JP2003282935A - 光結合素子、その製造方法、及び電子機器 - Google Patents
光結合素子、その製造方法、及び電子機器Info
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Abstract
り容易に形成することができ、特性及び品質を安定化さ
せる。 【解決手段】透光性樹脂19を保持枠12の内側に塗布
して、発光素子15と受光素子16間の光伝達経路とな
る透光性樹脂19を形成しており、未硬化の透光性樹脂
19を保持枠12により保持するので、低粘度状態の透
光性樹脂19が保持枠12から各リードフレーム13,
14の裏面側や端子側へと流れ出ることがなく、透光性
樹脂19を容易に形成することができ、光結合素子11
の特性及び品質を安定化させることができる。
Description
子を対向配置した光結合素子、その製造方法、及び電子
機器に関する。
発光素子と受光素子を対向配置しており、電気信号を発
光素子により光信号に変換して、この光信号を発光素子
から受光素子へと送受し、この光信号を受光素子により
電気信号に変換し、これにより入力側と出力側を電気的
に絶縁している。
を例示している。また、図13は、この平面搭載型の光
結合素子の製造工程を示すフローチャートである。ここ
では、発光素子302及び受光素子303を各リードフ
レーム304,305上に導電性接着剤306により接
着して(図13の工程401)、これらの素子302,
303をワイヤボンドによりそれぞれのリードフレーム
304,305に結線し(図13の工程402)、発光
素子302と受光素子303間の光路となる透光性樹脂
307を形成し(図13の工程403)、外乱光の侵入
や内部からの光漏れを防ぐ遮光性樹脂308をモールド
成形により形成し(図13の工程404)、遮光性樹脂
308の外壁面にメッキを施して(図13の工程40
5)、光結合素子301を完成させている。この後、光
結合素子301の絶縁耐圧検査、電気的特性検査、及び
外観検査を行ない(図13の各工程406,407,4
08)、検査に合格した光結合素子301を梱包して出
荷する(図13の各工程409,410)。
子302からの光が透光性樹脂307の内壁面で反射さ
れて受光素子303に入射する。
子を例示している。また、図15は、このドッキング型
の光結合素子の製造工程を示すフローチャートである。
ここでは、発光素子502をリードフレーム504上に
導電性接着剤505により接着して(図15の工程60
1)、この素子502をワイヤボンドによりリードフレ
ーム504に結線し(図15の工程602)、また受光
素子503をリードフレーム506上に導電性接着剤5
05により接着して(図15の工程603)、この素子
503をワイヤボンドによりリードフレーム506に結
線する(図15の工程604)。そして、各リードフレ
ーム504,506の位置決めにより発光素子502及
び受光素子503を対向配置し(図15の工程60
5)、この状態で発光素子502と受光素子503間の
光路となる透光性樹脂507を形成し(図15の工程6
06)、外乱光の侵入や内部からの光漏れを防ぐ遮光性
樹脂508をモールド成形により形成し(図15の工程
607)、遮光性樹脂508の外壁面にメッキを施して
(図15の工程608)、光結合素子501を完成させ
ている。この後、光結合素子501の絶縁耐圧検査、電
気的特性検査、及び外観検査を行ない(図15の各工程
609,610,611)、検査に合格した光結合素子
501を梱包して出荷する(図15の各工程612,6
13)。
子502からの光が透光性樹脂507を通じて受光素子
503へと直線的に伝達される。
各光結合素子においては、発光素子と受光素子間の光路
となる透光性樹脂として、シリコン樹脂を用いている。
しかしながら、未硬化のシリコン樹脂が低粘度であるた
め、その塗布量が多すぎると、シリコン樹脂がリードフ
