(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
リードフレームまたは基板上に搭載されワイヤボンディングされた半導体チップと、
この半導体チップの上方域を通過するように設けられ外部ノイズの影響を低減させるノイズ遮蔽用ワイヤーと、
前記半導体チップおよびノイズ遮蔽用ワイヤーをモールドした樹脂モールドと、
該樹脂モールドを収容する金属ケースと
を備えることを特徴とする光通信用半導体受光デバイス。
【請求項２】
前記ノイズ遮蔽用ワイヤーは、相互に交差する一対としてある請求項１に記載の光通信用半導体受光デバイス。
【請求項３】
前記半導体チップは、フォトダイオードである請求項１に記載の光通信用半導体受光デバイス。
【請求項４】
前記半導体チップは、光信号処理用ＩＣである請求項１に記載の光通信用半導体受光デバイス。
【請求項５】
前記ノイズ遮蔽用ワイヤーは、グランド電位になっている請求項１に記載の光通信用半導体受光デバイス。
【請求項６】
前記ノイズ遮蔽用ワイヤーは、フォトダイオードのアノード側をグランド電位とするように、フォトダイオードに接続されている請求項３に記載の光通信用半導体受光デバイス。
【請求項７】
前記半導体チップは、リードフレームまたは基板に設けられた凹部内に収容されている請求項１に記載の光通信用半導体受光デバイス。
【請求項８】
前記半導体チップの上面は、前記凹部の周囲の上面と面一になっている請求項７に記載の光通信用半導体受光デバイス。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、各種電化製品を赤外線信号を利用してリモートコントロールするため、あるいは、赤外線信号を利用して情報機器間にてデーター伝送するために使用される光通信用半導体受光デバイス（以下、単に光通信用半導体デバイスと記載することもある。）に関する。
【０００２】
【従来の技術】
赤外線信号によって制御される各種電化製品、あるいは赤外線信号によってデーターが伝送される情報機器では、赤外線信号を受信するための光通信用半導体デバイスが設けられている。
【０００３】
図９（ａ）は、従来の光通信用半導体デバイスの一例を示す概略断面図、図９（ｂ）は、その平面図である。この光通信用半導体デバイスは、赤外線信号を受信するようにリードフレーム２３上にマウントされたフォトダイオード２１と、フォトダイオードにて受信された赤外線信号を処理するようにリードフレーム２３上に搭載された光信号処理用ＩＣ２２とを有している。フォトダイオード２１および光信号処理用ＩＣ２２は、リードフレーム２３と、それぞれ、ボンディングワイヤー２６によってワイヤーボンディングされており、また、フォトダイオード２１および光信号処理用ＩＣ２２同士も、ボンディングワイヤー２６によって相互にワイヤーボンディングされている。光信号処理用ＩＣ２２には、赤外線の受信距離が長くなるように、あるいは、データー伝送速度が高速になるように、高ゲインのアンプが内蔵されている。
【０００４】
フォトダイオード２１および光信号処理用ＩＣ２２は、光透過性樹脂によって構成された樹脂モールド２４によってモールドされている。樹脂モールド２４は、フォトダイオード２１に対向する部分に、半球状突出した受光部２４ａが形成されている。樹脂モールド２４は、金属ケース２５内に収容されている。金属ケース２５には、樹脂モールド２４の受光部２４ａを格子状に覆う格子部２５ａが設けられており、この金属製の格子部２５ａによって半球状に突出した受光部２４ａが覆われている。
【０００５】
