DE19546717C2 - Oberflächen-Optokoppler und Verfahren zur Herstellung eines solchen - Google Patents

Oberflächen-Optokoppler und Verfahren zur Herstellung eines solchen

Info

Publication number
DE19546717C2
DE19546717C2 DE1995146717 DE19546717A DE19546717C2 DE 19546717 C2 DE19546717 C2 DE 19546717C2 DE 1995146717 DE1995146717 DE 1995146717 DE 19546717 A DE19546717 A DE 19546717A DE 19546717 C2 DE19546717 C2 DE 19546717C2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
light
substrate
optocoupler
optocoupler according
emitting
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE1995146717
Other languages
English (en)
Other versions
DE19546717A1 (de
Inventor
Katsuhiko Noguchi
Megumi Horiuchi
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Citizen Electronics Co Ltd
Original Assignee
Citizen Electronics Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Citizen Electronics Co Ltd filed Critical Citizen Electronics Co Ltd
Publication of DE19546717A1 publication Critical patent/DE19546717A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE19546717C2 publication Critical patent/DE19546717C2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/12Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof structurally associated with, e.g. formed in or on a common substrate with, one or more electric light sources, e.g. electroluminescent light sources, and electrically or optically coupled thereto
    • H01L31/16Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof structurally associated with, e.g. formed in or on a common substrate with, one or more electric light sources, e.g. electroluminescent light sources, and electrically or optically coupled thereto the semiconductor device sensitive to radiation being controlled by the light source or sources
    • H01L31/167Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof structurally associated with, e.g. formed in or on a common substrate with, one or more electric light sources, e.g. electroluminescent light sources, and electrically or optically coupled thereto the semiconductor device sensitive to radiation being controlled by the light source or sources the light sources and the devices sensitive to radiation all being semiconductor devices characterised by potential barriers
    • H01L31/173Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof structurally associated with, e.g. formed in or on a common substrate with, one or more electric light sources, e.g. electroluminescent light sources, and electrically or optically coupled thereto the semiconductor device sensitive to radiation being controlled by the light source or sources the light sources and the devices sensitive to radiation all being semiconductor devices characterised by potential barriers formed in, or on, a common substrate
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481Disposition
    • H01L2224/48151Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/48221Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/48245Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic
    • H01L2224/48247Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic connecting the wire to a bond pad of the item
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/484Connecting portions
    • H01L2224/48463Connecting portions the connecting portion on the bonding area of the semiconductor or solid-state body being a ball bond
    • H01L2224/48465Connecting portions the connecting portion on the bonding area of the semiconductor or solid-state body being a ball bond the other connecting portion not on the bonding area being a wedge bond, i.e. ball-to-wedge, regular stitch
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11Device type
    • H01L2924/13Discrete devices, e.g. 3 terminal devices
    • H01L2924/1301Thyristor