レームの裏面側や端子側に流れる。そして、最悪の場合
は、シリコン樹脂が遮光性樹脂の外側に流れ出てしま
い、光結合素子が不良となった。また、シリコン樹脂の
塗布量が少なすぎると、発光素子と受光素子間の光路が
形成されず、やはり光結合素子が不良となった。従っ
て、シリコン樹脂の塗布量のコントロールが大変に難し
く、光結合素子の特性及び品質を安定化させることが極
めて困難であった。
みてなされたものであり、発光素子と受光素子間の光路
を透光性樹脂により容易に形成することができ、特性及
び品質を安定化させることが可能な光結合素子、その製
造方法、及び電子機器を提供することを目的とする。
るために、本発明は、発光素子及び受光素子をリードフ
レームの同一平面上に搭載し、発光素子及び受光素子を
透光性樹脂により覆って、この透光性樹脂を発光素子と
受光素子間の光伝達経路として用いる光結合素子におい
て、透光性樹脂の保持枠を発光素子及び受光素子の周囲
に配設している。
脂の保持枠を発光素子及び受光素子の周囲に配設してい
るので、保持枠の内側に透光性樹脂を塗布すれば、発光
素子及び受光素子を透光性樹脂により覆って、この透光
性樹脂を発光素子と受光素子間の光伝達経路とすること
ができる。また、透光性樹脂の塗布に際し、未硬化の透
光性樹脂が低粘度状態であっても、保持枠により透光性
樹脂が保持されるので、透光性樹脂が保持枠からリード
フレームの裏面側や端子側へと流れ出ることが防止され
る。このため、発光素子と受光素子間の光路を透光性樹
脂により容易に形成することができ、光結合素子の特性
及び品質を安定化させることができる。
塑性樹脂である。
フェニレンスルフィド)、PC(ポリカーボネート)、
PBT(ポリブチレンテレフタレート)、結晶ポリマ
ー、非結晶ポリマー、液晶ポリマー等がある。この様な
熱可塑性樹脂を保持枠の材料として適用すれば、保持枠
にバリが発生し難く、不良の原因を減少させることがで
きる。
反射する絶縁性樹脂により形成され、その壁面が反射面
もしくは鏡面状である。
面状であれば、発光素子からの光が保持枠の壁面で反射
されるので、受光素子の受光量が増大し、光伝達効率を
上昇させることができる。
度状態の透光性樹脂の流出を防止する段差を有する。
光性樹脂の流出を効果的に防止することができる。
それぞれのリードフレームに搭載して、発光素子及び受
光素子を対向配置し、発光素子及び受光素子を透光性樹
脂により覆って、この透光性樹脂を発光素子と受光素子
間の光伝達経路として用いる光結合素子において、透光
性樹脂の保持枠を各リードフレームにそれぞれ設け、各
リードフレームの保持枠を発光素子及び受光素子の周囲
に配置している。
置されていることを前提としており、保持枠を各リード
フレームにそれぞれ設け、各リードフレームの保持枠を
発光素子及び受光素子の周囲に配置している。この保持
枠の内側に未硬化の透光性樹脂を塗布すれば、この保持
枠により低粘度状態の透光性樹脂がリードフレームの裏
面側や端子側へと流れることが防止される。
可塑性樹脂である。
して適用すれば、各保持枠にバリが発生し難く、不良の
原因を減少させることができる。
を反射する絶縁性樹脂により形成され、その壁面が反射
面もしくは鏡面状である。
壁面で反射されるので、受光素子の受光量が増大し、光
伝達効率を上昇させることができる。
字型であり、発光素子及び受光素子を矩形状に囲んでい
る。
子及び受光素子を矩形状に囲むことができる。
により発光素子と受光素子間に介在する透光性シートを
支持している。
適用すれば、耐ノイズ性を向上させることができる。ま
た、この透光性シートとして、絶縁性のものを適用すれ
ば、発光素子と受光素子間の絶縁性を向上させることが
できる。
リードフレームの同一平面上に搭載し、発光素子及び受
光素子を透光性樹脂により覆って、この透光性樹脂を発
光素子と受光素子間の光伝達経路として用いる光結合素
子の製造方法において、透光性樹脂の保持枠をリードフ
