JP2013175561A - 光結合装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】絶縁耐圧が高い光結合装置を提供する。
【解決手段】実施形態に係る光結合装置は、第1のリード部と、前記第1のリード部に搭載された発光素子と、前記第1のリード部と前記発光素子との間に接続された第1のワイヤと、第2のリード部と、前記第2のリード部に搭載された受光素子と、前記第2のリード部と前記受光素子との間に接続された第2のワイヤと、前記発光素子から出射される光を透過させる絶縁フィルムと、を備える。前記絶縁フィルムは、前記第1のリード部、前記発光素子、前記第1のワイヤ、前記第2のリード部、前記受光素子及び前記第2のワイヤに接触していない。
【選択図】図1

Description

本発明の実施形態は、光結合装置に関する。
フォトカプラは、発光素子及び受光素子を内蔵し、1次側と2次側とを電気的に絶縁しつつ、光結合により信号の伝送を行う光結合装置である。フォトカプラの用途は様々であるが、1次側の発光素子と2次側の受光素子との間には、例えば数kV程度の高い絶縁耐圧が求められる。フォトカプラには、例えば、発光素子及び受光素子を一体の透明樹脂体で覆い、その周囲を遮光樹脂体でモールドしたパッケージが用いられる。また、絶縁耐圧を高めるために、透明樹脂体内に透明な絶縁フィルムが挿入される場合もある。しかしながら、フォトカプラには、より高い絶縁耐圧が要求されている。
特開平7−314493号公報
本発明の目的は、絶縁耐圧が高い光結合装置を提供することである。
実施形態に係る光結合装置は、第1のリード部と、前記第1のリード部に搭載された発光素子と、前記第1のリード部と前記発光素子との間に接続された第1のワイヤと、第2のリード部と、前記第2のリード部に搭載された受光素子と、前記第2のリード部と前記受光素子との間に接続された第2のワイヤと、前記発光素子から出射される光を透過させる絶縁フィルムと、を備える。前記絶縁フィルムは、前記第1のリード部、前記発光素子、前記第1のワイヤ、前記第2のリード部、前記受光素子及び前記第2のワイヤに接触していない。
(a)は第1の実施形態に係る光結合装置を例示する斜視図であり、(b)は(a)に示すA−A’線による断面図である。 (a)は第1の実施形態に係る光結合装置の製造に用いる治具を例示する斜視図であり、(b)は(a)に示すB−B’線による断面図である。 第1の実施形態に係る光結合装置の製造方法を例示する工程平面図である。 (a)は、第1の実施形態に係る光結合装置の製造方法を例示する工程平面図であり、(b)は工程断面図である。 (a)〜(c)は、第1の実施形態に係る光結合装置の製造方法を例示する工程断面図である。 (a)及び(b)は、第1の実施形態に係る光結合装置の製造方法を例示する工程断面図である。 (a)〜(e)は、比較例に係る光結合装置の製造方法を例示する工程側面図である。 比較例に係る光結合装置を例示する断面図である。 第2の実施形態に係る光結合装置を例示する断面図である。 第2の実施形態に係る光結合装置の製造方法を例示する工程断面図である。 第3の実施形態に係る光結合装置におけるリード部と絶縁フィルムとの位置関係を例示する平面図である。 第4の実施形態に係る光結合装置におけるリード部と絶縁フィルムとの位置関係を例示する平面図である。
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態について説明する。
先ず、第1の実施形態について説明する。
図1(a)は本実施形態に係る光結合装置を例示する斜視図であり、(b)は(a)に示すA−A’線による断面図である。
本実施形態に係る光結合装置は、フォトカプラである。
図1(a)に示すように、本実施形態に係る光結合装置1においては、外層が樹脂からなる成型体10が設けられている。成型体10の一側面10aからは、複数本、例えば4本のリード11bが延出しており、下方に向けて屈曲している。また、成型体10における側面10aの反対側の一側面10bからは、複数本、例えば4本のリード12bが延出しており、下方に向けて屈曲している。
