JP2014220275A

JP2014220275A - Photocoupler

Info

Publication number: JP2014220275A
Application number: JP2013096380A
Authority: JP
Inventors: 多田　健太郎; Kentaro Tada; 健太郎多田
Original assignee: Renesas Electronics Corp
Current assignee: Renesas Electronics Corp
Priority date: 2013-05-01
Filing date: 2013-05-01
Publication date: 2014-11-20

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a highly reliable photocoupler which is free from characteristic deterioration even during high-temperature operation.SOLUTION: The photocoupler includes: an input-side lead frame; an output-side lead frame; a light-emitting element mounted on the input-side lead frame; a light-receiving element mounted on the output-side lead frame; a potting resin covering the light-emitting element; a translucent mold resin which integrally seals the potting resin including the light-emitting element, the light-receiving element, a part of the input-side lead frame, and a part of the output-side lead frame; and a light-shielding mold resin which covers the translucent mold resin, another part of the input-side lead frame, and another part of the output-side lead frame. The potting resin has an Asker C hardness of 15 to 28 (inclusive) or a Shore A hardness of 5 to 15 (inclusive).

Description

本発明は、同一パッケージ内に発光素子と受光素子とが対向するように配置されたフォトカプラに関する。 The present invention relates to a photocoupler arranged in a single package so that a light emitting element and a light receiving element face each other.

一般的なフォトカプラは、２つのリードフレームが対向して間隔をおいて配され、入力側のリードフレームに発光素子（例えば、発光ダイオード）がマウント及びボンディングされ、出力側のリードフレームに受光素子（例えば、受光ＩＣ（Integrated Circuit））がマウント及びボンディングされ、発光素子と受光素子とが対向して間隔をおいて配された構成となっている。このようなフォトカプラでは、発光素子がシリコン樹脂等からなるポッティング樹脂で覆われ、発光素子を含むポッティング樹脂と受光素子とが光透過性の内部モールド樹脂で一体的に封止され、内部モールド樹脂の周囲が光不透過性の外部モールド樹脂で封止された構造になっている。 In general photocouplers, two lead frames are arranged to face each other with a space therebetween, a light emitting element (for example, a light emitting diode) is mounted and bonded to an input side lead frame, and a light receiving element is provided to an output side lead frame. (For example, a light receiving IC (Integrated Circuit)) is mounted and bonded, and the light emitting element and the light receiving element are arranged to face each other with a gap therebetween. In such a photocoupler, the light-emitting element is covered with a potting resin made of silicon resin or the like, and the potting resin including the light-emitting element and the light-receiving element are integrally sealed with a light-transmitting internal mold resin. The periphery is sealed with a light-impermeable external mold resin.

このようなフォトカプラとして、例えば、特許文献１では、２３℃における１次モールド樹脂層（内部モールド樹脂）の熱膨張率をα_Ａとし、二次モールド樹脂層（外部モールド樹脂）の熱膨張率をα_Ｂとしたとき、１．０＜α_Ａ／α_Ｂ≦１．３を満たし、二次モールド樹脂層（外部モールド樹脂）は、高化式フローテスターを用いて測定される１７５℃における溶融粘度が１５Ｐａ．ｓ以下の樹脂組成物を硬化させてなる光結合型半導体素子（フォトカプラ）が開示されている。これにより、二次モールド樹脂層（外部モールド樹脂）に加わる内部応力を低減でき、クラックの発生を抑えることができる。また、リードフレームと二次モールド樹脂層（外部モールド樹脂）のはがれが生じにくい方向の力が働く。特許文献１に記載の光結合型半導体素子では、各モールド樹脂層（内部モールド樹脂、外部モールド樹脂）の形成は、１８０℃前後で行われるので、室温まで冷却されたときには、各モールド樹脂層（内部モールド樹脂、外部モールド樹脂）の線膨張係数の違いによる歪がパッケージ内に生じる。二次モールド樹脂層（外部モールド樹脂）の線膨張係数が一次モールド樹脂層（内部モールド樹脂）より小さい場合、一次モールド樹脂層（内部モールド樹脂）がより縮み、二次モールド樹脂層（外部モールド樹脂）がリードフレームを強く挟む方向に力が働く。これにより、二次モールド樹脂層（外部モールド樹脂）とリードフレームの密着性が高まり、樹脂を酸化する外部からの空気や水分の浸入が抑えられるので、光結合型半導体素子（フォトカプラ）の信頼性を向上させることができるとされている。 As such a photocoupler, for example, in Patent Document 1, the thermal expansion coefficient of the primary mold resin layer (internal mold resin) at 23 ° C. is α _A, and the thermal expansion coefficient of the secondary mold resin layer (external mold resin). Where α _B is 1.0 <α _A / α _B ≦ 1.3, and the secondary mold resin layer (external mold resin) is melted at 175 ° C. measured using a Koka flow tester. Viscosity is 15 Pa. An optically coupled semiconductor element (photocoupler) obtained by curing a resin composition of s or less is disclosed. Thereby, the internal stress added to a secondary mold resin layer (external mold resin) can be reduced, and generation | occurrence | production of a crack can be suppressed. Further, a force in a direction in which peeling between the lead frame and the secondary mold resin layer (external mold resin) hardly occurs. In the optically coupled semiconductor element described in Patent Document 1, each mold resin layer (internal mold resin, external mold resin) is formed at around 180 ° C., so when cooled to room temperature, each mold resin layer ( Distortion due to the difference in linear expansion coefficient between the inner mold resin and the outer mold resin is generated in the package. When the linear expansion coefficient of the secondary mold resin layer (external mold resin) is smaller than the primary mold resin layer (internal mold resin), the primary mold resin layer (internal mold resin) shrinks more and the secondary mold resin layer (external mold resin) ) Exerts a force in the direction of strongly sandwiching the lead frame. As a result, the adhesion between the secondary mold resin layer (external mold resin) and the lead frame is enhanced, and the entry of air and moisture from the outside that oxidizes the resin is suppressed, so the reliability of the optically coupled semiconductor element (photocoupler) It can be improved.

特開２０１２−１６９５１１号公報JP 2012-169511 A

以下の分析は、本願発明者により与えられる。 The following analysis is given by the inventor.

しかしながら、特許文献１に記載の光結合型半導体素子では、二次モールド樹脂層（外部モールド樹脂）とリードフレームの界面の密着性を高めるために、一次モールド樹脂層（内部モールド樹脂）と二次モールド樹脂層（外部モールド樹脂）の線膨張係数を定めるだけでは、不十分である。つまり、二次モールド樹脂層（外部モールド樹脂）とリードフレームとの線膨張係数が大きく異なった場合、樹脂成形直後からの冷却過程で、線膨張係数差から生じる内部応力で、二次モールド樹脂層（外部モールド樹脂）とリードフレームとの界面で剥がれが生じ、空気が通り抜けるのに十分なだけの隙間が生じてしまう。 However, in the optically coupled semiconductor element described in Patent Document 1, the primary mold resin layer (internal mold resin) and the secondary mold are used in order to increase the adhesion at the interface between the secondary mold resin layer (external mold resin) and the lead frame. It is not sufficient to determine the linear expansion coefficient of the mold resin layer (external mold resin). In other words, when the linear expansion coefficient of the secondary mold resin layer (external mold resin) and the lead frame differ greatly, the secondary mold resin layer is caused by internal stress resulting from the difference in linear expansion coefficient during the cooling process immediately after resin molding. Peeling occurs at the interface between the (external mold resin) and the lead frame, and a gap sufficient for air to pass through is generated.

また、特許文献１に記載されたタイプの光結合型半導体素子では、光結合型半導体素子（フォトカプラ）の信頼性を高めるためには、さらにもう一つの対策が必要である。１２５℃を越える温度での動作試験では、モールド樹脂層（内部モールド樹脂、外部モールド樹脂）の酸化が、素子の特性の劣化を引き起こす。この酸化は、封入時に樹脂コーティング膜（ポッティング樹脂）と一次モールド樹脂層（内部モールド樹脂）との界面に生じる隙間に溜まる空気によってももたらされる。したがって、樹脂コーティング膜（ポッティング樹脂）と一次モールド樹脂層（内部モールド樹脂）との密着性を高め、剥がれが生じないようにしておかなければ、高温試験で生じる特性劣化を抑えることはできない。なお、特許文献１では、樹脂コーティング膜（ポッティング樹脂）と一次モールド樹脂層（内部モールド樹脂）との密着性に関する事項が見当たらない。 In addition, in the optically coupled semiconductor element of the type described in Patent Document 1, another measure is required to improve the reliability of the optically coupled semiconductor element (photocoupler). In an operation test at a temperature exceeding 125 ° C., the oxidation of the mold resin layer (internal mold resin, external mold resin) causes deterioration of element characteristics. This oxidation is also caused by air accumulated in a gap generated at the interface between the resin coating film (potting resin) and the primary mold resin layer (internal mold resin) at the time of encapsulation. Therefore, unless the adhesiveness between the resin coating film (potting resin) and the primary mold resin layer (internal mold resin) is increased and peeling is not caused, the characteristic deterioration caused in the high temperature test cannot be suppressed. In addition, in patent document 1, the matter regarding the adhesiveness of a resin coating film (potting resin) and a primary mold resin layer (internal mold resin) is not found.

その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。 Other problems and novel features will become apparent from the description of the specification and the accompanying drawings.

一視点においては、フォトカプラにおいて、入力側リードフレームと、前記入力側リードフレームに対して対向して間隔をおいて配された出力側リードフレームと、前記入力側リードフレームにおける前記出力側リードフレーム側の面にマウントされた発光素子と、前記出力側リードフレームにおける前記入力側リードフレーム側の面にて前記発光素子に光学的に対向する位置にマウントされた受光素子と、前記発光素子を覆うポッティング樹脂と、前記発光素子を含む前記ポッティング樹脂、前記受光素子、前記入力側リードフレームの一部、及び、前記出力側リードフレームの一部を一体的に封止する透光性モールド樹脂と、前記透光性モールド樹脂、前記入力側リードフレームの他の一部、及び、前記出力側リードフレームの他の一部を覆う遮光性モールド樹脂と、を備え、前記ポッティング樹脂は、アスカーＣ硬度１５以上２８以下、又は、ショアＡ硬度５以上１５以下であることを特徴とする。 In one aspect, in the photocoupler, an input-side lead frame, an output-side lead frame that is disposed opposite to the input-side lead frame, and the output-side lead frame in the input-side lead frame A light-emitting element mounted on the side surface, a light-receiving element mounted on a surface of the output-side lead frame on the input-side lead frame side at a position optically opposed to the light-emitting element, and covering the light-emitting element A potting resin, the potting resin including the light emitting element, the light receiving element, a part of the input side lead frame, and a translucent mold resin that integrally seals a part of the output side lead frame; The translucent mold resin, the other part of the input side lead frame, and the other part of the output side lead frame Comprising a light-shielding molded resin covering, wherein the potting resin is Asker C hardness of 15 or more 28 or less, or, and characterized in that the Shore A hardness of 5 to 15.

