CN101437337A - 半导体装置及制造方法、功率控制装置、电子设备与模块 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及半导体装置、半导体装置的制造方法、功率控制装置、电子设备以及模块。半导体装置包括：固态继电器，具有第1发光元件(10)、接受来自第1发光元件的光的光触发元件(16)、以及密封了第1发光元件和光触发元件的透光性树脂(23)；双向输入型光电耦合器(31)，具有反方向并列连接的第2、第3发光元件(12、14)、接受来自上述第2、第3发光元件的光的光电晶体管(19)、密封第2、第3发光元件和光电晶体管的透光性树脂(23)；以及遮光壁(25)，在固态继电器和双向输入型光电耦合器之间进行遮光、在由遮光壁在固态继电器和双向输入型光电耦合器之间进行遮光的状态下进行1封装化。根据本发明的半导体装置能够实现小型化，同时能够降低制作成本。

Description

半导体装置及制造方法、功率控制装置、电子设备与模块
技术领域
本发明涉及半导体装置、半导体装置的制造方法、功率控制装置、电子设备以及模块，详细地说，涉及控制对照明装置等的负载提供交流功率的半导体装置和该半导体装置的制造方法、以及使用了该半导体装置的功率控制装置、电子设备以及模块。
背景技术
以往，作为半导体装置，存在用于驱动LED照明的功率控制装置的半导体装置。该半导体装置一般需要DC(直流)电源，由AC(交流)电源提供功率时，需要AC-DC转换器。
另一方面，对可进行交流直接驱动的负载进行功率调整时，为了利用非过零型的光触发元件，对输入到负载的交流输入电压进行相位控制，并检测交流输入电压的过零点(交流电压通过GND的点)，使用双向的光电耦合器。
此外，作为检测交流电压的过零的功率控制装置，存在在交流输入电压的从正侧到负侧或者从负侧到正侧切换的定时输入端的发光元件发光，接受来自该发光元件的光而光电耦合器输出输出信号，从而进行检测的装置(例如，参考特开平10-145200号公报)。
此外，作为以往的其他的功率控制装置，存在利用了以固态继电器进行相位控制的方式的调光器(例如，参考特开2001-126882号公报)。
作为在照明装置等的电子产品(例如灯泡式的照明装置)中安装的驱动器用的半导体装置，存在若使用AC-DC转换器则导致装置变大的课题，需要以能够收藏于灯泡的灯头的尺寸的AC能够进行直接驱动的小型的半导体装置。
此外，由于用于以往的交流电压的过零检测的光电耦合器和用于相位控制的固态继电器，分别作为具有不同功能的半导体装置而分开制造，并安装在基板上，因此存在安装面积增大且制造成本提高的问题。
发明内容
因此，本发明的课题在于，提供一种能够小型化且能够降低制造成本的半导体装置以及此导体装置的制造方法。
此外，本发明的另一个课题在于，提供一种利用了能够小型化且能够降低制造成本的半导体装置的功率控制装置和利用了该半导体装置的电子设备以及利用了该半导体装置的模块。
为了解决上述课题，本发明的半导体装置，包括：
固态继电器，具有：第1发光元件，被输入用于控制上述交流功率的控制信号；光触发元件，接受来自上述第1发光元件的光，从而将从上述交流电源施加到上述负载的交流电压接通断开；以及第1树脂密封单元，由透光性树脂密封上述第1发光元件和上述光触发元件；
双向输入型光电耦合器，具有：第2、第3发光元件，相互反方向并列连接，并被输入表示上述交流电压的信号；光电晶体管，接受来自上述第2、第3发光元件的光，输出表示上述交流电压的过零的信号；以及第2树脂密封单元，由透光性树脂密封上述第2、第3发光元件和上述光电晶体管；以及
遮光壁，在上述固态继电器和上述双向输入型光电耦合器之间进行遮光，
在由上述遮光壁在上述固态继电器和上述双向输入型光电耦合器之间进行遮光的状态下，将上述固态继电器和上述双向输入型光电耦合器1封装(package)化。
根据上述结构的半导体装置，在控制从交流电源提供给负载的交流功率的功率控制装置中，基于表示从上述交流电压的信号被输入到输入侧的双向输入型光电耦合器的光电晶体管输出的交流电压的过零的信号，对与双方输入型光电耦合器一同被1封装化的固态继电器的第1发光元件输入控制信号，从而通过固态继电器的光触发元件接通断开从交流电源对负载提供的交流电压。上述固态继电器和双向输入型光电耦合器在被遮光壁遮光的状态下被1封装化，因此来自双方的光对另一方产生影响。由此，能够降低适用于控制从交流电源对负载提供交流功率的功率控制装置的半导体装置的安装面积和制造成本。
