JP2008085166A - 光結合型半導体装置及びその製造方法ならびに電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】ＣＴＲのばらつきを抑えかつ内部絶縁距離を確保しながら装置の小型化、薄型化を図る。
【解決手段】発光素子１１と受光素子１２とが左右方向に対向配置された光結合型半導体装置であって、発光側リードフレーム２３の素子搭載部２３ａと、受光側リードフレーム２４の素子搭載部２４ａとが、各々上下逆方向に折り曲げられた状態で、素子搭載部２３ａに搭載されている発光素子１１と、素子搭載部２４ａに搭載されている受光素子１２とが、略同一高さとなるように対向配置されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、電源フィードバックやスイッチング素子、ドライバ回路として各種電子機器に設けられる光結合型半導体装置及びその製造方法に関するものである。

図１１は、従来の光結合型半導体装置の構造の一例を示している。

光結合型半導体装置は、入出力間にて絶縁を取りながら、光にて信号を伝達するデバイスである。通常、受光素子は素子上面に受光面を備えているため、発光素子より伝達される光を効率的に受けるように、発光素子１００Ａと受光素子２００Ａとを上下に対向させて配置した構造（図１１（ａ）参照）とするのが一般的である。

また、光結合型半導体装置を絶縁デバイスとして使用する場合、デバイスの発光素子１００Ａと受光素子２００Ａとの距離である内部絶縁距離Ｌ１００を確保しないと、１次側−２次側間の絶縁性能を低下させることになる。よって、発光素子１００Ａからの光を効率よく受光素子２００Ａに伝達し、かつ、内部絶縁距離Ｌ１００を確保するためには、１次側−２次側間の距離を確保しながら発光素子１００Ａと受光素子２００Ａとを対向配置させる必要があるが、これにモールド樹脂３００の厚みを考慮すると、光結合型半導体装置のパッケージ厚を薄くすることが困難であった。

また、対向配置させる手法として、図１１（ｂ）に示すように、発光素子１００Ｂと受光素子２００Ｂとをパッケージの対角線上で対向するように配置するもの（例えば、特許文献１の図２参照）がある。この手法によれば、内部絶縁距離Ｌ２００を確保できるものの、光結合型半導体装置のパッケージ厚を薄くすることはやはり困難であった。

一方、光結合型半導体装置の構造としては、図１１（ｃ）に示すように、発光素子１００Ｃと受光素子２００Ｃを対向させず、ハの字状に配置した構造のもの（例えば、特許文献２，３等参照）もあるが、この構造では発光素子１００Ｃからの光を受光素子２００Ｃの受光面２００Ｃ１に垂直に当てることができず、透光性樹脂３００と遮光性樹脂４００との境界面で反射させた光を受光素子に伝達させているため、リードフレームの折り曲げ角度や素子のダイボンド位置により、光結合型半導体装置の重要な電気的特性である、光伝達率（CTR : Current Transfer Ratio)特性が大きくばらつくこととなる。
特開平５−１６０４３２号公報 特開平１１−１７７１２４号公報 特開２００４−２４１７５７号公報

発光素子及び受光素子をリードフレーム上にダイボンドし、素子同士を対向させている光結合型半導体装置で重要な特性は絶縁性能であり、その絶縁性能を確保するためには、発光素子と受光素子との内部絶縁距離を確保する必要がある。

しかし、近年の電子機器の小型化に伴い、その機器に使用される電子部品もより小型かつ薄型のものが望まれているが、素子を対向させかつ内部絶縁距離を確保しようとすると、光結合型半導体装置のパッケージの小型化及び薄型化が困難となるといった問題があった。

一方、図１１（ｃ）に示すように、発光素子１００Ｃと受光素子２００Ｃを対向させない構造のものでは、パッケージの薄型化は可能であるが、発光素子１００Ｃからの光を樹脂等による反射によって受光素子２００Ｃに伝達させているため、光結合型半導体装置の重要な電気的特性である光伝達率（ＣＴＲ）特性が素子の搭載位置や光の反射度合いによって大きくばらつくこととなり、ＣＴＲ歩留りが低下するといった問題があった。

さらに、図１１（ｂ）に示すように、発光素子１００Ｂと受光素子２００Ｂとをパッケージの対角線上で対向するように配置する構造のものでは、ＣＴＲ特性は得られるものの、光結合型半導体装置のパッケージの小型化及び薄型化が困難となるといった問題があった。