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Photo Coupler, Interrupter, Optical-To-Optical Conversion Devices (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft einen Optokoppler, der ohne Kontakt ein Ausgangssignal auf­ grund eines Signals auf der Eingangsseite abgeben kann. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf einen Oberflächen-Optokoppler.
Unter Optokopplern, optoelektronischen Kopplern, Optron- oder Lichtkopplern ver­ steht man eine optoelektronische Anordnung zur optischen Kopplung, d. h. zur elek­ trisch-optisch-elektrischen Signalwandlung. Optokoppler bestehen aus einem Licht­ sender, meist einer Lumineszenzdiode oder einem Halbleiterlaser, einem Übertra­ gungsmedium für das Licht und einem Fotodetektor als Lichtempfänger. Je nachdem, ob es sich dabei um eine Fotodiode, einen Fototransistor, einen Fotothyristor oder einen Fotowiderstand handelt, spricht man von einem Diodenoptron, einem Transi­ storoptron, einem Thyristoroptron oder einem Widerstandsoptron. Es gibt auch inte­ grierte Optokoppler, z. B. zur Trennung verschiedener Schaltungsteile in integrierten Festkörperschaltkreisen.
In den Fig. 15 und 16 ist ein herkömmlicher Optokoppler gezeigt, der eine lichtemit­ tierende Diode 10, nachfolgend LED genannt, sowie einen Fototransistor 12 auf­ weist. Beide sind mit jeweils einem der Anschlußrahmen 2 bis 8 über gedruckte bzw. isolierte Leitungen derart verbunden, daß sie in vertikaler Richtung einander gegen­ überliegen. Die LED 10 und der Fototransistor 12 sind gegenüber den Anschlußrah­ men 2 bis 8 mittels eines preßgespritzten hitzebeständigen Kunstharzes 14 versiegelt.
Der Optokoppler ist derart aufgebaut, daß seine Eingangs- und Ausgangsseiten voll­ ständig voneinander isoliert sind, so daß die Spannung auf der Eingangsseite die Aus­ gangsseite nicht beeinflußt. Es ist eine hohe Isolationsspannung erforderlich, um eine derartige Trennung zwischen der Eingangs- und Ausgangsseite aufrechtzuerhalten. Die Isolationsspannung wird im allgemeinen durch den Abstand zwischen der LED und dem Fototransistor sowie durch den Abstand zwischen den Eingangs- und Aus­ gangsseiten entlang der äußeren Umfangsoberfläche des Optokopplers bestimmt.
Bei dem herkömmlichen Optokoppler gemäß Fig. 15, 16 kann man eine hohe Isola­ tionsspannung dadurch erhalten, daß man den Abstand zwischen der LED 10 und dem Fototransistor 12 vergrößert. Dadurch ergibt sich jedoch das Problem, daß sich die äußeren Abmessungen des Optokopplers vergrößern.
Außerdem nimmt der Wirkungsgrad der Lichtumwandlung ab, wenn der Abstand zwischen der LED 10 und dem Fototransistor 12 vergrößert wird. Somit ist es im Hinblick auf das Verhältnis zwischen der Effektivität der Lichtumwandlung und der Isolationsspannung schwierig, eine Größenreduzierung und eine Leistungszunahme zu erreichen, indem man den Abstand zwischen der LED und dem Fototransistor ver­ ändert.
Des weiteren wird bei einem herkömmlichen Optokoppler die LED 10 durch die me­ chanische Spannung des Epoxidharzes 14 beschädigt, die durch das Spritzgießen ver­ ursacht wird. Um eine solche Zerstörung der LED 10 zu vermeiden, wird der Umfang der LED mit Silikonkunststoff 16 beschichtet, und zwar einen Schritt vor dem Spritz­ gießen, wodurch die LED geschützt wird. Hierdurch wird jedoch die Zahl der Her­ stellungsschritte vergrößert und damit die Produktivität verringert.
Es ist weiterhin ein Optokoppler bekannt, der auf beiden Seiten eines lichtdurchlässi­ gen Substrats einen Lichtsender bzw. Lichtempfänger aufweist (JP 58-101475). Bei diesem Substrat handelt es sich um eine ebene Glasplatte, die keinen bevorzugten Be­ reich für die Befestigung von Lichtsendern bzw. Lichtempfängern aufweist.
Schließlich ist auch noch ein Optokoppler bekannt, der ein lichttransparentes Substrat mit Elektrodenanordnungen aufweist, die auf der Unter- und Oberseite des Substrats vorgesehen sind (DD 287 356). Auf einer Oberfläche dieses Substrats befindet sich ein Senderchip, während sich auf der anderen Oberfläche dieses Substrats ein Empfänger­ chip befindet. Sowohl der Senderchip als auch der Empfängerchip sind mit einem Kunststoff überdeckt.
