JP2561329B2 - 光結合型半導体装置 - Google Patents
光結合型半導体装置Info
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- resin
- epoxy resin
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、光結合型半導体装置に関する。
従来の光結合型半導体装置は、第２図に示すように、
受光素子１を、リードフレーム２にAgペースト（図示せ
ず）で取り付けた後、Auワイヤ等（図示せず）にてリー
ド端子（図示省略）に電気的接続し、受光デバイスを形
成する。
受光素子１を、リードフレーム２にAgペースト（図示せ
ず）で取り付けた後、Auワイヤ等（図示せず）にてリー
ド端子（図示省略）に電気的接続し、受光デバイスを形
成する。
次に発光素子４をAgペースト（図示せず）を用いてリ
ードフレーム５に取り付けた後、Auワイヤ等（図示せ
ず）にて、電気的接続して、発光デバイスを得る。しか
る後、リードフレーム５の発光素子４上及び近傍部を、
光透過性の液状のシリコーンゲルコンパウンドにて、コ
ーティングし、さらに熱処理を加えてシリコーンゲルコ
ンパウンドを硬化させ、ゲル状の光透過性シリコーン樹
脂６として、発光デバイスを形成する。こうして得られ
た、発光デバイスの発光面と、前述の受光デバイスの受
光面とを光学的に対向させ、トランスファー成形可能な
硬質の光透過性エポキシ樹脂３にて、トランスファー成
形し、さらにこの周囲を光不透過性のエポキシ樹脂７で
トランスファー成形封止した構成となっている。光透過
性エポキシ樹脂３と、光不透過性エポキシ樹脂７は、一
般に組成が同じで、カーボン粉末の微量添加により光不
透過性としていた。
ードフレーム５に取り付けた後、Auワイヤ等（図示せ
ず）にて、電気的接続して、発光デバイスを得る。しか
る後、リードフレーム５の発光素子４上及び近傍部を、
光透過性の液状のシリコーンゲルコンパウンドにて、コ
ーティングし、さらに熱処理を加えてシリコーンゲルコ
ンパウンドを硬化させ、ゲル状の光透過性シリコーン樹
脂６として、発光デバイスを形成する。こうして得られ
た、発光デバイスの発光面と、前述の受光デバイスの受
光面とを光学的に対向させ、トランスファー成形可能な
硬質の光透過性エポキシ樹脂３にて、トランスファー成
形し、さらにこの周囲を光不透過性のエポキシ樹脂７で
トランスファー成形封止した構成となっている。光透過
性エポキシ樹脂３と、光不透過性エポキシ樹脂７は、一
般に組成が同じで、カーボン粉末の微量添加により光不
透過性としていた。
上述した、従来の構造の光結合型半導体装置では、光
透過性エポキシ樹脂３と、光不透過エポキシ樹脂７は、
カーボン粉末量を除いて、組成が同じであるため、熱膨
張率が同じ（線膨張率α＝２〜３×10-5:温度により変
化する）であった。そのため、光結合型半導体装置が使
用される環境下、特に、光結合型半導体装置が、組込ま
れる回路基板への半田実装工程における急熱・急冷によ
り、光透過性エポキシ樹脂３と光不透過性エポキシ樹脂
７との間に過渡的な温度差を生じ熱膨張差による応力に
よって、樹脂界面C,D,Eに隙間が生じたり、光不透過性
エポキシ樹脂７にクラックが発生するため、使用中に水
分や汚染物質が浸入し、受光デバイスと発光デバイス間
の絶縁耐圧が低下したり、各デバイスの絶縁性が低下
し、リーク電流が生じるという問題があった。
透過性エポキシ樹脂３と、光不透過エポキシ樹脂７は、
カーボン粉末量を除いて、組成が同じであるため、熱膨
張率が同じ（線膨張率α＝２〜３×10-5:温度により変
化する）であった。そのため、光結合型半導体装置が使
用される環境下、特に、光結合型半導体装置が、組込ま
れる回路基板への半田実装工程における急熱・急冷によ
り、光透過性エポキシ樹脂３と光不透過性エポキシ樹脂
７との間に過渡的な温度差を生じ熱膨張差による応力に
よって、樹脂界面C,D,Eに隙間が生じたり、光不透過性
エポキシ樹脂７にクラックが発生するため、使用中に水
分や汚染物質が浸入し、受光デバイスと発光デバイス間
の絶縁耐圧が低下したり、各デバイスの絶縁性が低下
し、リーク電流が生じるという問題があった。
なお、光透過性樹脂６として、シリコーン樹脂を用い
る理由としては、硬い光透過性エポキシ樹脂３で、モー
ルドされた場合、エポキシ樹脂の熱収縮応力により、発
光素子（例えば、GaAs化合物）４に機械的損傷（格子欠
陥）が入り、発光素子の輝度が劣化するという不具合を
防止する目的で使用されている。
る理由としては、硬い光透過性エポキシ樹脂３で、モー
ルドされた場合、エポキシ樹脂の熱収縮応力により、発
光素子（例えば、GaAs化合物）４に機械的損傷（格子欠
陥）が入り、発光素子の輝度が劣化するという不具合を
防止する目的で使用されている。
本発明は上述の問題点を解決し、信頼性の高い光結合
型半導体装置を得ることを目的としている。
型半導体装置を得ることを目的としている。
本発明の光結合型半導体装置は、リードフレームに発
光素子を固定してなる発光デバイスの発光面と、リード
