JPH05152603A - 反射型光結合装置 - Google Patents
反射型光結合装置Info
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- JPH05152603A JPH05152603A JP31435191A JP31435191A JPH05152603A JP H05152603 A JPH05152603 A JP H05152603A JP 31435191 A JP31435191 A JP 31435191A JP 31435191 A JP31435191 A JP 31435191A JP H05152603 A JPH05152603 A JP H05152603A
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- light emitting
- light receiving
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- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
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- H01L2224/4809—Loop shape
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- Photo Coupler, Interrupter, Optical-To-Optical Conversion Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 受発光間の距離特性を安定化し、製造を容易
にする。 【構成】 同時にエピタキシヤル成長された発光部１２
および受光部１３を一体的に備えた光電変換素子１４
を、基板１１に一度に搭載し、受発光間の光路を安定化
する。
にする。 【構成】 同時にエピタキシヤル成長された発光部１２
および受光部１３を一体的に備えた光電変換素子１４
を、基板１１に一度に搭載し、受発光間の光路を安定化
する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、発光部からの光を被検
出物体に照射し、その反射光を受光素子により検出する
光電変換装置としての反射型光結合装置に関し、特に、
複写機等の紙検出、およびテープ機器のテープエンド検
出等に使用される反射型光結合装置に係る。
出物体に照射し、その反射光を受光素子により検出する
光電変換装置としての反射型光結合装置に関し、特に、
複写機等の紙検出、およびテープ機器のテープエンド検
出等に使用される反射型光結合装置に係る。
【０００２】
【従来の技術】従来の反射型光結合装置（フオトインタ
ラプタ）は、図８，９の如く、発光素子１と受光素子２
とを有し、発光素子１に電流を流して発光させ、被検出
物体３からの反射光を受光素子２によつて検知する機能
を有する。
ラプタ）は、図８，９の如く、発光素子１と受光素子２
とを有し、発光素子１に電流を流して発光させ、被検出
物体３からの反射光を受光素子２によつて検知する機能
を有する。
【０００３】発光素子１としては、ガリウム砒素（Ｇａ
Ａｓ）を用いた赤外発光ダイオード、受光素子２として
はシリコン（Ｓｉ）を用いたフオトトランジスタが用い
られ、これらは樹脂パツケージ４に収納されている。つ
まり、発光素子１と受光素子２は夫々異なる材料を用
い、別工程で作製された後、夫々が一つのリードフレー
ムにて搭載されている。なお、図中、５はリードフレー
ム、６はボンデイングワイヤである。
Ａｓ）を用いた赤外発光ダイオード、受光素子２として
はシリコン（Ｓｉ）を用いたフオトトランジスタが用い
られ、これらは樹脂パツケージ４に収納されている。つ
まり、発光素子１と受光素子２は夫々異なる材料を用
い、別工程で作製された後、夫々が一つのリードフレー
ムにて搭載されている。なお、図中、５はリードフレー
ム、６はボンデイングワイヤである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来技術の欠点は以下
の通りである。
の通りである。
【０００５】（１）発光素子１と受光素子２の構成材料
が異なるため、夫々別工程で作製しなければならない。
が異なるため、夫々別工程で作製しなければならない。
【０００６】（２）光結合装置の構造上、発光素子１、
受光素子２は夫々１個以上、合計２個以上リードフレー