図1(b)に示すように、光結合装置1においては、リード部11及び12が設けられている。リード部11とリード部12とは相互に離隔している。リード部11には、平板状のマウントベッド11a及び複数本のリード11bが設けられており、マウントベッド11aは1本のリード11bと一体化している。リード部12にも、平板状のマウントベッド12a及び複数本のリード12bが設けられており、マウントベッド12aは1本のリード12bと一体化している。リード11b及びリード12bは相互に同じ高さに配置されている。マウントベッド11aはリード11bよりも下方に配置されており、マウントベッド12aはリード12bよりも上方に配置されている。これにより、マウントベッド12aはマウントベッド11aの直上域に、マウントベッド11aから離隔して配置されている。また、マウントベッド11a及び12aは相互に平行である。
リード部11のマウントベッド11aの上面には、ダイマウント材13が被着されており、ダイマウント材13の上面上には発光素子14が搭載されている。発光素子14は、例えば、電力が供給されると赤外線又は可視光線を出射するLED(Light Emitting Diode:発光ダイオード)を含むチップである。発光素子14の各端子は、ワイヤ15を介して各リード11bに接続されている。
リード部12のマウントベッド12aの下面には、ダイマウント材16が被着されており、ダイマウント材16の下面上には受光素子17が搭載されている。受光素子17は、例えば、赤外線又は可視光線を受光して電気信号に変換するPD(Photo Diode:フォトダイオード)を含むチップである。受光素子17の各端子は、ワイヤ18を介して各リード12bに接続されている。
ダイマウント材13及び16は、例えば、導電性のエポキシ樹脂によって形成されている。ワイヤ15及び18は、例えば、金によって形成されている。なお、図示の便宜上、図1(b)においては、ワイヤ15及び18はそれぞれ1本のみ図示している。他の断面図についても同様である。
マウントベッド11aとマウントベッド12aとは相互に対向しており、マウントベッド11aの上面上に搭載された発光素子14とマウントベッド12aの下面上に搭載された受光素子17も相互に対向している。従って、発光素子14及び受光素子17は、発光素子14から出射された光が受光素子17に入射する位置関係にある。
また、マウントベッド11aの上面上には、透明樹脂体21が設けられている。透明樹脂体21は、発光素子14から出射される光を透過させる絶縁性の透明樹脂によって形成されており、マウントベッド11aの上面の一部に接し、ダイマウント材13及び発光素子14の全体並びにワイヤ15の少なくとも一部を覆っている。一方、マウントベッド12aの下面上には、透明樹脂体22が設けられている。透明樹脂体22も、発光素子14から出射される光を透過させる絶縁性の透明樹脂によって形成されており、マウントベッド12aの下面の一部に接し、ダイマウント材16及び受光素子17の全体並びにワイヤ18の少なくとも一部を覆っている。透明樹脂体21及び22を形成する透明樹脂は、熱硬化型又は紫外線硬化型の樹脂である。
透明樹脂体21と透明樹脂体22との間には、絶縁フィルム23が設けられている。絶縁フィルム23も、発光素子14から出射される光を透過させる絶縁性の透明樹脂であり、例えば、透明樹脂体21を形成する透明樹脂及び透明樹脂体22を形成する透明樹脂とは異なる樹脂によって形成されている。絶縁フィルム23の形状は、例えば矩形のシート状である。絶縁フィルム23は、透明樹脂体21及び22に接し、透明樹脂体21と透明樹脂体22とを分離している。すなわち、絶縁フィルム23の外周部の全周は、透明樹脂体21及び22から突出している。このため、透明樹脂体21は透明樹脂体22には直接接していない。
絶縁フィルム23は、リード部11及び12、ダイマウント材13及び16、発光素子14、受光素子17、ワイヤ15及び18には接していない。例えば、絶縁フィルム23は、マウントベッド11a及び12aに対して平行に配置されており、例えば、マウントベッド11a及びマウントベッド12aから等距離にある。
透明樹脂体21及び22の形状は、絶縁フィルム23に向けて裾広がりである。すなわち、透明樹脂体21と絶縁フィルム23との接触領域21aの面積は、透明樹脂体21とマウントベッド11aとの接触領域21bの外縁に囲まれる領域の面積よりも大きい。また、透明樹脂体22と絶縁フィルム23との接触領域22aの面積は、透明樹脂体22とマウントベッド12aとの接触領域22bの外縁に囲まれる領域の面積よりも大きい。なお、「透明樹脂体21とマウントベッド11aとの接触領域21bの外縁に囲まれる領域」とは、マウントベッド11aの上面において、透明樹脂体21に接触した領域の他に、透明樹脂体21に覆われた部材、例えば、ダイマウント材13及びワイヤ15に接触した領域も含む概念である。
