JP3745174B2 - Optical coupling element and method for manufacturing the same - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光結合素子およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の光結合素子の構造の一例を、図８および図９に示す。図８は対向型、図９は反射型である。
【０００３】
すなわち、図８に示す対向型の光結合素子は、同一水平面において左右方向に延設された左右のリードフレーム８１、８２の上下に対向する対向先端部８１ａ、８２ａに、発光素子８３と受光素子８４とが対向して配置されている。そして、この対向先端部８１ａ、８２ａ間に、光路を確保するための透光性のシリコン樹脂８５が充填されており、このシリコン樹脂８５および左右のリードフレーム８１、８２を含む全体が、遮光性のエポキシ樹脂８６にて被覆された構造となっている。
【０００４】
また、図９に示す反射型の光結合素子は、先端を突き合わすようにして、同一水平面において左右方向に延設された左右のリードフレーム９１、９２の各先端部９１ａ、９２ａに、発光素子９３と受光素子９４とが上方に向けて配置され、この発光素子９３と受光素子９４とを含むリードフレーム９１、９２の先端部全体が、反射光路を確保するための表面処理された透光性のシリコン樹脂９５によって被覆されている。そして、このシリコン樹脂９５の全体が、遮光性のエポキシ樹脂９６にて被覆された構造となっている。
【０００５】
従来の光結合素子は、図８および図９に示すように、リードフレーム８１、８２、９1 、９２の下部にも遮光性のエポキシ樹脂８６、９６があるため、全体の厚みを２ｍｍ以下にするためには、図８に示す対向型では、発光素子８３と受光素子８４との距離を短くする必要がある。また、図９に示す反射型では、透光性のシリコン樹脂９５の高さを低くするか、若しくは遮光性のエポキシ樹脂９６を薄くする必要がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、対向型において、発光素子８３と受光素子８４との距離を短くすると、絶縁耐圧が低くなるといった問題を生じる。また、反射型において、透光性のシリコン樹脂９５の高さを低くすると、ＣＴＲ（電流伝達比）が低くなり、遮光性のエポキシ樹脂を薄くすると、外乱光を通し誤作動するといった問題を生じる。また、対向型および反射型のいずれにおいても、リードフレーム８１、８２、９1 、９２が、光結合素子本体（すなわち、エポキシ樹脂８６、９６）の側面から左右に延設する形で設けられているので、このリードフレーム８１、８２、９1 、９２を下方に屈曲して図示しない回路基板に実際するときの実装面積が大きくなるといった問題もある。
【０００７】
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、光結合素子をＰＣカードに搭載可能な２ｍｍ以下の厚みにできる構造にするとともに、回路基板への実装面積の縮小化を図った光結合素子およびその製造方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明の光結合素子は、基準平面上に配置された発光素子及び受光素子と、これら発光素子及び受光素子の周囲に配置されかつ前記基準平面に上面が一致するように配置された電極となる端子部とが、電気的に接続された状態で、前記発光素子及び受光素子の底面及び前記端子部の側面を除いて、透光性の低応力樹脂にて被覆されることにより一体的に保持され、前記発光素子及び受光素子の底面を含む前記低応力樹脂の下面側かつ前記端子部の側面間に第１の遮光性樹脂が配置され、さらに、前記低応力樹脂の全体が第２の遮光性樹脂にて被覆されていることを特徴とする。また、前記第１の遮光性樹脂および前記端子部の上面および下面がほぼ面一に形成されている。
【０００９】
すなわち、従来は端子部の下側まであった遮光性樹脂が、本発明では端子部の下側にはなく、面一の構造となっている。従って、その分、全体の厚みを薄くすることができる。また、端子部の下側に遮光性樹脂がないので、端子部の下面を回路基板に直接接触させて実装することができる。つまり、端子部を左右に延設する必要がないので、その分実装面積を小さくすることができる。
【００１０】
また、本発明の光結合素子の製造方法は、平板フレームの上面に発光素子および受光素子を搭載する搭載工程と、搭載した発光素子および受光素子と、前記平板フレームの端子部を厚くした部分とをそれぞれ導線にて接続する接続工程と、発光素子、受光素子および導線を含み、かつ前記平板フレームの厚くした端子部となる部分まで含むように透光性の低応力樹脂にて一体的に保持した状態で被覆する第１の被覆工程と、前記厚くした端子部となる部分を除いて前記平板フレームの薄い部分を全て除去する除去工程と、少なくとも前記厚くした端子部となる部分の下面を除いて、前記発光素子および受光素子の底面と前記低応力樹脂部とを遮光性樹脂にて被覆する第２の被覆工程と、を備えたことを特徴とする。このような製造方法によって、ＰＣカードに搭載可能な２ｍｍ以下の厚みの光結合素子を製造することができる。また、回路基板への実装面積の少ない光結合素子を製造することができる。
【００１１】
また、本発明の光結合素子の製造方法では、端子部となる部分が厚く、その他の部分が薄く形成されている平板フレームを用いて光結合素子を製造する。これにより、端子部となる部分を除いて平板フレームを除去する除去工程では、不要なフレーム部分を確実にかつ短時間に除去することができる。
【００１２】
また、本発明の光結合素子の製造方法では、除去工程は、端子部となる部分の下面をレジストにてマスキングし、このマスキングした下面側よりエッチングする。これにより、不要なフレーム部分を確実に除去することができる。
【００１３】
また、本発明の光結合素子の製造方法では、搭載工程は、平板フレームの上面に発光素子および受光素子をエポキシ樹脂にて接着するとともに、その接着の際、エポキシ樹脂が発光素子および受光素子の底面からはみ出すように広げて接着する。これにより、除去工程においてエッチング液が発光素子および受光素子の表面に回り込むことを防止することができる。