Nachteilig ist bei diesem Optokoppler, dass die elektrischen Anschlüsse bzw. Träger­ streifen für den Empfängerchip und den Senderchip auf verschiedenen Ebenen liegen.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, das lichtdurchlässige Substrat so auszubilden, dass keine Trägerstreifen erforderlich und die elektrischen Anschlüsse zu den Sender- und Empfängerchips leicht zugänglich sind.
Diese Aufgabe wird mit einem Optokoppler mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Der mit der Erfindung erzielte Vorteil besteht insbesondere darin, dass die Sender- und Empfängerchips direkt mit den Leiterbahnen auf dem Substrat verbunden werden kön­ nen. Hierdurch ist es möglich, die Dicke und Größe des Optokopplers zu reduzieren. Außerdem können mehrere Optokoppler auf einer gemeinsamen Platte gleichzeitig hergestellt werden, wodurch sich die Produktivität erheblich steigert.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 einen Schnitt durch einen Oberflächen-Optokoppler gemäß der Erfindung;
Fig. 2 eine Explosionsdarstellung des in der Fig. 1 gezeigten Optokopplers;
Fig. 3 eine vergrößerte, perspektivische Ansicht eines in der Fig. 2 gezeigten lichtemittierenden Elements;
Fig. 4 eine perspektivische Ansicht einer herkömmlichen LED;
Fig. 5 eine vergrößerte perspektivische Ansicht des in der Fig. 2 gezeigten lichtempfangenden Elements;
Fig. 6 eine perspektivische Ansicht eines herkömmlichen Fototransistors;
Fig. 7 eine Draufsicht auf eine Gesamt-Leiterplatte bei dem Prozeß der Herstellung des in der Fig. 1 gezeigten Optokopplers;
Fig. 8 einen Schnitt entlang der Linie A-A der in der Fig. 7 dargestellten Gesamt-Leiterplatte;
Fig. 9 einen Querschnitt, der eine teilweise Abänderung des in der Fig. 1 gezeigten Optokopplers darstellt;
Fig. 10 einen Querschnitt, der eine teilweise Abänderung des in der Fig. 1 gezeigten Optokopplers darstellt;
Fig. 11 einen Querschnitt, der einen Einschnitt in eine Platte gemäß Fig. 10 zeigt;
Fig. 12 einen Querschnitt, der eine teilweise Abänderung des in der Fig. 1 gezeigten Optokopplers darstellt;
Fig. 13 einen Querschnitt, der eine andere teilweise Abänderung des in der Fig. 1 dargestellten Optokopplers zeigt;
Fig. 14 eine perspektivische Ansicht, die ein in der Fig. 13 gezeigtes licht­ emittierendes Element zeigt;
Fig. 15 eine perspektivische Ansicht eines herkömmlichen Optokopplers;
Fig. 16 einen Schnitt durch den in der Fig. 15 gezeigten Optokoppler.
Die Fig. 1 zeigt einen Querschnitt durch einen Oberflächen-Optokoppler gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, während die Fig. 2 eine Explosionsdar­ stellung desselben zeigt. Mit der Bezugszahl 2 ist ein Substrat bezeichnet, das ein Isoliermaterial enthält, welches transparent und hitzebeständig ist. Das Substrat 2 besteht bei dieser Ausführungsform aus einer thermoplastischen Polyimidschicht mit einer Dicke von 0,1 mm bis zu mehreren Millimetern. Das Substrat 2 weist einen zentral angeordneten kegelstumpfförmigen Befestigungsbereich 4 auf, dessen Ober­ seite einen Vorsprung definiert, während sein Boden eine Aussparung definiert. Die Oberseite und der Boden des Substrats 2 sind so ausgebildet, daß sie eine erste Elek­ trodenanordnung 6, 8 und eine zweite Elektrodenanordnung 10, 12 besitzen, die sich von den Rändern des Substrats 2 zu einer horizontalen Oberfläche 4a im Zentrum des Befestigungsbereichs 4 hin erstrecken. Die erste und zweite Elektrodenanordnung 6 bis 12 werden durch die Kupferätzung hergestellt. Bei dieser Ausführungsform sind die aus Kupfer hergestellten Anordnungen mit Gold, Nickel oder Lötmaterial platiert. Außerdem sind die Kanten des Substrats 2 mit Ausnehmungen 14 bis 20 versehen, die mit den ersten bzw. zweiten Elektrodenanordnungen 6 bis 12 verbunden sind.
Mit der Bezugszahl 22 ist ein lichtemittierendes Element bezeichnet, das eine LED aufweist und mit einem Boden 22c versehen ist, der mit dem Boden der horizontalen Oberfläche 4a des Befestigungsbereichs 4 auf dem Substrat 2 verbunden ist.
Wie die Fig. 3 zeigt, handelt es sich bei dem lichtemittierenden Element 22 um einen Würfel oder ein rechteckiges Parallelepiped mit den Seiten 22a, 22b, die mit den Elektroden 22d, 22e versehen sind, welche relativ zum Boden 22c versetzt angeordnet sind. Die Elektroden 22d, 22e sind elektrisch mit den zweiten Elektrodenanord­ nungen 10, 12 verbunden. Damit das lichtemittierende Element 22 Licht in Richtung auf den Boden 22c aussenden kann, ist das lichtemittierende Element 22 so ausgebil­ det, daß es die gleiche Struktur hat wie diejenige, die man erhält, wenn eine her­ kömmliche LED 24, welche Elektroden auf ihrer Ober- und Unterseite enthält, wie es die Fig. 4 zeigt, auf ihre Seite gedreht wird.
