WO2022030375A1 - 半導体リレーモジュール - Google Patents

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WO2022030375A1
WO2022030375A1 PCT/JP2021/028262 JP2021028262W WO2022030375A1 WO 2022030375 A1 WO2022030375 A1 WO 2022030375A1 JP 2021028262 W JP2021028262 W JP 2021028262W WO 2022030375 A1 WO2022030375 A1 WO 2022030375A1
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WO
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semiconductor relay
mosfet
output
housing
emitting element
Prior art date
Application number
PCT/JP2021/028262
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English (en)
French (fr)
Inventor
大祐 北原
直樹 牛山
真祐 高
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パナソニックIpマネジメント株式会社
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/12Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof structurally associated with, e.g. formed in or on a common substrate with, one or more electric light sources, e.g. electroluminescent light sources, and electrically or optically coupled thereto
    • H01L31/16Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof structurally associated with, e.g. formed in or on a common substrate with, one or more electric light sources, e.g. electroluminescent light sources, and electrically or optically coupled thereto the semiconductor device sensitive to radiation being controlled by the light source or sources
    • H01L31/167Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof structurally associated with, e.g. formed in or on a common substrate with, one or more electric light sources, e.g. electroluminescent light sources, and electrically or optically coupled thereto the semiconductor device sensitive to radiation being controlled by the light source or sources the light sources and the devices sensitive to radiation all being semiconductor devices characterised by potential barriers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/12Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof structurally associated with, e.g. formed in or on a common substrate with, one or more electric light sources, e.g. electroluminescent light sources, and electrically or optically coupled thereto
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
    • H01L25/16Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof the devices being of types provided for in two or more different main groups of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. forming hybrid circuits
    • H01L25/167Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof the devices being of types provided for in two or more different main groups of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. forming hybrid circuits comprising optoelectronic devices, e.g. LED, photodiodes

Definitions

  • This disclosure relates to a semiconductor relay module.
  • Patent Document 1 an output circuit composed of a light receiving device, a gate charging / discharging circuit, and a MOS type field effect transistor (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor; hereinafter referred to as MOSFET) for one light emitting element.
  • MOSFET Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor
  • Patent Document 2 discloses a semiconductor relay module in which two sets of semiconductor relays are integrated in one package. Each of the semiconductor relays is provided with one light emitting element, one light receiving device, and one output circuit. Further, the semiconductor relay module includes a pair of output terminals and a common external input terminal drawn out from the connection point of each output circuit to the outside of the package.
  • the semiconductor relay module includes a first semiconductor relay, a second semiconductor relay, a housing covering the first semiconductor relay and the second semiconductor relay, and a first input terminal exposed from the housing.
  • the housing is covered with a second input terminal exposed from the housing, a first output terminal exposed from the housing, a second output terminal exposed from the housing, and a third input terminal exposed from the housing.
  • the first semiconductor relay includes an input connection line and an output connection line coated on the housing, and the first semiconductor relay has a first light emitting element and a first light receiving device that receives an optical signal of the first light emitting element.
  • a first MOS type field effect transistor that opens and closes between the first optical coupling unit and the first output end of the first semiconductor relay and the second output end of the first semiconductor relay according to the output signal of the first light receiving device.
  • the second semiconductor relay has a first switching unit having a (PWM), and the second semiconductor relay has a second optical coupling unit having a second light emitting element and a second light receiving device that receives an optical signal of the second light emitting element.
  • a second switching unit having a second MOSFET that opens and closes between the first output end of the second semiconductor relay and the second output end of the second semiconductor relay according to the output signal of the second light receiving device.
  • the first input terminal is connected to the anode of the first light emitting element
  • the second input terminal is connected to the cathode of the second light emitting element, and the first light emitting of the first semiconductor relay.
  • the cathode of the element and the anode of the second light emitting element of the second semiconductor relay are connected via the input connection line
  • the first output terminal is connected to the first output end of the first semiconductor relay.
  • the second output terminal is connected to the second output end of the second semiconductor relay, and the second output end of the first semiconductor relay and the first output end of the second semiconductor relay are the outputs. It is connected via a connection line, and the third input terminal is connected to the input connection line.
  • a plurality of semiconductor relays can be independently inspected, and the withstand voltage between the output terminals can be increased.
  • FIG. It is a perspective view of the semiconductor relay module which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is a top view of the semiconductor relay module which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is a side view of the semiconductor relay module which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is a circuit diagram of the semiconductor relay module which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is a top view of the semiconductor relay module when inspecting the first semiconductor relay. It is a top view of the semiconductor relay module when inspecting the second semiconductor relay. It is a figure which shows a part of the manufacturing process of a semiconductor relay module. It is a figure which shows a part of another manufacturing process of a semiconductor relay module. It is a top view of the semiconductor relay module manufactured through the process shown in FIG.
  • FIG. It is a circuit diagram of a semiconductor relay module for comparison. It is a top view of the semiconductor relay module which concerns on modification 1.
  • FIG. It is a top view of the semiconductor relay module which concerns on modification 2.
  • FIG. It is a perspective view of the semiconductor relay module which concerns on modification 3.
  • FIG. It is a top view of the semiconductor relay module which concerns on modification 3.
  • FIG. It is a top view of the semiconductor relay module which concerns on Embodiment 2.
  • FIG. It is a top view of the semiconductor relay module which concerns on modification 4.
  • FIG. It is a circuit diagram of the semiconductor relay module which concerns on modification 5.
  • FIG. 1A is a perspective view of the semiconductor relay module 1000 according to the first embodiment
  • FIG. 1B is a plan view of the semiconductor relay module 1000 according to the first embodiment
  • FIG. 1C is a plan view of the semiconductor relay module 1000 according to the first embodiment.
  • the side views seen from the output terminal side are shown respectively.
  • FIG. 2 shows a circuit diagram of the semiconductor relay module 1000.
  • the outlines of the housing 500, the first translucent portion 521, and the second translucent portion 522 are shown by broken lines in FIGS. 1A to 1C. Further, in FIG. 1C, the metal wire 600 is not shown.
  • the arrangement direction of the first to fourth input terminals 310, 320, 330, 340 is referred to as the Y direction (first direction), and the arrangement direction of the first optical coupling unit 110 and the first switching unit 150.
  • the arrangement direction of the second optical coupling unit 210 and the second switching unit 250 is called the X direction (second direction), and the direction intersecting both the Y direction and the X direction is called the Z direction (third direction).
  • the side where the first to fourth input terminals 310, 320, 330, 340 are arranged is called the left or the left side
  • the side where the first output terminal 410 and the second output terminal 420 are arranged is called the right or the right side. May be called.
  • the side where the first LED (Light Emitting Diode) 120 and the second LED 220 are arranged is called the upper or upper side or the upper side
  • the side where the first light receiving device 130 and the second light receiving device 230 are arranged is called the lower or lower side. Or it may be called downward.
  • the semiconductor relay module 1000 includes a first semiconductor relay 100, a second semiconductor relay 200, a housing 500, first to fourth input terminals 310, 320, 330, 340, and a first output terminal 410. And a second output terminal 420.
  • the first semiconductor relay 100 is composed of a first optical coupling unit 110 and a first switching unit 150.
  • the first light coupling unit 110 includes a first light emitting element 120, a first light receiving device 130, and a first light transmitting unit 521.
  • the first light emitting element 120 is composed of one or a plurality of light emitting diodes (hereinafter referred to as LEDs). In the following description, the first light emitting element 120 will be referred to as a first LED 120.
  • the first LED 120 is connected to the die pad 360 provided at the inner end of the housing 500 in the third input terminal 330 by a conductive adhesive material such as silver paste (not shown), and the cathode is connected to the anode.
  • a conductive adhesive material such as silver paste (not shown)
  • the cathode is connected to the anode.
  • One end of the metal wire 600 is connected to the metal wire 600. Further, the other end of the metal wire 600 is connected to the first input terminal 310.
  • a gold wire is used as the metal wire 600.
  • the first light receiving element 131 (see FIG. 2) and the first control circuit 132 (see FIG. 2) are formed on one semiconductor substrate (not shown), or one mounting substrate is used. It is implemented or configured (not shown).
  • the first light receiving element 131 is composed of a photodiode array (hereinafter referred to as PDA). In the following description, the first light receiving element 131 will be referred to as a first PDA 131.
  • the first light receiving device 130 is mounted on the surface of the die pad 140 with a conductive adhesive such as silver paste. Further, the first control circuit 132 is electrically connected to the die pad 140. The source of the first light receiving device 130 is connected to the die pad 140 by a metal wire 600.
  • the first translucent portion 521 is made of an insulating translucent resin, and is arranged so as to cover between the first LED 120, the first light receiving device 130, and the like.
  • the first translucent unit 521 is configured as an optical coupling space between the first LED 120 and the first light receiving device 130.
  • the first translucent portion 521 is formed so as to cover the first switching portion 150 as well.
  • the first switching unit 150 has a MOSFET 161 and a MOSFET 162, and each of the MOSFET 161 and the MOSFET 162 has a gate (G) electrode (see FIG. 2, hereinafter simply referred to as a gate (G)) and a source (S) on the surface thereof.
  • G gate
  • S source
  • D drain
  • the sources (S) are electrically connected to each other in the first semiconductor relay 100, and the MOSFET 161 and the MOSFET 162 are connected in series. The specific connection relationship will be further described.
  • the gate (G) of the MOSFET 161 is connected to the first control circuit 132 via the metal wire 600.
  • the gate (G) of the MOSFET 162 is connected to the first control circuit 132 via the metal wire 600.
  • the source (S) of the MOSFET 161 and the source (S) of the MOSFET 162 are connected to the die pad 140 on which the first light receiving device 130 is mounted via the metal wire 600. That is, the source (S) of the MOSFET 161 and the source (S) of the MOSFET 162 are electrically connected to the first control circuit 132 via the metal wire 600 and the die pad 140.
  • the drain (D) of the MOSFET 161 is connected to the surface of the die pad 460 by a conductive adhesive such as silver paste, and similarly, the drain (D) of the MOSFET 162 is connected to the surface of the die pad 470.
  • the second semiconductor relay 200 is composed of a second optical coupling unit 210 and a second switching unit 250.
  • the second light coupling unit 210 includes a second light emitting element 220, a second light receiving device 230, and a second light transmitting unit 522.
  • the second light emitting element 220 is composed of one or a plurality of light emitting diodes (hereinafter referred to as LEDs). In the following description, the second light emitting element 220 will be referred to as a second LED 220.
  • the cathode of the second LED 220 is connected to the die pad 370 provided at the inner end of the housing 500 in the second input terminal 320 by a conductive adhesive material such as silver paste (not shown), and the anode is used.
  • a conductive adhesive material such as silver paste (not shown)
  • One end of the metal wire 600 is connected to the metal wire 600. Further, the other end of the metal wire 600 is connected to the fourth input terminal 340.
  • the second light receiving element 231 (see FIG. 2) and the second control circuit 232 (see FIG. 2) are formed on one semiconductor substrate (not shown), or one mounting substrate is used. It is implemented or configured (not shown).
  • the second light receiving element 231 is composed of a PDA. In the following description, the second light receiving element 231 will be referred to as a second PDA231.
  • the second light receiving device 230 is mounted on the surface of the die pad 240 with a conductive adhesive such as silver paste. Further, the second control circuit 232 is electrically connected to the die pad 240. The source of the second light receiving device 230 is connected to the die pad 240 by the metal wire 600.
  • the second translucent portion 522 is made of an insulating translucent resin like the first translucent portion 521, and is arranged so as to cover between the second LED 220, the second light receiving device 230, and the like.
  • the second translucent portion 522 is configured as an optical coupling space between the second LED 220 and the second light receiving device 230.
  • the second translucent portion 522 is formed so as to cover the second switching portion 250 as well. Further, the first translucent portion 521 and the second translucent portion 522 are arranged at predetermined intervals in the Y direction.
  • the second switching unit 250 has a MOSFET 261 and a MOSFET 262, and each of the MOSFET 261 and the MOSFET 262 is a vertical N-channel MOSFET having a known configuration, like the MOSFET 161 and the MOSFET 162.
  • the MOSFET 261 and the MOSFET 262 are connected in series in the second semiconductor relay 200, and their connection relationship is the same as that of the MOSFET 161 and the MOSFET 162 of the first semiconductor relay 100.
  • the gate (G) of the MOSFET 261 is connected to the second control circuit 232 via the metal wire 600.
  • the gate (G) of the MOSFET 262 is connected to the second control circuit 232 via the metal wire 600.
  • the source (S) of the MOSFET 262 and the source (S) of the MOSFET 262 are connected to the die pad 240 on which the second light receiving device 230 is mounted via the metal wire 600. That is, the source (S) of the MOSFET 261 and the source (S) of the MOSFET 262 are electrically connected to the second control circuit 232 via the metal wire 600 and the die pad 240.
  • the drain (D) of the MOSFET 261 is connected to the surface of the die pad 480 by a conductive adhesive such as silver paste, and similarly, the drain (D) of the MOSFET 262 is connected to the surface of the die pad 490.
  • the MOSFET 161 of the first switching unit 150 and the MOSFET 261 of the second switching unit 250 have the same arrangement direction of the source (S) and the drain (D) along the Y direction. It is arranged like this.
  • the MOSFET 162 of the first switching unit 150 and the MOSFET 262 of the second switching unit 250 are arranged so that the arrangement directions of the source (S) and the drain (D) are the same along the Y direction.
  • the housing 500 is an insulating resin structure having the above-mentioned first translucent portion 521, second translucent portion 522, and light-shielding portion 510. Further, the first semiconductor relay 100 and the second semiconductor relay 200, a part of each of the first to fourth input terminals 310, 320, 330, 340 and one of the first output terminal 410 and the second output terminal 420, respectively. The portion is covered with the housing 500.
  • the light-shielding portion 510 is made of an insulating light-shielding resin, and includes a first light-coupled portion 110 including a first light-transmitting portion 521, a first switching portion 150, and a second light-shielding portion 210 including a second light-transmitting portion 522. It is provided so as to cover the second switching unit 250. Further, the light-shielding portion 510 is arranged so as to fill the space between the first translucent portion 521 and the second translucent portion 522.