【００１４】
また、本発明の光結合素子の製造方法では、第２の被覆工程は、端子部となる部分の上面を上金型の内面に密着し、下面を下金型の内面に密着するようにして、上金型と下金型とを閉じた後、金型内に遮光性樹脂を流し込んで成形する。これにより、遮光性樹脂が端子部となる部分の下面に流れ込むことを防止することができる。つまり、回路基板に実装する面を確保することができる。
【００１５】
また、本発明の光結合素子の製造方法では、第２の被覆工程は、端子部となる部分の上面を上金型の内面に密着し、下面を下金型の内面に添設されたシート部材に密着するようにして、上金型と下金型とを閉じた後、金型内に遮光性樹脂を流し込んで成形する。これにより、遮光性樹脂が端子部となる部分の下面に流れ込むことを確実に防止することができる。つまり、回路基板に実装する面を確保することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
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。
【００１７】
図１（ａ）、（ｂ）は、本発明の光結合素子の構造を、内部を透視した状態で示す正面図および平面図である。
【００１８】
本実施の形態の光結合素子は、平板状に形成された遮光性樹脂部（第１の遮光性樹脂部）１１の周側の４隅部に、電極となる端子部２１、２１、・・・がそれぞれ形成され、遮光性樹脂部１１の上面（基準平面）に、発光素子３と受光素子４とが搭載されている。そして、これら発光素子３および受光素子４のそれぞれと、対向する端子部２１、２１、・・・とがＡｕワイヤ５にてそれぞれ接続されている。このとき、平板状の遮光性樹脂部１１および各端子部２１、２１、・・・の上面および下面は、ほぼ面一となるように形成されている。
【００１９】
また、遮光性樹脂部１１の上面に搭載された発光素子３および受光素子４は、Ａｕワイヤ５も含めて、表面処理された透光性の低応力樹脂部（シリコーン樹脂含有エポキシ樹脂等）６にて被覆されており、さらに、低応力樹脂部６の全体が遮光性樹脂部（第２の遮光性樹脂部）１２にて被覆された構造となっている。
【００２０】
つまり、本実施の形態の光結合素子は、遮光性樹脂部１１および端子部２１、２１、・・・の上面および下面がほぼ面一に形成されており、端子部２１、２１、・・・の下部に遮光性樹脂部１１がない構造となっている。つまり、その分厚みが薄くなっており、ＰＣカードに搭載可能な２ｍｍ以下の厚みに形成可能な構造となっている。
【００２１】
次に、上記構造の光結合素子の製造方法について、図２ないし図７に示す各工程図を参照して説明する。ただし、図２は搭載工程を示しており、（ａ）は正面図、（ｂ）は一部拡大図、（ｃ）は同平面図である。また、図３は接続工程および第１の被覆工程を示しており、（ａ）は一部拡大した正面図、（ｂ）は同平面図である。また、図４および図５は除去工程を示しており、（ａ）は一部拡大した正面図、（ｂ）は同平面図である。また、図６および図７は第２の被覆工程を示している。ただし、図６および図７では、上金型３１および下金型３２を断面で示している。
【００２２】
搭載工程では、銅合金材質の平板フレーム２の上面（基準平面）に発光素子３および受光素子４を搭載する（図２参照）。ここで、平板フレーム２は、電極となる端子部２１、２１、・・・が厚く、その他の部分２２が薄く形成されている。つまり、発光素子３および受光素子４を搭載する部分２２が薄くなっている。これは、後述する除去工程を考慮したものである。また、発光素子３および受光素子４は、平板フレーム２の上面にエポキシ樹脂７にて接着する。その際、エポキシ樹脂７が発光素子３および受光素子４の底面からはみ出すように広げて接着する。これは、後述する除去工程を考慮したものである。つまり、除去工程において、エッチング液が発光素子３および受光素子４の表面に回り込むことを防止するためである。
【００２３】
次の接続工程では、平板フレーム２に搭載した発光素子３および受光素子４と、それぞれに対応する平板フレーム２の端子部２１、２１、・・・とを、それぞれＡｕ線（導線）５にてワイヤボンドする（図２参照）。
【００２４】
次の第１の被覆工程では、平板フレーム２に搭載された発光素子３、受光素子４およびＡｕ線５の全体を、表面処理された透光性の低応力樹脂（低応力樹脂部）６にて被覆する（図３参照）。このとき、低応力樹脂部６は、平板フレーム２の各端子部２１、２１、・・・の一部まで含むように形成する。低応力樹脂としては、シリコーン樹脂含有エポキシ樹脂等がある。
【００２５】
次の除去工程では、各端子部２１、２１、・・・の下面をレジスト８にてマスキングし（図４参照）、このマスキングした下面側よりエッチングして、各端子部２１、２１、・・・以外の平板フレーム２（すなわち、薄く形成されている部分２２）を除去した後、レジスト８を取り除く（図５参照）。すなわち、この時点では、発光素子３および受光素子４の下面側のフレーム部分２２が完全に除去され、発光素子３および受光素子４と端子部２１、２１、・・・とが、低応力樹脂部６にて一体的に保持された状態となっている。また、この除去工程では、平板フレーム２が銅合金材質によって形成されており、かつ除去する部分２２が薄く形成されているので、エッチング処理を確実かつ短時間に行うことができる。さらに、この除去工程では、エポキシ樹脂７が発光素子３および受光素子４の底面からはみ出すように広げて接着されているため、平板フレーム２２の不要部分２２を除去後に、エッチング液が発光素子３および受光素子４の表面に回り込むことがない。
【００２６】
次の第２の被覆工程では、各端子部２１、２１、・・・の上面を、上金型３１の対向する部分の内面３１ａに密着し、各端子２１、２１、・・・の下面を、下金型３２の内面に添設されたシート部材４１を介して密着するようにして、上金型３１と下金型３２とを閉じた後、金型内に遮光性樹脂１（１１、１２）を流し込み、成形する（図６参照）。このように、下金型３２の内面にシート部材４１を添設することで、このシート部材４１が各端子部２１、２１、・・・の下面に密着するので、遮光性樹脂１が各端子部２１、２１・・・、の下面に流れ込むことを防止することができる。つまり、図示しない回路基板に実装する面（各端子部２１、２１、・・・の下面）を確保することができる。