Mit 26 ist ein lichtempfindliches Element bezeichnet, das einen Fototransistor auf­ weist und mit einem Boden 26c versehen ist, der mit dem Boden der horizontalen Oberfläche 4a eines Verbindungsbereichs 4 auf dem Substrat 2 verbunden ist.
Ein herkömmlicher Fototransistor 28, der in der Fig. 6 dargestellt ist, weist eine Oberseite 28 auf, die mit einer Basis 28b und einem Emitter 28e versehen ist, sowie eine Bodenseite 28d, die einen Kollektor 28c besitzt. Im Gegensatz hierzu besitzt die vorliegende Ausführungsform einen Boden 26d, auf dem alle diese Elemente, nämlich eine Basis 26b, ein Emitter 26e und ein Kollektor 26c, so vorgesehen sind, wie es die Fig. 5 zeigt. Der Kollektor 26c und der Emitter 26e sind elektrisch mit der ersten Elektrodenanordnung 6 bzw. 8 verbunden, wenn die Bodenseite 26 mit dem Substrat 2 verbunden ist.
Mit der Bezugszahl 30 ist ein Kunststoff bezeichnet, der ein Epoxidharz oder derglei­ chen enthält und der das lichtemittierende Element 22 sowie das lichtempfangende Element 26 bedeckt. Der Kunststoff 30 deckt bei dieser Ausführungsform die Ober- und Unterseite des Substrats 2 ab, mit Ausnahme der Ausnehmungen 14 bis 20 des Substrats 2, wobei das lichtemittierende Element 22 und das lichtempfangende Ele­ ment 26 versiegelt werden. Um zu verhindern, daß die Vorrichtung durch externes Licht beeinflußt wird, wird der Kunststoff 30 mit einer Farbe versehen, beispielswei­ se der Farbe schwarz, die das externe Licht blockiert bzw. absorbiert.
Der Oberflächen-Optokoppler, der die oben erwähnten Elemente aufweist, wird da­ durch befestigt, daß er auf eine Mutterplatine gesetzt wird, wobei seine Ausneh­ mungselektroden 14 bis 20 mit der Elektrodenanordnung auf der Mutterplatine über ein Lötmittel verbunden ist. Der Optokoppler arbeitet in der Weise, daß dann, wenn das lichtemittierende Element 22 durch die Zuführung von Signalen zu der zweiten Elektrodenanordnung 10, 12 aktiviert wird, das Licht über das Substrat 2 die Basis 26b des lichtempfangenden Elements 26 erreicht, wobei das lichtempfangende Ele­ ment 26 in den leitenden Zustand gebracht wird, so daß die Signale durch die erste Elektrodenanordnung 6, 8 ausgegeben werden.
Nachfolgend wird ein Verfahren für die Herstellung des oben beschriebenen ober­ flächenangeordneten Optokopplers angegeben.
Zunächst werden, wie die Fig. 7 und 8 zeigen, Muster durch Drucken oder Ätzen von Kupfer auf der Ober- und der Unterseite eines gemeinsamen Substrats 32 gebildet, das einen thermoplastischen Polyimid-Film oder dergleichen aufweist, auf dem meh­ rere Hunderte bis Tausende Optokoppler hergestellt werden können. Die Strukturen oder Kupferfolienstrukturen, die auf diese Weise gebildet werden, werden mit Gold, Nickel oder einem Lötmittel platiert, wodurch sich die ersten und zweiten Elektro­ denanordnungen 6 bis 12 ergeben, die in Fig. 2 gezeigt sind.
Hierauf werden mehrere Befestigungsbereiche 4, die in der Fig. 2 gezeigt sind, mittels eines Erwärmungsprozesses oder mittels Spritzgießens oder Glühens auf dem gemeinsamen Substrat gebildet.
Sodann werden das lichtemittierende Element 22 und das lichtempfangende Element 26, die in den Fig. 3 und 5 gezeigt sind, mit jedem der Befestigungsteile 4 verbunden, so daß sie einander über das gemeinsame Substrat 32 gegenüberliegen. Die Elektro­ den 22d, 22e des lichtemittierenden Elements 22 und der Kollektor 26c sowie der Emitter 26e des lichtempfangenden Elements 26 werden mit entsprechenden der er­ sten und zweiten Elektrodenanordnung 16 bis 12 mittels Hochtemperatur-Lötmittels oder Silberepoxidharz etc. befestigt.
Außerdem werden die ganze Oberseite und die Bodenseite des gemeinsamen Sub­ strats 32 mit Ausnahme des Durchbrechungs-Elektrodenbereichs mit dem Kunststoff 30 bedeckt, um das lichtemittierende Element 22 und das lichtempfangende Element 26 zu versiegeln.
Schließlich werden die Leitungen entlang der X- und Y-Achsen, welche durch die Zentren der Durchbrechungselektrodenbereiche des gemeinsamen Substrats 32 ge­ hen, durch Abstechen oder dergleichen geschnitten, wobei das Substrat in einzelne Optokoppler unterteilt wird.