本発明はかかる問題点を解決すべく創案されたもので、その目的は、ＣＴＲのばらつきを抑えかつ内部絶縁距離を確保しながら装置の小型化、薄型化を図った光結合型半導体装置及びその製造方法ならびに電子機器を提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明の光結合型半導体装置は、発光側リードフレームに搭載されている発光素子と受光側リードフレームに搭載されている受光素子とが左右方向に対向配置された構造の光結合型半導体装置において、前記発光側リードフレームの素子搭載部と前記受光側リードフレームの素子搭載部とが、各々上下逆方向に折り曲げられた状態で、前記発光素子と前記受光素子とが略同一高さとなるように対向配置されていることを特徴としている。このように、受光素子と発光素子を略同一高さに配置することで、リードフレームの中でも最も面積の大きい素子搭載部の先端部から1次モールド樹脂厚を確保しつつ、かつ、受光素子側と発光素子側との最短距離である内部絶縁距離を従来の対向型構造と同等に確保しながら、パッケージの高さ方向を薄くすることが可能となる。

また、本発明の光結合型半導体装置は、前記発光側リードフレームの水平部と前記受光側リードフレームの水平部とが各々異なる高さに配置されていてもよい。このような配置構造とすれば、発光素子と受光素子を搭載したリードフレームの素子搭載部の上下逆方向への折り曲げ箇所が１箇所で済むので、リードフレームの折りまげを簡易に実施することが可能となる。

また、本発明の光結合型半導体装置は、発光側リードフレームに搭載されている発光素子と受光側リードフレームに搭載されている受光素子とが左右方向に対向配置された構造の光結合型半導体装置において、前記発光側リードフレームの素子搭載部と前記受光側リードフレームの素子搭載部とが、各々上下逆方向に折り曲げられ、かつ、前記発光素子と前記受光素子とが略同一高さとなるように対向配置された状態で、前記発光側リードフレームの水平部が前記受光素子側に延設され、前記受光側リードフレームの水平部が前記発光素子側に延設された構造としてもよい。このような構造とすれば、発光素子からの光が発光側リードフレーム及び受光側リードフレームにて上下方向から閉じ込められる構造となるため、光伝達率（ＣＴＲ＝１００×光電流ＩＣ／順電流ＩＦ［％］）のばらつきをさらに抑えることが可能となる。

また、本発明の光結合型半導体装置は、前記各リードフレームの素子搭載部の先端部が、モールド樹脂面と略平行となるようにカットされていることを特徴とする。これにより、リードフレームの素子搭載部の先端部の１次モールド樹脂厚をより厚くすることができる。もしくは、１次モールド樹脂厚を確保しながら、パッケージ高さを薄くすることが可能となる。

また、本発明の光結合型半導体装置は、発光側リードフレームの素子搭載部の先端部が、発光素子からの光を受光素子に反射するように折り曲げられていてもよい。これにより、発光素子からの対向光だけでなく、反射光も受光素子の受光面に達するので、発光素子に供給する入力電流を抑えても、受光面に達する光を増すことができ、低電流にて同等の光伝達率ＣＴＲを確保することが可能となる。

また、本発明の光結合型半導体装置は、透光性樹脂で前記発光素子及び受光素子が一体にモールドされ、その周りが遮光性樹脂にてモールドされた２重モールド構造であって、前記各リードフレームの折り曲げ部の外側が前記遮光性樹脂にて被覆され、前記折り曲げ部の内側が前記透光性樹脂にて被覆された構造としてもよい。このように、１次モールド樹脂領域の範囲を狭めることにより、発光素子から受光素子に達する光の散乱を抑えることが可能となる。

また、本発明の光結合型半導体装置の製造方法は、発光側リードフレームの素子搭載部と受光側リードフレームの素子搭載部とが、各々上下逆方向に折り曲げられ、かつ、前記各素子搭載部に搭載されている発光素子と受光素子とが略同一高さとなるように対向配置された構造の光結合型半導体装置を製造する方法であって、前記各リードフレームの素子搭載部を、１次トランスファーモールド樹脂成型時の金型型締め時に上下逆方向に折り曲げることを特徴としている。この場合、１次トランスファーモールド樹脂成型金型の上金型及び下金型に折り曲げ用突起を設ければよい。これにより、１次トランスファーモールド樹脂形成時の金型型締め時に、各リードフレームを上下逆方向に屈曲させることができるため、工程の短縮化を図ることが可能となる。

また、本発明の光結合型半導体装置の製造方法は、前記折り曲げ用突起のリードフレームと接触する面の角度を、当該リードフレームの折り曲げ角度と同一角度に設定してもよい。これにより、リードフレームの上下逆への折り曲げを精度良く実施することが可能となる。また、前記上金型に従来から形成されているリードフレーム位置決め用のリードピンを三角錐状に形成する。これにより、前記下金型に設けられた折り曲げ用突起による位置ずれをなくすことができる。

