JPH06283751A - 光半導体装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 発光素子と受光素子を用いた光半導体装置に
関して、部品点数並びに組立工程を削減することがで
き、しかも同一基本構造から複数種類の製品を得ること
ができるようにする。 【構成】 可撓性かつ絶縁性を有するフィルム基材１に
一対の発光部領域Ｐと受光部領域Ｑとを隣接して設け、
発光部領域Ｐと受光部領域Ｑとにそれぞれ導電性のリー
ド２、３を形成し、発光部領域Ｐと受光部領域Ｑとにそ
れぞれ半導体素子からなる発光素子１１と受光素子１２
とを搭載してリード２、３に電気的に接続する。フィル
ム基材１を平坦状に位置させて発光素子１１と受光素子
１２とを並置させると、反射型の製品が得られ、フィル
ム基材１を屈曲させて発光素子１１と受光素子１２とを
対向させると、透過型の製品が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体素子からなる発
光素子と受光素子とを用いた光半導体装置に係り、例え
ば透過型や反射型のフォトカプラー等を構成するのに最
適な光半導体装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１２は発光部と受光部とを組み合わせ
た従来のフォトカプラーを示すものであり、（ａ）の透
過型においては発光部４１と受光部４２とを対向させて
ケース４３内に収納し、（ｂ）の反射型においては発光
部４１と受光部４２とを並置させてケース４４内に収納
している。

【０００３】このようなフォトカプラーを製造する際、
従来は、一対のリード端子４５が多数列設された金属製
のリードフレーム４６を用い、これら一対のリード端子
４５の先端にそれぞれ発光部４１を形成していた。ま
た、一対のリード端子４７が多数列設された別の金属製
のリードフレーム４８を用い、これら一対のリード端子
４７の先端にそれぞれ受光部４２を形成していた。

【０００４】そして、各々の発光部４１及び受光部４２
をリードフレーム４６及び４８からそれぞれ分離し、ケ
ース４３または４４に収納する段階で発光部４１と受光
部４２とを組み合わせていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような従来のフォトカプラーにおいては、発光部４１
及び受光部４２をそれぞれ別々のリードフレーム４６及
び４８に形成し、各々の発光部４１及び受光部４２を個
々に分離してから組み合わせていくので、部品点数並び
に組立工程が著しく多いという問題があった。

【０００６】しかも、従来は、別個の発光部４１と受光
部４２とを組み合わせるので、透過型と反射型とのよう
に異なる形状の製品を得るには、発光部４１と受光部４
２とを位置決めするためにケース４３または４４への収
納が必須であり、さらに、高精度な位置決めのためには
特別な位置決め部材を介してケース４３または４４に収
納する必要があった。

【０００７】また、従来は、金属製のリードフレーム４
６及び４８を使用していたため、これらリードフレーム
４６及び４８の板厚（０．１２〜０．１５ｍｍ程度）を
さらに薄くするには限界があり、フォトカプラー全体の
薄型化に限度があった。

【０００８】そこで本発明は、部品点数並びに組立工程
を削減することができ、しかも同一基本構造から複数種
類の形状の製品を得ることができる光半導体装置を提供
することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、半導体素子からなる発光素子と受光素子
とを用いた光半導体装置であって、一対の発光部領域と
受光部領域とが隣接して設けられた可撓性かつ絶縁性を
有するフィルム基材と、このフィルム基材の発光部領域
と受光部領域とにそれぞれ形成された導電性のリード
と、前記フィルム基材の発光部領域と受光部領域とにそ
れぞれ搭載されて前記リードに電気的に接続された発光
素子及び受光素子とによって構成したものである。

【００１０】なお、前記フィルム基材をテープ状に形成
し、このテープ状のフィルム基材に前記一対の発光部領
域と受光部領域とからなる区域を複数連続して列設する
のが好ましい。

【００１１】また、前記フィルム基材の発光部領域と受
光部領域との間に切欠部を設けるとよい。

【００１２】さらに、前記構成においては、前記フィル
ム基材の発光部領域と受光部領域とをほぼ平坦状に位置
させて、前記発光素子と受光素子とを並置させるか、或
いは、前記フィルム基材を発光部領域と受光部領域との
間で屈曲させて、前記発光素子と受光素子とを対向させ
るとよく、これらの場合には、前記発光素子及び受光素
子を有するフィルム基材を、光通過孔を有するケースに
収納してもよい。

