JP4076781B2

JP4076781B2 - Manufacturing method of optical coupling element

Info

Publication number: JP4076781B2
Application number: JP2002086473A
Authority: JP
Inventors: 弘章森川; 義樹安田
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2002-03-26
Filing date: 2002-03-26
Publication date: 2008-04-16
Anticipated expiration: 2022-03-26
Also published as: JP2003282936A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、入出力間を絶縁して信号伝達を行なう光結合素子の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
周知の様に、この種の光結合素子では、発光素子と受光素子を対向配置しており、電気信号を発光素子により光信号に変換して、この光信号を発光素子から受光素子へと伝達し、この光信号を受光素子により電気信号に変換し、これにより入力側と出力側を電気的に絶縁して信号伝達を行なう。
【０００３】
図９（ａ）は、従来の光結合素子におけるリードフレームを示している。このリードフレーム１０１は、受光素子１０２を支持して結線するためのものであり、受光素子１０２をヘッダー１０３ａに搭載し、受光素子１０２とボンディング部１０３ｂ間をボンディングワイヤーにより結線する。同様に、発光素子もリードフレームのヘッダーに搭載してリードに結線する（図示せず）。そして、受光素子及び発光素子を搭載したそれぞれのリードフレームを位置決めし、受光素子、発光素子、及び各リードフレームの一部を封止する合成樹脂をモールド成形して、パッケージ１０５を形成し、更に各リードフレームのタイバーを切断して、光結合素子を完成させる。
【０００４】
リードフレーム１０１においては、２本のタイバー１０６ａ，１０６ｂを設けており、各タイバー１０６ａ，１０６ｂにより各リード１０４ａ，１０４ｂを連結している。リードフレームの加工を容易にするために、各リード１０４ａ，１０４ｂ及び各タイバー１０６ａ，１０６ｂを直線状に形成している。また、各タイバー１０６ａ，１０６ｂは、各リード１０４ａ，１０４ｂを連結するばかりではなく、パッケージ１０５のモールド成形のときに合成樹脂の流出を防止する役目を果たす。二重封止のために２回のモールド成形を行なうことから、２本のタイバー１０６ａ，１０６ｂを設けている。
【０００５】
ここで、受光素子１０２側のリード１０４ａの外側縁１０４ｃとパッケージ１０５の外側縁１０５ａ間を余裕幅Ｗとすると、余裕幅Ｗの部位における合成樹脂の未充填やボイドあるいはパッケージ１０５の割れを防止するには、余裕幅Ｗを十分に広くする必要がある。
【０００６】
一方、近年の電子機器の小型化に伴い、電子部品の小型化が要求されており、光結合素子についても同様である。ただし、電子機器の基板上の配線パターンにおいては、リードのピッチが規格化されており、一般的には、２．５４ｍｍ及び１．２７ｍｍのピッチが採用されている。このため、光結合素子の小型化を実現するにしても、リードフレームのリードのピッチを安易に変更することができない。従って、光結合素子を小型化するには、各リード１０４ａ，１０４ｂのピッチＰを狭めずに、パッケージ１０５を小型化するしかなかい。
【０００７】
しかしながら、図９（ｂ）に示す様に小型のパッケージ１０５Ａを採用すると、余裕幅Ｗが狭くなるので、余裕幅Ｗの部位で、合成樹脂の未充填やボイド、あるいはパッケージ１０５Ａの割れが発生した。
【０００８】
このため、図９（ａ）及び（ｂ）に示すリード１０４ａの代わりに、図９（ｃ）に示す様に迂曲したリード１０７を採用して、リード１０７の外側縁１０７ａとパッケージ１０５Ａの外側縁１０５ａ間の余裕幅Ｗを広げていた。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図９（ｃ）に示す様に迂曲したリード１０７を採用したとしても、リード１０７の迂曲部位がパッケージ１０５Ａの内側領域にあるため、リード１０７のもう１つの外側縁１０７ｂとパッケージ１０５Ａの外側縁１０５ａ間の余裕幅Ｗ’が狭く、この余裕幅Ｗ’の部位で、合成樹脂の未充填やボイド、あるいはパッケージ１０５Ａの割れが発生した。
【００１０】
また、一般に、発光素子と受光素子間の距離を適宜に設定するには、発光素子と受光素子を支持する各リードをパッケージの内側領域で折り曲げる必要がある。しかしながら、リード１０７の場合は、迂曲部位を有するため、その折り曲げ加工が困難であり、リード１０７の迂曲部位の近傍を折り曲げたならば、リード１０７に複雑な応力が作用して、リード１０７の加工精度が悪化し、光結合素子の特性が不安定になった。
【００１１】
一方、特開平１０−３２６８５６号公報には、タイバーの外側でリードを迂曲させた半導体装置が開示されている。しかしながら、タイバーの外側でリードを迂曲させて、リードのピッチを設定しているので、リードが長くなり過ぎ、半導体装置全体としては小型化を実現しているとは言えなかった。
【００１２】
更に、パッケージの内側領域でリードを迂曲させても、あるいはタイバーの外側でリードを迂曲させても、リードフレームの形状が複雑化することに変わりはなく、リードフレームの加工が困難になり、コストが上昇した。
【００１３】