  • the optical signal of the first LED 120 provided in the first semiconductor relay 100 is the second semiconductor. It is possible to prevent the light from being incident on the second PDA 231 provided in the relay 200. Similarly, it is possible to prevent the optical signal of the second LED 220 provided in the second semiconductor relay 200 from being incident on the first PDA 131 provided in the first semiconductor relay 100. Further, it is possible to prevent the optical signals of the first LED 120 and the second LED 220 from leaking to the outside of the housing 500.
  • each of the first to fourth input terminals 310, 320, 330, 340 is pulled out from the vertical intermediate portion of the housing 500 to the outside of the housing 500, bent, and the side surface of the housing 500. Extends downward along, further bent, and extends along the lower surface of the housing 500 substantially parallel to the lower surface. Further, each of the first to fourth input terminals 310, 320, 330, 340 is bent inside the housing 500 and extends upward, and further bent and extends substantially parallel to the upper surface of the housing 500. The portions of the second input terminal 320 and the third input terminal 330 extending substantially parallel to the upper surface of the housing 500 are further bent in the Y direction. A die pad 360 and a second die pad 370 are provided at the inner ends of the housing 500 in each of the second input terminal 320 and the third input terminal 330, respectively.
  • the first input terminal 310 is connected to the anode of the first LED 120 via a metal wire 600, and the third input terminal 330 is electrically connected to the cathode of the first LED 120 via a die pad 360 provided at the inner end of the housing 500. Is connected.
  • the fourth input terminal 340 is connected to the anode of the second LED 220 via a metal wire 600, and the second input terminal 320 is electrically connected to the cathode of the second LED 220 via a die pad 370 provided at the inner end of the housing 500. Is connected.
  • the third input terminal 330 and the fourth input terminal 340 are connected to each other by the input connection line 350.
  • the input connection line 350 extends along the Y direction, and its surface is covered with a light-shielding portion 510 of the housing 500. Further, the input connection line 350 is connected to each of the third input terminal 330 and the fourth input terminal 340 before being bent upward inside the housing 500. Further, the output connection line 450 is provided so as to be located at the same height as the input connection line 350 along the Z direction from the lower surface of the housing 500.
  • parallel or “same” means parallel or the same, including the manufacturing tolerance of each component constituting the semiconductor relay module 1000 and the assembly tolerance between the components. It does not mean that the comparison targets are strictly parallel or the same.
  • each of the first output terminal 410 and the second output terminal 420 is pulled out from the vertical intermediate portion of the housing 500 to the outside of the housing 500, bent, and along the side surface of the housing 500. It extends downwards, is further bent, and extends along the lower surface of the housing 500 substantially parallel to the lower surface. Further, the first output terminal 410 and the second output terminal 420 are bent inside the housing 500 and extend downward, and further bent and extend substantially parallel to the lower surface of the housing 500.
  • a die pad 460 and a die pad 490 are provided at the ends inside the housing 500 of the first output terminal 410 and the second output terminal 420, respectively.
  • the first to fourth input terminals 310, 320, 330, 340 and the first output terminal 410 and the second output terminal 420 have the above-mentioned shapes, respectively, and the semiconductor relay module 1000 has a SOP (Small Outline Package). It constitutes a package.
  • a portion extending substantially parallel to the lower surface of the housing 500 is a connection portion with a mounting board (not shown). Will be.
  • the outer ends of the housing 500 at each of the first to fourth input terminals 310, 320, 330, 340 and the first output terminal 410 and the second output terminal 420 can be brought close to the housing 500 with respect to the mounting board.
  • the mounting area of the semiconductor relay module 1000 can be reduced.
  • the first output terminal 410 is electrically connected to the drain (D) of the MOSFET 161 of the first switching unit 150 via a die pad 460 provided at the inner end of the housing 500, and the second output terminal 420 is connected to the drain (D) of the MOSFET 161 of the first switching unit 150. It is electrically connected to the drain (D) of the MOSFET 262 of the second switching unit 250 via a die pad 490 provided at the inner end of the housing 500.
  • the MOSFET 162 of the first switching unit 150 is mounted on the die pad 470, and the MOSFET 261 of the second switching unit 250 is mounted on the die pad 480.
  • the die pads 140 and 240 arranged in the first optical coupling unit 110 and the second optical coupling unit 210, and the die pads 460, 470, 480, 490 arranged in the first switching unit 150 and the second switching unit 250, respectively. Is provided so as to be located at the same height from the lower surface of the housing 500 along the Z direction.
  • the die pad 470 provided with the MOSFET 162 of the first switching unit 150 and the die pad 480 provided with the MOSFET 261 of the second switching unit 250 are connected to each other by the output connection line 450. There is. That is, the drain (D) of the MOSFET 162 of the first switching unit 150 and the drain (D) of the MOSFET 261 of the second switching unit 250 are electrically connected.
  • the output connection line 450 has a first portion 450a extending along the Y direction, and its surface is covered with a light-shielding portion 510 of the housing 500. Further, the output connection line 450 is bent to the left in the X direction at both ends of the first portion 450a, and is connected to the die pad 470 and the die pad 480, respectively.
  • the drain (D) of the MOSFET 161 or the die pad 460 having the same potential may be referred to as the first output end of the first semiconductor relay 100.
  • the drain (D) of the MOSFET 162 or the die pad 470 having the same potential as the drain (D) may be referred to as a second output end of the first semiconductor relay 100.
  • drain (D) of the MOSFET 261 or the die pad 480 having the same potential as the drain (D) may be referred to as the first output end of the second semiconductor relay 200.
  • the drain (D) of the MOSFET 262 or the die pad 490 having the same potential as the drain (D) may be referred to as a second output end of the second semiconductor relay 200.
  • the first LED 120 and the second LED 220 emit light, respectively, and output an optical signal.
  • the first PDA 131 of the first light receiving device 130 receives this optical signal and outputs a signal according to the intensity of the optical signal.
  • the first control circuit 132 applies a voltage signal corresponding to the signal output from the first PDA 131 to the respective gates (G) of the MOSFET 161 and the MOSFET 162 of the first switching unit 150, and charges the respective gates of the MOSFET 161 and the MOSFET 162. ..
  • the second PDA231 of the second light receiving device 230 receives this optical signal and outputs a signal according to the intensity of the optical signal.
  • the second control circuit 232 applies a voltage signal corresponding to the signal output from the second PDA231 to the respective gates (G) of the MOSFET 261 and the MOSFET 262 of the second switching unit 250, and the second control circuit 232 applies the respective gates (G) of the MOSFET 261 and the MOSFET 262. To charge.
  • the first LED 120 and the second LED 220 do not emit light, and the first PDA 131 and the second PDA 231 do not output a signal.
  • the electric charge accumulated in the respective gates (G) of the MOSFETs 161 and the MOSFETs 162 of the first switching unit 150 is discharged via the first control circuit 132, and the potentials of the respective gates (G) of the MOSFETs 161 and the MOSFETs 162 are raised. descend.
  • the electric charge accumulated in the respective gates (G) of the MOSFET 261 and the MOSFET 262 of the second switching unit 250 is discharged via the second control circuit 232, and the potentials of the respective gates (G) of the MOSFET 261 and the MOSFET 262 are lowered. do.
  • each gate (G) of the MOSFET 161 and the MOSFET 162 of the first switching unit 150 becomes equal to or less than a predetermined threshold value, a current is generated between the drain (D) and the source (S) in each of the MOSFET 161 and the MOSFET 162. It stops flowing. As a result, the drain (D) of the MOSFET 161 and the drain (D) of the MOSFET 162 are in a non-conducting state, and the first semiconductor relay 100 is in an open state.
  • each gate (G) of the MOSFET 261 and the MOSFET 262 of the second switching unit 250 becomes equal to or less than a predetermined threshold value, between the drain (D) and the source (S) in each of the MOSFET 261 and the MOSFET 262. No current flows through. As a result, the drain (D) of the MOSFET 261 and the drain (D) of the MOSFET 262 are in a non-conducting state, and the second semiconductor relay 200 is in an open state.
  • the first switching unit 150 is configured to open and close between the first output end and the second output end of the first semiconductor relay 100 according to the output signal of the first light receiving device 130.
  • the second switching unit 250 is configured to open and close between the first output end and the second output end of the second semiconductor relay 200 according to the output signal of the second light receiving device 230.
  • the third and fourth input terminals 330 and 340 are used as input terminals for inspection as described later, a predetermined voltage is provided between the first input terminal 310 and the second input terminal 320 during normal use. It is not necessary to apply an external voltage to the 3rd and 4th input terminals 330 and 340.
  • the semiconductor relay module 1000 is closed. Will be.
  • the first semiconductor relay 100 and the second semiconductor relay 200 are opened, the first output terminal 410 and the second output terminal 420 are in a non-conducting state, and the semiconductor relay module 1000 is opened.
  • FIG. 3A shows a plan view of the semiconductor relay module 1000 when inspecting the first semiconductor relay
  • FIG. 3B shows a plan view of the semiconductor relay module 1000 when inspecting the second semiconductor relay.
  • the semiconductor relay module 1000 will not operate as described above. For example, even if a predetermined voltage is applied between the first input terminal 310 and the second input terminal 320, the semiconductor relay module 1000 may remain in the open state and not in the closed state. Further, even if the application of the voltage between the first input terminal 310 and the second input terminal 320 is completed, the semiconductor relay module 1000 may remain in the closed state and not in the open state.
  • the power supply 2200 is connected between the 4th input terminal 340 and the 2nd input terminal 320 so that the 2nd LED 220 is constantly emitting light (always ON state).
  • the semiconductor relay module 1000 is closed, it can be said that the first semiconductor relay 100 is operating normally. .. If the semiconductor relay module 1000 is opened when the voltage application is stopped at another timing, it can be said that the first semiconductor relay 100 is operating normally.
  • the semiconductor relay module 1000 when a voltage is applied between the first input terminal 310 and the third input terminal 330, the semiconductor relay module 1000 is not closed, or when the voltage application is stopped, the semiconductor relay module 1000 is in the open state. If not, there is a possibility that an abnormality has occurred inside the first semiconductor relay 100.
  • the power supply 2100 is connected between the first input terminal 310 and the third input terminal 330 so that the first LED 120 is always lit (always ON state).
  • the semiconductor relay module 1000 is closed, it can be said that the second semiconductor relay 200 is operating normally. .. If the semiconductor relay module 1000 is opened when the voltage application is stopped at another timing, it can be said that the second semiconductor relay 200 is operating normally.
  • the semiconductor relay module 1000 does not change in any of the connections shown in FIG. 3A and the connection shown in FIG. 3B, either the first semiconductor relay 100 or the second semiconductor relay 200, or both of them. There may be an abnormality in. For example, if the light emission failure of the first LED 120 occurs, the second semiconductor relay 200 will not be closed in either case of the connection shown in FIG. 3A or the connection shown in FIG. 3B. Therefore, the semiconductor relay module 1000 does not transition to the closed state.
  • the intermediate position between the output terminal and the output terminal can be separately set. It is possible to inspect the ON / OFF characteristics of the other semiconductor relay and the withstand voltage measurement at the time of OFF without providing the inspection output terminal.
  • FIG. 4 shows a part of the manufacturing process of the semiconductor relay module according to the present embodiment.
  • FIG. 5 shows a part of another manufacturing process of the semiconductor relay module, and
  • FIG. 6 shows a plan view of the semiconductor relay module manufactured through the process shown in FIG.
  • the lead frame 700 on which the components constituting the first optical coupling unit 110 and the second optical coupling unit 210 and the first switching unit 150 and the second switching unit 250 are mounted is first.
  • a state of being sealed with the translucent resin constituting the translucent portion 521 and the second translucent portion 522 is shown.
  • the first LED 120 and the second LED 220, the first light receiving device 130, and the second light receiving device 230 are arranged inside the first light transmitting unit 521 and the second light transmitting unit 522. It is mounted on the die pads 360, 370, 140, 240 which are a part of the lead frame 700, and the metal wire 600 is bonded at a predetermined position.
  • the primary tie bar 710 On the outside of the first translucent portion 521 and the second transmissive portion 522, the primary tie bar 710, which is a part of the lead frame 700, the first to fourth input terminals 310, 320, 330, 340, and the first output terminal 410 And the second output terminal 420 are protruding.
  • the first to fourth input terminals 310, 320, 330, 340 are connected to each other by a primary tie bar 710 extending in a direction intersecting the extending direction thereof.
  • the first output terminal 410 and the second output terminal 420 are connected to each other by a primary tie bar 710 extending in a direction intersecting the extending direction thereof. Note that no output terminal is provided at a position facing the third input terminal 330 and the fourth input terminal 340, respectively, and the output terminal is separated from the primary tie bar 710 before the process shown in FIG.
  • the primary tie bar 710 is cut. At this time, the primary tie bar 710 connecting between the third input terminal 330 and the fourth input terminal 340 remains. Further, the primary tie bar 710 for connecting the portion to which the output terminal is disconnected in advance is also left.
  • the former primary tie bar 710 corresponds to the input connection line 350
  • the latter primary tie bar 710 corresponds to the output connection line 450.
  • the first translucent portion 521, the second translucent portion 522, and the remaining primary tie bar 710 are covered with a light-shielding resin (not shown) constituting the light-shielding unit 510 to obtain a semiconductor relay module 1000.
  • the primary tie bar 710 constituting the lead frame 700 can be used as the input connection line 350 and the output connection line 450, and the step of forming these can be omitted separately. This makes it possible to reduce the manufacturing cost of the semiconductor relay module 1000.
  • the process shown in FIG. 5 corresponds to the process shown in FIG. However, in the example shown in FIG. 5, the second output terminal 421 and the first output terminal 412 provided at positions facing the second input terminal 321 and the first input terminal 312, respectively, are separated from the primary tie bar 710. It remains, not.
  • the semiconductor relay module 1100 shown in FIG. 6 in which the first semiconductor relay 100 and the second semiconductor relay 200 that open and close independently of each other are integrated in one package can be manufactured.
  • the first semiconductor relay 100 has a first input terminal 311 and a second input terminal 321 and a first output terminal 411 and a second output terminal 421.
  • the second semiconductor relay 200 has a first input terminal 312 and a second input terminal 322, and a first output terminal 412 and a second output terminal 422.
  • the semiconductor relay module 1000 includes a first semiconductor relay 100, a second semiconductor relay 200, a housing 500 covering the first semiconductor relay 100 and the second semiconductor relay 200, and a housing 500. It includes at least the first to fourth input terminals 310, 320, 330, 340 exposed from the housing 500, and the first output terminal 410 and the second output terminal 420 exposed from the housing 500.