Es ist festzuhalten, daß dann, wenn das gemeinsame Substrat 32 während des Schneid- oder Abstechprozesses geschnitten wird, um einen Zustand zu erhalten, bei dem mehrere Optokoppler miteinander verbunden sind, zahlreiche gleichartige Opto­ koppler, wie sie in Fig. 2 gezeigt sind, hergestellt werden können.
Die Optokoppler können als Einzelkörper leichter bearbeitet werden, wenn die Kunststoffe 30 der Optokoppler in einer untereinander verbundenen Weise gebildet werden.
Die Fig. 10 zeigt einen Schnitt durch eine teilweise abgeänderte Version des Oberflä­ chen-Optokopplers, der in Fig. 1 dargestellt ist. Bei dem in der Fig. 10 dargestellten Optokoppler wird von einem flachen, plattenförmigen Substrat 34 Gebrauch ge­ macht, das nicht mit einem Befestigungsbereich 4 versehen ist. Die Verwendung des Substrats 34 macht es möglich, ein Substrat wie z. B. Glas zu verwenden, das nur schwer plastisch deformierbar ist. Es wird außerdem möglich, die Stufe zu beseitigen, an welcher der Befestigungsbereich 4 vorgesehen ist. In dem Fall, daß der Optokopp­ ler auf einer Mutterleiterplatte 36 angeordnet ist, ist es erforderlich, daß die Mutter­ leiterplatte 36 im voraus mit einer Durchbohrung 36a oder einer Ausnehmung 36b versehen wird, was in der Fig. 11 gezeigt ist, um eine Aussparung für das lichtemit­ tierende Element 22 vorzusehen, das an der Unterseite des Substrats 34 befestigt ist, oder für den Kunststoff 30.
Wie die Fig. 12 zeigt, ist es möglich, eine Struktur zu wählen, bei welcher die Rand­ bereiche des Substrats 34 gebogen und befestigt oder deformiert entlang der äußeren Peripherie des Kunstharzes 30 sind, wobei die Bereiche der Durchbohrungselektro­ den des Substrats 34 nach dem Boden des Optokopplers hin verdreht sind, um die Oberflächenbefestigung auf der Mutterleiterplatte zu erleichtern. Für den Fall, daß ein Optokoppler mit dieser Struktur hergestellt wird, wird ein zusätzlicher Schritt vorgesehen, bei welchem das Substrat 34 deformiert wird, nachdem es von dem ge­ meinsamen Substrat 32 getrennt wurde.
Die Fig. 13 zeigt einen Querschnitt durch eine andere Teilmodifikation des in der Fig. 1 dargestellten Oberflächen-Optokopplers. Bei diesem Optokoppler wird ein in der Fig. 14 gezeigtes lichtemittierendes Element 40 mit dem Boden der horizontalen Oberfläche 41 des Befestigungsbereichs 4 des Substrats 2 befestigt. Ähnlich wie bei der in der Fig. 4 gezeigten herkömmlichen LED 24, weist das lichtemittierende Ele­ ment 40 die Elektroden 40c, 40d auf, die mit den Ober- und Unterseiten 40a, 40b drahtverbunden und druckverbunden sein können. Die Elektrode 40d am Boden 40b des lichtemittierenden Elements 40 ist jedoch so ausgebildet, daß sie eine rahmenarti­ ge Konfiguration aufweist, welche den zentralen Bereich 40e des Bodens 40b in einer solchen Weise verläßt, daß das Licht, welches auf den Boden gelangt, nicht aufgehal­ ten wird. Das lichtemittierende Element 40 wird durch Druckverbindung der Elektro­ de 40d mit der zweiten Elektrodenanordnung 12 auf dem Substrat 2 verbunden und durch Drahtverbindung der Elektrode 40c mit der zweiten Elektrodenanordnung 10.
Obgleich die Drahtverbindung durch die Verwendung des lichtemittierenden Ele­ ments 40 erforderlich wird, kann ein lichtemittierendes Element mit einer im wesent­ lichen gleichen Struktur wie die einer herkömmlichen LED als lichtemittierendes Element 40 verwendet werden, und die Technik, um diese auf dem Substrat 2 zu be­ festigen, ist die gleiche wie beim Stand der Technik. Somit wird die Zuverlässigkeit des lichtemittierenden Elements selbst und die Zuverlässigkeit des Verbindungspro­ zesses leicht auf dem gleichen Stand gehalten werden wie beim Stand der Technik.
Es ist festzuhalten, daß die strukturellen Komponenten außer dem lichtemittierenden Element 40 des in der Fig. 13 gezeigten Optokopplers die gleichen sind wie die in der Fig. 1 gezeigten. Um jedoch die Zuverlässigkeit der Verbindungen aufrechtzuerhal­ ten, kann die Form der Verbindungen zwischen den zweiten Elektrodenmustern 10, 12 und den Elektroden 40c, 40d des lichtemittierenden Elements 40 in geeigneter Weise abgewandelt werden.
Legende
2, 34 . . . Substrat
4
Befestigungsbereich
6
,
8
erste Elektrodenanordnung
10
,
12
zweite Elektrodenanordnung
14-20
Ausnehmungselektroden
22
,
40
lichtemittierendes Element
26
lichtempfangendes Element
30
Kunststoff
32
gemeinsames Substrat

