JPH0645636A - 受発光素子およびこれを利用した受発光装置 - Google Patents
受発光素子およびこれを利用した受発光装置Info
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- H01L2224/451—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof
- H01L2224/45138—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
- H01L2224/45144—Gold (Au) as principal constituent
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 絶縁不良を抑える。
【構成】 受光チップ23および発光チップ24を、同
一の絶縁基板上に積載集積化した受発光素子12を用い
て、前記受発光チップ23,24間に透明絶縁層25を
介して搭載する。透明絶縁層25を上層側チップ23の
底面から外方向に突出して形成し、はみ出した分だけ受
発光チップ23,24間の沿面距離を広くとる。
一の絶縁基板上に積載集積化した受発光素子12を用い
て、前記受発光チップ23,24間に透明絶縁層25を
介して搭載する。透明絶縁層25を上層側チップ23の
底面から外方向に突出して形成し、はみ出した分だけ受
発光チップ23,24間の沿面距離を広くとる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、発光チップおよび受光
チップを備えた受発光素子およびこれを利用した受発光
装置に関する。
チップを備えた受発光素子およびこれを利用した受発光
装置に関する。
【0002】
【従来の技術】図6は従来例1の受発光素子を示す断面
図、図7は従来例1の受発光素子を示す斜視図である。
図、図7は従来例1の受発光素子を示す斜視図である。
【0003】従来例1にかかる受発光素子は、図6,7
の如く、鉄系もしくは銅系の金属リードフレーム1,2
の先端に、発光ダイオードチップ等の発光チップ3と、
フォトダイオードチップやフォトトランジスタチップ等
の受光チップ4とをそれぞれ銀ペースト等でダイボンド
し、その後、Auワイヤー等のボンディングワイヤーで
ワイヤボンドが施され、その後、両チップ3,4は対向
配置される。
の如く、鉄系もしくは銅系の金属リードフレーム1,2
の先端に、発光ダイオードチップ等の発光チップ3と、
フォトダイオードチップやフォトトランジスタチップ等
の受光チップ4とをそれぞれ銀ペースト等でダイボンド
し、その後、Auワイヤー等のボンディングワイヤーで
ワイヤボンドが施され、その後、両チップ3,4は対向
配置される。
【0004】そして、前記両チップ3,4は、チップ保
護および光外部量子効率の向上のため、透光性樹脂5に
よる一次モールドを施した後、前記金属リードフレーム
1,2の保護と外乱光の侵入を遮蔽するために、遮光性
樹脂6で二次モールドがなされている。
護および光外部量子効率の向上のため、透光性樹脂5に
よる一次モールドを施した後、前記金属リードフレーム
1,2の保護と外乱光の侵入を遮蔽するために、遮光性
樹脂6で二次モールドがなされている。
【0005】これらの受発光素子では、発光チップ3と
受光チップ4との間隔が比較的大きいため、光の伝達効
率は低く、光の損失が大きいことが問題となっている。
受光チップ4との間隔が比較的大きいため、光の伝達効
率は低く、光の損失が大きいことが問題となっている。
【0006】このため、特開昭59−103387号、
特開昭59−132177号等において、図8の如く、
同一平面内で、厚み方向に受光チップ4(例えばフォト
ダイオード)と発光チップ3(例えば発光ダイオード)
を集積化し、各チップ3,4間を透明絶縁層7(例えば
セレン化亜鉛)により電気的に絶縁させることで、両チ
ップ3,4間を短くとり、受光効率を向上させたものも
ある(従来例2)。
特開昭59−132177号等において、図8の如く、
同一平面内で、厚み方向に受光チップ4(例えばフォト
ダイオード)と発光チップ3(例えば発光ダイオード)
を集積化し、各チップ3,4間を透明絶縁層7(例えば
セレン化亜鉛)により電気的に絶縁させることで、両チ
