JP4219954B2 - 多チャンネル型光結合装置、電子機器及びリードフレーム部材並びに多チャンネル型光結合装置の製造方法 - Google Patents

多チャンネル型光結合装置、電子機器及びリードフレーム部材並びに多チャンネル型光結合装置の製造方法 Download PDF

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Description

本発明は、電源回路などの電子機器や通信機器等の電子機器に適用できる多チャンネル型光結合装置、電子機器及びリードフレーム部材並びに多チャンネル型光結合装置の製造方法に関する。
光結合装置の主な用途としては、「スイッチング電源のフィードバック用途」や、「フィールドネットワークといわれるFA(Factory Automation)機器の通信インターフェイス用途」がある。
この種の光結合装置として、例えば、一対のリードフレーム間に発光素子及び受光素子をそれぞれ含む複数の光結合素子が並設された多チャンネル型光結合装置が用いられることがある。
この多チャンネル型光結合装置としては、一方のリードフレーム側に搭載された複数の発光素子と他方のリードフレームに搭載された複数の受光素子とがそれぞれ対向配置されてなる複数の光結合素子が並設された単方向の多チャンネル型光結合装置や、一対のリードフレーム間に発光素子及び受光素子が交互に対向配置されてなる複数の光結合素子が並設された双方向の多チャンネル型光結合装置を例示できる。
このうち、双方向の多チャンネル型光結合装置は、主として通信用の多チャンネル型光結合装置、例えば、「Device-net」、「Profi-bus」及び「Inter-bus」などのフィールドバス規格に準拠したFA機器の通信インターフェイスに用いられる高速通用の多チャンネル型光結合装置として使用されている(例えば、特許文献1参照)。
このような従来の多チャンネル型光結合装置においては、複数の光結合素子のうちの隣り合う光結合素子(チャンネル)間の光の干渉対策が充分ではない。
即ち、多チャンネル型光結合装置における干渉対策を実現するためには、隣り合う光結合素子の光路を、互いに干渉しない独立した状態に確保する必要がある。
その方法として、例えば、電気的に絶縁された発光素子と受光素子との間をシリコーン樹脂等の光透過性樹脂で繋ぎ、その周りをエポキシ樹脂等の遮光性モールド樹脂でパッケージングする方法がある。
しかし、このような方法では、実装時のフローやリフローの熱衝撃に関し、シリコーン樹脂等の光透過性樹脂とエポキシ樹脂等の遮光性モールド樹脂との膨張係数に起因するパッケージクラックが発生する可能性がある。
これに対し、複数の光結合素子を光透過性樹脂の一次パッケージで個々に封止すると共に個々の一次パッケージの外側を遮光性樹脂の二次パッケージで封止する、いわゆる2重トランスファーモールドとよばれる方法がある。
図25は、2重トランスファーモールド法で作製した複数の光結合素子を有する従来の多チャンネル型光結合装置を示す図であって、図25(a)は、該光結合装置を側面から視た概略断面であり、図25(b)は、該光結合装置を正面から視た概略断面である。なお、ここでは説明を簡単にするために、二つの光結合素子を有する場合について例示している。
多チャンネル型光結合装置100’は、例えば、図25で示すように、一対のリードフレーム1’,2’にそれぞれ搭載した受光素子3,3と発光素子4,4とが対向配置され、それらが光透過性樹脂の一次パッケージ7,7で個々に封止され、その後、個々の一次パッケージ7,7の外側が遮光性樹脂の二次パッケージ8で封止されることで作製されている。
図26に、図25に示す多チャンネル型光結合装置100’の2重トランスファーモールド法による製造例の作製工程を示す。
先ず、受光素子3,3をリードフレーム部材10’に搭載すると共に、発光素子4,4をリードフレーム部材20’に搭載し(図26(a)参照)、受光素子3,3及び発光素子4,4を個々の光結合素子P,Pが形成されるようにリードフレーム部材10’,20’を対向配置する(図26(b)参照)。
次に、受光素子3,3と発光素子4,4とを搭載したリードフレーム部材10’,20’に設けられた一次タイバー (図示省略)を上型と下型とで挟んで光透過性樹脂が漏れ出さないようにし、受光素子3,3及び発光素子4,4を光透過性樹脂にて個々に封止して一次パッケージ7,7を形成する(図26(c)参照)。この一次パッケージ7,7により光結合素子P,Pの光の伝動経路が確保されるようになる。
続いて、一次タイバーのカットや光透過性樹脂の樹脂バリの除去を行い、さらに、リードフレーム部材10’,20’に設けられた二次タイバー(図示省略)を上型と下型とで挟んで遮光性樹脂が漏れ出さないようにし、個々の一次パッケージ7,7の外側を遮光性樹脂にて封止して二次パッケージ8を形成する(図26(d)参照)。この二次パッケージ8により隣り合う光結合素子P,P間の光干渉性が妨げられるようになる。さらに、二次タイバーのカットや遮光性樹脂の樹脂バリの除去を行い、外部リードの加工等の工程を経た後、多チャンネル型光結合装置100’を得る。
このように作製された多チャンネル型光結合装置100’では、各光結合素子P,Pは、透過性樹脂で成形された一次パッケージ7,7にて受発光による信号伝達が行われると共に、遮光性樹脂で成形された二次パッケージ8にて隣り合う光結合素子P,P間の光干渉の防止を図っている。
なお、図示の例では、単方向の多チャンネル型光結合装置の製造例を示しているが、双方向の多チャンネル型光結合装置の場合も同様にして製造することができる。
特開平6−338778号公報
しかしながら、斯かる従来の多チャンネル型光結合装置では、次のような不都合がある。
図27は、単方向の多チャンネル型光結合装置を構成する光結合素子P,Pの受光素子3,3及び発光素子4,4がそれぞれ搭載されたリードフレーム1’,2’を示す概略平面図であって、図27(a)は、受光素子3,3がダイボンドされ、金属製ワイヤ5にてワイヤボンディングされた受光側リードフレーム1’を示す図であり、図27(b)は、発光素子4,4がダイボンドされ、金属製ワイヤ5にてワイヤボンディングされた発光側リードフレーム2’を示す図である。また、図28は、図27に示す光結合装置の等価回路を示す図である。
図27及び図28に示すように、受光側リードフレーム1’において、外部端子の数の低減を図るために、隣り合う受光素子3,3の電源Vcc端子3a,3a間に共通のリード部111’が設けられると共に、受光素子3,3のグランド端子3b,3b間に共通のリード部112’が設けられる場合には、図27(a)に示すように、該共通のリード部111’,112’が、隣り合う光結合素子P,P間の境界位置Qを横断して繋いでいる。そのため、図25(a)に示すように、隣り合う光結合素子P,P間を二次パッケージ8における遮光性の壁6が十分に遮閉することができず、隣り合う光結合素子P,P間が光学的に独立して干渉しないようにすることが困難であった。
このことは、双方向の多チャンネル型光結合装置についても言えることである。図29は、双方向の多チャンネル型光結合装置の等価回路の一例を示す図である。
図29に示すように、双方向の多チャンネル型光結合装置の等価回路を、前記した単方向の多チャンネル型光結合装置と同数の外部端子にて実現しようとする場合には、それぞれのリードフレームにおいて、受光素子3のグランド端子3aと発光素子4のカソード端子4aとの間に共通のリード部113’を設けている。従って、図27及び図28に示す単方向の多チャンネル型光結合装置と同様に、光結合素子P,P間を十分に遮光することができない。
本発明は、前記課題に鑑みてなされたものであり、外部端子の数を低減させつつ、複数の光結合素子のうちの隣り合う光結合素子間の光学的な干渉を効果的に防止できる多チャンネル型光結合装置及び電子機器を提供することを課題とする。
また、本発明は、外部端子の数を低減させつつ、複数の光結合素子のうちの隣り合う光結合素子間の光学的な干渉を効果的に防止できる多チャンネル型光結合装置を得ることができるリードフレーム部材及び多チャンネル型光結合装置の製造方法を提供することを課題とする。
本発明は、前記課題を解決するために、次の多チャンネル型光結合装置及びそれを備えた電子機器を提供する。
(1)多チャンネル型光結合装置
互いに対向配置された一対のリードフレーム間に発光素子及び受光素子をそれぞれ含む複数の光結合素子が並設されており、前記複数の光結合素子が光透過性樹脂の一次パッケージで個々に封止されると共に前記個々の一次パッケージの外側が遮光性樹脂の二次パッケージで封止された多チャンネル型光結合装置であって、前記一対のリードフレームのうち少なくとも一方のリードフレームには、前記複数の光結合素子のうちの隣り合う光結合素子間を電気的に接続するための共通のリードが設けられており、前記共通のリードは、一部が該隣り合う光結合素子間の境界位置において光学的に分断されていると共に、前記リードフレームの素子搭載側への折り曲げ位置を基準にして外側、且つ、前記二次パッケージより内側で電気的に接続される接続部を含み、前記接続部において、前記一次パッケージ形成後に、前記隣り合う光結合素子間を電気的に接続するタイバーが一体形成された部位と、前記隣り合う光結合素子間を電気的に接続するリードが一体形成された部位とのうち少なくとも一つを残すようにタイバーカットしたものであり、タイバー又はリードのうち少なくとも一つによって電気的に接続されていることを特徴とする多チャンネル型光結合装置。