そこで、本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであり、小型化を図ることができ、パッケージの内側領域でのリードの折り曲げ加工が容易であり、リードフレームの形状の複雑化を招くことがない光結合素子の製造方法を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明は、発光素子及び受光素子をリードフレームに搭載し、発光素子、受光素子、及びリードフレームの一部を封止用樹脂により封止した光結合素子において、受光素子側のリードフレームは、複数のリード、及び各リードを連結するタイバーを有しており、各リードのピッチをタイバーの部位で変更して、該ピッチをタイバーの部位よりも受光素子側で狭くしている。
【００１５】
この様な構成の本発明の光結合素子によれば、各リードのピッチは、タイバーの部位で変更されて、タイバーの部位よりも受光素子側で狭くされている。従って、パッケージの内側領域では、各リードのピッチが狭くなり、リードの外側縁とパッケージの外側縁間の余裕幅を確保しつつ、パッケージの小型化を図ることができる。また、パッケージの内側領域では、リードを迂曲させる必要がなく、リードの折り曲げ加工が容易である。更に、各リードのピッチをタイバーの部位で変更しているため、該ピッチをタイバーの外側で変更した従来のものと比較すると、各リードが短くて済み、光結合素子全体の小型化が容易になる。また、リードフレームの形状が複雑化せず、リードフレームの加工が容易であり、コストの上昇を抑えることができる。
【００１６】
また、本発明においては、１次タイバー、及び該１次タイバーよりも受光素子から離れた２次タイバーを設けており、各リードのピッチを１次タイバー及び２次タイバーのいずれかの部位で変更して、該ピッチを受光素子側で狭くしている。あるいは、１次タイバー、及び該１次タイバーよりも受光素子から離れた２次タイバーを設けており、各リードのピッチを２次タイバーの部位及び１次タイバーの部位で段階的に変更して、該ピッチを２次タイバーの部位よりも１次タイバー側で狭くし、該ピッチを１次タイバーよりも受光素子側で更に狭くしている。
【００１７】
この様に２本のタイバーを設けている場合は、各リードのピッチを１次タイバー及び２次タイバーのいずれかの部位で変更して狭くしても良いし、また各リードのピッチを２次タイバーの部位及び１次タイバーの部位で段階的に変更して狭くしても良い。
【００１８】
更に、本発明においては、リードをタイバーと直交させている。
【００１９】
この様にリードをタイバーと直交させれば、リードフレームの形状が最も簡単化され、またリードの折り曲げ加工のときには、タイバーを押さえ付けることにより加工精度を向上させることができる。
【００２０】
また、本発明においては、発光素子側のリードフレームは、複数のリード、及び各リードを連結するタイバーを有しており、各リードのピッチをタイバーの部位で変更して、該ピッチをタイバーの部位よりも発光素子側で狭くしている。
【００２１】
これにより、発光素子側のリードフレームについても、受光素子側のリードフレームと同様の効果を達成することができ、光結合素子の設計の自由度が高くなる。
【００２２】
次に、本発明の光結合素子の製造方法は、発光素子及び受光素子をリードフレームに搭載するステップと、発光素子、受光素子、及びリードフレームの一部を封止用樹脂により封止するステップと、リードフレームのタイバーを切断するステップとを含んでいる。
【００２３】
この様な製造方法により、本発明の光結合素子を製造することができる。
【００２４】
また、本発明の電子機器は、本発明の光結合素子を備えている。
【００２５】
すなわち、本発明は、光結合素子及びその製造方法に限定されるものではなく、この光結合素子を適用した電子機器を包含する。この電子機器は、ＤＶＤ、ＶＴＲ、ＳＴＢ、ＣＤ、ＭＤ等の再生装置、受像装置、電源、インバータ等であり、入出力間を絶縁して信号伝達を行なう回路を含むものであれば、如何なる種類のものであっても構わない。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を添付図面を参照して詳細に説明する。
【００２７】
図１（ａ）及び（ｂ）は、本発明の光結合素子の第１実施形態を正面及び側面から見て示す断面図である。本実施形態の光結合素子においては、発光素子１１及び受光素子１２をそれぞれのリードフレーム１３，１４のヘッダー１３ａ，１４ａに搭載して、発光素子１１をワイヤー１５を介してリードフレーム１３のボンディング部（図示せず）に接続すると共に、受光素子１２をワイヤー１６を介してボンディング部１４ｂに接続し、各リードフレーム１３，１４の位置決めにより発光素子１１及び受光素子１２を対向配置した状態で、発光素子１１と受光素子１２間の光路となる透光性樹脂１７を１次モールド成形により形成し、外乱光の侵入や内部からの光漏れを防ぐ遮光性樹脂１８を２次モールド成形により形成し、透光性樹脂１７及び遮光性樹脂１８からなるパッケージ１９により発光素子１１及び受光素子１２を封止している。
【００２８】
この光結合素子では、発光素子１１から受光素子１２への光の伝達経路を直線状に設定しており、図２に示す様に電気信号を発光素子１１により光信号に変換して、この光信号を発光素子１１から受光素子１２へと伝達し、この光信号を受光素子１２により電気信号に変換し、これにより入力側と出力側を電気的に絶縁して信号伝達を行なう。
【００２９】
図３は、受光素子１２をそれぞれ搭載する複数のリードフレーム１４を櫛の歯状に連結したアウターリードフレーム示す平面図である。ここでは、複数のリードフレーム１４の２本のリード１４ｃ，１４ｄを１次タイバー２１、２次タイバー２２、及び外枠部２３により連結している。同様に、それぞれの発光素子１１を搭載する各リードフレーム１３の２本のリードを１次タイバー、２次タイバー、及び外枠部により櫛の歯状に連結している（図示せず）。
【００３０】