ム５にて搭載する必要がある。
受光素子２は夫々１個以上、合計２個以上リードフレー
ム５にて搭載する必要がある。
【０００７】上記（１）（２）より、作製工程数が多く
なり、また、各素子１，２の間隔にバラツキが生じやす
かつた。
なり、また、各素子１，２の間隔にバラツキが生じやす
かつた。
【０００８】（３）さらに、光結合装置の小型化に関し
ては、リードフレーム５の存在そのものが問題であつ
た。
ては、リードフレーム５の存在そのものが問題であつ
た。
【０００９】（４）また、発光素子１、受光素子２を夫
々リードフレーム５に搭載する場合、その相対配置関係
により反射型光結合装置の特性の一つである距離特性
（焦点距離、焦点深度）が異なるという問題点もあつ
た。
々リードフレーム５に搭載する場合、その相対配置関係
により反射型光結合装置の特性の一つである距離特性
（焦点距離、焦点深度）が異なるという問題点もあつ
た。
【００１０】本発明は、上記課題に鑑み、受発光間の距
離特性のばらつきを抑制でき、製造工程を縮小し得、か
つ小型化できる反射型光結合装置の提供を目的とする。
離特性のばらつきを抑制でき、製造工程を縮小し得、か
つ小型化できる反射型光結合装置の提供を目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明請求項１による課
題解決手段は、図１〜８の如く、基板１１に、受発光両
特性を有する光電変換素子１４が搭載され、該光電変換
素子１４は、同時にエピタキシヤル成長された発光部１
２および受光部１３を一体的に備え、該発光部１２と受
光部１３との間に、電気的絶縁用のスリツト２８が穿設
され、該スリツト２８に、受発光間の直接光を遮断する
遮光壁３１が形成されたものである。
題解決手段は、図１〜８の如く、基板１１に、受発光両
特性を有する光電変換素子１４が搭載され、該光電変換
素子１４は、同時にエピタキシヤル成長された発光部１
２および受光部１３を一体的に備え、該発光部１２と受
光部１３との間に、電気的絶縁用のスリツト２８が穿設
され、該スリツト２８に、受発光間の直接光を遮断する
遮光壁３１が形成されたものである。
【００１２】本発明請求項２による課題解決手段は、請
求項１記載の遮光壁３１は、遮光性の絶縁板からなるも
のである。
求項１記載の遮光壁３１は、遮光性の絶縁板からなるも
のである。
【００１３】本発明請求項３による課題解決手段は、発
光部１２の上面に透光性樹脂で発光路３２ａが形成さ
れ、受光部１３の上面に透光性樹脂で受光路３２ｂが形
成され、該発光路３２ａおよび受光路３２ｂの間に不透
明樹脂３３が充填されて請求項１記載の遮光壁３１が形
成されたものである。
光部１２の上面に透光性樹脂で発光路３２ａが形成さ
れ、受光部１３の上面に透光性樹脂で受光路３２ｂが形
成され、該発光路３２ａおよび受光路３２ｂの間に不透
明樹脂３３が充填されて請求項１記載の遮光壁３１が形
成されたものである。
【００１４】
【作用】上記請求項１〜３による課題解決手段におい
て、発光部１２および受光部１３を一体的に形成し、基
板１１に搭載する。そうすると、発光部１２と受光部１
３との相対位置は高精度に決まり、受発光間の光路が安
定する。
て、発光部１２および受光部１３を一体的に形成し、基
板１１に搭載する。そうすると、発光部１２と受光部１
３との相対位置は高精度に決まり、受発光間の光路が安
定する。
【００１５】
【実施例】（第一実施例）図１は本発明の第一実施例を
示す反射型光結合装置の断面図、図２は反射型光結合装
置の斜視図、図３は反射型光結合装置に用いられる光電
変換素子の断面図、図４はその平面図、図５は反射型光
結合装置の受発光間の距離特性を示す図である。
示す反射型光結合装置の断面図、図２は反射型光結合装
置の斜視図、図３は反射型光結合装置に用いられる光電
変換素子の断面図、図４はその平面図、図５は反射型光
結合装置の受発光間の距離特性を示す図である。
【００１６】図１の如く、本実施例の反射型光結合装置
（フオトインタラプタ）は、被検出物体Ｘに光を照射
し、その反射光を検出することによつて被検出物体Ｘの
有無を確認する光電変換装置であつて、基板としての樹
脂パツケージ１１上に、発光部１２および受光部１３を
一体的に有するモノリシツク型光電変換素子１４が搭載
されたものである。
（フオトインタラプタ）は、被検出物体Ｘに光を照射
し、その反射光を検出することによつて被検出物体Ｘの
有無を確認する光電変換装置であつて、基板としての樹
脂パツケージ１１上に、発光部１２および受光部１３を
一体的に有するモノリシツク型光電変換素子１４が搭載