また、光結合装置1には遮光樹脂体25が設けられている。遮光樹脂体25は、少なくとも発光素子14が出射する光及び受光素子17が受光可能な光を遮断する遮光樹脂によって形成されており、例えば、黒色樹脂又は白色樹脂により形成されている。遮光樹脂体25は、透明樹脂体21及び22、絶縁フィルム23、マウントベッド11a及び12aの全体を覆い、リード11bにおけるマウントベッド11a側の部分及びリード12bにおけるマウントベッド12a側の部分を覆っている。なお、透明樹脂体21及び22の内部に配置された部材、例えば、発光素子14及び受光素子17も、当然、遮光樹脂体25によって覆われている。また、ワイヤ15及び18のうち、透明樹脂体21及び22に覆われていない部分がある場合、この部分も遮光樹脂体25によって覆われている。これにより、遮光樹脂体25が、成型体10の外層部分を構成している。一方、リード11bにおけるマウントベッド11aから遠い側の部分、及び、リード12bにおけるマウントベッド12aから遠い側の部分は、遮光樹脂体25の外部に延出しており、従って、成型体10の外部に延出している。
次に、本実施形態に係る光結合装置の製造方法について説明する。
先ず、本実施形態に係る光結合装置の製造に用いる治具について説明する。
図2(a)は本実施形態に係る光結合装置の製造に用いる治具を例示する斜視図であり、(b)は(a)に示すB−B’線による断面図である。
本実施形態に係る光結合装置を製造する際には、図2(a)及び(b)に示す治具100を使用する。治具100においては、ベース部101及び可動部102が設けられている。ベース部101の端部及び可動部102の端部は回動機構を構成しており、可動部102はベース部101に対して、回動軸Cを中心として回動可能に連結されている。ベース部101及び可動部102の形状は、それぞれ略平板状である。
回動軸Cが延びる方向において、ベース部101及び可動部102の長さは相互にほぼ等しい。一方、回動軸Cに対して直交する方向において、可動部102の長さはベース部101の長さよりも短い。これにより、可動部102が、その回動域におけるベース部101側の端に位置しているときは、可動部102がベース部101の上面の一部を覆う。また、可動部102の可動域は、可動部102の一部がベース部101の一部に当接することによって、規制されている。
ベース部101の上面における可動部102の回動域の外側には、複数のポケット111が形成されている。ポケット111は、回動軸Cが延びる方向に沿って一列に配列されている。各ポケット111の形状は半凹部である。すなわち、ポケット111においては、平面状の矩形の底面111aが設けられており、底面111aの回動軸C側の一辺は開口しており、残りの三辺からは側壁111bが起立している。底面111aの形状及び大きさは、絶縁フィルム23の形状及び大きさと略同じである。このため、ポケット111内に絶縁フィルム23を載置すると、絶縁フィルム23は側壁111bによって三方向への移動を規制された状態で保持され、ベース部101に対して位置決めされる。
一方、可動部102には平板部112が設けられている。平板部112の上面112aは平坦であり、1ヶ所又は複数ヶ所に孔113が形成されている。孔113には位置決めピン114(図5(b)参照)が嵌合する。また、平板部112上には規制部115が設けられており、規制部115の側面115aは、平板部112の上面112aと交差、例えば直交している。これにより、平板部112の上面112aの広がりは、回動軸C側については、規制部115の側面115aに達する位置で終端している。一方、回動軸Cの反対側については、開放されている。そして、可動部102が、その回動域におけるベース部101側の端に位置しているときは、平板部112の上面112aがポケット111の底面111aに対して平行になる。
次に、上述の治具100を用いた光結合装置の製造方法について説明する。
図3は、本実施形態に係る光結合装置の製造方法を例示する工程平面図であり、
図4(a)は、本実施形態に係る光結合装置の製造方法を例示する工程平面図であり、(b)は工程断面図である。
図5(a)〜(c)は、本実施形態に係る光結合装置の製造方法を例示する工程断面図であり、
図6(a)及び(b)は、本実施形態に係る光結合装置の製造方法を例示する工程断面図である。