  • the first semiconductor relay 100 has a first optical coupling unit 110 having a first LED 120 and a first light receiving device 130 for receiving an optical signal of the first LED 120, and a first switching unit 150 having a MOSFET 161 and a MOSFET 162. There is.
  • the MOSFET 161 and the MOSFET 162 open and close between the first output end and the second output end provided respectively according to the output signal of the first light receiving device 130.
  • the second semiconductor relay 200 has a second optical coupling unit 210 having a second LED 220 and a second light receiving device 230 for receiving an optical signal of the second LED 220, and a second switching unit 250 having a MOSFET 261 and a MOSFET 262. There is.
  • the MOSFET 261 and the MOSFET 262 open and close between the first output end and the second output end provided on each of the MOSFET 261 and the MOSFET 262 according to the output signal of the second light receiving device 230.
  • the first input terminal 310 is connected to the anode of the first LED 120 of the first semiconductor relay 100
  • the second input terminal 320 is connected to the cathode of the second LED 220 of the second semiconductor relay 200.
  • the cathode of the first LED 120 of the first semiconductor relay 100 and the anode of the second LED 220 of the second semiconductor relay 200 are electrically connected via an input connection line 350.
  • the first output terminal 410 is connected to the die pad 460 which is the first output end of the first semiconductor relay 100, and the second output terminal 420 is connected to the die pad 490 which is the second output end of the second semiconductor relay 200. There is.
  • the die pad 470, which is the second output end of the first semiconductor relay 100, and the die pad 480, which is the first output end of the second semiconductor relay 200, are connected via an output connection line 450.
  • the semiconductor relay module 1000 is further connected to an input connection line 350 and includes a third input terminal 330 and a fourth input terminal 340 exposed from the housing 500.
  • the input connection line 350 and the output connection line 450 are covered with the housing 500.
  • the first input terminal 310 and the third input terminal 330 are connected to the first LED 120, and the fourth input terminal 340 and the second input terminal 320 are connected to the second LED 220.
  • the first semiconductor relay 100 and the second semiconductor relay 200 can be operated independently of each other. Further, by this, the first semiconductor relay 100 and the second semiconductor relay 200 can be inspected independently.
  • the third input terminal 330 and the fourth input terminal 340 are connected by the input connection line 350.
  • the first semiconductor relay 100 and the second semiconductor relay 200 operate integrally as one semiconductor relay. Can be made to.
  • the insulation distance between the first output terminal 410 and the second output terminal 420 can be secured, and the withstand voltage between the first output terminal 410 and the second output terminal 420 can be increased. .. This will be further described.
  • FIG. 7 shows a circuit diagram of a semiconductor relay module for comparison.
  • the circuit shown in FIG. 7 corresponds to the conventional circuit disclosed in Patent Document 2.
  • the semiconductor relay module 1200 shown in FIG. 7 has three input terminals. By connecting a power supply (not shown) between the first input terminal 310 and the third input terminal 330 and between the third input terminal 330 and the second input terminal 320, the first LED 120 and the second LED 220 are independent of each other. Can be driven. As a result, the first semiconductor relay 100 and the second semiconductor relay 200 can be operated independently and can be inspected independently. Further, the first semiconductor relay 100 and the second semiconductor relay 200 can be integrally operated as one semiconductor relay.
  • the semiconductor relay module 1200 shown in FIG. 7 also has three output terminals, and an intermediate terminal 430 is provided as an inspection output terminal between the first output terminal 410 and the second output terminal 420. Therefore, when the first semiconductor relay 100 and the second semiconductor relay 200 are integrally operated as one semiconductor relay, the insulation distance between the output terminals in the semiconductor relay module 1200 is set between the first output terminal 410 and the intermediate terminal. It is shortened to the distance from the 430 or the distance between the intermediate terminal 430 and the second output terminal 420. Therefore, there is a problem that the withstand voltage between the first output terminal 410 and the second output terminal 420 cannot be increased when the semiconductor relay module 1200 is in the open state.
  • the first switching unit 150 and the second switching unit 250 are connected in series by the output connection line 450, and the intermediate terminal 430 as shown in FIG. 7 is not provided.
  • the insulation distance between the first output terminal 410 and the second output terminal 420 can be secured, and the withstand voltage between the first output terminal 410 and the second output terminal 420 can be increased.
  • the semiconductor relay module 1000 of the present embodiment the first LED 120 and the first PDA 131, and the second LED 220 and the second PDA 231 are electrically isolated and separated from each other. That is, the semiconductor relay module 1000 is a relay switch in which the input and output are isolated. Therefore, the input side circuit, that is, the first optical coupling unit 110 and the second optical coupling unit 210 can be operated without being affected by the output side.
  • the voltage restriction regarding the load connected to the first output terminal 410 and the second output terminal 420 is restricted. Can be relaxed.
  • the light-shielding portion 510 which is made of a light-shielding resin and shields the optical signals emitted from the first LED 120 and the second LED 220, respectively, is the first optical coupling portion 110 of the first semiconductor relay 100 and the second optical coupling portion 210 of the second semiconductor relay 200. It is placed between and.
  • the output connection line 450 is covered with the housing 500 over its entire length.
  • the output connection wire 450 can be reliably covered with the housing 500 which is an insulating resin structure. Therefore, the insulation distance between the first output terminal 410 and the second output terminal 420 can be secured, and the withstand voltage between the first output terminal 410 and the second output terminal 420 can be increased.
  • the first semiconductor relay 100 and the second semiconductor relay 200 are arranged side by side in the Y direction (first direction).
  • the first portion 450a which is a portion of the output connection line 450 extending in the Y direction, is covered with the housing 500. Further, the first portion 450a is in the X direction with respect to the first translucent portion 521 and the second translucent portion 522 made of a translucent resin formed in the first light coupling portion 110 and the second light coupling portion 210. (Second direction) They are arranged apart from each other on the right side.
  • the wiring layout inside the semiconductor relay module 1000 can be simplified.
  • the portion extending in the Y direction of the input connection line 350 is covered with the housing 500, and the first transparent resin made of a translucent resin formed on the first optical coupling portion 110 and the second optical coupling portion 210. It is arranged so as to be separated from the light portion 521 and the second translucent portion 522 on the left side in the X direction.
  • the wiring layout inside the semiconductor relay module 1000 can be simplified.
  • the first semiconductor relay 100 has a MOSFET 161 and a MOSFET 162, and the second semiconductor relay 200 has a MOSFET 261 and a MOSFET 262.
  • the MOSFET 161 provided in the first semiconductor relay 100 and the MOSFET 261 provided in the second semiconductor relay 200 are arranged so that the source (S) and the drain (D) are arranged in the same arrangement direction.
  • the MOSFET 162 provided in the first semiconductor relay 100 and the MOSFET 262 provided in the second semiconductor relay 200 are arranged so that the arrangement directions of the source (S) and the drain (D) are the same.
  • the distance between the first output terminal 410 and the second output terminal 420 is compared with the case where the semiconductor relay module 1000 is composed of only one of the first semiconductor relay 100 and the second semiconductor relay 200.
  • the withstand voltage can be doubled.
  • the case where the first semiconductor relay 100 includes MOSFETs 161 and MOSFET 162 and the second semiconductor relay 200 includes MOSFETs 261 and MOSFET 262, respectively, has been described as an example.
  • the first semiconductor relay 100 and the second semiconductor have been described.
  • the number of MOSFETs included in the relay 200 is not particularly limited to this.
  • each of the first semiconductor relay 100 and the second semiconductor relay 200 may include three or more MOSFETs.
  • each of the first semiconductor relay 100 and the second semiconductor relay 200 has a plurality of MOSFETs. At least one MOSFET provided in the first semiconductor relay 100 and at least one MOSFET provided in the second semiconductor relay 200 are arranged so that the arrangement directions of the source (S) and the drain (D) are the same. Has been done.
  • the first semiconductor relay 100 includes MOSFETs 161 and MOSFETs 162 that are electrically connected in series, and the sources (S) of the MOSFETs 161 and MOSFETs 162 are electrically connected to each other.
  • the second semiconductor relay 200 includes a MOSFET 261 and a MOSFET 262 electrically connected in series, and the sources (S) of the MOSFET 261 and the MOSFET 262 are electrically connected to each other.
  • the first semiconductor relay 100 has a first light receiving device 130.
  • the first light receiving device 130 includes a first PDA 131 that receives an optical signal of the first LED 120, and a first control circuit 132 that drives the MOSFET 161 and the MOSFET 162.
  • the respective gates (G) of the MOSFET 261 and the MOSFET 262 are electrically connected to the first control circuit 132 via the metal wire 600.
  • the drains (D) of the MOSFETs 161 and the MOSFETs 162 are electrically connected to the die pads 460 and 470, which are separated from each other, via a conductive adhesive.
  • the conductive adhesive material joins the lower surface of each of the MOSFET 161 and the MOSFET 162 and the upper surface of the die pad made of a lead frame. Further, each source (S) of the MOSFET 161 and the MOSFET 162 is electrically connected to the first control circuit 132 by being connected to the die pad 140 on which the first light receiving device 130 is mounted via the metal wire 600. There is.
  • the second semiconductor relay 200 has a second light receiving device 230.
  • the second light receiving device 230 includes a second PDA 231 that receives an optical signal of the second LED 220, and a second control circuit 232 that drives the MOSFET 261 and the MOSFET 262.
  • the respective gates (G) of the MOSFET 261 and the MOSFET 262 are electrically connected to the second control circuit 232 via the metal wire 600.
  • the drains (D) of the MOSFET 261 and the MOSFET 262 are electrically connected to the die pads 480 and 490, which are separated from each other, via a conductive adhesive, respectively.
  • the conductive adhesive material joins the lower surfaces of the MOSFET 261 and the MOSFET 262 to the upper surface of the die pad made of a lead frame. Further, each source (S) of the MOSFET 261 and the MOSFET 262 is electrically connected to the second control circuit 232 by being connected to the die pad 240 on which the second light receiving device 230 is mounted via the metal wire 600. There is.
  • the first switching unit 150 is viewed from an intermediate potential between the first output terminal 410 and the second output terminal 420, for example, the output connection line 450.
  • the second switching unit 250 are symmetrical circuits. Thereby, for example, when the load connected between the first output terminal 410 and the second output terminal 420 is either DC output or AC output, the semiconductor relay module 1000 is isolated between the input and output. It can be used as a relay switch.
  • the die pads 460, 470, 480, 490 are connected to the die pads 460, 470, respectively. It is possible to easily dissipate heat from the first to fourth MOSFETs 161, 162, 261,262 via the 480s and 490s. This stabilizes the operation of the semiconductor relay module 1000 and enhances the operation reliability.
  • each of the first semiconductor relay 100 and the second semiconductor relay 200 may include three or more MOSFETs.
  • the load connected between the first output terminal 410 and the second output terminal 420 is either DC output or AC output.
  • the semiconductor relay module 1000 can be used.
  • the gates (G) of the plurality of MOSFETs are electrically connected to the first control circuit 132 via the metal wire 600.
  • the drains (D) of the plurality of MOSFETs are electrically connected to the die pads separated from each other via the conductive adhesive.
  • the sources (S) of the plurality of MOSFETs are electrically connected to the first control circuit 132 by being connected to the die pad 140 on which the first light receiving device 130 is mounted via the metal wire 600.
  • the gates (G) of the plurality of MOSFETs are electrically connected to the second control circuit 232 via the metal wire 600.
  • the drains (D) of the plurality of MOSFETs are electrically connected to the die pads separated from each other via the conductive adhesive.
  • the sources (S) of the plurality of MOSFETs are electrically connected to the second control circuit 232 by being connected to the die pad 240 on which the second light receiving device 230 is mounted via the metal wire 600.
  • the first control circuit 132 is a charge / discharge circuit for each gate (G) of the MOSFET 161 and the MOSFET 162.
  • the second control circuit 232 is a charge / discharge circuit for each gate (G) of the MOSFET 261 and the MOSFET 262.
  • various circuit configurations of the first control circuit 132 and the second control circuit 232 can be selected.
  • the first control circuit 132 and the second control circuit 132 and the second are a D- MOSFET (depression type MOSFET; not shown) and a resistor (not shown) connecting the gate (G) and the source (S) of the D- MOSFET.
  • Each of the control circuits 232 may be configured.
  • each of the first control circuit 132 and the second control circuit 232 may be configured only with a resistor having a predetermined resistance value.
  • FIG. 8 shows a plan view of the semiconductor relay module 1000 according to the first modification.
  • the same parts as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
  • the input connection line 351 and the output connection line 451 extend in the Y direction, respectively, and extend over the first translucent portion 521, the second translucent portion 522, and the light-shielding portion 510. It differs from the configuration of the first embodiment shown in FIG. 1B in that it is provided.
  • the input connection line 351 extends from the bent portion of the third input terminal 330 toward the fourth input terminal 340 and is connected to the fourth input terminal 340.
  • the output connection line 451 extends from the central portion of the die pad 470 in the X direction toward the die pad 480 and is connected to the central portion of the die pad 480 in the X direction.
  • the same effect as that of the configuration shown in the first embodiment can be obtained. That is, the first semiconductor relay 100 and the second semiconductor relay 200 can be operated independently and further independently inspected. Further, the withstand voltage between the first output terminal 410 and the second output terminal 420 can be increased. By making the height from the bottom surface of the housing 500 the same for the output connection line 451 and the die pad 470 and the die pad 480, the optical signals emitted from the first LED 120 and the second LED 220 are diffusely reflected by the output connection line 451. Can be easily prevented.
  • FIG. 9 shows a plan view of the semiconductor relay module 1000 according to the second modification.
  • the configuration of this modification shown in FIG. 9 is different from the configuration of the first embodiment shown in FIG. 1B in that the output connection line 452 is composed of the metal wire 600. Further, the metal wire 600 is provided over the first translucent portion 521, the second translucent portion 522, and the light-shielding portion 510, and connects the die pad 470 and the die pad 480, as shown in FIG. 1B. It is different from the configuration of Form 1.
  • the same effect as that of the configuration shown in the first embodiment can be obtained. That is, the first semiconductor relay 100 and the second semiconductor relay 200 can be operated independently and further independently inspected. Further, the withstand voltage between the first output terminal 410 and the second output terminal 420 can be increased.