受光素子１２側では、相互に連結された各リードフレーム１４の各リード１４ｃ，１４ｄを図１（ａ）に示す様に折り曲げ加工しておき、各リード１４ｃ先端のヘッダー１４ａにそれぞれの受光素子１２をダイボンドにより接着し、各リード１４ｄ先端のボンディング部１４ｂと各受光素子１２間をワイヤーボンディングにより形成されたそれぞれのワイヤー１６を介して接続する。同様に、発光素子１１側でも、各リードフレーム１３の各リードを折り曲げ加工しておき、各ヘッダー１３ａにそれぞれの発光素子１１をダイボンドにより接着し、各ボンディング部と各発光素子１１間をワイヤーボンディングにより形成されたそれぞれのワイヤー１５を介して接続する。
【００３１】
そして、各リードフレーム１３及び各リードフレーム１４を位置決めして、各発光素子１１と各受光素子１２をそれぞれの光結合素子別に対向配置し、各光結合素子毎に、透光性樹脂１７を１次モールド成形により形成し、遮光性樹脂１８を２次モールド成形により形成し、パッケージ１９により発光素子１１と受光素子１２を封止する。１次モールド成形及び２次モールド成形に際しては、各リードフレーム１３及び各リードフレーム１４の１次タイバーや２次タイバーにより透光性樹脂１７や遮光性樹脂１８の流出を防止する。
【００３２】
この後、各リードフレーム１３及び各リードフレーム１４の１次タイバー及び２次タイバーを切断して、各光結合素子を分離する。
【００３３】
尚、アウターリードフレームとしては、各リードフレームを櫛の歯状に連結したものだけではなく、図４に示す様に各リードフレームを梯子状に連結したものもある。図４のアウターリードフレームにおいても、複数のリードフレーム１４を１次タイバー２１、２次タイバー２２、及び外枠部２３により連結している。
【００３４】
さて、受光素子１２は、受光面を大きくする必要があることから、そのチップのサイズが発光素子１１よりも大きくなる。従って、リードフレームのヘッダーのサイズも、受光素子１２の方が発光素子１１よりも大きくなる。このため、パッケージ１９の小型化を図るには、まず受光素子１２側のリードフレームのサイズをパッケージ１９の内側領域で小さくする必要がある。
【００３５】
図５（ａ）は、受光素子１２側のリードフレーム１４及びパッケージ１９を示す平面図であり、図５（ｂ）は、リードフレーム１４の１次タイバー２１及び２次タイバー２２を切断した状態を示す平面図である。尚、図５（ａ）及び（ｂ）においては、発光素子１１側のリードフレーム１３を省略している。
【００３６】
図５（ａ）及び（ｂ）から明らかな様にリードフレーム１４の各リード１４ｃ，１４ｄのピッチＰは、１次タイバー２１の部位で変更されて、１次タイバー２１の部位よりも受光素子１２側で狭くされている。従って、パッケージ１９の内側領域では、各リード１４ｃ，１４ｄのピッチＰが狭くなり、リード１４ｃの外側縁とパッケージ１９の外側縁間の余裕幅Ｗ1 が広くなる。あるいは、一点鎖線で示す様にパッケージ１９を小型化したとしても、余裕幅Ｗ1 を十分に確保することができる。このため、余裕幅Ｗ1 の部位で、合成樹脂の未充填やボイド、あるいはパッケージ１９の割れが発生せずに済む。また、各リード１４ｃ，１４ｄのピッチＰを１次タイバー２１の部位で変更しているため、該ピッチをタイバーの外側で変更した従来のものと比較すると、各リード１４ｃ，１４ｄが短くて済み、光結合素子全体の小型化が容易になる。更に、リードフレーム１４の形状が複雑化せず、リードフレーム１４の加工が容易であり、コストの上昇を抑えることができる。
【００３７】
また、各リードの折り曲げ加工には、金型を用いる。このため、図９（ｃ）に示す従来の様にリード１０７の迂曲部位の近傍を折り曲げ加工すると、リード１０７に複雑な応力が作用して、リード１０７の加工精度が悪化する。これに対して、本実施形態では、各リード１４ｃ，１４ｄと直交する１次タイバー２１及び２次タイバー２２を金型により押さえ付けて、パッケージ１９の内側領域における各リード１４ｃ，１４ｄの直線状の部位を折り曲げ加工するので、加工精度が高くなり、光結合素子の特性を安定化させることができる。
【００３８】
また、水分やメッキ液等がパッケージ１９の外部から内部へと浸入すると、これらが発光素子１１及び受光素子１２に悪影響を与えることから、これらの浸入を抑える必要がある。このためには、図９（ｃ）に示す従来の様にリード１０７を迂曲させれば、水分やメッキ液等の矢印Ａで示す浸入経路が長くなり、これらの浸入を防止することができる。しかしながら、先に述べた様にリード１０７の迂曲部位の近傍を折り曲げ加工するので、リード１０７の加工精度の悪化を避けることができない。これに対して、本実施形態では、リードフレーム１４の１次タイバー２１及び２次タイバー２２を切断した後では、各リード１４ｃ，１４ｄが明らかに迂曲しており、水分やメッキ液等の矢印Ａで示す浸入経路が長くなっている。しかも、先に述べた様に各リード１４ｃ，１４ｄを高精度で折り曲げ加工することができる。更に、本実施形態では、図９（ｃ）に示す従来の様にリード１０７の迂曲部位をリードフレームの作製時に形成するのではなく、パッケージ１９によって各リード１４ｃ，１４ｄを押さえ付けた状態で、１次タイバー２１及び２次タイバー２２を切断加工することにより各リード１４ｃ，１４ｄの迂曲部位を形成するので、迂曲部位の加工精度が高くなる。
【００３９】
また、受光素子１２側のリードフレーム１４の各リード１４ｃ，１４ｄのピッチＰだけではなく、発光素子１１側のリードフレーム１３の各リードのピッチを１次タイバーの部位で狭くしても良い。
【００４０】
ここで、図１（ａ）及び（ｂ）に示す様にパッケージ１９の各壁１９ａを傾斜させることにより、受光素子１２の受光面への光の入射率を高めている。このため、各内壁１９ａ間は、パッケージ１９の中央付近で最も広くなる。一方、発光素子１１の入力電流をＩＦとし、受光素子１２の出力電流をＩＣとすると、電流伝達比ＣＴＲ＝ＩＣ／ＩＦであって、この電流伝達比ＣＴＲを光結合素子の特性として重要視している。発光素子１１及び受光素子１２の使用実績が既にあれば、この電流伝達比ＣＴＲを維持する上で、発光素子１１及び受光素子１２間の既設の距離を変更しない方が好ましく、デバイスの設計が容易である。このため、発光素子１１及び受光素子１２のそれぞれの位置を安易に変更することはできない。