(2)電子機器
前記本発明に係る多チャンネル型光結合装置を備えていることを特徴とする電子機器。
本発明に係る電子機器としては、例えば、電源機器、インバータ制御機器や、FA機器の通信インターフェイスに用いられる通信機器等を挙げることができる。但し、それに限定されるものではなく、入出力間を絶縁して信号伝達を行うものであれば、如何なる種類のものであってもよい。
本発明に係る多チャンネル型光結合装置及び電子機器によれば、前記少なくとも一方のリードフレームに、前記複数の光結合素子のうちの隣り合う光結合素子間を電気的に接続するための共通のリードが設けられているので、外部端子の数を低減させることができる。また、前記共通のリードは、一部が前記隣り合う光結合素子間の境界位置において光学的に分断されているので、該隣り合う光結合素子間を前記二次パッケージにおける遮光性の壁によって確実に遮閉でき、これにより、該隣り合う光結合素子間を確実に遮光することができる。従って、外部端子の数を低減させつつ、前記隣り合う光結合素子間の光学的な干渉を効果的に防止することが可能となる。
さらに、前記共通のリードが、前記リードフレームの素子搭載側への折り曲げ位置を基準にして外側、且つ、前記二次パッケージより内側で電気的に接続される接続部を含み、前記二次パッケージより内側で電気的に接続されているので、前記隣り合う光結合素子間の良好な電気的接続を長期に亘り安定して維持することが可能となる。
しかも、前記接続部において、前記一次パッケージ形成後に、前記隣り合う光結合素子間を電気的に接続するタイバーが一体形成された部位と、前記隣り合う光結合素子間を電気的に接続するリードが一体形成された部位とのうち少なくとも一つを残すようにタイバーカットしたものであり、タイバー又はリードのうち少なくとも一つによって電気的に接続されているので、前記隣り合う光結合素子間の電気的な接続を簡単且つ容易に実現することができる。
本発明に係る多チャンネル型光結合装置及び電子機器において、前記一対のリードフレーム間に前記発光素子及び前記受光素子が交互に対向配置されていてもよい。こうすることで、双方向通信を容易に実現することができる。
この場合、前記共通のリードは、前記受光素子のグランド端子と、前記発光素子のカソード端子との間の共通のリード部を含んでいる態様を例示できる。こうすることで、前記受光素子のグランド端子及び前記発光素子のカソード端子に関する外部端子の数を減らすことができる。
このように、前記共通のリードが前記受光素子のグランド端子と前記発光素子のカソード端子との間の共通のリード部を含んでいる場合、次の具体的態様を例示できる。即ち、
(a)前記共通のリード部は、前記受光素子を搭載する第1ヘッダー部と、前記発光素子を搭載する第2ヘッダー部とを有しており、前記第1ヘッダー部に前記受光素子のグランド端子が電気的に接続されており、前記第2ヘッダー部に前記発光素子のカソード端子が直付けされている態様、
(b)前記共通のリード部は、前記受光素子を搭載するヘッダー部と、前記発光素子のカソード用リードとを有しており、前記ヘッダー部に前記受光素子のグランド端子が電気的に接続されており、前記カソード用リードに前記発光素子のカソード端子が金属製ワイヤによって電気的に接続されている態様である。
前記(a)の態様では、前記発光素子を、対応するリードフレームに対してカソード端子が直付けされるように実装することが可能となる。また、前記(b)の態様では、前記発光素子を、対応するリードフレームに対してアノード端子が直付けされるように実装することが可能となる。
本発明に係る多チャンネル型光結合装置及び電子機器において、前記複数の光結合素子は、前記発光素子を駆動する発光素子駆動用素子をそれぞれ含んでいてもよい。こうすることで、前記発光素子の光結合素子内での直接駆動が可能となり、これにより、前記発光素子の高速応答を実現でき、例えば、FA機器のフィールドネットワークの高速通信応答が可能になる。
前記複数の光結合素子は、前記発光素子及び前記受光素子が交互に対向配置されている場合においては、前記共通のリードは、前記発光素子駆動用素子のグランド端子と、前記受光素子のグランド端子と、前記発光素子のカソード端子との間の共通のリード部を含んでいる態様を例示できる。こうすることで、前記発光素子駆動用素子のグランド端子、前記受光素子のグランド端子及び前記発光素子のカソード端子に関する外部端子の数を減らすことができる。
このように、前記共通のリードが前記発光素子駆動用素子のグランド端子と前記受光素子のグランド端子と前記発光素子のカソード端子との間の共通のリード部を含んでいる場合、次の具体的態様を例示できる。即ち、
(c)前記共通のリード部は、前記受光素子を搭載する第1ヘッダー部と、前記発光素子及び前記発光素子駆動用素子の双方を搭載する第2ヘッダー部とを有しており、前記第1ヘッダー部に前記受光素子のグランド端子が電気的に接続されており、前記第2ヘッダー部に前記発光素子のカソード端子が直付けされていると共に、前記第2ヘッダー部に前記発光素子駆動用素子のグランド端子が電気的に接続されている態様、
(d)前記共通のリード部は、前記受光素子を搭載する第1ヘッダー部と、前記発光素子駆動用素子を搭載する第2ヘッダー部とを有しており、前記第1ヘッダー部に前記受光素子のグランド端子が電気的に接続されており、前記第2ヘッダー部又は前記第2ヘッダー部のリードに前記発光素子のカソード端子が金属製ワイヤによって電気的に接続されていると共に、前記第2ヘッダー部に前記発光素子駆動用素子のグランド端子が電気的に接続されている態様である。
前記(c)の態様では、前記発光素子を、対応するリードフレームに対してカソード端子が直付けされるように実装することが可能となる。また、前記(d)の態様では、前記発光素子を、対応するリードフレームに対してアノード端子が直付けされるように実装することが可能となる。
また、前記複数の光結合素子は、前記発光素子を駆動する発光素子駆動用素子をそれぞれ含んでいる場合、前記共通のリードは、前記発光素子駆動用素子の電源端子と、前記受光素子の電源端子との間の共通のリード部を含んでいる態様を例示できる。こうすることで、前記発光素子駆動用素子の電源端子及び前記受光素子の電源端子に関する外部端子の数を減らすことができる。
本発明に係る多チャンネル型光結合装置及び電子機器おいて、前記共通のリードは、前記接続部において、前記隣り合う光結合素子間を電気的に接続する金属製ワイヤを設ける部位を含み、金属製ワイヤによって電気的に接続されていることが好ましい。
ここで前記「タイバー」とは、リードフレーム部材のリード間を支持する補助リード部であり、樹脂封止の際に樹脂漏れを低減する機能を兼ねる場合もある。
本発明は、前記課題を解決するために、次のリードフレーム部材及び多チャンネル型光結合装置の製造方法も提供する。
(3)リードフレーム部材
互いに対向配置された一対のリードフレーム間に発光素子及び受光素子をそれぞれ含む複数の光結合素子が並設されており、前記複数の光結合素子が光透過性樹脂の一次パッケージで個々に封止されると共に前記個々の一次パッケージの外側が遮光性樹脂の二次パッケージで封止された多チャンネル型光結合装置に用いられるリードフレーム部材であって、前記複数の光結合素子のうちの隣り合う光結合素子間を電気的に接続するための共通のリードが設けられており、前記共通のリードは、少なくとも一部が該隣り合う光結合素子間の境界位置において光学的に分断されていると共に、素子搭載側への折り曲げ位置を基準にして外側、且つ、前記二次パッケージに対応する領域より内側で電気的に接続され得る接続部を含み、前記接続部は、前記隣り合う光結合素子間を電気的に接続するタイバーが一体形成された部位と、前記隣り合う光結合素子間を電気的に接続するリードが一体形成された部位と、前記隣り合う光結合素子間を電気的に接続する金属製ワイヤを設け得る部位とのうち少なくとも一つを含むことを特徴とするリードフレーム部材。
(4)多チャンネル型光結合装置の製造方法
互いに対向配置された一対のリードフレーム間に発光素子及び受光素子をそれぞれ含む複数の光結合素子が並設されており、前記複数の光結合素子が光透過性樹脂の一次パッケージで個々に封止されると共に前記個々の一次パッケージの外側が遮光性樹脂の二次パッケージで封止された多チャンネル型光結合装置の製造方法であって、第1及び第2リードフレーム部材を準備すると共に、前記第1及び第2リードフレーム部材のうち少なくとも一方のリードフレーム部材として、前記複数の光結合素子のうちの隣り合う光結合素子間を電気的に接続するための共通のリードが設けられており、前記共通のリードの少なくとも一部が該隣り合う光結合素子間の境界位置において光学的に分断されているリードフレーム部材を採用するリードフレーム部材準備工程と、前記第1及び第2リードフレーム部材に、前記光結合素子を構成する発光素子及び受光素子を搭載して前記複数の光結合素子を形成する結合素子形成工程と、前記複数の光結合素子を前記光透過性樹脂にて個々に封止して前記一次パッケージを形成する一次パッケージ形成工程と、前記一次パッケージ形成工程の後に、前記リードフレーム部材準備工程で採用したリードフレーム部材を前記隣り合う光結合素子間で電気的に接続される状態に加工するリードフレーム部材加工工程と、前記個々の一次パッケージの外側を前記遮光性樹脂にて封止して前記二次パッケージを形成する二次パッケージ形成工程とを含み、前記リードフレーム部材準備工程において採用されるリードフレーム部材の前記共通のリードは、前記リードフレーム部材の素子搭載側への折り曲げ位置を基準にして外側、且つ、前記二次パッケージに対応する領域より内側で電気的に接続され得る接続部を含み、前記リードフレーム部材準備工程において採用されるリードフレーム部材の前記接続部は、前記隣り合う光結合素子間を電気的に接続するタイバーが一体形成された部位と、前記隣り合う光結合素子間を電気的に接続するリードが一体形成された部位とのうち少なくとも一つを含み、前記リードフレーム部材加工工程では、前記タイバー及び前記リードのうち少なくとも一つを残すようにタイバーカットすることを特徴とする多チャンネル型光結合装置の製造方法。
