JP2005142427A - Optical coupling element, manufacturing method thereof, and electronic equipment equipped therewith - Google Patents
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Description
本発明は、光学的に対向配置されている発光チップおよび受光チップと、発光チップおよび受光チップが各々個別にダイボンドされている2組のリード端子と、発光チップおよび受光チップとリード端子の所定の位置とを電気的に接続する金線と、発光チップおよび受光チップの周辺部を覆う透光性樹脂部と、この透光性樹脂部表面を覆う遮光性樹脂部とを備えてなる光結合素子、この光結合素子の製造方法、およびこの光結合素子またはこの光結合素子を備えた電子機器に関する。 The present invention provides a light emitting chip and a light receiving chip that are optically arranged oppositely, two sets of lead terminals in which the light emitting chip and the light receiving chip are individually die-bonded, and a predetermined set of the light emitting chip, the light receiving chip, and the lead terminal. An optical coupling element comprising: a gold wire that electrically connects positions; a light-transmitting resin portion that covers the periphery of the light-emitting chip and the light-receiving chip; and a light-blocking resin portion that covers the surface of the light-transmitting resin portion The present invention also relates to a method for manufacturing the optical coupling element, and the optical coupling element or an electronic apparatus including the optical coupling element.
従来の光結合素子の一例として、2重モールドタイプの光結合装置がある(例えば、特許文献1参照)。 As an example of a conventional optical coupling element, there is a double mold type optical coupling device (see, for example, Patent Document 1).
図11は、従来の2重モールドタイプの光結合装置の一例を示す断面図であり、図12は、図11に示す光結合装置の製造方法の一例を示すフローチャートである。なお、図12中、ステップS101〜ステップS103は光結合装置のうち発光に係わる部位のみに関するステップであり、ステップS121およびステップS122は光結合装置のうち受光に係わる部位のみに関するステップあり、ステップS104〜ステップS112は発光に係わる部位および受光に係わる部位を含む光結合装置全体に関するステップである。 FIG. 11 is a cross-sectional view showing an example of a conventional double mold type optical coupling device, and FIG. 12 is a flowchart showing an example of a manufacturing method of the optical coupling device shown in FIG. In FIG. 12, steps S101 to S103 are steps relating only to the part relating to light emission in the optical coupling device, and steps S121 and S122 are steps relating to only the part relating to light reception in the optical coupling device. Step S112 is a step relating to the entire optical coupling device including the part related to light emission and the part related to light reception.
従来の2重モールドタイプの光結合装置の製造工程では、図11に示すように、発光チップ101および受光チップ102を各々個別のリードフレーム103a,103bにダイボンドし(ステップS101およびステップS121)、発光チップ101および受光チップ102それぞれに金線104a,104bでワイヤボンドを施した(ステップS102およびステップS122)後に、発光チップ101にシリコーン樹脂でプリコートを施し、プリコート樹脂部105を形成する(ステップS103)。その後、各リードフレーム103a,103bをスポット溶接することまたはローディングフレームにセットすること等により、発光チップ101および受光チップ102を光学的に対向配置させ(ステップS104)、透光性樹脂にて1次モールドを行なって透光性樹脂部106を形成し(ステップS105)、さらに、バリ取りを施した後、遮光性樹脂にて2次モールドを行なって遮光性樹脂部107を形成する(ステップS106)。その後、外部端子部(リードフレーム103a,103bのうち遮光性樹脂部107から突出している部分)にめっき処理(ステップS107の外装めっき)、タイバーカットおよびリード折り曲げ(ステップS108のフォーミング)等を施し、さらに電機特性検査(ステップS109のテスト)および外観検査(ステップS110)を実施することにより光結合装置を完成させる。最後に、この光結合装置は、梱包(ステップS111)が行なわれた後、出荷(ステップS112)される。
In the manufacturing process of the conventional double mold type optical coupling device, as shown in FIG. 11, the
次いで、従来の光結合素子の製造方法のうちダイボンドに関する工程について図13を参照しつつ詳しく説明する。 Next, steps related to die bonding in the conventional method of manufacturing an optical coupling element will be described in detail with reference to FIG.
図13は、図12に示す光結合装置の製造方法のうちダイボンドを実施している工程での光結合装置の状態の一例を示す説明図である。なお、図13において、紙面左側にはダイボンド直前の状態を示しており、紙面右側にはダイボンド直後の状態を示している。 FIG. 13 is an explanatory diagram illustrating an example of the state of the optical coupling device in the step of performing die bonding in the method of manufacturing the optical coupling device illustrated in FIG. 12. In FIG. 13, the state immediately before die bonding is shown on the left side of the drawing, and the state immediately after die bonding is shown on the right side of the drawing.
まず初めに、ダイボンド用のシートに張り付いている半導体チップ108(即ち、発光チップ101または受光チップ102)の裏面側(シート側)を針状のピンで突き上げて、半導体チップ108をシートから剥がれ易くする。続いて、ダイボンド装置のコレット109を半導体チップ108表面にあてて半導体チップ108を吸着し、リードフレーム110(即ち、発光チップ101側のリードフレーム103aまたは受光チップ102側のリードフレーム103b)上に持ってくる。そして、コレット109で、半導体チップ108をリードフレーム110上に塗布されているペースト111へ押し付けるようにして、半導体チップ108をリードフレーム110上に搭載および固定する(ダイボンドする)。
First, the back side (sheet side) of the semiconductor chip 108 (that is, the
このとき、半導体チップ108の搭載位置は、半導体チップ108の種類やサイズ別にダイボンド装置において各々設定することで決定する。
At this time, the mounting position of the
次いで、従来の光結合装置を構成するリードフレームの一例について図面を参照しつつ説明する。 Next, an example of a lead frame constituting a conventional optical coupling device will be described with reference to the drawings.