【００４１】
受光素子１２については、リードフレーム１４の各リード１４ｃ，１４ｄのピッチＰを１次タイバー２１の部位から狭くしているので、各内壁１９ａ間が広くなるパッケージ１９の中央寄りに該受光素子１２を移動させなくても、リード１４ｃの外側縁とパッケージ１９の外側縁間の余裕幅Ｗ1 を十分に確保することができる。つまり、受光素子１２の位置設定の自由度が高い。同様に、発光素子１１についても、リードフレーム１３の各リードのピッチを１次タイバーの部位から狭くすれば、図６に示す様にパッケージ１９の中央寄りに該発光素子１１を移動させなくても、リードの外側縁とパッケージ１９の外側縁間の余裕幅Ｗ2 を十分に確保することができる。つまり、発光素子１１の位置設定の自由度を高くすることができる。このため、電流伝達比ＣＴＲを優先させて、発光素子１１及び受光素子１２の位置を設定したとしても、各余裕幅Ｗ1 ，Ｗ2 が狭くなることはない。
【００４２】
また、図７に示す様に受光素子１２側のリードフレーム１４の各リード１４ｃ，１４ｄのピッチＰを２次タイバー２２で変更して、各リード１４ｃ，１４ｄのピッチＰを受光素子１２側で狭くしても良い。あるいは、図８に示す様に受光素子１２側のリードフレーム１４の各リード１４ｃ，１４ｄのピッチＰを１次タイバー２１及び２次タイバー２２のそれぞれの部位で変更して、各リード１４ｃ，１４ｄのピッチＰを段階的に狭くしても良い。この場合は、水分やメッキ液等の矢印Ａで示す浸入経路が複雑に迂曲するので、これらの浸入を効果的に防止することができる。
【００４３】
更に、発光素子１１側のリードフレーム１３についても、各リードのピッチを２次タイバーの部位で狭くしたり、１次タイバー及び２次タイバーのそれぞれの部位で段階的に狭くしても良い。
【００４４】
尚、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、多様に変形することができる。例えば、リードフレームの各リードの一方のみをタイバーの部位で迂曲させて、該各リードのピッチを狭くしても構わない。また、本発明は、光結合素子及びその製造方法に限定されるものではなく、この光結合素子を適用した電子機器を包含する。この電子機器は、ＤＶＤ、ＶＴＲ、ＳＴＢ、ＣＤ、ＭＤ等の再生装置、受像装置、電源、インバータ等であり、入出力間を絶縁して信号伝達を行なう回路を含むものであれば、如何なる種類のものであっても構わない。
【００４５】
【発明の効果】
以上説明した様に本発明によれば、各リードのピッチは、タイバーの部位で変更されて、タイバーの部位よりも受光素子側で狭くされている。従って、パッケージの内側領域では、各リードのピッチが狭くなり、リードの外側縁とパッケージの外側縁間の余裕幅を確保しつつ、パッケージの小型化を図ることができる。また、パッケージの内側領域では、リードを迂曲させる必要がなく、リードの折り曲げ加工が容易である。更に、各リードのピッチをタイバーの部位で変更しているため、該ピッチをタイバーの外側で変更した従来のものと比較すると、各リードが短くて済み、光結合素子全体の小型化が容易になる。また、リードフレームの形状が複雑化せず、リードフレームの加工が容易であり、コストの上昇を抑えることができる。
【００４６】
また、本発明によれば、２本のタイバーを設けている場合は、各リードのピッチを１次タイバー及び２次タイバーのいずれかの部位で変更して狭くしたり、各リードのピッチを２次タイバーの部位及び１次タイバーの部位で段階的に変更して狭くしている。
【００４７】
更に、本発明によれば、リードをタイバーと直交させているので、リードフレームの形状が最も簡単化され、またリードの折り曲げ加工のときには、タイバーを押さえ付けることにより加工精度を向上させることができる。
【００４８】
また、本発明によれば、発光素子側のリードフレームについても、各リードのピッチをタイバーの部位で変更して狭くしているので、受光素子側のリードフレームと同様の効果を達成することができ、光結合素子の設計の自由度が高くなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）及び（ｂ）は、本発明の光結合素子の第１実施形態を正面及び側面から見て示す断面図である。
【図２】図１の光結合素子を示す回路図である。
【図３】図１の受光素子をそれぞれ搭載する複数のリードフレームを櫛の歯状に連結したアウターリードフレーム示す平面図である。
【図４】図１の受光素子をそれぞれ搭載する複数のリードフレームを梯子状に連結したアウターリードフレーム示す平面図である。
【図５】（ａ）は図１の受光素子側のリードフレーム及びパッケージを示す平面図であり、（ｂ）はリードフレームのタイバーを切断した状態を示す平面図である。
【図６】図１の光結合素子の変形例を側面から見て示す断面図である。
【図７】図１の受光素子側のリードフレームの変形例を示す平面図である。
【図８】図１の受光素子側のリードフレームの他の変形例を示す平面図である。
【図９】（ａ）、（ｂ）、及び（ｃ）は、従来の光結合素子の各例を示す平面図である。
【符号の説明】
１１発光素子
１２受光素子
１３，１４リードフレーム
１３ａ，１４ａヘッダー
１４ｂボンディング部
１４ｃ，１４ｄリード
１５，１６ワイヤー
１７透光性樹脂
１８遮光性樹脂
１９パッケージ
２１１次タイバー
２２２次タイバー
２３外枠部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method of manufacturing an optical coupling element that performs signal transmission with insulation between input and output.