先ず、図3に示すように、リードフレーム62を用意する。リードフレーム62においては、一方向に延びる帯状のフレーム63が設けられており、フレーム63の片側には、複数個のリード部12が連結されている。複数個のリード部12及びフレーム63は一体的に形成されており、リード部12はフレーム63が延びる方向に沿って一列に配列されている。フレーム63においては、複数個の貫通孔64が、フレーム63が延びる方向に沿って一列に形成されている。各リード部12については、リード12bがフレーム63に結合されており、マウントベッド12aがフレーム63から遠い側に配置されている。
次に、図4(a)に示すように、リードフレーム62の各リード部12のマウントヘッド12aにダイマウント材16を被着させ、その上に受光素子17を搭載する。次に、受光素子17の各端子にワイヤ18の一端を接合し、ワイヤ18の他端をリード12bに接合する。図4(a)に示す例では、受光素子17の接地電位端子、電源電位端子及び信号端子を、それぞれワイヤ18を介して相互に異なる3本のリード12bに接続し、残りの1本のリード12bは不使用としている。
次に、図4(b)に示すように、透明樹脂(エンキャップ樹脂)を各マウントヘッド12a上に塗布する。これにより、ダイマウント材16、受光素子17及びワイヤ18を覆う透明樹脂体22が形成される。但し、この段階では、透明樹脂体22は未だ硬化しておらず、半液体状である。
同様にして、複数個のリード部11が結合されたリードフレームを用意し、各リード部11のマウントヘッド11aにダイマウント材13を被着させて、発光素子14を搭載する。次に、ワイヤ15をボンディングして、発光素子14の各端子をリード11bに接続する。次に、透明樹脂(エンキャップ樹脂)を各マウントヘッド11a上に塗布して、ダイマウント材13、発光素子14及びワイヤ15を覆う透明樹脂体21を形成する。この段階では、透明樹脂体21は未硬化の半液体状である。
次に、図5(a)に示すように、治具100の可動部102を回動させ、ベース部101から遠い側の端に位置させる。次に、ベース部101の各ポケット111内にそれぞれ1枚の絶縁フィルム23を配置する。このとき、絶縁フィルム23をポケット111の底面111a上に載置し、側壁111bに突き当てる。これにより、ベース部101に対して、絶縁フィルム23が位置決めされる。
次に、図5(b)に示すように、可動部102の平板部112の上面112a上に、上述のリードフレーム62を載置し、規制部115の側面115aに突き当てる。このとき、リードフレーム62における透明樹脂体22が被着している面が、下方を向くようにする。次に、位置決めピン114を、リードフレーム62の貫通孔64を貫通させて、平板部112の孔113に嵌合させる。これにより、可動部102に対して、リードフレーム62が位置決めされる。そして、可動部102をベース部101に近づくように回動させる。
これにより、図5(c)に示すように、リードフレーム62のマウントヘッド12aが、絶縁フィルム23の直上域に配置される。このとき、マウントヘッド12aは、絶縁フィルム23に対して所定の距離だけ離隔し、且つ平行になる。この結果、マウントヘッド12a上に形成された半液体状の透明樹脂体22が、絶縁フィルム23に押し付けられて変形する。このとき、絶縁フィルム23が受光素子17及びワイヤ18に接しないように、絶縁フィルム23とマウントヘッド12aとの距離を設定する。
これにより、透明樹脂体22は、マウントヘッド12a及び絶縁フィルム23の双方に接着され、表面張力によってマウントヘッド12a及び絶縁フィルム23の双方に吸い寄せられながら、全体としては、重力の作用によって下方、すなわち、絶縁フィルム23側に流動する。この結果、透明樹脂体22の形状は、上下方向中央部がくびれると共に、下部、すなわち絶縁フィルム23側の部分が、上部、すなわちマウントベッド12a側の部分よりも広がった形状となる。これにより、透明樹脂体22と絶縁フィルム23との接触領域22aの面積が、透明樹脂体22とマウントベッド12aとの接触領域22bの外縁に囲まれる領域の面積よりも大きくなる。この状態で、加熱又は紫外線照射を行うことにより、透明樹脂体22を硬化させる。例えば、治具100ごと、リード部12、透明樹脂体22及び絶縁フィルム23を恒温槽に装入し、100〜150℃の温度に保持する。これにより、透明樹脂体22が硬化し、絶縁フィルム23が透明樹脂体22に接着される。
次に、図6(a)に示すように、発光素子側のリードフレーム(図示せず)と、受光素子側のリードフレーム62とを組み合わせる。