  • the number or thickness of the metal wires 600 constituting the output connection line 452 can be appropriately changed depending on the magnitude of the output current flowing through the first switching unit 150 and the second switching unit 250.
  • FIG. 10A is a perspective view of the semiconductor relay module 1000 according to the third modification, and FIG. 10B is a plan view.
  • the configuration of the present modification shown in FIGS. 10A and 10B is different from the configuration of the modification 1 shown in FIG. 8 in that the intermediate terminal 440 extends from the middle of the output connection line 451 to the outside of the housing 500. ..
  • the intermediate terminal 440 has a downward portion removed from the outside of the housing 500. .. Therefore, when the semiconductor relay module 1000 of this modification is mounted on a mounting board (not shown), the intermediate terminal 440 is not connected to the mounting board and does not contribute to the electrical operation of the semiconductor relay module 1000.
  • the same effect as that of the configuration shown in the first embodiment can be obtained. That is, the first semiconductor relay 100 and the second semiconductor relay 200 can be operated independently and further independently inspected. Further, the withstand voltage between the first output terminal 410 and the second output terminal 420 can be increased.
  • an intermediate terminal 440 that does not contribute to the operation of the semiconductor relay module 1000 may be provided.
  • the intermediate terminal 440 extending from the output connection line 451 to the outside of the housing 500, the adhesion strength between the housing 500 and the output connection line 451 and thus the housing 500 and the die pad 470 and the die pad 480 can be enhanced.
  • FIG. 11 shows a plan view of the semiconductor relay module 1000 according to the second embodiment.
  • the configuration of the present embodiment shown in FIG. 11 is different from the configuration of the first embodiment shown in FIGS. 1A to 1C in that the number of input terminals is three.
  • the fourth input terminal 340 shown in FIG. 1B is omitted. That is, the semiconductor relay module 1000 is connected to the input connection line 350 and includes a third input terminal 330 exposed from the housing 500.
  • the third input terminal 330 is connected to the internal terminal 341 via the input connection line 350 inside the housing 500.
  • the other end of the metal wire 600 one end of which is connected to the anode of the second LED 220, is connected to the internal terminal 341.
  • the same effect as that of the configuration shown in the first embodiment can be obtained.
  • the 1 optical coupling unit 110 and the 2nd optical coupling unit 210 can be operated independently.
  • the first semiconductor relay 100 and the second semiconductor relay 200 can be operated independently and can be inspected independently.
  • the inspection terminal as disclosed in Patent Document 2 is not provided between the output terminal and the output terminal, the insulation distance between the first output terminal 410 and the second output terminal 420 can be secured. High withstand voltage can be achieved between the first output terminal 410 and the second output terminal 420.
  • first to fourth MOSFETs 161, 162, 261, 262 connected in series between the first output terminal 410 and the second output terminal 420 are provided, and the MOSFET 161 provided in the first semiconductor relay 100 is provided.
  • the MOSFET 261 provided in the second semiconductor relay 200 is arranged so that the source and drain are arranged in the same arrangement direction.
  • the MOSFET 162 provided in the first semiconductor relay 100 and the MOSFET 262 provided in the second semiconductor relay 200 are arranged so that the arrangement directions of the source and the drain are the same.
  • the withstand voltage between the output terminals can be increased.
  • FIG. 12 shows a plan view of the semiconductor relay module according to the modified example 4.
  • the configuration of the present modification shown in FIG. 12 is the configuration of the second embodiment shown in FIG. 11 in that one translucent portion 523 is provided over the first semiconductor relay 100 and the second semiconductor relay 200. Is different.
  • the light transmitting unit 523 is provided so as to cover the first optical coupling unit 110 and the second optical coupling unit 210, and the first switching unit 150 and the second switching unit 250.
  • each of the input connection line 351 and the output connection line 451 extends in the Y direction and is provided inside the translucent portion 523, which is different from the configuration of the second embodiment shown in FIG.
  • the third input terminal 330 is connected to the internal terminal 341 via the input connection line 351 inside the housing 500.
  • the other end of the metal wire 600, one end of which is connected to the anode of the second LED 220, is connected to the internal terminal 341.
  • the same effect as that of the configuration shown in the second embodiment can be obtained. That is, the first semiconductor relay 100 and the second semiconductor relay 200 can be operated independently and further independently inspected. Further, the withstand voltage between the first output terminal 410 and the second output terminal 420 can be increased.
  • a translucent portion 523 may be provided across the first semiconductor relay 100 and the second semiconductor relay 200.
  • the first embodiment by providing the light-shielding portion 510 between the first translucent portion 521 and the second translucent portion 522, one of the first semiconductor relay 100 and the second semiconductor relay 200 can be used. When operated independently, it is possible to suppress the occurrence of malfunction on the other side, and by extension, it is possible to secure the inspection accuracy when the first semiconductor relay 100 and the second semiconductor relay 200 are independently inspected.
  • FIG. 13 shows a circuit diagram of the semiconductor relay module 1000 according to the modified example 5.
  • the same components as those in the above-described embodiment are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.
  • first semiconductor relay 100 and second semiconductor relay 200 are provided, but in the semiconductor relay module according to the fifth modification, three semiconductor relays (first semiconductor relay 100) are provided.
  • Third semiconductor relay 800, second semiconductor relay 200 are provided.
  • the first semiconductor relay 100, the third semiconductor relay 800, and the second semiconductor relay 200 are arranged side by side in order in one direction.
  • one input connection line 350 was provided.
  • two input connection lines 350A and 350B are provided as shown in FIG.
  • one output connection line 450 is provided in the above-described embodiment, but in the modified example 5, as shown in FIG. 13, two output connection lines 450A and 450B are provided. Is provided.
  • the third semiconductor relay 800 is connected to two input terminals (input terminal 860 and input terminal 870) like the first semiconductor relay 100 and the second semiconductor relay 200.
  • the third semiconductor relay 800 includes a third optical coupling portion 810 having a third light receiving device 830 for receiving optical signals of the third LED 820 and the third LED 820, and a MOSFET 861. And a third switching unit 850 having a MOSFET 862 and a third control circuit 832.
  • the third light receiving device 830 includes a third PDA (third light receiving element) 831.
  • the MOSFET 861 and the MOSFET 862 open and close between the first output end and the second output end provided on each of the MOSFET 861 and the MOSFET 862 according to the output signal of the third light receiving device 830.