【００２７】
この後、金型を開いて光結合素子（この状態では複数個が連接されている）を取り出し、各端子部２１、２１、・・・を適当なところで切断（切断工程）すると、図１に示す構造の光結合素子が完成する。
【００２８】
なお、図７は、第２の被覆工程の他の実施の形態を示している。すなわち、上金型３１の内面および下金型３２の内面であって、各端子部２１、２１、・・・の切断部分となる箇所に楔状突起部３１ｂ、３２ｂをそれぞれ形成したものである。
【００２９】
すなわち、各端子部２１、２１、・・・の上面を、上金型３１の対向する部分の内面３１ａに密着し、各端子２１、２１・・・の下面を、下金型３２の対向する部分の内面に密着するようにして、上金型３１と下金型３２とを閉じると、上金型３１に形成された楔状突起部３１ｂが各端子部２１、２１、・・・の上面を潰し込むように押圧し、下金型３２に形成された楔状突起部３２ｂが各端子部２１、２１、・・・の下面を潰し込むように押圧する。これにより、金型内に遮光性樹脂１を流し込んだとき、遮光性樹脂１が各端子部２１、２１、・・・の下面に流れ込むことを防止することができる。つまり、図示しない回路基板に実装する面（各端子部２１、２１、・・・の下面）を確保することができる。
【００３０】
【発明の効果】
本発明の光結合素子によれば、従来は端子部の下側まであった遮光性樹脂が、本発明では端子部の下側にはなく、面一の構造となっているので、その分、全体の厚みを薄くすることができる。つまり、ＰＣカードに搭載可能な２ｍｍ以下の厚みにすることができる。また、端子部の下側に遮光性樹脂がないので、端子部の下面を回路基板に直接接触させて実装することができる。つまり、端子部を左右に延設する必要がないので、その分実装面積を小さくすることができる。
【００３１】
また、本発明の光結合素子の製造方法によれば、ＰＣカードに搭載可能な２ｍｍ以下の厚みの光結合素子を製造することができる。また、回路基板への実装面積の少ない光結合素子を製造することができる。
【００３２】
また、本発明の光結合素子の製造方法によれば、端子部となる部分が厚く、その他の部分が薄く形成されている平板フレームを用いて光結合素子を製造するので、端子部となる部分を除いて平板フレームを除去する除去工程では、不要なフレーム部分を確実にかつ短時間に除去することができる。
【００３３】
また、本発明の光結合素子の製造方法によれば、除去工程は、端子部となる部分の下面をレジストにてマスキングし、このマスキングした下面側よりエッチングするので、不要なフレーム部分を確実に除去することができる。
【００３４】
また、本発明の光結合素子の製造方法によれば、搭載工程は、平板フレームの上面に発光素子および受光素子をエポキシ樹脂にて接着するとともに、その接着の際、エポキシ樹脂が発光素子および受光素子の底面からはみ出すように広げて接着するので、除去工程においてエッチング液が発光素子および受光素子の表面に回り込むことを防止することができる。
【００３５】
また、本発明の光結合素子の製造方法によれば、第２の被覆工程は、端子部となる部分の上面を上金型の内面に密着し、下面を下金型の内面に密着するようにして、上金型と下金型とを閉じた後、金型内に遮光性樹脂を流し込んで成形するので、遮光性樹脂が端子部となる部分の下面に流れ込むことを防止することができる。つまり、回路基板に実装する面を確保することができる。
【００３６】
また、本発明の光結合素子の製造方法によれば、第２の被覆工程は、端子部となる部分の上面を上金型の内面に密着し、下面を下金型の内面に添設されたシート部材に密着するようにして、上金型と下金型とを閉じた後、金型内に遮光性樹脂を流し込んで成形するので、遮光性樹脂が端子部となる部分の下面に流れ込むことを確実に防止することができる。つまり、回路基板に実装する面を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 （ａ）は本発明の光結合素子の構造を示す断面図、（ｂ）は本発明の光結合素子の構造を示す平面図である。
【図２】 本発明の製造方法の搭載工程を示しており、（ａ）は正面図、（ｂ）は一部拡大図、（ｃ）は同平面図である。
【図３】 本発明の製造方法の接続工程および第１の被覆工程を示しており、（ａ）は一部拡大した正面図、（ｂ）は同平面図である。
【図４】 本発明の製造方法の除去工程（レジスト工程）を示しており、（ａ）は一部拡大した正面図、（ｂ）は同平面図である。
【図５】 本発明の製造方法の除去工程（エッチング工程）を示しており、（ａ）は一部拡大した正面図、（ｂ）は同平面図である。
【図６】 本発明の製造方法の第２の被覆工程を示しており、（ａ）は断面で示す金型を閉じる前の状態を示す正面図、（ｂ）は断面で示す金型を閉じた状態を示す正面図である。
【図７】 第２の被覆工程の他の実施の形態を示しており、（ａ）は断面で示す金型を閉じる前の状態を示す正面図、（ｂ）は断面で示す金型を閉じた状態を示す正面図である。
【図８】 従来の対向型光結合素子の構造の一例を示す正面図である。
【図９】 従来の反射型光結合素子の構造の一例を示す正面図である。
【符号の説明】
１ 遮光性樹脂
２ 平板フレーム
３ 発光素子
４ 受光素子
５ Ａｕワイヤ（導線）
６ 低応力樹脂（低応力樹脂部）
７ エポキシ樹脂
８ レジスト
１１、１２ 遮光性樹脂部
２１ 端子部
３１ 上金型
３１ｂ、３２ｂ 楔状突起部
３２ 下金型
４１ シート部材[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical coupling element and a method for manufacturing the same.
[0002]
[Prior art]
An example of the structure of a conventional optical coupling element is shown in FIGS. 8 pairs countercurrent type, FIG. 9 is a reflective type.
[0003]