これにより、図6(b)に示すように、リード部11上に被着され発光素子14を覆う半液体状の透明樹脂体21に、絶縁フィルム23が接着された透明樹脂体22が接近し、透明樹脂体21が絶縁フィルム23に押し付けられる。この結果、透明樹脂体21は、マウントヘッド11a及び絶縁フィルム23の双方に吸い寄せられて、上下方向中央部がくびれる。このとき、2枚のリードフレームの相対的な位置関係を固定できるような治具を用いることにより、マウントヘッド11aとマウントヘッド12aとの相対的な位置関係を固定し、マウントヘッド11aに対する絶縁フィルム23の相対的な位置を一定にする。また、絶縁フィルム23がリード部11、発光素子14及びワイヤ15に接触しないようにする。
このとき、透明樹脂体21を絶縁フィルム23よりも上方に配置すれば、半液体状の透明樹脂体21が重力の作用により全体として絶縁フィルム23に向けて流動する。この結果、透明樹脂体21の形状は、上下方向中央部がくびれると共に、下部、すなわち絶縁フィルム23側の部分が、上部、すなわちマウントベッド11a側の部分よりも広がった形状となる。すなわち、透明樹脂体21と絶縁フィルム23との接触領域21a(図1参照)の面積が、透明樹脂体21とマウントベッド11aとの接触領域21b(図1参照)の外縁に囲まれる領域の面積よりも大きくなる。
次に、加熱又は紫外線照射を行うことにより、透明樹脂体21を硬化させる。これにより、絶縁フィルム23が透明樹脂体21にも接着される。この結果、リード部11とリード部12とが、透明樹脂体21、絶縁フィルム23及び透明樹脂体22を介して相互に接着される。
次に、図1に示すように、透明樹脂体21、絶縁フィルム23、透明樹脂体22、マウントヘッド11a及びマウントヘッド12aの全体、並びに、リード11bの一部及びリード12bの一部を覆うように、黒色樹脂又は白色樹脂からなる遮光樹脂体25を形成し、硬化させる。これにより、成型体10が形成される。次に、発光側のリードフレーム(図示せず)のフレームからリード11bを分離し、受光側のリードフレーム62のフレーム63(図3参照)からリード12bを分離する。この結果、各成型体10が、それに覆われたリード部11及び12ごと、個片化される。次に、リード11b及び12bにおける成型体10の外部に延出した部分に対して折り曲げ加工を施して、下方に屈曲させる。これにより、光結合装置1が製造される。
次に、本実施形態の作用効果について説明する。
本実施形態によれば、治具100を用いて絶縁フィルム23と透明樹脂体22とを接触させることにより、リード部12に対する絶縁フィルム23の位置を一定にすることができる。また、リード部11とリード部12との相対的な位置関係を一定とすることにより、リード部11に対する絶縁フィルム23の位置も一定にすることができる。このため、リード部11及び12、発光素子14、受光素子17、ワイヤ15及び18に接触しないように、絶縁フィルム23を配置することができる。また、透明樹脂体21と透明樹脂体22とを分離するように、絶縁フィルム23を配置することができる。この結果、リード部11とリード部12との間の沿面距離I(図1(b)参照)を長くし、リード部11とリード部12との間の耐圧を高めることができる。
また、絶縁フィルム23がワイヤ15及び18に接触していないため、絶縁フィルム23がワイヤ15及び18に機械的なストレスを印加することがない。これにより、光結合装置1の製造時及び使用時にワイヤ15及び18が変形又は破断することを抑制できる。また、絶縁フィルム23は発光素子14及び受光素子17にも接触していないため、絶縁フィルム23がこれらの素子に機械的なストレスを印加することもなく、このストレスに起因してこれらの素子が損傷を受けたり、半導体接合部のサージ破壊の原因となることもない。このため、本実施形態に係る光結合装置1は信頼性が高い。
更に、本実施形態によれば、リード部11及び12に対する絶縁フィルム23の位置が精度よく制御されているため、沿面距離のばらつきが小さく、耐圧が安定である。また、遮光樹脂体25内に進入する絶縁フィルム23の長さが一定になるため、遮光樹脂体25の強度が安定する。
更にまた、本実施形態においては、絶縁フィルム23がマウントヘッド11a及び12aに対して平行に配置されている。これによっても沿面距離のばらつきが小さくなり、耐圧が安定する。
更にまた、本実施形態に係る光結合装置1においては、透明樹脂体21及び22が絶縁フィルム23に向けて広がった裾広がりな形状となる。これにより、発光素子14から受光素子17までの光路に対する遮光樹脂体25の介在が少なく、光の利用効率が高い。すなわち、発光素子14から出射された光の大部分は、裾広がりな形状の透明樹脂体21内を伝播することにより、遮光樹脂体25によってあまり遮られずに、絶縁フィルム23に到達する。そして、絶縁フィルム23によって散乱された光の大部分は、受光素子17に向かって狭くなる形状の透明樹脂体22内を伝播することにより、遮光樹脂体25によってあまり遮られずに、受光素子17に到達する。
