KR950008857B1 - Manufacturing method of photo coupler - Google Patents
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Abstract
Description
제1도는 종래 발광 소자용 리드프레임의 정면도 및 측면도.1 is a front view and a side view of a lead frame for a conventional light emitting device.
제2도는 종래 수광 소자용 리드프레임의 정면도 및 측면도.2 is a front view and a side view of a lead frame for a conventional light receiving element.
제3도는 종래 발광 소자용 리드프레임과 수광 소자용 리드프레임의 접합상태를 나타낸 일부 정면도.3 is a partial front view illustrating a bonding state of a lead frame for a light emitting element and a lead frame for a light receiving element.
제4도는 종래 수직 대향식 포토커플러의 종단면도.4 is a longitudinal sectional view of a conventional vertically opposing photocoupler.
제5도는 종래 반사형 포토커플러의 종단면도.5 is a longitudinal sectional view of a conventional reflective photocoupler.
제6도는 본 발명에 적용되는 리드프레임을 나타낸 평면도.6 is a plan view showing a lead frame applied to the present invention.
제7도는 제6도를 7형태로 절곡시킨 상태의 사시도.FIG. 7 is a perspective view of a state in which FIG. 6 is bent into seven forms.
제8도는 제7도의 정면도.8 is a front view of FIG. 7.
제9도는 제7도의 평면도.9 is a plan view of FIG.
제10도는 본 발명의 제조방법에 의해 얻어진 포토커플러를 나타낸 종단면도.10 is a longitudinal sectional view showing a photocoupler obtained by the manufacturing method of the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
13 : 리드프레임 14,15 : 소자부착부위13: lead frame 14, 15: element attachment part
16 : 타이바 17 : 발광소자16: tie bar 17: light emitting element
18 : 수광소자 19 : 금선18: light receiving element 19: gold wire
20 : 투명레진 21 : 리드20: transparent resin 21: lead
22 : 에폭시레진 23 : 지지바22: epoxy resin 23: support bar
24 : 절곡부 25 : 요입홈24: bending portion 25: recessed groove
26 : 구멍26 holes
본 발명은 고내전압(高耐電壓)의 스위칭 소자인 포토커플러(Photo Coupler)의 제조방법에 관한 것으로서, 좀더 구체적으로는 수광소자 및 발광소자를 1개의 리드프레임에 고정하여 제조공정이 편리해질 수 있도록 한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing a photo coupler, which is a high withstand voltage switching element, and more particularly, to fix a light receiving element and a light emitting element to one lead frame, thereby making the manufacturing process convenient. It would be.
일반적으로 포토커플러는 발광 다이오드등의 전기→광변환 소자를 발광부로하고, 포토트랜지스터등의 광→전기 변환 소자를 수광부로 한 회로를 구성하여 전기 신호를 발광부에서 빛으로 변환하고 수광부에서는 다시 전기 신호로 환원시키는 것을 말하는 것으로서, 입력측과 출력측은 전기적으로 절연되어 있기 때문에 전압이 다른 회로 상호간의 결합, 고내전압의 스위치 소자등에 쓰인다.In general, a photocoupler is composed of a light-emitting device such as a light emitting diode such as a light emitting unit, and a light-to-electric conversion device such as a phototransistor as a light receiving unit. It refers to the reduction of the signal. Since the input side and the output side are electrically insulated, they are used for coupling between circuits having different voltages and switching devices having a high withstand voltage.
종래의 16핀 포토커플러(다중채널 포토커플러)는 제4도 및 제5도와 같은 형태로서, 상호 대향되게 위치된 상부의 발광 소자용 리드프레임(1)은 제1도와 같이 다수개의 발광소자 부착부위(2)가 타이바(3)에 지지되어 상기 발광소자 부착부위에 발광소자(4)가 고정되어 있고 하부의 수광소자용 리드프레임(5) 역시 다수개의 수광소자 부착부위(6)가 제2도와 같이 타이바(7)에 지지되어 상기 수광소자 부착부위에 수광소자(8)가 고정되어 있으며, 상기 각 소자는 금선(9)으로 각각 전극(도시는 생략함)과 연결되어 있다.A conventional 16-pin photocoupler (multi-channel photocoupler) has the same shape as in FIGS. 4 and 5, and the lead frame 1 for the upper light emitting device positioned opposite to each other has a plurality of light emitting device attachment portions as shown in FIG. (2) is supported by the tie bar (3), the light emitting element 4 is fixed to the light emitting element attachment portion, and the lower light receiving element lead frame (5) also has a plurality of light receiving element attachment portions (6) As shown in the drawing, the light receiving element 8 is supported by the tie bar 7 and fixed to the light receiving element attachment portion, and each element is connected to an electrode (not shown) by a gold wire 9.