【００１３】

【作用】上記のように構成された本発明によれば、一対
の発光素子と受光素子とがフィルム基材上に隣接して搭
載されているので、従来のように発光部と受光部とを別
々に形成して組み合わせる必要がなく、部品点数並びに
組立工程が大幅に削減される。

【００１４】しかも、発光素子と受光素子とが可撓性を
有する同一のフィルム基材上に存在するので、発光素子
と受光素子との位置関係の自由度及び精度が向上し、発
光素子と受光素子とを容易かつ高精度に並置或いは対向
させることができる。これにより、必ずしもケースや位
置決め部材を用いなくても、反射型と透過型とのように
異なる形状の製品が得られ、特にテープ状のフィルム基
材を用いると、同一のフィルム基材から複数種類の形状
の製品が得られる。

【００１５】なお、発光素子と受光素子とを並置或いは
対向させた状態でフィルム基材をケースに収納すると、
さらに位置精度及び分解能等が向上する。また、フィル
ム基材に切欠部を設けると、ケースへの収納時に切欠部
によって位置決めを行うことができる上に、特にフィル
ム基材を屈曲させる際にはフォーミングが容易になる。

【００１６】また、フィルム基材及びこのフィルム基材
上に形成されたリードは、従来のような金属製のリード
フレームよりも薄くすることができるので、装置全体の
薄型化が可能になる。

【００１７】

【実施例】以下、本発明による光半導体装置の実施例を
図１〜図１１を参照して説明する。

【００１８】図１及び図２に示すように、本実施例は、
半導体素子からなる発光素子１１と受光素子１２とを用
いたフォトカプラーであって、フィルム基材１と、この
フィルム基材１上に形成されたリード２、３と、フィル
ム基材１上に搭載されてリード２、３に電気的に接続さ
れた発光素子１１及び受光素子１２とによって構成され
ている。そして、図１は発光素子１１と受光素子１２と
を並置させた反射型であり、図２は発光素子１１と受光
素子１２とを対向させた透過型である。

【００１９】まず、図３に示すように、本実施例におけ
るフィルム基材１は、ポリイミド樹脂等からなる可撓性
かつ絶縁性を有するものであり、長尺テープ状に形成さ
れている。なお、フィルム基材１の厚さは０．０７５ｍ
ｍ程度である。フィルム基材１には、一対の発光部領域
Ｐと受光部領域Ｑとが隣接して設けられ、これら発光部
領域Ｐと受光部領域Ｑとからなる１つの区域（以下、１
コマという）が、フィルム基材１の長手方向に沿って複
数連続して列設されている。

【００２０】そして、上記リード２、３は、銅箔等の導
電性金属材料によりパターン形成されたものであり、フ
ィルム基材１の発光部領域Ｐと受光部領域Ｑとにそれぞ
れ設けられている。一方のリード２の一端はそれぞれ素
子搭載用の拡大パッド２ａとなっており、これら拡大パ
ッド２ａの近傍にそれぞれリード３の一端３ａが位置し
ている。なお、各リード２、３の他端はテストパッド２
ｂ、３ｂとなっている。

【００２１】また、フィルム基材１には、リード２、３
が架橋されるリード孔４と、発光部領域Ｐ及び受光部領
域Ｑの上縁を形成するための上部孔５と、テープ状のフ
ィルム基材１の搬送及び位置決め用のスプロケット孔６
とが形成されている。そして、フィルム基材１の発光部
領域Ｐと受光部領域Ｑとの間には、上部孔５と連続する
スリット状の切欠部７が形成されている。

【００２２】次に、図４及び図５に示すように、発光部
領域Ｐ及び受光部領域Ｑのリード２の拡大パッド２ａ上
に、それぞれ半導体素子からなる発光素子１１及び受光
素子１２が、Ａｇペースト等の導電性接着剤により固着
（ダイボンディング）される。これにより、発光素子１
１及び受光素子１２の下面電極がリード２に電気的に接
続される。

【００２３】そして、発光素子１１及び受光素子１２か
らリード３の一端３ａに、それぞれボンディングワイヤ
１３が接合され、発光素子１１及び受光素子１２の上面
電極がリード３に電気的に接続される。

