JPH05251731A - 光結合装置およびこれに使用する１次モールド金型 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 多連でピン数の削減できる光結合装置を提供
する。 【構成】 発光側、受光側各々のリードフレーム３１，
３３に各チヤンネル共通としての２ｎｄ共通リード３
７，４１を設け、これにワイヤボンドして外部端子にひ
き出す。この共通リード部は、専用の一次モールド金型
５０，５１により、モールドするので、クロストークが
起らない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、フォトカプラ等の光結
合装置およびその成形時に使用する１次モールド金型に
関し、特に、複数の発光素子（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔ
ｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）及び受光素子（Ｐｈｏｔｏ Ｔｒ
ａｎｓｉｓｔｅｒ）を有する多連式のものに係る。

【０００２】

【従来の技術】一般に、複数の信号を電気的に絶縁し
て、伝達するデバイスでは、複数の光結合素子が必要と
なる。ここで、光結合素子に要求される項目は、高絶縁
耐圧を１次〜２次間で有すること、及び異なるチヤンネ
ル間において、信号の誤伝達（クロストーク）がないこ
とがあげられる。

【０００３】図４に複数の信号伝達回路の一例を、図５
に図４に用いる光結合装置の形状を、及び図６に図４の
光結合装置の内部構造、とりわけリードフレームの構造
を示す。

【０００４】図５の光結合装置２０は、発光素子２１に
ＧａＡｓ ＬＥＤを、受光素子２２にＳｉフオトトラン
ジスタを各々４個有し、各受発光素子間において光透過
絶縁樹脂（この場合は白色エポキシ系樹脂）により光結
合され、図６の内部構造図で明らかなように、各チヤン
ネル２４，２５，２６，２７の受発光素子２１，２２の
光結合部を白色樹脂２８でトランスフアーモールドを行
つた後に、遮光性の黒色樹脂２９でトランスフアーモー
ルドを行つている。そのため、隣接したチヤンネル２
４，２５，２６，２７の間では光信号が一切伝達されな
い。このため、異なるチヤンネル間のクロストークがお
さえられている。

【０００５】リードフレーム３１，３３からのピン数
は、４チヤンネルにおいて１６ピンとなつており、その
ピン番号を図５のＢに示す。ピン番号１，３，５，７は
アノード端子、２，４，６，８はカソード端子、９，１
１，１３，１５はエミツタ端子、１０，１２，１４，１
６はコレクタ端子を夫々示す。パツケージサイズは、図
５の光結合装置では１９．８２×６．５（ｍｍ）、また
図７に示す小型平面実装タイプ（ミニフラツトパツケー
ジ）では１６．２９×４．４（ｍｍ）となる。

【０００６】なお、図６において、発光素子２１は、発
光側リードフレーム３１の素子搭載リード３１ａにダイ
ボンドされ、金線３２によつてリード側端子３１ｂにワ
イヤボンドされている。受光素子２２は、受光側リード
フレーム３３の素子搭載リード３３ａにダイボンドさ
れ、金線３４によつてリード端子３４ｂにワイヤボンド
されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】図４に示す回路例にお
いて、発光素子２１（ＬＥＤ）のアノード端子２１ａを
共通に、受光素子２２（フォトトランジスタ）のエミツ
タ端子２２ａを共通にしているところを、光結合装置内
部で共通にすれば、さらにパツケージサイズを小さくす
ることができ、近年の高密度実装化に対応できる。

【０００８】しかしながら、従来の二重トランスフアー
モールド方式の光結合装置において、各チヤンネル２４
〜２７の端子を共通にするべくリードフレームの配置を
考えることは困難であった。各チヤンネル２４〜２７を
共通してワイヤボンドできることを可能とするリードフ
レームと、さらに各チヤンネル２４〜２７の１次〜２次
光結合において隣接した結合同志の光リーク（クロスト
ーク）が起らない構造が必要となるためである。