此外，一实施方式的半导体装置中，将上述第1、第2、第3发光元件配置在沿着同一面被排列连接部分的多个引线的上述连接部分。
根据上述实施方式，通过将上述第1、第2、第3发光元件配置在沿着同一面被排列连接部分的多个引线的上述连接部分，从而在将第1、第2、第3发光元件安装在引线时，共用相同芯片焊接(die bond)装置等，能够抑制制造成本。相反，不在同一面上配置第1、第2、第3发光元件时，需要2～3台用于将发光元件搭载在引线框的芯片焊接装置，效率变差。
此外，在一实施方式的半导体装置中，上述光触发元件和上述光电晶体管通过高热传导性胶(paste)或焊料固定在上述引线的上述连接部分，
上述光触发元件和上述光电晶体管互相电绝缘。
根据上述实施方式，将通过高热传导性胶或焊料固定在上述引线的连接部分的光触发元件和光电晶体管互相电绝缘，从而能够容易使包含交流电源的初级侧的电路和次级侧的控制系统的电路绝缘。
此外，在一实施方式的半导体装置中，
包括温度传感器，配置在上述固态继电器和上述双向输入型光电耦合器的相同封装内，且通过高热传导性胶或焊料固定在上述引线的连接部分。
根据上述实施方式，在上述固态继电器和双向输入型光电耦合器的相同封装内配置通过高热传导性胶或焊料固定在引线的连接部分的温度传感器，从而能够正确监视上述引线的温度。此外，在上述封装的外部，在固定了温度传感器的引线连接负载，从而能够通过引线检测此负载的温度。
此外，在一实施方式的半导体装置中，上述温度传感器检测上述光触发元件的结点(junction)温度或封装温度。
根据上述实施方式，基于由上述温度传感器检测的光触发元件的结点温度或者封装温度，能够对负载进行功率调整，以使在例如具有微型计算机等控制单元的功率控制装置中控制光触发元件的温度上升或者封装的温度上升。
此外，在一实施方式的半导体装置中，
将上述温度传感器和上述光触发元件配置在相同的引线上，
将配置了上述温度传感器和上述光触发元件的上述引线引出至外部。
根据上述实施方式，通过将配置了上述温度传感器和光触发元件的引线引出到外部，此外，在被引出的引线的部分安装由金属或陶瓷等构成的放热板，从而能够更正确地检测例如在外部经由放热板连接在引线上的负载的温度。
此外，一实施方式的半导体装置，
将上述温度传感器和上述光触发元件配置在相同的引线上，
所述半导体装置包括放热板，安装在配置了上述温度传感器和上述光触发元件的上述引线上。
根据上述实施方式，在配置了上述温度传感器和光触发元件的同一引线上安装放热板，从而热传导率上升，能够更正确地检测光触发元件的温度。
此外，在一实施方式的半导体装置中，上述温度传感器为热敏电阻。
根据上述实施方式，通过在上述温度传感器上使用热敏电阻，从而能够在封装内的小空间配置温度传感器，实现小型化。
此外，在一实施方式的半导体装置中，
设上述光触发元件是光敏晶闸管或双向光敏晶闸管，或者，设为在光敏晶闸管或双向光敏晶闸管的输出端子连接三端双向可控硅开关元件的栅极的结构。
此外，在一实施方式的半导体装置中，上述光触发元件是具有过零功能的光敏晶闸管或双向光敏晶闸管。
根据上述实施方式，在上述光触发元件上使用具有过零功能的光敏晶闸管或双向光敏晶闸管，从而能够更简单地进行接通断开控制，且与非过零相比能够增加噪音容量。
此外，本发明的半导体装置的制造方法中，
所述半导体装置用于控制从交流电源提供给负载的交流功率的功率控制装置，包括：
固态继电器，包括：第1发光元件，被输入用于控制上述交流功率的控制信号；光触发元件，接受来自上述第1发光元件的光，从而将从上述交流电源施加到上述负载的交流电压接通断开；以及第1树脂密封单元，由透光性树脂密封上述第1发光元件和上述光触发元件；
双向输入型光电耦合器，包括：第2、第3发光元件，相互反方向并列连接，并被输入表示上述交流电压的信号；光电晶体管，接受来自上述第2、第3发光元件的光，输出表示上述交流电压的过零的信号；以及第2树脂密封单元，由透光性树脂密封上述第2、第3发光元件和上述光电晶体管；