[0002]
[Prior art]
As is well known, in this type of optical coupling element, a light emitting element and a light receiving element are arranged opposite to each other, and an electric signal is converted into an optical signal by the light emitting element, and this optical signal is transmitted from the light emitting element to the light receiving element. Then, the optical signal is converted into an electric signal by the light receiving element, and thereby the signal is transmitted with the input side and the output side being electrically insulated.
[0003]
FIG. 9A shows a lead frame in a conventional optical coupling element. The lead frame 101 is for supporting and connecting the light receiving element 102. The light receiving element 102 is mounted on the header 103a, and the light receiving element 102 and the bonding portion 103b are connected by a bonding wire. Similarly, the light emitting element is also mounted on the header of the lead frame and connected to the lead (not shown). Then, each lead frame on which the light receiving element and the light emitting element are mounted is positioned, and a synthetic resin for sealing the light receiving element, the light emitting element, and a part of each lead frame is molded to form a package 105. The tie bar of each lead frame is cut to complete the optical coupling element.
[0004]
In the lead frame 101, two tie bars 106a and 106b are provided, and the leads 104a and 104b are connected by the tie bars 106a and 106b. In order to facilitate the processing of the lead frame, the leads 104a and 104b and the tie bars 106a and 106b are formed in a straight line. The tie bars 106a and 106b serve not only to connect the leads 104a and 104b but also to prevent the synthetic resin from flowing out when the package 105 is molded. Two tie bars 106a and 106b are provided because the molding is performed twice for double sealing.
[0005]
Here, if a margin width W is provided between the outer edge 104c of the lead 104a on the light receiving element 102 side and the outer edge 105a of the package 105, unfilled synthetic resin, voids, or cracking of the package 105 at the margin width W is prevented. Therefore, it is necessary to make the margin width W sufficiently wide.
[0006]
On the other hand, with the recent miniaturization of electronic devices, miniaturization of electronic components is required, and the same applies to optical coupling elements. However, in the wiring pattern on the substrate of the electronic device, the lead pitch is standardized, and the pitches of 2.54 mm and 1.27 mm are generally adopted. For this reason, even if the optical coupling element is reduced in size, the lead pitch of the lead frame cannot be easily changed. Therefore, the only way to reduce the size of the optical coupling element is to reduce the size of the package 105 without reducing the pitch P between the leads 104a and 104b.
[0007]
However, as shown in FIG. 9B, when the small package 105A is adopted, the margin width W becomes narrow, and therefore, the portion of the margin width W is unfilled with synthetic resin, voids, or cracks in the package 105A. .
[0008]
Therefore, instead of the lead 104a shown in FIGS. 9A and 9B, a lead 107 that is bent as shown in FIG. 9C is adopted, and the outer edge 107a of the lead 107 and the outer edge of the package 105A are adopted. The margin width W between 105a was widened.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
However, even if the bent lead 107 is employed as shown in FIG. 9 (c), since the detoured portion of the lead 107 is in the inner region of the package 105A, the other outer edge 107b of the lead 107 and the outer side of the package 105A are used. The margin width W ′ between the edges 105a is narrow, and the portion of the margin width W ′ is unfilled with synthetic resin, voids, or cracks in the package 105A.
[0010]
In general, in order to appropriately set the distance between the light emitting element and the light receiving element, it is necessary to bend each lead supporting the light emitting element and the light receiving element in the inner region of the package. However, since the lead 107 has a curved portion, it is difficult to bend the lead 107. If the vicinity of the bent portion of the lead 107 is bent, a complicated stress acts on the lead 107 to process the lead 107. The accuracy deteriorated and the characteristics of the optical coupling element became unstable.
[0011]
On the other hand, Japanese Patent Laid-Open No. 10-326856 discloses a semiconductor device in which a lead is bent outside the tie bar. However, since the lead is detoured outside the tie bar and the lead pitch is set, the lead becomes too long, and the semiconductor device as a whole cannot be said to be downsized.
[0012]
Furthermore, even if the lead is bent around the inner area of the package or the lead is bent around the outside of the tie bar, the shape of the lead frame remains the same, and the processing of the lead frame becomes difficult and costly. Rose.
[0013]
Therefore, the present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and can be downsized, the lead can be easily bent in the inner region of the package, and the shape of the lead frame is complicated. It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing an optical coupling element that does not incur the problem .
[0014]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the present invention provides a light coupling element in which a light emitting element and a light receiving element are mounted on a lead frame, and a part of the light emitting element, the light receiving element, and the lead frame are sealed with a sealing resin. The lead frame on the element side has a plurality of leads and tie bars for connecting the leads, and the pitch of each lead is changed at the tie bar portion, and the pitch is narrower on the light receiving element side than the tie bar portion. is doing.
[0015]
According to the optical coupling element of the present invention having such a configuration, the pitch of each lead is changed at the portion of the tie bar and is narrower on the light receiving element side than the portion of the tie bar. Accordingly, in the inner region of the package, the pitch of each lead is narrowed, and the package can be reduced in size while ensuring a margin width between the outer edge of the lead and the outer edge of the package. Further, in the inner region of the package, there is no need to make the lead bend, and the lead can be easily bent. Furthermore, since the pitch of each lead is changed at the tie bar part, each lead can be shorter than the conventional one where the pitch is changed outside the tie bar, and the entire optical coupling element can be easily downsized. Become. Further, the shape of the lead frame is not complicated, the processing of the lead frame is easy, and an increase in cost can be suppressed.