一視点によれば、高温保管または高温動作においても、特性劣化のない高い信頼性を有するフォトカプラを提供することができる。 According to one aspect, it is possible to provide a photocoupler having high reliability without deterioration of characteristics even during high-temperature storage or high-temperature operation.

一実施形態に係るフォトカプラの構成を模式的に示した断面図である。It is sectional drawing which showed typically the structure of the photocoupler which concerns on one Embodiment. 従来例に係るフォトカプラにおける透光性モールド樹脂の酸化が起きるメカニズムを模式的に示した図である。It is the figure which showed typically the mechanism in which the oxidation of translucent mold resin in the photocoupler which concerns on a prior art example occurs. 本発明の実施例１に係るフォトカプラの高温保管によるＩＦＨＬ特性を模式的に示した図である。It is the figure which showed typically the IFHL characteristic by the high temperature storage of the photocoupler which concerns on Example 1 of this invention. 比較例１に係るフォトカプラの高温保管によるＩＦＨＬ特性を模式的に示した図である。It is the figure which showed typically the IFHL characteristic by the high temperature storage of the photocoupler which concerns on the comparative example 1. FIG. 従来例に係るフォトカプラの高温保管によるＩＦＨＬ特性を模式的に示した図である。It is the figure which showed typically the IFHL characteristic by the high temperature storage of the photocoupler which concerns on a prior art example. 本発明の実施例１に係るフォトカプラの高温保管後の断面を示した観察像である。It is the observation image which showed the cross section after the high temperature storage of the photocoupler which concerns on Example 1 of this invention. 比較例１に係るフォトカプラの高温保管後の断面を示した観察像である。6 is an observation image showing a cross section of the photocoupler according to Comparative Example 1 after high-temperature storage. 従来例に係るフォトカプラの高温保管後の断面を示した観察像である。It is the observation image which showed the cross section after the high temperature storage of the photocoupler which concerns on a prior art example. 本発明のフォトカプラにおけるポッティング樹脂のアスカーＣ硬度の適正範囲を模式的に示した図である。It is the figure which showed typically the appropriate range of Asker C hardness of the potting resin in the photocoupler of this invention. 本発明のフォトカプラにおけるポッティング樹脂のショアＡ硬度の適正範囲を模式的に示した図である。It is the figure which showed typically the appropriate range of the Shore A hardness of the potting resin in the photocoupler of this invention. 従来例に係るフォトカプラの遮光性モールド樹脂とリードフレームとの間に作用する内部応力を模式的に示した図である。It is the figure which showed typically the internal stress which acts between light shielding mold resin and the lead frame of the photocoupler which concerns on a prior art example. 本発明の実施例２に係るフォトカプラの遮光性モールド樹脂とリードフレームとの間に作用する内部応力を模式的に示した図である。It is the figure which showed typically the internal stress which acts between light shielding mold resin and the lead frame of the photocoupler which concerns on Example 2 of this invention. 本発明の実施例２に係るフォトカプラの遮光性モールド樹脂とリードフレームとの間の密着性を評価するために行った赤インク浸入実験の結果を模式的に示した図である。It is the figure which showed typically the result of the red ink penetration | invasion experiment performed in order to evaluate the adhesiveness between the light-shielding mold resin of the photocoupler concerning Example 2 of this invention, and a lead frame. 従来例に係るフォトカプラの遮光性モールド樹脂とリードフレームとの間の密着性を評価するために行った赤インク浸入実験の結果を模式的に示した図である。It is the figure which showed typically the result of the red ink penetration | invasion experiment performed in order to evaluate the adhesiveness between the light-shielding mold resin and lead frame of the photocoupler which concerns on a prior art example. 従来例に係るフォトカプラの高温通電試験の結果を模式的に示した図である。It is the figure which showed typically the result of the high temperature electricity supply test of the photocoupler which concerns on a prior art example. 本発明の実施例３に係るフォトカプラの高温通電試験の結果を模式的に示した図である。It is the figure which showed typically the result of the high temperature electricity supply test of the photocoupler which concerns on Example 3 of this invention. 本発明の実施例４に係るフォトカプラの高温通電試験の結果を模式的に示した図である。It is the figure which showed typically the result of the high temperature electricity supply test of the photocoupler which concerns on Example 4 of this invention. 本発明の実施例５に係るフォトカプラの高温通電試験の結果を模式的に示した図である。It is the figure which showed typically the result of the high temperature electricity supply test of the photocoupler which concerns on Example 5 of this invention.

［実施形態１］
実施形態１に係るフォトカプラについて図面を用いて説明する。図１は、一実施形態に係るフォトカプラの構成を模式的に示した断面図である。 [Embodiment 1]
The photocoupler according to Embodiment 1 will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a configuration of a photocoupler according to an embodiment.

フォトカプラ１は、入力された電気信号を発光素子４で光１１に変換し、その光１１を受光素子５で電気信号に変換して当該電気信号を出力する素子（電子部品）である。フォトカプラ１は、内部（遮光性モールド樹脂８の内側）に発光素子４と受光素子５が収められ、外部からの光を遮断する遮光性モールド樹脂８に封じ込められた構造になっている。フォトカプラ１は、内部において２つのリードフレーム２、３の各マウント部２ａ、３ａが互いに対向して間隔をおいて配され、入力側リードフレーム２のマウント部２ａに発光素子４がマウント及びボンディングされ、出力側リードフレーム３のマウント部３ａに受光素子５がマウント及びボンディングされ、発光素子４と受光素子５とが対向して間隔をおいて配された構成となっている。フォトカプラ１は、入力側リードフレーム２と、出力側リードフレーム３と、発光素子４と、受光素子５と、ポッティング樹脂６と、透光性モールド樹脂７と、遮光性モールド樹脂８と、ボンディングワイヤ９と、ボンディングワイヤ１０と、を有する。 The photocoupler 1 is an element (electronic component) that converts an inputted electric signal into light 11 by a light emitting element 4, converts the light 11 into an electric signal by a light receiving element 5, and outputs the electric signal. The photocoupler 1 has a structure in which the light-emitting element 4 and the light-receiving element 5 are housed inside (inside the light-shielding mold resin 8) and enclosed in the light-shielding mold resin 8 that blocks light from the outside. In the photocoupler 1, the mount portions 2 a and 3 a of the two lead frames 2 and 3 are disposed inside and spaced from each other, and the light emitting element 4 is mounted and bonded to the mount portion 2 a of the input-side lead frame 2. The light receiving element 5 is mounted and bonded to the mount portion 3a of the output side lead frame 3, and the light emitting element 4 and the light receiving element 5 are arranged to face each other with a space therebetween. The photocoupler 1 includes an input side lead frame 2, an output side lead frame 3, a light emitting element 4, a light receiving element 5, a potting resin 6, a translucent mold resin 7, a light shielding mold resin 8, and a bonding. It has a wire 9 and a bonding wire 10.

入力側リードフレーム２は、電気信号が入力されるリードフレームである。入力側リードフレーム２は、導体よりなり、例えば、銅、銅系合金、鉄系合金（例えば、４２アロイ）等を用いることができる。入力側リードフレーム２は、マウント部２ａと、リード部２ｂと、を有する。マウント部２ａには、出力側リードフレーム３のマウント部３ａ側の面にて、発光素子４がマウント（搭載、接着、表面実装）されており、発光素子４を覆うようにしてポッティング樹脂６が配されている。マウント部２ａは、発光素子４のカソードと電気的に接続されている。リード部２ｂは、マウント部２ａから遮光性モールド樹脂８の外部に引き出されたリード端子である。リード部２ｂは、マウント部２ａを介して発光素子４のカソードと電気的に接続されている。なお、図示されていないが、入力側リードフレーム２は、マウント部２ａと接続されていない外部に引き出されたリード部を有し、当該リード部にて発光素子４のアノードとボンディングワイヤ９を介して電気的に接続されている。入力側リードフレーム２は、マウント部２ａ、及び、リード部２ｂの一部（内部）、並びに、マウント部２ａと接続されていないリード部（図示せず）の一部（内部）が透光性モールド樹脂７によって覆われており、透光性モールド樹脂７の外側にて、リード部２ｂの一部（中間部）、及び、マウント部２ａと接続されていないリード部（図示せず）の一部（中間部）が遮光性モールド樹脂８によって覆われており、遮光性モールド樹脂８の外側にて、リード部２ｂの一部（外部）、及び、マウント部２ａと接続されていないリード部（図示せず）の一部（外部）が露出している。以上のような構成により、入力側リードフレーム２は、リード部２ｂと、マウント部２ａと接続されていないリード部（図示せず）との間に電流を流すことで、発光素子４に電流を流すことができる。 The input side lead frame 2 is a lead frame to which an electric signal is input. The input side lead frame 2 is made of a conductor, and for example, copper, a copper-based alloy, an iron-based alloy (for example, 42 alloy) or the like can be used. The input side lead frame 2 has a mount portion 2a and a lead portion 2b. A light emitting element 4 is mounted (mounted, bonded, surface mounted) on the surface of the output side lead frame 3 on the mount part 3a side, and a potting resin 6 covers the light emitting element 4 so as to cover the light emitting element 4. It is arranged. The mount 2 a is electrically connected to the cathode of the light emitting element 4. The lead part 2b is a lead terminal drawn out of the light-shielding mold resin 8 from the mount part 2a. The lead portion 2b is electrically connected to the cathode of the light emitting element 4 via the mount portion 2a. Although not shown, the input-side lead frame 2 has a lead portion that is pulled out to the outside and is not connected to the mount portion 2 a, and the lead portion passes through the anode of the light emitting element 4 and the bonding wire 9. Are electrically connected. The input-side lead frame 2 is light-transmitting at a part (inside) of the mount part 2a and the lead part 2b and a part (inside) of a lead part (not shown) not connected to the mount part 2a. A portion of the lead portion 2b (intermediate portion) and a portion of the lead portion (not shown) that is not connected to the mount portion 2a outside the translucent mold resin 7 and covered with the mold resin 7. The part (intermediate part) is covered with the light-shielding mold resin 8, and outside the light-shielding mold resin 8, a part of the lead part 2 b (external) and the lead part that is not connected to the mount part 2 a ( A part (not shown) is exposed. With the configuration described above, the input-side lead frame 2 causes a current to flow to the light emitting element 4 by flowing a current between the lead portion 2b and a lead portion (not shown) that is not connected to the mount portion 2a. It can flow.