また、１次トランスファーモールド樹脂成型金型の上金型及び下金型に上下動可能な折り曲げピンを設けてもよい。そして、受光素子を搭載した受光側リードフレーム及び発光素子を搭載した発光側リードフレームを前記上金型と下金型とでクランプする際、各リードフレームの位置決め時には前記各折り曲げピンを各金型内に納めて位置決めし、クランプ後に前記各折り曲げピンを上下に可動させて各リードフレームを上下逆方向に折り曲げる構成とする。このように、受光素子を搭載した受光側リードフレーム及び発光素子を搭載した発光側リードフレームを上金型と下金型とでクランプする際、リードフレームの位置決め時には各折り曲げピンを各金型内に納めて位置決めすることで、折り曲げピンによるリードフレームの位置ずれを防止し、位置決め精度を確保することが可能となる。

この場合、前記折り曲げピンのリードフレームと接触する面の角度を、当該リードフレームの折り曲げ角度と同一角度に設定してもよい。これにより、各リードフレームの上下逆方向への折り曲げを精度良く実施することが可能となる。

また、上記構成の光結合型半導体装置を電源フィードバックやスイッチング素子、ドライバ回路等として搭載することで、信頼性の高い電子機器を実現することができる。

本発明の光結合型半導体装置によれば、ＣＴＲのばらつきを抑え、かつ内部絶縁距離を確保しながら当該光結合型半導体装置の小型化、薄型化を図ることができる。

また、本発明の光結合型半導体装置の製造方法によれば、リードフレームの素子搭載部の折り曲げを、モールド時の金型型締め時に合わせて実施することができるので、リードフレーム単独での折り曲げ加工工程をなくすことが可能となり、工程の短縮化が図れるとともに、光結合型半導体装置を安価に製造することができる。

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。

＜実施形態１＞
図１は、本発明の光結合型半導体装置の実施形態１を示す断面図であり、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は横断面図である。

本実施形態１の光結合型半導体装置は、発光素子１１と受光素子１２とが左右方向に対向配置された光結合型半導体装置である。すなわち、発光側リードフレーム１３の素子搭載部１３ａ、及び受光側リードフレーム１４の素子搭載部１４ａが、各々上下逆方向に折り曲げられ、かつ、平行状態を保って垂直方向から一方向に若干傾斜（角度θ）させた状態で、発光素子１１と受光素子１２とが略同一高さとなるように、左右方向に対向配置されている。

発光側リードフレーム１３の折り曲げ部は、素子搭載部１３ａの若干手前側のポイント１３１で斜め下方に折り曲げられ、このポイント１３１より先端側であって、前記素子搭載部１３ａの基端縁１３２で上方に折り曲げられており、この基端縁１３２を介する左右のリードフレーム部分が、上方に開く略Ｖ字形状に屈曲形成されている。発光素子１１は、このように屈曲形成された素子搭載部１３ａの折り曲げ外面側に搭載されている。

一方、受光側リードフレーム１４の折り曲げ部は、素子搭載部１４ａの若干手前側のポイント１４１で斜め上方に折り曲げられ、このポイント１４１より先端側であって、前記素子搭載部１４ａの基端縁１４２で下方に折り曲げられており、この基端縁１４２を介する左右のリードフレーム部分が、下方に開く略逆Ｖ字形状に屈曲形成されている。受光素子１２は、このように屈曲形成された素子搭載部１４ａの折り曲げ外面側に搭載されている。

このような形状の各リードフレーム１３，１４において、搭載されている発光素子１１と受光素子１２を、各素子搭載部１３ａ，１４ｂの折り曲げ方向を上下逆方向とした状態で、パッケージセンターＣと略同じ高さに位置させて左右方向に対向配置し、かつ、各リードフレーム１３，１４の水平部分１３３，１４３を、パッケージセンターＣと同じ高さ位置となるように配置している。そして、この配置状態で、発光素子１１及び受光素子１２を含む両素子搭載部１３ａ，１４ａの全体が、透光性樹脂１６にてモールドされ、さらにこの透光性樹脂１６の全体が遮光性樹脂１７にてモールドされた構造となっている。

このように、発光素子１１と受光素子１２とを略同一高さに配置することにより、リードフレーム１３，１４の中でも最も面積の大きい素子搭載部１３ａ，１４ａの先端部１３ａ１，１４ａ１から透光性樹脂１６の表面（遮光性樹脂１７との境界面）までの厚さを確保し、かつ、発光素子１１から受光素子１２までの最短距離である内部絶縁距離Ｌ１１を、図１１（ａ），（ｂ）に示す従来の対向型構造と同等に確保しながら、パッケージの高さ方向を薄くすることが可能となる。

また、本実施形態１の構造では、図１１（ｃ）に示す発光素子からの反射光を利用する傾斜型とは異なり、発光素子１１に対して受光素子１２の受光面１２ａを対向させているので、フォトカプラの重要な電気的特性項目であるＣＴＲ特性のばらつきを抑えることが可能となる。

