專利名稱：多片模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種多片摸塊，其具有諸如LED(發(fā)光二級管)或LD(激光二極管)的發(fā)光器件及集成電路的多片模塊，其被用于電子設(shè)備或類似的裝置中用于通過諸如PC(個人計算機(jī))、PDA(個人數(shù)字輔助系統(tǒng))、DSC(數(shù)字相機(jī))或DVC(數(shù)字錄象機(jī))等的紅外通訊進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。
下面將描述設(shè)置有LED和LSI(大規(guī)模集成電路)的傳統(tǒng)的多片模塊。在圖7中，在(a)中示出具有LED12和LSI13的傳統(tǒng)的多片模塊的示意圖，在(b)中，其示出了等效電路圖。LED12在當(dāng)在其上施加了電壓后，會發(fā)出諸如紅外線的近-可見光。
LSI13為僅在晶片的一側(cè)上形成有電路的單片集成電路。在圖7的電路圖中，用虛線框表示單片LSI13。在虛線框內(nèi)，如其所示，在各個元件中，只有輸出晶體管被安裝在單片LSI13內(nèi)。此輸出晶體管為具有高驅(qū)動能力的NPN-型雙極晶體管并被安插在LED12和基準(zhǔn)電勢之間。這里，單片LSI13被通過控制流過LED12的電流量而控制從LED12發(fā)出的光量。
金屬導(dǎo)線框19由島區(qū)部分14a和14b構(gòu)成，用于連接諸如LED12的芯片和用于外部連接的導(dǎo)線端部16。這里，如圖7(b)所示，LED12的陰極和陽極都不與基準(zhǔn)電勢相連或被提供電壓，因此，其基片的電勢無法與單片LSI13的基片的電勢相等。因此，LED12無法被固定在與LSI13相同的一個島區(qū)部分上，如圖7(a)所示，這就是他們被固定到單獨的島區(qū)部14a和14b上的原因。
LED12和單片LSI13被同時密封在由樹脂構(gòu)成的封裝15中。在圖7(b)所示的電路圖中，標(biāo)號17表示限流電阻器，其或者被通過導(dǎo)線框的導(dǎo)線端16被固定到外部或者被形成在LSI13中。
當(dāng)向具有上述結(jié)構(gòu)的多片模塊11通電時，LED12發(fā)出光同時產(chǎn)生熱。此熱量首先被島部14a吸收，該部具有低的熱阻，然后通過封裝15擴(kuò)散到空氣中。
在具有上述結(jié)構(gòu)的多片模塊11中，單片LSI13大于LED12，相應(yīng)的如此形成的單片LSI13的島部14b大于LED12的島部14a。由于需要將島部14a和14b形成在具有有限尺寸的封裝15中，使得其不可避免的無法對LED12的島部14a的足夠大的面積進(jìn)行固定。
如上所述，LED12的島部14a首先吸收LED12的熱量，然后通過封裝15將熱量擴(kuò)散到空氣中。然而，比所需要的要小的島部14a無法充分的吸收LED12的熱量，且是相應(yīng)的，多片模塊提供非常低的封裝能力(能量擴(kuò)散能力)；即，LED12提供非常低的散熱能力。這就需要限制流過LED12的電流，從而限制所產(chǎn)生的熱量，從而限制發(fā)光量。
為了獲得LED12的滿意的熱擴(kuò)散，例如，可以在島部14a上形成散熱片。圖8為如上所述的，通過另外的在多片模塊11中形成散熱片18a和18b所獲得多片模塊的示意圖。散熱片18a和18b與島部14a整體形成，且其部分從封裝15突出出來。散熱片a將熱擴(kuò)散到空氣中，如此形成的與上面固定有多片模塊11的印刷電路板(未示出)相連接的散熱片18b將熱通過印刷電路板擴(kuò)散出去。
除了提供散熱片18a和18b外，還可以將封裝15自身制造得較大，從而擴(kuò)大用于LED12的島部14a，由此提高島部14a的散熱能力。
然而，通過形成散熱片18a或18b或擴(kuò)大封裝15，都不可避免的使得多片模塊作為一個整體具有大的體積。這會對上述的印刷電路板造成額外的限制，或阻礙實現(xiàn)其中安裝有多片模塊的電子設(shè)備的小型化。