出力側リードフレーム３は、電気信号が出力されるリードフレームである。出力側リードフレーム３は、導体よりなり、例えば、銅、銅系合金、鉄系合金（例えば、４２アロイ）等を用いることができる。出力側リードフレーム３は、マウント部３ａと、リード部３ｂと、を有する。マウント部３ａには、入力側リードフレーム２のマウント部２ａ側の面にて、受光素子５がマウント（搭載、接着、表面実装）されている。マウント部３ａは、ボンディングワイヤ１０を介して受光素子５のエミッタと電気的に接続されている。リード部３ｂは、マウント部３ａから遮光性モールド樹脂８の外部に引き出されたリード端子である。リード部３ｂは、マウント部３ａ及びボンディングワイヤ１０を介して受光素子５のエミッタと電気的に接続されている。なお、図示されていないが、出力側リードフレーム３は、マウント部３ａと接続されていない外部に引き出されたリード部を有し、当該リード部にて受光素子５のコレクタとボンディングワイヤ（図示せず；ボンディングワイヤ１０とは別のもの）を介して電気的に接続されている。出力側リードフレーム３は、マウント部３ａ、及び、リード部３ｂの一部（内部）、並びに、マウント部３ａと接続されていないリード部（図示せず）の一部（内部）が透光性モールド樹脂７によって覆われており、透光性モールド樹脂７の外側にて、リード部３ｂの一部（中間部）、及び、マウント部３ａと接続されていないリード部（図示せず）の一部（中間部）が遮光性モールド樹脂８によって覆われており、遮光性モールド樹脂８の外側にて、リード部３ｂの一部（外部）、及び、マウント部３ａと接続されていないリード部（図示せず）の一部（外部）が露出している。以上のような構成により、出力側リードフレーム３は、リード部３ｂと、マウント部３ａと接続されていないリード部（図示せず）とから、受光素子５からの出力電圧を取り出すことができる。 The output side lead frame 3 is a lead frame from which an electrical signal is output. The output side lead frame 3 is made of a conductor, and for example, copper, a copper-based alloy, an iron-based alloy (for example, 42 alloy) or the like can be used. The output side lead frame 3 includes a mount portion 3a and a lead portion 3b. The light receiving element 5 is mounted (mounted, bonded, or surface mounted) on the surface of the input side lead frame 2 on the mount portion 2a side of the mount portion 3a. The mount 3 a is electrically connected to the emitter of the light receiving element 5 through the bonding wire 10. The lead part 3b is a lead terminal drawn out of the light-shielding mold resin 8 from the mount part 3a. The lead portion 3 b is electrically connected to the emitter of the light receiving element 5 through the mount portion 3 a and the bonding wire 10. Although not shown, the output-side lead frame 3 has a lead portion that is pulled out to the outside and is not connected to the mount portion 3a, and the collector of the light receiving element 5 and a bonding wire (not shown) in the lead portion. Z; electrically connected via a bonding wire 10). In the output side lead frame 3, the mount part 3a and a part (inside) of the lead part 3b and a part (inside) of a lead part (not shown) not connected to the mount part 3a are translucent. A portion of the lead portion 3b (intermediate portion) that is covered with the mold resin 7 and outside the translucent mold resin 7, and a lead portion (not shown) that is not connected to the mount portion 3a. The part (intermediate part) is covered with the light-shielding mold resin 8, and outside the light-shielding mold resin 8, a part of the lead part 3b (external) and the lead part (not connected to the mount part 3a) ( A part (not shown) is exposed. With the configuration described above, the output-side lead frame 3 can extract the output voltage from the light receiving element 5 from the lead portion 3b and the lead portion (not shown) not connected to the mount portion 3a.

発光素子４は、入力された電気信号を光に変換する素子である。発光素子４には、例えば、発光ダイオードを用いることができる。発光素子４は、受光素子５と光学的に対向する位置に配される。発光素子４は、入力側リードフレーム２のマウント部２ａにおける出力側リードフレーム３のマウント部３ａ側の面にマウント（搭載、接着、表面実装）されており、ポッティング樹脂６を介して透光性モールド樹脂７によって覆われている。発光素子４は、カソードが入力側リードフレーム２のマウント部２ａ及びリード部２ｂと電気的に接続されており、アノードがボンディングワイヤ９を介して、マウント部２ａと接続されていないリード部（図示せず）に電気的に接続されている。 The light emitting element 4 is an element that converts an input electric signal into light. For example, a light emitting diode can be used as the light emitting element 4. The light emitting element 4 is disposed at a position optically facing the light receiving element 5. The light emitting element 4 is mounted (mounted, bonded, surface mounted) on the surface of the mount part 2 a of the output side lead frame 3 in the mount part 2 a of the input side lead frame 2, and translucent through the potting resin 6. Covered with mold resin 7. In the light emitting element 4, the cathode is electrically connected to the mount portion 2 a and the lead portion 2 b of the input side lead frame 2, and the anode is not connected to the mount portion 2 a via the bonding wire 9 (see FIG. (Not shown).

受光素子５は、入力された光を電気信号に変換する素子である。受光素子５には、例えば、フォトトランジスタ、ＳｉフォトダイオードとＩＣを集積した素子を用いることができる。受光素子５は、発光素子４と光学的に対向する位置に配される。受光素子５は、出力側リードフレーム３のマウント部３ａにおける入力側リードフレーム２のマウント部２ａ側の面にマウント（搭載、接着、表面実装）されており、透光性モールド樹脂７によって覆われている。受光素子５は、エミッタがボンディングワイヤ１０を介して出力側リードフレーム３のマウント部３ａ及びリード部３ｂに電気的に接続されており、コレクタがボンディングワイヤ（図示せず）を介して、マウント部３ａと接続されていないリード部（図示せず）に電気的に接続されている。受光素子５は、受光素子５への入力光のある一定値を境に、出力電圧のＯＮ（Ｈ）とＯＦＦ（Ｌ）が切り替わるようになっている。この受光素子５での切り替わりが生じるときに発光素子４に流れている電流値がＩＦＨＬ（ＬＥＤ順電流）である。 The light receiving element 5 is an element that converts input light into an electrical signal. For the light receiving element 5, for example, an element in which a phototransistor, a Si photodiode and an IC are integrated can be used. The light receiving element 5 is disposed at a position optically facing the light emitting element 4. The light receiving element 5 is mounted (mounted, bonded, surface mounted) on the surface of the mount part 3 a of the output side lead frame 3 on the side of the mount part 2 a of the input side lead frame 2, and is covered with a translucent mold resin 7. ing. In the light receiving element 5, the emitter is electrically connected to the mount portion 3a and the lead portion 3b of the output side lead frame 3 via the bonding wire 10, and the collector is mounted to the mount portion via the bonding wire (not shown). It is electrically connected to a lead portion (not shown) not connected to 3a. The light receiving element 5 is configured to switch the output voltage between ON (H) and OFF (L) at a certain value of the input light to the light receiving element 5. The current value flowing through the light emitting element 4 when the light receiving element 5 is switched is IFHL (LED forward current).

ポッティング樹脂６は、入力側リードフレーム２のマウント部２ａ上にマウントされた発光素子４を覆う透明な樹脂である。ポッティング樹脂６には、例えば、透明シリコン樹脂を用いることができる。 The potting resin 6 is a transparent resin that covers the light emitting element 4 mounted on the mount portion 2 a of the input side lead frame 2. For the potting resin 6, for example, a transparent silicon resin can be used.

透光性モールド樹脂７は、入力側リードフレーム２のマウント部２ａ、リード部２ｂの一部（内部）、ポッティング樹脂６、ボンディングワイヤ９、出力側リードフレーム３のマウント部３ａ、リード部３ｂの一部（内部）、受光素子５、ボンディングワイヤ１０を覆う透光性の樹脂である。透光性モールド樹脂７は、モールド（鋳型）成形されている。透光性モールド樹脂７には、例えば、透光性白色エポキシ樹脂を用いることができる。 The translucent mold resin 7 includes the mount part 2a of the input side lead frame 2, a part (inside) of the lead part 2b, the potting resin 6, the bonding wire 9, the mount part 3a of the output side lead frame 3, and the lead part 3b. It is a translucent resin that covers a part (inside), the light receiving element 5 and the bonding wire 10. The translucent mold resin 7 is molded (mold). For the translucent mold resin 7, for example, a translucent white epoxy resin can be used.

遮光性モールド樹脂８は、入力側リードフレーム２のリード部２ｂの一部（中間部）、出力側リードフレーム３のリード部３ｂの一部（中間部）、透光性モールド樹脂７を覆う遮光性の樹脂である。遮光性モールド樹脂８は、モールド（鋳型）成形されている。遮光性モールド樹脂８には、例えば、黒色エポキシ樹脂を用いることができる。 The light shielding mold resin 8 is a light shielding material that covers a part (intermediate part) of the lead part 2 b of the input side lead frame 2, a part (intermediate part) of the lead part 3 b of the output side lead frame 3, and the translucent mold resin 7. Resin. The light-shielding mold resin 8 is molded (mold). For the light-shielding mold resin 8, for example, a black epoxy resin can be used.

ボンディングワイヤ９は、発光素子４のアノードと入力側リードフレーム２のリード部（図示せず；マウント部２ａと接続されていないリード部）とを電気的に接続するワイヤである。ボンディングワイヤ９は、発光素子４の近傍の部分でポッティング樹脂６に覆われており、その他の部分で透光性モールド樹脂７に覆われている。ボンディングワイヤ９には、例えば、金、銀、アルミニウム、銅等よりなるワイヤを用いることができる（ボンディングワイヤ１０についても同様）。 The bonding wire 9 is a wire for electrically connecting the anode of the light emitting element 4 and the lead portion (not shown; lead portion not connected to the mount portion 2a) of the input side lead frame 2. The bonding wire 9 is covered with a potting resin 6 at a portion in the vicinity of the light emitting element 4, and is covered with a translucent mold resin 7 at the other portion. As the bonding wire 9, for example, a wire made of gold, silver, aluminum, copper or the like can be used (the same applies to the bonding wire 10).