図14は、従来の光結合装置を構成するリードフレームの一例を示す説明図である。 FIG. 14 is an explanatory view showing an example of a lead frame constituting a conventional optical coupling device.
このリードフレーム120は、受光チップ側のリードフレームであり、ヘッダ部(即ち、素子搭載部)121aまたはワイヤボンド部122aを備えた2本のリード端子121,122と、2本のリード端子121,122の中間部をつなぐタイバ123とからなる。
The
前記ヘッダ部121aは、平板形状の部材であり、受光チップがダイボンドされる部位である。また、タイバ123は、フォーミング実施時にリード端子121,122から切り離され除去される。
従来の光結合装置のダイボンド方法では、半導体チップの搭載位置は予め各々使用する半導体チップの種類やサイズ毎に設定を行っていた。しかしながら、同一の生産ラインで使用される半導体チップの種類やサイズは多数あるため、設定時に位置決め位置が明確にされていないと、作業者が搭載位置の設定を間違えたり、、本来使用するべき受発光チップの搭載位置データではなく別の受発光チップの搭載位置データと設定を間違えてしまうといった問題があった。 In the conventional die bonding method of an optical coupling device, the mounting position of the semiconductor chip is set in advance for each type and size of the semiconductor chip to be used. However, since there are many types and sizes of semiconductor chips used on the same production line, if the positioning position is not clear at the time of setting, the operator may make a mistake in setting the mounting position or accept the original use. There is a problem that the setting is not the same as the mounting position data of another light receiving / emitting chip, not the mounting position data of the light emitting chip.
このような問題が発生した場合、搭載位置が中心からずれてしまうことにより、本来必要である発光量が受光チップに届かなくなるので、完成した光結合装置において感度不足による歩留り低下が多発するといった問題が生じる。 When such a problem occurs, the mounting position shifts from the center, so that the amount of light emission that is originally required does not reach the light receiving chip, so that the yield reduction due to insufficient sensitivity occurs frequently in the completed optical coupling device. Occurs.
また、低入力型の光結合素子を安定して生産するため、発光量の多い発光チップや受光感度のよい受光チップを使用していたが、現状の技術面での限界や価格とのバランスもあり、光感度のばらつきを抑えることが可能となる生産方法が必要とされていた。 In addition, in order to stably produce low-input type optical coupling elements, light emitting chips with a large amount of light emission and light receiving chips with good light receiving sensitivity were used. However, there is a balance between current technical limits and price. There is a need for a production method that can suppress variations in photosensitivity.
本発明は係る実情に鑑みてなされたもので、その目的は、低入力型の光結合素子、この光結合素子の製造方法、およびこの光結合素子またはこの光結合素子の製造方法を用いて形成された光結合素子を備えた電子機器を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of such circumstances, and its object is to form a low input type optical coupling element, a method for manufacturing the optical coupling element, and the optical coupling element or the method for manufacturing the optical coupling element. Another object of the present invention is to provide an electronic device including the optical coupling element.
上記課題を解決するため、本発明の光結合素子は、光学的に対向配置されている発光チップおよび受光チップと、発光チップおよび受光チップが各々個別にダイボンドされている2組のリード端子と、発光チップおよび受光チップとリード端子の所定の位置とを電気的に接続する金線と、発光チップ周辺部を覆うプリコート樹脂部と、プリコート樹脂部で覆われた発光チップおよび受光チップの周辺部を覆う透光性樹脂部と、前記透光性樹脂部表面を覆う遮光性樹脂部とを備えてなる光結合素子において、受光チップ側のリードフレームのヘッダ部に、受光チップの受光面中心を発光チップの発光面中心に位置合わせするための位置決め手段が設けられた構成としている。これにより、受光チップの受光面中心と発光チップの発光面中心とを対向配置させることができるため、光感度のバラツキを抑えられるようになり、入力電流の低入力化が図れる。 In order to solve the above problems, an optical coupling element of the present invention includes a light-emitting chip and a light-receiving chip that are optically arranged opposite to each other, two sets of lead terminals in which the light-emitting chip and the light-receiving chip are individually die-bonded, and A gold wire that electrically connects the light emitting chip and the light receiving chip to a predetermined position of the lead terminal, a precoat resin portion that covers the periphery of the light emitting chip, and a peripheral portion of the light emitting chip and the light receiving chip that are covered with the precoat resin portion In an optical coupling element comprising a light-transmitting resin portion that covers and a light-shielding resin portion that covers the surface of the light-transmitting resin portion, the center of the light receiving surface of the light receiving chip emits light to the header portion of the lead frame on the light receiving chip side. A positioning means for aligning with the center of the light emitting surface of the chip is provided. As a result, the center of the light receiving surface of the light receiving chip and the center of the light emitting surface of the light emitting chip can be arranged to face each other, so that variations in photosensitivity can be suppressed and input current can be reduced.
