より大きいガラスレンズを使用した場合、光半導体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、ワイヤボンディングが行えなくなる。
【０００８】
上記特許文献１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光半導体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。このため、光半導体素子の光学部に着色樹脂が回り込まないように、光半導体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、光半導体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光半導体素子では、ワイヤ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。
【０００９】
また、一般的に透光性モールド樹脂の線膨張係数と、光半導体素子、リードフレームおよびボンディングワイヤの線膨張係数との間には、比較的大きい差異がある。このため、従来の光半導体装置では、高動作温度範囲で、ボンディングワイヤの断線やパッケージクラック等が発生するおそれがある。
【００１０】
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、金属の熱伝導率（例えば銅材の熱伝導率は３６５Ｗ／ｍ・Ｋ）と比較して非常に小さい。このため、従来の光半導体装置では、光半導体素子で生じる熱が拡散しにくくなっており、高温での動作範囲が制限されている。
【００１１】
また、図１６に示すような光半導体装置が提案されている（特許文献２（特願２００５−２１３１８４号公報）参照。）。この光半導体装置では、リードフレーム３０１上に光半導体素子３０２，３０５を搭載し、一方の光半導体素子３０２をシリコーン樹脂３１３で覆っている。さらに、そのシリコーン樹脂３１３で覆われた光半導体素子３０２と他方の光半導体素子３０５とを透光性を有するモールド樹脂部３１４により封止し、さらにそのモールド樹脂部３１４を透光性を有する別のモールド樹脂部３１５により封止している。そして、上記モールド樹脂部３１４の線膨張係数をモールド樹脂部３１５の線膨張係数よりも小さくしている。
【００１２】
しかしながら、図１６の光半導体装置では、作製段階で光半導体素子３０２を覆うシリコーン樹脂３１３の塗布量（厚さ）がばらつくという問題がある。シリコーン樹脂３１３の塗布量が少ない場合、光半導体素子３０２が直接モールド樹脂３１４と接触したり、モールド樹脂３１４のうち光半導体素子３０２の直上部分の厚さが増えたりすることになる。一方、シリコーン樹脂３１３の塗布量が多い場合、１回目および２回目のトランスファモールドを行ってモールド樹脂部３１４，３１５を設ける際に、シリコーン樹脂３１３の頂部がモールド金型と接触することになる。このため、図１６の光半導体装置は、光学設計通り作製するのが困難である。つまり、所望の形状を得ることが困難であり、光の結合効率のばらつきが大きくなる。また、この光半導体装置のモールド樹脂部３１４，３１５はシールド効果をもたないため、より高い光伝送品質（Ｓ／Ｎ比）の光半導体装置を実現するためには、この光半導体装置の外側に別途シールド板等を設けることが必要となる。このため、シールドのための構造が複雑になる。さらに、放熱についても、半導体素子が搭載されたリードフレーム、およびモールド樹脂を伝達しての放熱しか期待できない。
【００１３】
このように、従来の技術では、簡単な構成で高い結合効率および光伝送品質を実現でき、耐環境性に優れ、かつ信頼性の高い光半導体装置は、実現されていない。
【特許文献１】特開２０００−１７３９４７号公報
【特許文献２】特願２００５−２１３１８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
そこで、この発明の課題は、高い結合効率および光伝送品質を有し、耐環境性に優れ、かつ信頼性の高い光半導体装置、しかもＬＥＤやＰＤ等のサイズの小さい光半導体素子を利用でき、簡単な構成で小型化と低価格化を両立させることができる光半導体装置を提供することにある。
【００１５】
また、この発明の課題は、そのような光半導体装置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】
【００１６】
上記課題を解決するため、この発明の光半導体装置は、
リードフレームと、
このリードフレームに搭載された光半導体素子と、
上記リードフレームに沿って、上記光半導体素子に対して所定の隙間を有して配置された補助フレームと、
上記リードフレームと上記補助フレームとの間に設けられ、上記光半導体素子の外面を覆う透光性樹脂からなる緩衝樹脂部と、
上記緩衝樹脂部に覆われた光半導体素子と、上記リードフレームおよび補助フレームのうち少なくとも上記光半導体素子に沿った部分とを一体にして封止する透光性樹脂からなるモールド樹脂部とを備えたことを特徴とする。
【００１７】
ここで、上記補助フレームが上記光半導体素子に対して「所定の隙間」を有するとは、例えば上記光半導体素子に対するワイヤ配線を配置するのに適した程度の隙間を有することを意味する。
【００１８】
この発明の光半導体装置では、上記モールド樹脂部、緩衝樹脂部がそれぞれ透光性樹脂からなるので、上記光半導体素子は上記モールド樹脂部、緩衝樹脂部を通して外部から光を受け、又は外部へ光を発することができる。
【００１９】
また、この光半導体装置では、上記リードフレームに沿って、上記光半導体素子に対して所定の隙間を有して補助フレームが配置されている。したがって、上記光半導体素子が発生する熱を、上記リードフレームだけでなく、上記緩衝樹脂部、補助フレームを通して、この光半導体装置の外部へ放出できるとともに、上記モールド樹脂部全体に拡散させることができる。上記モールド樹脂部のほぼ全体に熱が拡散した場合、上記モールド樹脂部から外部（空気）へ熱が拡散されやすくなる。したがって、動作時に、発熱源となる上記光半導体素子の内部に熱が蓄積して温度上昇するのを防止できる。したがって、耐環境性に優れた光半導体装置を実現できる。特に、チップサイズの小さい光半導体素子を用いた場合でも、この光半導体素子が発生する熱を上記モールド樹脂部のほぼ全体に拡散させて、上記モールド樹脂部の外周面のほぼ全域から外部へ放出することができる。例えば、上記光半導体素子が、ＬＥＤのようにチップサイズが小さく、局所的に熱が発生する発光素子である場合に、放熱の効果が大きくなる。