このような構成の光通信用半導体デバイスでは、金属ケース２５の格子部２５ａから露出した樹脂モールド２４の受光部２４ａを赤外線が通過して、フォトダイオード２１にて受光されるようになっており、フォトダイオード２１にて受光された赤外線が、高ゲインのアンプが内蔵された光信号処理用ＩＣ２２にて信号処理される。光信号処理用ＩＣ２２は、高ゲインのアンプが内蔵されていることによって、電磁誘導ノイズ等の外部ノイズによる影響を受けやすくなっているが、樹脂モールド２４全体が金属ケース２５に収容されており、しかも、受光部２４ａも金属製の格子部２５ａによって覆われているために、外部ノイズによる影響が低減されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このように、半球状に突出した受光部２４ａを覆う格子部２５ａが設けられた金属ケース２５は大型化しており、しかも、格子部２５を形成するために複雑な加工を必要とし、経済的に製造することも容易でないという問題がある。
【０００７】
本発明は、このような問題を解決するものであり、その目的は、簡潔な構成であって、容易に製造することができ、しかも、外部ノイズの影響も確実に抑制することができる光通信用半導体デバイスを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る光通信用半導体受光デバイスは、リードフレームまたは基板上に搭載されワイヤボンディングされた半導体チップと、この半導体チップの上方域を通過するように設けられ外部ノイズの影響を低減させるノイズ遮蔽用ワイヤーと、前記半導体チップおよびノイズ遮蔽用ワイヤーをモールドした樹脂モールドと、該樹脂モールドを収容する金属ケースとを備えることを特徴とする。
【０００９】
前記半導体チップの上方域には、相互に交差する一対のノイズ遮蔽用ワイヤーが設けられている。
【００１０】
前記半導体チップは、フォトダイオードである。
前記半導体チップは、光信号処理用ＩＣである。
【００１１】
前記ノイズ遮蔽用ワイヤーは、グランド電位になっている。
前記ノイズ遮蔽用ワイヤーは、フォトダイオードのアノード側をグランド電位とするように、フォトダイオードに接続されている。
【００１２】
前記半導体チップは、リードフレームまたは基板に設けられた凹部内に収容されている。
【００１３】
前記半導体チップの上面は、前記凹部の周囲の上面と面一になっている。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面に基づいて説明する。図１（ａ）は、本発明の光通信用半導体デバイスの実施の形態の一例を示す要部の概略側面図、図１（ｂ）は、その平面図である。この光通信用半導体デバイスは、リードフレーム１１上に搭載された半導体チップ１２を有している。半導体チップ１２は、長方形の平板状をしており、その上面における各コーナー部が、ボンディングワイヤー１３によって、リードフレーム１１にそれぞれワイヤーボンディングされている。なお、リードフレーム１１に替えて基板を使用するようにしてもよい。
【００１５】
半導体チップ１２の上方域には、１本のノイズ遮蔽用ワイヤー１４が通過している。このノイズ遮蔽用ワイヤー１４は、半導体チップ１２における幅方向中央部に沿って配置されており、各端部が、半導体チップ１２の各側方にて、リードフレーム１１上にそれぞれ接続されている。半導体チップ１２、ノイズ遮蔽用ワイヤー１４およびボンディングワイヤー１３は、図示しない樹脂モールドによってモールドされた後に、金属ケース内に収容されて、所望の光通信用半導体デバイスとされる。
【００１６】
このような構成の光通信用半導体デバイスでは、半導体チップ１２上をノイズ遮蔽用ワイヤー１４が通過しているために、半導体チップ１２に対する電磁波ノイズ等の外部ノイズの影響がノイズ遮蔽用ワイヤー１４によって低減される。また、樹脂モールドが収容される金属ケースは、特別な加工をする必要がなく、容易に製造することができる。
【００１７】