[0016]
Further, in the present invention, a primary tie bar and a secondary tie bar that is further away from the light receiving element than the primary tie bar are provided, and the pitch of each lead is changed at any part of the primary tie bar and the secondary tie bar. Thus, the pitch is narrowed on the light receiving element side. Alternatively, a primary tie bar and a secondary tie bar that is further away from the light receiving element than the primary tie bar are provided, and the pitch of each lead is changed step by step at the site of the secondary tie bar and the site of the primary tie bar, The pitch is narrower on the primary tie bar side than the portion of the secondary tie bar, and the pitch is further narrower on the light receiving element side than the primary tie bar.
[0017]
When two tie bars are provided in this way, the pitch of each lead may be narrowed by changing the position of either the primary tie bar or the secondary tie bar, and the pitch of each lead may be secondary. The tie bar part and the primary tie bar part may be changed in stages to narrow the tie bar part.
[0018]
Furthermore, in the present invention, the lead is orthogonal to the tie bar.
[0019]
In this way, if the lead is orthogonal to the tie bar, the shape of the lead frame is simplified, and when the lead is bent, the processing accuracy can be improved by pressing the tie bar.
[0020]
In the present invention, the lead frame on the light emitting element side has a plurality of leads and a tie bar for connecting the leads, and the pitch of each lead is changed at the portion of the tie bar, and the pitch is changed to that of the tie bar. It is narrower on the light emitting element side than the part.
[0021]
As a result, the lead frame on the light emitting element side can achieve the same effect as the lead frame on the light receiving element side, and the degree of freedom in designing the optical coupling element is increased.
[0022]
Next, the optical coupling element manufacturing method of the present invention includes a step of mounting the light emitting element and the light receiving element on the lead frame, and a step of sealing a part of the light emitting element, the light receiving element, and the lead frame with a sealing resin. And cutting the lead frame tie bars.
[0023]
With such a manufacturing method, the optical coupling element of the present invention can be manufactured.
[0024]
The electronic device of the present invention includes the optical coupling element of the present invention.
[0025]
That is, the present invention is not limited to the optical coupling element and the manufacturing method thereof, but includes an electronic device to which the optical coupling element is applied. This electronic device is a reproduction device such as a DVD, VTR, STB, CD, MD, image receiving device, power supply, inverter, etc., and any kind as long as it includes a circuit that insulates the input and output and transmits a signal. It doesn't matter.
[0026]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
[0027]
1A and 1B are cross-sectional views showing a first embodiment of an optical coupling element of the present invention as seen from the front and side. In the optical coupling element of the present embodiment, the light emitting element 11 and the light receiving element 12 are mounted on the headers 13 a and 14 a of the lead frames 13 and 14, and the light emitting element 11 is bonded to the lead frame 13 via the wire 15. (Not shown), the light receiving element 12 is connected to the bonding portion 14b via the wire 16, and the light emitting element 11 and the light receiving element 12 are arranged to face each other by positioning the lead frames 13 and 14. A light-transmitting resin 17 serving as an optical path between the element 11 and the light-receiving element 12 is formed by primary molding, and a light-shielding resin 18 that prevents intrusion of ambient light and light leakage from the inside is formed by secondary molding. The light emitting element 11 and the light receiving element 12 are sealed by a package 19 made of a light transmitting resin 17 and a light shielding resin 18.
[0028]
In this optical coupling element, the light transmission path from the light emitting element 11 to the light receiving element 12 is set in a straight line, and an electric signal is converted into an optical signal by the light emitting element 11 as shown in FIG. A signal is transmitted from the light emitting element 11 to the light receiving element 12, and this optical signal is converted into an electric signal by the light receiving element 12, whereby the input side and the output side are electrically insulated to perform signal transmission.
[0029]
FIG. 3 is a plan view showing an outer lead frame in which a plurality of lead frames 14 each mounting the light receiving element 12 are connected in a comb tooth shape. Here, the two leads 14 c and 14 d of the plurality of lead frames 14 are connected by the primary tie bar 21, the secondary tie bar 22, and the outer frame portion 23. Similarly, two leads of each lead frame 13 on which each light emitting element 11 is mounted are connected in a comb-like shape by a primary tie bar, a secondary tie bar, and an outer frame part (not shown).
[0030]
On the light receiving element 12 side, the leads 14c and 14d of the lead frames 14 connected to each other are bent as shown in FIG. 1A, and the respective light receiving elements 12 are placed on the headers 14a at the tips of the leads 14c. Are bonded by die bonding, and the bonding portions 14b at the tips of the respective leads 14d and the respective light receiving elements 12 are connected through the respective wires 16 formed by wire bonding. Similarly, on the light emitting element 11 side, each lead of each lead frame 13 is bent, each light emitting element 11 is bonded to each header 13a by die bonding, and each bonding portion and each light emitting element 11 are wire bonded. Are connected through the respective wires 15 formed by the above.
[0031]
Then, each lead frame 13 and each lead frame 14 are positioned, and each light emitting element 11 and each light receiving element 12 are arranged to face each other for each optical coupling element, and one transparent resin 17 is provided for each optical coupling element. The light-shielding resin 18 is formed by secondary molding, and the light emitting element 11 and the light receiving element 12 are sealed by the package 19. In the primary molding and secondary molding, the translucent resin 17 and the light-shielding resin 18 are prevented from flowing out by the primary tie bars and the secondary tie bars of the lead frames 13 and the lead frames 14.