本発明に係るリードフレーム部材及び多チャンネル型光結合装置の製造方法によれば、前記リードフレーム部材準備工程にて前記本発明に係るリードフレーム部材を採用し、前記一次パッケージ形成工程にて前記一次パッケージを形成した後に、前記リードフレーム部材加工工程にて前記リードフレーム部材を前記隣り合う光結合素子間で電気的に接続される状態に加工することで、前記本発明に係る多チャンネル型光結合装置を得ることができる。従って、外部端子の数を低減させつつ、前記隣り合う光結合素子間の光学的な干渉を効果的に防止可能な多チャンネル型光結合装置を得ることができる。
さらに、前記共通のリードが、素子搭載側への折り曲げ位置を基準にして外側、且つ、前記二次パッケージに対応する領域より内側で電気的に接続され得る接続部を含み、前記二次パッケージに対応する領域より内側で電気的に接続されるので、前記隣り合う光結合素子間の良好な電気的接続を長期に亘り安定して維持することが可能となる。
しかも、前記接続部は、前記隣り合う光結合素子間を電気的に接続するタイバーが一体形成された部位と、前記隣り合う光結合素子間を電気的に接続するリードが一体形成された部位とのうち少なくとも一つを含み、前記一次パッケージ形成後に、前記タイバー及び前記リードのうち少なくとも一つを残すようにタイバーカットするので、前記隣り合う光結合素子間の電気的な接続を簡単且つ容易に実現することができる。
本発明に係るリードフレーム部材において、前記発光素子及び前記受光素子が交互に対向配置された多チャンネル型光結合装置に用いられるように構成されていてもよい。
即ち、本発明に係る多チャンネル型光結合装置の製造方法において、前記リードフレーム部材準備工程において準備される前記第1及び第2リードフレーム部材は、前記一対のリードフレーム間に前記発光素子及び前記受光素子が交互に対向配置された多チャンネル型光結合装置に用いられるものであり、前記光結合素子形成工程では、前記第1及び第2リードフレーム部材に、前記発光素子及び前記受光素子を交互に搭載してもよい。これにより、前記一対のリードフレーム間に前記発光素子及び前記受光素子が交互に対向配置された多チャンネル型光結合装置、例えば、双方向通信を容易に実現可能な多チャンネル型光結合装置を得ることができる。
また、本発明に係る多チャンネル型光結合装置の製造方法において、前記リードフレーム部材準備工程において採用されるリードフレーム部材の前記接続部は、前記隣り合う光結合素子間を電気的に接続する金属製ワイヤを設け得る部位を含み、前記リードフレーム部材加工工程では、前記接続部に前記金属製ワイヤを設けることが好ましい
なお、前記リードフレーム部材加工工程は、前記接続部に前記金属製ワイヤを設ける工程に先立ち、前記接続部を洗浄する工程をさらに含んでいてもよい。
以上説明したように、本発明によると、外部端子の数を低減させつつ、複数の光結合素子のうちの隣り合う光結合素子間の光学的な干渉を効果的に防止できる多チャンネル型光結合装置及び電子機器を提供することができる。
また、本発明によると、外部端子の数を低減させつつ、複数の光結合素子のうちの隣り合う光結合素子間の光学的な干渉を効果的に防止できる多チャンネル型光結合装置を得ることができるリードフレーム部材及び多チャンネル型光結合装置の製造方法を提供することができる。
さらに、本発明によると、前記共通のリードが、前記リードフレームの素子搭載側への折り曲げ位置を基準にして外側、且つ、前記二次パッケージより内側で電気的に接続される接続部を含み、前記二次パッケージより内側で電気的に接続されるので、前記隣り合う光結合素子間の良好な電気的接続を長期に亘り安定して維持することが可能となる。
しかも、本発明によると、前記接続部において、前記一次パッケージ形成後に、前記隣り合う光結合素子間を電気的に接続するタイバーが一体形成された部位と、前記隣り合う光結合素子間を電気的に接続するリードが一体形成された部位とのうち少なくとも一つを残すようにタイバーカットしたものであり、タイバー又はリードのうち少なくとも一つによって電気的に接続されるので、前記隣り合う光結合素子間の電気的な接続を簡単且つ容易に実現することができる。
以下、本発明の一実施形態について添付図面を参照しつつ詳細に説明する。
図1は、本発明に係る多チャンネル型光結合装置の一実施形態を示す図であって、図1(a)は、該光結合装置を側面から視た概略断面であり、図1(b)は、該光結合装置を正面から視た概略断面である。
図2は、図1に示す多チャンネル型光結合装置100aにおける一方のリードフレーム1a側に注目して示す概略平面図である。
なお、図2において、図1に示す他方のリードフレーム2a側の構成は、一方のリードフレーム1a側の構成と実質的に同じであり、図2に代表させて示している。従って、他方のリードフレーム2aは図2において符号1aの後の括弧で示している。後述する図3及び図4、図6乃至図12の他方のリードフレーム2b〜2dについても同様である。
図1及び図2に示す多チャンネル型光結合装置100aは、互いに対向配置された一対のリードフレーム1,2間に発光素子4,4…及び受光素子3,3…をそれぞれ含む複数の光結合素子P,P…が並設されている。複数の光結合素子P,P…は光透過性樹脂の一次パッケージ7,7…で個々に封止されていると共に個々の一次パッケージ7,7…の外側は遮光性樹脂の二次パッケージ8で封止されている。
なお、ここでは説明を簡単にするために、二つの光結合素子P,Pを有する図29に示す等価回路で構成される双方向の多チャンネル型光結合装置について例示しており、以下、二つの光結合素子として説明する。
一対のリードフレーム1a,2aのうち少なくとも一方(ここでは双方のリードフレーム1a,2a)には、隣り合う光結合素子P,P間を電気的に接続するための共通のリード11aが設けられている。この共通のリード11aは、一部が該隣り合う光結合素子P,P間の境界位置81において光学的に分断されている。
このように、図1及び図2に示す多チャンネル型光結合装置100aによれば、リードフレーム1a,2aに、隣り合う光結合素子P,P間を電気的に接続するための共通のリード11aが設けられているので、外部端子の数を低減させることができる。また、共通のリード11aは、一部が隣り合う光結合素子P,P間の境界位置81において光学的に分断されているので、該隣り合う光結合素子P,P間を二次パッケージ8における遮光性の壁80によって確実に遮閉でき、これにより、該隣り合う光結合素子P,P間を確実に遮光することができる。従って、外部端子の数を低減させつつ、隣り合う光結合素子P,P間の光学的な干渉を効果的に防止することが可能となる。
本実施の形態では、双方向通信を容易に実現するという観点から、多チャンネル型光結合装置100aは、一対のリードフレーム1a,2a間に発光素子4及び受光素子3が交互に対向配置されてなる複数の光結合素子P,Pが並設されている。
詳しくは、共通のリード11aは、受光素子3のグランドGND端子aと、発光素子4のカソード端子との間を電気的に接続するために共通化された共通のリード部110a(図2中斜線部参照)を含んでいる。斯かる構成では、受光素子3のグランドGND端子aが電気的に接続される外部端子と、発光素子4のカソード端子が電気的に接続される外部端子とを互いに兼用でき、それだけ外部端子の数を低減できる。
この共通のリード部110aは、受光素子3を搭載する第1ヘッダー部111aと、発光素子4を搭載する第2ヘッダー部112aとを有している。
第1ヘッダー部111aには、受光素子3のグランドGND端子aが直付け又は金属製ワイヤ(ここでは金属製ワイヤA)によって電気的に接続されている。第2ヘッダー部112aには、発光素子4のカソード端子が直付けされている。
斯かる構成では、発光素子4をリードフレーム1a,2aに対してカソード端子が直付けされるように実装することが可能となる。
さらに説明すると、リードフレーム1a,2aには、さらに、受光素子3の出力用リード113a、受光素子3の電源用リード114a及び発光素子4のアノード用リード115aが設けられている。
受光素子3の出力用リード113a及び電源用リード114aには、それぞれ、受光素子3の出力Vcc端子b及び電源Vcc端子cが金属製ワイヤB,Cによって電気的に接続されている。また、発光素子4のアノード用リード115aには、発光素子4のアノード端子d1が金属製ワイヤDによって電気的に接続されている。
図3は、図1及び図2に示す多チャンネル型光結合装置100aの変形例における一方のリードフレーム1b側に注目して示す概略平面図である。