【００２４】さらに、発光素子１１及び受光素子１２、
ボンディングワイヤ１３等を保護するために、透明な樹
脂１４によってモールディングが行われる。この場合の
成形法は、ポッティング法やトランスファモールド法等
の様々な方法を用いることができる。なお、樹脂１４を
レンズ形状に成形してもよい。

【００２５】次に、上述のようにして発光素子１１及び
受光素子１２を搭載したフィルム基材１が、図３の一点
鎖線の位置で１コマ分ずつ分離される。これによって、
図１に示すように、フォトカプラーの基本ユニットが構
成される。即ち、発光素子１１と受光素子１２とが同一
のフィルム基材１上に存在し、それでいて発光素子１１
と受光素子１２とは切欠部７によって離間されている。
そして、フィルム基材１から突出するリード２、３がそ
れぞれリード端子となる。

【００２６】なお、以上の説明から分かるように、本実
施例によるフォトカプラーの基本ユニットの製造は、い
わゆるＴＡＢ（Tape Automated Bonding）方式を利用し
て行うことができる。

【００２７】次に、図１から図２に示すように、フィル
ム基材１を発光部領域Ｐと受光部領域Ｑとの間で屈曲さ
せて、発光素子１１と受光素子１２とを対向させること
によって、透過型のフォトカプラーを得ることができ
る。この際、フィルム基材１に切欠部７が設けられてい
るので、フィルム基材１を屈曲させるフォーミングを極
めて容易に行うことができる。なお、このフォーミング
状態で固定部材を介してフィルム基材１を固定してもよ
い。

【００２８】また、上述のようにフィルム基材１をフォ
ーミングすることなく、図１に示す基本ユニットのま
ま、フィルム基材１の発光部領域Ｐと受光部領域Ｑとを
ほぼ平坦状に位置させて、発光素子１１と受光素子１２
とを並置させると、反射型のフォトカプラーを得ること
ができる。なお、この反射型の場合、発光素子１１と受
光素子１２とを大きい夾角のＶ字状に位置させてもよ
い。

【００２９】以上のように、フィルム基材１上に一対の
発光素子１１と受光素子１２とを隣接して搭載すること
によって、発光部と受光部とを別々に形成して組み合わ
せる必要がないので、部品点数並びに組立工程を大幅に
削減することができる。

【００３０】しかも、可撓性を有する同一のフィルム基
材１上で予め発光素子１１と受光素子１２とが組み合わ
されているので、これら発光素子１１と受光素子１２と
の位置関係の自由度及び精度は極めて高く、図１或いは
図２に示すように、特にケースや位置決め部材を用いな
くても、反射型或いは透過型のフォトカプラーを容易か
つ高精度に得ることができる。なお、本実施例のよう
に、長尺テープ状のフィルム基材１を用いた場合には、
同一のフィルム基材１から異なる種類のフォトカプラー
を得ることができる。

【００３１】また、発光素子１１及び受光素子１２の搭
載部材として、極めて薄いフィルム基材１及びこのフィ
ルム基材１上に形成されたリード２、３を用いているの
で、フォトカプラー全体の薄型化を図ることができる。

【００３２】次に、図６〜図８に示すように、透過型の
フォトカプラーを必要に応じてケース２０に収納するこ
とによって、さらに位置精度及び分解能等の向上を図る
ことができる。

【００３３】即ち、この場合のケース２０は、下端部か
ら形成されたユニット挿入孔２１と、上端部から形成さ
れたスリット２２と、このスリット２２の両側に設けら
れた一対の光通過孔２３とを有している。また、スリッ
ト２２の下方でユニット挿入孔２１の内部の中央には、
仕切部２４が形成されている。

【００３４】そして、屈曲されたフィルム基材１をユニ
ット挿入孔２１内に挿入すると、フィルム基材１の切欠
部７の下端が仕切部２４に当接することによって、フィ
ルム基材１が高精度に位置決めされ、発光素子１１及び
受光素子１２がそれぞれ光通過孔２３の両側に正確に対
向される。

【００３５】また、図９〜図１１に示すように、反射型
のフォトカプラーにおいても必要に応じてケース３０に
収納することによって、さらに位置精度及び分解能等の
向上を図ることができる。