That is, the optical coupling element pairs countercurrent type shown in Figure 8, vertical pair direction against counter-tip 81a of the left and right lead frame 81, 82 which extend in the lateral direction in the same horizontal plane, in 82a, the light emitting element 83 and the light receiving element 84 are arranged in pairs toward. Then, the pair toward tip 81a, between 82a, and transparent silicone resin 85 for securing the optical path is filled, the whole including the silicone resin 85 and the right and left of the lead frame 81, the light shielding The structure is covered with a conductive epoxy resin 86.
[0004]
Further, the reflection type optical coupling element shown in FIG. 9 has a light emitting element on each of the front end portions 91a and 92a of the left and right lead frames 91 and 92 extending in the left and right direction on the same horizontal plane so that the front ends abut each other. 93 and the light receiving element 94 are arranged facing upward, and the entire front end portions of the lead frames 91 and 92 including the light emitting element 93 and the light receiving element 94 are subjected to surface treatment for ensuring a reflected light path. The silicon resin 95 is covered. The entire silicon resin 95 is covered with a light-shielding epoxy resin 96.
[0005]
As shown in FIGS. 8 and 9, the conventional optical coupling element has light-shielding epoxy resins 86 and 96 below the lead frames 81, 82, 91 and 92, so that the total thickness is 2 mm or less. Therefore, the in pairs countercurrent type shown in FIG. 8, it is necessary to shorten the distance between the light emitting element 83 and the light receiving element 84. In the reflection type shown in FIG. 9, it is necessary to reduce the height of the translucent silicon resin 95 or thin the light-blocking epoxy resin 96.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, the pair countercurrent type, shortening the distance between the light emitting element 83 and the light receiving element 84 results in a problem that the withstand voltage is lowered. Further, in the reflection type, if the height of the translucent silicon resin 95 is lowered, the CTR (current transmission ratio) is lowered, and if the light-shielding epoxy resin is thinned, there is a problem that malfunction occurs through ambient light. . Further, in any of the pairs oriented and reflective also lead frame 81,82,91, 92, optocoupler body (i.e., epoxy resin 86, 96) is provided in the form of extending from the side of the right and left Therefore, there is also a problem that the mounting area becomes large when the lead frames 81, 82, 91, 92 are bent downward and actually mounted on a circuit board (not shown).