次に、比較例について説明する。
図7(a)〜(e)は、本比較例に係る光結合装置の製造方法を例示する工程側面図であり、
図8は、本比較例に係る光結合装置を例示する断面図である。
先ず、本比較例に係る光結合装置の製造方法について説明する。
図7(a)に示すように、リードフレーム62(図3参照)のリード部12にダイマウント材16(図1(b)参照)及び受光素子17をマウントし、ワイヤ18を接合する。
次に、図7(b)に示すように、受光素子17を覆うように、半液体状態の透明樹脂体22を被着させる。
次に、図7(c)に示すように、絶縁フィルム23を透明樹脂体22上に載置する。このとき、透明樹脂体22は半液体状であるため、絶縁フィルム23はワイヤ18に乗り上げることによって支持される。また、透明樹脂体22は絶縁フィルム23との間の表面張力により、絶縁フィルム23に吸い付くように変形する。
その後、図7(d)に示すように、必要に応じて、治具300によって絶縁フィルム23の端部を突き上げることにより、絶縁フィルム23の位置をある程度調整する。但し、この場合も、絶縁フィルム23を一旦接触したワイヤ18から離隔させることは困難であり、逆に、絶縁フィルム23が受光素子17及びマウントヘッド12a等の部材に新たに接触することにより、位置が安定する場合もある。
次に、図7(e)に示すように、透明樹脂体22を硬化させる。
次に、図8に示すように、リード部12に透明樹脂体22を介して接着された絶縁フィルム23を、リード部11上に被着された透明樹脂体21に当接させる。次に、透明樹脂体21を硬化させる。その後、遮光樹脂体25を形成する。このようにして、本比較例に係る光結合装置201が製造される。
本比較例においては、絶縁フィルム23が精度よく位置決めされていないため、絶縁フィルム23がマウントヘッド、素子及びワイヤ等に接触する可能性が高く、リード部11とリード部12との間の耐圧がばらつきやすい。例えば、図8に示す例では、絶縁フィルム23がマウントヘッド12aに接触しているため、沿面距離Iが短い。このため、リード部11とリード部12との間の耐圧が低い。
また、図7(c)に示す工程では、絶縁フィルム23をワイヤ18に乗り上げさせて支持しているが、絶縁フィルム23がワイヤに接触すると、ワイヤが絶縁フィルム23から機械的なストレスを受けてしまう。これにより、例えば、ワイヤの変形、倒壊及び破断等が生じて、電気的な不具合が発生しやすい。また、絶縁フィルム23が発光素子14又は受光素子17に接触すると、素子が機械的なダメージを受けたり、絶縁耐圧が低下したり、半導体接合部のサージ破壊が生じたりする可能性がある。このため、本比較例に係る光結合装置201は信頼性が低い。
更に、本比較例においては、絶縁フィルム23の位置を精度よく制御できないため、光結合装置201の製造工程において、絶縁フィルム23の位置ずれ及び角度ずれが生じやすい。これにより、遮光樹脂体25の成型後に、遮光樹脂体25の割れ及び強度低下を誘発する可能性が高い。このため、光結合装置201は信頼性が低い。
次に、第2の実施形態について説明する。
図9は、本実施形態に係る光結合装置を例示する断面図であり、
図10は、本実施形態に係る光結合装置の製造方法を例示する工程断面図である。
図9に示すように、本実施形態に係る光結合装置2は、前述の第1の実施形態に係る光結合装置1(図1(b)参照)と比較して、絶縁フィルム23がマウントヘッド11a及び12aに対して傾斜している点が異なっている。本実施形態における上記以外の構成は、前述の第1の実施形態と同様である。例えば、本実施形態においても、絶縁フィルム23は、リード部11及び12、発光素子14、受光素子17、ワイヤ15及び18には接しておらず、また、透明樹脂体21と透明樹脂体22とを分離している。
図10に示すように、本実施形態に係る光結合装置2は、ベース部101のポケット111の底面111aが、可動部102の平板部112の上面112aに対して傾斜した治具100aを用いて、製造することができる。すなわち、前述の第1の実施形態における図5(c)に示す工程の替わりに、図10に示す工程を実施することにより、絶縁フィルム23をマウントヘッド12aに対して傾斜した姿勢で保持したまま、透明樹脂体22を硬化させる。その後、図6(a)に示すように、マウントヘッド11aをマウントヘッド12aに対して平行に保持しつつ、透明樹脂体21を絶縁フィルム23に接触させて、透明樹脂体21を硬化させる。本実施形態における上記以外の製造方法は、前述の第1の実施形態と同様である。本実施形態によっても、前述の第1の実施形態と同様な作用効果を得ることができる。