また、本発明の光結合素子の他の形態は、光学的に対向配置されている発光チップおよび受光チップと、発光チップおよび受光チップが各々個別にダイボンドされている2組のリード端子と、発光チップおよび受光チップとリード端子の所定の位置とを電気的に接続する金線と、発光チップ周辺部を覆うプリコート樹脂部と、プリコート樹脂部で覆われた発光チップおよび受光チップの周辺部を覆う透光性樹脂部と、前記透光性樹脂部表面を覆う遮光性樹脂部とを備えてなる光結合素子において、発光チップ側のリードフレームのヘッダ部に、発光チップの発光面中心を受光チップの受光面中心に位置合わせするための位置決め手段が設けられた構成としている。これにより、受光チップの受光面中心と発光チップの発光面中心とを対向配置させることができるため、光感度のバラツキを抑えられるようになり、入力電流の低入力化が図れる。 Further, another form of the optical coupling element of the present invention includes a light emitting chip and a light receiving chip that are optically arranged opposite to each other, two sets of lead terminals in which the light emitting chip and the light receiving chip are individually die-bonded, and light emission. A gold wire for electrically connecting the chip and the light receiving chip to a predetermined position of the lead terminal, a precoat resin portion covering the peripheral portion of the light emitting chip, and a peripheral portion of the light emitting chip and the light receiving chip covered by the precoat resin portion In an optical coupling element including a light-transmitting resin portion and a light-blocking resin portion covering the surface of the light-transmitting resin portion, the light-receiving chip is centered on the light-emitting surface of the light-emitting chip on the header portion of the lead frame on the light-emitting chip side. The positioning means for aligning with the center of the light receiving surface is provided. As a result, the center of the light receiving surface of the light receiving chip and the center of the light emitting surface of the light emitting chip can be arranged to face each other, so that variations in photosensitivity can be suppressed and input current can be reduced.
また、上記構成において、前記位置決め手段が、凹部または凸部であってもよく、マーキングであってもよく、この場合には、発光チップおよび受光チップの位置決めを容易に実施することができる。 In the above configuration, the positioning means may be a concave portion or a convex portion, or may be a marking. In this case, the positioning of the light emitting chip and the light receiving chip can be easily performed.
また、上記構成において、前記位置決め手段が凸部であり、前記受光チップを前記ヘッダ部に搭載するための導電材料としてはんだが用いられているものであってもよく、この場合には、凸部上で液状となったはんだは表面張力により中心が盛り上がった形状となり、はんだより軽い受光チップがはんだに浮いた状態となるため、受光チップが搭載部の中心付近に配置されるため、受光チップの位置決めを容易に実施することができる。 Further, in the above configuration, the positioning means may be a convex portion, and solder may be used as a conductive material for mounting the light receiving chip on the header portion. The solder that has become liquid above has a shape with a raised center due to surface tension, and the light receiving chip that is lighter than the solder floats on the solder, so the light receiving chip is placed near the center of the mounting part, so Positioning can be performed easily.
本発明の光結合素子の製造方法は、発光チップおよび受光チップをリード端子にダイボンディングする工程と、発光チップおよび受光チップをリード端子の所定の位置にワイヤボンドする工程と、発光チップおよび受光チップを光学的に対向配置させる工程と、発光チップおよび受光チップの周辺部に対して1次モールドを実施して透光性樹脂部を形成する工程と、2次モールドによって、前記透光性樹脂部表面を遮光性樹脂部で覆う工程とを備えてなる光結合素子の製造方法であって、前記ダイボンディングする工程の前に、受光チップ側のリードフレームのヘッダ部に、受光チップのサイズに応じて受光チップの受光面中心を発光チップの発光面中心に位置合わせするための位置決め手段を形成する工程を備えており、前記ダイボンディングする工程において、前記位置決め手段の中心に受光チップの中心を合わせて搭載する工程を備えてた構成としている。これにより、受光チップの受光面中心と発光チップの発光面中心とを対向配置させることができるため、光感度のバラツキを抑えられるようになり、入力電流の低入力化が図れる。 The method of manufacturing an optical coupling element according to the present invention includes a step of die bonding a light emitting chip and a light receiving chip to a lead terminal, a step of wire bonding the light emitting chip and the light receiving chip to a predetermined position of the lead terminal, and the light emitting chip and the light receiving chip. A step of optically arranging the transparent resin portion, a step of forming a light-transmitting resin portion by performing a primary mold on the periphery of the light-emitting chip and the light-receiving chip, and a step of forming the light-transmitting resin portion by a secondary mold. And a step of covering the surface with a light-shielding resin portion, wherein the header portion of the lead frame on the light-receiving chip side corresponds to the size of the light-receiving chip before the die bonding step. Forming a positioning means for aligning the center of the light receiving surface of the light receiving chip with the center of the light emitting surface of the light emitting chip, In the step of grayed has a configuration which was equipped with a step of mounting the combined center of the light receiving chip in the center of the positioning means. As a result, the center of the light receiving surface of the light receiving chip and the center of the light emitting surface of the light emitting chip can be arranged to face each other, so that variations in photosensitivity can be suppressed and input current can be reduced.