【０００９】本発明は、上記条件を満たしたリードフレ
ーム構造及び一次トランスフアーモールド金型の形状を
具体化し、多連でかつピン数の削減を実現するものであ
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明によ
る課題解決手段は、発光側のリードフレーム３１に搭載
された複数個の発光素子２１と、受光側リードフレーム
３３に搭載された複数個の受光素子２２とが対向配置さ
れ、これらが多連式に光学的に結合された光結合装置に
おいて、前記発光側リードフレーム３１に発光素子２１
のアノード端子を共通とすべく発光側共通リード４１が
設けられ、受光側リードフレーム３３に受光素子２２の
エミツタ端子を共通とすべく受光側共通リード３７が設
けられ、各々の共通リード３７，４１は、前記各リード
フレーム３１，３３に左右二点で支持されたものであ
る。

【００１１】請求項２記載の発明による課題解決手段
は、請求項１記載のリードフレーム３１，３３を用い、
二重トランスフアーモールド方式により形成する光結合
装置において、これに使用される１次モールド金型を、
隣接したチヤンネル間においてクロストークをなくすべ
く共通リード３７，４１もモールドする構造としたこと
である。

【００１２】

【作用】上記課題解決手段において、光結合装置の製造
時には、発光側リードフレーム３１上に複数の発光素子
２１を搭載するとともに、受光側リードフレーム３３上
に複数の受光素子２２を搭載する。各々の素子から発光
側は共通アノード端子となる共通リード４１に、受光側
は共通エミツタ端子となる共通リード３７にそれぞれ内
部結線した後、１次モールド金型５０，５１にて樹脂封
止を行なう。

【００１３】この後、不用部分の樹脂の厚バリを除去
し、遮光用の黒色エポキシ樹脂２９にて２次トランスフ
ァモールドを行ない、光結合装置を形成する。

【００１４】以上の形成方法により、多チヤンネルの高
絶縁耐圧を有する高密度実装に適した光結合装置が可能
となる。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づき説明
する。図１に内部構造図、図２に専用の１次トランスフ
ァモールド金型の斜視図、図３に内部結線図を示す。

【００１６】図１に示す通り、発光側のＬＥＤ２１のア
ノード端子、及び受光側のフオトトランジスタ２２のエ
ミツタ端子が共通となつている。この結線を実現するた
めに図１のようなリードフレーム構造とする。

【００１７】すなわち、図１に示す受光側リードフレー
ム３３は、両端にエミツタ共通端子３３ｃ（７番ピン、
１２番ピン）を有し、これらの先端が共通リード３７で
橋渡し形成されている。そしてエミツタ共通端子３３ｃ
（７番ピンと１２番ピン）の間に等間隔で４本の素子搭
載用のリード端子３３ａ（８番〜１１番ピン）が配列さ
れている。

【００１８】そして、この搭載用のリード端子３３ａ
（８番〜１１番）の素子搭載部に受光素子２２がダイボ
ンドされている。受光素子２２は金線４０を介して共通
リード３７にワイヤボンドされている。

【００１９】一方、発光側リードフレーム３１は、両端
にアノード共通端子３１ｃ（１番、６番ピン）を有し、
これらの先端が共通リード４１で橋渡し形成されてい
る。そして、アノード共通端子の間に等間隔で４本の素
子搭載用のリード端子３１ａ（２番〜５番ピン）が配列
されている。この搭載用のリード端子３１ａ（２番〜５
番ピン）の素子搭載部に発光素子２１がダイボンドされ
ている。発光素子２１は、金線４３を介して共通リード
４１にワイヤボンドされている。

【００２０】そして、発光側リードフレーム３１を上側
に配置し、受光側リードフレーム３３を下側に配し、両
者を溶接等で位置決め固定した後、１次モールド、およ
び２次モールドを行なう。

【００２１】このとき、共通リード３７および４１の存
在により、通常の金型では、１次モールドが困難である
ため、図２に示す１次モールド金型を使用する。すなわ
ち、発光側、受光側の素子２１，２２の対向している光
結合部は、１つの長方体形状でおおわれ、隣接光結合部
間は、図２の断面図に示す通り、共通リード３７，４１
が、上方向、下方向にシフトし、左右のリード端子近く
では中央部に樹脂バリができるように段違いに上下金型
５０，５１を形成する。