なお、図1乃至図3及び後述する図4乃至図24において、実質的に同じ構成、作用を有する箇所には同じ参照符号を付しその説明を省略する。
図3に示す多チャンネル型光結合装置100bのリードフレーム1b,2bでは、共通のリード11bは、受光素子3のグランドGND端子aと、発光素子4のカソード端子d2との間の共通のリード部110b(図3中斜線部参照)を含んでいる。
この共通のリード部110bは、受光素子3を搭載するヘッダー部111bと、発光素子4のカソード用リード112bとを有している。
ヘッダー部112bには、受光素子3のグランドGND端子aが直付け又は金属製ワイヤ(ここでは金属製ワイヤA)によって電気的に接続されている。カソード用リード112bには、発光素子4のカソード端子d2が金属製ワイヤDによって電気的に接続されている。
斯かる構成では、発光素子4を、リードフレーム1b,2bに対してアノード端子が直付けされるように実装することが可能となる。
さらに説明すると、リードフレーム1b,2bには、さらに、受光素子3の出力用リード113b、受光素子3の電源用リード114b及び発光素子4のアノード用リード115bが設けられている。
発光素子4のアノード用リード115bは、発光素子4を搭載するヘッダー部116bを有している。そして、受光素子3の出力用リード113b及び電源用リード114bには、それぞれ、受光素子3の出力Vo端子b及び電源Vcc端子cが金属製ワイヤB,Cによって電気的に接続されている。また、発光素子4のアノード用リード115bのヘッダー部116bに発光素子4のアノード端子が直付けされている。
図4は、図1及び図2に示す多チャンネル型光結合装置100aの他の例における一方のリードフレーム1c側に注目して示す概略平面図である。
図4に示す多チャンネル型光結合装置100cは、図1及び図2の多チャンネル型光結合装置100aにおいて、複数の光結合素子P,P…が発光素子4を駆動する発光素子駆動用素子18をそれぞれ含んでいる。このチャンネル型光結合装置100cでは、発光素子4の光結合素子P内での直接駆動が可能となり、これにより、発光素子4の高速応答を実現でき、例えば、FA機器のフィールドネットワークの高速通信応答が可能になる。
なお、ここでは、図5に示す等価回路で構成される双方向の多チャンネル型光結合装置について例示しており、以下、二つの光結合素子として説明する。
図4に示す多チャンネル型光結合装置100cのリードフレーム1c,2cでは、共通のリード11cは、発光素子駆動用素子18のグランドGND端子eと、受光素子3のグランドGND端子aと、発光素子4のカソード端子との間の共通の第1リード部110c(図4中斜線部参照)を含んでいる。こうすることで、発光素子駆動用素子18のグランドGND端子eが電気的に接続される外部端子と、受光素子3のグランドGND端子aが電気的に接続される外部端子と、発光素子4のカソード端子が電気的に接続される外部端子とを互いに兼用でき、それだけ外部端子の数を低減できる。
この共通の第1リード部110cは、受光素子3を搭載する第1ヘッダー部111cと、発光素子4及び発光素子駆動用素子18の双方を搭載する第2ヘッダー部112cとを有している。
第1ヘッダー部111cには、受光素子3のグランドGND端子aが直付け又は金属製ワイヤ(ここでは金属製ワイヤA)によって電気的に接続されている。第2ヘッダー部112cには、発光素子4のカソード端子が直付けされている。さらに、第2ヘッダー部112cには、発光素子駆動用素子18のグランドGND端子eが直付け又は金属製ワイヤ(ここでは金属製ワイヤE)によって電気的に接続されている。
斯かる構成では、発光素子4をリードフレーム1c,2cに対してカソード端子が直付けされるように実装することが可能となる。
さらに説明すると、リードフレーム1c,2cには、さらに、受光素子3の出力用リード113c、受光素子3の電源用リード114c、発光素子駆動用素子18の入力用リード115c及び発光素子駆動用素子18の電源用リード116cが設けられている。
受光素子3の出力用リード113c及び電源用リード114cには、それぞれ、受光素子3の出力Vo端子b及び電源Vcc端子cが金属製ワイヤB,Cによって電気的に接続されている。また、発光素子4のアノード端子d1には、発光素子駆動用素子18の出力Vo端子fが金属製ワイヤFによって電気的に接続されている。また、発光素子駆動用素子18の入力用リード115c及び電源用リード116cには、それぞれ、発光素子駆動用素子18の入力Vi端子g及び電源Vcc端子hが金属製ワイヤG,Hによって電気的に接続されている。
図6は、図4に示す多チャンネル型光結合装置100cの変形例における一方のリードフレーム1d側に注目して示す概略平面図である。
図6に示す多チャンネル型光結合装置100dは、図4の多チャンネル型光結合装置100cと同様、発光素子駆動用素子18を含んでおり、共通のリード11dは、発光素子駆動用素子18のグランドGND端子eと、受光素子3のグランドGND端子aと、発光素子4のカソード端子d2との間の共通の第1リード部110d(図6中斜線部参照)を含んでいる。
この共通の第1リード部110dは、受光素子3を搭載する第1ヘッダー部111dと、発光素子駆動用素子18を搭載する第2ヘッダー部112dとを有している。
第1ヘッダー部111dには、受光素子3のグランドGND端子aが直付け又は金属製ワイヤ(ここでは金属製ワイヤA)によって電気的に接続されている。第2ヘッダー部112d又はそのリード(ここでは第2ヘッダー部112dのリード)には、発光素子4のカソード端子d2が金属製ワイヤDによって電気的に接続されている。また、第2ヘッダー部112dには、発光素子駆動用素子18のグランドGND端子eが直付け又は金属製ワイヤ(ここでは金属製ワイヤE)によって電気的に接続されている。
斯かる構成では、発光素子4をリードフレーム1d,2dに対してアノード端子が直付けされるように実装することが可能となる。
さらに説明すると、リードフレーム1d,2dには、さらに、受光素子3の出力用リード113d、受光素子3の電源用リード114d、発光素子駆動用素子18の入力用リード115d、発光素子駆動用素子18の電源用リード116d及び発光素子4のアノード用リード117dが設けられている。
発光素子4のアノード用リード117dは、発光素子4を搭載するヘッダー部118dを有している。そして、受光素子3の出力用リード113d及び電源用リード114dには、それぞれ、受光素子3の出力Vo端子b及び電源Vcc端子cが金属製ワイヤB,Cによって電気的に接続されている。発光素子4のアノード用リード117dのヘッダー部118dには、発光素子4のアノード端子が直付けされている。発光素子4のアノード用リード117dのヘッダー部118d又は該アノード用リード117d(ここではヘッダー部118d)には、発光素子駆動用素子18の出力Vo端子fが金属製ワイヤFによって電気的に接続されている。また、発光素子駆動用素子18の入力用リード115d及び電源用リード116dには、それぞれ、発光素子駆動用素子18の入力Vi端子g及び電源Vcc端子hが金属製ワイヤG,Hによって電気的に接続されている。
なお、図4及び図6に示すリードフレーム1c,2c及び1d,2dにおいて、共通のリード11c,11dは、発光素子駆動用素子18の電源Vcc端子hと、受光素子3の電源端子cとの間の共通のリード部を含んでいてもよい。
図7及び図8は、それぞれ、図4及び図6に示す多チャンネル型光結合装置100c,100dにおいて、共通のリード11c,11dが発光素子駆動用素子18の電源Vcc端子hと受光素子3の電源Vcc端子cとの間の共通の第2リード部110c’,110d’を含んでいる場合の一方のリードフレーム1c,1d側に注目して示す概略平面図である。
共通の第2リード部110c’,110d’は、本実施の形態では、受光素子3の電源用リード114c,114dと発光素子駆動用素子18の電源用リード116c,116dとを電気的に接続する金属ワイヤMを含んでいる。
以上説明した多チャンネル型光結合装置100a〜100dにおいては、共通のリード11a〜11dは、リードフレーム1a〜1d,2a〜2dの素子3,4搭載側への折り曲げ位置15を基準にして外側、且つ、二次パッケージ8より内側で電気的に接続されている。斯かる構成では、共通のリード11a〜11dが二次パッケージ8より内側で電気的に接続されているので、隣り合う光結合素子P,P間の良好な電気的接続を長期に亘り安定して維持することが可能となる。
また、共通のリード11a〜11dは、タイバー、リード又は金属製ワイヤのうち少なくとも一つによって電気的に接続されていることが好ましい。
本実施の形態では、共通のリード11a〜11dに含まれる共通のリード部110a,100b及び共通の第1リード部100c,110dは、後述する多チャンネル型光結合装置の製造方法のリードフレーム部材加工工程でタイバーカット(タイバーを切除)せずに残したタイバーTによって電気的に接続され得る。
また、共通のリード11c,11dに含まれる共通の第2リード部110c’,110d’は、既述のとおり、金属製ワイヤMによって電気的に接続されている。
また、次の図9乃至図12に示すような態様も例示できる。