＜実施形態２＞
図２は、本発明の光結合型半導体装置の実施形態２を示す断面図である。

本実施形態２の光結合型半導体装置は、発光素子２１と受光素子２２とが左右方向に対向配置された光結合型半導体装置である。すなわち、発光側リードフレーム２３の素子搭載部２３ａ、及び受光側リードフレーム２４の素子搭載部２４ａが、各々上下逆方向に折り曲げられ、かつ、平行状態を保って垂直方向から一方向に若干傾斜（角度θ）させた状態で、発光素子２１と受光素子２２とが略同一高さとなるように、左右方向に対向配置されている。

発光側リードフレーム２３は、素子搭載部２３ａの基端縁２３２で上方に折り曲げられている。発光素子２１は、このように屈曲形成された素子搭載部２３ａの折り曲げ外面側に搭載されている。

一方、受光側リードフレーム２４は、素子搭載部２４ａの基端縁２４２で下方に折り曲げられている。受光素子２２は、このように屈曲形成された素子搭載部２３ａの折り曲げ外面側に搭載されている。

このような形状の各リードフレーム２３，２４において、搭載されている発光素子２１と受光素子２２を、各素子搭載部２３ａ，２４ｂの折り曲げ方向を上下逆方向とした状態で、パッケージセンターＣと略同じ高さに位置させて左右方向に対向配置している。その結果、各リードフレーム２３，２４の各水平部分２３３，２４３は、パッケージセンターＣに対して各々異なる高さとなっている。具体的には、発光側リードフレーム２３の水平部分２３３がパッケージセンターＣより下方に位置し、受光側リードフレーム２４の水平部分２４３がパッケージセンターＣより上方に位置している。そして、この配置状態で、発光素子２１及び受光素子２２を含む両素子搭載部２３ａ，２４ａの全体が、透光性樹脂２６にてモールドされ、さらにこの透光性樹脂２６の全体が遮光性樹脂２７にてモールドされた構造となっている。

本実施形態２の構造とした場合には、発光素子２１と受光素子２２を搭載した各リードフレーム２３，２４の素子搭載部２３ａ，２４ａの上下逆方向への折り曲げ箇所がそれぞれ１箇所でよいので、各リードフレーム２３，２４の折りまげを簡易に実施することが可能となる。また、本実施形態２のように、各リードフレーム２３，２４の水平部分２３３，２４３を各々異なる高さとすることにより、リードフレーム２３，２４の中でも最も面積の大きい素子搭載部２３ａ，２３ａの先端部２３ａ１，２４ａ１から透光性樹脂２６の表面（遮光性樹脂２７との境界面）までの厚さを確保し、かつ、発光素子２１から受光素子２２までの最短距離である内部絶縁距離Ｌ２１を、図１１に示す従来の対向型構造と同等に確保しながら、パッケージの高さ方向を薄くすることが可能となる。

また、本実施形態２の構造では、図１１（ｂ）に示す発光素子１００Ｂからの反射光を利用する傾斜型とは異なり、発光素子２１に対して受光素子２２の受光面２２ａを対向させているため、フォトカプラの重要な電気的特性項目であるＣＴＲ特性のばらつきを抑えることが可能となる。

＜実施形態３＞
図３は、本発明の光結合型半導体装置の実施形態３を示す断面図である。

本実施形態３の光結合型半導体装置は、発光素子３１と受光素子３２とが左右方向に対向配置された光結合型半導体装置である。すなわち、発光側リードフレーム３３の素子搭載部３３ａ、及び受光側リードフレーム３４の素子搭載部３４ａが、各々上下逆方向に折り曲げられ、かつ、平行状態を保って垂直方向から一方向に若干傾斜（角度θ）させた状態で、発光素子３１と受光素子３２とが略同一高さとなるように、左右方向に対向配置されている。

すなわち、発光側リードフレーム３３は、素子搭載部３３ａの基端縁３３２で下方に折り曲げられている。発光素子３１は、このように屈曲形成された素子搭載部３３ａの折り曲げ内面側に搭載されている。

一方、受光側リードフレーム３４は、素子搭載部３４ａの基端縁３４２で上方に折り曲げられている。受光素子３２は、このように屈曲形成された素子搭載部３４ａの折り曲げ内面側に搭載されている。

このような形状の各リードフレーム３３，３４において、搭載されている発光素子３１と受光素子３２を、各素子搭載部３３ａ，３４ｂの折り曲げ方向を上下逆方向とした状態で、パッケージセンターＣと略同じ高さに位置させて左右方向に対向配置している。そして、発光側リードフレーム３３の水平部分３３３を受光素子３２側に水平に延設して配置し、受光側リードフレーム３４の水平部分３４３を発光素子３１側に水平に延設して配置している。その結果、各リードフレーム３３，３４の各水平部分３３３，３４３は、パッケージセンターＣに対して各々異なる高さとなっている。具体的には、発光側リードフレーム３３の水平部分３３３がパッケージセンターＣより上方に位置し、受光側リードフレーム３４の水平部分３４３がパッケージセンターＣより下方に位置している。そして、この配置状態で、発光素子３１及び受光素子３２を含む両素子搭載部３３ａ，３４ａの全体が、透光性樹脂３６にてモールドされ、さらにこの透光性樹脂３６の全体が遮光性樹脂３７にてモールドされた構造となっている。