また、本発明の光結合素子の製造方法の他の形態は、発光チップおよび受光チップをリード端子にダイボンディングする工程と、発光チップおよび受光チップをリード端子の所定の位置にワイヤボンドする工程と、発光チップおよび受光チップを光学的に対向配置させる工程と、発光チップおよび受光チップの周辺部に対して1次モールドを実施して透光性樹脂部を形成する工程と、2次モールドによって、前記透光性樹脂部表面を遮光性樹脂部で覆う工程とを備えてなる光結合素子の製造方法であって、前記ダイボンディングする工程の前に、発光チップ側のリードフレームのヘッダ部に、発光チップのサイズに応じて発光チップの発光面中心を受光チップの受光面中心に位置合わせするための位置決め手段を形成する工程を備えており、前記ダイボンディングする工程において、前記位置決め手段の中心に発光チップの中心を合わせて搭載する工程を備えた構成としている。これにより、受光チップの受光面中心と発光チップの発光面中心とを対向配置させることができるため、光感度のバラツキを抑えられるようになり、入力電流の低入力化が図れる。 In another embodiment of the method for manufacturing an optical coupling element of the present invention, a step of die-bonding the light-emitting chip and the light-receiving chip to the lead terminal, a step of wire-bonding the light-emitting chip and the light-receiving chip to a predetermined position of the lead terminal, A step of optically disposing the light emitting chip and the light receiving chip, a step of forming a light-transmitting resin portion by performing a primary mold on the periphery of the light emitting chip and the light receiving chip, and a secondary mold, And a step of covering the surface of the light-transmitting resin portion with a light-shielding resin portion, and before the step of die bonding, before the step of die bonding, on the header portion of the lead frame on the light emitting chip side, Comprising a step of forming a positioning means for aligning the light emitting surface center of the light emitting chip with the light receiving surface center of the light receiving chip according to the size of the light emitting chip, In the process of serial die bonding, it has a configuration which includes a step of mounting the combined center of the light emitting chip in the center of the positioning means. As a result, the center of the light receiving surface of the light receiving chip and the center of the light emitting surface of the light emitting chip can be placed opposite to each other, so that variations in photosensitivity can be suppressed and input current can be reduced.
また、上記構成において、前記位置決め手段を形成する工程の代わりに、発光チップの搭載位置データを読み込む工程と、この搭載位置データに基づき受光チップの受光面中心が発光チップの発光面中心に一致するように受光チップを搭載する工程とを備えているものであってもよく、この場合には、受光チップの受光面中心と発光チップの発光面中心との位置合わせが容易となり、かつ、発光チップおよび受光チップのサイズや種類が多数に及んでも、搭載位置の設定間違いやを該当チップの搭載位置と別のチップの搭載位置とを間違えることがなくなり、安定した光感度をもつ光結合素子を生産できることが可能となり、入力電流の低入力化も容易となる。 In the above configuration, instead of the step of forming the positioning means, a step of reading the mounting position data of the light emitting chip, and the center of the light receiving surface of the light receiving chip coincides with the center of the light emitting surface of the light emitting chip based on the mounting position data. In this case, it is easy to align the center of the light receiving surface of the light receiving chip with the center of the light emitting surface of the light emitting chip, and the light emitting chip. In addition, even if the size and type of the light receiving chip reaches a large number, the setting position of the chip is not mistaken for the mounting position of the corresponding chip and the mounting position of another chip. It becomes possible to produce, and it becomes easy to reduce the input current.
本発明の電子機器は、前述の光結合素子または光結合素子の製造方法のうちのいずれか1つを用いて形成されたものであるので、省エネルギー化を図ることができる。 Since the electronic device of the present invention is formed by using any one of the above-described optical coupling element or the optical coupling element manufacturing method, energy saving can be achieved.
本発明の光結合素子によれば、発光チップ側および/または受光チップ側のリードフレームのヘッダ部に、受光チップの受光面中心を発光チップの発光面中心に位置合わせするための位置決め手段を設けることで、受光チップの受光面中心と発光チップの発光面中心とを容易に対向配置させることができる。これにより、光感度のバラツキを抑えられるようになり、入力電流の低入力化を図ることができる。 According to the optical coupling element of the present invention, positioning means for aligning the light receiving surface center of the light receiving chip with the light emitting surface center of the light emitting chip is provided in the header portion of the lead frame on the light emitting chip side and / or the light receiving chip side. Thus, the center of the light receiving surface of the light receiving chip and the center of the light emitting surface of the light emitting chip can be easily arranged to face each other. As a result, variations in photosensitivity can be suppressed, and the input current can be reduced.
本発明の光結合素子の製造方法によれば、ダイボンディングする工程の前に、発光チップ側および/または受光チップ側のリードフレームのヘッダ部に、発光チップのサイズに応じて発光チップの発光面中心を受光チップの受光面中心に位置合わせするための位置決め手段および/または受光チップのサイズに応じて受光チップの受光面中心を発光チップの発光面中心に位置合わせするための位置決め手段を形成する工程を備えており、ダイボンディングする工程において、前記位置決め手段の中心に発光チップの中心を合わせて搭載する工程および/または受光チップの中心を合わせて搭載する工程を備えることで、受光チップの受光面中心と発光チップの発光面中心とを対向配置させることができる。これにより、光感度のバラツキを抑えられるようになり、入力電流の低入力化を図ることができる。 According to the method for manufacturing an optical coupling element of the present invention, before the die bonding step, the light emitting surface of the light emitting chip is formed on the header part of the lead frame on the light emitting chip side and / or the light receiving chip side according to the size of the light emitting chip. Positioning means for aligning the center with the light receiving surface center of the light receiving chip and / or positioning means for aligning the light receiving surface center of the light receiving chip with the light emitting surface center of the light emitting chip according to the size of the light receiving chip is formed. And a step of mounting the light emitting chip by aligning the center of the light emitting chip with the center of the positioning means and / or a step of mounting by aligning the center of the light receiving chip in the step of die bonding. The center of the surface and the center of the light emitting surface of the light emitting chip can be arranged to face each other. As a result, variations in photosensitivity can be suppressed, and the input current can be reduced.