  • the number of semiconductor relays is not limited to 2 or 3, and may be 4 or more. It is necessary to appropriately change the number of input connection lines 350 and output connection lines 450 according to the number of semiconductor relays.
  • the metal wire 600 shown in the specification of the present application is a gold wire, but a wire made of another material may be used if necessary. For example, aluminum wire or copper wire can also be used.
  • the semiconductor relay module of the present disclosure is useful because it can independently inspect a plurality of semiconductor relays contained therein and can increase the withstand voltage between the output terminals.

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Abstract

半導体リレーモジュールは、第1及び第2半導体リレーと、ハウジングから露出した第1~第3入力端子及び第1及び第2出力端子と、を備えている。第1半導体リレーは、第1光結合部と第1スイッチング部とを有し、第2半導体リレーは、第2光結合部と第2スイッチング部とを有している。第1スイッチング部と第2スイッチング部とは、出力接続線で接続され、第3入力端子は、入力接続線に接続され、入力接続線と出力接続線は、ハウジングに被覆されている。

Description

半導体リレーモジュール
 本開示は半導体リレーモジュールに関する。
 従来、入力部にフォトカプラを用いて入出力間を絶縁しながら、入力端子に入力された入力信号に基づいて出力端子間の開閉状態を切り替える半導体リレーが知られている。
 例えば、特許文献1には、1つの発光素子に対して、受光デバイスと、ゲート充放電回路とMOS型電界効果トランジスタ(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor;以下、MOSFETという)とで構成される出力回路とが2組ずつ設けられた半導体リレーモジュールが開示されている。
 特許文献2には、2組の半導体リレーが1つのパッケージに集積された半導体リレーモジュールが開示されている。半導体リレーのそれぞれには、前述の発光素子と受光デバイスと出力回路とが1つずつ設けられている。また、半導体リレーモジュールは、一対の出力端子とそれぞれの出力回路の接続点からパッケージの外部に引き出された共通外部入力端子とを備えている。
特開平07-046109号公報 特開2002-185033号公報
 しかし、特許文献1に開示された従来の構成では、発光素子から出力された光信号が、2つの受光デバイスにそれぞれ入力されてしまうため、例えば、2組の出力回路をそれぞれ個別に検査することは難しかった。
 一方、特許文献2に開示された構成によれば、このような個別検査は可能となる。しかし、一対の出力端子の間に検査用端子として共通外部入力端子を設けているため、出力端子間の絶縁距離を確保できないという課題があった。この場合、半導体リレーモジュールが開状態の場合に出力端子間の耐圧を高めることが困難となる。
 本開示に係る半導体リレーモジュールは、第1半導体リレーと、第2半導体リレーと、前記第1半導体リレーと前記第2半導体リレーとを被覆したハウジングと、前記ハウジングから露出した第1入力端子と、前記ハウジングから露出した第2入力端子と、前記ハウジングから露出した第1出力端子と、前記ハウジングから露出した第2出力端子と、前記ハウジングから露出した第3入力端子と、前記ハウジングに被覆された入力接続線と、前記ハウジングに被覆された出力接続線と、を備え、前記第1半導体リレーは、第1発光素子と前記第1発光素子の光信号を受光する第1受光デバイスとを有する第1光結合部と、前記第1受光デバイスの出力信号に応じて前記第1半導体リレーの第1出力端と前記第1半導体リレーの第2出力端との間を開閉する第1MOS型電界効果トランジスタ(MOSFET)を有する第1スイッチング部と、を有し、前記第2半導体リレーは、第2発光素子と前記第2発光素子の光信号を受光する第2受光デバイスとを有する第2光結合部と、前記第2受光デバイスの出力信号に応じて前記第2半導体リレーの第1出力端と前記第2半導体リレーの第2出力端との間を開閉する第2MOSFETを有する第2スイッチング部と、を有し、前記第1入力端子は、前記第1発光素子のアノードに接続され、前記第2入力端子は、前記第2発光素子のカソードに接続され、前記第1半導体リレーの前記第1発光素子のカソードと前記第2半導体リレーの前記第2発光素子のアノードは、前記入力接続線を介して接続され、前記第1出力端子は、前記第1半導体リレーの前記第1出力端に接続され、前記第2出力端子は、前記第2半導体リレーの前記第2出力端に接続され、前記第1半導体リレーの前記第2出力端と前記第2半導体リレーの前記第1出力端は、前記出力接続線を介して接続され、前記第3入力端子は、前記入力接続線に接続されている。
 本開示によれば、複数の半導体リレーをそれぞれ独立して検査可能であるとともに、出力端子間の高耐圧化が図れる。
実施形態1に係る半導体リレーモジュールの斜視図である。 実施形態1に係る半導体リレーモジュールの平面図である。 実施形態1に係る半導体リレーモジュールの側面図である。 実施形態1に係る半導体リレーモジュールの回路図である。 第1半導体リレーを検査する場合の半導体リレーモジュールの平面図である。 第2半導体リレーを検査する場合の半導体リレーモジュールの平面図である。 半導体リレーモジュールの製造工程の一部を示す図である。 半導体リレーモジュールの別の製造工程の一部を示す図である。 図5に示す工程を経て製造された半導体リレーモジュールの平面図である。 比較のための半導体リレーモジュールの回路図である。 変形例1に係る半導体リレーモジュールの平面図である。 変形例2に係る半導体リレーモジュールの平面図である。 変形例3に係る半導体リレーモジュールの斜視図である。 変形例3に係る半導体リレーモジュールの平面図である。 実施形態2に係る半導体リレーモジュールの平面図である。 変形例4に係る半導体リレーモジュールの平面図である。 変形例5に係る半導体リレーモジュールの回路図である。
 以下、本開示の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものでは全くない。
 (実施形態1)
 [半導体リレーモジュールの構成及び動作]
 図1Aは、実施形態1に係る半導体リレーモジュール1000の斜視図を、図1Bは、実施形態1に係る半導体リレーモジュール1000の平面図を、図1Cは、実施形態1に係る半導体リレーモジュール1000の出力端子側から見た側面図をそれぞれ示す。図2は、半導体リレーモジュール1000の回路図を示す。なお、説明の便宜上、図1A~図1Cにおいて、ハウジング500と第1透光部521と第2透光部522のそれぞれの輪郭を破線で示している。また、図1Cにおいて、金属ワイヤ600の図示を省略している。
 また、以降の説明において、第1~第4入力端子310,320,330,340の配列方向をY方向(第1方向)と呼び、第1光結合部110と第1スイッチング部150の配列方向及び第2光結合部210と第2スイッチング部250の配列方向をX方向(第2方向)と呼び、Y方向及びX方向の両方と交差する方向をZ方向(第3方向)と呼ぶことがある。X方向において、第1~第4入力端子310,320,330,340が配置された側を左または左側と呼び、第1出力端子410及び第2出力端子420が配置された側を右または右側と呼ぶことがある。Z方向において、第1LED(Light Emitting Diode)120及び第2LED220が配置された側を上または上側あるいは上方と呼び、第1受光デバイス130及び第2受光デバイス230が配置された側を下または下側あるいは下方と呼ぶことがある。
 図1A~1Cに示すように、半導体リレーモジュール1000は、第1半導体リレー100と第2半導体リレー200とハウジング500と第1~第4入力端子310,320,330,340と第1出力端子410及び第2出力端子420とを備えている。
 図2に示すように、第1半導体リレー100は、第1光結合部110と第1スイッチング部150で構成されている。図1Bに示すように、第1光結合部110は、第1発光素子120と第1受光デバイス130と第1透光部521とを有している。なお、第1発光素子120は、1つまたは複数の発光ダイオード(以下、LEDという)で構成される。以降の説明において、第1発光素子120を第1LED120と呼ぶ。
 第1光結合部110において、第1LED120は、図示しない銀ペースト等の導電性接着材により、カソードが第3入力端子330におけるハウジング500の内部の端部に設けられたダイパッド360に接続され、アノードに金属ワイヤ600の一端が接続されている。また、金属ワイヤ600の他端は第1入力端子310に接続されている。金属ワイヤ600として、例えば、金ワイヤが用いられる。
 第1受光デバイス130は、第1受光素子131(図2参照)と第1制御回路132(図2参照)とが1つの半導体基板(図示せず)に形成されるか、あるいは1つの実装基板(図示せず)に実装されるかして構成される。なお、第1受光素子131は、フォトダイオードアレイ(以下、PDAという)で構成される。以降の説明において、第1受光素子131を第1PDA131と呼ぶ。
 第1受光デバイス130は、銀ペースト等の導電性接着材によりダイパッド140の表面に実装されている。また、第1制御回路132がダイパッド140に電気的に接続されている。第1受光デバイス130のソースは、金属ワイヤ600によりダイパッド140に接続されている。
 第1透光部521は、絶縁性の透光性樹脂からなり、第1LED120と第1受光デバイス130及びこれらの間を覆うように配置されている。第1透光部521は、第1LED120と第1受光デバイス130との光結合空間として構成されている。なお、第1透光部521は、第1スイッチング部150も覆うように形成されている。
 第1スイッチング部150は、MOSFET161とMOSFET162とを有しており、MOSFET161及びMOSFET162の各々は、表面にゲート(G)電極(図2参照。以下、単にゲート(G)という。)及びソース(S)電極(図2参照。以下、単にソース(S)という。)が、裏面にドレイン(D)電極(図2参照。以下、単にドレイン(D)という。)が設けられた、公知の構成の縦型NチャネルMOSFETである。
 図1B及び図2に示すように、第1半導体リレー100内で、ソース(S)同士が電気的に接続され、MOSFET161とMOSFET162とは直列接続されている。具体的な接続関係をさらに述べる。
 MOSFET161のゲート(G)は、金属ワイヤ600を介して第1制御回路132に接続されている。同様に、MOSFET162のゲート(G)は、金属ワイヤ600を介して第1制御回路132に接続されている。一方、MOSFET161のソース(S)及びMOSFET162のソース(S)は、金属ワイヤ600を介して第1受光デバイス130が実装されたダイパッド140に接続されている。つまり、MOSFET161のソース(S)とMOSFET162のソース(S)は、金属ワイヤ600とダイパッド140とを介して第1制御回路132と電気的に接続されている。なお、MOSFET161のドレイン(D)は、銀ペースト等の導電性接着材によりダイパッド460の表面に接続されており、同様に、MOSFET162のドレイン(D)は、ダイパッド470の表面に接続されている。
 第2半導体リレー200は、第2光結合部210と第2スイッチング部250で構成されている。第2光結合部210は、第2発光素子220と第2受光デバイス230と第2透光部522とを有している。なお、第2発光素子220は、1つまたは複数の発光ダイオード(以下、LEDという)で構成される。以降の説明において、第2発光素子220を第2LED220と呼ぶ。
 第2光結合部210において、第2LED220は、図示しない銀ペースト等の導電性接着材により、カソードが第2入力端子320におけるハウジング500の内部の端部に設けられたダイパッド370に接続され、アノードに金属ワイヤ600の一端が接続されている。また、金属ワイヤ600の他端は第4入力端子340に接続されている。
 第2受光デバイス230は、第2受光素子231(図2参照)と第2制御回路232(図2参照)とが1つの半導体基板(図示せず)に形成されるか、あるいは1つの実装基板(図示せず)に実装されるかして構成される。なお、第2受光素子231は、PDAで構成される。以降の説明において、第2受光素子231を第2PDA231と呼ぶ。
 第2受光デバイス230は、銀ペースト等の導電性接着材によりダイパッド240の表面に実装されている。また、第2制御回路232がダイパッド240に電気的に接続されている。第2受光デバイス230のソースは、金属ワイヤ600によりダイパッド240に接続されている。
 第2透光部522は、第1透光部521と同様に絶縁性の透光性樹脂からなり、第2LED220と第2受光デバイス230及びこれらの間を覆うように配置されている。第2透光部522は、第2LED220と第2受光デバイス230との光結合空間として構成されている。なお、第2透光部522は、第2スイッチング部250も覆うように形成されている。また、第1透光部521と第2透光部522は、Y方向に所定の間隔をあけて配置されている。
 第2スイッチング部250は、MOSFET261とMOSFET262とを有しており、MOSFET261及びMOSFET262の各々は、MOSFET161及びMOSFET162と同様に、公知の構成の縦型NチャネルMOSFETである。
 図1B及び図2に示すように、第2半導体リレー200内で、MOSFET261とMOSFET262とは直列接続されており、これらの接続関係は、第1半導体リレー100のMOSFET161及びMOSFET162と同様である。
 つまり、MOSFET261のゲート(G)は、金属ワイヤ600を介して第2制御回路232に接続されている。同様に、MOSFET262のゲート(G)は、金属ワイヤ600を介して第2制御回路232に接続されている。一方、MOSFET262のソース(S)及びMOSFET262のソース(S)は、金属ワイヤ600を介して第2受光デバイス230が実装されたダイパッド240に接続されている。つまり、MOSFET261のソース(S)とMOSFET262のソース(S)は、金属ワイヤ600とダイパッド240とを介して第2制御回路232と電気的に接続されている。なお、MOSFET261のドレイン(D)は、銀ペースト等の導電性接着材によりダイパッド480の表面に接続されており、同様に、MOSFET262のドレイン(D)は、ダイパッド490の表面に接続されている。
 また、図2から明らかなように、第1スイッチング部150のMOSFET161と第2スイッチング部250のMOSFET261とは、Y方向に沿って、ソース(S)とドレイン(D)の配列方向が同じになるように配置されている。第1スイッチング部150のMOSFET162と第2スイッチング部250のMOSFET262とは、Y方向に沿って、ソース(S)とドレイン(D)の配列方向が同じになるように配置されている。
 ハウジング500は、前述の第1透光部521と第2透光部522と遮光部510とを有する絶縁樹脂構造体である。また、第1半導体リレー100と第2半導体リレー200、さらに第1~第4入力端子310,320,330,340のそれぞれの一部と第1出力端子410及び第2出力端子420のそれぞれの一部がハウジング500に覆われている。
 遮光部510は、絶縁性の遮光性樹脂からなり、第1透光部521を含む第1光結合部110と第1スイッチング部150と第2透光部522を含む第2光結合部210と第2スイッチング部250とを覆うように設けられている。また、遮光部510は、第1透光部521と第2透光部522との間を埋めるように配置されている。
 第1透光部521と第2透光部522との間に遮光部510を設けることにより、図1Cに示すように、第1半導体リレー100に設けられた第1LED120の光信号が第2半導体リレー200に設けられた第2PDA231に入射されるのを防止することができる。同様に、第2半導体リレー200に設けられた第2LED220の光信号が第1半導体リレー100に設けられた第1PDA131に入射されるのを防止することができる。また、第1LED120及び第2LED220のそれぞれの光信号が、ハウジング500の外部に漏れ出すのを防止することができる。
 図1Aに示すように、第1~第4入力端子310,320,330,340の各々は、ハウジング500における上下方向の中間部分からハウジング500の外部に引き出され、折り曲げられて、ハウジング500の側面に沿って下方に延び、さらに折り曲げられて、ハウジング500の下面に沿って、当該下面と略平行に延びている。また、第1~第4入力端子310,320,330,340の各々は、ハウジング500の内部で折り曲げられて上方に延び、さらに折り曲げられて、ハウジング500の上面と略平行に延びている。なお、第2入力端子320と第3入力端子330は、ハウジング500の上面と略平行に延びた部分が、Y方向にさらに折り曲げられている。第2入力端子320と第3入力端子330のそれぞれにおけるハウジング500の内部の端部には、ダイパッド360と第2ダイパッド370がそれぞれ設けられている。
 第1入力端子310は、金属ワイヤ600を介して第1LED120のアノードに接続され、第3入力端子330は、ハウジング500の内部の端部に設けられたダイパッド360を介して第1LED120のカソードに電気的に接続されている。