ボンディングワイヤ１０は、受光素子５のエミッタと出力側リードフレーム３のマウント部３ａ及びリード部３ｂとを電気的に接続するワイヤである。ボンディングワイヤ９は、透光性モールド樹脂７に覆われている。 The bonding wire 10 is a wire that electrically connects the emitter of the light receiving element 5 to the mount portion 3 a and the lead portion 3 b of the output side lead frame 3. The bonding wire 9 is covered with a translucent mold resin 7.

ポッティング樹脂６の硬度は、アスカーＣ硬度１５以上２８以下が好ましく、より好ましくは２１以上２８以下である。または、ポッティング樹脂６の硬度は、ショアＡ硬度５以上１５以下が好ましく、より好ましくは８以上１５以下である。アスカーＣ硬度１５未満（又はショアＡ硬度５未満）であると、ポッティング樹脂６の樹脂流れが発生し、アスカーＣ硬度２８超（又はショアＡ硬度１５超）であると、透光性モールド樹脂７の酸化抑制効果がなくなる。なお、アスカーＣ硬度２１以上（又はショアＡ硬度８以上）とすることで、ポッティング樹脂６の樹脂流れが１００％発生しなくなる。 The hardness of the potting resin 6 is preferably an Asker C hardness of 15 to 28, more preferably 21 to 28. Alternatively, the hardness of the potting resin 6 is preferably a Shore A hardness of 5 or more and 15 or less, more preferably 8 or more and 15 or less. If the Asker C hardness is less than 15 (or less than Shore A hardness 5), the resin flow of the potting resin 6 occurs, and if the Asker C hardness is more than 28 (or Shore A hardness more than 15), the translucent mold resin 7 The effect of inhibiting the oxidation of is lost By setting the Asker C hardness to 21 or more (or Shore A hardness of 8 or more), the resin flow of the potting resin 6 does not occur 100%.

透光性モールド樹脂７及び遮光性モールド樹脂８のうち少なくとも１種の２５℃から１７０℃の間の平均線膨張係数と、リードフレーム２、３の線膨張係数との差が１０ｐｐｍ／℃以下であり、好ましくは７ｐｐｍ／℃以下である。１０ｐｐｍ／℃以下とすることによって、モールド樹脂７、８とリードフレーム２、３との間に働く内部応力を大きく低減でき、かつ、剥がれを抑制できる。７ｐｐｍ／℃以下とすれば、モールド樹脂７、８とリードフレーム２、３との間の剥がれを１００％なくせる。 The difference between the average linear expansion coefficient between 25 ° C. and 170 ° C. of at least one of the translucent mold resin 7 and the light shielding mold resin 8 and the linear expansion coefficient of the lead frames 2 and 3 is 10 ppm / ° C. or less. Yes, preferably 7 ppm / ° C. or less. By setting it to 10 ppm / ° C. or less, the internal stress acting between the mold resins 7 and 8 and the lead frames 2 and 3 can be greatly reduced and peeling can be suppressed. If it is 7 ppm / ° C. or less, peeling between the mold resins 7 and 8 and the lead frames 2 and 3 can be eliminated by 100%.

遮光性モールド樹脂８の２５℃から１７０℃の間の平均線膨張係数は、透光性モールド樹脂７の２５℃から１７０℃の間の平均線膨張係数より小さいことが好ましい。つまり、透光性モールド樹脂７と遮光性モールド樹脂８の２５℃から１７５℃の間の平均線膨張係数は、内側の透光性モールド樹脂７の方が大きい方が好ましい。これは、内側の透光性モールド樹脂７の線膨張係数が外側の遮光性モールド樹脂８の線膨張係数よりも小さいと、遮光性モールド樹脂８を形成して室温へ冷却することで、外側の遮光性モールド樹脂８がリードフレーム２、３から浮く（離れる）方向への力がかかり、衝撃等によって外側の遮光性モールド樹脂８がリードフレーム２、３から剥がれやすくなるためである。 The average linear expansion coefficient between 25 ° C. and 170 ° C. of the light-shielding mold resin 8 is preferably smaller than the average linear expansion coefficient between 25 ° C. and 170 ° C. of the translucent mold resin 7. That is, it is preferable that the inner translucent mold resin 7 has a larger average linear expansion coefficient between 25 ° C. and 175 ° C. of the translucent mold resin 7 and the light-shielding mold resin 8. If the linear expansion coefficient of the inner translucent mold resin 7 is smaller than the linear expansion coefficient of the outer light-shielding mold resin 8, the light-shielding mold resin 8 is formed and cooled to room temperature, This is because the light shielding mold resin 8 is applied with a force in the direction of floating (separating) from the lead frames 2 and 3, and the outer light shielding mold resin 8 is easily peeled off from the lead frames 2 and 3 due to impact or the like.

ポッティング樹脂６の量は、１．７×１０^−４ｃｍ^３以上３．５×１０^−４ｃｍ^３以下であることが好ましい。ポッティング樹脂６の樹脂流れを起きにくくするためには、ポッティング樹脂６の量を少なくした方がよい。ポッティング樹脂６の量を３．５×１０^−４ｃｍ^３以下とすると、１０００個を試行したときの樹脂流れ発生数がゼロに抑えられた。また、標準的な発光素子４（例えば、サイズ：縦・横３５０μｍ、高さ２５０μｍ）を覆うのに必要なポッティング樹脂６の量は１．７×１０^−４ｃｍ^３以上であった。 The amount of the potting resin 6 is preferably 1.7 × 10 ⁻⁴ cm ³ or more and 3.5 × 10 ⁻⁴ cm ³ or less. In order to make the resin flow of the potting resin 6 less likely to occur, it is better to reduce the amount of the potting resin 6. When the amount of the potting resin 6 was 3.5 × 10 ⁻⁴ cm ³ or less, the number of resin flows generated when 1000 pieces were tried was suppressed to zero. Further, the amount of the potting resin 6 required to cover the standard light emitting element 4 (for example, size: length / width 350 μm, height 250 μm) was 1.7 × 10 ⁻⁴ cm ³ or more.

実施形態１によれば、１２５℃以上の高温保管または高温動作においても、特性劣化のない高い信頼性を有するフォトカプラを提供することができる。 According to the first embodiment, it is possible to provide a photocoupler having high reliability without deterioration in characteristics even at high temperature storage or operation at 125 ° C. or higher.

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。 As mentioned above, the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiment. However, the present invention is not limited to the embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. Needless to say.

本発明の実施例に係るフォトカプラについて従来例及び比較例を用いて説明する。 A photocoupler according to an embodiment of the present invention will be described using a conventional example and a comparative example.

まず、高温保管または高温動作を経ることで、フォトカプラの特性が劣化するメカニズムについて、従来例のケースを用いて説明する。図２は、従来例に係るフォトカプラにおける透光性モールド樹脂の酸化が起きるメカニズムを模式的に示した図である。 First, the mechanism by which the characteristics of the photocoupler deteriorate due to high-temperature storage or high-temperature operation will be described using a case of a conventional example. FIG. 2 is a diagram schematically illustrating a mechanism in which oxidation of a translucent mold resin in a photocoupler according to a conventional example occurs.

図２のフォトカプラ１は、発光素子４に電流を流し、その発光素子４からの光を受光素子５へ導いて、受光素子５でフォトカレントを生じさせ、光の強度に比例した電圧や電流を出力する。そのため、発光素子４からの光の伝達経路の途中での光の減衰が大きいほど、出力は低下する。また、フォトカプラ１は、一般に、パッケージにはエポキシ樹脂とフィラー剤を主成分とするモールド樹脂１７、１８が用いられており、内側の透光性モールド樹脂１７と、外側の遮光性モールド樹脂１８とを有する二重モールド構造となっている。 The photocoupler 1 in FIG. 2 applies a current to the light emitting element 4 and guides the light from the light emitting element 4 to the light receiving element 5 to generate a photocurrent in the light receiving element 5, thereby generating a voltage or current proportional to the light intensity. Is output. For this reason, the output decreases as the attenuation of light in the middle of the light transmission path from the light emitting element 4 increases. Further, in the photocoupler 1, generally, mold resins 17 and 18 mainly composed of an epoxy resin and a filler agent are used for a package, and an inner translucent mold resin 17 and an outer light-shielding mold resin 18 are used. It has a double mold structure.

発光素子４からの光は、ポッティング樹脂１６及び透光性モールド樹脂１７中を伝搬して、受光素子５に達する。透光性モールド樹脂１７を構成するエポキシ樹脂は、空気の存在下で高温時に酸化されやすく、酸化されると変色して可視域の波長帯の光を強く吸収するようになるという性質を持つ。したがって、フォトカプラ１のパッケージ内に空気の溜り得る隙間が存在すると、その部分で酸化が顕著に生じることになる。フォトカプラ１の出力特性劣化に強く影響するのは、図２の透光性モールド樹脂１７とポッティング樹脂１６との界面近傍の酸化である。発光素子４からの光は、ポッティング樹脂１６と透光性モールド樹脂１７との界面を横切って、受光素子４に到達するので、この界面部分の光吸収が大きいと、出力特性は低下する。図２には、酸化の原因となる空気の浸入経路も示した。主な浸入経路は、リードフレーム２、３と遮光性モールド樹脂１８の界面にできる隙間である。ここから浸入する空気は、劣化をもたらす時間的スケールの観点から論じると、２通りに分類できる。 The light from the light emitting element 4 propagates through the potting resin 16 and the translucent mold resin 17 and reaches the light receiving element 5. The epoxy resin constituting the translucent mold resin 17 has a property that it is easily oxidized at a high temperature in the presence of air, and discolors when it is oxidized to strongly absorb light in the visible wavelength band. Therefore, if there is a gap in which air can accumulate in the package of the photocoupler 1, oxidation will occur remarkably in that portion. It is the oxidation in the vicinity of the interface between the translucent mold resin 17 and the potting resin 16 in FIG. 2 that strongly affects the output characteristic deterioration of the photocoupler 1. The light from the light emitting element 4 crosses the interface between the potting resin 16 and the translucent mold resin 17 and reaches the light receiving element 4. Therefore, if the light absorption at this interface portion is large, the output characteristics are deteriorated. FIG. 2 also shows an air infiltration path that causes oxidation. The main penetration path is a gap formed at the interface between the lead frames 2 and 3 and the light-shielding mold resin 18. The air entering from here can be classified into two types when discussed from the viewpoint of the time scale that causes deterioration.