【００３６】即ち、この場合のケース３０は、前端部か
ら形成されたユニット挿入孔３１と、上面部に設けられ
た一対の光通過孔３３とを有し、光通過孔３３の間でユ
ニット挿入孔３１の内部の中央には、仕切部３４が形成
されている。

【００３７】そして、平坦状のフィルム基材１をユニッ
ト挿入孔３１内に挿入すると、フィルム基材１の切欠部
７の下端が仕切部３４に当接することによって、フィル
ム基材１が高精度に位置決めされ、発光素子１１及び受
光素子１２がそれぞれ光通過孔３３の下方に正確に位置
される。

【００３８】以上、本発明の実施例に付き説明したが、
本発明は上記実施例に限定されることなく、本発明の技
術的思想に基づいて各種の有効な変更並びに応用が可能
である。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
一対の発光素子と受光素子とを可撓性を有する同一のフ
ィルム基材上に隣接して搭載することによって、従来の
ように発光部と受光部とを別々に形成して組み合わせる
必要がないので、部品点数並びに組立工程の大幅な削減
を図ることができる。しかも、受光素子と発光素子との
位置関係の自由度及び精度が向上するので、必ずしもケ
ースや位置決め部材を用いなくても、同一のフィルム基
材から例えば反射型と透過型とのような異なる形状の製
品を容易かつ高精度に得ることができる。また、薄いフ
ィルム基材及びリードによって、装置全体の薄型化を図
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例における反射型フォトカプラー
の斜視図である。

【図２】本発明の実施例における透過型フォトカプラー
の斜視図である。

【図３】上記実施例に用いたテープ状のフィルム基材の
平面図である。

【図４】上記実施例のフィルム基材上に発光素子及び受
光素子を搭載して樹脂により封止した状態の要部の拡大
平面図である。

【図５】図４のＡ−Ａ線における断面図である。

【図６】上記実施例による透過型フォトカプラーをケー
スに収納する状態の斜視図である。

【図７】図６のＢ−Ｂ線における拡大断面図である。

【図８】図６のＣ−Ｃ線における拡大断面図である。

【図９】上記実施例による反射型フォトカプラーをケー
スに収納する状態の斜視図である。

【図１０】図９のＤ−Ｄ線における拡大断面図である。

【図１１】図９のＥ−Ｅ線における拡大断面図である。

【図１２】従来のリードフレームを用いたフォトカプラ
ーの製造工程を示す概略図である。

【符号の説明】

１ フィルム基材 ２、３ リード ４ リード孔 ７ 切欠部 １１ 発光素子 １２ 受光素子 １３ ボンディングワイヤ １４ 樹脂 ２０、３０ ケース ２３、３３ 光通過孔 ２４、３４ 仕切部 Ｐ 発光部領域 Ｑ 受光部領域

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体素子からなる発光素子と受光素子
   とを用いた光半導体装置であって、 一対の発光部領域と受光部領域とが隣接して設けられた
   可撓性かつ絶縁性を有するフィルム基材と、このフィル
   ム基材の発光部領域と受光部領域とにそれぞれ形成され
   た導電性のリードと、前記フィルム基材の発光部領域と
   受光部領域とにそれぞれ搭載されて前記リードに電気的
   に接続された発光素子及び受光素子とによって構成した
   ことを特徴とする光半導体装置。
2. 【請求項２】 前記フィルム基材をテープ状に形成し、
   このテープ状のフィルム基材に前記一対の発光部領域と
   受光部領域とからなる区域を複数連続して列設したこと
   を特徴とする請求項１記載の光半導体装置。
3. 【請求項３】 前記フィルム基材の発光部領域と受光部
   領域との間に切欠部を設けたことを特徴とする請求項１
   記載の光半導体装置。
4. 【請求項４】 前記フィルム基材の発光部領域と受光部
   領域とをほぼ平坦状に位置させて、前記発光素子と受光
   素子とを並置させたことを特徴とする請求項１記載の光
   半導体装置。
5. 【請求項５】 前記フィルム基材を発光部領域と受光部
   領域との間で屈曲させて、前記発光素子と受光素子とを
   対向させたことを特徴とする請求項１記載の光半導体装
   置。
6. 【請求項６】 前記発光素子及び受光素子を有するフィ
   ルム基材を、光通過孔を有するケースに収納したことを
   特徴とする請求項４または５記載の光半導体装置。