 第4入力端子340は、金属ワイヤ600を介して第2LED220のアノードに接続され、第2入力端子320は、ハウジング500の内部の端部に設けられたダイパッド370を介して第2LED220のカソードに電気的に接続されている。
 一方、図1A~1Cに示すように、第3入力端子330と第4入力端子340は、入力接続線350により互いに接続されている。入力接続線350は、Y方向に沿って延びており、その表面は、ハウジング500の遮光部510に覆われている。また、入力接続線350は、第3入力端子330及び第4入力端子340のうち、それぞれハウジング500の内部で上方に折り曲げられる前の部分に接続されている。また、出力接続線450は、ハウジング500の下面からZ方向に沿って入力接続線350と同じ高さに位置するように設けられている。
 なお、本願明細書において、「平行」、または「同じ」とは、半導体リレーモジュール1000を構成する各部品の製造公差や各部品間の組立公差を含んで、平行、または同じという意味であり、比較対象間で厳密な意味で平行、または同じであることまでを意味するものではない。
 図1Aに示すように、第1出力端子410及び第2出力端子420の各々は、ハウジング500における上下方向の中間部分からハウジング500の外部に引き出され、折り曲げられて、ハウジング500の側面に沿って下方に延び、さらに折り曲げられて、ハウジング500の下面に沿って、当該下面と略平行に延びている。また、第1出力端子410及び第2出力端子420は、ハウジング500の内部で折り曲げられて下方に延び、さらに折り曲げられて、ハウジング500の下面と略平行に延びている。なお、第1出力端子410及び第2出力端子420におけるハウジング500内部の端部には、ダイパッド460とダイパッド490がそれぞれ設けられている。
 第1~第4入力端子310,320,330,340と第1出力端子410及び第2出力端子420が、それぞれ前述した形状を有しており、半導体リレーモジュール1000は、SOP(Small Outline Package)パッケージを構成している。第1~第4入力端子310,320,330,340と第1出力端子410及び第2出力端子420のそれぞれにおいて、ハウジング500の下面と略平行に延びる部分が、図示しない実装基板との接続部となる。半導体リレーモジュール1000をSOPパッケージとすることにより、実装基板の表面に半導体リレーモジュール1000を容易に実装できる。また、第1~第4入力端子310,320,330,340と第1出力端子410及び第2出力端子420のそれぞれにおけるハウジング500の外部の端部をハウジング500に近づけることができ、実装基板に対する半導体リレーモジュール1000の実装面積を小さくできる。
 第1出力端子410は、ハウジング500の内部の端部に設けられたダイパッド460を介して、第1スイッチング部150のMOSFET161のドレイン(D)に電気的に接続され、第2出力端子420は、ハウジング500の内部の端部に設けられたダイパッド490を介して、第2スイッチング部250のMOSFET262のドレイン(D)に電気的に接続されている。第1スイッチング部150のMOSFET162は、ダイパッド470に、第2スイッチング部250のMOSFET261は、ダイパッド480に実装されている。
 なお、第1光結合部110及び第2光結合部210にそれぞれ配置されたダイパッド140及びダイパッド240と第1スイッチング部150及び第2スイッチング部250にそれぞれ配置されたダイパッド460,470,480,490とは、ハウジング500の下面からZ方向に沿って同じ高さに位置するように設けられている。
 一方、図1A~1Cに示すように、第1スイッチング部150のMOSFET162が設けられたダイパッド470と第2スイッチング部250のMOSFET261が設けられたダイパッド480とは、出力接続線450により互いに接続されている。つまり、第1スイッチング部150のMOSFET162のドレイン(D)と第2スイッチング部250のMOSFET261のドレイン(D)とが電気的に接続されている。
 出力接続線450は、Y方向に沿って延びる第1部分450aを有し、その表面は、ハウジング500の遮光部510に覆われている。また、出力接続線450は、第1部分450aの両端でそれぞれX方向左側に折り曲げられ、ダイパッド470及びダイパッド480にそれぞれ接続されている。
 次に、半導体リレーモジュール1000の動作について、図1A~1C及び図2を参照しながら説明する。なお、以降の説明において、MOSFET161のドレイン(D)、またはこれと同電位のダイパッド460を第1半導体リレー100の第1出力端と呼ぶことがある。MOSFET162のドレイン(D)、またはこれと同電位のダイパッド470を第1半導体リレー100の第2出力端と呼ぶことがある。
 また、MOSFET261のドレイン(D)、またはこれと同電位のダイパッド480を第2半導体リレー200の第1出力端と呼ぶことがある。MOSFET262のドレイン(D)または、これと同電位のダイパッド490を第2半導体リレー200の第2出力端と呼ぶことがある。
 第1入力端子310と第2入力端子320との間に所定の電圧を印加することで、第1LED120及び第2LED220がそれぞれ発光して、光信号を出力する。
 第1半導体リレー100において、第1LED120から光信号が出力されると、第1受光デバイス130の第1PDA131がこの光信号を受けて、光信号の強度に応じた信号を出力する。第1制御回路132は、第1PDA131から出力された信号に応じた電圧信号を第1スイッチング部150のMOSFET161及びMOSFET162のそれぞれのゲート(G)に印加し、MOSFET161及びMOSFET162のそれぞれのゲートを充電する。
 MOSFET161及びMOSFET162のそれぞれのゲート(G)の電位が所定値以上になると、MOSFET161のドレイン(D)とソース(S)との間に電流が流れ、MOSFET162のドレイン(D)とソース(S)との間に電流が流れる。その結果、MOSFET161のドレイン(D)とMOSFET162のドレイン(D)が導通状態となり、第1半導体リレー100は、閉状態となる。
 同様に、第2半導体リレー200において、第2LED220から光信号が出力されると、第2受光デバイス230の第2PDA231がこの光信号を受けて、光信号の強度に応じた信号を出力する。第2制御回路232は、第2PDA231から出力された信号に応じた電圧信号を第2スイッチング部250のMOSFET261及びMOSFET262のそれぞれのゲート(G)に印加し、MOSFET261及びMOSFET262のそれぞれのゲート(G)を充電する。
 MOSFET261及びMOSFET262のそれぞれのゲート(G)の電位が所定値以上になると、MOSFET261のドレイン(D)とソース(S)との間に電流が流れ、MOSFET262のドレイン(D)とソース(S)との間に電流が流れる。その結果、MOSFET261のドレイン(D)とMOSFET262のドレイン(D)が導通状態となり、第2半導体リレー200は、閉状態となる。
 一方、第1入力端子310と第2入力端子320との間に電圧を印加しない場合は、第1LED120及び第2LED220は発光せず、第1PDA131及び第2PDA231は信号を出力しない。この場合、第1制御回路132を介して、第1スイッチング部150のMOSFET161及びMOSFET162のそれぞれのゲート(G)に蓄積された電荷が放電され、MOSFET161及びMOSFET162のそれぞれのゲート(G)の電位が低下する。また、第2制御回路232を介して、第2スイッチング部250のMOSFET261及びMOSFET262のそれぞれのゲート(G)に蓄積された電荷が放電され、MOSFET261及びMOSFET262のそれぞれのゲート(G)の電位が低下する。
 第1スイッチング部150のMOSFET161及びMOSFET162のそれぞれのゲート(G)の電位が所定のしきい値以下になると、MOSFET161及びMOSFET162の各々で、ドレイン(D)とソース(S)との間に電流が流れなくなる。その結果、MOSFET161のドレイン(D)とMOSFET162のドレイン(D)が非導通状態となり、第1半導体リレー100は、開状態となる。
 同様に、第2スイッチング部250のMOSFET261及びMOSFET262のそれぞれのゲート(G)の電位が所定のしきい値以下になると、MOSFET261及びMOSFET262の各々で、ドレイン(D)とソース(S)との間に電流が流れなくなる。その結果、MOSFET261のドレイン(D)とMOSFET262のドレイン(D)が非導通状態となり、第2半導体リレー200は、開状態となる。
 つまり、第1スイッチング部150は、第1受光デバイス130の出力信号に応じて第1半導体リレー100の第1出力端と第2出力端との間を開閉するように構成されている。第2スイッチング部250は、第2受光デバイス230の出力信号に応じて第2半導体リレー200の第1出力端と第2出力端との間を開閉するように構成されている。
 なお、第3及び第4入力端子330,340は、後述するように検査用の入力端子として用いるため、通常使用時において、第1入力端子310と第2入力端子320との間に所定の電圧を印加するとき、第3及び第4入力端子330,340に外部電圧を印加する必要はない。
 以上説明したように、第1半導体リレー100と第2半導体リレー200がそれぞれ閉状態になると、第1出力端子410と第2出力端子420との間が導通状態となり、半導体リレーモジュール1000が閉状態となる。第1半導体リレー100と第2半導体リレー200がそれぞれ開状態になると、第1出力端子410と第2出力端子420との間が非導通状態となり、半導体リレーモジュール1000が開状態となる。
 [半導体リレーモジュールの検査手順]
 図3Aは、第1半導体リレーを検査する場合の半導体リレーモジュール1000の平面図を、図3Bは、第2半導体リレーを検査する場合の半導体リレーモジュール1000の平面図を示す。
 半導体リレーモジュール1000を構成する部品のいずれかに何らかの故障が生じている場合、半導体リレーモジュール1000は、前述したようには動作しなくなる。例えば、第1入力端子310と第2入力端子320との間に所定の電圧を印加しても、半導体リレーモジュール1000が開状態のままで閉状態とならないことがある。また、第1入力端子310と第2入力端子320との間で電圧の印加を終了しても、半導体リレーモジュール1000が閉状態のままで開状態とならないことがある。
 この場合、図3Aに示すように、第4入力端子340と第2入力端子320との間に電源2200を接続し、常時、第2LED220が発光している状態(常時ON状態)にする。この状態で、第1入力端子310と第3入力端子330との間に電圧を印加すると、半導体リレーモジュール1000が閉状態となる場合は、第1半導体リレー100は正常に動作していると言える。また、別のタイミングで電圧の印加を停止すると、半導体リレーモジュール1000が開状態となる場合は、第1半導体リレー100は正常に動作していると言える。
 一方、第1入力端子310と第3入力端子330との間に電圧を印加した場合に、半導体リレーモジュール1000が閉状態とならないか、または、電圧の印加停止時に、半導体リレーモジュール1000が開状態とならない場合、第1半導体リレー100の内部で異常が生じている可能性がある。
 また、図3Bに示すように、第1入力端子310と第3入力端子330との間に電源2100を接続し、常時、第1LED120が点灯している状態(常時ON状態)にする。この状態で、第4入力端子340と第2入力端子320との間に電圧を印加すると、半導体リレーモジュール1000が閉状態となる場合は、第2半導体リレー200は正常に動作していると言える。また、別のタイミングで電圧の印加を停止すると、半導体リレーモジュール1000が開状態となる場合は、第2半導体リレー200は正常に動作していると言える。
 一方、電圧印加時に、半導体リレーモジュール1000が閉状態とならないか、または、電圧の印加停止時に、半導体リレーモジュール1000が開状態とならない場合、第2半導体リレー200の内部で異常が生じている可能性がある。
 なお、図3Aに示す結線及び図3Bに示す結線のいずれの場合でも、半導体リレーモジュール1000の開閉状態が変わらない場合は、第1半導体リレー100または第2半導体リレー200のいずれか、あるいはその両方で異常が生じている可能性がある。例えば、第1LED120の発光不良が生じていれば、図3Aに示す結線及び図3Bに示す結線のいずれの場合でも、第2半導体リレー200は、閉状態にならない。したがって、半導体リレーモジュール1000は、閉状態に遷移しない。
 図3A及び図3Bに示すように、第1半導体リレー100と第2半導体リレー200のうち、いずれか一方を常時ON状態にしておくことで、出力端子と出力端子との中間位置に、別途、検査用出力端子を設けることなく、他方の半導体リレーでのON/OFF特性やOFF時の耐電圧測定等の検査を行うことが可能となる。
 [半導体リレーモジュールの製造方法]
 図4は、本実施形態に係る半導体リレーモジュールの製造工程の一部を示す。図5は、半導体リレーモジュールの別の製造工程の一部を示し、図6は、図5に示す工程を経て製造された半導体リレーモジュールの平面図を示す。
 図4の左側に示す図は、第1光結合部110及び第2光結合部210と第1スイッチング部150及び第2スイッチング部250とを構成する各部品が実装されたリードフレーム700が第1透光部521及び第2透光部522を構成する透光性樹脂で封止された状態を示す。なお、図4では示していないが、この時点で、第1LED120及び第2LED220や第1受光デバイス130及び第2受光デバイス230は、第1透光部521及び第2透光部522の内部に配置されたリードフレーム700の一部であるダイパッド360,370,140、240に実装され、所定の位置に金属ワイヤ600がボンディングされている。
 第1透光部521及び第2透光部522の外側には、リードフレーム700の一部である一次タイバー710と第1~第4入力端子310,320,330,340と第1出力端子410及び第2出力端子420とが突出している。第1~第4入力端子310,320,330,340は、その延在方向と交差する方向に延びる一次タイバー710によって、互いに接続されている。また、第1出力端子410及び第2出力端子420は、その延在方向と交差する方向に延びる一次タイバー710によって、互いに接続されている。なお、第3入力端子330及び第4入力端子340とそれぞれ対向する位置には、出力端子は設けられておらず、図4に示す工程の前で一次タイバー710から切り離されている。
 次に、図4の右側に示すように、一次タイバー710の一部を切断する。このとき、第3入力端子330と第4入力端子340との間を接続する一次タイバー710は残存させる。また、予め出力端子が切り離された部分を接続する一次タイバー710も残存させる。前者の一次タイバー710が入力接続線350に相当し、後者の一次タイバー710が出力接続線450に相当する。この後、第1透光部521及び第2透光部522と、残存した一次タイバー710とを、遮光部510を構成する遮光性樹脂(図示せず)で覆い、半導体リレーモジュール1000を得る。
 本実施形態によれば、リードフレーム700を構成する一次タイバー710を入力接続線350や出力接続線450として利用することができ、別途、これらを形成する工程を省略できる。このことにより、半導体リレーモジュール1000の製造コストを低減できる。
 また、本実施形態に示すリードフレーム700を用いることで、別のタイプの半導体リレーモジュール1100を簡便に製造することができる。図5、図6を参照しながらこのことについて説明する。
 図5に示す工程は、図4に示す工程に相当する。ただし、図5に示す例では、第2入力端子321及び第1入力端子312とそれぞれ対向する位置に設けられた第2出力端子421及び第1出力端子412は、一次タイバー710から切り離されておらず、残存している。
 この状態で、入力側及び出力側とも、一次タイバー710を切り離す。この後、第1透光部521及び第2透光部522を、遮光部510を構成する遮光性樹脂で覆う。
 このようにすることで、互いに独立して開閉動作する第1半導体リレー100と第2半導体リレー200とが1つのパッケージに集積された図6に示す半導体リレーモジュール1100を製造することができる。
 図6に示すように、第1半導体リレー100は、第1入力端子311及び第2入力端子321と第1出力端子411及び第2出力端子421とを有する。第2半導体リレー200は、第1入力端子312及び第2入力端子322と第1出力端子412及び第2出力端子422とを有する。
 [効果等]
 以上説明したように、本実施形態に係る半導体リレーモジュール1000は、第1半導体リレー100と、第2半導体リレー200と、第1半導体リレー100と第2半導体リレー200とを被覆したハウジング500と、ハウジング500から露出した第1~第4入力端子310,320,330,340と、ハウジング500から露出した第1出力端子410及び第2出力端子420と、を少なくとも備えている。
 第1半導体リレー100は、第1LED120と第1LED120の光信号を受光する第1受光デバイス130とを有する第1光結合部110と、MOSFET161及びMOSFET162を有する第1スイッチング部150と、を有している。MOSFET161及びMOSFET162は、第1受光デバイス130の出力信号に応じて、それぞれに設けられた第1出力端と第2出力端との間を開閉する。
 第2半導体リレー200は、第2LED220と第2LED220の光信号を受光する第2受光デバイス230とを有する第2光結合部210と、MOSFET261及びMOSFET262を有する第2スイッチング部250と、を有している。MOSFET261及びMOSFET262は、第2受光デバイス230の出力信号に応じて、それぞれに設けられた第1出力端と第2出力端との間を開閉する。
 第1入力端子310は、第1半導体リレー100の第1LED120のアノードに接続され、第2入力端子320は、第2半導体リレー200の第2LED220のカソードに接続されている。第1半導体リレー100の第1LED120のカソードと第2半導体リレー200の第2LED220のアノードは、入力接続線350を介して電気的に接続されている。