Claims (16)

1. Optokoppler mit einem lichtemittierenden und einem lichtempfangenden Element, wobei sich zwischen den beiden Elementen ein lichtdurchlässiges Substrat befindet, dadurch gekennzeichnet, dass das lichtdurchlässige Substrat (2) einen Befesti­ gungsbereich (4) für die beiden Elemente aufweist, der auf der einen Seite des Sub­ strats (2) einen Vorsprung und auf der anderen Seite des Substrats (2) eine Ausneh­ mung bildet.
2. Optokoppler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Befestigungs­ bereich (4) die Form eines Kegelstumpfes besitzt.
3. Optokoppler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat aus ei­ ner thermoplastischen Polyimidschicht besteht und eine Dicke von 0,1 mm bis zu mehreren Millimetern hat.
4. Optokoppler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das lichtemittieren­ de und das lichtempfangende Element (22, 40; 26) in Kunststoff (30) eingebettet sind.
5. Optokoppler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Vorsprung eine erste Elektrodenanordnung (8, 6) und an der Ausnehmung eine zweite Elektro­ denanordnung (10, 12) vorgesehen ist.
6. Optokoppler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl auf der Au­ ßenseite als auch auf der Innenseite des Befestigungsbereichs (4) Leiterbahnen (6, 8; 10, 12) verlaufen, die mit ihrem einen Ende auf einer horizontalen Oberfläche (4a) des Befestigungsbereichs (4) enden.
7. Optokoppler nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterbahnen (6, 8; 10, 12) mit ihrem anderen Ende in Ausnehmungselektroden (14, 16; 18, 20) in dem Substrat (2) enden.
8. Optokoppler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kegelstumpf oben durch eine ebene Fläche (4a) geschlossen und unten geöffnet ist, wobei das lichtemittierende Element (22) vom geöffneten Bereich des Kegelstumpfs an die Flä­ che (4a) stößt, während das lichtempfangende Element (26) auf der Fläche (4a) auf­ sitzt.
9. Optokoppler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das lichtemittieren­ de Element (22) eine LED in der Form eines Quaders aufweist, wobei diese LED mit ihrem Boden mit dem Befestigungsbereich (4) verbunden ist und einen lichtemittie­ renden Bereich an diesem Boden besitzt.
10. Optokoppler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das lichtempfan­ gende Element (26) einen Fototransistor in Form eine Quaders aufweist, der einen Boden besitzt, der mit der anderen Oberfläche des Befestigungsbereichs (4) verbun­ den ist.
11. Optokoppler nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Fototransis­ tor einen Emitter (26e) und Kollektor (26c) auf seiner Unterseite besitzt, wobei der Emitter (26e) und der Kollektor (26c) mit Leiterbahnen (6, 8) verbunden sind.
12. Optokoppler nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Ausneh­ mungselektroden (14, 16; 18, 20) an den Kanten des Substrats (2) befinden.
13. Optokoppler nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoff (30) als Quader ausgebildet ist.
14. Optokoppler nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoff ein Epoxidharz ist.
15. Optokoppler nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoff mit einer Farbe versehen ist, die externes Licht blockiert und absorbiert.
16. Verfahren zum Herstellen eines Optokopplers, gekennzeichnet durch folgende Schritte:
  • a) es wird ein lichtdurchlässiges Substrat (32) von hoher elektrischer Isolierfestig­ keit mit Leiterbahnen für mehrere Optokoppler versehen;
  • b) es werden mehrere Befestigungsbereiche (4) in dem Substrat (32) gebildet, die jeweils eine Ausbuchtung in dem Substrat bilden;
  • c) jeweils ein lichtemittierendes und ein lichtempfangendes Element (22, 26) wer­ den mit einem Befestigungsbereich (4) verbunden;
  • d) die Elektroden der lichtemittierenden Elemente und der lichtempfangenden Ele­ mente werden mit den Leiterbahnen des Substrats (32) verbunden;
  • e) die lichtemittierenden und lichtempfangenden Elemente werden mit Kunstharz versiegelt, wobei auch das Substrat (32) mit Ausnahme eines Durchbrechungs- Elektrodenbereichs (14, 16; 18, 20) versiegelt wird;
  • f) das Substrat wird durchschnitten, um einzelne Optokoppler zu bilden.
DE1995146717 1994-12-30 1995-12-14 Oberflächen-Optokoppler und Verfahren zur Herstellung eines solchen Expired - Fee Related DE19546717C2 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP33928894A JP3638328B2 (ja) 1994-12-30 1994-12-30 表面実装型フォトカプラ及びその製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE19546717A1 DE19546717A1 (de) 1996-07-04
DE19546717C2 true DE19546717C2 (de) 2002-04-18