【００２０】
また、上記光半導体素子の外面は上記緩衝樹脂部によって覆われているので、上記光半導体素子に対する電気的接続のためのボンディングワイヤおよび上記光半導体素子の外面に加わる応力を低減できる。したがって、高い信頼性の光半導体装置を実現できる。
【００２１】
また、この光半導体装置は、上記緩衝樹脂部に覆われた光半導体素子と、上記リードフレームおよび補助フレームのうち少なくとも上記光半導体素子に沿った部分とを一体にして封止する構成になっているので、簡単な構成をもつ。したがって、小型化と低価格化を両立させることができる。また、光半導体素子上にガラスレンズなどを搭載するわけではないから、ＬＥＤやＰＤ等のサイズの小さい光半導体素子を利用できる。
【００２２】
なお、上記リードフレームおよび補助フレームは、熱伝導性の良い部材、例えば金属からなるのが望ましい。
【００２３】
一実施形態の光半導体装置では、
上記光半導体素子は、この光半導体素子の外面のうち上記リードフレームに取り付けられた面とは反対側の表面に、光を受け又は発する光学部を有し、
上記補助フレームは、上記リードフレームの上記光半導体素子を搭載しているヘッダ部に対向した対向部を有し、この対向部の上記光学部に対応する部位に開口が設けられていることを特徴とする。
【００２４】
この一実施形態の光半導体装置では、上記モールド樹脂部、上記補助フレームの対向部の開口、緩衝樹脂部を通して外部から光を受け、又は外部へ光を発することができる。つまり、上記光半導体素子の光学部が上記補助フレームの対向部によって遮蔽されることがない。したがって、高い結合効率をもった光半導体装置を実現できる。
【００２５】
しかも、この光半導体装置では、上記補助フレームは、上記リードフレームの上記光半導体素子を搭載しているヘッダ部に対向した対向部を有するので、さらに放熱の効果が大きくなる。したがって、さらに耐環境性に優れた光半導体装置を実現できる。
【００２６】
一実施形態の光半導体装置では、
上記モールド樹脂部の内部に、このモールド樹脂部をなす透光性樹脂とは異なる樹脂からなるコア部が設けられ、
上記コア部は、上記緩衝樹脂部に覆われた光半導体素子と、上記リードフレームのヘッダ部と、上記補助フレームの対向部とを一体にして封止するとともに、上記対向部の開口に対応する部位に開口を有することを特徴とする。
【００２７】
この一実施形態の光半導体装置では、上記モールド樹脂部、上記コア部の開口、上記補助フレームの対向部の開口、上記緩衝樹脂部を通して外部から光を受け、又は外部へ光を発することができる。つまり、上記光半導体素子の光学部が上記コア部をなす樹脂や上記補助フレームの対向部によって遮蔽されることがない。したがって、高い結合効率をもった光半導体装置を実現できる。
【００２８】
しかも、この光半導体装置では、上記コア部の熱膨張係数を上記リードフレームの熱膨張係数に近づける一方、上記コア部をなす樹脂の線膨張係数と上記モールド樹脂部をなす透光性樹脂の線膨張係数との差を小さくするといった構成がとれる。そのようにした場合、熱ストレスによるパッケージクラックやボンディングワイヤの断線が発生しにくい構造になる。したがって、高信頼性で光伝送品質の良好な光半導体装置を実現できる。
【００２９】
一実施形態の光半導体装置では、
上記リードフレームに搭載されると共に上記光半導体素子の出力を処理する信号処理回路を備え、
この信号処理回路は、上記リードフレームと上記補助フレームとの間に位置していることを特徴とする。
【００３０】
この一実施形態の光半導体装置によれば、上記信号処理回路は上記リードフレームと上記補助フレームとの間に位置しているので、上記信号処理回路から発熱される熱を上記リードフレームだけでなく上記補助フレームをも介して確実に取り除くことができる。したがって、高信頼性で光伝送品質の良好な光半導体装置を実現できる。
【００３１】
一実施形態の光半導体装置では、上記光半導体素子と上記信号処理回路が１つのチップに含まれていることを特徴とする。
【００３２】
この一実施形態の光半導体装置によれば、上記光半導体素子と上記信号処理回路が１チップ化されているので、上記光半導体素子と上記信号処理回路との間のワイヤが不要になる。したがって、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。
【００３３】
一実施形態の光半導体装置では、上記緩衝樹脂部は透光性および耐寒性を有するシリコーン樹脂からなることを特徴とする。
【００３４】
この一実施形態の光半導体装置では、上記緩衝樹脂部は透光性および耐寒性を有するシリコーン樹脂からなるので、低温時のボンディングワイヤ及び光半導体素子にかかる応力を低減することができる。したがって、より高い信頼性の光半導体装置を実現できる。
【００３５】
一実施形態の光半導体装置では、上記緩衝樹脂部は透明フィラーが混入されたエポキシ樹脂からなることを特徴とする。
【００３６】
この一実施形態の光半導体装置では、上記緩衝樹脂部は透明フィラーが混入されたエポキシ樹脂からなるので、ボンディングワイヤ及び光半導体素子にかかる応力を低減することができる。したがって、より高い信頼性の光半導体装置を実現できる。
【００３７】
一実施形態の光半導体装置では、上記リードフレームのヘッダ部と上記補助フレームの対向部との間の間隔をｄとし、上記リードフレームからの上記光半導体素子の高さをＨ１とし、また、上記光半導体素子の上記表面にボンディングされたワイヤの上記表面からの高さをＨ２としたとき、
ｄ  ＞  Ｈ１  ＋  Ｈ２
なる関係が満たされていることを特徴とする。
【００３８】
この一実施形態の光半導体装置では、上記関係が満たされているお蔭で、上記補助フレームの対向部が、上記光半導体素子の表面にボンディングされたワイヤと接触することがない。したがって、ワイヤの変形及び接触による短絡等が起こらず、より高い信頼性の光半導体装置を実現できる。
【００３９】
なお、上記ワイヤは、上記光半導体素子の上記表面と、上記リードフレームのヘッダ部の周りに配置されたリード端子とを接続する。
【００４０】
一実施形態の光半導体装置では、上記緩衝樹脂部をなす透光性樹脂は、上記光半導体素子を覆いながら、上記リードフレームのヘッダ部と上記補助フレームの対向部との間の隙間に満たされていることを特徴とする。