遮光壁，在上述固态继电器和上述双向输入型光电耦合器之间进行遮光；以及
温度传感器，配置在上述固态继电器和上述双向输入型光电耦合器的同一封装内，且通过高热传导性胶或焊料固定在上述引线的连接部分，
在由上述遮光壁在上述固态继电器和上述双向输入型光电耦合器之间进行遮光的状态下，将上述固态继电器和上述双向输入型光电耦合器1封装化，其特征在于，所述半导体装置的制作方法包括：
在同一引线上的搭载上述光触发元件和上述温度传感器的区域涂填绝缘性树脂的步骤；以及
在涂填了上述绝缘性树脂后，通过上述绝缘性树脂在上述同一引线上搭载上述光触发元件和上述温度传感器。
根据上述结构，经由绝缘性树脂在同一引线上搭载上述光触发元件和温度传感器，从而将光触发元件和温度传感器电绝缘，并能够容易检测光触发元件的温度。
此外，本发明的功率控制装置，其特征在于，包括：
上述半导体装置；以及
控制单元，基于表示从上述半导体装置的上述双向输入型光电耦合器的上述光电晶体管输出的上述交流电压的过零的信号，对上述固态继电器的上述第1发光元件输出上述控制信号，从而将上述固态继电器的上述光触发元件接通断开，从而控制从上述交流电源对上述负载提供的交流功率，
上述控制单元基于根据上述半导体装置的上述温度传感器检测到的温度，进行上述半导体装置的过热保护控制。
根据上述结构，上述控制单元，基于表示从半导体装置的双向输入型光电耦合器的光电晶体管输出的上述交流电压的过零的信号，对固态继电器的第1发光元件输出交流电压，从而在通过固态继电器的光触发元件接通断开从交流电源对负载提供的交流电压时，基于由半导体装置的温度传感器检测的温度，进行半导体装置的过热保护控制，从而能够防止由半导体装置的热而引起的损伤。此外，在LED照明负载的情况下，进行过热保护控制，从而能够控制依赖于温度的LED的寿命的降低。
此外，本发明的电子设备，其特征在于搭载了上述半导体装置。
根据上述电子设备，通过搭载上述半导体装置，能够有效利用安装空间，且实现电子设备的小型化。
此外，本发明的模块，其特征在于，上述半导体装置或上述功率控制装置或者上述电子设备、和作为上述负载的LED光源一体化。
根据上述结构，设为将上述半导体装置或功率控制装置、和LED光源一体化的模块，从而作为照明装置能够实现小型化。此外，通过与上述功率控制装置一体化，从而能够对使用时发热量较多的LED光源进行过热保护控制。
从以上可知，根据本发明的半导体装置，能够实现能够小型化且能够降低制造成本的半导体装置、半导体装置的制造方法、功率控制装置、电子设备以及模块。
附图说明
本发明从以下的详细的说明和附图能够进一步充分理解。附图只是用于说明，并不是限制本发明。在附图中，
图1是利用了本发明的第1实施方式的半导体装置的功率控制装置的等效电路图。
图2是本发明的半导体装置的第1实施方式的结构图。
图3是表示上述半导体装置的外形的平面图。
图4是上述半导体装置的等效电路图。
图5是利用了本发明的第2、第3实施方式的半导体装置的功率控制装置的等效电路图。
图6是本发明的半导体装置的第2实施方式的结构图。
图7是表示上述半导体装置的外形的平面图。
图8是上述半导体装置的等效电路图。
图9是本发明的半导体装置的第3实施方式结构图。
图10是表示上述半导体装置的次级侧的结构的模块图。
图11是上述半导体装置和LED光源的一体模块的结构图。
图12是上式半导体装置的LED光源的一体模块的结构图。
图13是上述半导体装置的变形例的结构图。
图14是本发明的第4实施方式的半导体装置的制造步骤流程图。
图15是上述半导体装置的绝缘切断前的平面图。
具体实施方式
以下，通过图示的实施方式详细说明本发明的半导体装置、半导体装置的制造方法、功率控制装置、电子设备以及模块。
[第1实施方式]
图1是表示利用了本发明的第1实施方式的半导体装置的功率控制装置的等效电路图。该第1实施方式的功率控制装置包括半导体装置101、连接到上述半导体装置101的次级侧的控制单元102、输入来自交流电源100的交流电压，并对上述半导体装置101输出表示交流电压的信号的驱动电路103、以及将从上述驱动电路103提供的交流电压转换为直流电压从而提供给上述控制单元102的转换器104。在上述半导体装置101的光触发元件16的一端连接负载105的一端，在负载105的另一端连接交流电源100的一端，在交流电源100的另一端连接半导体装置101的光触发元件16的另一端。