このような構造とすれば、発光素子３１からの光が発光側リードフレーム３３の水平部分３３３及び受光側リードフレーム３４の水平部分３４３にて上下方向から閉じ込められる構造となるため、ＣＴＲ特性のばらつきをさらに抑えることが可能となる。

＜実施形態４＞
図４は、本発明の光結合型半導体装置の実施形態４を示す断面図である。

本実施形態４の光結合型半導体装置の構造は、上記実施形態２の光結合型半導体装置の構造とほとんど同じである。従って、図４では、上記実施形態２を説明する図２で使用している符号と同じ符号を用いることとし、かつ、上記実施形態２と相違する箇所のみ説明する。

すなわち、本実施形態４の光結合型半導体装置は、各リードフレーム２３，２４の中でも最も面積の大きい各素子搭載部２３ａ，２４ａの先端部２３ａ１，２４ａ１が、透光性樹脂２６の表面（遮光性樹脂２７との境界面）と平行となるようにカットされている。これにより、そのカット分だけ、素子搭載部２３ａ，２３ａの先端部２３ａ１，２４ａ１から透光性樹脂２６の表面（遮光性樹脂２７との境界面）までの厚さを余分に確保することができる。もしくは、透光性樹脂２６厚みを従来通り確保しながら、パッケージ高さをその分薄くすることが可能となる。

＜実施形態５＞
図５は、本発明の光結合型半導体装置の実施形態５を示す断面図である。

本実施形態５の光結合型半導体装置の構造は、上記実施形態２の光結合型半導体装置の構造とほとんど同じである。従って、図５では、上記実施形態２を説明する図２で使用している符号と同じ符号を用いることとし、かつ、上記実施形態２と相違する箇所のみ説明する。

すなわち、本実施形態５の光結合型半導体装置は、受光側リードフレーム２４の素子搭載部２４ａの先端部２４ａ１を延設することで、発光素子２１からの光を反射して受光素子２２に達するように折り曲げた構造としたものである。これにより、発光素子２１からの対向光（直接光）だけでなく、反射光も受光素子２２の受光面２２ａに達するので、発光素子２１に供給する入力電流を抑えても、受光面２２ａに達する光を増すことができ、低電流にて同等の光伝達率ＣＴＲを確保することが可能となる。

なお、図示は省略しているが、発光側リードフレーム２３の素子搭載部２３ａの先端部２３ａ１も、受光側リードフレーム２４の素子搭載部２４ａの先端部２４ａ１と同様に延設してもよい。

＜実施形態６＞
図６は、本発明の光結合型半導体装置の実施形態６を示す断面図である。

本実施形態５の光結合型半導体装置の構造は、上記実施形態２の光結合型半導体装置の構造とほとんど同じである。従って、図５では、上記実施形態２を説明する図２で使用している符号と同じ符号を用いることとし、かつ、上記実施形態２と相違する箇所のみ説明する。

すなわち、本実施形態６の光結合型半導体装置は、透光性樹脂２６で発光素子２１及び受光素子２２が一体にモールドされ、その周りが遮光性樹脂２７にてモールドされた２重モールド構造であるが、発光側リードフレーム２３の折り曲げ部である素子搭載部２３ａの基端縁２３２の折り曲げ外面側、及び受光側リードフレーム２４の折り曲げ部である素子搭載部２４ａの基端部２４２の折り曲げ外面側がそれぞれ遮光性樹脂２７にてモールド（被覆）され、発光側リードフレーム２３の素子搭載部２３ａの基端縁２３２の折り曲げ内面側、及び受光側リードフレーム２４の素子搭載部２４ａの基端部２４２の折り曲げ内面側がそれぞれ透光性樹脂２６にてモールド（被覆）された構造となっている。このように、透光性樹脂２６による発光素子２１及び受光素子２２の被覆範囲（被覆領域）を狭めることにより、発光素子２１から受光素子２２に達する光の散乱を抑えることが可能となる。

次に、上記構成の光結合型半導体装置の製造方法について説明する。

図７は、上記実施形態６の光結合型半導体装置を製造するための１次トランスファーモールド樹脂成型金型（以下、単に「樹脂成形金型」という。）の構造を示す断面図である。

この樹脂成型金型５０は、上金型６０と下金型７０とからなり、受光側リードフレーム２４を保持するための上金型６０の合わせ面６１は、これに対向する下金型７０の合わせ面７１より若干内側（キャビティー空間内）に延設されており、この合わせ面６１の端部において、キャビティー内壁面６２から下方に垂下するようにして折り曲げ用突起６３が設けられている。