図２（ａ）は、本発明の光通信用半導体デバイスの実施の形態の他の例を示す要部の概略側面図、図２（ｂ）は、その平面図である。この光通信用半導体デバイスでは、リードフレーム１１上に搭載された半導体チップ１２に隣接して、フォトダイオード１５が搭載されている。半導体チップ１２は、４本のボンディングワイヤー１３によって、リードフレーム１１にワイヤーボンディングされている。なお、リードフレーム１１に替えて基板を使用するようにしてもよい。
【００１８】
フォトダイオード１５は、長方形の平板状をしており、各コーナー部の上面が、それぞれ、ボンディングワイヤー１３によって、リードフレーム１１とワイヤーボンディングされている。
【００１９】
フォトダイオード１５の上方域には、一対のノイズ遮蔽用ワイヤー１４が相互に交差した状態で通過している。各ノイズ遮蔽用ワイヤー１４は、フォトダイオード１５の対角線に沿ってそれぞれ配置されており、各ノイズ遮蔽用ワイヤー１４の端部が、フォトダイオード１５の各コーナー部に近接したリードフレーム１１上にそれぞれ接続されている。
【００２０】
各ノイズ遮蔽用ワイヤー１４、フォトダイオード１５、半導体チップ１２、ボンディングワイヤー１３は、光透過性樹脂製の樹脂モールド（図示せず）によってモールドされる。樹脂モールドには、フォトダイオード１５に対向して、半球状に突出する受光部が形成される。このような樹脂モールドは、金属ケース内に収容されて、所望の光通信用半導体デバイスとされる。金属ケースには、樹脂モールドの受光部が突出するように開口部が形成されている。
【００２１】
このような光通信用半導体デバイスは、金属ケースから突出した樹脂モールドの受光部を赤外線が通過してフォトダイオード１５にて受光される。フォトダイオード１５における受光面の上方域には、一対のノイズ遮蔽用ワイヤー１４が相互に交差した状態で通過しており、これらのノイズ遮蔽用ワイヤー１４によって、赤外線を受光するフォトダイオード１５は、電磁誘導ノイズ等の外部ノイズの影響が低減されて、赤外線信号を確実に受信する。
【００２２】
図２に示す要部を有する光通信用半導体デバイスが、テレビのブラウン管から発生する電磁波ノイズの影響をどの程度低減しているかを調べるために、テレビのブラウン管に対して光通信用半導体デバイスを距離をあけて配置して、その位置にて、光通信用半導体デバイスがブラウン管の電磁波による影響を受けることなく赤外線信号を受信することができる距離について実験したところ、図３に実線で示す結果が得られた。なお、図３の一点鎖線は、１本のノイズ遮蔽用ワイヤー１４をフォトダイオード１５の上方域を通過するように設けた光通信用半導体デバイスの場合である。一対のノイズ遮蔽用ワイヤー１４が設けられた図２に示す本発明の光通信用半導体デバイスでは、テレビのブラウン管から2000mm離れると、赤外線信号を受信することができる距離は、7.5 ｍ以上になっており、また、１本のノイズ遮蔽用ワイヤー１４が設けられた光通信用半導体デバイスでも、テレビのブラウン管から2000mm離れると、赤外線信号を受信することができる距離は７ｍ近くに達していた。
【００２３】
比較のために、フォトダイオード１５の上方域を通過するノイズ遮蔽用ワイヤー１４が設けられていない光通信用半導体デバイスを使用して同様の実験をした結果を図４に破線で示す。なお、図４の一点鎖線は、１本のノイズ遮蔽用ワイヤー１４を設けた光通信用半導体デバイスの場合（図３の一点鎖線に相当）の結果である。ノイズ遮蔽用ワイヤー１４が設けられていない光通信用半導体デバイスでは、テレビのブラウン管から2000mm離れると、ブラウン管の電磁波による影響によって、赤外線信号を受信することができる距離は６ｍ程度であった。
【００２４】