 第1出力端子410は、第1半導体リレー100の第1出力端であるダイパッド460に接続され、第2出力端子420は、第2半導体リレー200の第2出力端であるダイパッド490に接続されている。第1半導体リレー100の第2出力端であるダイパッド470と第2半導体リレー200の第1出力端であるダイパッド480とは、出力接続線450を介して接続されている。
 半導体リレーモジュール1000は、さらに、入力接続線350に接続され、ハウジング500から露出した第3入力端子330及び第4入力端子340を備えている。入力接続線350と出力接続線450は、ハウジング500に被覆されている。
 本実施形態によれば、第1LED120に第1入力端子310と第3入力端子330とが接続され、第2LED220に第4入力端子340と第2入力端子320とが接続されている。
 よって、図3A及び図3Bを用いて説明したように、第1半導体リレー100と第2半導体リレー200とをそれぞれ独立して動作させることができる。また、このことにより、第1半導体リレー100と第2半導体リレー200とをそれぞれ独立して検査することができる。
 また、入力接続線350により、第3入力端子330と第4入力端子340とが接続されている。このことにより、第1入力端子310と第2入力端子320との間に所定の電圧を印加することで、第1半導体リレー100と第2半導体リレー200とを1つの半導体リレーとして一体的に動作させることができる。
 また、本実施形態によれば、第1出力端子410と第2出力端子420との間の絶縁距離を確保でき、第1出力端子410と第2出力端子420との間の高耐圧化が図れる。このことについて、さらに説明する。
 図7は、比較のための半導体リレーモジュールの回路図を示す。図7に示す回路は、特許文献2に開示された従来の回路に対応している。
 図7に示す半導体リレーモジュール1200は、入力端子が3端子である。第1入力端子310と第3入力端子330との間、及び第3入力端子330と第2入力端子320との間に、図示しない電源をそれぞれ接続することにより、第1LED120と第2LED220をそれぞれ独立して駆動させることができる。このことにより、第1半導体リレー100と第2半導体リレー200とをそれぞれ独立して動作させ、また、独立して検査することができる。また、第1半導体リレー100と第2半導体リレー200とを1つの半導体リレーとして一体的に動作させることができる。
 図7に示す半導体リレーモジュール1200は、出力端子も3端子であり、第1出力端子410と第2出力端子420との間に検査用出力端子として中間端子430が設けられている。このため、第1半導体リレー100と第2半導体リレー200とを1つの半導体リレーとして一体的に動作させた場合、半導体リレーモジュール1200における出力端子間の絶縁距離が、第1出力端子410と中間端子430との距離、または、中間端子430と第2出力端子420間の距離に縮められてしまう。よって、半導体リレーモジュール1200が開状態の場合の第1出力端子410と第2出力端子420との間の高耐圧化が図れないという問題があった。
 一方、本実施形態によれば、出力接続線450により、第1スイッチング部150と第2スイッチング部250とが直列接続されており、また、図7に示すような中間端子430を設けていない。このことにより、第1出力端子410と第2出力端子420との間の絶縁距離を確保でき、また、第1出力端子410と第2出力端子420との間の高耐圧化が図れる。
 特に、本実施形態の半導体リレーモジュール1000は、第1LED120と第1PDA131とが、また、第2LED220と第2PDA231とが、それぞれ電気的に絶縁分離されている。つまり、半導体リレーモジュール1000は、入出力間が絶縁されたリレースイッチである。よって、入力側回路、つまり、第1光結合部110及び第2光結合部210を、出力側の影響を受けることなく動作させることができる。
 本実施形態によれば、第1出力端子410と第2出力端子420との間の高耐圧化が図れるため、第1出力端子410及び第2出力端子420に接続される負荷に関する電圧の制約を緩和できる。
 遮光性樹脂からなり、第1LED120及び第2LED220からそれぞれ発せられる光信号を遮蔽する遮光部510が、第1半導体リレー100の第1光結合部110と第2半導体リレー200の第2光結合部210との間に配置されている。
 このようにすることで、第1LED120の光信号の第2半導体リレー200への漏れ込み及び第2LED220の光信号の第1半導体リレー100への漏れ込みを防止できる。このことにより、第1半導体リレー100及び第2半導体リレー200の一方を独立に動作させた場合に、他方で誤動作が起きるのを抑制でき、ひいては、第1半導体リレー100及び第2半導体リレー200をそれぞれ独立して検査した場合の検査精度を確保できる。
 出力接続線450は、その全長に亘ってハウジング500に被覆されているのが好ましい。
 このようにすることで、出力接続線450を絶縁樹脂構造体であるハウジング500で確実に被覆できる。このため、第1出力端子410と第2出力端子420との間の絶縁距離を確保でき、第1出力端子410と第2出力端子420との間の高耐圧化が図れる。
 第1半導体リレー100及び第2半導体リレー200は、Y方向(第1方向)に並んで配置されている。出力接続線450のうちY方向に延在する部位である第1部分450aが、ハウジング500に被覆されている。また、第1部分450aは、第1光結合部110及び第2光結合部210に形成された透光性樹脂からなる第1透光部521及び第2透光部522に対して、X方向(第2方向)右側に離間して配置されている。
 このようにすることで、第1LED120及び第2LED220からそれぞれ発せられる光信号が、出力接続線450の第1部分450aに当たって乱反射し、第1PDA131及び第2PDA231に迷光として入射されるのを防止できる。このことにより、第1半導体リレー100及び第2半導体リレー200をそれぞれ検査する場合の検査精度を向上できる。また、半導体リレーモジュール1000内部の配線レイアウトを簡素化できる。
 また、入力接続線350のY方向に延在する部位が、ハウジング500に被覆されるとともに、第1光結合部110及び第2光結合部210に形成された透光性樹脂からなる第1透光部521及び第2透光部522に対して、X方向左側に離間して配置されている。
 このようにすることで、第1LED120及び第2LED220からそれぞれ発せられる光信号が、入力接続線350に当たって乱反射し、第1PDA131及び第2PDA231に迷光として入射されるのを防止できる。このことにより、第1半導体リレー100及び第2半導体リレー200をそれぞれ検査する場合の検査精度を向上できる。また、半導体リレーモジュール1000内部の配線レイアウトを簡素化できる。
 第1半導体リレー100は、MOSFET161及びMOSFET162を有し、第2半導体リレー200は、MOSFET261及びMOSFET262を有している。第1半導体リレー100に設けられたMOSFET161と第2半導体リレー200に設けられたMOSFET261とは、ソース(S)とドレイン(D)との配列方向が同じになるように配置されている。また、第1半導体リレー100に設けられたMOSFET162と第2半導体リレー200に設けられたMOSFET262とは、ソース(S)とドレイン(D)との配列方向が同じになるように配置されている。
 このようにすることで、半導体リレーモジュール1000が第1半導体リレー100または第2半導体リレー200のいずれかのみで構成される場合に比べて、第1出力端子410と第2出力端子420との間の耐圧を2倍に引き上げることができる。
 なお、本実施形態では、第1半導体リレー100にMOSFET161及びMOSFET162が、第2半導体リレー200にMOSFET261及びMOSFET262がそれぞれ含まれる場合を例に取って説明したが、第1半導体リレー100及び第2半導体リレー200に含まれるMOSFETの個数は、特にこれに限定されない。例えば、第1半導体リレー100及び第2半導体リレー200の各々に3つ以上のMOSFETが含まれていてもよい。
 その場合も、以下に示すようにMOSFETの配置を規定することで、第1出力端子410と第2出力端子420との間の高耐圧化が図れる。
 つまり、第1半導体リレー100及び第2半導体リレー200の各々は、複数のMOSFETを有している。第1半導体リレー100に設けられた少なくとも1つのMOSFETと第2半導体リレー200に設けられた少なくとも1つのMOSFETとは、ソース(S)とドレイン(D)との配列方向が同じになるように配置されている。
 第1半導体リレー100は、電気的に直列接続されたMOSFET161及びMOSFET162を含み、MOSFET161及びMOSFET162は、ソース(S)同士が電気的に接続されている。第2半導体リレー200は、電気的に直列接続されたMOSFET261及びMOSFET262を含み、MOSFET261及びMOSFET262は、ソース(S)同士が電気的に接続されている。
 第1半導体リレー100は、第1受光デバイス130を有している。第1受光デバイス130は、第1LED120の光信号を受光する第1PDA131と、MOSFET161及びMOSFET162を駆動する第1制御回路132と、を備えている。第1半導体リレー100において、MOSFET261及びMOSFET262のそれぞれのゲート(G)は、金属ワイヤ600を介して第1制御回路132に電気的に接続されている。MOSFET161及びMOSFET162のそれぞれのドレイン(D)は、導電性接着材を介して、互いに分離したダイパッドであるダイパッド460及びダイパッド470にそれぞれ電気的に接続されている。具体的には、導電性接着材は、MOSFET161及びMOSFET162のそれぞれの下面とリードフレームからなるダイパッドの上面とを接合している。また、MOSFET161及びMOSFET162のそれぞれのソース(S)は、金属ワイヤ600を介して第1受光デバイス130が実装されたダイパッド140に接続されることで、第1制御回路132に電気的に接続されている。
 第2半導体リレー200は、第2受光デバイス230を有している。第2受光デバイス230は、第2LED220の光信号を受光する第2PDA231と、MOSFET261及びMOSFET262を駆動する第2制御回路232と、を備えている。第2半導体リレー200において、MOSFET261及びMOSFET262のそれぞれのゲート(G)は、金属ワイヤ600を介して第2制御回路232に電気的に接続されている。MOSFET261及びMOSFET262のそれぞれのドレイン(D)は、導電性接着材を介して、互いに分離したダイパッドであるダイパッド480及びダイパッド490にそれぞれ電気的に接続されている。具体的には、導電性接着材は、MOSFET261及びMOSFET262のそれぞれの下面とリードフレームからなるダイパッドの上面とを接合している。また、MOSFET261及びMOSFET262のそれぞれのソース(S)は、金属ワイヤ600を介して第2受光デバイス230が実装されたダイパッド240に接続されることで、第2制御回路232に電気的に接続されている。
 第1半導体リレー100及び第2半導体リレー200をこのように構成することで、第1出力端子410と第2出力端子420との中間電位、例えば、出力接続線450から見て第1スイッチング部150と第2スイッチング部250とは対称な回路となる。このことにより、例えば、第1出力端子410と第2出力端子420との間に接続される負荷が、DC出力またはAC出力のいずれの場合にも、半導体リレーモジュール1000を入出力間が絶縁されたリレースイッチとして使用することができる。
 また、第1制御回路132とMOSFET161のソース(S)とMOSFET162のソース(S)とを電気的に接続するのが容易となる。同様に、第2制御回路232とMOSFET261のソース(S)とMOSFET262のソース(S)とを電気的に接続するのが容易となる。
 また、第1~第4MOSFET161,162,261,262のドレイン(D)を、ダイパッド460,470,480,490にそれぞれ接続することで、半導体リレーモジュール1000の動作中に、それぞれダイパッド460,470,480,490を介して、第1~第4MOSFET161,162,261,262から容易に放熱することができる。このことにより、半導体リレーモジュール1000の動作が安定するとともに、動作信頼性を高められる。
 また、前述したように、第1半導体リレー100及び第2半導体リレー200の各々に3つ以上のMOSFETが含まれていてもよい。
 その場合も、以下に示すようにMOSFETとダイパッド等の接続関係を規定することで、第1出力端子410と第2出力端子420との間に接続される負荷が、DC出力またはAC出力のいずれの場合にも、半導体リレーモジュール1000を使用することができる。
 つまり、第1半導体リレー100において、複数のMOSFETのゲート(G)は、金属ワイヤ600を介して第1制御回路132に電気的に接続されている。複数のMOSFETのドレイン(D)は、導電性接着材を介して、互いに分離したダイパッドにそれぞれ電気的に接続されている。また、複数のMOSFETのソース(S)は、金属ワイヤ600を介して第1受光デバイス130が実装されたダイパッド140に接続されることで、第1制御回路132に電気的に接続されている。
 第2半導体リレー200において、複数のMOSFETのゲート(G)は、金属ワイヤ600を介して第2制御回路232に電気的に接続されている。複数のMOSFETのドレイン(D)は、導電性接着材を介して、互いに分離したダイパッドにそれぞれ電気的に接続されている。また、複数のMOSFETのソース(S)は、金属ワイヤ600を介して第2受光デバイス230が実装されたダイパッド240に接続されることで、第2制御回路232に電気的に接続されている。
 なお、前述したように、第1制御回路132は、MOSFET161及びMOSFET162のそれぞれのゲート(G)の充放電回路である。第2制御回路232は、MOSFET261及びMOSFET262のそれぞれのゲート(G)の充放電回路である。図示しないが、第1制御回路132及び第2制御回路232の回路構成は、種々選択しうる。例えば、D-MOSFET(デプレッション型MOSFET;図示せず)と、D-MOSFETのゲート(G)とソース(S)とを接続する抵抗(図示せず)とで、第1制御回路132及び第2制御回路232の各々を構成してもよい。あるいは、所定の抵抗値を有する抵抗のみで、第1制御回路132及び第2制御回路232の各々を構成してもよい。
 <変形例1>
 図8は、変形例1に係る半導体リレーモジュール1000の平面図を示す。なお、図8及び以降に示す各図面において、実施形態1と同様の箇所については同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
 図8に示す本変形例の構成は、入力接続線351及び出力接続線451が、それぞれY方向に延びるとともに、第1透光部521及び第2透光部522と遮光部510とに亘って設けられている点で、図1Bに示す実施形態1の構成と異なる。
 例えば、図8に示すように、入力接続線351は、第3入力端子330の屈曲部から第4入力端子340に向かって延び、第4入力端子340に接続されている。出力接続線451は、ダイパッド470のX方向の中央部分からダイパッド480に向かって延び、ダイパッド480のX方向の中央部分に接続されている。
 本変形例においても、実施形態1に示す構成が奏するのと同様の効果を奏することができる。つまり、第1半導体リレー100と第2半導体リレー200とをそれぞれ独立して動作させ、さらに、それぞれ独立して検査することができる。また、第1出力端子410と第2出力端子420との間の高耐圧化が図れる。なお、ハウジング500の底面からの高さを、出力接続線451とダイパッド470及びダイパッド480とで同じにすることにより、第1LED120及び第2LED220からそれぞれ発せられる光信号が、出力接続線451によって乱反射されるのを容易に防止できる。
 <変形例2>
 図9は、変形例2に係る半導体リレーモジュール1000の平面図を示す。
 図9に示す本変形例の構成は、出力接続線452が、金属ワイヤ600で構成されている点で、図1Bに示す実施形態1の構成と異なる。また、金属ワイヤ600が、第1透光部521と第2透光部522と遮光部510とに亘って設けられ、ダイパッド470とダイパッド480とを接続している点で、図1Bに示す実施形態1の構成と異なる。
 本変形例においても、実施形態1に示す構成が奏するのと同様の効果を奏することができる。つまり、第1半導体リレー100と第2半導体リレー200とをそれぞれ独立して動作させ、さらに、それぞれ独立して検査することができる。また、第1出力端子410と第2出力端子420との間の高耐圧化が図れる。
 なお、出力接続線452を構成する金属ワイヤ600の本数または太さは、第1スイッチング部150及び第2スイッチング部250を流れる出力電流の大きさによって適宜変更されうる。
 <変形例3>
 図10Aは、変形例3に係る半導体リレーモジュール1000の斜視図を、図10Bは、平面図を示す。
 図10A、図10Bに示す本変形例の構成は、出力接続線451の途中から中間端子440がハウジング500の外側に延びて設けられている点で、図8に示す変形例1の構成と異なる。なお、図10A、図10Bに破線の丸囲みで示すように、中間端子440は、第1出力端子410及び第2出力端子420と異なり、ハウジング500の外部で下方に向かう部分が除去されている。よって、図示しない実装基板に本変形例の半導体リレーモジュール1000を実装した場合、中間端子440は、実装基板に接続されず、半導体リレーモジュール1000の電気的動作に寄与しない。
 本変形例においても、実施形態1に示す構成が奏するのと同様の効果を奏することができる。つまり、第1半導体リレー100と第2半導体リレー200とをそれぞれ独立して動作させ、さらに、それぞれ独立して検査することができる。また、第1出力端子410と第2出力端子420との間の高耐圧化が図れる。