그리고 각 소자는 실리콘 레진코팅이나 또는 이송몰딩 금형에서 몰딩되어 보호되도록 되어 있다.Each device is molded and protected in a silicone resin coating or a transfer molding die.
상기한 바와 같은 포토커플러의 제조방법을 살펴보면, 제1도 및 제2도에 도시한 바와 같이 발광소자용 리드프레임(1)과 수광소자용 리드프레임(5)을 각각 프레스 성형한 후 제3도와 같이 각 소자부착부위(2)(6)에 발광소자(4)에 수광소자(8)를 에폭시(Epoxy)수지로 고정하고 별도의 와이어본딩 공정에서 각소자(4)(8)와 전극을 금선(9)으로 연결한 다음 이들을 상호 대향되게 포개어 겹침부(1a)(5a)를 스폿용접 고정하게 된다.Referring to the method of manufacturing the photocoupler as described above, as shown in FIGS. 1 and 2, the lead frame 1 for light emitting device and the lead frame 5 for light receiving device are press-molded, respectively. Similarly, the light receiving element 8 is fixed to the light emitting element 4 at each element attachment part 2 and 6 with epoxy resin, and the respective elements 4 and 8 and the electrode are gold wire in a separate wire bonding process. (9), and then they are superposed on each other so that the overlapped portions 1a and 5a are spot welded.
그후 상기 입력측과 출력측을 전기적으로 절연시키기 위해 각 소자를 투명레진(10)으로 몰딩을 실시한 다음 별도의 몰딩 공정에 의해 에폭시레진(11) 몰딩을 실시한 후 프레스 금형에서 트리밍/포밍공정을 거쳐 타이바(3)(7)를 제거함과 동시에 리드(12a)(12b)를 절곡시키므로서 포토커플러가 완성되도록 되어 있다.Then, each device is molded with a transparent resin 10 to electrically insulate the input side and the output side, and then the epoxy resin 11 is molded by a separate molding process, followed by a trimming / forming process in a press die. The photocoupler is completed by removing the leads (3) and (7) and bending the leads 12a and 12b.
이때 후공정으로 리드(12)의 솔더링작업을 실시하게 된다.At this time, the soldering of the lead 12 is performed in a later step.
이와 같이 완성된 포토커플러는 발광소자(4)의 리드(12a)에 규정전류를 공급하면 발광소자(4)는 전기적 입력 신호를 광신호로 변환시켜 수광소자(8)에 빛을 방출하여 전달하게 되므로 수광소자(8)는 각각의 주어진 기능에 따라 광신호를 전기적 신호로 출력하게 된다.When the completed photocoupler supplies a predetermined current to the lead 12a of the light emitting device 4, the light emitting device 4 converts an electrical input signal into an optical signal to emit and transmit light to the light receiving device 8. Therefore, the light receiving element 8 outputs an optical signal as an electrical signal according to each given function.
이때 입력측과 출력측 사이에 고정항(-10"Ω) 특성이 가능하게 되므로 출력측 회로를 고전압으로 보호할 수 있는 특성을 가지게 되며, 또한 전기적 절연에도 불구하고 적절한 레진을 선택하여 링도파로를 형성하므로서 적절한 전기적 특성을 갖도록 할 수 있게 된다.In this case, the fixed term (-10 "Ω) is possible between the input side and the output side, so that the output side circuit can be protected with high voltage.In addition, despite the electrical insulation, an appropriate resin is selected to form a ring waveguide. It is possible to have electrical characteristics.