レームに設け、この後に発光素子及び受光素子をリード
フレームに搭載して、保持枠を発光素子及び受光素子の
周囲に配置し、透光性樹脂を保持枠の内側に塗布してい
る。
子をそれぞれのリードフレームに搭載して、発光素子及
び受光素子を対向配置し、発光素子及び受光素子を透光
性樹脂により覆って、この透光性樹脂を発光素子と受光
素子間の光伝達経路として用いる光結合素子の製造方法
において、透光性樹脂の保持枠を各リードフレームにそ
れぞれ設け、この後に発光素子及び受光素子をそれぞれ
のリードフレームに搭載して、各リードフレームの保持
枠を発光素子及び受光素子の周囲に配置し、透光性樹脂
を各保持枠の内側に塗布している。
性樹脂の保持枠をリードフレームに設け、この後に発光
素子及び受光素子をリードフレームに搭載しているの
で、保持枠をリードフレームに取り付けるに際し、発光
素子及び受光素子や、それらのワイヤーに対して、熱的
もしくは機械的なストレスを与えずに済み、不良の原因
を減少させることができる。また、透光性樹脂の塗布に
際し、未硬化の透光性樹脂が低粘度状態であっても、保
持枠により透光性樹脂の流出を防止することができる。
合素子を備えている。
製造方法だけではなく、この光結合素子を備える電子機
器を包含している。電子機器としては、電源やプロコン
等がある。
面を参照して詳細に説明する。
搭載型の光結合素子を示す断面図である。また、図2
は、本実施形態の光結合素子の製造工程を示すフローチ
ャートである。
す様に光を反射する絶縁性樹脂をモールド成形して保持
枠12を形成し、保持枠12を各リードフレーム13,
14に取り付けている(図2の工程101)。保持枠1
2の形成と同時に、保持枠12を各リードフレーム1
3,14に組み込んでも良いし、また保持枠12の形成
後に、保持枠12を取り付けても良い。ここでは、複数
の保持枠12を形成して取り付けている。また、光を反
射する絶縁性樹脂からなる保持枠12の形成に際し、保
持枠12の壁面12aを滑らかにして、この壁面12a
を鏡面状に仕上げても良い。更に、保持枠12を形成す
る絶縁性樹脂として、熱可塑性樹脂を適用している。熱
可塑性樹脂には、PPS(ポリフェニレンスルフィ
ド)、PC(ポリカーボネート)、PBT(ポリブチレ
ンテレフタレート)、結晶ポリマー、非結晶ポリマー、
液晶ポリマー等がある。この熱可塑性樹脂の適用によ
り、保持枠12にバリが発生し難く、不良の原因を減少
させることができる。
各リードフレーム13,14上に導電性接着剤17によ
り接着し(図2の工程102)、ワイヤボンドにより、
発光素子15及び受光素子16をそれぞれのワイヤー1
8a,18bを介して各リードフレーム13,14に結
線する(図2の工程103)。各素子15,16及び各
リードフレーム13,14は、保持枠12の内側に配置
される。
ッティングエポキシ樹脂等を規定の量だけ保持枠12の
内側に塗布して、発光素子15及び受光素子16を封入
し、発光素子15と受光素子16間の光伝達経路となる
透光性樹脂19を形成する(図2の工程104)。この
とき、未硬化の透光性樹脂19が低粘度の状態であって
も、透光性樹脂19が保持枠12により保持されるの
で、透光性樹脂19が保持枠12から各リードフレーム
13,14の裏面側や端子側へと流れ出ることがない。
防ぐ遮光性樹脂20をモールド成形により形成し(図2
の工程105)、遮光性樹脂20の外壁面にメッキを施
して(図2の工程106)、光結合素子11を完成させ
る。この後、光結合素子11の絶縁耐圧検査、電気的特
性検査、及び外観検査を行ない(図2の各工程107,
108,109)、検査に合格した光結合素子11を梱
包して出荷する(図2の各工程110,111)。
15からの光が透光性樹脂19の内壁面で反射されて受
光素子16に入射する。また、保持枠12は、光を反射
する絶縁性樹脂からなるため、発光素子15から側方に