図9は、図3に示す多チャンネル型光結合装置100bにおいて、共通のリード11bに含まれる共通のリード部110bが、タイバーTと平行に設けられたリードL(斜線部参照)によって電気的に接続されていている状態を示している。
図10は、図3に示す多チャンネル型光結合装置100bにおいて、共通のリード11bに含まれる共通のリード部110bが、金属ワイヤMによって電気的に接続されていている状態を示している。
図11は、図7に示す多チャンネル型光結合装置100cにおいて、共通のリード11cに含まれる共通の第1リード部110cが、金属ワイヤMによって電気的に接続されていている状態を示している。
図12は、図8に示す多チャンネル型光結合装置100dにおいて、共通のリード11dに含まれる共通の第1リード部110dが、金属ワイヤMによって電気的に接続されていている状態を示している。
なお、言うまでもないが、金属ワイヤMは、接続するリード間で交差する他のリードに対しては電気的に絶縁された状態をされている。
以上説明した多チャンネル型光結合装置100a〜100dは、例えば、電源機器、インバータ制御機器や、FA機器の通信インターフェイスに用いられる通信機器等の電子機器に適用することができる。
次に、本発明の実施に係るリードフレーム部材及び本発明の実施に係る多チャンネル型光結合装置の製造方法について説明する。ここでは、本発明の実施に係る多チャンネル型光結合装置として、図3に示す多チャンネル型光結合装置100bを製造する場合を例にとって説明する。
図13乃至図15は、それぞれ、図3に示す多チャンネル型光結合装置100bの製造工程のうちの結合素子形成工程、一次パッケージ形成工程及びリードフレーム部材加工工程におけるリードフレーム部材10a,10bの一方のリードフレーム部材10b側に注目して示す概略平面図である。
なお、図13乃至図15において、他方のリードフレーム部材20b側の構成は、一方のリードフレーム部材10b側の構成と実質的に同じであり、図13乃至図15に代表させて示している。従って、他方のリードフレーム部材20bは図13乃至図15において符号10bの後の括弧で示している。後述する図16乃至図24の他方のリードフレーム部材20a〜20dについても同様である。
また、図13及び図14並びに図16乃至図19及び図22乃至図24における斜線部は、後述するリードフレーム部材加工工程でタイバーカット(タイバーが切除)される部分を示している。
[リードフレーム部材準備工程]
本実施の形態において準備される第1及び第2リードフレーム部材は、図3に示す多チャンネル型光結合装置100bに用いられるものである。
そして、第1及び第2リードフレーム部材のうち少なくとも一方(ここでは双方)のリードフレーム部材として、本発明の実施に係るリードフレーム部材10b,20bを採用する。
即ち、ここで採用されるリードフレーム部材10b,20bは、隣り合う光結合素子P,P間を電気的に接続するための共通のリード11bが設けられている。このリードフレーム部材10b,20bは、共通のリード11bが該隣り合う光結合素子P,P間の境界位置81において部分的又は全体的且つ光学的に分断されている。
結合素子形成工程]
次に、第1及び第2リードフレーム部材10b,20bに、光結合素子Pを構成する発光素子4及び受光素子3を(本実施の形態では交互に)搭載して(図13参照)、第1及び第2リードフレーム部材10b,20bを、それぞれのリードフレーム部材10a,20bに搭載された素子4,3が個々の光結合素子P,Pを形成するように(即ち、発光素子4及び受光素子3の光軸を一致させるように)対向配置させる。
[一次パッケージ形成工程]
第1及び第2リードフレーム部材10b,20bが対向配置された状態で複数の光結合素子P,Pを光透過性樹脂にて個々に封止して一次パッケージ7,7を形成する(図14参照)。
[リードフレーム部材加工工程]
この一次パッケージ形成工程の後に、リードフレーム部材準備工程で採用したリードフレーム部材10b,20bを隣り合う光結合素子P,P間で電気的に接続される状態に加工する。本実施の形態では、後述するように図13及び図14に示す斜線部分をタイバーカットする(図15参照)。
[二次パッケージ形成工程]
さらに、個々の一次パッケージ7,7の外側を遮光性樹脂にて封止して二次パッケージ8を形成し、図3に示す多チャンネル型光結合装置100bを得る。
なお、本発明の実施に係る製造方法において、リードフレーム部材準備工程で準備される第1及び第2リードフレーム部材を所定の折り曲げ位置15で素子3,4搭載側へ折り曲げるリードフォーミング工程を含むことができる。
このように、本発明の実施に係るリードフレーム部材及び多チャンネル型光結合装置の製造方法によれば、一次パッケージ7を形成した後に、リードフレーム部材10b,20bを隣り合う光結合素子P,P間で電気的に接続される状態に加工することで、本発明の実施に係る多チャンネル型光結合装置100bを得ることができる。従って、外部端子の数を低減させつつ、隣り合う光結合素子P,P間の光学的な干渉を効果的に防止可能な多チャンネル型光結合装置を得ることができる。
さらに、従来と同様の成型法によって一次及び二次パッケージ7,8を形成できる。従って、安定した多チャンネル型光結合装置の製造を容易に実現することが可能となる。
リードフレーム部材10b,20bにおいて、共通のリード11bは、受光素子3のグランドGND端子aと、発光素子4のカソード端子d2との間の共通のリード部110bを含んでいる。
即ち、この製造例では、リードフレーム部材準備工程において採用されるリードフレーム部材10b,20bの共通のリード11bは、受光素子3のグランドGND端子aと、発光素子4のカソード端子d2との間の共通のリード部110bを含んでいる。こうすることで、受光素子3のグランドGND端子a及び発光素子4のカソード端子d2に関する外部端子の数を減らし得る多チャンネル型光結合装置100bを得ることができる。
このように、リードフレーム部材10b,20bにおいて、共通のリード11bが受光素子3のグランドGND端子aと発光素子4のカソード端子d2との間の共通のリード部110bを含んでいる場合、図13乃至図15に示すように、共通のリード部110bは、受光素子3を搭載するヘッダー部111bと、発光素子4のカソード用リード112bとを有している態様を例示できる。
即ち、この製造例では、リードフレーム部材準備工程において採用されるリードフレーム部材10b,20bの共通のリード部110bは、受光素子3を搭載するヘッダー部111bと、発光素子4のカソード用リード112bとを有している。光結合素子形成工程では、受光素子3を、対応するリードフレーム部材10b,20bに搭載する際には、グランドGND端子aをヘッダー部111bに直付け又は金属製ワイヤ(ここでは金属製ワイヤA)によって電気的に接続し、発光素子4を、対応するリードフレーム部材10b,20bに搭載する際には、カソード端子d2をカソード用リード112bに金属製ワイヤDによって電気的に接続することができる。
これにより、発光素子4を、対応するリードフレーム部材10b,20bに対してアノード端子が直付けされるように実装することが可能となる。
さらに説明すると、リードフレーム部材10b,20bには、さらに、受光素子3の出力用リード113b、受光素子3の電源用リード114b及び発光素子4のアノード用リード115bが設けられている。
発光素子4のアノード用リード115bは、発光素子4を搭載するヘッダー部116bを有している。そして、光結合素子形成工程では、受光素子3の出力Vo端子b及び電源Vcc端子cを、それぞれ、受光素子3の出力用リード113b及び電源用リード114bに金属製ワイヤB,Cによって電気的に接続する。また、発光素子4のアノード端子を発光素子4のアノード用リード115bのヘッダー部116bに直付けする。
また、前記の製造例において、図13乃至図15のリードフレーム部材10b,20bに代えて、図16に示すリードフレーム部材10b,20bを用いて図9に示す多チャンネル型光結合装置100bを製造してもよい。このリードフレーム部材10b,20bは、タイバーTと平行に設けられたリードLが一体形成された後述する接続部212を含んでいる。
また、前記の製造例において、図13乃至図15のリードフレーム部材10b,20bに代えて、図17に示すリードフレーム部材10a,20aを用い、次のようにして図1及び図2に示す多チャンネル型光結合装置100aを製造してもよい。
図17に示すリードフレーム部材10a,20aでは、共通のリード11aが受光素子3のグランドGND端子aと発光素子4のカソード端子との間の共通のリード部110aを含んでいる。
共通のリード部110aは、受光素子3を搭載する第1ヘッダー部111aと、発光素子4を搭載する第2ヘッダー部112aとを有している態様を例示できる。
即ち、この製造例では、リードフレーム部材準備工程において採用されるリードフレーム部材10a,20aの共通のリード部110aは、受光素子3を搭載する第1ヘッダー部111aと、発光素子4を搭載する第2ヘッダー部112aとを有している。光結合素子形成工程では、受光素子3を、対応するリードフレーム部材10a,20aに搭載する際には、グランドGND端子aを第1ヘッダー部111aに直付け又は金属製ワイヤ(ここでは金属製ワイヤA)によって電気的に接続し、発光素子4を、対応するリードフレーム部材10a,10bに搭載する際には、カソード端子を第2ヘッダー部112aに直付けすることができる。