【００４１】
この一実施形態の光半導体装置では、上記緩衝樹脂部をなす透光性樹脂は、上記リードフレームのヘッダ部と上記補助フレームの対向部との間の隙間に満たされているので、上記補助フレームと緩衝樹脂部との間で剥離やクラックが発生するのが防止される。したがって、より高い信頼性の光半導体装置を実現できる。
【００４２】
一実施形態の光半導体装置では、上記補助フレームが導電性を有することを特徴とする。
【００４３】
この一実施形態の光半導体装置では、上記補助フレームが導電性を有することにより、光半導体素子に対して上記補助フレームがシールド効果を奏する。したがって、光伝送品質の良好な光半導体装置を実現できる。
【００４４】
一実施形態の光半導体装置では、上記補助フレームのうち上記光半導体素子に対向する面が絶縁性を有することを特徴とする。
【００４５】
この一実施形態の光半導体装置では、上記補助フレームのうち上記光半導体素子に対向する面が絶縁性を有するので、上記補助フレームと上記ワイヤとが万一接触しても、短絡等の不具合が起こらない。したがって、より高い信頼性の光半導体装置を実現できる。
【００４６】
一実施形態の光半導体装置では、上記補助フレームはグランド電位をとるようになっていることを特徴とする。
【００４７】
この一実施形態の光半導体装置では、上記補助フレームはグランド電位（接地電位）をとるようになっているので、より高いシールド効果が得られる。したがって、さらに光伝送品質の良好な光半導体装置を実現できる。
【００４８】
一実施形態の光半導体装置では、
上記リードフレームは、上記光半導体素子を搭載しているヘッダ部と、このヘッダ部に連なり、上記モールド樹脂部の外部へ延在するグランド端子とを含み、
上記補助フレームは、上記リードフレームのヘッダ部に対向した対向部と、この対向部に連なり、上記リードフレームのグランド端子に沿って延びかつ電気的に接続された接続端子とを含むことを特徴とする。
【００４９】
この一実施形態の光半導体装置では、上記リードフレームのグランド端子を接地することによって、上記補助フレームは容易にグランド電位をとることができる。また、この光半導体装置の作製段階では、上記補助フレームの接続端子が上記リードフレームのグランド端子に沿って延びているので、それらを容易かつ正確に電気的（および機械的）に接続することができる。したがって、この光半導体装置を小型で安価に作製できる。
【００５０】
一実施形態の光半導体装置では、上記補助フレームの上記接続端子と上記リードフレームの上記グランド端子とが溶接により接続されていることを特徴とする。
【００５１】
この一実施形態の光半導体装置では、上記補助フレームの上記接続端子と上記リードフレームの上記グランド端子とが溶接により接続されている。したがって、この光半導体装置の作製段階では、上記補助フレームの上記接続端子と上記リードフレームの上記グランド端子とが、溶接により、電気的および機械的に確実かつ容易に接続される。したがって、光半導体装置を小型で安価に作製できる。
【００５２】
一実施形態の光半導体装置では、上記リードフレームおよび上記補助フレームの線膨張係数と上記モールド樹脂部の線膨張係数との差が０乃至６．０×１０−５Ｋ−１の範囲内になるように、上記モールド樹脂部に透明フィラーが混入されていることを特徴とする。
【００５３】
この一実施形態の光半導体装置では、上記リードフレームおよび上記補助フレームの線膨張係数と上記モールド樹脂部の線膨張係数との差を０〜６．０×１０−５Ｋ−１の範囲内になっているので、熱ストレスにより発生するボンディングワイヤの断線及びチップの剥がれ等の不具合を低減できる。したがって、より信頼性の高い光半導体装置を実現できる。
【００５４】
一実施形態の光半導体装置では、上記モールド樹脂部での上記透明フィラーの割合が２０重量％乃至８０重量％の範囲内になっていることを特徴とする。
【００５５】
この一実施形態の光半導体装置では、上記モールド樹脂部での上記透明フィラーの割合が２０重量％乃至８０重量％の範囲内になっているので、高透過率を保ったまま、上記リードフレームおよび上記補助フレームの線膨張係数と上記モールド樹脂部の線膨張係数との差を小さくすることが可能となると共に、熱伝導率を高くすることが可能となる。したがって、光伝送品質の良好な信頼性の高い光半導体装置を実現できる。
【００５６】
一実施形態の光半導体装置では、上記透明フィラーの屈折率が上記モールド樹脂部の母材であるエポキシ樹脂の屈折率に実質的に等しいことを特徴とする。
【００５７】
この一実施形態の光半導体装置によれば、上記透明フィラーの屈折率が上記モールド樹脂部の母材であるエポキシ樹脂の屈折率に実質的に等しいので、モールド樹脂部内での散乱による光信号の減衰を低減することができる。したがって、より光伝送品質の良好な光半導体装置を実現できる。
【００５８】
一実施形態の光半導体装置では、上記透明フィラーの形状が球状であることを特徴とする。
【００５９】
この一実施形態の光半導体装置によれば、上記透明フィラーの形状のお蔭で、上記透明フィラーによる上記光半導体素子、緩衝樹脂部、補助フレームおよびリードフレームへの応力ダメージを低減することができる。したがって、信頼性の高い光半導体装置を実現できる。
【００６０】
一実施形態の光半導体装置では、上記モールド樹脂部は、上記補助フレームの上記対向部の外面を覆うとともに、上記開口に対応する部位に、外部に向かって凸状のレンズ部を有することを特徴とする。
【００６１】
ここで、上記対向部の「外面」とは、上記光半導体素子に対向する面とは反対側の面を指す。また、「外部」とは、上記モールド樹脂部の外部を指す。
【００６２】
この一実施形態の光半導体装置では、上記モールド樹脂部は、上記補助フレームの上記開口に対応する部位に、外部に向かって凸状のレンズ部を有する。したがって、受光または発光の効率を一層向上できる。したがって、より光伝送品質の良好な光半導体装置を実現できる。
【００６３】
この発明の電子機器は、上記発明の光半導体装置を備えたことを特徴とする電子機器である。
【００６４】
この発明の電子機器では、上記光半導体装置を備えるので、高い信頼性で光伝送品質の良好な光伝送が可能となる。
【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。
（第１実施形態）