出射された光が保持枠12の壁面12aでも反射され、
受光素子16へと入射する光量が増大する。これによ
り、発光素子15と受光素子16間の光伝達効率が向上
する。更に、先に述べた様に保持枠12の壁面12aを
鏡面状に仕上げれば、保持枠12の壁面12aの光反射
率が高くなるので、受光素子16で受光される光量がよ
り増大して、光伝達効率がより向上する。
を保持枠12の内側に塗布して、発光素子15と受光素
子16間の光伝達経路となる透光性樹脂19を形成して
おり、未硬化の透光性樹脂19を保持枠12により保持
するので、低粘度状態の透光性樹脂19が保持枠12か
ら各リードフレーム13,14の裏面側や端子側へと流
れ出ることがなく、透光性樹脂19を容易に形成するこ
とができ、光結合素子11の特性及び品質を安定化させ
ることができる。また、保持枠12の材料として、熱可
塑性樹脂を適用しているので、保持枠12にバリが発生
し難く、不良の原因を減少させることができる。
ードフレーム13,14に取り付けてから、発光素子1
5及び受光素子16を各リードフレーム13,14に搭
載しているので、保持枠12を取り付けるに際し、各素
子15,16や各ワイヤー18a,18bに対して、熱
的もしくは機械的なストレスを与えずに済み、不良の原
因を減少させることができる。
ている。この光結合素子11Aでは、図1の保持枠12
の代わりに、保持枠12Aを適用している。この保持枠
12Aは、その壁面の上端に段差12bを有しており、
この段差12bにより未硬化の透光性樹脂19の流出を
より効果的に防止する。
キング型の光結合素子を示す断面図である。また、図7
は、本実施形態の光結合素子の製造工程を示すフローチ
ャートである。
す様に光を反射する絶縁性樹脂をモールド成形して各保
持枠22,23を形成し、各保持枠22,23を各リー
ドフレーム24,25に取り付けている(図7の各工程
201,202)。各保持枠22,23の形成と同時
に、各保持枠22,23をそれぞれのリードフレーム2
4,25に組み込んでも良いし、また各保持枠22,2
3の形成後に、各保持枠22,23を取り付けても良
い。ここでは、複数組の各保持枠22,23を形成して
取り付けている。また、光を反射する絶縁性樹脂からな
る各保持枠22,23の形成に際し、各保持枠22,2
3の壁面22a,23aを滑らかにして、これらの壁面
22a,23aを鏡面状に仕上げても良い。更に、各保
持枠22,23を形成する絶縁性樹脂として、熱可塑性
樹脂を適用しており、これにより各保持枠22,23の
バリの発生を防止して、不良の原因を減少させている。
上に導電性接着剤27により接着して(図7の工程20
3)、ワイヤボンドにより、発光素子26をワイヤー2
8aを介してリードフレーム24に結線し(図7の工程
204)、また受光素子29をリードフレーム25上に
導電性接着剤27により接着して(図7の工程20
5)、ワイヤボンドにより、受光素子29をワイヤー2
8bを介してリードフレーム25に結線する(図7の工
程206)。
置決めにより発光素子26及び受光素子29を対向配置
し(図7の工程207)、この状態で透光性を有するシ
リコン樹脂やポッティングエポキシ樹脂等を規定の量だ
け各保持枠22,23の内側に塗布して、発光素子26
及び受光素子29を封入し、発光素子26と受光素子2
9間の光路となる透光性樹脂30を形成する(図7の工
程208)。このとき、未硬化の透光性樹脂30は、各
保持枠22,23により保持され、各リードフレーム2
4,25の裏面側や端子側へと流れ出ることがない。
防ぐ遮光性樹脂31をモールド成形により形成し(図7
の工程209)、遮光性樹脂31の外壁面にメッキを施
して(図7の工程210)、光結合素子21を完成させ
る。この後、光結合素子21の絶縁耐圧検査、電気的特
性検査、及び外観検査を行ない(図7の各工程211,
212,213)、検査に合格した光結合素子21を梱
包して出荷する(図7の各工程214,215)。
