JPH0355989B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は同一容器内に発光素子と受光素子と
収納したいわゆるホトカプラと称される光結合半
導体装置に関する。 〔発明の技術的背景とその問題点〕 従来、光結合半導体装置いわゆるホトカプラは
次のように構成されている。すなわち、まず一体
の細長い金属細条より第１図に示すように各２本
のリード１，２を備えた発光側のリードフレーム
３を押抜き等の工程で形成し、同様に細長い、金
属細条より第２図に示すように各３本のリード１
１，１２，１３を備えた受光側のリードフレーム
１４を構成する。上記発光側リードフレーム３の
一方のリード１の先端部には幅広部４が設けられ
ており、この後の工程でこの幅広部４上に発光ダ
イオードペレツトが載置される。また、発光側リ
ードフレーム３の他方のリード２は発光側の１つ
の電極リードとなるものであり、この後の工程で
上記発光ダイオードペレツト表面上の電極との間
で金（Au）等からなる細線でボンデイングされ
る。上記受光側リードフレーム１４の中央に位置
するリード１１の先端部にも幅広部１５が設けら
れており、この幅広部１５上にはこの後の工程で
ホトトランジスタペレツトが載置される。また、
受光側リードフレーム１４の両側に位置する２本
のリード１２，１３は受光側のたとえばベース、
エミツタ電極リードとなるものであり、この後の
工程で上記ホトトランジスタペレツト表面上のベ
ース、エミツタ電極それぞれとの間で細線により
ボンデイングされる。上記一対のリードフレーム
３，１４はそそれぞれ発光ダイオードペレツトお
よびホトトランジスタペレツトの載置、細線によ
るボンデイングの前に予め所定形状に折曲形成さ
れ、その後、素子の載置、ボンデイングが行なわ
れた後、発光ダイオードペレツトとホトトランジ
スタペレツトが対向するように重ね合わされる。
そしてこの後は第３図の断面図で示すように、発
光ダイオードペレツト５とホトトランジスタペレ
ツト１６との間に透明の液状エポキシ樹脂２１を
注入しこれを硬化させて光通路を形成し、さらに
不透明のエポキシ樹脂２２によるモールデイング
を行なつて外側容器を成型し、この後、リードフ
レームの切断、フオーミング、リードの半田デイ
ツプを行なうことによつて完成される。 ところで、発光側と受光側との間の絶縁耐圧は
ホトカプラの重要な特性の１つであり、この耐圧
は発光ダイオードペレツトとホトトランジスタペ
レツトとの間の距離に左右される。しかしなが
ら、上記構成でなる従来のホトカプラでは、リー
ドフレーム３，１４が平板状の金属細条から作ら
れ、発光ダイオードペレツト５とホトトランジス
タペレツト１６とを対向させるためにリードフレ
ームを折曲形成しているので、両者間の距離は
高々２mm程度にしかならない。このため、高い絶
縁耐圧を持たせるのに限界がある。また、上記距
離を２mm以上にするために折曲形成時のリード段
差を大きくとると、その分外形容器用のエポキシ
樹脂２２の外形形状が大きくなり、装置の大型化
をもたらす。 さらに、仮に装置が大型化してもよく、発光ダ
イオードペレツト５とホトトランジスタペレツト
１６との間の距離が２mm以上に設定された場合、
従来では発光ダイオードペレツト５の載置面が平
坦となつているので、発光ダイオードペレツト５
から発せられた光が十分にホトトランジスタペレ
ツト１６表面に達せず、ホトカプラとしての機能
がなされなくなつてしまう。 その上、従来のホトカプラでは、発光ダイオー
ド５およびホトトランジスタ１６を載置するリー
ド１，１１の幅広部４，１５は互いに重なつてお
り、この重なり部分の空間は極めて小さいため、
前記光通路を形成する場合にモールデイング成型
は行なえずしたがつて粘度の低い液状エポキシ樹
脂２１を注入するようにしている。ところが粘度
が低いためにこの樹脂２１はリード１，１１を伝
わつて外部方向に流れ出してしまう。そしてこの
流れ出て硬化した樹脂２１とリード１，１１との
間にはすきまが生じるため、外部から水分が侵入
し易くなつて耐湿性能が低下してしまう。 〔発明の目的〕 この発明は上記のような事情を考慮してなされ
たものであり、その目的は、高絶縁耐性および高
耐湿性を得ることができしかも小型の光結合半導