[0007]
The present invention was devised to solve such problems. The purpose of the present invention is to reduce the mounting area on the circuit board while making the optical coupling element have a thickness of 2 mm or less that can be mounted on a PC card. It is an object to provide an optical coupling device and a method for manufacturing the same.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems, an optical coupling element of the present invention includes a light- emitting element and a light-receiving element arranged on a reference plane, and is arranged around the light-emitting element and the light-receiving element so that the upper surface coincides with the reference plane. In a state where the terminal portion serving as an electrode is electrically connected, it is covered with a light-transmitting low-stress resin except for the bottom surface of the light emitting element and the light receiving element and the side surface of the terminal portion. A first light-shielding resin is disposed between the lower surface side of the low-stress resin including the bottom surfaces of the light-emitting element and the light-receiving element and between the side surfaces of the terminal portion, and the low-stress resin Is entirely covered with a second light-shielding resin. The front Symbol first light-shielding resin and upper and lower surfaces of the terminal portions are formed substantially flush.
[0009]
That is, the light-shielding resin that has hitherto been provided to the lower side of the terminal portion is not on the lower side of the terminal portion in the present invention, and has a flush structure. Accordingly, the entire thickness can be reduced accordingly. Moreover, since there is no light-shielding resin under the terminal portion, the lower surface of the terminal portion can be mounted in direct contact with the circuit board. That is, since it is not necessary to extend the terminal portion to the left and right, the mounting area can be reduced accordingly.
[0010]
Further, the manufacturing method of the optical coupling element of the present invention includes a mounting step of mounting the light emitting element and the light receiving element on the upper surface of the flat frame, the mounted light emitting element and the light receiving element, and a portion where the terminal portion of the flat frame is thickened. Are connected to each other by a conductive wire, and are integrally held with a light-transmitting low-stress resin so as to include the light emitting element, the light receiving element, and the conductive wire, and the portion that becomes the thickened terminal portion of the flat frame. A first covering step of covering in a state of being removed, a removing step of removing all thin portions of the flat frame except for the portion that becomes the thickened terminal portion, and at least a lower surface of the portion that becomes the thickened terminal portion And a second covering step of covering the bottom surfaces of the light emitting element and the light receiving element and the low stress resin portion with a light shielding resin. With such a manufacturing method, an optical coupling element having a thickness of 2 mm or less that can be mounted on a PC card can be manufactured. In addition, an optical coupling element having a small mounting area on a circuit board can be manufactured.
[0011]
In the method for manufacturing an optical coupling element of the present invention, the optical coupling element is manufactured using a flat frame in which a portion serving as a terminal portion is thick and the other portions are thin. Thus, in the removing step of removing the flat frame except for the portion to be the terminal portion, unnecessary frame portions can be removed reliably and in a short time.
[0012]
In the method for manufacturing an optical coupling element of the present invention, in the removing step, the lower surface of the portion to be the terminal portion is masked with a resist, and etching is performed from the masked lower surface side. Thereby, an unnecessary frame part can be removed reliably.
[0013]
In the optical coupling element manufacturing method of the present invention, in the mounting process, the light emitting element and the light receiving element are bonded to the upper surface of the flat frame with an epoxy resin, and the epoxy resin is bonded to the light emitting element and the light receiving element at the time of bonding. Spread and stick so that it protrudes from the bottom. Thereby, it is possible to prevent the etching solution from entering the surfaces of the light emitting element and the light receiving element in the removing step.
[0014]
In the method for manufacturing an optical coupling element of the present invention, the second coating step is performed such that the upper surface of the portion to be the terminal portion is in close contact with the inner surface of the upper mold and the lower surface is in close contact with the inner surface of the lower mold. After the upper mold and the lower mold are closed, a light-shielding resin is poured into the mold and molded. Thereby, it can prevent that light-shielding resin flows into the lower surface of the part used as a terminal part. That is, a surface to be mounted on the circuit board can be secured.
[0015]
In the method for producing an optical coupling element of the present invention, the second covering step is a sheet in which the upper surface of the portion to be the terminal portion is in close contact with the inner surface of the upper mold and the lower surface is attached to the inner surface of the lower mold. After the upper mold and the lower mold are closed so as to be in close contact with the member, a light shielding resin is poured into the mold and molded. Thereby, it can prevent reliably that light-shielding resin flows into the lower surface of the part used as a terminal part. That is, a surface to be mounted on the circuit board can be secured.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0017]
FIGS. 1A and 1B are a front view and a plan view showing the structure of the optical coupling element of the present invention as seen through the inside.
[0018]
In the optical coupling element of the present embodiment, terminal portions 21, 21 that become electrodes are provided at four corners on the peripheral side of a light-shielding resin portion (first light-shielding resin portion) 11 formed in a flat plate shape. Are formed, and the light-emitting element 3 and the light-receiving element 4 are mounted on the upper surface (reference plane) of the light-shielding resin portion 11. The light emitting element 3 and the light receiving element 4 are connected to the opposing terminal portions 21, 21,. At this time, the upper and lower surfaces of the flat light-shielding resin portion 11 and the terminal portions 21, 21,... Are substantially flush with each other.
[0019]
The light-emitting element 3 and the light-receiving element 4 mounted on the upper surface of the light-shielding resin portion 11 include a surface-treated translucent low-stress resin portion (silicone resin-containing epoxy resin or the like) 6 including the Au wire 5. Further, the entire low stress resin portion 6 is covered with a light shielding resin portion (second light shielding resin portion) 12.