されたものである。
【００１７】前記樹脂パツケージ１１の表面には、光電
変換素子１４を搭載するための矩形の凹部１５が形成さ
れている。該凹部１５の底面、側面および樹脂パツケー
ジ１１の上面には、図２の如く、Ｃｕ，Ｎｉ，Ａｕ等を
用いた配線パターン１５ａ，１５ｂが形成されている。
該配線パターン１５ａ，１５ｂは、無電界メツキ法、電
界メツキ法あるいは薄膜蒸着技術等の手法により全面的
に金属膜を形成した後、エツチング等により三次元的に
立体金属配線される。ここで、１５ａはＮ電極、１５ｂ
はＰ電極である。なお、図２中、１６は絶縁部を示して
いる。
変換素子１４を搭載するための矩形の凹部１５が形成さ
れている。該凹部１５の底面、側面および樹脂パツケー
ジ１１の上面には、図２の如く、Ｃｕ，Ｎｉ，Ａｕ等を
用いた配線パターン１５ａ，１５ｂが形成されている。
該配線パターン１５ａ，１５ｂは、無電界メツキ法、電
界メツキ法あるいは薄膜蒸着技術等の手法により全面的
に金属膜を形成した後、エツチング等により三次元的に
立体金属配線される。ここで、１５ａはＮ電極、１５ｂ
はＰ電極である。なお、図２中、１６は絶縁部を示して
いる。
【００１８】前記光電変換素子１４は、図３，４に示す
ように、受発光両特性を有するモノリシツク素子が使用
されている。すなわち、該光電変換素子１４は、ＧａＡ
ｓ半絶縁性基板２１上に、エピタキシヤル成長によりＰ
型クラツド層（Ｐ−Ｇａ１−ｙＡｌｙＡｓ）２２と、Ｐ
型活性層（Ｐ−Ｇａ１−ｘＡｌｘＡｓ）２３と、Ｎ型ク
ラツド層（Ｎ−Ｇａ１−ｙＡｌｙＡｓ）２４とを順次成
長をさせた上、Ｎ電極２５として例えばＡｕＧｅ／Ｎｉ
をスパツタ等で形成し、次にＧａＡｓ半絶縁性基板２１
にＺｎ２６を部分的に拡散させた後、Ｐ電極として例え
ばＡｕ／ＡｕＺｎ２７をスパツタ等で形成する。そし
て、最後にスリツト２８をエツチング手法またはダイシ
ング法等で形成し、ＧａＡｓ半絶縁性基板２１を一体に
したまま、Ｐ型クラツド層２２、Ｐ型活性層２３および
Ｎ型クラツド層２４を発光部１２および受光部１３に分
離形成する。このようにして、発光部１２および受光部
１３が電気的に絶縁されたモノリシツク型光電変換素子
１４を得る。なお、上記化学式において、Ｘ＜Ｙであ
る。
ように、受発光両特性を有するモノリシツク素子が使用
されている。すなわち、該光電変換素子１４は、ＧａＡ
ｓ半絶縁性基板２１上に、エピタキシヤル成長によりＰ
型クラツド層（Ｐ−Ｇａ１−ｙＡｌｙＡｓ）２２と、Ｐ
型活性層（Ｐ−Ｇａ１−ｘＡｌｘＡｓ）２３と、Ｎ型ク
ラツド層（Ｎ−Ｇａ１−ｙＡｌｙＡｓ）２４とを順次成
長をさせた上、Ｎ電極２５として例えばＡｕＧｅ／Ｎｉ
をスパツタ等で形成し、次にＧａＡｓ半絶縁性基板２１
にＺｎ２６を部分的に拡散させた後、Ｐ電極として例え
ばＡｕ／ＡｕＺｎ２７をスパツタ等で形成する。そし
て、最後にスリツト２８をエツチング手法またはダイシ
ング法等で形成し、ＧａＡｓ半絶縁性基板２１を一体に
したまま、Ｐ型クラツド層２２、Ｐ型活性層２３および
Ｎ型クラツド層２４を発光部１２および受光部１３に分
離形成する。このようにして、発光部１２および受光部
１３が電気的に絶縁されたモノリシツク型光電変換素子
１４を得る。なお、上記化学式において、Ｘ＜Ｙであ
る。
【００１９】そして、該光電変換素子１４は、図１，２
の如く、前記樹脂パツケージ１１の凹部１５内に搭載さ
れ、ボンデイングワイヤ２９によりワイヤ結線される。
の如く、前記樹脂パツケージ１１の凹部１５内に搭載さ
れ、ボンデイングワイヤ２９によりワイヤ結線される。
【００２０】また、光電変換素子１４の発光部１２と受
光部１３との間で光学的分離を行うため、遮光壁として
の樹脂板３１（以下、遮光板という）をスリツト２８へ
挿入する。ここで、遮光板３１の長さは、樹脂パツケー
ジ１１の凹部１５の内壁で反射する反射光が受光素子１
３へ入り込まないよう、樹脂パツケージ１１の凹部１５
の幅寸法と同寸に設定されている。
光部１３との間で光学的分離を行うため、遮光壁として
の樹脂板３１（以下、遮光板という）をスリツト２８へ
挿入する。ここで、遮光板３１の長さは、樹脂パツケー
ジ１１の凹部１５の内壁で反射する反射光が受光素子１
３へ入り込まないよう、樹脂パツケージ１１の凹部１５
の幅寸法と同寸に設定されている。
【００２１】その後、凹部１５内を透光性樹脂３２でモ
ールドし、反射型光結合装置は完成する。
ールドし、反射型光結合装置は完成する。
【００２２】上記構成によると、発光部１２および受光
部１３をモノリシツクに形成しているため、発光部１２
と受光部１３との相対位置は高精度に決まることから、