上述控制装置102由微型计算机和输入输出电路等构成，包括脉冲发生单元102a和过零电压检测单元102b。
此外，上述驱动电路103包括，一端连接在交流电源100的一端，另一端连接在半导体装置101的第1引线1的电阻R1；一端连接在交流电源100的另一端，另一端连接在半导体装置101的第2引线2的电阻R2；以及连接在电阻R的另一端和电阻R2的另一端之间的电阻R3。通过上述驱动电路103，控制输入到半导体装置101的第2、3发光元件12、14的电流。另外，上述驱动电路103不限于图1所示的电阻电路，也可以利用其他的电路结构。
以下说明利用了上述第1实施方式的功率控制装置的相位控制。连接在第1、第2引线1、2之间的反相并列配置的第2、3发光元件12、14，在来自驱动电路103的交流输入信号(表示交流电源100的交流电压的信号)从负方向向正方向变化时其中一个发光，交流输入信号从正方向向负方向变化时另一个发光。接受了该第2、3发光元件12、14的光的光电晶体管19经由第7、第8引线7、8对过零电压检测单元102b发送表示交流电压的过零的信号。来自过零电压检测单元102b的信号成为交流电压的过零点的基准点，对脉冲发生单元102a发送该信息。此后，脉冲发生单元102a根据过零基准点在任意的定时生成触发光触发元件16的脉冲。该定时和脉冲宽度由控制单元102的微型计算机控制。
如图1所示，该控制单元102的电源成为，由转换器104将从驱动电路103提供的交流电压转换为直流电压而提供的形式。另外，作为控制单元102的电源，也可以另外设置直流电池。
来自上述脉冲发生单元102a的脉冲发送到经由第3、第4引线3、4连接的第1发光元件10，第1发光元件10根据脉冲而发光，接受此光的光触发元件16接通。光触发元件16一旦成为接通状态，则交流电源100的交流电压成为过零点为止持续接通。因此，经由第5引线5与光触发元件16连接的负载105在光触发元件16接通的期间成为通电状态。作为这样被相位控制的负载105，有荧光灯或发光二极管的照明装置等。
图2表示上述半导体装置的结构图。此外，图3是表示上述半导体装置的外形的平面图，图4是上述半导体装置的等效电路图。
如图2所示，半导体装置101包括固态继电器30和双向输入型光电耦合器31。
上述固态继电器30包括：第1发光元件10，以导电性胶(paste)等被芯片焊接在金属的第4引线4的连接部分；以及光触发元件16，以胶等被芯片焊接在金属的第5引线5的连接部分的绝缘性树脂9上。上述第1发光元件10和光触发元件16以相对的形状配置，以使光触发元件16接收从第1发光元件10发出的光。上述第1发光元件10被预涂层(pre-coat)树脂22密封。金属的第3引线3通过金属线21与第1发光元件10的阳极11电连接，第4引线4与第1发光元件10的阴极电连接。此外，第5引线5通过金属线21与光触发元件16的阴极(阳极)18电连接，第6引线6通过金属线21与光触发元件16的阳极(阴极)17电连接。在上述固态继电器30中，充填了作为第1树脂密封部分的一例的透光性树脂23。
另一方面，双向输入型光电耦合器31包括：由导电性胶等芯片焊接在第1引线1的连接部分的第3发光元件14、由导电性胶等芯片焊接在第2引线2的连接部分的第2发光元件12、以及由导电性胶等芯片焊接在第7引线7的连接部分的光电晶体管19。上述第2、第3发光元件12、14配置为其发光面向着相同方向，配置光电晶体管19使其接受来自该第2、第3发光元件12、14的光。另外，第1引线1与第3发光元件14的阴极电连接，通过金属线21也与第2发光元件的阳极13电连接。此外，第2引线2与第2发光元件12的阴极电连接，通过金属线21也与第3发光元件的阳极15电连接。第7引线7与光电晶体管19的集电极电连接，第8引线8通过金属线21与光电晶体管19的发射极20电连接。在上述双向输入型光电耦合器31中，充填了作为第2树脂密封部分的一例的透光性树脂23。