[0020]
That is, in the optical coupling element of the present embodiment, the light-blocking resin portion 11 and the terminal portions 21, 21,... Are substantially flush with the terminal portions 21, 21,. The light-shielding resin portion 11 is not provided in the lower part of the structure. That is, the thickness is reduced correspondingly, and the structure can be formed to a thickness of 2 mm or less that can be mounted on a PC card.
[0021]
Next, a method for manufacturing the optical coupling element having the above structure will be described with reference to the respective process diagrams shown in FIGS. However, FIG. 2 shows a mounting process, (a) is a front view, (b) is a partially enlarged view, and (c) is a plan view thereof. FIG. 3 shows the connection step and the first covering step, where (a) is a partially enlarged front view and (b) is a plan view thereof. 4 and 5 show the removing process, (a) is a partially enlarged front view, and (b) is a plan view of the same. 6 and 7 show a second covering step. However, in FIGS. 6 and 7, the upper mold 31 and the lower mold 32 are shown in cross section.
[0022]
In the mounting process, the light emitting element 3 and the light receiving element 4 are mounted on the upper surface (reference plane) of the flat frame 2 made of a copper alloy material (see FIG. 2). Here, the flat frame 2 is formed such that the terminal portions 21, 21... Serving as electrodes are thick and the other portions 22 are thin. That is, the portion 22 on which the light emitting element 3 and the light receiving element 4 are mounted is thin. This is in consideration of the removal step described later. The light emitting element 3 and the light receiving element 4 are bonded to the upper surface of the flat frame 2 with an epoxy resin 7. At that time, the epoxy resin 7 is spread and bonded so as to protrude from the bottom surfaces of the light emitting element 3 and the light receiving element 4. This is in consideration of the removal step described later. That is, this is for preventing the etching solution from entering the surfaces of the light emitting element 3 and the light receiving element 4 in the removing step.
[0023]
In the next connection step, the light emitting element 3 and the light receiving element 4 mounted on the flat frame 2 and the corresponding terminal portions 21, 21,... Of the flat frame 2 are respectively connected by Au wires (conductive wires) 5. Wire bond (see FIG. 2).
[0024]
In the next first covering step, the entire light emitting element 3, light receiving element 4 and Au wire 5 mounted on the flat frame 2 are subjected to surface-treated translucent low stress resin (low stress resin portion) 6. (See FIG. 3). At this time, the low stress resin portion 6 is formed so as to include up to a part of each of the terminal portions 21, 21,. Examples of the low stress resin include a silicone resin-containing epoxy resin.
[0025]
In the next removal step, the lower surfaces of the terminal portions 21, 21,... Are masked with the resist 8 (see FIG. 4), and etching is performed from the masked lower surface side so that the terminal portions 21, 21,. After removing the other flat frame 2 (that is, the thinly formed portion 22), the resist 8 is removed (see FIG. 5). That is, at this time, the frame portion 22 on the lower surface side of the light emitting element 3 and the light receiving element 4 is completely removed, and the light emitting element 3 and the light receiving element 4 and the terminal portions 21, 21,. 6 is integrally held. In this removal step, the flat frame 2 is made of a copper alloy material, and the portion 22 to be removed is thin, so that the etching process can be performed reliably and in a short time. Further, in this removing step, the epoxy resin 7 is spread and bonded so as to protrude from the bottom surfaces of the light emitting element 3 and the light receiving element 4, so that after removing the unnecessary portion 22 of the flat frame 22, the etching solution is removed from the light emitting element 3 and It does not wrap around the surface of the light receiving element 4.
[0026]
In the next second covering step, the upper surfaces of the terminal portions 21, 21,... Are brought into close contact with the inner surface 31a of the opposing portion of the upper mold 31, and the lower surfaces of the terminals 21, 21,. After the upper mold 31 and the lower mold 32 are closed so as to be in close contact with each other through the sheet member 41 attached to the inner surface of the lower mold 32, the light shielding resin 1 (11, 11) is placed in the mold. 12) is cast and molded (see FIG. 6). Thus, by attaching the sheet member 41 to the inner surface of the lower mold 32, the sheet member 41 is in close contact with the lower surface of each terminal portion 21, 21,... It can prevent flowing into the lower surface of the parts 21, 21. That is, it is possible to secure a surface (a lower surface of each terminal portion 21, 21,...) To be mounted on a circuit board (not shown).
[0027]
Thereafter, the mold is opened to take out the optical coupling element (in this state, a plurality of elements are connected), and each terminal portion 21, 21,... An optical coupling element having the structure shown is completed.
[0028]
FIG. 7 shows another embodiment of the second covering step. In other words, wedge-shaped projections 31b and 32b are formed on the inner surface of the upper mold 31 and the inner surface of the lower mold 32, respectively, at the locations where the terminal portions 21, 21,.