発光部を出射し受光部に戻る光路が安定する。
部１３をモノリシツクに形成しているため、発光部１２
と受光部１３との相対位置は高精度に決まることから、
発光部を出射し受光部に戻る光路が安定する。
【００２３】したがつて、光結合装置の感度特性の一つ
である距離特性、すなわち焦点距離および焦点深度のば
らつきが抑制できる。
である距離特性、すなわち焦点距離および焦点深度のば
らつきが抑制できる。
【００２４】また、発光部１２と受光部１３との間を、
スリツト２８および遮光板３１を介して接近でき、光電
変換素子１４の間隔を従来方式よりも容易に狭く構成で
きる。このため、受発光間の光路が短くなり、従来品に
比べ大きな光出力を得ることが可能となる。
スリツト２８および遮光板３１を介して接近でき、光電
変換素子１４の間隔を従来方式よりも容易に狭く構成で
きる。このため、受発光間の光路が短くなり、従来品に
比べ大きな光出力を得ることが可能となる。
【００２５】なお、図５は、反射型光結合装置と、被検
出物体Ｘとの離間距離（ｍｍ）に対して、相対光電流を
測定した結果を示している。ここで、Ｌ１は本実施例に
よるもの、Ｌ２は図８，９に示した従来例によるもので
あり、Ｌ２のピーク値を１００％としている。図５の如
く、本実施例による方が従来例より高い相対光電流を示
していることがわかる。
出物体Ｘとの離間距離（ｍｍ）に対して、相対光電流を
測定した結果を示している。ここで、Ｌ１は本実施例に
よるもの、Ｌ２は図８，９に示した従来例によるもので
あり、Ｌ２のピーク値を１００％としている。図５の如
く、本実施例による方が従来例より高い相対光電流を示
していることがわかる。
【００２６】さらに、基板１１の配線パターン１５ａ，
１５ｂをメツキ法あるいは蒸着法により形成しているた
め、従来必要であつたリードフレームを省略でき、反射
型光結合装置の小型化を図り得る。
１５ｂをメツキ法あるいは蒸着法により形成しているた
め、従来必要であつたリードフレームを省略でき、反射
型光結合装置の小型化を図り得る。
【００２７】（第二実施例）図６は本発明の第二実施例
を示す反射型光結合装置の断面図、図７は反射型光結合
装置の斜視図である。
を示す反射型光結合装置の断面図、図７は反射型光結合
装置の斜視図である。
【００２８】図示の如く、本実施例の反射型光結合装置
は、第一実施例において使用したモノリシツク型光電変
換素子１４を樹脂パツケージ１１の凹部１５へ搭載した
後、透光性樹脂３２ａ，３２ｂおよび不透明樹脂３３で
モールドしたものである。すなわち、受発光間の光学的
分離に関しては、発光部１２の上面から樹脂パツケージ
１１の上面まで透光性樹脂で発光路３２ａを形成し、受
光部１３の上面から樹脂パツケージ１１の上面まで透光
性樹脂で受光路３２ｂで形成した後、その他の領域を不
透明樹脂３３で形成することにより、発光部１２と受光
部１３との間に遮光壁３１を形成している。ここで、前
記透光性樹脂は粘性を有するものを用い、ポツテイング
等の手法にて塗布した後、硬化させる。なお、ポツテイ
ングによると、受発光路３２ａ，３２ｂの形状は一定し
ないが、光学的に結合できる程度の変形であれば充分使
用可能である。
は、第一実施例において使用したモノリシツク型光電変
換素子１４を樹脂パツケージ１１の凹部１５へ搭載した
後、透光性樹脂３２ａ，３２ｂおよび不透明樹脂３３で
モールドしたものである。すなわち、受発光間の光学的
分離に関しては、発光部１２の上面から樹脂パツケージ
１１の上面まで透光性樹脂で発光路３２ａを形成し、受
光部１３の上面から樹脂パツケージ１１の上面まで透光
性樹脂で受光路３２ｂで形成した後、その他の領域を不
透明樹脂３３で形成することにより、発光部１２と受光
部１３との間に遮光壁３１を形成している。ここで、前
記透光性樹脂は粘性を有するものを用い、ポツテイング
等の手法にて塗布した後、硬化させる。なお、ポツテイ
ングによると、受発光路３２ａ，３２ｂの形状は一定し
ないが、光学的に結合できる程度の変形であれば充分使
用可能である。
【００２９】本実施例においても、第一実施例と同様の
効果を奏し得る。
効果を奏し得る。
【００３０】なお、本発明は、上記実施例に限定される
ものではなく、本発明の範囲内で上記実施例に多くの修
正および変更を加え得ることは勿論である。
ものではなく、本発明の範囲内で上記実施例に多くの修
正および変更を加え得ることは勿論である。
【００３１】例えば、光電変換素子１４としてフオトダ
イオード構造を採用したが、フオトトランジスタ構造と
しても良い。
イオード構造を採用したが、フオトトランジスタ構造と
しても良い。
