JP4509983B2 - 光カプラの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、光カプラの製造方法に関し、特に、対向配置式光カプラの製造方法に関する。

光カプラは、光を媒体として電気信号を伝達する。その構造は、特許文献１，２に示すように、主として発光端部と受光端部とから構成される。外部からの電気信号は、先ず発光端部における発光ダイオードを駆動して、一定の波長の光を出射し、受光端部における光センサはそれを受光して、光電流を発生するようになっている。発生した光電流を適当に拡大させることで、伝送中における電気信号の減衰を補正するか、または電気信号を増幅する。信号は光カプラ内では光によって発光端部から受光端部に伝送されるために、光カプラは雑音信号に対しては良好な遮断効果を有し、発光端部における電気信号と、受光端部における電気信号との間での電気信号の相互干渉回避用として用いることができる。

このように、光カプラは遮断効果に優れるために、現在では光カプラは広範に各種の電気回路に応用され、種類が最も多く、且つ用途が最も広い光電素子の一つとなっている。近年、光カプラの大量生産、メーカの値引き競争の結果、光カプラの利潤は徐々に薄利化している。このために、如何にして生産コストを下げて、光カプラの利潤、または光カプラの価格競争力を向上させるかは、目下各メーカが競って努力する目標の一つとなっている。
特開２０００−２２８５３３号公報 特開２００４−１１９４５３号公報

光カプラの生産コストにおいて、その主要を占めるのは、材料コストである。従来の光カプラの製造方法では、光カプラの発光リードフレームと、受光リードフレームとは、それぞれ二つの素材に分けて作製される。このような方法では、往往にして素材のスペースを有効に活用することができないので、素材スペースの浪費となる。

本発明の目的は、生産コストを下げ、光カプラの生産利潤を上げて、光カプラの価格競争力を向上し得る光カプラの製造方法を提供することにある。

本発明の前記目的に基づき、光カプラの製造方法を提供する。この方法では、先ず、リードフレーム素材における受光リードフレームアレイを切り取る、このリードフレーム素材には、受光リードフレームアレイと、発光リードフレームアレイとが設けられている。そして、受光リードフレームアレイを反転した後、受光リードフレームアレイにおける複数の受光素子をリードフレーム素材の発光リードフレームアレイにおける複数の発光素子に合わせるようにして、リードフレーム素材の上に載置する。次に、受光リードフレームアレイと、リードフレーム素材とを接合するとともにパックすることにより、リードフレーム素材上に複数の光カプラを形成する。最後に、リードフレーム素材からこれらの光カプラを切り取る。

また、本発明の前記目的に基づき、光カプラの製造方法を提供する。この方法では、先ず、リードフレーム素材における発光リードフレームアレイを切り取る、このリードフレーム素材には発光リードフレームアレイと、受光リードフレームアレイとが設けられている。そして、発光リードフレームアレイを反転した後、発光リードフレームアレイにおける複数の発光素子をリードフレーム素材における受光リードフレームアレイの複数の受光素子に合わせるようにして、リードフレーム素材の上に載置する。次に、発光リードフレームアレイとリードフレーム素材とを接合するとともにパックすることにより、リードフレーム素材上に複数の光カプラを形成する。最後に、リードフレーム素材からこれらの光カプラを切り取る。

さらに、本発明の前記目的に基づき、光カプラの製造方法を提供する。この方法では、先ず、リードフレーム素材における受光リードフレームアレイを切り取る、このリードフレーム素材には受光リードフレームアレイと発光リードフレームアレイとが設けられている。そして、リードフレーム素材を反転した後、リードフレーム素材における発光リードフレームアレイの複数の受光素子を受光リードフレームアレイにおける複数の受光素子に合わせるようにして、受光リードフレームアレイの上に載置する。次に、リードフレーム素材と、受光リードフレームアレイとを接合するとともにパックすることにより、リードフレーム素材上に複数の光カプラを形成する。最後に、リードフレーム素材からこれらの光カプラを切り取る。

さらに、本発明の前記目的に基づき、光カプラの製造方法を提供する。この方法では、先ず、リードフレーム素材における発光リードフレームアレイを切り取る、このリードフレーム素材には発光リードフレームアレイと、受光リードフレームアレイとが設けられている。そして、リードフレーム素材を反転した後、リードフレームアレイにおける受光リードフレームアレイの複数の受光素子を発光リードフレームアレイにおける複数の発光素子に合わせるようにして、発光リードフレームアレイの上に載置する。次に、リードフレーム素材と、発光リードフレームアレイとを接合するとともにパックすることにより、リードフレーム素材上に複数の光カプラを形成する。最後に、リードフレーム素材からこれらの光カプラを切り取る。