これにより、発光素子4を、対応するリードフレーム部材10a,20aに対してカソード端子が直付けされるように実装することが可能となる。
さらに説明すると、リードフレーム部材10a,20aには、さらに、受光素子3の出力用リード113a、受光素子3の電源用リード114a及び発光素子4のアノード用リード115aが設けられている。
そして、光結合素子形成工程では、受光素子3の出力Vcc端子b及び電源Vcc端子cを、それぞれ、受光素子3の出力用リード113a及び電源用リード114aに金属製ワイヤB,Cによって電気的に接続する。また、発光素子4のアノード端子d1を発光素子4のアノード用リード115aに金属製ワイヤDによって電気的に接続する。
また、先の製造例において、図13乃至図15のリードフレーム部材10b,20bに代えて、図18に示すリードフレーム部材10c,20cを用い、次のようにして図4に示す多チャンネル型光結合装置100cを製造してもよい。
図18に示すリードフレーム部材10c,20cは、図4に示す多チャンネル型光結合装置100cに用いられるものである。
即ち、この製造例では、リードフレーム部材準備工程において準備される第1及び第2リードフレーム部材10c,20cは、図4に示す多チャンネル型光結合装置100cに用いられるものである。光結合素子形成工程では、第1及び第2リードフレーム部材10c,20cに、発光素子駆動用素子18を搭載することができる。こうすることで、発光素子4の光結合素子P内での直接駆動が可能となり、これにより、発光素子4の高速応答を実現でき、例えば、FA機器のフィールドネットワークの高速通信応答が可能な多チャンネル型光結合装置100cを得ることができる。
また、リードフレーム部材準備工程において採用されるリードフレーム部材10c,20cの共通のリード11cは、発光素子駆動用素子18のグランドGND端子eと、受光素子3のグランドGND端子aと、発光素子4のカソード端子との間の共通の第1リード部110cを含んでいる。こうすることで、発光素子駆動用素子18のグランドGND端子e、受光素子3のグランドGND端子a及び発光素子4のカソード端子に関する外部端子の数を減らし得る多チャンネル型光結合装置100cを得ることができる。
このように、リードフレーム部材10c,20cにおいて、共通のリード11cが発光素子駆動用素子18のグランドGND端子eと受光素子3のグランドGND端子aと発光素子4のカソード端子との間の共通のリード部110cを含んでいる場合、図18に示すように、共通のリード部110cは、受光素子3を搭載する第1ヘッダー部111cと、発光素子4及び発光素子駆動用素子18の双方を搭載する第2ヘッダー部112cとを有している態様を例示できる。
即ち、この製造例では、リードフレーム部材準備工程において採用されるリードフレーム部材10c,20cの共通のリード部110cは、受光素子3を搭載する第1ヘッダー部111cと、発光素子4及び発光素子駆動用素子18の双方を搭載する第2ヘッダー部112cとを有している。
光結合素子形成工程では、受光素子3を、対応するリードフレーム部材10c,20cに搭載する際には、グランドGND端子aを第1ヘッダー部111cに直付け又は金属製ワイヤ(ここでは金属製ワイヤA)によって電気的に接続することができる。また、発光素子4及び発光素子駆動用素子18を、対応するリードフレーム部材10c,20cに搭載する際には、発光素子4のカソード端子を第2ヘッダー部112cに直付けすることができる。また、発光素子駆動用素子18のグランドGND端子eを第2ヘッダー部112cに直付け又は金属製ワイヤ(ここでは金属製ワイヤE)によって電気的に接続することができる。
これにより、発光素子4を、対応するリードフレーム部材10b,20bに対してカソード端子が直付けされるように実装することが可能となる。
さらに説明すると、リードフレーム部材10c,20cには、さらに、受光素子3の出力用リード113c、受光素子3の電源用リード114c、発光素子駆動用素子18の入力用リード115c及び発光素子駆動用素子18の電源用リード116cが設けられている。
そして、光結合素子形成工程では、受光素子3の出力Vo端子b及び電源Vcc端子cを、それぞれ、受光素子3の出力用リード113c及び電源用リード114cに金属製ワイヤB,Cによって電気的に接続する。また、発光素子駆動用素子18の出力Vo端子fを発光素子4のアノード端子d1に金属製ワイヤFによって電気的に接続する。また、発光素子駆動用素子18の入力Vi端子g及び電源Vcc端子hを、それぞれ、発光素子駆動用素子18の入力用リード115c及び電源用リード116cに金属製ワイヤG,Hによって電気的に接続する。
また、先の製造例において、図13乃至図15のリードフレーム部材10b,20bに代えて、図19に示すリードフレーム部材10d,20dを用い、次のようにして図6に示す多チャンネル型光結合装置100dを製造してもよい。
図19に示すリードフレーム部材10d,20dは、図6に示す多チャンネル型光結合装置100cに用いられるものである。
即ち、この製造例では、リードフレーム部材準備工程において準備される第1及び第2リードフレーム部材10d,20dは、図6に示す多チャンネル型光結合装置100dに用いられるものである。光結合素子形成工程では、第1及び第2リードフレーム部材10d,20dに、発光素子駆動用素子18を搭載することができる。
また、リードフレーム部材準備工程において採用されるリードフレーム部材10d,20dの共通のリード11dは、発光素子駆動用素子18のグランドGND端子eと、受光素子3のグランドGND端子aと、発光素子4のカソード端子d2との間の共通の第1リード部110dを含んでいる。
このように、リードフレーム部材10d,20dにおいて、共通のリード11dが発光素子駆動用素子18のグランドGND端子eと受光素子3のグランドGND端子aと発光素子4のカソード端子d2との間の共通の第1リード部110dを含んでいる場合、図19に示すように、共通のリード部110dは、受光素子3を搭載する第1ヘッダー部111dと、発光素子駆動用素子18を搭載する第2ヘッダー部112dとを有している態様を例示できる。
即ち、この製造例では、リードフレーム部材準備工程において採用されるリードフレーム部材10d,20dの共通のリード部110dは、受光素子3を搭載する第1ヘッダー部111dと、発光素子駆動用素子18を搭載する第2ヘッダー部112dとを有している。
光結合素子形成工程では、受光素子3を、対応するリードフレーム部材10d,20dに搭載する際には、グランドGND端子aを第1ヘッダー部111dに直付け又は金属製ワイヤ(ここでは金属製ワイヤA)によって電気的に接続することができる。また、発光素子4及び発光素子駆動用素子18を、対応するリードフレーム部材10d,20dに搭載する際には、発光素子4のカソード端子d2を第2ヘッダー部112d又はそのリード(ここでは第2ヘッダー部112dのリード)に金属製ワイヤDによって電気的に接続することができる。また、発光素子駆動用素子18のグランドGND端子eを第2ヘッダー部112dに直付け又は金属製ワイヤ(ここでは金属製ワイヤE)によって電気的に接続することができる。
これにより、発光素子4を、対応するリードフレーム部材10d,20dに対してアノード端子が直付けされるように実装することが可能となる。
さらに説明すると、リードフレーム部材10d,20dには、さらに、受光素子3の出力用リード113d、受光素子3の電源用リード114d、発光素子駆動用素子18の入力用リード115d、発光素子駆動用素子18の電源用リード116d及び発光素子4のアノード用リード117dが設けられている。
発光素子4のアノード用リード117dは、発光素子4を搭載するヘッダー部118dを有している。そして、光結合素子形成工程では、受光素子3の出力Vo端子b及び電源Vcc端子cを、それぞれ、受光素子3の出力用リード113d及び電源用リード114dに金属製ワイヤB,Cによって電気的に接続する。発光素子4のアノード端子を発光素子4のアノード用リード117dのヘッダー部118dに直付けする。発光素子駆動用素子18の出力Vo端子fを発光素子4のアノード用リード117dのヘッダー部118d又は該アノード用リード117d(ここではヘッダー部118d)に金属製ワイヤFによって電気的に接続する。また、発光素子駆動用素子18の入力Vi端子g及び電源Vcc端子hを、それぞれ、発光素子駆動用素子18の入力用リード115d及び電源用リード116dに金属製ワイヤG,Hによって電気的に接続する。
また、本発明の実施に係るリードフレーム部材において、図7及び図8に示すような発光素子駆動用素子18を含む多チャンネル型光結合装置100c,100dに用いられる場合、共通のリード11c,11dが、図20及び図21に示すように、発光素子駆動用素子18の電源Vcc端子hと、受光素子3の電源Vcc端子cとの間の共通のリード部110c’,110d’(図中斜線部参照)を含んでいる態様を例示できる。
即ち、この製造例では、リードフレーム部材準備工程において採用されるリードフレーム部材10c,10dは、発光素子駆動用素子18を含む多チャンネル型光結合装置100c,100dに用いられると共に、共通のリード11c,11dが、発光素子駆動用素子18の電源Vcc端子hと、受光素子3の電源Vcc端子cとの間の共通のリード部110c’,110d’を含んでいる態様を例示できる。こうすることで、発光素子駆動用素子18の電源Vcc端子h及び受光素子3の電源Vcc端子cに関する外部端子の数を減らし得る図7及び図8の多チャンネル型光結合装置100c,100dを得ることができる。