그러나 이러한 종래의 포토커플러는 발광소자(4)와 수광소자(8)를 고정시키는 리드프레임(1)(5)을 가각 별도로 프레스 성형하여 상기 각 리드프레임(1)(5)에 소자를 고정시킨 다음 금선(9)을 연결하도록 되어 있으므로 공정의 증가에 따라 생산성이 저하되었음은 물론 각 리드프레임(1)(5)의 접합작업시에 스폿용접을 하게되므로 공정 자동화에 많은 어려움이 있었다.However, such a conventional photocoupler is press-molded separately for each of the lead frames 1 and 5 for fixing the light emitting element 4 and the light receiving element 8 to fix the element to each of the lead frames 1 and 5. Since the next gold wire (9) is to be connected, the productivity is lowered as the process is increased, as well as spot welding during the joining operation of each lead frame (1) (5), there was a lot of difficulties in the process automation.
따라서 이를 개선하기 위해 제5도에 도시한 바와 같이 1개의 리드프레임(13)상에 발광소자94) 및 수광소자(8)를 고정시키는 반사형 포토커플러가 제안되었으나, 이 또한 구조상 반사형 전달로 인해 전기적 특성중 전류변환효율(CRT)을 개선하기가 어려웠고 반사방지용막을 투명레진(10)과 에폭시레진(11) 사이에 도포하는 작업이 용이치 못하게 되는 문제점이 있었다.Therefore, in order to improve this, a reflective photocoupler for fixing the light emitting element 94 and the light receiving element 8 on one lead frame 13 as shown in FIG. 5 has been proposed. Due to the electrical characteristics, it was difficult to improve current conversion efficiency (CRT), and there was a problem in that it was not easy to apply the antireflection coating film between the transparent resin 10 and the epoxy resin 11.
본 발명의 목적은 1개의 리드프레임상에 발광소자와 수광소자를 한꺼번에 고정시킴과 동시에 금선의 결선작업을 실시할 수 있도록하여 작업공정을 줄일수 있는 수평대향식 포토커플러의 제조방법을 제공하기 위한 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a manufacturing method of a horizontally opposing photocoupler which can reduce the work process by fixing the light emitting device and the light receiving device on one lead frame at the same time and at the same time performing the wiring work of the gold wire. will be.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따라 하나의 리드프레임에 발광소자 부착부위와 수광소자 부착부위를 타이바 및 지지바에 의해 서로 대향되게 일체로 형성하여 " "자 형태로 절곡하는 공정과, 상기 각 소자부착부위에 발광소자와 수광소자를 부착하고 소자와 전극사이를 금선으로 연결하는 공정과, 상기 리드프레임의 양측면을 지지한 상태에서 절곡부분을 수평으로 펼쳐 소자 부착부위를 서로 절곡된 상태로 대향시키는 공정과, 상기 각 소자를 전기적으로 절연시키고 보호하기 위한 몰딩공정과, 상기 타이바와 지지바를 제거하는 트리밍/포밍공정을 포함하여서 된 수평대향식 포토커플러의 제조방법이 제공된다.According to an embodiment of the present invention for achieving the above object is a process of bending the light emitting device attachment portion and the light receiving element attachment portion integrally formed by the tie bar and the support bar to be opposed to each other by a "" "shape and And attaching a light emitting device and a light receiving device to each device attachment part and connecting the device and the electrode with gold wires, and spreading the bent parts horizontally while supporting both sides of the lead frame to bend the device attachment parts to each other. A manufacturing method of a horizontally opposed photocoupler comprising a process of opposing to a state, a molding process for electrically insulating and protecting the respective elements, and a trimming / forming process of removing the tie bar and the support bar are provided.
이하, 본 발명을 일시예로 도시한 첨부된 도면 제6도 및 제10도를 참고로하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to FIGS. 6 and 10 of the accompanying drawings.