一つ目は、内側の透光性モールド樹脂１７の封入時にできる、ポッティング樹脂１６と透光性モールド樹脂１７との隙間に溜る空気である。この隙間に溜る空気は、透光性モールド樹脂１７の形成時に高温から室温に冷却される過程で浸入する。ポッティング樹脂１６と透光性モールド樹脂１７との隙間に溜る空気は、製品完成前からパッケージ内に存在するため、フォトカプラ１を高温下に置くとすぐに、透光性モールド樹脂１７（エポキシ樹脂）の急激な酸化をもたらす。 The first is air accumulated in the gap between the potting resin 16 and the translucent mold resin 17 formed when the inner translucent mold resin 17 is sealed. The air accumulated in this gap enters during the process of cooling from high temperature to room temperature when the translucent mold resin 17 is formed. Since air accumulated in the gap between the potting resin 16 and the translucent mold resin 17 exists in the package before the completion of the product, the translucent mold resin 17 (epoxy resin) immediately after the photocoupler 1 is placed at a high temperature. ) Causes rapid oxidation.

二つ目は、製品完成後に長時間かけて徐々に浸入する空気である。製品完成後に浸入する空気は、最初はパッケージ内には存在しないが、製品完成後に継続的に供給されるため、長期にわたって比較的緩やかな透光性モールド樹脂１７（エポキシ樹脂）の酸化を引き起こす。 The second is air that gradually infiltrates over a long time after product completion. The air that enters after the product is completed does not initially exist in the package, but is continuously supplied after the product is completed, and thus causes relatively mild oxidation of the translucent mold resin 17 (epoxy resin) over a long period of time.

したがって、これら２通りの空気の浸入を抑制することで、透光性モールド樹脂１７（エポキシ樹脂）の酸化を大きく遅らせることができる。このための手法について、以下に説明する。 Therefore, the oxidation of the translucent mold resin 17 (epoxy resin) can be greatly delayed by suppressing the intrusion of these two types of air. A method for this will be described below.

まず、透光性モールド樹脂とポッティング樹脂との隙間の空気溜りを回避する手法として、透光性モールド樹脂とポッティング樹脂との密着性を高めることが考えられる。このことを確認するために、以下の３つの場合で効果を比較してみる。 First, as a technique for avoiding air accumulation in the gap between the translucent mold resin and the potting resin, it is conceivable to improve the adhesion between the translucent mold resin and the potting resin. In order to confirm this, the effects are compared in the following three cases.

（Ａ１）ポッティング樹脂の硬度を小さく（従来例のポッティング樹脂の硬度よりも小さく）して、透光性モールド樹脂の表面の凹凸に追随して変形できるようにする（実施例１）。
（Ａ２）ポッティング樹脂の表面を改質（従来例のポッティング樹脂の表面を改質）して、化学的に活性にし、モールド樹脂と化学結合させる（比較例１）。この表面改質は、透光性モールド樹脂を注入成形する前に、ポッティング樹脂表面をＵＶ照射もしくはＡｒプラズマ照射し、ポッティング樹脂表面を化学的に活性化することで実現できる。
（Ａ３）上記２つの策のいずれも採用しない場合（従来例）。 (A1) The potting resin has a small hardness (smaller than the hardness of the conventional potting resin) so that it can be deformed following the irregularities on the surface of the translucent mold resin (Example 1).
(A2) The surface of the potting resin is modified (the surface of the conventional potting resin is modified) to be chemically activated and chemically bonded to the mold resin (Comparative Example 1). This surface modification can be realized by chemically activating the potting resin surface by irradiating the potting resin surface with UV irradiation or Ar plasma before injection molding the translucent mold resin.
(A3) When neither of the above two measures is adopted (conventional example).

ここで、実施例１、比較例１、従来例では、リードフレーム（図１の２、３に相当；銅）、発光素子（図１の４に相当；ＬＥＤ）、受光素子（図１の５に相当；フォトダイオード）、透光性モールド樹脂（図１の７に相当；透光性白色エポキシ樹脂）、及び、遮光性モールド樹脂（図１の８に相当；黒色エポキシ樹脂）については共通である。発光素子（図１の４に相当）は、サイズが縦・横３５０μｍかつ高さ２５０μｍのＬＥＤ（Light Emitting Diode）チップである。ＬＥＤチップは、ｎ型ＧａＡｓ基板（厚さ約１００μｍ）、ｎ型Ａｌ０．５Ｇａ０．５Ａｓ（厚さ１００μｍ）、ｐ型Ａｌ０．１５Ｇａ０．８５Ａｓ（厚さ１０μｍ）、ｐ型Ａｌ０．５Ｇａ０．５Ａｓ（厚さ４０μｍ）、ｐ側とｎ側のそれぞれの電極、を含む構造からなる。実施例１のポッティング樹脂（図１の６に相当；透明シリコン樹脂）の硬度は、アスカーＣ硬度で２６である。また、従来例及び比較例１のポッティング樹脂（図１の６に相当；透明シリコン樹脂）の硬度は、アスカーＣ硬度で３５である。 Here, in Example 1, Comparative Example 1, and the conventional example, a lead frame (corresponding to 2 and 3 in FIG. 1; copper), a light emitting element (corresponding to 4 in FIG. 1; LED), a light receiving element (5 in FIG. 1). Photodiode), translucent mold resin (corresponding to 7 in FIG. 1; translucent white epoxy resin), and light-shielding mold resin (corresponding to 8 in FIG. 1; black epoxy resin). is there. The light emitting element (corresponding to 4 in FIG. 1) is an LED (Light Emitting Diode) chip whose size is 350 μm in length and width and 250 μm in height. The LED chip has an n-type GaAs substrate (thickness of about 100 μm), an n-type Al 0.5 Ga 0.5 As (thickness 100 μm), a p-type Al 0.15 Ga 0.85 As (thickness 10 μm), and a p-type Al 0.5 Ga 0.5 As (thickness). 40 μm), and includes a p-side electrode and an n-side electrode. The hardness of the potting resin of Example 1 (corresponding to 6 in FIG. 1; transparent silicon resin) is 26 in Asker C hardness. Moreover, the hardness of the potting resin of the conventional example and the comparative example 1 (corresponding to 6 in FIG. 1; transparent silicon resin) is 35 in Asker C hardness.

ここでの効果の比較は、ＩＦＨＬの経時的な変化を調べることで行う。ＩＦＨＬというのは、受光素子（フォトダイオード）の後段に付いているＩＣのＯＮ（Ｈ）、ＯＦＦ（Ｌ）を切り替えるために必要な、発光素子（ＬＥＤ）に流す電流値であり、受光素子への入力光の強度が一定のレベルに達するときの発光素子の電流値といってよい。したがって、ＩＦＨＬが上昇するということは、発光素子の発光強度が低下しているか、光伝達経路での光損失が増大しているか、受光素子の感度が低下していることを意味する。ここでの検証に用いた、発光素子及び受光素子は、１７５℃以下の保管や１５０℃以下の通電では、１００００時間以内に顕著な劣化をしないことを確認している。したがって、もし、ＩＦＨＬが上昇したとすれば、その原因は、光伝達経路での光損失増大にあることになる。 The comparison of the effect here is performed by examining the temporal change of IFHL. IFHL is a current value that flows through the light emitting element (LED), which is necessary for switching ON (H) and OFF (L) of the IC attached to the rear stage of the light receiving element (photodiode). It can be said that the current value of the light emitting element when the intensity of the input light reaches a certain level. Therefore, an increase in IFHL means that the light emission intensity of the light emitting element is decreased, the light loss in the light transmission path is increased, or the sensitivity of the light receiving element is decreased. It has been confirmed that the light-emitting element and the light-receiving element used for the verification here do not significantly deteriorate within 10,000 hours when stored at 175 ° C. or lower or energized at 150 ° C. or lower. Therefore, if IFHL increases, the cause is an increase in optical loss in the optical transmission path.

フォトカプラを空気雰囲気の中、１７５℃で１０００時間保管した場合の結果を図３〜図５に示す。図３〜図５は、フォトカプラのＩＦＨＬの経時的変化を示したものであり、図３は実施例１、図４は比較例１、図５は従来例の図である。（Ａ１）のケース（実施例１）では、ＩＦＨＬの上昇は小さく、ほとんど劣化がないものと考えられるが（図３参照）、（Ａ２）のケース（比較例１）、（Ａ３）のケース（従来例）ではＩＦＨＬの上昇が顕著にみられ、劣化していることがわかる（図４、図５参照）。 The results when the photocoupler is stored at 175 ° C. for 1000 hours in an air atmosphere are shown in FIGS. 3 to 5 show changes over time in the IFHL of the photocoupler, FIG. 3 shows Example 1, FIG. 4 shows Comparative Example 1, and FIG. 5 shows a conventional example. In the case of (A1) (Example 1), it is considered that the increase in IFHL is small and hardly deteriorated (see FIG. 3), but the case of (A2) (Comparative Example 1) and the case of (A3) ( In the conventional example, it can be seen that IFHL is significantly increased and deteriorated (see FIGS. 4 and 5).

また、上記試験終了後に、フォトカプラの断面を観察したものを図６〜図８に示す。図６は実施例１、図７は比較例１、図８は従来例の図である。（Ａ２）のケース（比較例１）、（Ａ３）のケース（従来例）では、透光性モールド樹脂２７、１７とポッティング樹脂２６、１６との界面、透光性モールド樹脂２７、１７と遮光性モールド樹脂２８、１８の界面等に強い変色（変色部２７ａ、１７ａ）がみられるのに対して（図７、図８参照）、（Ａ１）のケース（実施例１）では、そのような変色は見られない（図６参照）。これらの結果は、次のように解釈できる。 Moreover, what observed the cross section of the photocoupler after completion | finish of the said test is shown in FIGS. 6 is a diagram of Example 1, FIG. 7 is a diagram of Comparative Example 1, and FIG. 8 is a diagram of a conventional example. In the case of (A2) (Comparative Example 1) and the case of (A3) (conventional example), the interface between the translucent mold resins 27 and 17 and the potting resins 26 and 16, the translucent mold resins 27 and 17 and the light shielding. In the case (Example 1) of (A1), strong discoloration (discoloration portions 27a and 17a) is observed at the interfaces of the adhesive mold resins 28 and 18 (see FIG. 7 and FIG. 8). No discoloration is seen (see FIG. 6). These results can be interpreted as follows.