図１は第１実施形態の光半導体装置（全体を符号１で示す）の概略的な断面構造を示している。
【００６６】
この光半導体装置１は、リードフレーム４と、このリードフレーム４に搭載された光半導体素子３と、リードフレーム４に沿って、光半導体素子３に対して所定の隙間を有して配置された補助フレーム８と、光半導体素子３を覆うよう設けられた透光性樹脂からなる緩衝樹脂部７と、透光性樹脂からなるモールド樹脂部１１とを備える。符号５は、光半導体素子３の表面３ａにボンディングされたワイヤを集合的に示している。
【００６７】
図２はその光半導体装置１を正面から見たところ（図１において光ファイバ２側から見たところ）を示している。なお、理解の容易のために、図２では、モールド樹脂部１１については輪郭のみを描いている。
【００６８】
この図２によって良く分かるように、リードフレーム４は、光半導体素子３を搭載した矩形のヘッダ部４１と、このヘッダ部４１に連なり、モールド樹脂部１１の外部へ細長く延在するグランド端子４２と、ヘッダ部４１の周りに配置されたリード端子４３，４４，４５とを含んでいる。光半導体素子３の表面に設けられた図示しない各電極パッドと、それらに対応するグランド端子４２，リード端子４３，４４，４５とが、それぞれワイヤ５１，５２，５３，５４によって電気的に接続されている。
【００６９】
図４（ａ）は上記補助フレーム８の側断面（図１中の断面に相当する）を示し、図４（ｂ）は図４（ａ）における左側から補助フレーム８を見たところを示している。図４（ａ）と図１によって良く分かるように、この補助フレーム８は、リードフレーム４のヘッダ部４１に対向する対向部８１と、この対向部８１に連なり、リードフレーム４のグランド端子４２に沿って細長く延在するネック部８４、曲げ部８３および接続端子８２を含んでいる。補助フレーム８の接続端子８２とリードフレーム４のグランド端子４２とは、この例では溶接によって互いに電気的および機械的に接続されている。符号１０は溶接箇所を示している。
【００７０】
補助フレーム８の曲げ部８３は、対向部８１と光半導体素子３との間に、光半導体素子３に対するワイヤ５を配置するための隙間を確保するために設けられている。この隙間については、後に詳述する。
【００７１】
図４（ｂ）と図２によって良く分かるように、この例では、リードフレーム４のヘッダ部４１と補助フレーム８の対向部８１とは同じ平面寸法に設定されている。また、リードフレーム４のグランド端子４２と補助フレーム８の細長く延在する部分８４、８３、８２とは同じ幅に設定されている。
【００７２】
また、補助フレーム８の対向部８１の中央には、開口としての円形の貫通孔１２が形成されている。図１に示すように、この貫通孔１２は、光半導体素子３の光学部（実際に光を受け又は発する部分）６に対応する位置に設けられている。したがって、光半導体素子３の光学部６は、モールド樹脂部１１、補助フレーム８の対向部８１の開口１２、緩衝樹脂部７を通して外部から光を受け、又は外部へ光を発することができる。つまり、光半導体素子３の光学部６が補助フレーム８の対向部８１によって遮蔽されることがない。したがって、高い結合効率をもった光半導体装置を実現できる。
【００７３】
この例では、光半導体装置１は受信器であり、光半導体素子３は、光学部６としての受光素子と信号処理回路とが集積回路として１チップ化されたものである。１チップ化されているため、受光素子と信号処理回路との間にワイヤボンディングが不要になり、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。
【００７４】
リードフレーム４及び補助フレーム８は、例えば、導電性金属材料からなる。モールド樹脂部１１は、例えば、エポキシ樹脂からなる。
【００７５】
緩衝樹脂部７は、耐寒性を有する透光性シリコーン樹脂からなる。緩衝樹脂部７の材料として透光性および耐寒性を有するシリコーン樹脂を使用することにより、低温時にボンディングワイヤ５及び光半導体素子３にかかる応力を低減することができる。したがって、高い信頼性の光半導体装置を実現できる。
【００７６】
緩衝樹脂部７をなす透光性シリコーン樹脂は、光半導体素子３の外面を覆いながら、リードフレーム４のヘッダ部４１と補助フレーム８の対向部８１との間の隙間に満たされている。これにより、光半導体素子３の電気的接続のためのボンディングワイヤ５および光半導体素子３の外面に加わる応力を低減できる。また、補助フレーム８と緩衝樹脂部７との間で剥離やクラックが発生するのを防止できる。したがって、より高い信頼性の光半導体装置を実現できる。
【００７７】
モールド樹脂部１１は、補助フレーム８の貫通孔１２に対応する部位に、したがって光半導体素子３の光学部６に対応する部位に、外部に向かって凸状のレンズ９を備える。したがって、光半導体素子３の光学部６と光ファイバ２との間の光結合効率を高めることができ、受光（または発光）の効率を一層向上できる。したがって、より光伝送品質の良好な光半導体装置を実現できる。
【００７８】
上述の光半導体装置１は次のようにして製造される。なお、最初は、リードフレーム４の各部は図示しないタイバーによって一体に連結されている。
【００７９】
まず、図３に示すように、光半導体素子３を、リードフレーム４のヘッダ部４１の所定の位置にダイボンディングして搭載する。このとき、光半導体素子３の裏面（電極）３ｂとヘッダ部４１の素子搭載面４１ａとの間に、図示しない導電性樹脂、例えば銀ペーストを付与する。これにより、リードフレーム４のヘッダ部４１と光半導体素子３の裏面電極３ｂとが電気的に接続される。その後、ワイヤボンディングを行って、光半導体素子３の表面３ａに設けられた図示しない各電極パッドと、リードフレーム４のグランド端子４２等とを、それぞれ金線やアルミニウム線等からなるワイヤ５によって電気的に接続する。
【００８０】
次に、図５に示すように、光半導体素子３を搭載したリードフレーム４と補助フレーム８とを互いに位置決めして、重ね合わせる。
【００８１】
ここで、この例では、リードフレーム４のヘッダ部４１と補助フレーム８の対向部８１との間の間隔をｄとし、ヘッダ４１の素子搭載面４１ａからの光半導体素子３の高さをＨ１とし、また、光半導体素子３の表面３ａにボンディングされたワイヤ５の上記表面３ａからの高さをＨ２としたとき、
ｄ  ＞  Ｈ１  ＋  Ｈ２