[0029]
That is, the upper surface of each terminal portion 21, 21,... Is in close contact with the inner surface 31 a of the opposing portion of the upper mold 31, and the lower surface of each terminal 21, 21. When the upper mold 31 and the lower mold 32 are closed so as to be in close contact with the inner surface of the portion, the wedge-shaped protrusion 31b formed on the upper mold 31 covers the upper surface of each terminal portion 21, 21,. It presses so that it may squeeze, and the wedge-shaped projection part 32b formed in the lower metal mold | die 32 will press so that the lower surface of each terminal part 21, 21, ... may be crushed. Thereby, when the light-shielding resin 1 is poured into the mold, the light-shielding resin 1 can be prevented from flowing into the lower surfaces of the terminal portions 21, 21,. That is, it is possible to secure a surface (a lower surface of each terminal portion 21, 21,...) To be mounted on a circuit board (not shown).
[0030]
【The invention's effect】
According to the optical coupling element of the present invention, the light-shielding resin that has conventionally been up to the lower side of the terminal portion is not on the lower side of the terminal portion in the present invention, and has a flush structure. The overall thickness can be reduced. That is, the thickness can be 2 mm or less that can be mounted on the PC card. Moreover, since there is no light-shielding resin under the terminal portion, the lower surface of the terminal portion can be mounted in direct contact with the circuit board. That is, since it is not necessary to extend the terminal portion to the left and right, the mounting area can be reduced accordingly.
[0031]
Moreover, according to the method for manufacturing an optical coupling element of the present invention, an optical coupling element having a thickness of 2 mm or less that can be mounted on a PC card can be manufactured. In addition, an optical coupling element having a small mounting area on a circuit board can be manufactured.
[0032]
In addition, according to the method for manufacturing an optical coupling element of the present invention, since the optical coupling element is manufactured using a flat frame in which the portion to be the terminal portion is thick and the other portions are thin, the portion to be the terminal portion In the removing step of removing the flat frame except for, unnecessary frame portions can be removed reliably and in a short time.
[0033]
Further, according to the method of manufacturing an optical coupling element of the present invention, the removal step masks the lower surface of the portion to be the terminal portion with a resist and etches from the masked lower surface side, so that an unnecessary frame portion is surely formed. Can be removed.
[0034]
According to the method for manufacturing an optical coupling element of the present invention, the mounting step includes bonding the light emitting element and the light receiving element to the upper surface of the flat frame with an epoxy resin, and the epoxy resin is bonded to the light emitting element and the light receiving element during the bonding. Since it is spread and bonded so as to protrude from the bottom surface of the element, it is possible to prevent the etching solution from entering the surface of the light emitting element and the light receiving element in the removing step.
[0035]
According to the method for manufacturing an optical coupling element of the present invention, in the second covering step, the upper surface of the portion to be the terminal portion is in close contact with the inner surface of the upper mold, and the lower surface is in close contact with the inner surface of the lower mold. Then, after the upper mold and the lower mold are closed, the light-shielding resin is poured into the mold and molded, so that the light-shielding resin can be prevented from flowing into the lower surface of the portion that becomes the terminal portion. . That is, a surface to be mounted on the circuit board can be secured.
[0036]
According to the method for manufacturing an optical coupling element of the present invention, in the second covering step, the upper surface of the portion serving as the terminal portion is in close contact with the inner surface of the upper mold, and the lower surface is attached to the inner surface of the lower mold. After the upper mold and the lower mold are closed so as to be in close contact with the sheet member, the light-shielding resin is poured into the mold and molded, so that the light-shielding resin flows into the lower surface of the portion serving as the terminal portion. This can be surely prevented. That is, a surface to be mounted on the circuit board can be secured.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1A is a cross-sectional view showing the structure of an optical coupling element of the present invention, and FIG. 1B is a plan view showing the structure of the optical coupling element of the present invention.
2A and 2B show a mounting process of the manufacturing method of the present invention, in which FIG. 2A is a front view, FIG. 2B is a partially enlarged view, and FIG.
3A and 3B show a connection step and a first covering step of the manufacturing method of the present invention, in which FIG. 3A is a partially enlarged front view, and FIG. 3B is a plan view thereof.
4A and 4B show a removal process (resist process) of the manufacturing method of the present invention, in which FIG. 4A is a partially enlarged front view, and FIG. 4B is a plan view of the same.
5A and 5B show a removal process (etching process) of the manufacturing method of the present invention, in which FIG. 5A is a partially enlarged front view, and FIG. 5B is a plan view of the same.
6A and 6B show a second covering step of the manufacturing method of the present invention, in which FIG. 6A is a front view showing a state before the mold shown in cross section is closed, and FIG. It is a front view which shows the state.
7A and 7B show another embodiment of the second covering step, in which FIG. 7A is a front view showing a state before the mold shown in the cross section is closed, and FIG. 7B is a view showing the mold closed in the cross section. It is a front view which shows the state.
8 is a front view showing an example of a structure of a conventional pair countercurrent type optical coupling element.
FIG. 9 is a front view showing an example of the structure of a conventional reflective optical coupling element.