（Ａ１）のケース（実施例１）では、ポッティング樹脂６の硬度が低いために、ポッティング樹脂６が透光性モールド樹脂７の表面の凹凸に追随して変形し、分子間に働くファンデルワールス力により、わずかの隙間もなく密着している（図６参照）。 In the case of (A1) (Example 1), since the potting resin 6 is low in hardness, the potting resin 6 deforms following the irregularities on the surface of the translucent mold resin 7 and van der Waals works between molecules. Due to the force, they are in close contact without a slight gap (see FIG. 6).

（Ａ２）のケース（比較例１）では、化学結合することによりポッティング樹脂２６と透光性モールド樹脂２７とが接触している部分の付着力は高まるが、ポッティング樹脂２６の硬度が高いために、ポッティング樹脂２６と透光性モールド樹脂２７とが接触していない部分が残り、この部分に溜る空気が透光性モールド樹脂２７の酸化をもたらす（図７参照）。 In the case of (A2) (Comparative Example 1), the adhesive force at the portion where the potting resin 26 and the translucent mold resin 27 are in contact with each other is increased by chemical bonding, but the hardness of the potting resin 26 is high. The portion where the potting resin 26 and the translucent mold resin 27 are not in contact remains, and the air accumulated in this portion causes the translucent mold resin 27 to be oxidized (see FIG. 7).

（Ａ３）のケース（従来例）では、ポッティング樹脂１６と透光性モールド樹脂１７とを強く付着させる力が働かないため、界面の広い領域にわたって隙間が生じ、その隙間に溜る空気が透光性モールド樹脂１７の酸化をもたらす（図８参照）。 In the case of (A3) (conventional example), since the force for strongly adhering the potting resin 16 and the translucent mold resin 17 does not work, a gap is formed over a wide area of the interface, and the air accumulated in the gap is translucent. This causes oxidation of the mold resin 17 (see FIG. 8).

以上のように、ポッティング樹脂とモールド樹脂を実効的に密着させることができるのは、（Ａ１）のケース（実施例１）のみであることがわかった。したがって、ポッティング樹脂の硬度はある値以下に抑える必要がある。ただし、ポッティング樹脂の硬度の値が小さすぎると、続く透光性モールド樹脂の注入成形時に、ポッティング樹脂が流れてしまう可能性がある。 As described above, it was found that only the case (Example 1) of (A1) can effectively make the potting resin and the mold resin in close contact with each other. Therefore, it is necessary to suppress the hardness of the potting resin to a certain value or less. However, if the hardness value of the potting resin is too small, the potting resin may flow during the subsequent injection molding of the translucent mold resin.

そこで、樹脂酸化と樹脂流れの面から、適切なポッティング樹脂の硬度範囲を調べたところ、図９及び図１０に示すように、アスカーＣ硬度で２１以上かつ２８以下、又は、ショアＡ硬度で８以上かつ１５以下であることがわかった。この範囲は、透光性モールド樹脂の注入速度を下げることでポッティング樹脂を流れにくくすることにより、それぞれ、アスカーＣ硬度で１５以上かつ２８以下、ショアＡ硬度で５以上かつ１５以下に広げることができるので、使用する製造ラインの特徴に合わせて適宜選択すればよい。なお、ポッティング樹脂の硬度の上限を決めているのはモールド樹脂とポッティング樹脂の付着力であり、これはポッティング樹脂の硬度でほぼ一律に決まる。 Therefore, when the hardness range of an appropriate potting resin was examined from the aspects of resin oxidation and resin flow, as shown in FIGS. 9 and 10, Asker C hardness was 21 or more and 28 or less, or Shore A hardness was 8 It was found to be 15 or more. This range can be expanded to an Asker C hardness of 15 to 28 and a Shore A hardness of 5 to 15 by making the potting resin difficult to flow by reducing the injection rate of the translucent mold resin. Therefore, it may be selected as appropriate according to the characteristics of the production line to be used. Note that the upper limit of the hardness of the potting resin is determined by the adhesion between the mold resin and the potting resin, and this is almost uniformly determined by the hardness of the potting resin.

次に、製品完成後に長時間かけて徐々に浸入する空気を遮断する手法について説明する。 Next, a method for blocking air that gradually enters over a long time after the product is completed will be described.

遮光性モールド樹脂に使われている黒色エポキシ樹脂も空気を通すが、程度は小さい。フォトカプラの寿命に関係するほどの酸化をもたらす空気の浸入経路としては、リードフレームと遮光性モールド樹脂との間にできる隙間が支配的である。この隙間は、遮光性モールド樹脂の成形過程で温度が高温から室温に冷却されるときに、リードフレームと遮光性モールド樹脂との界面に剥がれが生じることによってできる。したがって、リードフレームと遮光性モールド樹脂との界面の隙間をなくためには、リードフレームと遮光性モールド樹脂との密着性を高めて、剥がれないようにすることが必要になる。一般に、異なる材料が接している界面での剥がれは、内部応力が付着力より大きくなった時に生じる。したがって、リードフレームと遮光性モールド樹脂との密着性を高めるには、下記２通りの手法のいずれか、または両方を行えば良い。 The black epoxy resin used for the light-shielding mold resin also allows air to pass, but the degree is small. A gap formed between the lead frame and the light-shielding mold resin is dominant as an air intrusion path that brings about oxidation that is related to the life of the photocoupler. This gap can be formed by peeling at the interface between the lead frame and the light-shielding mold resin when the temperature is cooled from high temperature to room temperature in the process of molding the light-shielding mold resin. Therefore, in order to eliminate the gap at the interface between the lead frame and the light-shielding mold resin, it is necessary to improve the adhesion between the lead frame and the light-shielding mold resin so as not to peel off. In general, peeling at an interface where different materials are in contact occurs when the internal stress becomes larger than the adhesive force. Therefore, in order to improve the adhesion between the lead frame and the light-shielding mold resin, one or both of the following two methods may be performed.

（Ｂ１）遮光性モールド樹脂を付着力の高いものにする。
（Ｂ２）リードフレームとモールド樹脂の界面近傍に働く内部応力を低く抑える。 (B1) The light-shielding mold resin has a high adhesive force.
(B2) The internal stress acting near the interface between the lead frame and the mold resin is kept low.

（Ｂ１）の手法を単独で採用した場合、リードフレームと遮光性モールド樹脂との界面での剥がれが抑えられたとしても、遮光性モールド樹脂の内部に大きな内部応力が残る。これは、フォトカプラの信頼性の観点からは好ましくない。フォトカプラの温度の上昇下降が繰り返された場合、遮光性モールド樹脂に割れが発生するリスクが高まるからである。 When the method (B1) is employed alone, a large internal stress remains inside the light-shielding mold resin even if peeling at the interface between the lead frame and the light-shielding mold resin is suppressed. This is not preferable from the viewpoint of the reliability of the photocoupler. This is because when the temperature of the photocoupler is repeatedly raised and lowered, the risk of cracking in the light-shielding mold resin increases.

以上の理由から、本発明では（Ｂ２）の手法を採用している。内部応力を抑えるためには、リードフレーム及び遮光性モールド樹脂の線膨張係数を広い温度領域にわたって近い値になるようにしてやればよい。遮光性モールド樹脂の鋳型への注入温度は１８０℃以上であり、この温度で遮光性モールド樹脂が流体から徐々に固体へと変化するので、この温度の近辺では、リードフレームと遮光性モールド樹脂との界面に働く内部応力は小さいが、室温へ冷却する過程で、線膨張係数差に起因した内部応力が働くようになる。この内部応力が付着力を上回るほど大きいと、剥がれが生じる。 For the above reason, the method (B2) is adopted in the present invention. In order to suppress the internal stress, the linear expansion coefficients of the lead frame and the light-shielding mold resin may be made close to each other over a wide temperature range. The temperature at which the light-shielding mold resin is injected into the mold is 180 ° C. or more, and at this temperature, the light-shielding mold resin gradually changes from a fluid to a solid. Although the internal stress acting on the interface is small, the internal stress due to the difference in linear expansion coefficient works in the process of cooling to room temperature. If the internal stress is so great as to exceed the adhesive force, peeling occurs.

図１１及び図１２に二重モールド構造を想定した場合の、遮光性モールド樹脂１８、８と銅製のリードフレーム２との内部応力をシミュレーションした結果を示す。図１１は従来例、図１２は実施例２である。 11 and 12 show the results of simulating the internal stress between the light-shielding mold resins 18 and 8 and the copper lead frame 2 when a double mold structure is assumed. 11 shows a conventional example, and FIG. 12 shows a second embodiment.

ここで、実施例２、従来例では、リードフレーム（図１の２、３に相当）、発光素子（図１の４に相当；ＬＥＤ）、及び、受光素子（図１の５に相当；フォトダイオード）、については共通である。実施例２のポッティング樹脂（図１の６に相当；透明シリコン樹脂）の硬度は、アスカーＣ硬度で２６である。また、従来例のポッティング樹脂（図１の６に相当；透明シリコン樹脂）の硬度は、アスカーＣ硬度で３５である。また、実施例２において、２５℃から１７５℃の間の平均線膨張係数は、透光性モールド樹脂７（透光性白色エポキシ樹脂）が３７ｐｐｍ／℃、遮光性モールド樹脂８（黒色エポキシ樹脂）が１５ｐｐｍ／℃である。また、従来例において、２５℃から１７５℃の間の平均線膨張係数は、透光性モールド樹脂１７（透光性白色エポキシ樹脂）が３７ｐｐｍ／℃、遮光性モールド樹脂１８（黒色エポキシ樹脂）が３７ｐｐｍ／℃である。リードフレーム（図１の２、３に相当）には、銅（線膨張係数：約１８ｐｐｍ／℃）を用いた。 Here, in Example 2 and the conventional example, a lead frame (corresponding to 2 and 3 in FIG. 1), a light emitting element (corresponding to 4 in FIG. 1; LED), and a light receiving element (corresponding to 5 in FIG. 1; photo) The same applies to the diode). The hardness of the potting resin of Example 2 (corresponding to 6 in FIG. 1; transparent silicon resin) is 26 in Asker C hardness. The hardness of the conventional potting resin (corresponding to 6 in FIG. 1; transparent silicon resin) is 35 in Asker C hardness. In Example 2, the average linear expansion coefficient between 25 ° C. and 175 ° C. is 37 ppm / ° C. for the light-transmitting mold resin 7 (translucent white epoxy resin), and the light-shielding mold resin 8 (black epoxy resin). Is 15 ppm / ° C. In the conventional example, the average linear expansion coefficient between 25 ° C. and 175 ° C. is 37 ppm / ° C. for the translucent mold resin 17 (translucent white epoxy resin) and the light-shielding mold resin 18 (black epoxy resin). 37 ppm / ° C. Copper (linear expansion coefficient: about 18 ppm / ° C.) was used for the lead frame (corresponding to 2 and 3 in FIG. 1).