上述固态继电器30和双向输入型光电耦合器31被遮光性树脂24覆盖而一体化。该被一体化的固态继电器30和双向输入型光电耦合器31通过遮光壁25使得互相不接受来自第1发光元件10和第3发光元件14或第2发光元件12的光。
此外，设光触发元件16和光电晶体管19由高热传导性的胶或焊料而贴着的结构，成为互相电绝缘的结构。
通过使用上述第1实施方式的半导体装置，从而能够减小功率控制装置的安装空间，且能够较低地抑制制造成本。
此外，在制造该半导体装置时，如图2、图3所示，第1～第4引线1～4在相同侧，如果设第1～第4引线1～4中的任意一个引线上电连接第1～第3发光元件的形式，则能够使预涂层树脂22的制造装置为1个，因此能够抑制制造所需的成本。另外，在图2、图3中，第1～第3发光元件元件10、12、14焊接在相同侧，但例如也可以使第2发光元件12和第3发光元件14的位置和光电晶体管19的位置相反。
根据上述结构的半导体装置101，在控制从交流电源100对负载提供的交流功率的功率控制装置中，基于表示从表示交流电压的信号被输入到第2、第3发光元件12、14的双向输入型光电耦合器31的光电晶体管19输出的交流电压的过零的信号，通过对固态继电器30的输入侧输入控制信号，从而调整通过固态继电器30的光触发元件16从交流电源100提供给负载的交流电压。由于上述固态继电器30和双向输入型光电耦合器31以被遮光壁25遮光的状态被一封装，因此来自双方的发光元件的光不会影响另一方。由此，使适合于控制从交流电源100提供给负载的交流功率的功率控制装置的半导体装置101能够小型化且能够降低制造成本。
能够实现在LED照明装置等的交流直接驱动方式的功率控制装置中使用的半导体装置的小型化，例如除了可以收藏于电灯泡式的照明装置的灯头等较窄的空间之外，而且由于以一个装配程序就能够制造，因此实现构造时间的缩短。
此外，在沿着同一面排列连接部分的第1～第4引线1～4的连接部分配置上述第1、第2、第3发光元件10、12、14，从而能够共用相同芯片焊接装置等，能够抑制制造成本。相反，不在同一面上配置第1、第2、第3发光元件10、12、14时，需要2～3台用于在引线框安装发光元件的芯片焊接装置等，效率降低。
此外，通过使由高热传导性的胶或焊料固定在上述第5～第8引线5～8的连接部分的光触发元件16和光电晶体管19，互相电绝缘，从而能够容易使包含交流电源100的初级侧电路和包含控制单元102的次级侧电路绝缘。
[第2实施方式]
图5是表示利用了本发明的第2实施方式的半导体装置的功率控制装置的等效电路图。该第2实施方式的功率控制装置包括：半导体装置201；连接在上述半导体装置201的次级侧的控制单元202；输入来自交流电源200的交流电压，对上述半导体装置201输出表示交流电压的信号的驱动电路203；以及将从上述驱动电路203提供的交流电压转换为直流电压而提供给上述控制单元202的转换器204。在上述半导体装置201的光触发元件16的一端连接负载205的一端，在负载205的另一端连接交流电源200的一端，在交流电源200的另一端连接半导体装置201的光触发元件16的另一端。
上述控制单元202由微型计算机和输入输出电路等构成，包括脉冲发生单元202a、过零电压检测单元202b、以及温度检测单元202c。
此外，上述驱动电路203的结构与第1实施方式的图1所示的驱动电路103相同。
图6表示上述半导体装置201的结构图。此外，图7是上述半导体装置201的外形的平面图，图8是上述半导体装置201的等效电路图。该第2实施方式的半导体装置201除了温度传感器28之外，是与第1实施方式的半导体装置101相同的结构，对相同的结构单元附加相同的标号。
在该第2实施方式的半导体装置201中，温度传感器28与固态继电器30和双向输入型光电耦合器31电绝缘。此外，温度传感器28的两个端子分别通过高热传导性的胶或焊料与第9引线26和第10引线27的连接部分固定。