なる関係が満たされている。これにより、対向部８１と光半導体素子３との間に、光半導体素子３に対するワイヤ５を配置するための隙間を確保することができる。つまり、上記関係が満たされているお蔭で、補助フレーム８の対向部８１の内面８１ｂが、光半導体素子３の表面３ａにボンディングされたワイヤ５と接触することがない。したがって、製造段階や完成後の実動作時に、ワイヤ５の変形及び接触による短絡等が起こらず、より高い信頼性の光半導体装置を実現できる。
【００８２】
次に、図６に示すように、補助フレーム８の対向部８１に設けられた貫通孔１２を通して、緩衝樹脂部７をなす透光性シリコーン樹脂を注入して、光半導体素子３を覆うように、リードフレーム４のヘッダ部４１と補助フレーム８の対向部８１との間の隙間に充填する。このとき、緩衝樹脂部７（透光性シリコーン樹脂）の表面７ａを対向部８１の外面８１ａに一致させるようにして、透光性シリコーン樹脂が貫通孔１２から対向部８１の外面８１ａへ溢れ出ないようにする。これにより、緩衝樹脂部７の高さを均一にすることができる。また、このとき、リードフレーム４のヘッダ部４１と補助フレーム８の対向部８１との両方に透光性シリコーン樹脂が接触し、上記隙間に露出する樹脂面には表面張力が働く。したがって、多少の充填量のばらつきがあっても、その充填量ばらつきは、上記隙間に露出する樹脂面が外へ凸に湾曲して膨らみ、または逆に内へ凹に湾曲して後退することによって、容易に吸収される。したがって、緩衝樹脂部７を精度良く、容易に形成することが可能である。
【００８３】
次に、エポキシ樹脂を用いてトランスファーモールドを行って、図１中に示したモールド樹脂部１１を形成する。モールド樹脂部１１は、緩衝樹脂部７に覆われた光半導体素子３と、リードフレーム４のヘッダ部４１と、補助フレーム８の対向部８１、ネック部８４および曲げ部８３とを一体にして封止する。
【００８４】
次に、溶接を行って、リードフレーム４のグランド端子４２と補助フレーム８の接続端子８２とを機械的および電気的に接続する。これにより、グランド端子４２を接地することによって、補助フレーム８が容易にグランド電位をとることできる。これにより、光半導体素子３のための高いシールド効果が得られる。したがって、さらに光伝送品質の良好な光半導体装置を実現できる。特に、この例では光半導体素子３は信号処理回路を含むので、補助フレーム８によるシールド効果が有効に働く。したがって、さらに高品質の伝送特性をもつ光半導体装置を実現できる。
【００８５】
この後、リードフレーム４の各部を連結している既述のタイバー（図示せず）を切断する。光半導体装置１はこのようにして製造される。
【００８６】
この光半導体装置１では、補助フレーム８は、リードフレーム４に沿って、信号処理回路を含む光半導体素子３の近傍に配置されている。したがって、信号処理回路を含む光半導体素子３が発生する熱を、リードフレーム４だけでなく緩衝樹脂部７、補助フレーム８を通して、この光半導体装置１の外部へ放出できるとともに、モールド樹脂部１１全体に拡散させることができる。モールド樹脂部１１のほぼ全体に熱が拡散した場合、モールド樹脂部１１から外部（空気）へ熱が拡散されやすくなる。したがって、動作時に、発熱源となる光半導体素子３の内部に熱が蓄積して温度上昇するのを防止できる。したがって、耐環境性に優れた光半導体装置を実現できる。特に、チップサイズの小さい光半導体素子３を用いた場合でも、この光半導体素子３が発生する熱をモールド樹脂部１１のほぼ全体に拡散させて、モールド樹脂部１１の外周面のほぼ全域から外部へ放出することができ、放熱の効果が大きくなる。
【００８７】
また、この光半導体装置１は、緩衝樹脂部７に覆われた光半導体素子３と、リードフレーム４のヘッダ部４１と、補助フレーム８の対向部８１等とを一体にして封止する構成になっているので、簡易な構成をもつ。したがって、小型化と低価格化を両立させることができる。また、光半導体素子３上にガラスレンズなどを搭載するわけではないから、光半導体素子としてサイズの小さいものを利用できる。
【００８８】
上述の例では、補助フレーム８の対向部８１に設けられた開口は、円形の貫通孔１２としたが、これに限られるものではない。開口の形状については、光ファイバ２と光半導体素子３との間の光路を遮断しないような形状であれば、どのような形でも良い。また、開口は、スリットであっても良い。
（第２実施形態）
図７は、第２実施形態の光半導体装置（全体を符号１６で示す）の概略的な断面構造を示している。なお、理解の容易のために、第１実施形態におけるのと同じ構成要素には同じ符号を用いる（後述の実施形態でも同様。）。
【００８９】
この光半導体装置１６は、リードフレーム４Ａと、このリードフレーム４Ａに搭載された光半導体素子１３と、リードフレーム４Ａに沿って、光半導体素子１３に対して所定の隙間を有して配置された補助フレーム８Ａと、光半導体素子１３を覆うよう設けられた透光性樹脂からなる緩衝樹脂部７と、透光性樹脂からなるモールド樹脂部１１とを備える。符号５Ａは、光半導体素子１３の表面にボンディングされたワイヤを集合的に示している。
【００９０】
図８はその光半導体装置１６を正面から見たところ（図７において光ファイバ２側から見たところ）を示している。なお、理解の容易のために、図８では、モールド樹脂部１１については輪郭のみを描いている。
【００９１】
この図８によって良く分かるように、リードフレーム４Ａは、光半導体素子としてのＬＥＤ１３を搭載した矩形の第１ヘッダ部４１Ａと、この第１ヘッダ部４１Ａに連なり、モールド樹脂部１１の外周面まで延在する支持部４２Ａと、信号処理回路としてのＬＥＤ駆動回路１４を搭載した矩形の第２ヘッダ部４７Ａと、この第２ヘッダ部４７Ａに連なり、モールド樹脂部１１の外部まで延在するグランド端子４８Ａと、ヘッダ部４１Ａ，４７Ａの近傍に配置されたリード端子４３Ａ，４４Ａ，４５Ａとを含んでいる。ＬＥＤ１３の表面に設けられた図示しない電極パッドと、それに対応するリード端子４６Ａとがワイヤ６０によって電気的に接続されている。また、ＬＥＤ駆動回路１４の表面に設けられた図示しない各電極パッドと、それらに対応するリード端子４３Ａ，４４Ａ，４５Ａおよびヘッダ部４７Ａ，４１Ａとが、それぞれワイヤ５５，５６，５７，５８，５９によって電気的に接続されている。
【００９２】