本発明では、光カプラの発光リードフレームと、受光リードフレームとを同一素材の上にそろえて配置したことにより、素材単位面積でのリードフレームの密度が向上し、素材の使用率が増大した結果、素材の使用がさらに経済的となる。したがって、材料コストを低減させることにより、光カプラ全体の生産コストを下げ、光カプラの生産利潤を増加させて、光カプラの価格競争力を向上させることができる。

図１は、本発明の好ましい実施例における光カプラのリードフレーム素材を示す構造図である。同図において、光カプラのリードフレーム素材１００には複数列の発光リードフレームアレイ１１０と、複数列の受光リードフレームアレイ１２０とが設けられている。それぞれの発光リードフレームアレイ１１０は、複数の発光リードフレーム１１１を含み、それぞれの発光リードフレーム１１１には、一つの発光端部１１２と、二つの発光端部リード１１４、及び発光端部１１２の上部に位置する一つの発光素子１１６とが設けられている。そして、それぞれの受光リードフレームアレイ１２０は、複数の受光リードフレーム１２１を含み、それぞれの発光リードフレーム１２１には、一つの受光端部１２２、二つの受光端部リード１２４、及び受光端部１２２の上部に位置する一つの受光素子１２６が設けられている。通常発光素子としては発光ダイオードが挙げられる。受光素子としては、フォトダイオード、フォトトランジスタまたはフォトＩＣ（集積回路）が挙げられる。

同図において、発光リードフレームアレイ１１０における発光端部１１２と、受光リードフレームアレイ１２０における受光端部１２２とは隣接して設けられ、発光端部リード１１４と、受光端部リード１２４とは隣接して設けられている。発光リードフレームアレイ１１０における発光端部１１２と、受光リードフレームアレイ１２０における受光端部１２２とは互い違いに配列して互いに嵌合させることにより、発光端部１１２が受光端部１２２と受光端部１２２の間における空隙に深く入り込むようになっている。このように、素材スペースの運用がさらに効率的になる。さらに、発光端部リード１１４と、受光端部リード１２４も同様の手法で互い違いに配列して互いに嵌合させることにより、素材使用効率を上げることができる。このような素材構造であると、素材単位面積当りのリードフレーム密度比は従来よりさらに高くなり、スペースの運用が一層経済的になり、同一面積の素材で従来の手法よりほぼ半分多いリードフレーム数を作製することができる。

図２〜４は、本発明の好ましい実施例における光カプラのリードフレーム素材の各製造段階における状態を示す概略図である。光カプラの製造方法においては、先ず、図２に示すように、受光リードフレームアレイ１２０をリードフレーム素材１００から切り取る。次に、図３に示すように、受光リードフレームアレイ１２０を反転して、受光素子が設けられた側を下向きにする。その後、図４に示すように、反転後の受光リードフレームアレイ１２０を、受光リードフレームアレイ１２０における複数の受光素子をリードフレーム素材１００における発光リードフレームアレイ１１０の複数の発光素子に合わせるようにしてリードフレーム素材１００の上に載置する。次に、受光リードフレームアレイ１２０と、リードフレーム素材１００とを接合するとともにパックすることにより、リードフレーム素材１００上に複数の光カプラ１６０を形成する。最後に、リードフレーム素材からこれらの光カプラ１６０を切り取る。

図４に示された光カプラ１６０は、未だパックされていない光カプラ１６０である。光カプラのパック方式は、種類が非常に多い。そのうちの一つに光カプラの発光リードフレームと受光リードフレーム間に透明な樹脂を充填し、さらに、光カプラ１６０の発光リードフレームと受光リードフレームとの外周を不透明の樹脂で覆う方式がある。しかしながら、この方式は、単なる例示であって、本発明の範囲は、上記のパック方式に限定されることがなく、その他のパック方式をも使用できるものである。前記の実施例では、受光リードフレームアレイ１２０を切り取る場合を例示した。その他の実施例として、次のように変更することができる。すなわち、発光リードフレームアレイ１１０を切り取り、発光リードフレームアレイ１１０を反転して、発光素子が設けられた側を下向きにする。その後、反転後の発光リードフレームアレイ１１０を、発光リードフレームアレイ１１０における複数の発光素子をリードフレーム素材１００における受光リードフレームアレイ１２０の複数の受光素子に合わせるようにしてリードフレーム素材１００の上に載置する。次に、発光リードフレームアレイ１１０と、リードフレーム素材１００とを接合するとともにパックすることにより、リードフレーム素材１００上に複数の光カプラ１６０を形成する。最後に、リードフレーム素材からこれらの光カプラ１６０を切り取る。