[0032]
Thereafter, the primary tie bar and the secondary tie bar of each lead frame 13 and each lead frame 14 are cut to separate each optical coupling element.
[0033]
As the outer lead frame, not only one in which each lead frame is connected in a comb tooth shape but also one in which each lead frame is connected in a ladder shape as shown in FIG. Also in the outer lead frame of FIG. 4, a plurality of lead frames 14 are connected by a primary tie bar 21, a secondary tie bar 22, and an outer frame portion 23.
[0034]
Since the light receiving element 12 needs to have a larger light receiving surface, the size of the chip is larger than that of the light emitting element 11. Therefore, the size of the header of the lead frame is also larger in the light receiving element 12 than in the light emitting element 11. Therefore, in order to reduce the size of the package 19, first, the size of the lead frame on the light receiving element 12 side needs to be reduced in the inner region of the package 19.
[0035]
FIG. 5A is a plan view showing the lead frame 14 and the package 19 on the light receiving element 12 side, and FIG. 5B shows a state in which the primary tie bar 21 and the secondary tie bar 22 of the lead frame 14 are cut. FIG. In FIGS. 5A and 5B, the lead frame 13 on the light emitting element 11 side is omitted.
[0036]
As apparent from FIGS. 5A and 5B, the pitch P of the leads 14 c and 14 d of the lead frame 14 is changed at the site of the primary tie bar 21, and the light receiving element 12 than the site of the primary tie bar 21. Narrow on the side. Accordingly, in the inner region of the package 19, the pitch P between the leads 14c and 14d is reduced, and the margin width W1 between the outer edge of the lead 14c and the outer edge of the package 19 is increased. Alternatively, even if the package 19 is miniaturized as shown by the alternate long and short dash line, the margin width W1 can be sufficiently secured. For this reason, it is possible to prevent unfilling of the synthetic resin, voids, or cracking of the package 19 at the portion of the margin width W1. Further, since the pitch P of each lead 14c, 14d is changed at the site of the primary tie bar 21, each lead 14c, 14d can be shorter than the conventional one in which the pitch is changed outside the tie bar. The entire optical coupling element can be easily reduced in size. Further, the shape of the lead frame 14 is not complicated, the processing of the lead frame 14 is easy, and an increase in cost can be suppressed.
[0037]
A die is used for bending each lead. For this reason, when the vicinity of the bent portion of the lead 107 is bent as in the conventional case shown in FIG. 9C, complicated stress acts on the lead 107 and the processing accuracy of the lead 107 is deteriorated. On the other hand, in the present embodiment, the primary tie bar 21 and the secondary tie bar 22 orthogonal to the leads 14c and 14d are pressed by a mold so that the leads 14c and 14d in the inner region of the package 19 are linear. Since the part is bent, the processing accuracy is increased and the characteristics of the optical coupling element can be stabilized.
[0038]
In addition, when moisture, plating solution, or the like enters from the outside to the inside of the package 19, they adversely affect the light emitting element 11 and the light receiving element 12, so that entry of these must be suppressed. For this purpose, if the lead 107 is bent as in the conventional case shown in FIG. 9 (c), the intrusion path indicated by the arrow A for moisture, plating solution or the like becomes longer, and these intrusions can be prevented. However, since the vicinity of the bent portion of the lead 107 is bent as described above, deterioration of the processing accuracy of the lead 107 cannot be avoided. In contrast, in the present embodiment, after the primary tie bar 21 and the secondary tie bar 22 of the lead frame 14 are cut, the leads 14c and 14d are clearly detoured, and an arrow A such as moisture or plating solution is used. The infiltration route indicated by is long. Moreover, as described above, the leads 14c and 14d can be bent with high accuracy. Furthermore, in the present embodiment, instead of forming the detoured portion of the lead 107 at the time of manufacturing the lead frame as in the conventional case shown in FIG. 9C, in a state where the leads 14c and 14d are pressed by the package 19, By cutting the primary tie bar 21 and the secondary tie bar 22, the detour portions of the leads 14c and 14d are formed, so that the processing accuracy of the detour portions is increased.
[0039]
Further, not only the pitch P of the leads 14c and 14d of the lead frame 14 on the light receiving element 12 side, but also the pitch of the leads of the lead frame 13 on the light emitting element 11 side may be narrowed at the primary tie bar portion.
[0040]
Here, as shown in FIGS. 1A and 1B, the wall 19 a of the package 19 is inclined to increase the incidence rate of light on the light receiving surface of the light receiving element 12. For this reason, the space between the inner walls 19 a is the largest near the center of the package 19. On the other hand, if the input current of the light emitting element 11 is IF and the output current of the light receiving element 12 is IC, the current transfer ratio CTR = IC / IF, and this current transfer ratio CTR is regarded as an important characteristic of the optical coupling element. ing. If the light emitting element 11 and the light receiving element 12 have already been used, it is preferable not to change the existing distance between the light emitting element 11 and the light receiving element 12 in order to maintain the current transfer ratio CTR, and the device design is easy. It is. For this reason, the respective positions of the light emitting element 11 and the light receiving element 12 cannot be easily changed.
[0041]
For the light receiving element 12, the pitch P of each lead 14c, 14d of the lead frame 14 is narrowed from the site of the primary tie bar 21, so the light receiving element 12 is placed closer to the center of the package 19 where the space between the inner walls 19a is widened. Even if it is not moved, the margin width W1 between the outer edge of the lead 14c and the outer edge of the package 19 can be sufficiently secured. That is, the degree of freedom in setting the position of the light receiving element 12 is high. Similarly, for the light emitting element 11, if the pitch of each lead of the lead frame 13 is narrowed from the primary tie bar portion, the light emitting element 11 does not have to be moved closer to the center of the package 19 as shown in FIG. The margin width W2 between the outer edge of the lead and the outer edge of the package 19 can be sufficiently secured. That is, the degree of freedom in setting the position of the light emitting element 11 can be increased. For this reason, even if the positions of the light emitting element 11 and the light receiving element 12 are set by giving priority to the current transfer ratio CTR, the margin widths W1 and W2 are not narrowed.