図９（ａ）は上記補助フレーム８Ａの側断面（図７中の断面に相当する）を示し、図９（ｂ）は図９（ａ）における左側から補助フレーム８Ａを見たところを示している。図９（ａ）と図７によって良く分かるように、この補助フレーム８Ａは、リードフレーム４Ａのヘッダ部４１Ａ，４７Ａの両方に対向する矩形の対向部８１Ａと、この対向部８１Ａに連なり、リードフレーム４Ａのグランド端子４８Ａに沿って細長く延在する曲げ部８３Ａおよび接続端子８２Ａを含んでいる。補助フレーム８Ａの接続端子８２Ａとリードフレーム４Ａのグランド端子４２Ａとは、この例では溶接によって互いに電気的および機械的に接続されている。符号１０は溶接箇所を示している。
【００９３】
図９（ｂ）と図８によって良く分かるように、この例では、補助フレーム８Ａの対向部８１Ａはリードフレーム４Ａのヘッダ部４１Ａ，４７Ａよりも大きい平面寸法に設定されている。リードフレーム４Ａのグランド端子４２Ａと補助フレーム８Ａの細長く延在する部分８３Ａ、８２Ａとは同じ幅に設定されている。
【００９４】
また、補助フレーム８Ａの対向部８１Ａには、開口としての円形の貫通孔１２と、別の貫通孔１５とが形成されている。図７に示すように、この貫通孔１２は、ＬＥＤ１３の光学部（実際に発する部分）６Ａに対応する位置に設けられている。したがって、ＬＥＤ１３の光学部６Ａは、その貫通孔１２を通して光を受け又は発することができる。つまり、ＬＥＤ１３の光学部６Ａが対向部８１Ａによって遮蔽されることがない。したがって、高い結合効率をもった光半導体装置を実現できる。もう一つの貫通孔１５は、この光半導体装置１６の製造段階で、緩衝樹脂部をなす透光性樹脂を注入するためにのみ用いられる。
【００９５】
緩衝樹脂部７をなす透光性シリコーン樹脂は、光半導体素子３を覆いながら、リードフレーム４Ａのヘッダ部４１Ａと補助フレーム８Ａの対向部８１Ａとの間の隙間に満たされている。これにより、ＬＥＤ１３の電気的接続のためのボンディングワイヤ６０およびＬＥＤ１３の外面に加わる応力を低減できる。また、図示を省略しているが、ＬＥＤ駆動回路１４を覆いながら、リードフレーム４Ａのヘッダ部４７Ａと補助フレーム８Ａの対向部８１Ａとの間の隙間に、緩衝樹脂部（以下、同じ符号７を用いて説明する。）をなす透光性シリコーン樹脂が満たされている。ＬＥＤ駆動回路１４の電気的接続のためのボンディングワイヤ５５，５６，５７，５８，５９およびＬＥＤ駆動回路１４の外面に加わる応力を低減できる。また、これらの結果、補助フレーム８Ａと、ＬＥＤ１３を覆う緩衝樹脂部７およびＬＥＤ駆動回路１４を覆う緩衝樹脂部７との間で、剥離やクラックが発生するのを防止できる。したがって、より高い信頼性の光半導体装置を実現できる。
【００９６】
上述の光半導体装置１６は、実質的に第１実施形態の光半導体装置１と同様にして製造される。
【００９７】
すなわち、ダイボンディング工程では、図８中に示したリードフレーム４Ａのヘッダ部４１ＡにＬＥＤ１３を搭載するとともに、ヘッダ部４７ＡにＬＥＤ駆動回路１４を搭載する。この光半導体装置１６では光半導体素子上にガラスレンズなどを搭載するわけではないから、光半導体素子としてＬＥＤ１３のようなサイズの小さいものを利用できる。
【００９８】
ワイヤボンディング工程では、ＬＥＤ１３に対するワイヤ６０とともに、ＬＥＤ駆動回路１４に対するワイヤ５５，５６，５７，５８，５９を配線する。
【００９９】
リードフレーム４Ａと補助フレーム８Ａとを互いに位置決めして、重ね合わせた後、各緩衝樹脂部７をなす透光性シリコーン樹脂を貫通孔１２，１５を通して注入する。このとき、各緩衝樹脂部７（透光性シリコーン樹脂）の表面７ａを対向部８１Ａの外面８１ａに一致させるようにして、透光性シリコーン樹脂が貫通孔１２，１５から対向部８１Ａの外面８１ａへ溢れ出ないようにする。これにより、各緩衝樹脂部７の高さを均一にすることができる。また、このとき、リードフレーム４Ａのヘッダ部４１Ａ，４７Ａと補助フレーム８Ａの対向部８１Ａとの両方に透光性シリコーン樹脂が接触し、それらの間の隙間に露出する樹脂面には表面張力が働く。したがって、多少の充填量のばらつきがあっても、その充填量ばらつきは、容易に吸収される。したがって、各緩衝樹脂部７を精度良く、容易に形成することが可能である。
【０１００】
また、第１実施形態と同様に、各緩衝樹脂部７をなす透光性シリコーン樹脂は、耐寒性を有するものとする。また、耐寒性を有するシリコーン樹脂ではなく、リードフレーム４Ａ、補助フレーム８Ａ、ボンディングワイヤ５Ａの線膨張係数の差が小さいエポキシ樹脂を用いても良い。さらに、エポキシ樹脂に透明フィラーを充填したものを用いることにより、より線膨張係数差が小さくなり、さらに高信頼性の光伝送装置を実現できる。
【０１０１】
この例では、各緩衝樹脂部７をなす透光性シリコーン樹脂を貫通孔１２，１５を通して注入するものとしたが、リードフレーム４Ａのヘッダ部４１Ａ，４７Ａの周りから、リードフレーム４Ａのヘッダ部４１Ａ，４７Ａと補助フレーム８Ａの対向部８１Ａとの間の隙間へ注入しても良い。そのようにした場合も、上記隙間に露出する樹脂面には表面張力が働く。したがって、多少の充填量のばらつきがあっても、その充填量ばらつきは、容易に吸収される。したがって、各緩衝樹脂部７を精度良く、容易に形成することが可能である。
【０１０２】
トランスファーモールド工程は、第１実施形態におけるのと同様に行われ、モールド樹脂部１１が形成される。また、溶接工程も、第１実施形態におけるのと同様に行われ、溶接箇所１０が形成される。この後、リードフレーム４Ａの各部を連結している既述のタイバー（図示せず）を切断する。光半導体装置１６はこのようにして製造される。
【０１０３】
この光半導体装置１６は、第１実施形態の光半導体装置１と同様に、高い結合効率および光伝送品質を有する。また、耐環境性に優れ、信頼性が高い。また、簡単な構成で小型化と低価格化を両立させることができる。
【０１０４】
（第３実施形態）
図１０は、第３実施形態の光半導体装置（全体を符号１７で示す）の概略的な断面構造を示している。
【０１０５】
この光半導体装置１７は、第１実施形態の光半導体装置１に対して、既述の補助フレーム８（図１参照）に代えて、別の補助フレーム８Ｂを備えた点のみが異なっている。
【０１０６】
図１１（ａ）は上記補助フレーム８Ｂの側断面（図１０中の断面に相当する）を示し、図１１（ｂ）は図１１（ａ）における右側から補助フレーム８Ｂを見たところを示している。これらの図から分かるように、この補助フレーム８Ｂは、対向部８１の光半導体素子３に対向する面（内面）８１ｂに絶縁層１９を備えている。絶縁層１９は、絶縁性塗料、樹脂、または導電性を有しない金属メッキ等からなる。
【０１０７】