内部応力のシミュレーションは、１８５℃で遮光性モールド樹脂を鋳型注入し、室温まで冷却したという想定で行った。リードフレームとの線膨張係数が大きく異なる従来例（図１１参照）に係る遮光性モールド樹脂１８では、リードフレーム２と遮光性モールド樹脂１８との界面の近傍に大きな内部応力がかかっている。一方、リードフレーム２及び遮光性モールド樹脂８の線膨張係数の差が小さい実施例２（図１２参照）に係る遮光性モールド樹脂８では、内部応力が小さいことがわかる。 The simulation of the internal stress was performed on the assumption that a light-shielding mold resin was injected at 185 ° C. and cooled to room temperature. In the light-shielding mold resin 18 according to the conventional example (see FIG. 11) having a significantly different linear expansion coefficient from the lead frame, a large internal stress is applied in the vicinity of the interface between the lead frame 2 and the light-shielding mold resin 18. On the other hand, it can be seen that the internal stress is small in the light-shielding mold resin 8 according to Example 2 (see FIG. 12) in which the difference between the linear expansion coefficients of the lead frame 2 and the light-shielding mold resin 8 is small.

実際にリードフレームと遮光性モールド樹脂との界面に剥がれが生じるか否かを確認するために、実施例２及び従来例のフォトカプラパッケージを製作し、赤インク浸入実験を行った結果を図１３及び図１４に示す。 In order to confirm whether or not peeling occurs at the interface between the lead frame and the light-shielding mold resin, the photocoupler package of Example 2 and the conventional example was manufactured, and the result of the red ink penetration experiment was shown in FIG. And shown in FIG.

ここで、赤インク浸入実験とは、１気圧より高いある圧力で、一定の時間、赤い染料を含んだ水溶液（赤インク）にフォトカプラのパッケージを浸漬し、その後、パッケージを分解（遮光性モールド樹脂の割り出し）して、赤インクがどこまで浸入しているかを確認する実験である。これにより、パッケージの密閉性を調べることできる。通常は、パッケージの密着性が最も弱い部分から赤インクが浸入する。 Here, the red ink intrusion experiment is performed by immersing the photocoupler package in an aqueous solution (red ink) containing a red dye at a pressure higher than 1 atm for a certain period of time, and then disassembling the package (light-shielding mold). This is an experiment to check how far the red ink has infiltrated. Thereby, the sealing property of a package can be investigated. Usually, the red ink enters from the portion where the adhesiveness of the package is the weakest.

この結果、従来例ではリードフレーム２と遮光性モールド樹脂１８との界面から赤インクの浸入（赤インク浸入部１７ｂ）が見られたのに対して（図１４参照）、実施例２では、赤インクの浸入は見られなかった（図１３参照）。 As a result, in the conventional example, red ink intrusion (red ink intrusion portion 17b) was seen from the interface between the lead frame 2 and the light-shielding mold resin 18 (see FIG. 14). No ink penetration was observed (see FIG. 13).

上記のことから、従来例（遮光性モールド樹脂１８の付着力が高いもの）では、内部応力が強く働いた結果、剥がれが生じたものと考えられる。一方、実施例２では、遮光性モールド樹脂８とリードフレーム２との２５℃から１７０℃の間の平均線膨張係数の差を１０ｐｐｍ／℃以下とすることによって、遮光性モールド樹脂８とリードフレーム２との間に働く内部応力を大きく低減でき、かつ、遮光性モールド樹脂８とリードフレーム２との界面の剥がれを抑制できることがわかった。 From the above, it is considered that peeling occurred as a result of strong internal stress in the conventional example (those with high adhesion of the light-shielding mold resin 18). On the other hand, in Example 2, the difference in average linear expansion coefficient between 25 ° C. and 170 ° C. between the light-shielding mold resin 8 and the lead frame 2 is set to 10 ppm / ° C. or less, so that the light-shielding mold resin 8 and the lead frame are reduced. It was found that the internal stress acting between the light shielding mold resin 8 and the lead frame 2 can be prevented from peeling off.

ここで、二重モールド構造の場合、モールド樹脂には、外側の遮光性モールド樹脂と、内側の透光性モールド樹脂とがあるが、外部空気の浸入を抑えるためには、遮光性モールド樹脂及び透光性モールド樹脂のどちらか一方または両方のモールド樹脂がリードフレームから剥がれなければ良い。したがって、二重モールド構造の場合には、外部の空気の浸入を抑えるために必要な条件は、遮光性モールド樹脂及び透光性モールド樹脂のどちらか一方または両方のリードフレームとの２５℃から１７０℃の間の平均線膨張係数の差が１０ｐｐｍ／℃以下であること、となる。７ｐｐｍ／℃以下であれば１００％剥がれがない。なお、線膨張係数差の上限及び下限を決めているのは、モールド樹脂とリードフレームとの間に剥がれが生じるか否かであり、これはモールド樹脂の内部応力でほぼ一律に決まる。 Here, in the case of a double mold structure, the mold resin includes an outer light-shielding mold resin and an inner light-transmitting mold resin. In order to suppress intrusion of external air, the light-shielding mold resin and It is sufficient that one or both of the translucent mold resins is not peeled off from the lead frame. Therefore, in the case of the double mold structure, the condition necessary for suppressing the ingress of external air is from 25 ° C. to 170 ° C. with either one or both of the light shielding mold resin and the light transmitting mold resin. The difference in average linear expansion coefficient between ° C is 10 ppm / ° C or less. If it is 7 ppm / ° C. or less, there is no 100% peeling. The upper and lower limits of the linear expansion coefficient difference are determined by whether or not peeling occurs between the mold resin and the lead frame, and this is determined almost uniformly by the internal stress of the mold resin.

次に、空気の浸入に対して、それぞれ下記のように対処した４種類のサンプルについての信頼性試験結果について説明する。 Next, a description will be given of the reliability test results for four types of samples that deal with air intrusion as follows.

（Ｃ１）何も対策を施さないもの（従来例）。
（Ｃ２）ポッティング樹脂と透光性モールド樹脂の密着性を高めたもの（実施例３）。
（Ｃ３）リードフレームと遮光性モールド樹脂の密着性を高めたもの（実施例４）。
（Ｃ４）ポッティング樹脂と透光性モールド樹脂の密着性、及び、リードフレームと遮光性モールド樹脂の密着性を高めたもの（実施例５）。 (C1) No measures are taken (conventional example).
(C2) What improved the adhesiveness of potting resin and translucent mold resin (Example 3).
(C3) An improved adhesion between the lead frame and the light-shielding mold resin (Example 4).
(C4) Improved adhesion between potting resin and translucent mold resin, and adhesion between lead frame and light-shielding mold resin (Example 5).

ここで、（Ｃ２）及び（Ｃ４）のポッティング樹脂と透光性モールド樹脂の密着性を高める手法としては、低硬度のポッティング樹脂を用いる手法を採用した。また、（Ｃ３）及び（Ｃ４）のリードフレームと外部モールド樹脂の密着性を高める手法としては、リードフレームの線膨張係数に近い線膨張係数を有する外部モールド樹脂を採用する手法を採用した。 Here, as a technique for improving the adhesion between the potting resins (C2) and (C4) and the translucent mold resin, a technique using a potting resin with low hardness was adopted. Further, as a method for improving the adhesion between the lead frame (C3) and (C4) and the external mold resin, a method using an external mold resin having a linear expansion coefficient close to that of the lead frame was adopted.

なお、従来例、実施例３〜５では、リードフレーム（図１の２、３に相当；銅）、発光素子（図１の４に相当；ＬＥＤ）、及び、受光素子（図１の５に相当；フォトダイオード）、については共通である。実施例３、５のポッティング樹脂（図１の６に相当；透明シリコン樹脂）の硬度は、アスカーＣ硬度で２６である。また、従来例及び実施例４のポッティング樹脂（図１の６に相当；透明シリコン樹脂）の硬度は、アスカーＣ硬度で３５である。また、実施例４、５において、２５℃から１７５℃の間の平均線膨張係数は、透光性モールド樹脂（図１の７に相当；透光性白色エポキシ樹脂）が３７ｐｐｍ／℃、遮光性モールド樹脂（図１の８に相当；黒色エポキシ樹脂）が１５ｐｐｍ／℃である。また、従来例及び実施例３において、２５℃から１７５℃の間の平均線膨張係数は、透光性モールド樹脂（図１の７に相当；透光性白色エポキシ樹脂）が３７ｐｐｍ／℃、遮光性モールド樹脂（図１の８に相当；黒色エポキシ樹脂）が３７ｐｐｍ／℃である。 In the conventional example and Examples 3 to 5, a lead frame (corresponding to 2 and 3 in FIG. 1; copper), a light emitting element (corresponding to 4 in FIG. 1; LED), and a light receiving element (refer to 5 in FIG. 1). Equivalent; Photodiode) is common. The potting resin of Examples 3 and 5 (corresponding to 6 in FIG. 1; transparent silicon resin) has an Asker C hardness of 26. Further, the hardness of the potting resin of the conventional example and Example 4 (corresponding to 6 in FIG. 1; transparent silicon resin) is 35 in Asker C hardness. In Examples 4 and 5, the average linear expansion coefficient between 25 ° C. and 175 ° C. was 37 ppm / ° C. for the light-transmitting mold resin (corresponding to 7 in FIG. 1; light-transmitting white epoxy resin). Mold resin (corresponding to 8 in FIG. 1; black epoxy resin) is 15 ppm / ° C. Further, in the conventional example and Example 3, the average linear expansion coefficient between 25 ° C. and 175 ° C. is 37 ppm / ° C. for the light-transmitting mold resin (corresponding to 7 in FIG. 1; light-transmitting white epoxy resin). The mold resin (corresponding to 8 in FIG. 1; black epoxy resin) is 37 ppm / ° C.