また、発光側リードフレーム２３を保持するための下金型７０の合わせ面７４は、これに対向する上金型６０の合わせ面６４より若干内側（キャビティー空間内）に延設されており、この合わせ面７４の端部において、キャビティー内壁面７２から上方に突出するようにして折り曲げ用突起７３が設けられている。

さらに、上金型６０と下金型７０とで型締めしたとき、図７（ｂ）に示すように、受光側リードフレーム２４を保持する上金型６０の合わせ面６１と下金型７０の合わせ面７１との接合位置Ｈ１が、発光側リードフレーム２３を保持する上金型６０の合わせ面６４と下金型７０の合わせ面７４との接合位置Ｈ２より上方に位置するようになっている。具体的には、接合位置Ｈ１がパッケージセンターＣよりΔＨだけ高く、接合位置Ｈ２がパッケージセンターＣよりΔＨだけ低くなるように形成されている。ここで、このΔＨの距離は、各素子搭載部２３ａ，２４ａを折り曲げたとき、発光素子２１と受光素子２２とがパッケージセンターＣの高さ位置で左右方向にほぼ対向するような距離に設定されている。

そして、このような構造の上金型６０と下金型７０との間に、発光素子２１を搭載した折り曲げ前の発光側リードフレーム２３と、受光素子２２を搭載した折り曲げ前の受光側リードフレーム２４とを左右方向に配置する（図７（ａ）参照）。このとき、発光側リードフレーム２３の素子搭載部２３ａの基端部２３２が、上金型６０の合わせ面６４の端角部６５に位置し、受光側リードフレーム２４の素子搭載部２４ａの基端部２４２が、下金型７０の合わせ面７１の端角部７５に位置するように配置する。

この状態で両リードフレーム２３，２４を上金型６０と下金型７０とでクランプ（型締め）すると、図７（ｂ）に示すように、発光側リードフレーム２３は、上金型６０の合わせ面６４の端角部６５によって支持された素子搭載部２３ａの基端部２３２を支点として、下金型７０に設けられた折り曲げ用突起７３によって素子搭載部２３ａ部分が上方に押し曲げられ、これにより素子搭載部２３ａが所定の角度（θ）だけ上方に屈曲形成される。同様に、受光側リードフレーム２４は、下金型７０の合わせ面７１の端角部７５によって支持された素子搭載部２４ａの基端部２４２を支点として、上金型６０に設けられた折り曲げ用突起６３によって素子搭載部２４ａ部分が下方に押し曲げられ、これにより素子搭載部２４ａが所定の角度（θ）だけ下方に屈曲形成される。その結果、発光素子２１と受光素子２２とが、樹脂成型金型５０のキャビティー空間内で左右方向に対向配置された状態に加工されることになる。すなわち、１次トランスファーモールド樹脂成型時の金型型締め時に、各リードフレーム２３，２４を上下逆方向に屈曲させることができるため、工程の短縮化（リードフレーム単独での折り曲げ加工工程の削減）を図ることが可能となる。

この後、１次トランスファーモールドを実施して、キャビティー空間内に透光性樹脂２６を充填し、冷却後に上金型６０と下金型７０とを開いて、１次トランスファーモールドを終了する。

図８は、図７に示した樹脂成型金型５０の他の実施形態を示している。すなわち、図８に示す樹脂成型金型５０では、折り曲げ用突起６３，７３を断面三角形状とし、各リードフレーム２３，２４が当接する側の面６３１，７３１の傾斜角度を、各リードフレーム２３，２４を折り曲げるための所定の角度（θ）に設定したものである。これにより、各リードフレーム２３，２４の素子搭載部２３ａ，２４ａを折り曲げるとき、所定の角度（θ）に精度良く折り曲げることが可能となる。

ところで、このような樹脂成型金型５０には、通常、位置決めピン（図示省略）が備え付けられているが、本実施形態の場合、上金型６０及び下金型７０に折り曲げ用突起６３，７３を備えているため、従来の位置決めピンでは１次トランスファーモールド時の金型クランプ時にリードフレーム２３，２４の位置ずれが発生する可能性がある。そこで、本実施形態では、この位置決めピンの形状を三角錐とする。これにより、折り曲げ用突起６３，７３を備えた樹脂成型金型５０でも、位置ずれを起こすことなく金型クランプを実施することが可能となる。

図９は、上記実施形態６の光結合型半導体装置を製造するための１次トランスファーモールド樹脂成型金型のさらに他の実施形態を示している。

図７及び図８に示す樹脂成型金型５０では、折り曲げ用突起部６３，７３が金型と一体に形成されているが、図９に示す実施形態の樹脂成型金型５０では、折り曲げピン６３Ａ，７３Ａを各金型６０，７０に対して上下動可能に設けている。