本発明の電子機器は、前述の光結合素子または光結合素子の製造方法を用いて形成されたものであるので、省エネルギー化を図ることができる。 Since the electronic device of the present invention is formed using the above-described optical coupling element or the optical coupling element manufacturing method, energy saving can be achieved.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
以下、本発明の実施例1について図面を参照して説明する。
図1は、本発明の光結合素子の実施例1を示す断面図であり、同図に一点鎖線を用いて示したLは発光チップおよび受光チップの中心を示している。図2は、図1に示す光結合素子の製造工程において使用されるリードフレームの一例を示す説明図であり、図3は、本発明の光結合素子の製造工程において使用されるリードフレームの他の例を示す説明図であり、図4は、本発明の光結合素子の製造工程において使用されるリードフレームのさらに他の例を示す説明図である。なお、本実施例では、説明を簡単なものとするため、図2〜図4は発光チップ側および受光チップ側の両方に共通したリードフレームとして図示している。 FIG. 1 is a cross-sectional view showing an optical coupling device according to a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, L indicated by a one-dot chain line indicates the center of the light emitting chip and the light receiving chip. FIG. 2 is an explanatory view showing an example of a lead frame used in the manufacturing process of the optical coupling element shown in FIG. 1, and FIG. 3 shows another lead frame used in the manufacturing process of the optical coupling element of the present invention. FIG. 4 is an explanatory view showing still another example of the lead frame used in the manufacturing process of the optical coupling element of the present invention. In this embodiment, in order to simplify the description, FIGS. 2 to 4 are shown as lead frames common to both the light emitting chip side and the light receiving chip side.
本実施例の光結合素子は、光学的に対向配置されている発光チップ1および受光チップ2と、発光チップ1および受光チップ2が各々個別にダイボンドされている2組のリード端子3a,3bと、発光チップ1および受光チップ2とリード端子3a,3bの所定の位置とを電気的に接続する金線4a,4bと、発光チップ1周辺部を覆うプリコート樹脂部5と、プリコート樹脂部5で覆われた発光チップ1および受光チップ2の周辺部を覆う透光性樹脂部6と、この透光性樹脂部6表面を覆う遮光性樹脂部7とを備えてなる。
The optical coupling element of this embodiment includes a
前記リード端子3a,3bは、光結合素子の製造工程において使用されるリードフレーム10から得られる部材であり、このリードフレーム10は、素子搭載部11aまたはワイヤボンド部12aを備えた2本のリード端子11,12(3a,3bに対応)と、2本のリード端子11,12の中間部をつなぐタイバ13とを備えており、受光チップ側のリードフレーム10の素子搭載部11aは位置決め手段を備えている。
The
図2に示すリードフレーム10においては、位置決め手段として、平板形状の素子搭載部(即ち、ヘッダ部)11a表面に凹部11a1が形成されている。また、図3に示すリードフレーム10においては、位置決め手段として、平板形状の素子搭載部11a表面に凸部11a2が形成されている。
In the
これら凹部11a1の底面および凸部11a2の頂部の大きさは、搭載する発光チップ1底面または受光チップ2底面のサイズに対して一辺が20μm〜300μm大きいサイズが安定した光感度を得るのに好ましい。
As for the size of the bottom surface of the concave portion 11a1 and the top portion of the convex portion 11a2, it is preferable that the size of one side is 20 μm to 300 μm larger than the size of the bottom surface of the
また、受光チップ2を用いる場合には、位置決め手段として凸部11a2を用い、リードフレーム10に固定する導電材料としてはんだを用いることで、受光チップ2が素子搭載部11aの中心付近に配置され、安定した光感度を得ることが可能となる。これは、はんだが硬化前に加熱して液状となる特性を利用した方法である。即ち、凸部11a2上で液状となったはんだは表面張力により中心が盛り上がった形状となり、さらに、はんだより軽い受光チップ2ははんだに浮いた状態となるため、受光チップ2は素子搭載部11aの中心付近に配置されることとなる。
When the
さらにまた、図4に示すリードフレームにおいては、位置決め手段として、平板形状の素子搭載部11a表面にマーキング11a3が設けられている。
Furthermore, in the lead frame shown in FIG. 4, a marking 11a3 is provided on the surface of the flat
このマーキング11a3の形状は、発光チップ1または受光チップ2の搭載位置が明確になるようなものであれば、どのような形状を用いてもよく、図4においては、断面四角形状の4本の溝が設けられており、この4本の溝は搭載位置周囲に配置されている。
The marking 11a3 may have any shape as long as the mounting position of the light-emitting
次に、本発明の光結合素子の製造方法について説明する。 Next, the manufacturing method of the optical coupling element of this invention is demonstrated.