本發(fā)明的一個目的是提供一種具有較高封裝能力且可保證從發(fā)光裝置發(fā)出滿意的大量光的多片模塊。
為了實現(xiàn)上述的目的，根據(jù)本發(fā)明，多片模塊包含發(fā)光裝置，其具有一個與所提供的電壓或基準(zhǔn)電壓相連的陽極或陰極；一個控制電路，其具有導(dǎo)電類型與發(fā)光裝置的基片相反的基片，用于控制通過發(fā)光裝置的電流；一個導(dǎo)線框，其包括一個島部，在其上固定有發(fā)光裝置和控制電路；和一個封裝，用于密封發(fā)光裝置和控制裝置。在此結(jié)構(gòu)中，在發(fā)光裝置發(fā)光時產(chǎn)生的熱被導(dǎo)線框所吸收，然后其通過封裝擴(kuò)散到空氣中。


圖1為本發(fā)明的第一實施例的多片模塊的示意圖，圖2為圖1的等效的電路圖，圖3為圖1模塊的主要部分的結(jié)構(gòu)圖；圖4為根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的多片模塊的示意圖；圖5為圖4的模塊的等效電路圖，圖6為圖4模塊的主要部分的結(jié)構(gòu)圖；圖7示出傳統(tǒng)的多片模塊，在圖7(a)中示出其示意圖，在圖7(b)中示出其等效電路圖；圖8為另外一個傳統(tǒng)的多片模塊的示意圖。
下面將參考相應(yīng)的附圖對本發(fā)明的實施例進(jìn)行描述。圖1為根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的帶有LED和LSI的多片模塊的示意圖，圖2為其等效電路圖。LED2為具有N-型基片(N-型導(dǎo)電性的基片，即N-型半導(dǎo)體基片)的發(fā)光二極管。LED2在當(dāng)對其加有電壓時發(fā)出諸如紅外線的近-紅外可見光。
LSI3為具有P-型基片(P-型半導(dǎo)體基片)和具有形成在晶片的一側(cè)上的電路的多片集成電路。在圖2中所示的電路圖中，用虛線框代表單片LSI3。在虛線框內(nèi)，在安裝在單片LSI3的各個元件中，只有p-溝道MOS晶體管作為輸出晶體管。
金屬導(dǎo)線框9包含用于固定諸如LED2的芯片和用于外部連接的導(dǎo)線端部6的島部4。這里，如圖2中所示，將LED2的陰極與基準(zhǔn)電勢相連，LED2使用N-型基片，并對單片LSI3使用P-型基片，這樣使得可以將LED2和單片LSI3固定到同一島部4上。下面將參考圖3的結(jié)構(gòu)圖進(jìn)行描述。
LED2使用其N-型基片作為其陰極，且此N-型基片通過島部4接地。另一方面，LSI3被固定到同一島部4上，其P-型基片30被保持與島部4相連。在P-型基片30中，形成N阱31，且在此N阱31中形成源極32和漏極33。標(biāo)號34表示柵電極。因此，N阱31、源極32、漏極33和柵電極34構(gòu)成P-溝道MOS晶體管35，其中其源極32和N阱31共同與直流電源Vcc相連。
在P-型基片30中，除了上述的P-溝道MOS晶體管35外，還形成多個MOS晶體管。在這些MOS晶體管中，P-溝道MOS晶體管形成在P-型基片30的其他的阱內(nèi)，而N-溝道MOS晶體管直接形成在P-型基片30內(nèi)。
例如，如圖3中所示，在P-型基片30的另一部分中，形成具有源極36、漏極37和柵電極38的N-溝道MOS晶體管40。在此情況下，基片30通常通過P區(qū)39與地相連。這表示允許保持P-型基片30與島部4相連，島部4接地。因此，可以將LSI3和LED2同時固定到同一島部4上。
單片LSI3控制流過LED2的電流，從而控制從LED2發(fā)出的光量。需注意的是，輸出晶體管可以是如傳統(tǒng)中所使用的是雙極晶體管，只要是如在實施例中所討論的，就他們的基片的導(dǎo)電型而言，LED2和單片LSI3之間的關(guān)系被保持一樣就可。
LED2和LSI3被密封在由樹脂制成的封裝5中。在圖2中，標(biāo)號7表示通過導(dǎo)線端6被固定到外部的限流電阻。