ップ3,4間を短くとり、受光効率を向上させたものも
ある(従来例2)。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】従来例2の場合、両チ
ップ3,4間の絶縁耐圧は、透明絶縁層7の厚みにより
十分高い値を得ることができる。
ップ3,4間の絶縁耐圧は、透明絶縁層7の厚みにより
十分高い値を得ることができる。
【0008】しかし、透明絶縁層7の厚みは、発光チッ
プ3と受光チップ4との間の沿面距離aとなり、非常に
短くなる。そして、これら沿面の界面には、外部からの
汚れや水分が侵入しやすく、その汚れや水分によりイオ
ン導電が発生する。この現象は、沿面距離が短いほど起
こりやすくなり、受発光素子において長時間動作後での
電気的絶縁不良が起こる原因となる。
プ3と受光チップ4との間の沿面距離aとなり、非常に
短くなる。そして、これら沿面の界面には、外部からの
汚れや水分が侵入しやすく、その汚れや水分によりイオ
ン導電が発生する。この現象は、沿面距離が短いほど起
こりやすくなり、受発光素子において長時間動作後での
電気的絶縁不良が起こる原因となる。
【0009】本発明は、上記課題に鑑み、受発光チップ
間での光の伝達効率を低下させることなく絶縁耐圧を高
めることができるとともに、長時間動作後の絶縁不良を
防止し、安定した動作が可能となる受発光素子の提供を
目的とする。
間での光の伝達効率を低下させることなく絶縁耐圧を高
めることができるとともに、長時間動作後の絶縁不良を
防止し、安定した動作が可能となる受発光素子の提供を
目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明請求項1による課
題解決手段は、図1〜5の如く、発光チップ23と受光
チップ24とが厚み方向に積層され、該発光チップ23
および受光チップ24のうちの上層側チップ23は、他
方の下層側チップ24の一部が露出するよう下層側チッ
プ24より小面積とされた受発光素子12において、両
チップ23,24の間に、電気的絶縁のための透明絶縁
層25が積層され、該透明絶縁層25は、上層側チップ
23の底面から外方向に突出して形成されたものであ
る。
題解決手段は、図1〜5の如く、発光チップ23と受光
チップ24とが厚み方向に積層され、該発光チップ23
および受光チップ24のうちの上層側チップ23は、他
方の下層側チップ24の一部が露出するよう下層側チッ
プ24より小面積とされた受発光素子12において、両
チップ23,24の間に、電気的絶縁のための透明絶縁
層25が積層され、該透明絶縁層25は、上層側チップ
23の底面から外方向に突出して形成されたものであ
る。
【0011】本発明請求項2による課題解決手段は、請
求項1記載の透明絶縁層25の一部は、下層側チップ2
4のワイヤボンディングを妨げないよう折曲されたもの
である。
求項1記載の透明絶縁層25の一部は、下層側チップ2
4のワイヤボンディングを妨げないよう折曲されたもの
である。
【0012】本発明請求項3による課題解決手段は、絶
縁ケース基板11に凹部13が形成され、該凹部13か
ら絶縁ケース基板11の裏面にかけて薄膜状の金属配線
14が立体的に形成され、該金属配線14に、請求項1
または請求項2記載の受発光素子12が搭載されたもの
である。
縁ケース基板11に凹部13が形成され、該凹部13か
ら絶縁ケース基板11の裏面にかけて薄膜状の金属配線
14が立体的に形成され、該金属配線14に、請求項1
または請求項2記載の受発光素子12が搭載されたもの
である。
【0013】
【作用】上記請求項1〜3による課題解決手段におい
て、発光チップ23と受光チップ24との間に透明絶縁
層25を介して光結合させているので、両チップ23,
24間の間隔を広げることなく、絶縁耐圧の向上が図れ
ると共に、沿面距離を大きくとれることで、長時間動作
後での電気的絶縁不良を抑えることが可能となる。ま
た、透明絶縁層25の発光チップ23からの外方向への
突出寸法を長く設定することで、発光チップ23と受光
チップ24との沿面距離を長くすることが可能であり、
受発光素子12において長時間動作後での絶縁不良など
の問題を抑えることができる。
て、発光チップ23と受光チップ24との間に透明絶縁
層25を介して光結合させているので、両チップ23,
24間の間隔を広げることなく、絶縁耐圧の向上が図れ