Family

ID=18326041

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE1995146717 Expired - Fee Related DE19546717C2 (de) 1994-12-30 1995-12-14 Oberflächen-Optokoppler und Verfahren zur Herstellung eines solchen

Country Status (3)

Country Link
US (1) US5705833A (de)
JP (1) JP3638328B2 (de)
DE (1) DE19546717C2 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006010145A1 (de) * 2006-01-27 2007-08-09 Erbe Elektromedizin Gmbh Optokopplervorrichtung und Verfahren zur Fertigung dessen

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11204825A (ja) * 1998-01-14 1999-07-30 Oki Electric Ind Co Ltd 光半導体装置およびその製造方法
US6175752B1 (en) * 1998-04-30 2001-01-16 Therasense, Inc. Analyte monitoring device and methods of use
DE10011258A1 (de) * 2000-03-08 2001-09-20 Rossendorf Forschzent Integrierter Optokoppler und Verfahren zu seiner Herstellung
JP4813691B2 (ja) * 2001-06-06 2011-11-09 シチズン電子株式会社 発光ダイオード
JP2008047818A (ja) * 2006-08-21 2008-02-28 Nec Electronics Corp 光結合装置及びその製造方法
US8106406B2 (en) 2008-01-09 2012-01-31 Fairchild Semiconductor Corporation Die package including substrate with molded device
US10448948B2 (en) 2016-02-12 2019-10-22 Ethicon Llc Mechanisms for compensating for drivetrain failure in powered surgical instruments

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58101475A (ja) * 1981-12-11 1983-06-16 Sanyo Electric Co Ltd 半導体光結合装置
DD287356A5 (de) * 1989-08-23 1991-02-21 Veb Werk Fuer Fernsehelektronik,De Hochspannungsfester optokoppler
JPH06229182A (ja) * 1993-02-01 1994-08-16 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 掘削工法及び装置

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1557685A (en) * 1976-02-02 1979-12-12 Fairchild Camera Instr Co Optically coupled isolator device
JPS5497389A (en) * 1978-01-19 1979-08-01 Nec Corp Photo composite semiconductor device
US4626878A (en) * 1981-12-11 1986-12-02 Sanyo Electric Co., Ltd. Semiconductor optical logical device
JPS58106878A (ja) * 1981-12-18 1983-06-25 Sanyo Electric Co Ltd 半導体光結合装置
JP2831730B2 (ja) * 1989-09-29 1998-12-02 株式会社東芝 密着型イメージセンサ
JPH04132273A (ja) * 1990-09-21 1992-05-06 Nec Corp 半導体光結合装置
DE4242842C2 (de) * 1992-02-14 1999-11-04 Sharp Kk Lichtemittierendes Bauelement zur Oberflächenmontage und Verfahren zu dessen Herstellung
US5506445A (en) * 1994-06-24 1996-04-09 Hewlett-Packard Company Optical transceiver module