この光半導体装置１７の作製段階では、何らかの外力等の影響により、リードフレーム４のヘッダ部４１と補助フレーム８Ｂの対向部８１との間隔が設計値よりも狭まって、補助フレーム８Ｂの対向部８１とワイヤ５とが万一接触したとしても、対向部８１の内面８１ｂが絶縁層１９を備えているので、短絡等の不具合が起こらない。したがって、より高い信頼性の光半導体装置を実現できる。
【０１０８】
このように短絡等の不具合のおそれがないので、逆に、リードフレーム４のヘッダ部４１と補助フレーム８Ｂの対向部８１との間隔の設計値を小さくすることが可能である。そのようにした場合、より一層のシールド効果、より一層の放熱性の高い光半導体装置を実現できる。また、上記間隔の設計値を小さくすることにより、より小型化が可能となる。
【０１０９】
上述のような、内面８１ｂが絶縁性を有する補助フレーム８Ｂは、光半導体素子と信号処理回路とが１チップ化された場合に限らず、光半導体素子と信号処理回路とが別々のチップ構成である場合にも適用され得る。
【０１１０】
（第４実施形態）
図１２は第４実施形態の光半導体装置（全体を符号２０で示す）の概略的な断面構造を示している。
【０１１１】
この光半導体装置２０は、第１実施形態の光半導体装置１に対して、既述のモールド樹脂部１１（図１参照）に代えて、別の材料からなるモールド樹脂部２１を備えた点のみが異なっている。
【０１１２】
上記モールド樹脂部２１は、透明フィラーが混入されたエポキシ樹脂からなっている。
【０１１３】
このようにモールド樹脂部２１の材料として透明フィラーが混入されたエポキシ樹脂を使用することによって、補助フレーム８およびリードフレーム４の線膨張係数とモールド樹脂部２１の線膨張係数との差を小さくすることが可能である。つまり、モールド樹脂部２１での透明フィラーの割合を調節することによって、その線膨張係数の差を０〜６．０×１０−５Ｋ−１にすることができる。
【０１１４】
このように補助フレーム８およびリードフレーム４の線膨張係数とモールド樹脂部２１の線膨張係数との差を０〜６．０×１０−５Ｋ−１にすることによって、補助フレーム８およびリードフレーム４とモールド樹脂部２１との間の熱収縮差（熱ストレス）によるボンディングワイヤの断線、チップの剥がれ、樹脂の界面剥離やクラック等の不具合を低減できる。これにより、耐湿性等の不具合を低減できる。したがって、より信頼性の高い光半導体装置を実現できる。
【０１１５】
また、上記透明フィラーの屈折率は、モールド樹脂部２１の母材であるエポキシ樹脂の屈折率に実質的に等しいか、近い方が望ましい。そのようにした場合、モールド樹脂部２１内での散乱による光信号の減衰を低減することができる。したがって、高い結合効率をえることができ、より光伝送品質の良好な光半導体装置を実現できる。特に、光半導体素子３として発光素子が搭載されている場合、その発光素子の駆動電流の増加を防ぐことができ、その結果消費電力の増加を抑えることができる。したがって、高温時での信頼性の高い光半導体装置を実現できる。
【０１１６】
上述のような、透明フィラーが混入されたエポキシ樹脂からなるモールド樹脂部２１は、光半導体素子と信号処理回路とが１チップ化された場合に限らず、光半導体素子と信号処理回路が別々のチップ構成である場合にも適用され得る。
【０１１７】
また、透明フィラーが混入されたエポキシ樹脂からなるモールド樹脂部２１は、第３の実施形態で説明したような、内面８１ｂが絶縁性を有する補助フレーム８Ｂと併せて、光半導体装置の構成要素として適用され得る。
【０１１８】
（第５実施形態）
この第５実施形態では、第４実施形態の光半導体装置２０において、モールド樹脂部２１での上記透明フィラーの割合を２０重量％乃至８０重量％の範囲内に最適化することについて、図１２を用いて説明する。
【０１１９】
モールド樹脂部２１での上記透明フィラーの割合を２０重量％乃至８０重量％の範囲内に最適化すれば、高透過率を保ったまま、リードフレーム４および補助フレーム８の線膨張係数とモールド樹脂部２１の線膨張係数との差を小さくすることが可能となると共に、熱伝導率を高くすることが可能となる。したがって、光伝送品質の良好な信頼性の高い光半導体装置を実現できる。
【０１２０】
そのような透明フィラーの割合の最適化は、光半導体素子と信号処理回路とが１チップ化された場合に限らず、光半導体素子と信号処理回路が別々のチップ構成である場合にも適用され得る。
【０１２１】
また、透明フィラーの割合が最適化されたモールド樹脂部２１は、第３の実施形態で説明したような、内面８１ｂが絶縁性を有する補助フレーム８Ｂと併せて、光半導体装置の構成要素として適用され得る。
【０１２２】
（第６実施形態）
この第６実施形態では、第４実施形態の光半導体装置２０において、モールド樹脂部２１での上記透明フィラーの形状が球状であることについて、図１２を用いて説明する。
【０１２３】
上記透明フィラーの形状が球状であれば、上記透明フィラーによる上記光半導体素子３、緩衝樹脂部７、補助フレーム８およびリードフレーム４への応力ダメージを低減することができる。これにより、樹脂界面剥離等が発生しにくくなる。したがって、信頼性の高い光半導体装置を実現できる。
【０１２４】
そのように透明フィラーの形状を球状にすることは、光半導体素子と信号処理回路とが１チップ化された場合に限らず、光半導体素子と信号処理回路が別々のチップ構成である場合にも適用され得る。
【０１２５】
また、球状の透明フィラーが混入されたモールド樹脂部２１は、第３の実施形態で説明したような、内面８１ｂが絶縁性を有する補助フレーム８Ｂと併せて、光半導体装置の構成要素として適用され得る。
【０１２６】
（第７実施形態）
図１３は第７実施形態の光半導体装置（全体を符号２２で示す）の概略的な断面構造を示している。なお、理解の容易のために、第１実施形態におけるのと同じ構成要素には同じ符号を用いる。
【０１２７】
この光半導体装置２２は、第１実施形態の光半導体装置１に対して、透光性樹脂（図１中のモールド樹脂部１１と同じ材料）からなるモールド樹脂部２４の内部に、その透光性樹脂とは異なる非透光性樹脂からなるコア部２３が設けられている点のみが異なっている。なお、モールド樹脂部２４は、図１中のモールド樹脂部１１と同様に、レンズ部９を有する。
【０１２８】