ると共に、沿面距離を大きくとれることで、長時間動作
後での電気的絶縁不良を抑えることが可能となる。ま
た、透明絶縁層25の発光チップ23からの外方向への
突出寸法を長く設定することで、発光チップ23と受光
チップ24との沿面距離を長くすることが可能であり、
受発光素子12において長時間動作後での絶縁不良など
の問題を抑えることができる。
【0014】
【実施例】図1は本発明に係わる受発光装置の第一実施
例を示す断面図、図2は本発明に係わる受発光装置の第
一実施例を示す平面図、図3は本発明に係わる受発光装
置の第一実施例を示す分解斜視図、図4は第一実施例の
受発光装置に用いられる受発光素子の断面図である。
例を示す断面図、図2は本発明に係わる受発光装置の第
一実施例を示す平面図、図3は本発明に係わる受発光装
置の第一実施例を示す分解斜視図、図4は第一実施例の
受発光装置に用いられる受発光素子の断面図である。
【0015】本実施例の受発光装置は、図1〜3の如
く、絶縁ケース基板11の内部に、受発光素子12が搭
載されてなるものである。
く、絶縁ケース基板11の内部に、受発光素子12が搭
載されてなるものである。
【0016】前記絶縁ケース基板11は、液晶ポリマー
やセラミック等の材料を用いて、例えば射出成型などの
手法により形成される。該絶縁ケース基板11の上面に
は、受発光素子12を収納する凹部13が形成される。
やセラミック等の材料を用いて、例えば射出成型などの
手法により形成される。該絶縁ケース基板11の上面に
は、受発光素子12を収納する凹部13が形成される。
【0017】該凹部13から絶縁ケース基板11の裏面
にかけては、薄膜状の金属配線14が立体的にめっき形
成されている。該金属配線14は、凹部13内の内部電
極部15,16,17と、該内部電極部15,16に連
続して絶縁ケース基板11の上面および側面スルーホー
ルに形成された配線部18,19と、該配線部18,1
9に連続して絶縁ケース基板11の裏面に形成され外部
実装基板に半田付けされる裏面電極部21,22とから
なる。
にかけては、薄膜状の金属配線14が立体的にめっき形
成されている。該金属配線14は、凹部13内の内部電
極部15,16,17と、該内部電極部15,16に連
続して絶縁ケース基板11の上面および側面スルーホー
ルに形成された配線部18,19と、該配線部18,1
9に連続して絶縁ケース基板11の裏面に形成され外部
実装基板に半田付けされる裏面電極部21,22とから
なる。
【0018】前記受発光素子12は、フォトダイオード
等の受光チップ24と、発光ダイオード等の発光チップ
23とが厚み方向に順次積層され、上層側の発光チップ
23は、下層側の受光チップ24の一部が露出するよう
受光チップ24より小面積とされ、両チップ23,24
の間に、電気的絶縁のための透明絶縁層25が積層され
ている。
等の受光チップ24と、発光ダイオード等の発光チップ
23とが厚み方向に順次積層され、上層側の発光チップ
23は、下層側の受光チップ24の一部が露出するよう
受光チップ24より小面積とされ、両チップ23,24
の間に、電気的絶縁のための透明絶縁層25が積層され
ている。
【0019】前記透明絶縁層25は、例えばポリイミド
樹脂のような絶縁樹脂が用いられ、上層側チップ23の
底面から外方向に突出して形成され、透明絶縁層25の
突出した部分は、下層側の受光チップ24のワイヤーボ
ンディングの作業性を劣化させないよう折曲されてい
る。
樹脂のような絶縁樹脂が用いられ、上層側チップ23の
底面から外方向に突出して形成され、透明絶縁層25の
突出した部分は、下層側の受光チップ24のワイヤーボ
ンディングの作業性を劣化させないよう折曲されてい
る。
【0020】なお、前記発光チップ23、受光チップ2
4および透明絶縁層25の接着は、透明絶縁層25に接
着性を持たせてやるか、接着部に透明の絶縁性ペースト
を用いて硬化することで密着される。
4および透明絶縁層25の接着は、透明絶縁層25に接
着性を持たせてやるか、接着部に透明の絶縁性ペースト
を用いて硬化することで密着される。
【0021】該受発光素子12は、前記金属配線14の
一方の内部電極部15にダイボンドされ、他方の内部電
極部16にAuワイヤ等のボンデイングワイヤ27にて
結線される。
一方の内部電極部15にダイボンドされ、他方の内部電