26からの光が透光性樹脂30を通じて受光素子29へ
と直線的に伝達される。また、各保持枠22,23は、
光を反射する絶縁性樹脂からなるため、発光素子26か
ら側方に出射された光が保持枠22の壁面22aで反射
され、受光素子29へと入射する光量が増大し、発光素
子26と受光素子29間の光伝達効率が向上する。更
に、先に述べた様に保持枠22の壁面22aを鏡面状に
仕上げれば、壁面22aの光反射率が高くなるので、光
伝達効率がより向上する。
を各保持枠22,23により保持するので、未硬化の透
光性樹脂30が各保持枠22,23から各リードフレー
ム24,25の裏面側や端子側へと流れ出ることがな
く、透光性樹脂30を容易に形成することができ、光結
合素子21の特性及び品質を安定化させることができ
る。また、各保持枠22,23の材料として、熱可塑性
樹脂を適用しているので、各保持枠22,23にバリが
発生し難く、不良の原因を減少させることができる。
ードフレーム24,25に取り付けてから、発光素子2
6及び受光素子29を各リードフレーム24,25に搭
載しているので、各保持枠22,23を取り付けるに際
し、各素子26,29や各ワイヤー28a,28bに対
して、熱的もしくは機械的なストレスを与えずに済み、
不良の原因を減少させることができる。
している。この光結合素子21Aでは、図6の保持枠2
3の代わりに、保持枠23Aを適用している。この保持
枠23Aは、L字型の一辺の端部に突起23aを設けて
おり、L字型の上端部と突起23aの先端部間に透光性
シート32を架け渡している。この透光性シート32と
して、導電性のものを適用すれば、耐ノイズ性を向上さ
せることができる。また、この透光性シート32とし
て、絶縁性のものを適用すれば、発光素子26と受光素
子29間の絶縁性を向上させることができる。
している。この光結合素子21Bでは、図6の各保持枠
22,23の代わりに、各保持枠22B,23Bを適用
している。これらの保持枠22B,23Bは、平板状の
ものであって、それぞれのリードフレーム24,25に
突設される。この様な単純な形状の各保持枠22B,2
3Bによっても、未硬化の透光性樹脂30を保持するこ
とができる。
るものではなく、多様に変形することができる。例え
ば、保持枠の形状や材質等を適宜に変更しても構わな
い。また、本発明は、光結合素子及びその製造方法だけ
ではなく、この光結合素子を備える電子機器を包含す
る。電子機器としては、電源やプロコン等がある。
よれば、透光性樹脂の保持枠を発光素子及び受光素子の
周囲に配設しているので、保持枠の内側に透光性樹脂を
塗布すれば、発光素子及び受光素子を透光性樹脂により
覆って、この透光性樹脂を発光素子と受光素子間の光伝
達経路とすることができる。また、透光性樹脂の塗布に
際し、未硬化の透光性樹脂が低粘度状態であっても、保
持枠により透光性樹脂が保持されるので、透光性樹脂が
保持枠からリードフレームの裏面側や端子側へと流れ出
ることが防止される。このため、発光素子と受光素子間
の光路を透光性樹脂により容易に形成することができ、
光結合素子の特性及び品質を安定化させることができ
る。
持枠の材料として適用しているので、保持枠にバリが発
生し難く、不良の原因を減少させることができる。
射面もしくは鏡面状であるため、発光素子からの光が保
持枠の壁面で反射され、受光素子の受光量が増大し、光
伝達効率を上昇させることができる。
状態の透光性樹脂の流出を防止する段差を有する。この
ため、低粘度状態の透光性樹脂の流出を効果的に防止す
ることができる。
により、発光素子及び受光素子を矩形状に囲んでいる。
子間に透光性シートを介在させている。この透光性シー
トとして、導電性のものを適用すれば、耐ノイズ性を向
上させることができる。また、この透光性シートとし
て、絶縁性のものを適用すれば、発光素子と受光素子間
の絶縁性を向上させることができる。