[Explanation of symbols]
1 Light-shielding resin 2 Flat frame 3 Light-emitting element 4 Light-receiving element 5 Au wire (conductive wire)
6 Low stress resin (low stress resin part)
7 Epoxy resin 8 Resist 11, 12 Light-shielding resin portion 21 Terminal portion 31 Upper mold 31b, 32b Wedge-shaped protrusion 32 Lower mold 41 Sheet member

Claims (7)

基準平面上に配置された発光素子及び受光素子と、これら発光素子及び受光素子の周囲に配置されかつ前記基準平面に上面が一致するように配置された電極となる端子部とが、電気的に接続された状態で、前記発光素子及び受光素子の底面及び前記端子部の側面を除いて、透光性の低応力樹脂にて被覆されることにより一体的に保持され、前記発光素子及び受光素子の底面を含む前記低応力樹脂の下面側かつ前記端子部の側面間に第１の遮光性樹脂が配置され、さらに、前記低応力樹脂の全体が第２の遮光性樹脂にて被覆されていることを特徴とする光結合素子。 A light emitting element and a light receiving element arranged on the reference plane, and a terminal portion serving as an electrode arranged around the light emitting element and the light receiving element and arranged so that the upper surface coincides with the reference plane are electrically In the connected state, except for the bottom surface of the light emitting element and the light receiving element and the side surface of the terminal portion, the light emitting element and the light receiving element are integrally held by being covered with a translucent low stress resin. The first light-shielding resin is disposed between the lower surface side of the low-stress resin including the bottom surface and between the side surfaces of the terminal portions, and the whole of the low-stress resin is covered with the second light-shielding resin. An optical coupling element characterized by the above. 前記第１の遮光性樹脂および前記端子部の上面および下面がほぼ面一に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の光結合素子。 2. The optical coupling element according to claim 1, wherein an upper surface and a lower surface of the first light-shielding resin and the terminal portion are substantially flush . 平板フレームの上面に発光素子および受光素子を搭載する搭載工程と、A mounting process of mounting a light emitting element and a light receiving element on the upper surface of the flat frame;
搭載した発光素子および受光素子と、前記平板フレームの端子部を厚くした部分とをそれぞれ導線にて接続する接続工程と、A connecting step of connecting the mounted light-emitting element and light-receiving element, and a portion where the terminal portion of the flat frame is made thicker by a conductive wire;
発光素子、受光素子および導線を含み、かつ前記平板フレームの厚くした端子部となる部分まで含むように透光性の低応力樹脂にて一体的に保持した状態で被覆する第１の被覆工程と、A first covering step that includes a light-emitting element, a light-receiving element, and a conductive wire, and covers the flat frame frame in a state of being integrally held with a light-transmitting low-stress resin so as to include a portion that becomes a thickened terminal portion; ,
前記厚くした端子部となる部分を除いて前記平板フレームの薄い部分を全て除去する除去工程と、A removal step of removing all thin portions of the flat frame except for the thickened terminal portions;
少なくとも前記厚くした端子部となる部分の下面を除いて、前記発光素子および受光素子の底面と前記低応力樹脂部とを遮光性樹脂にて被覆する第２の被覆工程と、を備えたことを特徴とする光結合素子の製造方法。A second covering step of covering the bottom surface of the light emitting element and the light receiving element and the low stress resin portion with a light shielding resin except at least the lower surface of the thickened terminal portion. A manufacturing method of an optical coupling element. 前記除去工程は、端子部となる部分の下面をレジストにてマスキングし、このマスキングした下面側よりエッチングする請求項３に記載の光結合素子の製造方法。 4. The method of manufacturing an optical coupling element according to claim 3, wherein in the removing step, a lower surface of a portion to be a terminal portion is masked with a resist, and etching is performed from the masked lower surface side . 前記搭載工程は、平板フレームの上面に発光素子および受光素子をエポキシ樹脂にて接着するとともに、その接着の際、エポキシ樹脂が発光素子および受光素子の底面からはみ出すように広げて接着する請求項３に記載の光結合素子の製造方法。 The mounting step, a light emitting element and a light receiving element on the upper surface of the plate frame while the adhesive with an epoxy resin, when the adhesive, claim epoxy resin you adhesive spread so as to protrude from the bottom surface of the light emitting element and a light receiving element 4. A method for producing an optical coupling element according to item 3 . 前記第２の被覆工程は、前記端子部となる部分の上面を上金型の内面に密着し、下面を下金型の内面に密着するようにして、上金型と下金型とを閉じた後、金型内に遮光性樹脂を流し込んで成形する請求項３に記載の光結合素子の製造方法。 In the second covering step, the upper mold and the lower mold are closed so that the upper surface of the portion to be the terminal portion is in close contact with the inner surface of the upper mold and the lower surface is in close contact with the inner surface of the lower mold. The method for manufacturing an optical coupling element according to claim 3 , wherein a light- shielding resin is poured into a mold and then molded . 前記第２の被覆工程は、前記端子部となる部分の上面を上金型の内面に密着し、下面を下金型の内面に添設されたシート部材に密着するようにして、上金型と下金型とを閉じた後、金型内に遮光性樹脂を流し込んで成形する請求項３に記載の光結合素子の製造方法。 In the second covering step, the upper mold is such that the upper surface of the portion to be the terminal portion is in close contact with the inner surface of the upper mold and the lower surface is in close contact with the sheet member attached to the inner surface of the lower mold. The method for manufacturing an optical coupling element according to claim 3 , wherein after closing the lower mold and the lower mold, a light-shielding resin is poured into the mold and molded .
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