極部16にAuワイヤ等のボンデイングワイヤ27にて
結線される。
【0022】また、前記絶縁ケース基板11の凹部13
には、受発光素子12の搭載後、発光チップの外部量子
効率の向上、および両チップ23,24の保護を目的
に、透光性樹脂28が封止される。該透光性樹脂28の
量は、前記受発光チップが充分覆われる程度に設定され
る。
には、受発光素子12の搭載後、発光チップの外部量子
効率の向上、および両チップ23,24の保護を目的
に、透光性樹脂28が封止される。該透光性樹脂28の
量は、前記受発光チップが充分覆われる程度に設定され
る。
【0023】さらに、該透光性樹脂28の上部は、外乱
光の入射を遮断するため、遮光性樹脂29にて封止され
る。
光の入射を遮断するため、遮光性樹脂29にて封止され
る。
【0024】上記構成の受発光装置では、透明絶縁層2
5を受発光チップ23,24間に介在することで、受発
光チップ23,24間の絶縁耐圧は得られる。そこで得
られる絶縁耐圧値は、搭載される透明絶縁層25の厚み
により決まる。
5を受発光チップ23,24間に介在することで、受発
光チップ23,24間の絶縁耐圧は得られる。そこで得
られる絶縁耐圧値は、搭載される透明絶縁層25の厚み
により決まる。
【0025】つまり、従来の受発光素子12では、各チ
ップ23,24間に介した透明絶縁層25を厚くするこ
とで、高い絶縁耐圧値を得ることができる。しかし、沿
面距離を見ると、図8の如く、従来例2では透明絶縁層
25の厚みaとなるため、非常に短くなっている。ここ
で、図4の如く、受発光チップ23,24間に高抵抗の
透明絶縁層25を介した本実施例の受発光素子12で
は、透明絶縁層25を従来と同様の厚みとすることで、
従来例と同様に高い絶縁耐圧値が得られ、その沿面距離
は、透明絶縁層25の厚みではなく、透明絶縁層25の
発光チップ23からの突出寸法を長く設定することで、
図4の沿面距離bまたはcとなり長い距離が得られる。
そうすると、以下の(1)〜(4)の効果が期待でき
る。
ップ23,24間に介した透明絶縁層25を厚くするこ
とで、高い絶縁耐圧値を得ることができる。しかし、沿
面距離を見ると、図8の如く、従来例2では透明絶縁層
25の厚みaとなるため、非常に短くなっている。ここ
で、図4の如く、受発光チップ23,24間に高抵抗の
透明絶縁層25を介した本実施例の受発光素子12で
は、透明絶縁層25を従来と同様の厚みとすることで、
従来例と同様に高い絶縁耐圧値が得られ、その沿面距離
は、透明絶縁層25の厚みではなく、透明絶縁層25の
発光チップ23からの突出寸法を長く設定することで、
図4の沿面距離bまたはcとなり長い距離が得られる。
そうすると、以下の(1)〜(4)の効果が期待でき
る。
【0026】(1)受発光チップ間の間隔を狭くするこ
とができ、光の伝達効率が向上する。
とができ、光の伝達効率が向上する。
【0027】(2)(1)より、受光チップ24側でよ
り大きな出力を得ることができるため、受発光素子12
の高速化、高出力化、低コスト化、および低電流駆動化
が可能である。
り大きな出力を得ることができるため、受発光素子12
の高速化、高出力化、低コスト化、および低電流駆動化
が可能である。
【0028】(3)受発光チップ23,24間の沿面距
離を広くとることで、長時間動作後での受発光チップ2
3,24間の絶縁不良は抑えることができ、より信頼性
の高い受発光素子12の提供が可能となる。
離を広くとることで、長時間動作後での受発光チップ2
3,24間の絶縁不良は抑えることができ、より信頼性
の高い受発光素子12の提供が可能となる。
【0029】(4)受発光チップ23,24を同一の絶
縁基板上に積層して集積化しているため、実装面積が小
さくすみ、より小型化な受発光素子12の提供が可能と
なる。
縁基板上に積層して集積化しているため、実装面積が小
さくすみ、より小型化な受発光素子12の提供が可能と
なる。
【0030】なお、本発明は、上記実施例に限定される
ものではなく、本発明の範囲内で上記実施例に多くの修
正および変更を加え得ることは勿論である。
ものではなく、本発明の範囲内で上記実施例に多くの修
正および変更を加え得ることは勿論である。
【0031】例えば、図5の如く、透明絶縁層25の下
面や上面に絶縁基板30を挿入してもよい。
面や上面に絶縁基板30を挿入してもよい。