図５（ａ）は、本発明の光通信用半導体デバイスの実施の形態のさらに他の例を示す要部の概略側面図、図５（ｂ）は、その平面図である。この光通信用半導体デバイスでは、リードフレーム１１上に搭載されたフォトダイオード１５に隣接して、フォトダイオード１５にて受信される赤外線信号を処理する光信号処理用ＩＣ１６が搭載されている。光信号処理用ＩＣ１６は長方形の平板状をしており、高ゲインのアンプが内蔵されている。光信号処理用ＩＣ１６は、各コーナー部の上面が、ボンディングワイヤー１３によって、リードフレーム１１にそれぞれワイヤーボンディングされている。なお、リードフレーム１１に替えて基板を使用するようにしてもよい。
【００２５】
光信号処理用ＩＣ１６の上方域には、一対のノイズ遮蔽用ワイヤー１４が、相互に交差した状態で通過している。各ノイズ遮蔽用ワイヤー１４は、光信号処理用ＩＣ１６の対角線にそれぞれ沿った状態に配置されており、各ノイズ遮蔽用ワイヤー１４の各端部は、光信号処理用ＩＣ１６の各コーナー部の近傍にてリードフレーム１１上にそれぞれ接続されている。
【００２６】
長方形の平板状をしたフォトダイオード１５は、相互に対向する一対のコーナー部上面が、それぞれ、ボンディングワイヤー１３によってリードフレーム１１とワイヤーボンディングされている。
【００２７】
各ノイズ遮蔽用ワイヤー１４、フォトダイオード１５、光信号処理用ＩＣ１６、ボンディングワイヤー１３は、光透過性樹脂製の樹脂モールド（図示せず）によってモールドされる。樹脂モールドには、フォトダイオード１５に対向して、半球状に突出する受光部が形成される。このような樹脂モールドは、金属ケース内に収容されて、所望の光通信用半導体デバイスとされる。金属ケースには、樹脂モールドの受光部が突出するように開口部が形成されている。
【００２８】
このような光通信用半導体デバイスは、フォトダイオード１５によって受光された赤外線信号を処理する光信号処理用ＩＣ１６の上方域を、一対のノイズ遮蔽用ワイヤー１４が相互に交差した状態で通過しており、これらのノイズ遮蔽用ワイヤー１４によって、光信号処理用ＩＣ１６は、電磁誘導ノイズ等の外部ノイズの影響が低減される。
【００２９】
図６（ａ）は、本発明の光通信用半導体デバイスの実施の形態のさらに他の例を示す要部の概略側面図、図６（ｂ）は、その平面図である。この光通信用半導体デバイスでは、リードフレーム１１上に搭載されたフォトダイオード１５に隣接して、フォトダイオード１５にて受信される赤外線信号を処理する光信号処理用ＩＣ１６が搭載されている。
【００３０】
フォトダイオード１５における一方のコーナー部上面には、１本のノイズ遮蔽用ワイヤー１４の一方の端部が取り付けられており、このノイズ遮蔽用ワイヤー１４が、フォトダイオード１５のアノードに接続されている。ノイズ遮蔽用ワイヤー１４は、一方の端部が取り付けられたフォトダイオード１５のコーナー部から、そのコーナー部に対向した他方のコーナー部に向かって、フォトダイオード１５の一方の対角線に沿った状態で、フォトダイオード１５の上方域を通過しており、ノイズ遮蔽用ワイヤー１４の他方のコーナー部近傍のリードフレーム１１上にノイズ遮蔽用ワイヤー１４の端部が接続されている。そして、このノイズ遮蔽用ワイヤー１４がグランド電位とされており、これにより、フォトダイオード１５のアノード側がグランド電位とされている。
【００３１】
フォトダイオード１５の上方域には、前記ノイズ遮蔽用ワイヤー１４と交差するように、他のノイズ遮蔽用ワイヤー１４が、フォトダイオード１５の他方の対角線に沿って通過しており、そのノイズ遮蔽用ワイヤー１４の各端部が、フォトダイオード１５の相互に対向した一対のコーナー部近傍のリードフレーム１１上にそれぞれ接続されている。
【００３２】
各ノイズ遮蔽用ワイヤー１４、フォトダイオード１５、光信号処理用ＩＣ１６、ボンディングワイヤー１３は、光透過性樹脂製の樹脂モールド（図示せず）によってモールドされる。樹脂モールドには、フォトダイオード１５に対向して、半球状に突出する受光部が形成される。このような樹脂モールドは、金属ケース内に収容されて、所望の光通信用半導体デバイスとされる。金属ケースには、樹脂モールドの受光部が突出するように開口部が形成されている。