次に、第3の実施形態について説明する。
図11は、本実施形態に係る光結合装置におけるリード部と絶縁フィルムとの位置関係を例示する平面図である。
なお、図11においては、図を見やすくするために、リード部11、受光素子14及び絶縁フィルム23以外の部材は図示を省略している。後述する図12においても同様である。
図11に示すように、本実施形態に係る光結合装置3においては、発光素子14から受光素子19に向かう方向(以下、「光軸方向」という)から見て、絶縁フィルム23の中心23cが発光素子14の中心14cと一致している。また、光軸方向から見て、絶縁フィルム23の中心23cは受光素子19(図1(b)参照)の中心とも一致している。すなわち、発光素子14の中心14c、絶縁フィルム23の中心23c、受光素子19の中心が、同一直線上に位置している。
このような光結合装置3は、治具100(図2参照)において、ポケット111と規制部115との位置関係を調整すると共に、孔113とフレーム62の貫通孔64との位置関係を調整することにより、製造することができる。本実施形態における上記以外の構成、製造方法及び作用効果は、前述の第1の実施形態と同様である。
次に、第4の実施形態について説明する。
図12は、本実施形態に係る光結合装置におけるリード部と絶縁フィルムとの位置関係を例示する平面図である。
図12に示すように、本実施形態に係る光結合装置4においては、光軸方向から見て、絶縁フィルム23の中心23cが発光素子14の中心14cからずれている。また、光軸方向から見て、絶縁フィルム23の中心23cは受光素子19の中心からもずれている。なお、光軸方向から見て、発光素子14の中心14cと受光素子19の中心とは一致していてもよく、一致していなくてもよい。
このような光結合装置4も、治具100(図2参照)を調整することにより、製造することができる。本実施形態における上記以外の構成、製造方法及び作用効果は、前述の第1の実施形態と同様である。
前述の第1〜第4の実施形態に示すように、本発明に係る光結合装置は、絶縁フィルムを精度よく位置決めすることができるため、設計の自由度が高い。
なお、前述の各実施形態においては、絶縁フィルム23を先に受光素子17側の透明樹脂体22に接着させ、その後、発光素子14側の透明樹脂体21に接着させる例を示したが、この順序は逆でもよい。また、後に硬化させる透明樹脂体は省略してもよい。この場合は、成型体10の外層部分を、遮光樹脂体25ではなく透明樹脂体によって構成する。更に、リード部11及び12は、同一にリードフレームに形成し、リードフレームを折り返すことにより対向させてもよい。
以上説明した実施形態によれば、絶縁耐圧が高い光結合装置を実現することができる。
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明及びその等価物の範囲に含まれる。また、前述の各実施形態は、相互に組み合わせて実施することができる。
1、2、3、4:光結合装置、10:成型体、10a、10b:側面、11:リード部、11a:マウントベッド、11b:リード、12:リード部、12a:マウントベッド、12b:リード、13:ダイマウント材、14:発光素子、14c:中心、15:ワイヤ、16:ダイマウント材、17:受光素子、18:ワイヤ、21:透明樹脂体、21a、21b:領域、22:透明樹脂体、22a、22b:領域、23:絶縁フィルム、23c:中心、25:遮光樹脂体、62:リードフレーム、63:フレーム、64:貫通孔、100、100a:治具、101:ベース部、102:可動部、111:ポケット、111a:底面、111b:側壁、112:平板部、112a:上面、113:孔、115:規制部、115a:側面、201:光結合装置、300:治具、C:回動軸、I:沿面距離

Claims (12)

  1. 第1のリード部と、
    前記第1のリード部に搭載された発光素子と、
    前記第1のリード部と前記発光素子との間に接続された第1のワイヤと、
    前記発光素子及び前記第1のワイヤを覆い、前記発光素子から出射される光を透過させる第1の透明樹脂体と、
    第2のリード部と、
    前記第2のリード部に搭載された受光素子と、
    前記第2のリード部と前記受光素子との間に接続された第2のワイヤと、