【0032】また、上記実施例においては、絶縁ケース
基板11に凹部13を形成し、受発光素子12を凹部1
3の内部に搭載していたが、絶縁ケース基板11には必
ずしも凹部13を形成する必要がない。この場合、絶縁
ケース基板11の上面に受発光素子12をダイボンドす
ればよい。
基板11に凹部13を形成し、受発光素子12を凹部1
3の内部に搭載していたが、絶縁ケース基板11には必
ずしも凹部13を形成する必要がない。この場合、絶縁
ケース基板11の上面に受発光素子12をダイボンドす
ればよい。
【0033】また、受発光素子12は、リードフレーム
等に搭載しても良い。
等に搭載しても良い。
【0034】さらに、絶縁ケース基板11に一組の発光
チップ1と受光チップ2とを配設しているが、これらは
一組に限定されるものではない。
チップ1と受光チップ2とを配設しているが、これらは
一組に限定されるものではない。
【0035】さらにまた、透明絶縁層25の形状は、受
発光チップのワイヤーを考慮した形状になっていれば、
どのような形でも良い。
発光チップのワイヤーを考慮した形状になっていれば、
どのような形でも良い。
【0036】
【発明の効果】以上の説明から明らかな通り、本発明請
求項1〜3によると、受光チップおよび発光チップを、
同一の絶縁基板上に積層して集積化した受発光チップに
おいて、受発光チップ間に透明絶縁層を介在させたこと
で、発光チップ間の間隔を狭くすることができると共
に、透明絶縁層を素子から外方向に突出させることで、
受発光チップ間の沿面距離を広くとることが可能である
ことから、以下の効果が期待できる。
求項1〜3によると、受光チップおよび発光チップを、
同一の絶縁基板上に積層して集積化した受発光チップに
おいて、受発光チップ間に透明絶縁層を介在させたこと
で、発光チップ間の間隔を狭くすることができると共
に、透明絶縁層を素子から外方向に突出させることで、
受発光チップ間の沿面距離を広くとることが可能である
ことから、以下の効果が期待できる。
【0037】(1)受発光チップ間の間隔を狭くするこ
とで、光の伝達効率が向上する。
とで、光の伝達効率が向上する。
【0038】(2)(1)より、受光チップ側でより大
きな出力を得ることができるため、受発光素子の高速
化、高出力化、低コスト化、および低電流駆動化が可能
である。
きな出力を得ることができるため、受発光素子の高速
化、高出力化、低コスト化、および低電流駆動化が可能
である。
【0039】(3)発光チップ間の沿面距離を広くとる
ことで、長時間動作後での受発光チップ間の絶縁不良は
抑えることができ、より信頼性の高い受発光素子の提供
が可能となる。
ことで、長時間動作後での受発光チップ間の絶縁不良は
抑えることができ、より信頼性の高い受発光素子の提供
が可能となる。
【0040】(4)受発光チップを同一の絶縁基板上に
集積化しているため、実装面積が小さくすみ、より小型
化な受発光素子の提供が可能となる。
集積化しているため、実装面積が小さくすみ、より小型
化な受発光素子の提供が可能となる。
【0041】また、請求項2によると、ワイヤボンディ
ング時の作業性を損なうことなく、透明絶縁層を素子か
ら外方向に突出させることができ、歩留まりの向上を図
り得るといった優れた効果がある。
ング時の作業性を損なうことなく、透明絶縁層を素子か
ら外方向に突出させることができ、歩留まりの向上を図
り得るといった優れた効果がある。
【図1】本発明に係わる受発光装置の第一実施例を示す
断面図
断面図
【図2】本発明に係わる受発光装置の第一実施例を示す
平面図
平面図
【図3】本発明に係わる受発光装置の第一実施例を示す
分解斜視図
分解斜視図
【図4】第一実施例の受発光装置に用いられる受発光素
子の断面図
子の断面図
【図5】本発明に係わる受発光装置の他の実施例を示す
断面図
断面図
【図6】従来例1の受発光装置を示す断面図
【図7】従来例1の受発光装置を示す斜視図
【図8】従来例2の受発光素子を示す断面図
11 絶縁ケース基板 13 凹部 14 金属配線 23 発光チップ 24 受光チップ 25 透明絶縁層
Claims (3)
- 【請求項1】 発光チップと受光チップとが厚み方向に
積層され、該発光チップおよび受光チップのうちの上層
側チップは、他方の下層側チップの一部が露出するよう
下層側チップより小面積とされた受発光素子において、