図5は、図1に示す光結合素子の製造方法の実施例1を示すフローチャートである。なお、図5中、ステップS1〜ステップS3は光結合装置のうち発光に係わる部位のみに関するステップであり、ステップS21〜ステップS23は光結合装置のうち受光に係わる部位のみに関するステップあり、ステップS4〜ステップS12は発光に係わる部位および受光に係わる部位を含む光結合装置全体に関するステップである。また、図6は、図2に示すリードフレームを用いて実施される光結合素子の製造方法のうちダイボンドを実施している工程を示す説明図であり、図7は、図3に示すリードフレームを用いて実施される光結合素子の製造方法のうちダイボンドを実施している工程を示す説明図であり、図8は、図4に示すリードフレームを用いて実施される光結合素子の製造方法のうちダイボンドを実施している工程を示す説明図である。なお、図6〜図8は、発光チップ1および受光チップ2に共通のリードフレームとして図示している。また、図6〜図8において、紙面左側はダイボンド直前の状態、紙面右側はダイボンド直後の状態を示している。
FIG. 5 is a flowchart showing Example 1 of the manufacturing method of the optical coupling element shown in FIG. In FIG. 5, Steps S1 to S3 are steps relating only to the part relating to light emission in the optical coupling device, and Steps S21 to S23 are steps relating to only the part relating to light reception in the optical coupling device. Step S12 is a step related to the entire optical coupling device including the part related to light emission and the part related to light reception. FIG. 6 is an explanatory diagram showing a process of performing die bonding in the method of manufacturing an optical coupling element performed using the lead frame shown in FIG. 2, and FIG. 7 is a diagram showing the lead frame shown in FIG. FIG. 8 is an explanatory view showing a step of performing die bonding in the method of manufacturing an optical coupling element performed using the method, and FIG. 8 is a method of manufacturing an optical coupling element performed using the lead frame shown in FIG. It is explanatory drawing which shows the process which is implementing die-bonding among these. 6 to 8 are illustrated as a lead frame common to the
本実施例の光半導体素子は、前述のような、位置決め手段を備えたリードフレームを用いて製造されるため、その製造工程においては、発光チップおよび受光チップをリードフレームに搭載する前に、発光チップおよび受光チップのサイズや種類別に、リードフレームの素子搭載部に位置決め手段を形成する。なお、この位置決め手段の形成方法は、搭載する位置が明確に分かるものであればどのような手法を用いて形成してもよい。 Since the optical semiconductor element of the present embodiment is manufactured using the lead frame having the positioning means as described above, in the manufacturing process, before the light emitting chip and the light receiving chip are mounted on the lead frame, the light emission is performed. Positioning means is formed in the element mounting portion of the lead frame according to the size and type of the chip and the light receiving chip. The positioning means may be formed by any method as long as the mounting position is clearly known.
まず初めに、図5に示すように、発光チップ側および受光チップ側それぞれのリードフレームの素子搭載部に位置決め手段を設ける(ステップS0,S21)。 First, as shown in FIG. 5, positioning means are provided on the element mounting portions of the lead frames on the light emitting chip side and the light receiving chip side (steps S0 and S21).
その後、ダイボンド装置のコレット14を発光チップ1表面にあてて発光チップ1を吸着し、リードフレームの素子搭載部11a上に持ってくる。そして、コレット14で発光チップ1を素子搭載部11aの位置決め手段(凹部11a1、凸部11a2またはマーキング11a3によって囲まれた領域)上に塗布されているペースト15へ押し付けるようにして、発光チップ1を素子搭載部11a上に搭載および固定することにより、発光チップ1をリードフレームにダイボンドする(ステップS2)。
Thereafter, the
一方、ダイボンド装置のコレット14を受光チップ2表面にあてて受光チップ2を吸着し、リードフレームの素子搭載部11a上に持ってくる。そして、コレット14で受光チップ2を素子搭載部11aの位置決め手段(凹部11a1、凸部11a2またはマーキング11a3によって囲まれた領域)上に塗布されているペースト15へ押し付けるようにして、受光チップ2を素子搭載部11a上に搭載および固定することにより、受光チップを2リードフレームにダイボンドする(ステップS22)。
On the other hand, the
これにより、図6および図7に示すように、発光チップ1または受光チップ2は凹部11a1または凸部11a2上に搭載されるか、または、図8に示すように、マーキング11a3によって囲まれた領域に搭載される。
Accordingly, as shown in FIGS. 6 and 7, the
続いて、発光チップおよび受光チップそれぞれに金線でワイヤボンドを施した(ステップS2およびステップS23)後に、発光チップにシリコーン樹脂でプリコートを施し、プリコート樹脂部を形成する(ステップS3)。 Subsequently, wire bonding is performed on the light emitting chip and the light receiving chip with gold wires (step S2 and step S23), and then the light emitting chip is precoated with silicone resin to form a precoat resin portion (step S3).
その後、各リードフレームをスポット溶接することまたはローディングフレームにセットすること等により、発光チップおよび受光チップを光学的に対向配置させ(ステップS4)、透光性樹脂にて1次モールドを行って透光性樹脂部を形成し(ステップS5)、さらに、バリ取りを施した後、遮光性樹脂にて2次モールドを行って遮光性樹脂部を形成する(ステップS6)。 Thereafter, the light emitting chip and the light receiving chip are optically arranged opposite to each other by spot welding or setting the lead frame on a loading frame (step S4), and a primary molding is performed with a translucent resin. A light-sensitive resin part is formed (step S5), and after deburring, secondary molding is performed with the light-shielding resin to form a light-shielding resin part (step S6).
続いて、外部端子部にめっき処理(ステップS7の外装めっき)、タイバーカットおよびリード折り曲げ(ステップS8のフォーミング)等を施し、さらに電機特性検査(ステップS9のテスト)および外観検査(ステップS10)を実施することにより光結合装置を完成させる。 Subsequently, the external terminal portion is subjected to plating treatment (exterior plating in step S7), tie bar cutting, lead bending (forming in step S8), and the like, and further electrical characteristics inspection (test in step S9) and appearance inspection (step S10). The optical coupling device is completed by executing.