体装置を提供することにある。 〔発明の概要〕 上記目的を達成するためこの発明にあつては、
第１のリードの先端部端面に凹状の反射部を設け
この反射部内には発光ダイオードペレツトを配設
し、第２のリードの先端部端面には正方形状の平
坦部を設けこの平坦部上にはホトトランジスタペ
レツトを配設し、この第２のリードはその先端部
が第１のリードの先端部と対向するように配置
し、上記発光ダイオードペレツトおよびホトトラ
ンジスタペレツトを封止するように第１、第２の
リードの先端部を透明エポキシ樹旨でモールデイ
ング成型し、さらにこの樹脂の回りを不透明エポ
キシ樹脂でモールデイング成型するようにした光
結合半導体装置が提供されている。 〔発明の実施例〕 以下図面を参照してこの発明の一実施例を説明
する。この発明の一実施例に係る光結合半導体装
置いわゆるホトカプラは次のように構成される。
すなわち、まず鉄あるいは銅を含む厚みが0.5mm
程度の一体の細長い金属細条より、第４図に示す
ように各３本のリード３１，３２，３３を備えた
受光側のリードフレーム３４を押抜き（パンチ）
等の工程で形成する。上記各リード３１，３２，
３３の先端部端面はプレス加工され、中央に位置
するリード３１の端面には、第５図に示すように
このリード３１の板厚の約２倍の長さすなわち
1.0〜1.2mmを１辺とする略正方形の平坦部３５が
形成される。また上記リード３１に沿つてその両
側に配置されている各リード３２，３３の先端部
端面には、第６図に示すように１辺の長さが0.5
mmの正方形状の平坦部３６が形成される。そして
上記リード３１の先端部に形成される平坦部３５
上にはこの後、ホトトランジスタペレツトが載置
され、残りのリード３２，３３は受光側のたとえ
ばベース、エミツタ電極リードとなるものであ
り、この後の工程で上記ホトトランジスタペレツ
ト表面上のベース、エミツタ電極それぞれと平坦
部３５との間が金等からなる細線によりボンデイ
ングされる。 また上記と同様の金属細条を用いて第７図に示
すように各２本のリード４１，４２を備えた発光
側のリードフレーム４３を形成する。この両リー
ド４１，４２の先端部端面もプレス加工され、一
方のリード４１の端面には第８図の斜視図で示す
ように外径が１mm程度の凹状の反射部４４が形成
され、他方のリード４２の端面には前記第６図と
同様の平坦部３６が形成される。そして上記一方
のリード４１の先端部に形成される反射部４４内
にはこの後、発光ダイオードペレツトが載置さ
れ、他方のリード４２は発光側の１つの電極リー
ドたとえばアノードリードとなるものであり、こ
の後の工程で上記発光ダイオードペレツト表面上
のアノード電極とその平坦部３５との間がボンデ
イングされる。 このように一対のリードフレーム３４，４３を
形成してから次に第９図に示すように、リードフ
レーム３４側ではリード３１に形成した平坦部３
５上にホトトランジスタペレツト５１を載置する
とともに細線５２を用いてボンデイングを行な
い、同様にリードフレーム４３側ではリード４１
に形成した反射部４４内に発光ダイオードペレツ
ト５３を載置するとともに細線５２を用いてボン
デイングを行ない、この後、リード３１と４１の
先端部が対向しかつ所定距離を保つように一対の
リードフレーム３４，４３をモールド用金型に固
定する。しかる後、上記ホトトランジスタペレツ
ト５１および発光ダイオードペレツト５３が封止
されるようにリード３１，３２，３３，４１，４
２の先端部を透明エポキシ樹脂５４で第１０図に
示すようにモールデイング成型し、ダイバー等、
リードフレーム３４，４３の不要箇所を切断す
る。さらにこれに黒色等不透明エポキシ樹脂５５
による外側容器用のモールデイング成型を行な
い、この後、リードフレームの切断、フオーミン
グおよびリードの半田デイツプを行なつて第１１
図の斜視図で示すような５ピンのホトカプラが完
成する。 このような構成でなるフオトカプラでは、従来
のようにリードを折曲形成して互いに重ね合わせ
その内側に発光ダイオードペレツトとホトトラン
ジスタペレツトとを対向配置するものにくらべ
て、リード３１，４１の先端部端面に発光ダイオ
ードペレツトおよびホトトランジスタペレツトを
載置し互いに対向させるようにしているので両ペ
レツト間の距離は十分にとることができ、自由度
も高い。しかも１回目のモールデイングによる透