両チップの間に、電気的絶縁のための透明絶縁層が積層
され、該透明絶縁層は、上層側チップの底面から外方向
に突出して形成されたことを特徴とする受発光素子。 - 【請求項2】 請求項1記載の透明絶縁層の一部は、下
層側チップのワイヤボンディングを妨げないよう折曲さ
れたことを特徴とする受発光素子。 - 【請求項3】 絶縁ケース基板に凹部が形成され、該凹
部から絶縁ケース基板の裏面にかけて薄膜状の金属配線
が立体的に形成され、該金属配線に、請求項1または請
求項2記載の受発光素子が搭載されたことを特徴とする
受発光装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19844892A JPH0645636A (ja) | 1992-07-24 | 1992-07-24 | 受発光素子およびこれを利用した受発光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19844892A JPH0645636A (ja) | 1992-07-24 | 1992-07-24 | 受発光素子およびこれを利用した受発光装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0645636A true JPH0645636A (ja) | 1994-02-18 |
Family
ID=16391270
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP19844892A Pending JPH0645636A (ja) | 1992-07-24 | 1992-07-24 | 受発光素子およびこれを利用した受発光装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0645636A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9082685B2 (en) | 2013-06-25 | 2015-07-14 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Optical-coupling semiconductor device |
JP2016171235A (ja) * | 2015-03-13 | 2016-09-23 | 株式会社東芝 | 半導体モジュール |
EP3082170A3 (de) * | 2015-04-17 | 2016-11-09 | AZUR SPACE Solar Power GmbH | Stapelförmiger optokopplerbaustein |
-
1992
- 1992-07-24 JP JP19844892A patent/JPH0645636A/ja active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9082685B2 (en) | 2013-06-25 | 2015-07-14 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Optical-coupling semiconductor device |
JP2016171235A (ja) * | 2015-03-13 | 2016-09-23 | 株式会社東芝 | 半導体モジュール |
US10204891B2 (en) | 2015-03-13 | 2019-02-12 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor module |
EP3082170A3 (de) * | 2015-04-17 | 2016-11-09 | AZUR SPACE Solar Power GmbH | Stapelförmiger optokopplerbaustein |
US10050169B2 (en) | 2015-04-17 | 2018-08-14 | Azur Space Solar Power Gmbh | Stacked optocoupler component |
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