これらのサンプルを、雰囲気温度１５０℃、ＬＥＤへの通電量２５ｍＡで行った信頼性試験の結果を図１５〜図１８に示す。図１５は従来例、図１６は実施例３、図１７は実施例４、図１８は実施例５のグラフである。グラフの横軸は試験時間で、縦軸はフォトカプラのＩＦＨＬの変化率（ΔＩＦＨＬ）を表している。サンプルごとにＩＦＨＬが５０％上昇する時間をそのサンプルの寿命とし、それぞれの試験ごとの全サンプルの寿命の平均値をその構造での推定寿命とした。推定寿命は、（Ｃ１）の従来例は約３０００ｈ（図１５参照）、（Ｃ２）の実施例３は約５０００ｈ（図１６参照）、（Ｃ３）の実施例４は約６０００ｈ（図１７参照）、（Ｃ４）の実施例５は１００００ｈ以上（図１８参照；事実上推定不能）と算出される。このことから、（Ｃ２）、（Ｃ３）の手法を単独で採用することによる効果が確認され、さらに、それらを組み合わせることで、それぞれ単独の場合よりも大幅に、フォトカプラの信頼性が改善されることが判明した。 The results of a reliability test in which these samples were performed at an ambient temperature of 150 ° C. and an LED energization amount of 25 mA are shown in FIGS. 15 is a graph of a conventional example, FIG. 16 is a graph of Example 3, FIG. 17 is a graph of Example 4, and FIG. The horizontal axis of the graph represents the test time, and the vertical axis represents the IFHL change rate (ΔIFHL) of the photocoupler. The time for which the IFHL rises by 50% for each sample was defined as the lifetime of the sample, and the average value of the lifetime of all samples for each test was defined as the estimated lifetime for the structure. The estimated lifetime is about 3000 h (see FIG. 15) in the conventional example of (C1), about 5000 h (see FIG. 16) in Example 3 of (C2), and about 6000 h (see FIG. 17) in Example 4 of (C3). , (C4) of Example 5 is calculated to be 10,000 h or longer (see FIG. 18; practically impossible to estimate). This confirms the effect of adopting the methods (C2) and (C3) alone, and combining them further significantly improves the reliability of the photocoupler compared to the case where each method is used alone. Turned out to be.

（付記）
本発明の一視点においては、フォトカプラにおいて、入力側リードフレームと、前記入力側リードフレームに対して対向して間隔をおいて配された出力側リードフレームと、前記入力側リードフレームにおける前記出力側リードフレーム側の面にマウントされた発光素子と、前記出力側リードフレームにおける前記入力側リードフレーム側の面にて前記発光素子に光学的に対向する位置に配置された受光素子と、前記発光素子を覆うポッティング樹脂と、前記発光素子を含む前記ポッティング樹脂、前記受光素子、前記入力側リードフレームの一部、及び、前記出力側リードフレームの一部を一体的に封止する透光性モールド樹脂と、前記透光性モールド樹脂、前記入力側リードフレームの他の一部、及び、前記出力側リードフレームの他の一部を覆う遮光性モールド樹脂と、を備え、前記ポッティング樹脂は、アスカーＣ硬度１５以上２８以下、又は、ショアＡ硬度５以上１５以下であることを特徴とする。 (Appendix)
In one aspect of the present invention, in a photocoupler, an input-side lead frame, an output-side lead frame disposed opposite to the input-side lead frame and spaced apart from each other, and the output in the input-side lead frame A light emitting element mounted on a surface on the side lead frame side, a light receiving element disposed on a surface on the input side lead frame side in the output side lead frame at a position optically opposed to the light emitting element, and the light emission A potting resin covering the element, the potting resin including the light emitting element, the light receiving element, a part of the input side lead frame, and a part of the output side lead frame are integrally sealed. Resin, the translucent mold resin, the other part of the input side lead frame, and the other part of the output side lead frame And a light-shielding molded resin covering the parts, the potting resin, Asker C hardness of 15 or more 28 or less, or, and characterized in that the Shore A hardness of 5 to 15.

本発明の前記フォトカプラにおいて、前記ポッティング樹脂は、アスカーＣ硬度２１以上２８以下、又は、ショアＡ硬度８以上１５以下であることが好ましい。 In the photocoupler of the present invention, the potting resin preferably has an Asker C hardness of 21 to 28, or a Shore A hardness of 8 to 15.

本発明の前記フォトカプラにおいて、前記透光性モールド樹脂及び前記遮光性モールド樹脂のうち少なくとも１種の２５℃から１７０℃の間の平均線膨張係数と、前記入力側リードフレーム及び前記出力側リードフレームの線膨張係数との差が１０ｐｐｍ／℃以下であることが好ましい。 In the photocoupler of the present invention, an average linear expansion coefficient between 25 ° C. and 170 ° C. of at least one of the light transmitting mold resin and the light shielding mold resin, the input side lead frame, and the output side lead The difference from the linear expansion coefficient of the frame is preferably 10 ppm / ° C. or less.

本発明の前記フォトカプラにおいて、前記透光性モールド樹脂及び前記遮光性モールド樹脂のうち少なくとも１種の２５℃から１７０℃の間の平均線膨張係数と、前記入力側リードフレーム及び前記出力側リードフレームの線膨張係数との差が７ｐｐｍ／℃以下であることが好ましい。 In the photocoupler of the present invention, an average linear expansion coefficient between 25 ° C. and 170 ° C. of at least one of the light transmitting mold resin and the light shielding mold resin, the input side lead frame, and the output side lead The difference from the coefficient of linear expansion of the frame is preferably 7 ppm / ° C. or less.

本発明の前記フォトカプラにおいて、前記遮光性モールド樹脂の２５℃から１７０℃の間の平均線膨張係数は、前記透光性モールド樹脂の２５℃から１７０℃の間の平均線膨張係数より小さいことが好ましい。 In the photocoupler of the present invention, an average linear expansion coefficient between 25 ° C. and 170 ° C. of the light-shielding mold resin is smaller than an average linear expansion coefficient between 25 ° C. and 170 ° C. of the translucent mold resin. Is preferred.

本発明の前記フォトカプラにおいて、前記ポッティング樹脂の量が１．７×１０^−４ｃｍ^３以上かつ３．５×１０^−４ｃｍ^３以下であることが好ましい。 In the photocoupler of the present invention, the amount of the potting resin is preferably 1.7 × 10 ⁻⁴ cm ³ or more and 3.5 × 10 ⁻⁴ cm ³ or less.

なお、本出願において図面参照符号を付している場合は、それらは、専ら理解を助けるためのものであり、図示の態様に限定することを意図するものではない。 Note that, in the present application, where reference numerals are attached to the drawings, these are only for the purpose of helping understanding, and are not intended to be limited to the illustrated embodiments.

また、本発明の全開示（請求の範囲及び図面を含む）の枠内において、さらにその基本的技術思想に基づいて、実施形態ないし実施例の変更・調整が可能である。また、本発明の請求の範囲の枠内において種々の開示要素（各請求項の各要素、各実施形態ないし実施例の各要素、各図面の各要素等を含む）の多様な組み合わせないし選択が可能である。すなわち、本発明は、請求の範囲及び図面を含む全開示、技術的思想にしたがって当業者であればなし得るであろう各種変形、修正を含むことは勿論である。 Further, within the scope of the entire disclosure (including claims and drawings) of the present invention, the embodiments and examples can be changed and adjusted based on the basic technical concept. Various combinations or selections of various disclosed elements (including each element of each claim, each element of each embodiment or example, each element of each drawing, etc.) are included within the scope of the claims of the present invention. Is possible. That is, the present invention naturally includes various variations and modifications that could be made by those skilled in the art according to the entire disclosure including the claims and the drawings, and the technical idea.

１フォトカプラ
２入力側リードフレーム（リードフレーム）
２ａマウント部
２ｂリード部
３出力側リードフレーム（リードフレーム）
３ａマウント部
３ｂリード部
４発光素子
５受光素子
６、１６、２６ポッティング樹脂
７、１７、２７透光性モールド樹脂（内部モールド樹脂）
８、１８遮光性モールド樹脂（外部モールド樹脂）
９、１０ボンディングワイヤ
１１光
１７ａ、２７ａ変色部
１７ｂ赤インク浸入部 1 Photocoupler 2 Input side lead frame (lead frame)
2a Mount part 2b Lead part 3 Output side lead frame (lead frame)
3a Mount part 3b Lead part 4 Light emitting element 5 Light receiving element 6, 16, 26 Potting resin 7, 17, 27 Translucent mold resin (internal mold resin)
8, 18 Light-shielding mold resin (external mold resin)
9, 10 Bonding wire 11 Light 17a, 27a Discoloration part 17b Red ink intrusion part

Claims

An input side lead frame;
An output-side lead frame disposed at a distance from and facing the input-side lead frame;
A light emitting element mounted on a surface on the output side lead frame side of the input side lead frame;
A light receiving element mounted at a position optically opposed to the light emitting element on a surface of the output side lead frame on the input side lead frame side;
Potting resin covering the light emitting element;
A translucent molding resin that integrally seals the potting resin including the light emitting element, the light receiving element, a part of the input side lead frame, and a part of the output side lead frame;
A light-shielding mold resin that covers the translucent mold resin, another part of the input-side lead frame, and another part of the output-side lead frame;
With
The potting resin is a photocoupler having an Asker C hardness of 15 to 28, or a Shore A hardness of 5 to 15.

A difference between an average linear expansion coefficient between 25 ° C. and 170 ° C. of at least one of the translucent mold resin and the light-shielding mold resin and a linear expansion coefficient of the input-side lead frame and the output-side lead frame. The photocoupler according to claim 1, wherein is 10 ppm / ° C. or less.

3. The photocoupler according to claim 1, wherein an average linear expansion coefficient between 25 ° C. and 170 ° C. of the light-shielding mold resin is smaller than an average linear expansion coefficient between 25 ° C. and 170 ° C. of the translucent mold resin. .

4. The photocoupler according to claim 1, wherein the amount of the potting resin is 1.7 × 10 ⁻⁴ cm ³ or more and 3.5 × 10 ⁻⁴ cm ³ or less.