最後に、光結合素子を梱包(ステップS11)した後、完成した光結合素子を製造工場から出荷(ステップS12)する。 Finally, after packing the optical coupling element (step S11), the completed optical coupling element is shipped from the manufacturing factory (step S12).
本実施例の光結合素子および光結合素子の製造方法はこのような構成を有しているため、受光チップの受光面中心と発光チップの発光面中心の位置合わせが容易となり、かつ、受発光チップのサイズや種類が多数に及んでも、搭載位置の設定間違いや該当チップと別のチップの搭載位置とを間違えることがなくなり、安定した光感度を持つ光結合素子を生産することが可能となり、その結果、入力電流の低入力化も容易となる。 Since the optical coupling element and the manufacturing method of the optical coupling element of this embodiment have such a configuration, it is easy to align the center of the light receiving surface of the light receiving chip and the center of the light emitting surface of the light emitting chip, and light receiving and emitting Even if there are many chip sizes and types, it is possible to produce a photocoupler with stable photosensitivity, eliminating the wrong setting of the mounting position and the wrong mounting position of the chip with another chip. As a result, it is easy to reduce the input current.
また、このような光結合素子または光結合素子の製造方法を用いて形成した光結合素子を備えた電子機器を構成した場合には、省エネルギー化を図ることができる。 In addition, when an electronic apparatus including an optical coupling element formed using such an optical coupling element or an optical coupling element manufacturing method is configured, energy saving can be achieved.
なお、本実施例においては、発光チップ側および受光チップ側の両方のリードフレームに位置決め手段を設けているが、発光チップ側のリードフレームのみまたは受光チップ側のリードフレームのみに位置決め手段を設けてもよい。 In this embodiment, positioning means is provided on both the light emitting chip side and light receiving chip side lead frames, but positioning means is provided only on the light emitting chip side lead frame or only on the light receiving chip side lead frame. Also good.
次に、本発明の実施例2について、図面を参照して説明する。 Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図9は、本発明の光結合素子の製造工程の実施例2において使用される発光チップ側のリードフレームの一例を示す説明図であり、図10は、本発明の光結合素子の製造工程の実施例2において使用される受光チップ側のリードフレームの一例を示す説明図である。 FIG. 9 is an explanatory view showing an example of a lead frame on the light emitting chip side used in Example 2 of the manufacturing process of the optical coupling device of the present invention, and FIG. 10 shows the manufacturing process of the optical coupling device of the present invention. 6 is an explanatory view showing an example of a lead frame on the light receiving chip side used in Example 2. FIG.
本実施例の光結合素子の製造方法は、受光チップ2の受光面中心と発光チップ1の発光面中心とを位置合わせする手段として、最初に発光チップ1をリードフレーム10aに搭載し、その搭載位置データa1を取得し、この搭載位置データに基づき、受光チップ2の搭載位置データa2を、受光チップ2の受光面中心と発光チップ1の発光面中心とが対向配置するように予め補正しておいてから、受光チップ2をリードフレーム10bに搭載するものである。すなわち、本実施例では、上記実施例1のような凹部11a1、凸部11a2またはマーキング11a3といった位置決め手段は設けられていない。
In the method of manufacturing the optical coupling element of this embodiment, as a means for aligning the center of the light receiving surface of the
なお、ここでは、発光チップ1の搭載位置データa1として、リードフレーム10aの素子搭載部の先端部分から発光チップ1の一側面までの距離を採用しており、さらに、受光チップ2の搭載位置データa2として、リードフレーム10bの素子搭載部の先端部分から受光チップ2の一側面までの距離を採用している。
Here, the distance from the tip of the element mounting portion of the
例えば、発光チップ1の搭載位置データa1が所定の設定位置よりX方向にaμmずれた場合、その搭載位置データa1を受光チップ2の搭載位置データa2に反映して、受光チップ2を搭載するときに所定の搭載位置から同様にX方向にaμmずれるように設定し、受光チップ2をリードフレーム10bの素子搭載部に搭載している。
For example, when the mounting position data a1 of the
この場合、受光チップ2を先に搭載し、受光チップ2の搭載位置データa2を発光チップ1の搭載時に反映するようにしてもよい。
In this case, the
本実施例の光結合素子の製造方法は、このような構成を有しているので、受光チップの受光面中心と発光チップの発光面中心との位置合わせが容易となり、かつ、発光チップおよび受光チップのサイズや種類が多数に及んでも、搭載位置の設定間違いやを該当チップの搭載位置と別のチップの搭載位置とを間違えることがなくなり、安定した光感度をもつ光結合素子を生産できることが可能となり、入力電流の低入力化も容易となる。 Since the optical coupling element manufacturing method of the present embodiment has such a configuration, it is easy to align the center of the light receiving surface of the light receiving chip and the center of the light emitting surface of the light emitting chip, and the light emitting chip and the light receiving device. Even if there are many chip sizes and types, there is no mistake in setting the mounting position between the mounting position of the corresponding chip and the mounting position of another chip, and an optical coupling element with stable light sensitivity can be produced. It is possible to reduce the input current.
また、このような光結合素子または光結合素子の製造方法を用いて形成された光結合素子を備えた電子機器を構成した場合には、省エネルギー化を図ることができる。 Further, when an electronic device including an optical coupling element formed using such an optical coupling element or an optical coupling element manufacturing method is configured, energy saving can be achieved.