【００３２】
【発明の効果】以上の説明から明らかな通り、本発明請
求項１〜３によると、発光部と受光部とを一体的に形成
しているので、発光部および受光部の相対配置関係は、
従来の発光素子および受光素子を夫々別個に１個以上使
用する場合と比較して、高精度に決定される。したがつ
て、距離特性のばらつきを抑制することができる。しか
も、光電変換素子の間隔を従来方式よりも容易に狭く構
成でき、受発光間の光路が短くなり、短焦点領域での光
出力の大きな光結合装置を得ることができる。
求項１〜３によると、発光部と受光部とを一体的に形成
しているので、発光部および受光部の相対配置関係は、
従来の発光素子および受光素子を夫々別個に１個以上使
用する場合と比較して、高精度に決定される。したがつ
て、距離特性のばらつきを抑制することができる。しか
も、光電変換素子の間隔を従来方式よりも容易に狭く構
成でき、受発光間の光路が短くなり、短焦点領域での光
出力の大きな光結合装置を得ることができる。
【００３３】また、製造プロセス上では、チツプのダイ
ボイド回数が一回ですみ、作業時間の短縮により低価格
化を狙えるといつた優れた効果がある。
ボイド回数が一回ですみ、作業時間の短縮により低価格
化を狙えるといつた優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の第一実施例を示す反射型光結合
装置の断面図である。
装置の断面図である。
【図２】図２は反射型光結合装置の斜視図である。
【図３】図３は反射型光結合装置に用いられる光電変換
素子の断面図である。
素子の断面図である。
【図４】図４は図３の平面図である。
【図５】図５は反射型光結合装置の受発光間の距離特性
を示す図である。
を示す図である。
【図６】図６は本発明の第二実施例を示す反射型光結合
装置の断面図である。
装置の断面図である。
【図７】図７は反射型光結合装置の斜視図である。
【図８】図８は従来の反射型光結合装置の断面図であ
る。
る。
【図９】図９は従来の反射型光結合装置の斜視図であ
る。
る。
１１ 基板 １２ 発光部 １３ 受光部 １４ 光電変換素子 １５ａ，１５ｂ 配線パターン ２８ スリツト ３１ 遮光壁
Claims (3)
- 【請求項１】 基板に、受発光両特性を有する光電変換
素子が搭載され、該光電変換素子は、同時にエピタキシ
ヤル成長された発光部および受光部を一体的に備え、該
発光部と受光部との間に、電気的絶縁用のスリツトが穿
設され、該スリツトに、受発光間の直接光を遮断する遮
光壁が形成されたことを特徴とする反射型光結合装置。 - 【請求項２】 請求項１記載の遮光壁は、遮光性の絶縁
板からなることを特徴とする反射型光結合装置。 - 【請求項３】 発光部の上面に透光性樹脂で発光路が形
成され、受光部の上面に透光性樹脂で受光路が形成さ
れ、該発光路および受光路の間に不透明樹脂が充填され
て請求項１記載の遮光壁が形成されたことを特徴とする
反射型光結合装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31435191A JPH05152603A (ja) | 1991-11-28 | 1991-11-28 | 反射型光結合装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31435191A JPH05152603A (ja) | 1991-11-28 | 1991-11-28 | 反射型光結合装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05152603A true JPH05152603A (ja) | 1993-06-18 |
Family
ID=18052284
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31435191A Pending JPH05152603A (ja) | 1991-11-28 | 1991-11-28 | 反射型光結合装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05152603A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009236854A (ja) * | 2008-03-28 | 2009-10-15 | Olympus Corp | 光学式エンコーダ |
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