フレームに受光素子を固定してなる受光デバイスの受光
面とを、光学的に対向させた後、光透過性の樹脂で、前
記発光デバイスと受光デバイスを一体的に封止し、さら
にこの周囲を、前記光透過性樹脂より膨張率の小さな、
光不透過性樹脂で封止した構造を有している。
光素子を固定してなる発光デバイスの発光面と、リード
フレームに受光素子を固定してなる受光デバイスの受光
面とを、光学的に対向させた後、光透過性の樹脂で、前
記発光デバイスと受光デバイスを一体的に封止し、さら
にこの周囲を、前記光透過性樹脂より膨張率の小さな、
光不透過性樹脂で封止した構造を有している。
光透過性樹脂と、光不透過性樹脂との膨張率の差を設
ける手段としては、添加されているフィラー（結晶シリ
カ，溶融シリカアルミナ粉末等）の量を変えることで得
られる。すなわち、フィラー量を増せば、膨張率は、小
さくなる。またその他では、フィラーの種類を変えても
得ることができる。
ける手段としては、添加されているフィラー（結晶シリ
カ，溶融シリカアルミナ粉末等）の量を変えることで得
られる。すなわち、フィラー量を増せば、膨張率は、小
さくなる。またその他では、フィラーの種類を変えても
得ることができる。
〔実施例１〕 次に、本発明について、図面を参照しながら実施例に
基づいて説明する。本実施例はエポキシ樹脂の組成以外
は第２図に示す従来例と同じ構造になっている。すなわ
ち、第２図に示すように、受光素子1,リードフレーム2,
5,発光素子4,光透過性シリコーン樹脂6,光不透過性エポ
キシ樹脂７は、従来と同一材料，同一構成とし、光透過
性エポキシ樹脂は従来の光透過性エポキシ樹脂３の替わ
りに、結晶シリカあるいは、溶融シリカからなるフィラ
ーの添加量を少なくし、光不透過性エポキシ樹脂７に比
べて熱膨張率を大きくした、光透過性エポキシ樹脂を使
用している。
基づいて説明する。本実施例はエポキシ樹脂の組成以外
は第２図に示す従来例と同じ構造になっている。すなわ
ち、第２図に示すように、受光素子1,リードフレーム2,
5,発光素子4,光透過性シリコーン樹脂6,光不透過性エポ
キシ樹脂７は、従来と同一材料，同一構成とし、光透過
性エポキシ樹脂は従来の光透過性エポキシ樹脂３の替わ
りに、結晶シリカあるいは、溶融シリカからなるフィラ
ーの添加量を少なくし、光不透過性エポキシ樹脂７に比
べて熱膨張率を大きくした、光透過性エポキシ樹脂を使
用している。
上記実施例と逆に、光透過性エポキシ樹脂３は従来と
同じとし、光不透過性エポキシ樹脂７中のフィラーの添
加量を増して、光透過性エポキシ樹脂３に比べて、熱膨
張率を小さくした光不透過性エポキシ樹脂を使用しても
良い。
同じとし、光不透過性エポキシ樹脂７中のフィラーの添
加量を増して、光透過性エポキシ樹脂３に比べて、熱膨
張率を小さくした光不透過性エポキシ樹脂を使用しても
良い。
〔実施例２〕 第１図は、本発明の実施例２の縦断面図である。第２
図に示す例と同様、受光素子1,リードフレーム2,5、発
光素子４、光透過性エポキシ樹脂9,光不透過性エポキシ
樹脂を有している。光不透過性エポキシ樹脂８に比べ、
熱膨張率の大きい光透過性エポキシ樹脂９の表面Ａ部
に、細かい凹凸を設けて梨子地状にしている。このた
め、この実施例では、光透過性エポキシ樹脂９と光不透
過性エポキシ樹脂８との界面の接合面積が増加して接着
強度が増し、急熱，急冷による熱応力による樹脂間の隙
間の発生，樹脂クラックの発生を低減する効果を有す
る。
図に示す例と同様、受光素子1,リードフレーム2,5、発
光素子４、光透過性エポキシ樹脂9,光不透過性エポキシ
樹脂を有している。光不透過性エポキシ樹脂８に比べ、
熱膨張率の大きい光透過性エポキシ樹脂９の表面Ａ部
に、細かい凹凸を設けて梨子地状にしている。このた
め、この実施例では、光透過性エポキシ樹脂９と光不透
過性エポキシ樹脂８との界面の接合面積が増加して接着
強度が増し、急熱，急冷による熱応力による樹脂間の隙
間の発生，樹脂クラックの発生を低減する効果を有す
る。
尚、各樹脂の組成は実施例１と同じにしてある。
以上、説明したように、本発明は、内側の光透過性エ
ポキシ樹脂の熱膨張率を、外側の光不透過性エポキシ樹
脂の熱膨張率に比べ、大きくすることにより、例えば、
半田実装時の急熱・急冷なとの環境下で、内側樹脂と外
側樹脂と過渡的温度差による熱膨張差を少なくすること
ができる。
ポキシ樹脂の熱膨張率を、外側の光不透過性エポキシ樹
脂の熱膨張率に比べ、大きくすることにより、例えば、
半田実装時の急熱・急冷なとの環境下で、内側樹脂と外
側樹脂と過渡的温度差による熱膨張差を少なくすること
ができる。
すなわち、内側樹脂と外側樹脂との間の隙間の発生と
か、外側樹脂のクラックの発生を防止することができ
る。
か、外側樹脂のクラックの発生を防止することができ
る。
表は、内側樹脂と、外側樹脂の常温〜260℃間におけ
る平均線膨張率を変え、また、内側樹脂（光透過性エポ
キシ樹脂）の表面を梨子地（Ra２〜５μｍ）とした時
の加熱・耐湿性試験の加速テスト（条件:260℃共晶半田
ディップ10sec＋120℃,2.3気圧蒸気中保管）を行ない受