具体的には、この光半導体装置２２のコア部２３は、緩衝樹脂部７に覆われた光半導体素子３と、リードフレーム４のヘッダ部４１と、補助フレーム８の対向部８１、ネック部８４および曲げ部８３とを一体にして封止するとともに、対向部８１の開口１２に対応する部位に開口２５を有している。開口２５の形状は円形であり、トランスファモールド工程での位置ずれ等を考慮して、対向部８１の開口１２よりも若干大きい寸法に設定されている。しかも、この例では、開口２５の端面２６は、光ファイバ２と光半導体素子３との間の光路を遮ぎらないように、外部へ向かって開いたテーパー状に形成されている。
【０１２９】
この構造は、コア部２３を形成するトランスファーモールドと、コア部２３を取り囲むモールド樹脂部２４を形成するトランスファーモールドとを行うことによって容易に作製される。
【０１３０】
この構造によれば、光半導体素子３の光学部６は、モールド樹脂部１１、コア部２３の開口２５、補助フレーム８の対向部８１の開口１２、緩衝樹脂部７を通して外部から光を受け、又は外部へ光を発することができる。つまり、光半導体素子３の光学部６がコア部２３をなす樹脂や補助フレーム８の対向部８１によって遮蔽されることがない。したがって、高い結合効率をもった光半導体装置を実現できる。
【０１３１】
しかも、この光半導体装置では、コア部２３は光透過率が低くても良いので、コア部２３の母材に対してフィラーの添加量を多くすることができる。これにより、コア部２３の熱膨張係数と、リードフレーム４、補助フレーム８およびボンディングワイヤ５の熱膨張係数との差を小さくすることが容易になる。そのようにした場合、熱ストレスによるボンディングワイヤ５の断線が発生しにくい構造になる。したがって、高信頼性で光伝送品質の良好な光半導体装置を実現できる。また、フィラーの添加量を多くすることが可能であるため、コア部２３の熱伝導率を大きくすることが可能となる。したがって、放熱の効果を大きくすることが可能となり、高温時の信頼性が高い光半導体装置を実現できる。
【０１３２】
一方、コア部２３をなす樹脂の線膨張係数とモールド樹脂部２４をなす透光性樹脂の線膨張係数との差を小さくする構成がとれる。そのようにした場合、コア部２３とモールド樹脂部２４との間の界面剥離を低減でき、熱ストレスによるパッケージクラックが発生しにくい構造になる。したがって、信頼性の高い光半導体装置を実現できる。
【０１３３】
また、モールド樹脂部２４をなす樹脂の線膨張係数と緩衝樹脂部７をなす樹脂の線膨張係数との差を小さくする構成もとれる。そのようにした場合、モールド樹脂部２４と補助フレーム８および緩衝樹脂部７との間の界面剥離も低減することができる。したがって、さらに信頼性の高い光半導体装置を実現できる。
【０１３４】
上述のような、透光性樹脂からなるモールド樹脂部２４の内部に、その透光性樹脂とは異なる非透光性樹脂からなるコア部２３を設ける構造（２重トランスファモールド構造）は、光半導体素子と信号処理回路とが１チップ化された場合に限らず、光半導体素子と信号処理回路が別々のチップ構成である場合にも適用され得る。
【０１３５】
また、上記２重トランスファモールド構造は、第３の実施形態で説明したような、内面８１ｂが絶縁性を有する補助フレーム８Ｂと併せて、光半導体装置の構成要素として適用され得る。
【０１３６】
上述のような光半導体装置を備えた電子機器では、高い信頼性で光伝送品質の良好な光伝送が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０１３７】
【図１】本発明の第１実施形態の光半導体装置の概略的な断面構造を示す図である。
【図２】図１の光半導体装置を正面（図１における左側）から見たところを示す図である。
【図３】上記光半導体装置の、リードフレーム４に光半導体素子３を搭載したところを示す図である。
【図４】図４（ａ）は上記光半導体装置の補助フレームの側断面（図１中の断面に相当する）を示す図であり、図４（ｂ）は図４（ａ）における左側から補助フレームを見たところを示す図である。
【図５】光半導体素子を搭載したリードフレームと補助フレームとを互いに位置決めして、重ね合わせたところを示す図である。
【図６】透光性シリコーン樹脂を注入して緩衝樹脂部を形成したところを示
【図７】本発明の第２実施形態の光半導体装置の概略的な断面構造を示す図である。
【図８】図７の光半導体装置を正面（図７における左側）から見たところを示す図である。
【図９】図９（ａ）は上記光半導体装置の補助フレームの側断面（図７中の断面に相当する）を示す図であり、図９（ｂ）は図９（ａ）における左側から補助フレームを見たところを示す図である。
【図１０】本発明の第３実施形態の光半導体装置の概略的な断面構造を示す図である。
【図１１】図１１（ａ）は上記光半導体装置の補助フレームの側断面（図１０中の断面に相当する）を示す図であり、図１１（ｂ）は図１１（ａ）における右側から補助フレームを見たところを示す図である。
【図１２】本発明の第４、第５、第６実施形態の光半導体装置の概略的な断面構造を示す図である。
【図１３】本発明の第７実施形態の光半導体装置の概略的な断面構造を示す図である。
【図１４】従来の光半導体装置の断面構造を示す図である。
【図１５】従来の他の光半導体装置の断面構造を示す図である。
【図１６】従来の他の光半導体装置の断面構造を示す図である。
【符号の説明】
【０１３８】
１、１６、１７、２０、２２  光半導体装置
２  光ファイバ
３  光半導体素子
４、４Ａ  リードフレーム
５、５Ａ  ボンディングワイヤ
６  光学部
７  緩衝樹脂部
８、８Ａ、８Ｂ  補助フレーム
９  レンズ部
１０  溶接箇所
１１、２１、２４  モールド樹脂部
１２、１５  貫通孔
１３  ＬＥＤ
１４  信号処理回路
１９  絶縁層
２３  コア部
４１  ヘッダ部
８１、８１Ａ  対向部
【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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【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１４】
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【図１５】
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【図１６】
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