    前記受光素子及び前記第2のワイヤを覆い、前記光を透過させる第2の透明樹脂体と、
    前記光を透過させ、前記第1のリード部、前記発光素子、前記第1のワイヤ、前記第2のリード部、前記受光素子及び前記第2のワイヤに接触しておらず、前記第1の透明樹脂体と前記第2の透明樹脂体とを分離する絶縁フィルムと、
    前記第1の透明樹脂体、前記第2の透明樹脂体及び前記絶縁フィルムを覆い、前記光を遮断する遮光樹脂体と、
    を備え、
    前記第1のリード部は、前記発光素子が搭載される平板状の第1のマウントベッドを有し、
    前記第2のリード部は、前記受光素子が搭載される平板状の第2のマウントベッドを有し、
    前記第1のマウントベッド、前記絶縁フィルム及び前記第2のマウントベッドは、相互に平行であり、
    前記第1のマウントベッドと前記絶縁フィルムとの距離は、前記絶縁フィルムと前記第2のマウントベッドとの距離に等しく、
    前記第1の透明樹脂体と前記絶縁フィルムとの接触領域の面積は、前記第1の透明樹脂体と前記第1のリード部との接触領域の外縁に囲まれる領域の面積よりも大きく、
    前記第2の透明樹脂体と前記絶縁フィルムとの接触領域の面積は、前記第2の透明樹脂体と前記第2のリード部との接触領域の外縁に囲まれる領域の面積よりも大きく、
    前記発光素子から前記受光素子に向かう方向から見て、前記絶縁フィルムの中心は、前記発光素子の中心及び前記受光素子の中心と一致している光結合装置。
  2. 第1のリード部と、
    前記第1のリード部に搭載された発光素子と、
    前記第1のリード部と前記発光素子との間に接続された第1のワイヤと、
    第2のリード部と、
    前記第2のリード部に搭載された受光素子と、
    前記第2のリード部と前記受光素子との間に接続された第2のワイヤと、
    前記発光素子から出射される光を透過させる絶縁フィルムと、
    を備え、
    前記絶縁フィルムは、前記第1のリード部、前記発光素子、前記第1のワイヤ、前記第2のリード部、前記受光素子及び前記第2のワイヤに接触していない光結合装置。
  3. 前記発光素子及び前記第1のワイヤを覆い、前記光を透過させる第1の透明樹脂体と、
    前記受光素子及び前記第2のワイヤを覆い、前記光を透過させる第2の透明樹脂体と、
    をさらに備え、
    前記絶縁フィルムは、前記第1の透明樹脂体と前記第2の透明樹脂体とを分離する請求項2記載の光結合装置。
  4. 前記第1の透明樹脂体と前記絶縁フィルムとの接触領域の面積は、前記第1の透明樹脂体と前記第1のリード部との接触領域の外縁に囲まれる領域の面積よりも大きい請求項3記載の光結合装置。
  5. 前記第2の透明樹脂体と前記絶縁フィルムとの接触領域の面積は、前記第2の透明樹脂体と前記第2のリード部との接触領域の外縁に囲まれる領域の面積よりも大きい請求項3または4に記載の光結合装置。
  6. 前記第1の透明樹脂体、前記第2の透明樹脂体及び前記絶縁フィルムを覆い、前記光を遮断する遮光樹脂体をさらに備えた請求項3〜5のいずれか1つに記載の光結合装置。
  7. 前記第1のリード部は、前記発光素子が搭載される平板状の第1のマウントベッドを有し、
    前記第2のリード部は、前記受光素子が搭載される平板状の第2のマウントベッドを有し、
    前記第1のマウントベッド、前記絶縁フィルム及び前記第2のマウントベッドは、相互に平行である請求項2〜6のいずれか1つに記載の光結合装置。
  8. 前記第1のマウントベッドと前記絶縁フィルムとの距離は、前記絶縁フィルムと前記第2のマウントベッドとの距離に等しい請求項7記載の光結合装置。
  9. 前記発光素子から前記受光素子に向かう方向から見て、前記絶縁フィルムの中心は、前記発光素子の中心と一致している請求項2〜8のいずれか1つに記載の光結合装置。
  10. 前記発光素子から前記受光素子に向かう方向から見て、前記絶縁フィルムの中心は、前記受光素子の中心と一致している請求項2〜8のいずれか1つに記載の光結合装置。
  11. 前記発光素子から前記受光素子に向かう方向から見て、前記絶縁フィルムの中心は、前記発光素子の中心からずれている請求項2〜8のいずれか1つに記載の光結合装置。
  12. 前記発光素子から前記受光素子に向かう方向から見て、前記絶縁フィルムの中心は、前記受光素子の中心からずれている請求項2〜8のいずれか1つに記載の光結合装置。
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