當(dāng)具有上述結(jié)構(gòu)的多片模塊被充電時，LED2發(fā)出光同時產(chǎn)生熱。所產(chǎn)生的熱首先被島部4所吸收，其具有低的熱阻，然后通過封裝5將熱擴(kuò)散到空氣中。在此實施例中，LED2和單片LSI3都被固定到島部4上。相應(yīng)的，島部4較大，從而比傳統(tǒng)的多片模塊11的島部14a(參見圖7)吸收更多的熱。結(jié)果，可獲得較高的封裝能力。
這樣就可減少對流過LED2的電流的限制，從而提高所發(fā)出的光量。另外，無須采用特殊的結(jié)構(gòu)，例如另外提供散熱片，因此可以滿意的符合其中安裝有多片模塊的電子設(shè)備的小型化的要求。因此，不僅可以獲得對由LED2所產(chǎn)生的熱的滿意的擴(kuò)散，而且同樣適于由單片LSI3所產(chǎn)生的熱，因此無須限制流過單片LSI3的電流。
在第一實施例中，多片模塊設(shè)置有帶有N-型基片的LED2和具有P-型基片的單片LSI3。然而，通過使用具有P-型基片的LED和具有N-型基片的LSI可獲得同樣的效果。在圖4到圖6中示出了具有此種結(jié)構(gòu)的本發(fā)明的第二實施例。圖4為此多片模塊1’的多片模塊，圖5為其等效電路圖，圖6為主要部分的結(jié)構(gòu)圖。標(biāo)號2’表示具有P-型基片的LED，標(biāo)號3’表示具有N-型基片的LSI。在此情況下，晶體管35’為N-溝道MOS晶體管。
在圖6中，LED2’具有P-型基片作為其陽極，而此P-型基片通過島部4與直流電壓Vcc相連。此LSI3’具有N-型基片30’，而此N-型基片30’通過n區(qū)39’與直流電壓Vcc相連。因此，可同時將LSI3’和LED2’固定到島部4上，島部4被連接到電壓Vcc上。標(biāo)號31’表示P阱，標(biāo)號40’表示P-溝道MOS晶體管。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，在多片模塊中，LED和多片LSI被固定到導(dǎo)線框的一個連續(xù)的島部上，因此在封裝內(nèi)島部可被給出最大的面積。其結(jié)果，導(dǎo)線框可充分的吸收所產(chǎn)生的熱，然后通過封裝擴(kuò)散到空氣中。這樣可獲得足夠高的封裝能力，同時保持多片模塊小巧，從而提高所發(fā)出的光量。通過這些好處，本發(fā)明尤其適用于使用發(fā)光元件(發(fā)光二極管或激光二極管)的多片模塊和集成電路中，并被設(shè)計用于在電子設(shè)備中通過紅外通訊(諸如個人計算機(jī)，個人數(shù)字輔助設(shè)備，數(shù)字相機(jī)或數(shù)字錄象機(jī))進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。
權(quán)利要求
1.一種多片模塊，其特征在于包含發(fā)光裝置，其具有一個與所提供的電壓或基準(zhǔn)電壓相連的陽極或陰極；一個控制電路，其具有導(dǎo)電類型與發(fā)光裝置的基片相反的基片，用于控制通過發(fā)光裝置的電流；一個導(dǎo)線框，其包括一個島部，在其上固定有發(fā)光裝置和控制裝置；和一個封裝，用于密封發(fā)光裝置和控制裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多片模塊，其特征在于控制電路為具有MOS晶體管的LSI。
3.一種紅外通訊裝置，其特征在于其安裝有如權(quán)利要求1所述的多片模塊。
4.一種光學(xué)裝置，其特征在于其安裝有如權(quán)利要求1所述的多片模塊。
全文摘要
一種多片模塊,其具有發(fā)光器件,其中一個陽極或陰極與電源或基準(zhǔn)電壓相連;一個控制電路,其控制到達(dá)發(fā)光元件的電流量,并具有一個導(dǎo)電性與發(fā)光元件相反的基片;一個導(dǎo)線框,其中發(fā)光元件和控制電路與公共區(qū)部分(4)相連;一個用于密封發(fā)光元件和控制電路的封裝。因此,可獲得使用發(fā)出大量光的發(fā)光元件的小尺寸的多片模塊。
文檔編號H01L25/16GK1253663SQ98804430
公開日2000年5月17日 申請日期1998年4月27日 優(yōu)先權(quán)日1997年4月28日
發(fā)明者山本憲次 申請人:羅姆股份有限公司