첨부도면 제6도는 본 발명에 적용되는 리드프레임을 나타낸 평면도이고 제7도는 제6도를 ""형태로 절곡시킨 상태의 사시도이며 제10도는 본 발명의 제조방법에 의해 얻어진 포토커플러를 나타낸 종단면도이다.FIG. 6 is a plan view showing a lead frame according to the present invention, and FIG. "It is a perspective view of the state bent in the form, and FIG. 10 is a longitudinal cross-sectional view which shows the photocoupler obtained by the manufacturing method of this invention.
본 발명의 제조공정중 다이본딩 공정과, 와이어 본딩공정, 투명레진과 에폭시 레진 몰딩공정, 그리고 트리밍/포밍공정은 종래부터 널리 알려진 기술이므로 이에 대한 구체적인 설명은 가급적 생략하고 본 발명의 주요기술인 리드프레임(13)을 절곡시키는 공정만을 중점적으로 설명하기로 한다.Since the die bonding process, the wire bonding process, the transparent resin and epoxy resin molding process, and the trimming / forming process of the manufacturing process of the present invention are well known in the art, a detailed description thereof will be omitted, and the lead frame as the main technology of the present invention. Only the process of bending (13) will be described mainly.
첨부도면 제6도와 같이 발광소자 부착부위(14)와 수광소자 부착부위(15)가 타이바(16)와 지지바(23)로 지지된 리드프레임(13)을 프레스금형에서 절곡부(24)를 중심으로 ""형태, 즉 제7도와 같은 형태로 절곡한다.As shown in FIG. 6, the lead frame 13 having the light emitting element attaching portion 14 and the light receiving element attaching portion 15 supported by the tie bar 16 and the support bar 23 is bent 24 in a press mold. Centered " Bend in the form, ie, the shape of FIG.
이때 절곡부(24)에 요입홈(25)이나 일정간격으로 구멍(26)을 형성하여 주면 절곡작업이 더욱 원활해지게 된다.At this time, by forming the hole 26 in the indentation groove 25 or a predetermined interval in the bent portion 24, the bending work is more smooth.
한편 소자의 기판이 N형에서 P형으로 바뀌는 것을 고려하면 제9도의 "B"부분 리드를 서로 교대하여 배열하므로서 가능하게 된다.On the other hand, considering that the substrate of the element is changed from N type to P type, it becomes possible by arranging the "B" partial leads of FIG. 9 alternately with each other.
그후 상측에 일직선상으로 위치된 발광소자 부착부위(14)와 수광소자 부착부위(15)에 발광소자(17)와 수광소자(18)를 다이본딩함과 동시에 각 소자와 전극 사이를 금선(19)으로 연결하는 와이어본딩 공정을 거치게 된다.Thereafter, the light emitting device 17 and the light receiving device 18 are die-bonded to the light emitting device attachment site 14 and the light receiving device attachment site 15 located in a straight line, and a gold wire is connected between each device and the electrode. ) Through a wire bonding process.
그후 소자(17)(18)와 금선(19)의 연결작업이 완료되면 별도의 치구(治具)를 이용하여 리드프레임(13)의 양측면을 파지한 상태에서 리드프레임(13)을 수평상태로 펼쳐주면 소자가 고정된 각 소자부착부위(14)(15)가 제1도와 같이 상호 마주보게 위치되는데, 이때 각 소자부착부위는 지지되어 있지 않아 항상 양측면과 90°를 유지하게 되므로 양측면이 수평상태를 유지함에 따라 각 소자부착부위는 양측면의 수평상태에 대한 90°를 유지하여 하향 절곡된 것과 같이 되므로 소자를 파손 시키지 않고 소자 부착부위(14)(15)의 90°절곡이 가능하게 된다.After the connection between the elements 17 and 18 and the gold wire 19 is completed, the lead frame 13 is held in a horizontal state while holding both sides of the lead frame 13 using a separate jig. When unfolded, each of the device attachment parts 14 and 15 on which the device is fixed are positioned to face each other as shown in FIG. 1. At this time, each device attachment part is not supported and is always maintained at 90 ° with both sides so that both sides are horizontal. As it is maintained, each element attachment portion is bent downward by maintaining 90 ° with respect to the horizontal state of both sides, so that 90 ° bending of the element attachment portions 14 and 15 is possible without damaging the element.