如图5所示，接受来自上述温度传感器28的信号，通过温度检测单元202c检测半导体装置201的封装温度。如果对该封装温度施加控制单元202的控制，并对脉冲发生单元202a进行反馈，则能够对固态继电器30的温度特性进行校正，对负载205提供稳定的交流功率。此外，假设为了实现小型化将负载205和半导体装置201一体化的结构的模块的情况下，根据封装温度估计负载205的温度，从而能够进行过热保护控制。
此外，通过上述温度传感器28检测光触发元件16的结点(junction)温度或封装温度，从而能够基于由温度传感器28检测的光触发元件16的结点温度或者封装温度，通过控制单元202对负载205进行功率调整，以使能够抑制光触发元件16的温度上升或封装的温度上升。
此外，在该第2实施方式的功率控制装置中，控制单元202基于表示来自半导体装置201的双向输入型光电耦合器31的光电晶体管19的交流电压的过零的信号，对固态继电器30的第1发光元件10输出控制信号，从而在由固态继电器30的光触发16对从交流电源200至负载205提供交流电压进行接通断开时，基于由半导体装置201的温度传感器28检测的温度，进行半导体装置201的过热保护控制，从而能够防止由半导体装置201的热引起的损伤。
在上述第2实施方式的功率控制装置中，例如在负载为LED照明的情况下，进行过热保护控制，从而能够抑制依赖于温度的LED的寿命的降低。
[第3实施方式]
图9表示本发明的第3实施方式的半导体装置的结构图，图10表示上述半导体装置的次级侧的结构的模块图。该第3实施方式的半导体装置除了第11引线29之外，其结构为第2实施方式的半导体装置相同的结构，对相同结构单元附件相同标号。
如图9所示，该第3实施方式的半导体装置成为光触发元件16的温度传感器28芯片焊接在同一第11引线29上装载的绝缘性树脂9上的结构。
上述第11引线29，其一端从由作为树脂密封单元的一例的遮光性树脂24构成的次级模具(mould)部分向外引出。
根据上述温度传感器28能够感测光触发元件16的结点温度或封装温度。此时，绝缘性树脂9使用热传导性较好的材料能够实现更正确的温度感测。
此外，如图13的变形例所示，通过对第11引线29安装由金属或陶瓷等构成的放热板38，从而热传导率上升，能够进一步正确地感测温度。
上述第3实施方式的半导体装置具有与第1实施方式的半导体装置相同的效果。
以上的第1～3实施方式的光触发元件16设为光敏晶闸管(photo thyristor)或双向光敏晶闸管。或者假设光触发元件16是在光敏晶闸管或双向光敏晶闸管的输出端连接了三端双向可控硅开关元件(triac)的栅极的元件。
此外，假设光触发元件16是具有过零功能的光敏晶闸管或双向光敏晶闸管，从而可进行负载的接通断开控制。此时，与非过零相比，具有噪声耐受量大的优点。
而且，也可以将第1发光元件10和光触发元件16构成的固态继电器30设为由门极触发型的晶闸管或双向晶闸管构成的固态继电器结构。
[第4实施方式]
接着，说明本发明的第4实施方式的半导体装置的制造方法。图14表示该第4实施方式的半导体装置的制造步骤的流程图，图15表示上述半导体装置的绝缘切断前的平面图。在该第4实施方式中，对第1实施方式的半导体装置的制造方法进行说明，同时也说明第2、第3实施方式的半导体装置的制造方法。
在图15所示的次级侧引线框35中，在放置光触发元件16的规定的地方形成绝缘性树脂9(树脂涂填步骤x)。另外，在第3实施方式中，在放置温度传感器28的地方也形成绝缘性树脂9。
接着，在初级侧引线框34的连接部分，通过银胶36芯片焊接第1发光元件10和第2发光元件12以及第3发光元件14(芯片焊接步骤a)，并通过金属线21实施内部连线(金属线结合(wire bond)步骤b)。
接着，通过由硅树脂构成的预涂层树脂22对所有的第1、第2、第3发光元件10、12、14进行预涂层(预涂层步骤c)。
此外，对次级侧引线框35的规定的地方实施芯片焊接步骤a和金属线结合步骤b，从而搭载光触发元件16和光电晶体管19。这里，在第2实施方式以及第3实施方式的半导体装置中，在芯片焊接步骤a和金属线结合步骤b中，也搭载温度传感器28。
然后，将初级侧引线框34和次级侧引线框35熔接在设置在其两端部分的熔接结合单元37(图15所示)(熔接步骤d)。
接着，通过透光性树脂23进行一次浇铸(一次浇铸步骤e)。
然后，通过遮光性树脂24进行二次浇铸(二次浇铸步骤f)。