光素子のリーク電流（ICED）の一定基準を不良として、
カウントした結果である。
る平均線膨張率を変え、また、内側樹脂（光透過性エポ
キシ樹脂）の表面を梨子地（Ra２〜５μｍ）とした時
の加熱・耐湿性試験の加速テスト（条件:260℃共晶半田
ディップ10sec＋120℃,2.3気圧蒸気中保管）を行ない受
光素子のリーク電流（ICED）の一定基準を不良として、
カウントした結果である。
表で、明らかなように、内側樹脂の線膨張率を、外側
の線膨張率に比し、大きくすることで、ICED不良が大幅
に改善される。また、内側樹脂の表面粗さを大きくする
ことで、さらに、改善される。
の線膨張率に比し、大きくすることで、ICED不良が大幅
に改善される。また、内側樹脂の表面粗さを大きくする
ことで、さらに、改善される。
なお、表中の不良原因は、全て、樹脂クラック又は、
内側樹脂と、外側樹脂の界面における隙間への、水の進
入によることが、判明している。
内側樹脂と、外側樹脂の界面における隙間への、水の進
入によることが、判明している。
第１図，第２図は、本発明に係る光結合型半導体装置の
縦断面図である。 １……受光素子、2,5……リードフレーム、４……発光
素子、６……光透過性シリコーン樹脂、3,9……光透過
性エポキシ樹脂、7,8……光不透過性エポキシ樹脂。
縦断面図である。 １……受光素子、2,5……リードフレーム、４……発光
素子、６……光透過性シリコーン樹脂、3,9……光透過
性エポキシ樹脂、7,8……光不透過性エポキシ樹脂。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 // Ｂ２９Ｋ 63:00
Claims (1)
- 【請求項１】リードフレームに固定された発光素子の発
光面とリードフレームに固定された受光素子の受光面と
が光学的に対向し、光透過性樹脂で前記発光素子と前記
受光素子とを一体的に封止し、さらに前記光透過性樹脂
の周囲が光不透過性樹脂で封止されている光結合型半導
体装置において、前記光透過性樹脂を前記光不透過性樹
脂に比べて熱膨張率の大きい材料で構成し、かつ前記光
透過性樹脂の表面を梨子地状にしたことを特徴とする光
結合型半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25868188A JP2561329B2 (ja) | 1988-10-13 | 1988-10-13 | 光結合型半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25868188A JP2561329B2 (ja) | 1988-10-13 | 1988-10-13 | 光結合型半導体装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02105471A JPH02105471A (ja) | 1990-04-18 |
| JP2561329B2 true JP2561329B2 (ja) | 1996-12-04 |
Family
ID=17323623
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25868188A Expired - Fee Related JP2561329B2 (ja) | 1988-10-13 | 1988-10-13 | 光結合型半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2561329B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0482869U (ja) * | 1990-11-28 | 1992-07-20 | ||
| JPH0485754U (ja) * | 1990-11-29 | 1992-07-24 | ||
| JP7231033B2 (ja) * | 2019-07-10 | 2023-03-01 | 株式会社村田製作所 | 光学センサ、及び、それを備えた近接センサ |
| WO2022259289A1 (ja) * | 2021-06-07 | 2022-12-15 | 三菱電機株式会社 | パワー半導体装置及びその製造方法 |
| WO2023095745A1 (ja) * | 2021-11-25 | 2023-06-01 | ローム株式会社 | 半導体装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5915391B2 (ja) * | 1979-05-25 | 1984-04-09 | シャープ株式会社 | 光結合素子 |
-
1988
- 1988-10-13 JP JP25868188A patent/JP2561329B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02105471A (ja) | 1990-04-18 |
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