【００３３】
このような光通信用半導体デバイスでは、樹脂モールドの受光部を通過した赤外線信号が受信されるフォトダイオード１５は、一対のノイズ遮蔽用ワイヤー１４によって、電磁誘導ノイズ等の外部ノイズの影響が低減されている。しかも、一方のノイズ遮蔽用ワイヤー１４は、グランド電位とされているために、より効果的に、外部ノイズの影響を低減することができる。また、グランド電位とされるノイズ遮蔽用ワイヤー１４は、フォトダイオード１５のアノード側をグランド電位とするボンディングワイヤーとしても機能しており、従って、光通信用半導体デバイスを製造する際のワイヤーボンディング作業の工数が低減される。
【００３４】
図７（ａ）は、本発明の光通信用半導体デバイスの実施の形態のさらに他の例を示す要部の概略側面図、図７（ｂ）は、その平面図である。この光通信用半導体デバイスでは、フォトダイオード１５が搭載されるリードフレーム１１部分に、フォトダイオード１５が嵌入されるように、凹部１１ａが形成されている。凹部１１ａは、フォトダイオード１５よりも一回り大きな直方体状の空間を内部に有している。凹部１１ａの底面には、フォトダイオード１５が搭載されている。フォトダイオード１５の上面は、凹部１１ａの周囲のリードフレーム１１の上面に等しく面一になっている。
【００３５】
凹部１１ａ内に収容されたフォトダイオード１５は、その上面における相互に対向した一対のコーナー部が、各コーナー部に近接した凹部１１ａの周囲のリードフレーム１１上に、ボンディングワイヤー１４によって、それぞれ、ワイヤーボンディングされている。そして、凹部１１ａの開口部における一対の対角線に沿って、それぞれノイズ遮蔽用ワイヤー１４が配置されている。それぞれのノイズ遮蔽用ワイヤー１４の各端部は、凹部１１ａの各コーナー部に近接したリードフレーム１１上にそれぞれ取り付けられている。
【００３６】
凹部１１ａに隣接したリードフレーム１１上には、図６に示す光通信用半導体デバイスと同様に、フォトダイオード１５にて受信される赤外線信号を処理する光信号処理用ＩＣ１６が搭載されており、光信号処理用ＩＣ１６の上面における各コーナー部が、ボンディングワイヤー１３によって、リードフレーム１１上にそれぞれワイヤーボンディングされている。そして、図６に示す光通信用半導体デバイスと同様に、樹脂モールドにてモールドされた後に金属ケース内に収容されている。
【００３７】
このような光通信用半導体デバイスでは、樹脂モールドの受光部を通過した赤外線信号を受信するフォトダイオード１５が、リードフレーム１１の凹部１１ａ内に収容されて、赤外線の受光面以外の部分が凹部１１ａの内周面にて覆われた状態になっており、しかも、凹部１１ａにて覆われていないフォトダイオード１５の赤外線受光面の上方域を、一対のノイズ遮蔽用ワイヤー１４が相互に交差した状態で通過しているために、フォトダイオード１５は、電磁誘導ノイズ等の外部ノイズの影響が、より効果的に低減される。しかも、フォトダイオード１５の上面に接続された各ノイズ遮蔽用ワイヤー１４およびボンディングワイヤー１３は、フォトダイオード１５の上面と面一になったリードフレーム１１の上面に接続されているために、ワイヤーボンディングに際して、フォトダイオード１５の上面におけるエッジに当接して破損するおそれがない。
【００３８】
図７に示す光通信用半導体デバイスが、電磁誘導ノイズ等の影響を効果的に抑制されていることを検証するために、フォトダイオードの側面を３方向から覆うとともに、フォトダイオードの赤外線受光面の上方域に、一対のノイズ遮蔽用ワイヤーを相互に交差させた状態で通過させた半導体デバイスを製作して、製作された半導体デバイスのフォトダイオードが、ブラウン管の電磁波による影響を受けることなく、赤外線信号を受信することができる距離と、ブラウン管までの距離との関係について実験したところ、図８に実線で示す結果が得られた。この場合、フォトダイオードがブラウン管から200mm 離れることによって、フォトダイオードが赤外線信号を受信することができる距離は10.5ｍ程度になっていた。