以上説明した多チャンネル型光結合装置100a〜100dの製造例に使用されるリードフレーム部材10a〜10d,20a〜20dの共通のリード11a〜11dは、素子3,4搭載側への折り曲げ位置15を基準にして外側、且つ、二次パッケージ8に対応する領域β(以下、二次キャビティ領域βという)より内側で電気的に接続され得る接続部211〜213を含んでいる。なお、図16乃至図24において、符号αは、一次パッケージ7に対応する領域を示している。
即ち、この製造例では、リードフレーム部材準備工程において採用されるリードフレーム部材10a〜10d,20a〜20dの共通のリード11a〜11dは、リードフレーム部材10a〜10d,20a〜20dの素子3,4搭載側への折り曲げ位置15を基準にして外側、且つ、二次キャビティ領域βより内側で電気的に接続され得る接続部211〜213を含んでいる。これにより、共通のリード11a〜11dが二次キャビティ領域β内で電気的に接続されるので、隣り合う光結合素子P,P間の良好な電気的接続を長期に亘り安定して維持することが可能となる。
さらに説明すると、図13乃至図15及び図17乃至図21に示すリードフレーム部材10a〜10d,20a〜20dの接続部211は、隣り合う光結合素子P,P間を電気的に接続するタイバーTが一体形成された部位とされている。
図16に示すリードフレーム部材10b,20bの接続部212は、隣り合う光結合素子P,P間を電気的に接続するリードLが一体形成された部位とされている。
既述したように、図20及び図21に示すリードフレーム部材10c〜10d,20c〜20dは、それぞれ、図7及び図8に示す多チャンネル型光結合装置100c,100dに用いられるものである。
また、図22は、図10に示す多チャンネル型光結合装置100bに用いられる一方のリードフレーム部材10b側に注目して示す概略平面図である。図23及び図24は、それぞれ、図11及び図12に示す多チャンネル型光結合装置100c,100dに用いられる一方のリードフレーム部材10c,10d側に注目して示す概略平面図である。
図20乃至図24に示すリードフレーム部材10b〜10d,20b〜20dの接続部213は、隣り合う光結合素子P,P間を電気的に接続する金属製ワイヤMを設け得る部位とされている。
このように、共通のリード11a〜11dが接続部211〜213を含む場合、この製造例では、リードフレーム部材準備工程において採用されるリードフレーム部材の接続部は、隣り合う光結合素子P,P間を電気的に接続するタイバーTが一体形成された部位211と、隣り合う光結合素子P,P間を電気的に接続するリードLが一体形成された部位212とのうち少なくとも一つを含み、リードフレーム部材加工工程では、タイバーT及びリードLのうち少なくとも一つを残すようにタイバーカットすることができる。
それに代えて、若しくは、加えて、リードフレーム部材準備工程において採用されるリードフレーム部材の接続部は、隣り合う光結合素子P,P間を電気的に接続する金属製ワイヤMを設け得る部位213を含み、リードフレーム部材加工工程では、接続部213に金属製ワイヤMを設けることができる。こうすることで、隣り合う光結合素子P,P間の電気的な接続を簡単且つ容易に実現することができる。
なお、リードフレーム部材加工工程は、接続部213に金属製ワイヤMを設ける工程に先立ち、接続部213を洗浄する工程をさらに含んでいてもよい。
以上の説明では、双方向の多チャンネル型光結合装置について例示したが、それに限定されるものではなく、本発明は単方向のものについても適用できる。
本発明に係る多チャンネル型光結合装置の一実施形態を示す図であって、図(a)は、該光結合装置を側面から視た概略断面であり、図(b)は、該光結合装置を正面から視た概略断面である。 図1に示す多チャンネル型光結合装置における一方のリードフレーム側に注目して示す概略平面図である。 図1及び図2に示す多チャンネル型光結合装置の変形例における一方のリードフレーム側に注目して示す概略平面図である。 図1及び図2に示す多チャンネル型光結合装置の他の例における一方のリードフレーム側に注目して示す概略平面図である。 図4に示す多チャンネル型光結合装置の等価回路を示す図である。 図4に示す多チャンネル型光結合装置の変形例における一方のリードフレーム側に注目して示す概略平面図である。 図4に示す多チャンネル型光結合装置において、共通のリードが発光素子駆動用素子の電源端子と受光素子の電源端子との間の共通の第2リード部を含んでいる場合の一方のリードフレーム側に注目して示す概略平面図である。 図6に示す多チャンネル型光結合装置において、共通のリードが発光素子駆動用素子の電源端子と受光素子の電源端子との間の共通の第2リード部を含んでいる場合の一方のリードフレーム側に注目して示す概略平面図である。 図3に示す多チャンネル型光結合装置において、共通のリードに含まれる共通のリード部が、タイバーと平行に設けられたリードによって電気的に接続されていている場合の一方のリードフレーム側に注目して示す概略平面図である。 図3に示す多チャンネル型光結合装置において、共通のリードに含まれる共通のリード部が、金属ワイヤによって電気的に接続されていている場合の一方のリードフレーム側に注目して示す概略平面図である。 図7に示す多チャンネル型光結合装置において、共通のリードに含まれる共通の第1リード部が、金属ワイヤによって電気的に接続されていている場合の一方のリードフレーム側に注目して示す概略平面図である。 図8に示す多チャンネル型光結合装置において、共通のリードに含まれる共通の第1リード部が、金属ワイヤによって電気的に接続されていている場合の一方のリードフレーム側に注目して示す概略平面図である。 図3に示す多チャンネル型光結合装置の製造工程のうちの結合素子形成工程における一方のリードフレーム部材側に注目して示す概略平面図である。 図3に示す多チャンネル型光結合装置の製造工程のうちの一次パッケージ形成工程における一方のリードフレーム部材側に注目して示す概略平面図である。 図3に示す多チャンネル型光結合装置の製造工程のうちのリードフレーム部材加工工程における一方のリードフレーム部材側に注目して示す概略平面図である。 図9に示す多チャンネル型光結合装置に用いられるリードフレーム部材を示す概略平面図である。 図1及び図2に示す多チャンネル型光結合装置に用いられるリードフレーム部材を示す概略平面図である。 図4に示す多チャンネル型光結合装置に用いられるリードフレーム部材を示す概略平面図である。 図6に示す多チャンネル型光結合装置に用いられるリードフレーム部材を示す概略平面図である。 図7に示す発光素子駆動用素子を含む多チャンネル型光結合装置において、共通のリードが、発光素子駆動用素子の電源端子と、受光素子の電源端子との間の共通のリード部を含んでいる状態を示す図である。 図8に示す発光素子駆動用素子を含む多チャンネル型光結合装置において、共通のリードが、発光素子駆動用素子の電源端子と、受光素子の電源端子との間の共通のリード部を含んでいる状態を示す図である。 図10に示す多チャンネル型光結合装置に用いられる一方のリードフレーム部材側に注目して示す概略平面図である。 図11に示す多チャンネル型光結合装置に用いられる一方のリードフレーム部材側に注目して示す概略平面図である。 図12に示す多チャンネル型光結合装置に用いられる一方のリードフレーム部材側に注目して示す概略平面図である。 2重トランスファーモールド法で作製した複数の光結合素子を有する従来の多チャンネル型光結合装置を示す図であって、図(a)は、該光結合装置を側面から視た概略断面であり、図(b)は、該光結合装置を正面から視た概略断面である。 図25に示す多チャンネル型光結合装置の2重トランスファーモールド法による製造例の作製工程を示す図である。 単方向の多チャンネル型光結合装置を構成する光結合素子の受光素子及び発光素子がそれぞれ搭載されたリードフレームを示す概略平面図であって、図(a)は、受光素子がダイボンドされ、金属製ワイヤにてワイヤボンディングされた受光側リードフレームを示す図であり、図(b)は、発光素子がダイボンドされ、金属製ワイヤにてワイヤボンディングされた発光側リードフレームを示す図である。 図27に示す光結合装置の等価回路を示す図である。 双方向の多チャンネル型光結合装置の等価回路の一例を示す図である。
符号の説明
1a〜1d 一方のリードフレーム
2a〜2d 他方のリードフレーム
3 受光素子
4 発光素子
7 一次パッケージ
8 二次パッケージ
10a〜10d 一方のリードフレーム部材
20a〜20d 他方のリードフレーム部材
15 折り曲げ位置
18 発光素子駆動用素子
81 境界位置
11a〜11d 共通のリード
100a〜100d 多チャンネル型光結合装置
110a〜110d 共通のリード部
110c’ 共通のリード部
110d’ 共通のリード部
111a 第1ヘッダー部
111b ヘッダー部
111c 第1ヘッダー部
111d 第1ヘッダー部
112a 第2ヘッダー部
112b 発光素子のカソード用リード
211〜213 接続部
a 受光素子のグランド端子