【００２２】なお、図２における１点鎖線Ｙは上側の金
型５０と下側の金型５１との境界線を表わす。

【００２３】上記の光結合装置の製造方法を説明する
と、１，６番ピン及び７，１２番ピンはつながつて共通
２ｎｄワイヤボンドエリアとしてあり、２〜５番ピン及
び８〜１１番ピンはそれぞれ発光素子２１（ＬＥＤ）、
受光素子２２（フォトトランジスタ）が１個ずつマウン
トされ、素子裏面のカソード端子、コレクタ端子と導通
をとる。

【００２４】この後、発光側は各々の発光素子２１のア
ノード電極（素子上面の電極）と発光側共通リード４１
とを金線４３でワイヤボンドし、受光側は各々のフオト
トランジスタ２２のエミツタ電極（フオトトランジスタ
素子上面のエミツタパツド）と受光側共通リード３７
（７，１２番ピン）とを金線４０でワイヤボンドする。

【００２５】次に光透過性の白色樹脂２８にて図２のよ
うに一次トランスファモールド封止を行なうが、金型の
形状としては、発光側、受光側素子の対向している光結
合部は、１つの長方体形状でおおわれ、隣接光結合部間
は、共通リード３７，４１が上下方向にシフトし、左右
のリード端子近くでは中央部に樹脂バリができるよう
に、段違いに上下金型形状を形成する。１次トランスフ
ァモールド成型した後、樹脂バリのうち図２の斜線で示
すバリ５２，５３を削除する。そうすると、チヤンネル
間では光透過用の白色樹脂２８が共通リード３７，４１
のほんの周辺５４，５５にしか形成されないため、クロ
ストークの問題が起らない。この後、遮光性黒色エポキ
シ樹脂２９にてトランスファモールド成型を行ない、光
結合装置を完成する。

【００２６】このように 従来例の４チヤンネル１６ピ
ンに比べて、パツケージサイズで３／４に、また同パツ
ケージサイズならチヤンネル数は３／２になり、高密度
実装化に適した小型、多チヤンネル化が可能となる。

【００２７】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。たとえば、
上記実施例では４チヤンネルで１２ピンとなるが、応用
例で６チヤンネル１６ピン等も実現できる。

【００２８】

【発明の効果】以上の説明から明らかな通り、本発明に
よると、多連式に光学的に結合された光結合装置におい
て、受発光リードフレームに夫々共通リードを設けたか
ら、高密度実装化に適した小型、多チヤンネル化が可能
となる。

【００２９】また、１次モールド金型も共通リードを含
んでモールドできる構造としたから、クロストークも防
止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による光結合装置のリードフレーム構造
図

【図２】１次トランスファモールド金型の形状を示す斜
視図

【図３】光結合装置の内部構造図

【図４】光結合素子を用いた多チヤンネル信号伝送回路
図

【図５】従来の光結合装置を示し、Ａは平面図、Ｂは内
部結線図、Ｃは正面図、Ｄは側面図

【図６】従来の光結合装置の内部構造図

【図７】従来の多チヤンネル用ミニフラツトパツケージ
タイプ光結合装置を示し、Ａは平面図、Ｂは内部結線
図、Ｃは正面図、Ｄは側面図

【符号の説明】

２１ 発光素子 ２２ 受光素子 ２８ 光透過性白色樹脂 ２９ 遮光性黒色エポキシ樹脂 ３１ 発光側リードフレーム ３３ 受光側リードフレーム ３７ 共通リード ４１ 共通リード ５０，５１ １次モールド金型

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 発光側のリードフレームに搭載された複
   数個の発光素子と、受光側リードフレームに搭載された
   複数個の受光素子とが対向配置され、これらが多連式に
   光学的に結合された光結合装置において、前記発光側リ
   ードフレームに発光素子のアノード端子を共通とすべく
   発光側共通リード端子が設けられ、受光側リードフレー
   ムに受光素子のエミツタ端子を共通とすべく受光側共通
   リード端子が設けられ、各々の共通リード端子は、前記
   各リードフレームに左右二点で支持されたことを特徴と
   する光結合装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載のリードフレームを用いた
   二重トランスフアーモールド方式の光結合装置に使用さ
   れるものであって、隣接したチヤンネル間において共通
   リード部もモールドする構造を特徴とする１次モールド
   金型。