樹脂の保持枠をリードフレームに設け、この後に発光素
子及び受光素子をリードフレームに搭載しているので、
保持枠をリードフレームに取り付けるに際し、発光素子
及び受光素子や、それらのワイヤーに対して、熱的もし
くは機械的なストレスを与えずに済み、不良の原因を減
少させることができる。また、透光性樹脂の塗布に際
し、未硬化の透光性樹脂が低粘度状態であっても、保持
枠により透光性樹脂の流出を防止することができる。
合素子を示す断面図である。
ートである。
フレームを示す平面図である。
示す側面図である。
る。
結合素子を示す断面図である。
ートである。
ドフレームを示す平面図である。
て示す側面図である。
る。
である。
である。
チャートである。
図である。
チャートである。
Claims (12)
- 【請求項1】 発光素子及び受光素子をリードフレーム
の同一平面上に搭載し、発光素子及び受光素子を透光性
樹脂により覆って、この透光性樹脂を発光素子と受光素
子間の光伝達経路として用いる光結合素子において、 透光性樹脂の保持枠を発光素子及び受光素子の周囲に配
設したことを特徴とする光結合素子。 - 【請求項2】 保持枠は、熱可塑性樹脂であることを特
徴とする請求項1に記載の光結合素子。 - 【請求項3】 保持枠は、光を反射する絶縁性樹脂によ
り形成され、その壁面が反射面もしくは鏡面状であるこ
とを特徴とする請求項1に記載の光結合素子。 - 【請求項4】 保持枠は、低粘度状態の透光性樹脂の流
出を防止する段差を有することを特徴とする請求項1に
記載の光結合素子。 - 【請求項5】 発光素子及び受光素子をそれぞれのリー
ドフレームに搭載して、発光素子及び受光素子を対向配
置し、発光素子及び受光素子を透光性樹脂により覆っ
て、この透光性樹脂を発光素子と受光素子間の光伝達経
路として用いる光結合素子において、 透光性樹脂の保持枠を各リードフレームにそれぞれ設
け、各リードフレームの保持枠を発光素子及び受光素子
の周囲に配置したことを特徴とする光結合素子。 - 【請求項6】 各保持枠は、熱可塑性樹脂であることを
特徴とする請求項5に記載の光結合素子。 - 【請求項7】 各保持枠は、光を反射する絶縁性樹脂に
より形成され、それらの壁面が反射面もしくは鏡面状で
あることを特徴とする請求項5に記載の光結合素子。 - 【請求項8】 各保持枠は、L字型であり、発光素子及
び受光素子を矩形状に囲むことを特徴とする請求項5に
記載の光結合素子。 - 【請求項9】 各保持枠の一方により発光素子と受光素
子間に介在する透光性シートを支持したことを特徴とす
る請求項5に記載の光結合素子。 - 【請求項10】 発光素子及び受光素子をリードフレー
ムの同一平面上に搭載し、発光素子及び受光素子を透光
性樹脂により覆って、この透光性樹脂を発光素子と受光
素子間の光伝達経路として用いる光結合素子の製造方法
において、 透光性樹脂の保持枠をリードフレームに設け、この後に
発光素子及び受光素子をリードフレームに搭載して、保
持枠を発光素子及び受光素子の周囲に配置し、透光性樹
脂を保持枠の内側に塗布することを特徴とする光結合素
子の製造方法。 - 【請求項11】 発光素子及び受光素子をそれぞれのリ
ードフレームに搭載して、発光素子及び受光素子を対向
配置し、発光素子及び受光素子を透光性樹脂により覆っ
て、この透光性樹脂を発光素子と受光素子間の光伝達経
路として用いる光結合素子の製造方法において、 透光性樹脂の保持枠を各リードフレームにそれぞれ設
け、この後に発光素子及び受光素子をそれぞれのリード
フレームに搭載して、各リードフレームの保持枠を発光
素子及び受光素子の周囲に配置し、透光性樹脂を各保持
枠の内側に塗布することを特徴とする光結合素子の製造
方法。 - 【請求項12】 請求項1乃至9のいずれかに記載の光
結合素子を備えることを特徴とする電子機器。
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