[0042]
Further, as shown in FIG. 7, the pitch P of each lead 14c, 14d of the lead frame 14 on the light receiving element 12 side is changed by the secondary tie bar 22, and the pitch P of each lead 14c, 14d is narrowed on the light receiving element 12 side. You may do it. Alternatively, as shown in FIG. 8, the pitch P of each lead 14c, 14d of the lead frame 14 on the light receiving element 12 side is changed at each part of the primary tie bar 21 and the secondary tie bar 22, so that each lead 14c, 14d The pitch P may be reduced stepwise. In this case, since the intrusion route indicated by the arrow A such as moisture or plating solution is complicatedly bent, these intrusions can be effectively prevented.
[0043]
Further, with respect to the lead frame 13 on the light emitting element 11 side, the pitch of each lead may be narrowed at the site of the secondary tie bar, or may be narrowed stepwise at the site of the primary tie bar and the secondary tie bar.
[0044]
In addition, this invention is not limited to the said embodiment, It can deform | transform variously. For example, only one of the leads of the lead frame may be bent at the tie bar portion to narrow the pitch of the leads. Further, the present invention is not limited to the optical coupling element and the manufacturing method thereof, but includes an electronic device to which the optical coupling element is applied. This electronic device is a reproduction device such as a DVD, VTR, STB, CD, MD, image receiving device, power supply, inverter, etc., and any kind as long as it includes a circuit that insulates the input and output and transmits a signal. It doesn't matter.
[0045]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the pitch of each lead is changed at the portion of the tie bar and is narrower on the light receiving element side than the portion of the tie bar. Accordingly, in the inner region of the package, the pitch of each lead is narrowed, and the package can be reduced in size while ensuring a margin width between the outer edge of the lead and the outer edge of the package. Further, in the inner region of the package, there is no need to make the lead bend, and the lead can be easily bent. Furthermore, since the pitch of each lead is changed at the tie bar part, each lead can be shorter than the conventional one where the pitch is changed outside the tie bar, and the entire optical coupling element can be easily downsized. Become. Further, the shape of the lead frame is not complicated, the processing of the lead frame is easy, and an increase in cost can be suppressed.
[0046]
Further, according to the present invention, when two tie bars are provided, the pitch of each lead is changed and narrowed at any part of the primary tie bar and the secondary tie bar, or the pitch of each lead is set to 2 The width of the next tie bar and the position of the primary tie bar are changed in stages to make it narrower.
[0047]
Furthermore, according to the present invention, since the lead is orthogonal to the tie bar, the shape of the lead frame is most simplified, and when the lead is bent, the processing accuracy can be improved by pressing the tie bar. .
[0048]
In addition, according to the present invention, the lead frame on the light emitting element side is also narrowed by changing the pitch of each lead at the portion of the tie bar, so that the same effect as the lead frame on the light receiving element side can be achieved. This increases the degree of freedom in designing the optical coupling element.
[Brief description of the drawings]
FIGS. 1A and 1B are sectional views showing a first embodiment of an optical coupling element of the present invention as seen from the front and side.
2 is a circuit diagram showing the optical coupling element of FIG. 1; FIG.
3 is a plan view showing an outer lead frame in which a plurality of lead frames each mounting the light receiving element of FIG. 1 are connected in a comb tooth shape. FIG.
4 is a plan view showing an outer lead frame in which a plurality of lead frames each mounting the light receiving element of FIG. 1 are connected in a ladder shape. FIG.
5A is a plan view showing a lead frame and a package on the light receiving element side of FIG. 1, and FIG. 5B is a plan view showing a state in which a tie bar of the lead frame is cut.
6 is a cross-sectional view showing a modification of the optical coupling element of FIG. 1 as viewed from the side.
7 is a plan view showing a modification of the lead frame on the light receiving element side in FIG. 1; FIG.
8 is a plan view showing another modification of the lead frame on the light receiving element side in FIG. 1. FIG.
9A, 9B, and 9C are plan views showing examples of conventional optical coupling elements.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Light emitting element 12 Light receiving element 13, 14 Lead frame 13a, 14a Header 14b Bonding part 14c, 14d Lead 15, 16 Wire 17 Translucent resin 18 Light shielding resin 19 Package 21 Primary tie bar 22 Secondary tie bar 23 Outer frame part

Claims

In a method for manufacturing an optical coupling element in which a light emitting element and a light receiving element are mounted on a lead frame, and a part of the light emitting element, the light receiving element, and the lead frame are sealed with a sealing resin,
The lead frame on the light receiving element side includes a plurality of leads, a primary tie bar that connects the leads orthogonal to each lead, and a secondary tie bar that is further away from the light receiving element than the primary tie bar, and The pitch of the lead is changed step by step at the secondary tie bar and primary tie bar locations so that the pitch is narrower on the primary tie bar side than the secondary tie bar location, and the pitch is less than the primary tie bar location. Is also made narrower on the light receiving element side,
A step of sealing a part of a light emitting element, a light receiving element, and a lead frame with a sealing resin, and a step of cutting a primary tie bar and a secondary tie bar of the lead frame. Production method.

The lead frame on the light emitting element side has a plurality of leads and a tie bar for connecting the leads, and the pitch of each lead is changed at the tie bar portion, and the pitch is closer to the light emitting element side than the tie bar portion. 2. The method of manufacturing an optical coupling element according to claim 1, wherein a narrowed one is used.