すなわち、折り曲げ用ピン６３Ａは、上金型６０に形成された摺動穴６６内に挿入されており、図示しない油圧シリンダ等によって摺動穴６６内を上下に摺動可能となっている。同様に、折り曲げピン７３Ａは、下金型７０に形成された摺動穴７６内に挿入されており、図示しない油圧シリンダ等によって摺動穴７６内を上下に摺動可能となっている。

そして、このような構造の上金型６０と下金型７０との間に、発光素子２１を搭載した折り曲げ前の発光側リードフレーム２３と、受光素子２２を搭載した折り曲げ前の受光側リードフレーム２４とを左右方向に配置する（図９（ａ）参照）。このとき、発光側リードフレーム２３の素子搭載部２３ａの基端部２３２が、上金型６０の合わせ面６４の端角部６５に位置し、受光側リードフレーム２４の素子搭載部２４ａの基端部２４２が、下金型７０の合わせ面７１の端角部７５に位置するように配置する。また、各折り曲げピン６３Ａ，７３Ａは、上金型６０及び下金型７０の摺動穴６６，７６内にそれぞれ収納された状態、すなわち摺動穴６６，７６から突出していない状態となっている。

この状態で両リードフレーム２３，２４を上金型６０と下金型７０とでクランプ（型締め）する。このとき、上記したように各折り曲げピン６３Ａ，７３Ａは摺動穴６６，７６から突出していない状態となっているので、クランプ時にリードフレーム２３，２４の位置ずれは発生しない。そして、クランプ後に、上金型６０の折り曲げピン６６Ａを下方に摺動させ、下金型７０の折り曲げピン７６Ａを上方に摺動させることにより、図９（ｂ）に示すように、発光側リードフレーム２３は、上金型６０の合わせ面６４の端角部６５によって支持された素子搭載部２３ａの基端部２３２を支点として、下金型７０から突出した折り曲げピン７３Ａによって素子搭載部２３ａ部分が上方に押し曲げられ、これにより素子搭載部２３ａが所定の角度（θ）だけ上方に屈曲形成される。同様に、受光側リードフレーム２４は、下金型７０の合わせ面７１の端角部７５によって支持された素子搭載部２４ａの基端部２４２を支点として、上金型６０から突出した折り曲げピン６３Ａによって素子搭載部２４ａ部分が下方に押し曲げられ、これにより素子搭載部２４ａが所定の角度（θ）だけ下方に屈曲形成される。その結果、発光素子２１と受光素子２２とが、樹脂成型金型５０のキャビティー空間内で対向配置された状態に加工されることになる。すなわち、１次トランスファーモールド樹脂成型時の金型型締め時に、各リードフレーム２３，２４を上下逆方向に屈曲させることができるため、工程の短縮化（リードフレーム単独での折り曲げ加工工程の削減）を図ることが可能となる。

この後、１次トランスファーモールドを実施して、キャビティー空間内に透光性樹脂２６を充填し、冷却後に上金型６０と下金型７０とを開いて、１次トランスファーモールドを終了する。

図１０は、図９に示した樹脂成型金型５０の他の実施形態を示している。すなわち、図１０に示す樹脂成型金型５０では、上下動可能な折り曲げピン６３Ａ，７３Ａの先端部を断面三角形状とし、各リードフレーム２３，２４が当接する側の面６３Ａ１，７３Ａ１の傾斜角度を、各リードフレーム２３，２４を折り曲げるための所定の角度（θ）に設定したものである。これにより、各リードフレーム２３，２４の素子搭載部２３ａ，２４ａを折り曲げるとき、所定の角度（θ）に精度良く折り曲げることが可能となる。

本発明の光結合型半導体装置の実施形態１を示す断面図であり、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は横断面図である。 本発明の光結合型半導体装置の実施形態２を示す断面図である。 本発明の光結合型半導体装置の実施形態３を示す断面図である。 本発明の光結合型半導体装置の実施形態４を示す断面図である。 本発明の光結合型半導体装置の実施形態５を示す断面図である。 本発明の光結合型半導体装置の実施形態６を示す断面図である。 実施形態６の光結合型半導体装置を製造するための１次トランスファーモールド樹脂成型金型の構造を示す断面図である。 図７に示した樹脂成型金型の他の実施形態を示す断面図である。 実施形態６の光結合型半導体装置を製造するための１次トランスファーモールド樹脂成型金型のさらに他の実施形態を示す断面図である。 図９に示した樹脂成型金型の他の実施形態を示す断面図である。 従来の光結合型半導体装置の構造の一例を示す断面図である。