이와 같이 각 소자부착부위(15)(16)를 절곡시켜 발광소자(17)와 수광소자(18)를 마주보게한 다음 이들을 전기적으로 절연시킴과 동시에 발광소자(17)에서 발광된 빛이 수광소자(18)로 전달될 수 있도록 외측으로 투명레진(20)을 몰딩하게 된다. 이때 각 소자(17)(18)가 서로 대향되게 되어 있어 투명레진(20)의 크기를 종래에 비해 1.5배 정도 감소시킬 수 있게 된다.As such, the element attachment portions 15 and 16 are bent to face the light emitting element 17 and the light receiving element 18, and then electrically insulated from the light emitting element 17. The transparent resin 20 is molded to the outside so as to be transferred to the 18. At this time, the elements 17 and 18 are opposed to each other, so that the size of the transparent resin 20 can be reduced by about 1.5 times as compared with the related art.
또한 제7도에 도시한 절곡면의 길리(S)를 적절히 선정함에 따라 제10도와 같이 소자(17)(18)간의 간격(d)을 임의로 조절할 수 있게 된다.In addition, by appropriately selecting the length (S) of the bent surface shown in Figure 7 it is possible to arbitrarily adjust the distance (d) between the elements 17, 18 as shown in FIG.
이와 같이 투명레진(20)을 몰딩한 다음 리드(21)을 제외한 나머지 부분을 에폭시레진(22)으로 몰딩한다.In this way, the transparent resin 20 is molded, and then the remaining part except the lead 21 is molded with the epoxy resin 22.
그후 몰딩완료된 리드프레임(13)을 프레스 금형에서 트리밍/포밍 작업하여 타이바(16) 및 지지바(23)를 절단함과 동시에 리드(21)를 하향 절곡 시키므로서 포토커플러의 제조공정이 완료되는 것이다.Thereafter, the molded lead frame 13 is trimmed / formed by a press mold to cut the tie bar 16 and the support bar 23 and simultaneously bend the lead 21 downward, thereby completing the manufacturing process of the photocoupler. will be.
한편 소자부착부위(14)(15)를 상향절곡 시킬 경우에는 각 소자부착부위(14)(15)에 발광소자(17)와 수광소자(18)를 고정시킨 다음 리드프레임(13)의 양측면을 파지하여 수평상태로 편상태에서 투명레진(20)과 에폭시레진(22)의 몰딩작업을 완료한 후 리드(21)를 전술한 일실시예와는 반대방향, 즉 상향절곡시켜 주므로서 가능하게 되는 것이다.On the other hand, when the element attaching portions 14 and 15 are bent upward, the light emitting element 17 and the light receiving element 18 are fixed to each element attaching portion 14 and 15, and then both sides of the lead frame 13 are fixed. After the molding of the transparent resin 20 and the epoxy resin 22 in a horizontal state by holding the lead 21 is possible by bending the lead 21 in the opposite direction, that is, upward bending will be.
이상에서와 같이 본 발명은 발광소자(17)와 수광소자(18)를 수평상태에서 상호 마주보도록 각 소자부착부위(14)(15)에 고정시키도록 되어 있으므로 투명레진(20)의 두께를 줄여 포토커플러의 박형화에 기여할 수 있게 됨은 물론 1개의 리드프레임(13)에 발광소자(17)와 수광소자(18)를 고정시킴과 동시에 금선(19)으로 전극과 연결한 후 이를 펼쳐주는 공정에 의해 각 소자가 서로 마주보게 되어 있으므로 공정의 단순화로 인해 생산성을 대폭 향상시키게 되는 효과를 가지게 된다.As described above, in the present invention, the light emitting device 17 and the light receiving device 18 are fixed to each device attachment part 14 and 15 so as to face each other in a horizontal state, thereby reducing the thickness of the transparent resin 20. It is possible to contribute to the thinning of the photocoupler, as well as fixing the light emitting element 17 and the light receiving element 18 to one lead frame 13, and at the same time by connecting the electrode with a gold wire 19 and spreading it out Since each device is facing each other, the simplification of the process greatly increases the productivity.
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| G160 | Decision to publish patent application | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
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