图2、图6、图9中的遮光壁25在进行二次浇铸时同时被形成。
此后，对露在引线的外部的部分实施电镀(电镀步骤g)，进行绝缘抗压试验(绝缘试验步骤h)。另外，在第3实施方式的图13所示的变形例中，与电镀步骤g同时安装放热板38。
接着，切断引线，根据情况将引线弯曲为容易使用的形状(tie-bar cutting步骤和成型(forming)步骤i)。
进而，进行电性试验(特性试验步骤j)，并通过进行外装电镀、成型等，从而完成半导体装置。
在上述半导体装置的制造方法中，将光触发元件16和温度传感器28通过绝缘性树脂9搭载在相同引线上，从而使光触发元件16和温度传感器28电绝缘，且能够通过温度传感器28容易检测光触发元件16的温度。
如图11、图12所示，根据本发明，对作为负载的一例的LED光源33和本发明的第2实施方式和第3实施方式进行组合，形成一体化模块，且能够作为照明装置实现小型化。LED光源33其使用时的发热量较大，过热保护控制的功能也有效。
如图11所示，半导体装置301安装在基板40上，且配置由金属或陶瓷等构成的放热板32，以覆盖该半导体装置301。而且，在上述放热板32上载置LED光源33。使上述半导体装置301的第11引线29接触放热板32。
这样，在LED光源33的下面设置放热板32，并使放热板32与第11引线29接触，从而能够经由第11引线29由温度传感器28感测LED光源33的温度。
此外，如图12所示，半导体装置401安装在基板40，配置由金属或陶瓷等构成的放热板32以使其能够覆盖该半导体装置401。然后，在上述放热板32上载置LED光源33。使上述半导体装置401的放热板38与放热板32接触。
这样，通过使放热板32与半导体装置的放热板38接触，从而根据放热板38的热传导，能够更正确地感测温度。如图5所示的功率控制装置那样，若将感测的温度反馈到脉冲发生单元202a，则能够进行相位控制从而使输出减小，使得LED照明装置的温度不超过最大额定温度，且能够进行过热保护控制。此外，由于温度传感器28和引线26以及引线27的连接部分连接时的胶材料可以是与用于其他引线和光触发元件16或者光电晶体管19的芯片焊接的材料相同的材料，因此能够控制制造成本。
此外，通过设为上述半导体装置或功率控制装置、与LED光源成一体化的模块，从而作为照明装置能够实现小型化。此外，通过与上述功率控制装置一体化，从而能够对使用时发热量较大的LED光源进行过热保护控制。
此外，用于上述照明用途等的情况下的温度传感器，若使用热敏电阻则其加工较简单。此外，优选地使用具有温度和电阻值的关系在实际温度等级内较缓慢的负的温度特性的热敏电阻，以便能够检测温度的微小的差。
通过在上述温度传感器上使用热敏电阻，从而能够在封装内的较小区域配置温度传感器，且实现小型化。
以上，说明了本发明的半导体装置的实施方式，但本发明也可以是发光元件和光接收元件配置在同一平面上的平面搭载型的封装(例如TO220型)。
此外，本发明的半导体装置例如可用于照明装置或家电设备等电子设备，并实现安装空间的有效化。
以上，说明了本发明的实施方式，很明显也可以对其进行各种变更。这样的变更不应看做脱离本发明的精神和范围，对本领域技术人员来说是显而易见的变更全部包含在权利要求范围内。

Claims (14)

1、一种半导体装置，用于控制从交流电源提供给负载的交流功率的功率控制装置，其特征在于，包括：
固态继电器，具有：第1发光元件，被输入用于控制上述交流功率的控制信号；光触发元件，接受来自上述第1发光元件的光，从而将从上述交流电源施加到上述负载的交流电压接通断开；以及第1树脂密封单元，由透光性树脂密封上述第1发光元件和上述光触发元件；
双向输入型光电耦合器，具有：第2、第3发光元件，相互反方向并列连接，并被输入表示上述交流电压的信号；光电晶体管，接受来自上述第2、第3发光元件的光，输出表示上述交流电压的过零的信号；以及第2树脂密封单元，由透光性树脂密封上述第2、第3发光元件和上述光电晶体管；以及
遮光壁，在上述固态继电器和上述双向输入型光电耦合器之间进行遮光，
在由上述遮光壁在上述固态继电器和上述双向输入型光电耦合器之间进行遮光的状态下，将上述固态继电器和上述双向输入型光电耦合器1封装化。