符号の説明

１１，２１，３１ 発光素子
１２，２２，３２ 受光素子
１３，２３，３３ 発光側リードフレーム
１３ａ，２３ａ，３３ａ 樹脂搭載部
１３ａ１，１４ａ１，２３ａ１，２４ａ１ 先端部
１３２，１４２，２３２，２４２ 基端縁
１３３，１４３，２３３，２４３，３３３，３４３ 水平部分
１４，２４，３４ 受光側リードフレーム
１６，２６，３６ 透光性樹脂
１７，２７，３７ 遮光性樹脂
５０ １次トランスファーモールド樹脂成型金型
６０ 上金型
６１，６４ 合わせ面
６２ キャビティー内壁面
６３ 折り曲げ用突起
６３Ａ 折り曲げピン
６５ 端角部
６６ 摺動穴
７０ 下金型
７１，６４ 合わせ面
７２ キャビティー内壁面
７３ 折り曲げ用突起
７３Ａ 折り曲げピン
７５ 端角部
７６ 摺動穴

Claims (13)

1. 発光側リードフレームに搭載されている発光素子と受光側リードフレームに搭載されている受光素子とが左右方向に対向配置された構造の光結合型半導体装置において、
   前記発光側リードフレームの素子搭載部と前記受光側リードフレームの素子搭載部とが、各々上下逆方向に折り曲げられた状態で、前記発光素子と前記受光素子とが略同一高さとなるように対向配置されていることを特徴とする光結合型半導体装置。
2. 前記発光側リードフレームの水平部と前記受光側リードフレームの水平部とが各々異なる高さに配置されていることを特徴とする請求項１に記載の光結合型半導体装置。
3. 発光側リードフレームに搭載されている発光素子と受光側リードフレームに搭載されている受光素子とが左右方向に対向配置された構造の光結合型半導体装置において、
   前記発光側リードフレームの素子搭載部と前記受光側リードフレームの素子搭載部とが、各々上下逆方向に折り曲げられ、かつ、前記発光素子と前記受光素子とが略同一高さとなるように対向配置された状態で、前記発光側リードフレームの水平部が前記受光素子側に延設され、前記受光側リードフレームの水平部が前記発光素子側に延設されていることを特徴とする光結合型半導体装置。
4. 前記各リードフレームの素子搭載部の先端部が、モールド樹脂面と略平行となるようにカットされていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光結合型半導体装置。
5. 前記発光側リードフレームの素子搭載部の先端部が、発光素子からの光を受光素子に反射するように折り曲げられていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光結合型半導体装置。
6. 透光性樹脂で前記発光素子及び受光素子が一体にモールドされ、その周りが遮光性樹脂にてモールドされた２重モールド構造であって、前記各リードフレームの折り曲げ部の外側が前記遮光性樹脂にて被覆され、前記折り曲げ部の内側が前記透光性樹脂にて被覆されていることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の光結合型半導体装置。
7. 発光側リードフレームの素子搭載部と受光側リードフレームの素子搭載部とが、各々上下逆方向に折り曲げられ、かつ、前記各素子搭載部に搭載されている発光素子と受光素子とが略同一高さとなるように対向配置された構造の光結合型半導体装置を製造する方法であって、
   前記各リードフレームの素子搭載部を、１次トランスファーモールド樹脂成型時の金型型締め時に上下逆方向に折り曲げることを特徴とする光結合型半導体装置の製造方法。
8. １次トランスファーモールド樹脂成型金型の上金型及び下金型に折り曲げ用突起を設けたことを特徴とする請求項７に記載の光結合型半導体装置の製造方法。
9. 前記折り曲げ用突起のリードフレームと接触する面の角度を、当該リードフレームの折り曲げ角度と同一角度に設定したことを特徴とする請求項８に記載の光結合型半導体装置の製造方法。
10. 前記上金型にリードフレーム位置決め用のリードピンを三角錐状に形成することで、前記下金型に設けられた折り曲げ用突起による位置ずれをなくしたことを特徴とする請求項７ないし請求項９のいずれかに記載の光結合型半導体装置の製造方法。
11. １次トランスファーモールド樹脂成型金型の上金型及び下金型に上下動可能な折り曲げピンを設け、受光素子を搭載したリードフレーム及び発光素子を搭載したリードフレームを前記上金型と下金型とでクランプする際、リードフレームの位置決め時には前記各折り曲げピンを各金型内に納めて位置決めし、クランプ後に前記各折り曲げピンを可動させて前記各リードフレームを上下逆方向に折り曲げることを特徴とする請求項７に記載の光結合型半導体装置の製造方法。
12. 前記折り曲げピンのリードフレームと接触する面の角度を、当該リードフレームの折り曲げ角度と同一角度に設定したことを特徴とする請求項１１に記載の光結合型半導体装置の製造方法。
13. 請求項1ないし請求項６のいずれかに記載の光結合型半導体装置を用いた電子機器。

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