1 発光チップ
2 受光チップ
3a,3b リード端子
4a,4b 金線
5 プリコート樹脂部
6 透光性樹脂部
7 遮光性樹脂部
10 リードフレーム
11a 素子搭載部
11a1 凹部
11a2 凸部
11a3 マーキング
DESCRIPTION OF
Claims (10)
発光チップおよび受光チップが各々個別にダイボンドされている2組のリード端子と、
発光チップおよび受光チップとリード端子の所定の位置とを電気的に接続する金線と、
発光チップ周辺部を覆うプリコート樹脂部と、
プリコート樹脂部で覆われた発光チップおよび受光チップの周辺部を覆う透光性樹脂部と、
前記透光性樹脂部表面を覆う遮光性樹脂部と
を備えてなる光結合素子において、
受光チップ側のリードフレームのヘッダ部に、受光チップの受光面中心を発光チップの発光面中心に位置合わせするための位置決め手段が設けられていることを特徴とする光結合素子。 A light emitting chip and a light receiving chip which are optically opposed to each other;
Two sets of lead terminals in which the light emitting chip and the light receiving chip are individually die-bonded, and
A gold wire for electrically connecting the light emitting chip and the light receiving chip and a predetermined position of the lead terminal;
A precoat resin portion covering the periphery of the light emitting chip;
A translucent resin portion covering the periphery of the light emitting chip and the light receiving chip covered with the precoat resin portion;
In the optical coupling element comprising a light-shielding resin portion that covers the surface of the light-transmitting resin portion,
An optical coupling element characterized in that positioning means for aligning the center of the light receiving surface of the light receiving chip with the center of the light emitting surface of the light emitting chip is provided in the header portion of the lead frame on the light receiving chip side.
発光チップおよび受光チップが各々個別にダイボンドされている2組のリード端子と、
発光チップおよび受光チップとリード端子の所定の位置とを電気的に接続する金線と、
発光チップ周辺部を覆うプリコート樹脂部と、
プリコート樹脂部で覆われた発光チップおよび受光チップの周辺部を覆う透光性樹脂部と、
前記透光性樹脂部表面を覆う遮光性樹脂部と
を備えてなる光結合素子において、
発光チップ側のリードフレームのヘッダ部に、発光チップの発光面中心を受光チップの受光面中心に位置合わせするための位置決め手段が設けられていることを特徴とする光結合素子。 A light emitting chip and a light receiving chip which are optically opposed to each other;
Two sets of lead terminals in which the light emitting chip and the light receiving chip are individually die-bonded, and
A gold wire for electrically connecting the light emitting chip and the light receiving chip and a predetermined position of the lead terminal;
A precoat resin portion covering the periphery of the light emitting chip;
A translucent resin portion covering the periphery of the light emitting chip and the light receiving chip covered with the precoat resin portion;
In the optical coupling element comprising a light-shielding resin portion that covers the surface of the light-transmitting resin portion,
An optical coupling element characterized in that positioning means for aligning a light emitting surface center of a light emitting chip with a light receiving surface center of a light receiving chip is provided in a header portion of a lead frame on a light emitting chip side.
前記ダイボンディングする工程の前に、受光チップ側のリードフレームのヘッダ部に、受光チップのサイズに応じて受光チップの受光面中心を発光チップの発光面中心に位置合わせするための位置決め手段を形成する工程を備えており、前記ダイボンディングする工程において、前記位置決め手段の中心に受光チップの中心を合わせて搭載する工程を備えていることを特徴とする光結合素子の製造方法。 A step of die bonding the light emitting chip and the light receiving chip to the lead terminal, a step of wire bonding the light emitting chip and the light receiving chip to a predetermined position of the lead terminal, a step of optically disposing the light emitting chip and the light receiving chip, and light emission A step of forming a light-transmitting resin portion by performing primary molding on the peripheral portion of the chip and the light-receiving chip, and a step of covering the surface of the light-transmitting resin portion with a light-blocking resin portion by a secondary mold A method for manufacturing an optical coupling element comprising:
Before the die bonding step, positioning means for aligning the light receiving surface center of the light receiving chip with the light emitting surface center of the light emitting chip is formed in the header portion of the lead frame on the light receiving chip side according to the size of the light receiving chip. And a step of mounting the light receiving chip with the center of the positioning means in the die bonding step.
前記ダイボンディングする工程の前に、発光チップ側のリードフレームのヘッダ部に、発光チップのサイズに応じて発光チップの発光面中心を受光チップの受光面中心に位置合わせするための位置決め手段を形成する工程を備えており、前記ダイボンディングする工程において、前記位置決め手段の中心に発光チップの中心を合わせて搭載する工程を備えたことを特徴とする光結合素子の製造方法。 A step of die bonding the light emitting chip and the light receiving chip to the lead terminal, a step of wire bonding the light emitting chip and the light receiving chip to a predetermined position of the lead terminal, a step of optically disposing the light emitting chip and the light receiving chip, and light emission A step of forming a light-transmitting resin portion by performing primary molding on the peripheral portion of the chip and the light-receiving chip, and a step of covering the surface of the light-transmitting resin portion with a light-blocking resin portion by a secondary mold A method for manufacturing an optical coupling element comprising:
Before the die bonding step, positioning means for aligning the light emitting surface center of the light emitting chip with the light receiving surface center of the light receiving chip is formed in the header part of the lead frame on the light emitting chip side according to the size of the light emitting chip. And a step of mounting the light emitting chip with the center of the positioning means in the die bonding step.
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