 また、本変形例に示すように、半導体リレーモジュール1000の動作に寄与しない中間端子440が設けられていてもよい。なお、中間端子440が出力接続線451からハウジング500の外側に延びて設けられることで、ハウジング500と出力接続線451、ひいてはハウジング500とダイパッド470及びダイパッド480との密着強度を高められる。
 (実施形態2)
 図11は、実施形態2に係る半導体リレーモジュール1000の平面図を示す。
 図11に示す本実施形態の構成は、入力端子が3本である点で、図1A~1Cに示す実施形態1の構成と異なる。具体的には、図11に示す構成では、図1Bに示す第4入力端子340が省略されている。つまり、半導体リレーモジュール1000は、入力接続線350に接続され、ハウジング500から露出した第3入力端子330を備えている。なお、第3入力端子330は、ハウジング500の内部で入力接続線350を介して、内部端子341に接続されている。内部端子341には、第2LED220のアノードに一端が接続された金属ワイヤ600の他端が接続されている。
 本実施形態においても、実施形態1に示す構成が奏するのと同様の効果を奏することができる。まず、第1入力端子310と第3入力端子330の間、また、第3入力端子330と第2入力端子320の間にそれぞれ別個に電圧を印加することにより、第1LED120及び第2LED220、ひいては第1光結合部110及び第2光結合部210をそれぞれ独立に動作させることができる。このことにより、第1半導体リレー100と第2半導体リレー200とをそれぞれ独立して動作させ、さらに、それぞれ独立して検査することができる。
 また、出力端子と出力端子との間に特許文献2に開示されるような検査用端子を設けていないため、第1出力端子410と第2出力端子420との間の絶縁距離を確保でき、第1出力端子410と第2出力端子420との間の高耐圧化が図れる。
 また、第1出力端子410と第2出力端子420との間に、直列接続された第1~第4MOSFET161,162,261,262を有しており、第1半導体リレー100に設けられたMOSFET161と第2半導体リレー200に設けられたMOSFET261とは、ソースとドレインとの配列方向が同じになるように配置されている。また、第1半導体リレー100に設けられたMOSFET162と第2半導体リレー200に設けられたMOSFET262とは、ソースとドレインとの配列方向が同じになるように配置されている。
 このようにすることで、出力端子間の耐圧を高めることができる。
 <変形例4>
 図12は、変形例4に係る半導体リレーモジュールの平面図を示す。
 図12に示す本変形例の構成は、第1半導体リレー100と第2半導体リレー200とに亘って、1つの透光部523が設けられている点で、図11に示す実施形態2の構成と異なる。透光部523は、第1光結合部110及び第2光結合部210と第1スイッチング部150及び第2スイッチング部250とを覆うように設けられている。
 また、入力接続線351及び出力接続線451の各々が、Y方向に延びるとともに透光部523の内部に設けられている点で、図11に示す実施形態2の構成と異なる。なお、第3入力端子330は、ハウジング500の内部で入力接続線351を介して、内部端子341に接続されている。内部端子341には、第2LED220のアノードに一端が接続された金属ワイヤ600の他端が接続されている。
 本変形例においても、実施形態2に示す構成が奏するのと同様の効果を奏することができる。つまり、第1半導体リレー100と第2半導体リレー200とをそれぞれ独立して動作させ、さらに、それぞれ独立して検査することができる。また、第1出力端子410と第2出力端子420との間の高耐圧化が図れる。
 なお、本変形例に示すように、第1半導体リレー100と第2半導体リレー200とに亘って、透光部523が設けられていてもよい。ただし、実施形態1に示すように、第1透光部521と第2透光部522との間に遮光部510が設けられることで、第1半導体リレー100及び第2半導体リレー200の一方を独立に動作させた場合に、他方で誤動作が起きるのを抑制でき、ひいては、第1半導体リレー100及び第2半導体リレー200をそれぞれ独立して検査した場合の検査精度を確保できる。
 <変形例5>
 図13は、変形例5に係る半導体リレーモジュール1000の回路図を示す。なお、上述した実施形態と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
 上述した実施形態では、2つの半導体リレー(第1半導体リレー100と第2半導体リレー200)を有しているが、変形例5に係る半導体リレーモジュールでは、3つの半導体リレー(第1半導体リレー100、第3半導体リレー800、第2半導体リレー200)を有している。第1半導体リレー100、第3半導体リレー800、第2半導体リレー200は一方向に順に並んで配置されている。
 上述した実施形態では1本の入力接続線350が設けられていた。一方、変形例5では、第3半導体リレー800を更に設けているので、図13に示すように2本の入力接続線350A、350Bが設けられている。
 出力接続線450についても同様に、上述した実施形態では、1本の出力接続線450が設けられていたが、変形例5では、図13に示すように、2本の出力接続線450A、450Bが設けられている。
 第3半導体リレー800は、第1半導体リレー100と第2半導体リレー200と同様に、2つの入力端子(入力端子860、入力端子870)に接続されている。
 第3半導体リレー800は、第1半導体リレー100と第2半導体リレー200と同様に、第3LED820と第3LED820の光信号を受光する第3受光デバイス830とを有する第3光結合部810と、MOSFET861及びMOSFET862を有する第3スイッチング部850と、第3制御回路832を有している。第3受光デバイス830は第3PDA(第3受光素子)831を含む。MOSFET861及びMOSFET862は、第3受光デバイス830の出力信号に応じて、それぞれに設けられた第1出力端と第2出力端との間を開閉する。
 なお、変形例5では3つの半導体リレーが設けられているが、第1半導体リレー100と第2半導体リレー200との間に、2つ以上の半導体リレーが設けられていてもよい。つまり、半導体リレーの数は2または3に限定されず、4以上であっても良い。半導体リレーの数に応じて、入力接続線350、出力接続線450の数は適宜、変更する必要がある。
 (その他の実施形態)
 実施形態1,2及び変形例1~5に示す構成要素を適宜組み合わせて、新たな実施形態とすることもできる。例えば、図11に示す実施形態2の構成において、変形例3に示すように、出力接続線451に接続されハウジング500から露出した中間端子440を設けてもよい。
 なお、本願明細書に示す金属ワイヤ600は、金ワイヤであるが、必要に応じて、別の材質のワイヤを用いてもよい。例えば、アルミニウムワイヤや銅ワイヤを用いることもできる。
 本開示の半導体リレーモジュールは、内部に含まれる複数の半導体リレーをそれぞれ独立して検査可能であるとともに、出力端子間の高耐圧化が図れるため、有用である。
100 第1半導体リレー
110 第1光結合部
120 第1LED(第1発光素子)
130 第1受光デバイス
131 第1PDA(第1受光素子)
132 第1制御回路
140 ダイパッド
150 第1スイッチング部
161 MOSFET
162 MOSFET
200 第2半導体リレー
210 第2光結合部
220 第2LED(第2発光素子)
230 第2受光デバイス
231 第2PDA(第2受光素子)
232 第2制御回路
240 ダイパッド
250 第2スイッチング部
261 MOSFET
262 MOSFET
310 第1入力端子
320 第2入力端子
330 第3入力端子
340 第4入力端子
341 内部端子
350,350A,350B 入力接続線
360,370 ダイパッド
410 第1出力端子
420 第2出力端子
430 中間端子
440 中間端子
450,450A,450B 出力接続線
450a 第1部分
451 出力接続線
452 出力接続線
460,470,480,490 ダイパッド
500 ハウジング
510 遮光部
521 第1透光部
522 第2透光部
523 透光部
600 金属ワイヤ
700 リードフレーム
710 一次タイバー
800 第3半導体リレー
810 第3光結合部
820 第3LED(第3発光素子)
830 第3受光デバイス
831 第3PDA(第3受光素子)
832 第3制御回路
850 第3スイッチング部
860,870 入力端子
861 MOSFET
862 MOSFET
1000,1100,1200 半導体リレーモジュール
2100,2200 電源

Claims (11)

  1.  第1半導体リレーと、
     第2半導体リレーと、
     前記第1半導体リレーと前記第2半導体リレーとを被覆したハウジングと、
     前記ハウジングから露出した第1入力端子と、
     前記ハウジングから露出した第2入力端子と、
     前記ハウジングから露出した第1出力端子と、
     前記ハウジングから露出した第2出力端子と、
     前記ハウジングから露出した第3入力端子と、
     前記ハウジングに被覆された入力接続線と、
     前記ハウジングに被覆された出力接続線と、
    を備え、
     前記第1半導体リレーは、
        第1発光素子と前記第1発光素子の光信号を受光する第1受光デバイスとを有する第1光結合部と、
        前記第1受光デバイスの出力信号に応じて前記第1半導体リレーの第1出力端と前記第1半導体リレーの第2出力端との間を開閉する第1MOS型電界効果トランジスタ(MOSFET)を有する第1スイッチング部と、
    を有し、
     前記第2半導体リレーは、
        第2発光素子と前記第2発光素子の光信号を受光する第2受光デバイスとを有する第2光結合部と、
        前記第2受光デバイスの出力信号に応じて前記第2半導体リレーの第1出力端と前記第2半導体リレーの第2出力端との間を開閉する第2MOSFETを有する第2スイッチング部と、
    を有し、
     前記第1入力端子は、前記第1発光素子のアノードに接続され、
     前記第2入力端子は、前記第2発光素子のカソードに接続され、
     前記第1半導体リレーの前記第1発光素子のカソードと前記第2半導体リレーの前記第2発光素子のアノードは、前記入力接続線を介して接続され、
     前記第1出力端子は、前記第1半導体リレーの前記第1出力端に接続され、
     前記第2出力端子は、前記第2半導体リレーの前記第2出力端に接続され、
     前記第1半導体リレーの前記第2出力端と前記第2半導体リレーの前記第1出力端は、前記出力接続線を介して接続され、
     前記第3入力端子は、前記入力接続線に接続されている、半導体リレーモジュール。
  2.  前記第1発光素子から発せられる前記光信号および前記第2発光素子から発せられる前記光信号を遮蔽する遮光部を更に備え、
     前記遮光部は、遮光性樹脂で形成されており、
     前記遮光部が、前記第1半導体リレーの前記第1光結合部と前記第2半導体リレーの前記第2光結合部との間に配置された、請求項1に記載の半導体リレーモジュール。
  3.  前記出力接続線の全てが、前記ハウジングに被覆されている、請求項1または2に記載の半導体リレーモジュール。
  4.  前記第1半導体リレー及び前記第2半導体リレーは、並んで配置されており、前記出力接続線が、前記第1光結合部に設けられた第1透光部および前記第2光結合部に設けられた第2透光部から離間するように、前記第1半導体リレーおよび前記第2半導体リレーに隣接して配置された、請求項1~3のいずれか1項に記載の半導体リレーモジュール。
  5.  前記第1半導体リレー及び前記第2半導体リレーは、並んで配置されており、
     前記入力接続線が、前記第1光結合部に設けされた第1透光部および前記第2光結合部に設けられた第2透光部から離間するように、前記第1半導体リレーおよび前記第2半導体リレーに隣接して配置された、請求項1~3のいずれか1項に記載の半導体リレーモジュール。
  6.  前記入力接続線と前記出力接続線との間に前記第1半導体リレーおよび前記第2半導体リレーが配置されている、請求項4または請求項5に記載の半導体リレーモジュール。
  7.  前記第1半導体リレーは第3MOSFETを更に有し、
     前記第2半導体リレーは第4MOSFETを更に有し、
     前記第1MOSFETまたは前記第3MOSFETの少なくとも一方と、前記第2MOSFETまたは前記第4MOSFETの少なくとも一方とは、ソースとドレインとの配列方向が同じになるように配置されている、請求項1~6のいずれか1項に記載の半導体リレーモジュール。
  8.  前記第1MOSFETと前記第3MOSFETは、電気的に直列接続され
     前記第1MOSFETのソースと前記第3MOSFETのソースは、互いに、電気的に接続され、
      前記第2MOSFETと前記第4MOSFETは、電気的に直列接続され、
     前記第2MOSFETのソースと前記第4MOSFETのソースは、互いに、電気的に接続されている、請求項7に記載の半導体リレーモジュール。
  9.  前記第1MOSFETが実装された第1ダイパッドと、
     前記第2MOSFETが実装された第2ダイパッドと、
     前記第3MOSFETが実装された第3ダイパッドと、
     前記第4MOSFETが実装された第4ダイパッドと、
     前記第1受光デバイスが実装された第5ダイパッドと、
     前記第2受光デバイスが実装された第6ダイパッドと、
    を更に備え、
     前記第1受光デバイスは、
        前記第1発光素子の前記光信号を受光する第1受光素子と、
        前記第1MOSFETと前記第3MOSFETを駆動する第1制御回路と、
    を含み、
     前記第2受光デバイスは、
        前記第2発光素子の前記光信号を受光する第2受光素子と、
        前記第2MOSFETおよび前記第4MOSFETを駆動する第2制御回路と、
    を含み、
     前記第1MOSFETのゲートおよび前記第3MOSFETのゲートは、前記第1制御回路に電気的に接続され、
     前記第1MOSFETのドレインは前記第1ダイパッドに電気的に接続され、
     前記第3MOSFETのドレインは前記第3ダイパッドに電気的に接続され、
     前記第1MOSFETのソースおよび前記第3MOSFETのソースは、前記第5ダイパッドに電気的に接続され、
     前記第2MOSFETのゲートおよび前記第4MOSFETのゲートは、前記第2制御回路に電気的に接続され、
     前記第2MOSFETのドレインは前記第2ダイパッドに電気的に接続され、
     前記第4MOSFETのドレインは前記第4ダイパッドに電気的に接続され、
     前記第2MOSFETのソースおよび前記第4MOSFETのソースは、前記第6ダイパッドに電気的に接続された、請求項7または8に記載の半導体リレーモジュール。
  10.  前記第1透光部および前記第2透光部が一体として形成されている請求項4~6いずれか一項に記載の半導体リレーモジュール。
  11.  一方向に並んで配置された複数の半導体リレーと、
     前記ハウジングから露出した第1入力端子と、
     前記ハウジングから露出した第2入力端子と、
     前記ハウジングから露出した第3入力端子と、
     前記ハウジングから露出した第1出力端子と、
     前記ハウジングから露出した第2出力端子と、
     前記ハウジングに被覆された入力接続線と、
     前記ハウジングに被覆された出力接続線と、
    を備え、
     前記複数の半導体リレーは、一方の端に配置される第1半導体リレーと、他方の端に配置される第2半導体リレーと、前記第1半導体リレーと前記第2半導体リレーの間に配置され前記第1半導体リレーに隣接する第3半導体リレーと、を含み
     前記第1半導体リレーは、
        第1発光素子と前記第1発光素子の光信号を受光する第1受光デバイスとを有する第1光結合部と、
        前記第1受光デバイスの出力信号に応じて前記第1半導体リレーの第1出力端と前記第1半導体リレーの第2出力端との間を開閉する第1MOS型電界効果トランジスタ(MOSFET)を有する第1スイッチング部と、
    を有し、
     前記第2半導体リレーは、
        第2発光素子と前記第2発光素子の光信号を受光する第2受光デバイスとを有する第2光結合部と、
        前記第2受光デバイスの出力信号に応じて前記第2半導体リレーの第1出力端と前記第2半導体リレーの第2出力端との間を開閉する第2MOSFETを有する第2スイッチング部と、
     前記第3半導体リレーは、
        第3発光素子と前記第3発光素子の光信号を受光する第3受光デバイスとを有する第3光結合部と、
        前記第3受光デバイスの出力信号に応じて前記第3半導体リレーの第1出力端と前記第3半導体リレーの第2出力端との間を開閉する第3MOSFETを有する第3スイッチング部と、
    を有し、
     前記第1入力端子は、前記第1発光素子のアノードに接続され、
     前記第2入力端子は、前記第2発光素子のカソードに接続され、
     前記第1半導体リレーの前記第1発光素子のカソードと前記第3半導体リレーの前記第3発光素子のアノードは、前記入力接続線を介して接続され、
     前記第1出力端子は、前記第1半導体リレーの前記第1出力端に接続され、
     前記第2出力端子は、前記第2半導体リレーの前記第2出力端に接続され、
     前記第1半導体リレーの前記第2出力端と前記第3半導体リレーの第1出力端は、前記出力接続線を介して接続され、
     前記第3入力端子は、前記入力接続線に接続されている、半導体リレーモジュール。
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