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58101475A (ja) * 1981-12-11 1983-06-16 Sanyo Electric Co Ltd 半導体光結合装置
DD287356A5 (de) * 1989-08-23 1991-02-21 Veb Werk Fuer Fernsehelektronik,De Hochspannungsfester optokoppler
JPH06229182A (ja) * 1993-02-01 1994-08-16 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 掘削工法及び装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"Radio-Electronics" (Mai 1985) 87,88,92,93 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006010145A1 (de) * 2006-01-27 2007-08-09 Erbe Elektromedizin Gmbh Optokopplervorrichtung und Verfahren zur Fertigung dessen

Also Published As

Publication number Publication date
DE19546717A1 (de) 1996-07-04
US5705833A (en) 1998-01-06
JPH08186284A (ja) 1996-07-16
JP3638328B2 (ja) 2005-04-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE4242842C2 (de) Lichtemittierendes Bauelement zur Oberflächenmontage und Verfahren zu dessen Herstellung
DE102004061930B4 (de) Optisches Halbleiterbauelement zur Ankopplung an eine optische Faser und damit ausgerüstete elektronische Einrichtung
EP2606510B1 (de) Verfahren zur herstellung zumindest eines optoelektronischen halbleiterbauelements
DE2542518A1 (de) Stromversorgungssystem fuer hochintegrierte halbleiterschaltungen
DE19544980A1 (de) Lichtemittierendes Bauelement und Herstellverfahren für dieses
DE19854414A1 (de) Lichtemittierende Vorrichtung
DE2054571A1 (de) Integrierte Halbleiterstruktur und Verfahren zum Herstellen dieser Halbleiterstruktur
EP0351581A1 (de) Hochintegrierte Schaltung sowie Verfahren zu deren Herstellung
DE1298630B (de) Integrierte Schaltungsanordnung
DE3616494A1 (de) Integrierte schaltungspackung und verfahren zur herstellung einer integrierten schaltungspackung
DE10306557A1 (de) Verfahren zum Herstellen eines elektrischen Leiterrahmens, Verfahren zum Herstellen eines oberflächenmontierbaren Halbleiterbauelements und Leiterrahmenstreifen
EP3360167B1 (de) Optoelektronisches bauelement mit einem leiterrahmen mit einer versteifungsstruktur
DE102009008738A1 (de) Halbleiteranordnung und Verfahren zum Herstellen einer Halbleiteranordnung
DE10008203A1 (de) Verfahren zum Herstellen elektronicher Halbleiterbauelemente
DE19603444C2 (de) LED-Vorrichtung mit mindestens zwei LEDs
DE10043127A1 (de) Infrarot-Daten-Kommunikationsmodul und Verfahren zu dessen Herstellung
WO2016071440A1 (de) Optoelektronisches bauelement, verfahren zum herstellen eines optoelektronischen bauelements
DE19546717C2 (de) Oberflächen-Optokoppler und Verfahren zur Herstellung eines solchen
EP1106040B1 (de) Verfahren zur herstellung von verdrahtungen mit elektrisch leitenden querverbindungen zwischen ober- und unterseite eines substrats sowie verdrahtung mit derartigen querverbindungen
DE2601956C3 (de) Optoelektronisches Koppelelement
WO2004015769A1 (de) Verfahren zum herstellen eines elektrischen leiterrahmens, verfahren zum herstellen eines oberflächenmontierbaren halbleiterbauelements und leiterrahmenstreifen
EP0303272A2 (de) Leiterplatte für die Elektronik
EP0009610A1 (de) Verfahren zur Herstellung prüfbarer Halbleiter-Miniaturgehäuse in Bandform
DE19821916C2 (de) Halbleitereinrichtung mit einem BGA-Substrat
DE3735489A1 (de) Verfahren fuer die fertigung von optokopplern

Legal Events

Date Code Title Description
8110 Request for examination paragraph 44
D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee

Effective date: 20110701