また、別の実施例として、リードフレーム素材１００を反転する方式に変更することができる。すなわち、この実施例においては、先ず、リードフレーム素材１００における発光リードフレームアレイ１１０、または受光リードフレームアレイ１２０を切り取る。その後、リードフレーム素材１００を反転する。次に、反転後のリードフレーム素材１００を、リードフレーム素材１００における複数の受光素子を発光リードフレームアレイ１１０における複数の発光素子に合わせるようにし、またはリードフレーム素材１００における複数の発光素子を受光リードフレームアレイ１２０の複数の受光素子に合わせるようにして、切り取った発光リードフレームアレイ１１０または受光リードフレームアレイ１２０に載置する。次に、リードフレーム素材１００と、発光リードフレームアレイ１１０または受光リードフレームアレイ１２０とを接合するとともにパックすることにより、リードフレーム素材１００上に複数の光カプラ１６０を形成する。最後に、リードフレーム素材からこれらの光カプラ１６０を切り取る。

発光リードフレームアレイ１１０における発光素子は、正確に受光リードフレームアレイ１２０における受光素子１２６に位置を合わせる必要がある。そうしないと、カプラとしての機能に影響を及ぼすことになる。そこで、接合させる前記受光リードフレームアレイ１２０と、リードフレーム素材１００にはそれぞれ位置決め機構を設ける。受光リードフレームアレイ１２０と、リードフレーム素材１００の位置決め構造説明の便宜上、図１と図４の位置決め領域１５０を、図５と図６のように拡大して示す。

図５〜６は、本発明の好ましい実施例における、光カプラのリードフレーム素材における前記光カプラのリードフレーム素材位置決め領域を示す拡大図である。図５は、図１の位置決め領域１５０の拡大図である。受光リードフレームアレイ１２０には、第１圧合部１４２と第２圧合部１４４とを、リードフレーム素材１００のフレーム縁部には、第３圧合部１４６と第４圧合部１４８とを設けている。

図６は、図４の位置決め領域１５０の拡大図である。受光リードフレームアレイ１２０を切り取って反転した後に、受光リードフレームアレイ１２０の第２圧合部１４４と、リードフレーム素材１００の第３圧合部１４６同士を圧着する。受光リードフレームアレイ１２０の第１圧合部１４２と、リードフレーム素材１００の第４圧合部１４８同士を圧着する。

図５〜６では、この位置決め構造は、受光リードフレームアレイ１２０に設けているが、その他の実施例として、この位置決め構造を発光リードフレームアレイ１１０に設けることもできる。前記の手法で受光リードフレームアレイ１２０と、リードフレーム素材１００との相対位置を位置決めした後に、受光リードフレームアレイ１２０と、リードフレーム素材１００同士が接する部分を圧接後、前記両者の圧合部同士を溶接する。

以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、当業者が本発明の思想と範囲を逸脱せずに、様々の変更と改善をなし得ることはもちろんである。それゆえ、本発明の保護範囲は添付クレームによって定義されたものであると見なすべきである。

本発明の好ましい実施例における光カプラのリードフレーム素材を示す構造図である。 受光リードフレームアレイをリードフレーム素材から切り取った製造段階を示す概略図である。 受光リードフレームアレイを反転した製造段階を示す概略図である。 反転後の受光リードフレームアレイをリードフレーム素材上に載置した製造段階を示す概略図である。 図１の位置決め領域を示す拡大図である。 図４の位置決め領域を示す拡大図である。

符号の説明

１００ リードフレーム素材
１１０ 発光リードフレームアレイ
１１１ 発光リードフレーム
１１２ 発光端部
１１４ 発光端部リード
１１６ 発光素子
１２０ 受光リードフレームアレイ
１２１ 受光リードフレーム
１２２ 受光端部
１２４ 受光端部リード
１２６ 受光素子
１４２ 第１圧合部
１４４ 第２圧合部
１４６ 第３圧合部
１４８ 第４圧合部
１５０ 位置決め領域

Claims (1)

1. 受光素子が設けられた複数の受光端部と複数の受光端部リードとを有する受光リードフレームアレイと、発光素子が設けられた複数の発光端部と複数の発光端部リードとを有する発光リードフレームアレイとを備え、前記複数の受光端部リードと前記複数の発光端部リードが相対的に離れるように配置され、かつ前記複数の受光端部と前記複数の発光端部とが一方向に交互に配置されたリードフレーム素材を用い、
   前記受光リードフレームアレイまたは前記発光リードフレームアレイを切り取って反転し、
   前記複数の受光端部リードと前記複数の発光端部リードとが相対的に離れるように配置したまま、前記複数の発光素子と前記複数の受光素子とが向かい合うように前記複数の発光端部と前記複数の受光端部とを重ね合わせ、
   切り取った前記受光リードフレームアレイまたは前記発光リードフレームアレイをリードフレーム素材に固定する、光カプラの製造方法。

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