c 受光素子の電源端子
e 発光素子駆動用素子のグランド端子
h 発光素子駆動用素子の電源端子
d1 発光素子のアノード端子
d2 発光素子のカソード端子
D 金属製ワイヤ
L リード
M 金属製ワイヤ
T タイバー
P 光結合素子

Claims (16)

  1. 互いに対向配置された一対のリードフレーム間に発光素子及び受光素子をそれぞれ含む複数の光結合素子が並設されており、前記複数の光結合素子が光透過性樹脂の一次パッケージで個々に封止されると共に前記個々の一次パッケージの外側が遮光性樹脂の二次パッケージで封止された多チャンネル型光結合装置であって、
    前記一対のリードフレームのうち少なくとも一方のリードフレームには、前記複数の光結合素子のうちの隣り合う光結合素子間を電気的に接続するための共通のリードが設けられており、
    前記共通のリードは、一部が該隣り合う光結合素子間の境界位置において光学的に分断されていると共に、前記リードフレームの素子搭載側への折り曲げ位置を基準にして外側、且つ、前記二次パッケージより内側で電気的に接続される接続部を含み、前記接続部において、前記一次パッケージ形成後に、前記隣り合う光結合素子間を電気的に接続するタイバーが一体形成された部位と、前記隣り合う光結合素子間を電気的に接続するリードが一体形成された部位とのうち少なくとも一つを残すようにタイバーカットしたものであり、タイバー又はリードのうち少なくとも一つによって電気的に接続されていることを特徴とする多チャンネル型光結合装置。
  2. 前記一対のリードフレーム間に前記発光素子及び前記受光素子が交互に対向配置されていることを特徴とする請求項1に記載の多チャンネル型光結合装置。
  3. 前記共通のリードは、前記受光素子のグランド端子と、前記発光素子のカソード端子との間の共通のリード部を含んでいることを特徴とする請求項2に記載の多チャンネル型光結合装置。
  4. 前記共通のリード部は、前記受光素子を搭載する第1ヘッダー部と、前記発光素子を搭載する第2ヘッダー部とを有しており、前記第1ヘッダー部に前記受光素子のグランド端子が電気的に接続されており、前記第2ヘッダー部に前記発光素子のカソード端子が直付けされていることを特徴とする請求項3に記載の多チャンネル型光結合装置。
  5. 前記共通のリード部は、前記受光素子を搭載するヘッダー部と、前記発光素子のカソード用リードとを有しており、前記ヘッダー部に前記受光素子のグランド端子が電気的に接続されており、前記カソード用リードに前記発光素子のカソード端子が金属製ワイヤによって電気的に接続されていることを特徴とする請求項3に記載の多チャンネル型光結合装置。
  6. 前記複数の光結合素子は、前記発光素子を駆動する発光素子駆動用素子をそれぞれ含み、前記共通のリードは、前記発光素子駆動用素子のグランド端子と、前記受光素子のグランド端子と、前記発光素子のカソード端子との間の共通のリード部を含んでいることを特徴とする請求項2に記載の多チャンネル型光結合装置。
  7. 前記共通のリード部は、前記受光素子を搭載する第1ヘッダー部と、前記発光素子及び前記発光素子駆動用素子の双方を搭載する第2ヘッダー部とを有しており、前記第1ヘッダー部に前記受光素子のグランド端子が電気的に接続されており、前記第2ヘッダー部に前記発光素子のカソード端子が直付けされていると共に、前記第2ヘッダー部に前記発光素子駆動用素子のグランド端子が電気的に接続されていることを特徴とする請求項6に記載の多チャンネル型光結合装置。
  8. 前記共通のリード部は、前記受光素子を搭載する第1ヘッダー部と、前記発光素子駆動用素子を搭載する第2ヘッダー部とを有しており、前記第1ヘッダー部に前記受光素子のグランド端子が電気的に接続されており、前記第2ヘッダー部又は前記第2ヘッダー部のリードに前記発光素子のカソード端子が金属製ワイヤによって電気的に接続されていると共に、前記第2ヘッダー部に前記発光素子駆動用素子のグランド端子が電気的に接続されていることを特徴とする請求項6に記載の多チャンネル型光結合装置。
  9. 前記複数の光結合素子は、前記発光素子を駆動する発光素子駆動用素子をそれぞれ含み、前記共通のリードは、前記発光素子駆動用素子の電源端子と、前記受光素子の電源端子との間の共通のリード部を含んでいることを特徴とする請求項2又は6から8の何れか一つに記載の多チャンネル型光結合装置。
  10. 前記共通のリードは、前記接続部において、前記隣り合う光結合素子間を電気的に接続する金属製ワイヤを設ける部位を含み、金属製ワイヤによって電気的に接続されていることを特徴とする請求項1から9の何れか一つに記載の多チャンネル型光結合装置。
  11. 請求項1から10の何れか一つに記載の多チャンネル型光結合装置を備えていることを特徴とする電子機器。
  12. 互いに対向配置された一対のリードフレーム間に発光素子及び受光素子をそれぞれ含む複数の光結合素子が並設されており、前記複数の光結合素子が光透過性樹脂の一次パッケージで個々に封止されると共に前記個々の一次パッケージの外側が遮光性樹脂の二次パッケージで封止された多チャンネル型光結合装置に用いられるリードフレーム部材であって、
    前記複数の光結合素子のうちの隣り合う光結合素子間を電気的に接続するための共通のリードが設けられており、
    前記共通のリードは、少なくとも一部が該隣り合う光結合素子間の境界位置において光学的に分断されていると共に、素子搭載側への折り曲げ位置を基準にして外側、且つ、前記二次パッケージに対応する領域より内側で電気的に接続され得る接続部を含み、
    前記接続部は、前記隣り合う光結合素子間を電気的に接続するタイバーが一体形成された部位と、前記隣り合う光結合素子間を電気的に接続するリードが一体形成された部位と、前記隣り合う光結合素子間を電気的に接続する金属製ワイヤを設け得る部位とのうち少なくとも一つを含むことを特徴とするリードフレーム部材。
  13. 前記一対のリードフレーム間に前記発光素子及び前記受光素子が交互に対向配置された多チャンネル型光結合装置に用いられることを特徴とする請求項12に記載のリードフレーム部材。
  14. 互いに対向配置された一対のリードフレーム間に発光素子及び受光素子をそれぞれ含む複数の光結合素子が並設されており、前記複数の光結合素子が光透過性樹脂の一次パッケージで個々に封止されると共に前記個々の一次パッケージの外側が遮光性樹脂の二次パッケージで封止された多チャンネル型光結合装置の製造方法であって、
    第1及び第2リードフレーム部材を準備すると共に、前記第1及び第2リードフレーム部材のうち少なくとも一方のリードフレーム部材として、前記複数の光結合素子のうちの隣り合う光結合素子間を電気的に接続するための共通のリードが設けられており、前記共通のリードの少なくとも一部が該隣り合う光結合素子間の境界位置において光学的に分断されているリードフレーム部材を採用するリードフレーム部材準備工程と、
    前記第1及び第2リードフレーム部材に、前記光結合素子を構成する発光素子及び受光素子を搭載して前記複数の光結合素子を形成する結合素子形成工程と、
    前記複数の光結合素子を前記光透過性樹脂にて個々に封止して前記一次パッケージを形成する一次パッケージ形成工程と、
    前記一次パッケージ形成工程の後に、前記リードフレーム部材準備工程で採用したリードフレーム部材を前記隣り合う光結合素子間で電気的に接続される状態に加工するリードフレーム部材加工工程と、
    前記個々の一次パッケージの外側を前記遮光性樹脂にて封止して前記二次パッケージを形成する二次パッケージ形成工程と
    を含み、
    前記リードフレーム部材準備工程において採用されるリードフレーム部材の前記共通のリードは、前記リードフレーム部材の素子搭載側への折り曲げ位置を基準にして外側、且つ、前記二次パッケージに対応する領域より内側で電気的に接続され得る接続部を含み、
    前記リードフレーム部材準備工程において採用されるリードフレーム部材の前記接続部は、前記隣り合う光結合素子間を電気的に接続するタイバーが一体形成された部位と、前記隣り合う光結合素子間を電気的に接続するリードが一体形成された部位とのうち少なくとも一つを含み、
    前記リードフレーム部材加工工程では、前記タイバー及び前記リードのうち少なくとも一つを残すようにタイバーカットすることを特徴とする多チャンネル型光結合装置の製造方法。
  15. 前記リードフレーム部材準備工程において準備される前記第1及び第2リードフレーム部材は、前記一対のリードフレーム間に前記発光素子及び前記受光素子が交互に対向配置された多チャンネル型光結合装置に用いられるものであり、
    前記光結合素子形成工程では、前記第1及び第2リードフレーム部材に、前記発光素子及び前記受光素子を交互に搭載することを特徴とする請求項14に記載の多チャンネル型光結合装置の製造方法。
  16. 前記リードフレーム部材準備工程において採用されるリードフレーム部材の前記接続部は、前記隣り合う光結合素子間を電気的に接続する金属製ワイヤを設け得る部位を含み、
    前記リードフレーム部材加工工程では、前記接続部に前記金属製ワイヤを設けることを特徴とする請求項14又は15に記載の多チャンネル型光結合装置の製造方法。
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