【００３９】
比較のために、フォトダイオードの赤外線の受光面の上方域に、１本のノイズ遮蔽用ワイヤーを配置したこと以外は、同様にして、フォトダイオードからブラウン管までの距離と、フォトダイオードが赤外線を受信することができる距離との関係を実験したところ、図８に二点鎖線で示す結果が得られた。フォトダイオードからブラウン管までの距離が200mm では、フォトダイオードが赤外線信号を受信することができる距離は、9.5 ｍ程度であった。なお、図８の一点鎖線は、凹部１１ａが設けられていないリードフレーム１１上にフォトダイオード１５を搭載して、１本のノイズ遮蔽用ワイヤー１４を設けた光通信用半導体デバイスを使用した場合における実験結果（図４の一点鎖線に相当）である。
【００４０】
【発明の効果】
本発明の光通信用半導体受光デバイスは、このように、リードフレームまたは基板上に搭載された半導体チップの上方域を、ノイズ遮蔽用ワイヤーが通過しているために、このノイズ遮蔽用ワイヤーによって、半導体チップに対する電磁波ノイズ等の外部ノイズによる影響を効果的に低減させることができる。しかも、ノイズ遮蔽用ワイヤーを使用することによって、樹脂モールドを収容する金属ケースを容易に、しかも経済的に使用することができる。
【００４１】
なお、本発明は、前記各実施の形態に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は、本発明の光通信用半導体デバイスの実施の形態の一例を示す要部の側面図、（ｂ）は、その平面図である。
【図２】（ａ）は、本発明の光通信用半導体デバイスの実施の形態の他の例を示す要部の側面図、（ｂ）は、その平面図である。
【図３】図２に示す光通信用半導体デバイスとテレビのブラウン管との距離と、光通信用半導体デバイスに設けられたフォトダイオードが赤外線信号を受信することができる距離との関係を示すグラフである。
【図４】ノイズ遮蔽用ワイヤーが設けられていない光通信用半導体デバイスとテレビのブラウン管との距離と、光通信用半導体デバイスに設けられたフォトダイオードが赤外線信号を受信することができる距離との関係を示すグラフである。
【図５】（ａ）は、本発明の光通信用半導体デバイスの実施の形態のさらに他の例を示す要部の側面図、（ｂ）は、その平面図である。
【図６】（ａ）は、本発明の光通信用半導体デバイスの実施の形態のさらに他の例を示す要部の側面図、（ｂ）は、その平面図である。
【図７】（ａ）は、本発明の光通信用半導体デバイスの実施の形態のさらに他の例を示す要部の側面図、（ｂ）は、その平面図である。
【図８】図７に示す光通信用半導体デバイスとテレビのブラウン管との距離と、光通信用半導体デバイスに設けられたフォトダイオードが赤外線信号を受信することができる距離との関係を示すグラフである。
【図９】（ａ）は、従来の光通信用半導体デバイスの一例を示す要部の断面図、（ｂ）は、その平面図である。
【符号の説明】
１１  リードフレーム
１２  半導体チップ
１３  ボンディングワイヤー
１４  ノイズ遮蔽用ワイヤー
１５  フォトダイオード
１６  光信号処理用ＩＣ
【図１】
0003745156.tif 000002
【図２】
0003745156.tif 000003
【図３】
0003745156.tif 000004
【図４】
0003745156.tif 000005
【図５】
0003745156.tif 000006
【図６】
0003745156.tif 000007
【図７】
0003745156.tif 000008
【図８】
0003745156.tif 000009
【図９】
0003745156.tif 000010