2、如权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，
将上述第1、第2、第3发光元件配置在沿着同一面被排列连接部分的多个引线的上述连接部分。
3、如权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，
上述光触发元件和上述光电晶体管通过高热传导性胶或焊料固定在上述引线的上述连接部分，
上述光触发元件和上述光电晶体管互相电绝缘。
4、如权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，
包括温度传感器，配置在上述固态继电器和上述双向输入型光电耦合器的同一封装内，且通过高热传导性胶或焊料固定在上述引线的连接部分。
5、如权利要求4所述的半导体装置，其特征在于，
上述温度传感器检测上述光触发元件的结点温度或封装温度。
6、如权利要求5所述的半导体装置，其特征在于，
将上述温度传感器和上述光触发元件配置在同一引线上，
将配置了上述温度传感器和上述光触发元件的上述引线引出至外部。
7、如权利要求5所述的半导体装置，其特征在于，
将上述温度传感器和上述光触发元件配置在同一引线上，
所述半导体装置包括放热板，安装在配置了上述温度传感器和上述光触发元件的上述引线上。
8、如权利要求4所述的半导体装置，其特征在于，
上述温度传感器是热敏电阻。
9、如权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，
上述光触发元件设为光敏晶闸管或双向光敏晶闸管，或者，设为在光敏晶闸管或双向光敏晶闸管的输出端子连接三端双向可控硅开关元件的栅极的结构。
10、如权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，
上述光触发元件是具有过零功能的光敏晶闸管或双向光敏晶闸管。
11、一种半导体装置的制造方法，
所述半导体装置用于控制从交流电源提供给负载的交流功率的功率控制装置，包括：
固态继电器，包括：第1发光元件，被输入用于控制上述交流功率的控制信号；光触发元件，接受来自上述第1发光元件的光，从而将从上述交流电源施加到上述负载的交流电压接通断开；以及第1树脂密封单元，由透光性树脂密封上述第1发光元件和上述光触发元件；
双向输入型光电耦合器，包括：第2、第3发光元件，相互反方向并列连接，并被输入表示上述交流电压的信号；光电晶体管，接受来自上述第2、第3发光元件的光，输出表示上述交流电压的过零的信号；以及第2树脂密封单元，由透光性树脂密封上述第2、第3发光元件和上述光电晶体管；
遮光壁，在上述固态继电器和上述双向输入型光电耦合器之间进行遮光；以及
温度传感器，配置在上述固态继电器和上述双向输入型光电耦合器的同一封装内，且通过高热传导性胶或焊料固定在上述引线的连接部分，
在由上述遮光壁在上述固态继电器和上述双向输入型光电耦合器之间进行遮光的状态下，将上述固态继电器和上述双向输入型光电耦合器1封装化，其特征在于，所述半导体装置的制作方法包括：
在同一引线上的搭载上述光触发元件和上述温度传感器的区域涂填绝缘性树脂的步骤；以及
在涂填了上述绝缘性树脂后，通过上述绝缘性树脂在上述同一引线上搭载上述光触发元件和上述温度传感器。
12、一种功率控制装置，其特征在于，包括：
权利要求5所述的半导体装置；以及
控制单元，基于表示从上述半导体装置的上述双向输入型光电耦合器的上述光电晶体管输出的上述交流电压的过零的信号，对上述固态继电器的上述第1发光元件输出上述控制信号，从而将上述固态继电器的上述光触发元件接通断开，从而控制从上述交流电源对上述负载提供的交流功率，
上述控制单元基于根据上述半导体装置的上述温度传感器检测到的温度，进行上述半导体装置的过热保护控制。
13、一种电子设备，其特征在于，搭载权利要求1所述的半导体装置。
14、一种模块，将权利要求1所述的半导体装置或上述功率控制装置或者上述电子设备、和作为上述负载的LED光源一体化。
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