明エポキシ樹脂５４の厚みは、この距離には依存
せず一定の厚みにすることができるので、高絶縁
化を図つても装置の形状を小形にすることができ
る。 また、高絶縁化を図る場合、両ペレツト間の距
離を比較的大きくしても、発光ダイオードペレツ
ト５３側には反射部４４が形成されておりこのペ
レツト５３から発せられた光は集光されてホトト
ランジスタペレツト５の表面に到達し従来よりも
配光効率が大幅に改善されるので、両ペレツト間
の距離を十分に大きくしてもホトカプラとしての
機能を果たす。 さらにリードフレームの先端部が従来のように
折曲形成されていず、前記光通路に相当する部分
はモールデイング成型によつて形成が可能であ
る。このとき、液状のものにくらべて粘度の高い
エポキシ樹脂を用いており、リード３１，４１を
伝わつて外部方向に流れ出る量はわずかであり、
またモールデイング時にボンデイング用の細線５
２をも含めて成型できるため、細線５２にストレ
スを与えることなく流れ出て硬化した樹脂を除去
することができ、これによつてすきまの発生が防
止でき、耐湿性は従来よりも数倍向上させること
ができる。 なお、この発明は上記一実施例に限定されるも
のではなく種々の変形が可能である。たとえば上
記実施例では発光側が２ピン、受光側が３ピンの
合計５ピンのホトカプラについて説明したが、こ
れは第１２図に示すように発光側のリードフレー
ム４３の２本のリード４１，４２に沿つて、配線
のなされないもう１本のリード４５を設けること
により、第１３図の上面図に示すようなリード配
置が左右対象の６ピンのホトカプラを構成するよ
うにしてもよい。 〔発明の効果〕 以上説明したようにこの発明によれば、高絶縁
耐圧、高耐湿性を得ることができしかも小型の光
結合半導体装置が提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図はそれぞれ従来のホトカプ
ラを説明するためのもので、第１図および第２図
はそれぞれリードフレームを示す平面図、第３図
はホトカプラの断面図、第４図ないし第１１図は
この発明の一実施例に係るホトカプラを説明する
ためのもので、第４図および第７図はそれぞれリ
ードフレームを示す平面図、第５図および第６図
はそれぞれリード先端部端面の形状を示す平面
図、第８図はリード先端部端面の形状を示す斜視
図、第９図はリードフレームをモールド金型に固
定するときの状態を示す平面図、第１０図は透明
樹脂によるモールド状態を示す平面図、第１１図
は完成したホトカプラ全体の斜視図、第１２図お
よび第１３図はそれぞれこの発明の他の実施例を
示し、第１２図はリードフレームを示す平面図、
第１３図はホトカプラ全体の上面図である。 ３１，３２，３３，４１，４２，４５……リー
ド、３４，４３……リードフレーム、３５，３６
……平坦部、４４……反射部、５１……ホトトラ
ンジスタペレツト、５２……細線、５３……発光
ダイオードペレツト、５４……透明エポキシ樹
脂、５５……不透明エポキシ樹脂。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 先端部端面に凹状の反射面を有する第１のリ
   ードと、上記第１のリードの先端部にその先端部
   が対向するように配置され、その先端部端面に略
   正方形状の平坦面を有する第２のリードと、上記
   第１のリードの反射面内に配設された発光素子
   と、上記第２のリードの平坦面上に配設された受
   光素子と、上記第１のリードに沿つて配置されそ
   の先端部が金属細線を介して上記発光素子上の電
   極と電気的に結合される第３のリードと、上記第
   ２のリードに沿つて配置されそれぞれの先端部が
   金属細線を介して上記受光素子上の電極それぞれ
   と電気的に結合される第４、第５のリードと、上
   記発光素子および受光素子を封止するように上記
   第１ないし第５のリードの先端部に設けられる光
   透過性樹脂部材と、上記光透過性樹脂部材をさら
   に封止するように設けられる光不透過性樹脂部材
   とを具備したことを特徴とする光結合半導体装
   置。 ２ 前記第１、第３のリードに沿つて第６のリー
   ドをさらに配置するようにした特許請求の範囲第
   １項に記載の光結合半導体装置。