(57)【要約】【課題】発光素子と受光素子とを対向させ、それらを透光性樹脂で封入させて構成した光結合部と、この光結合部とともに、リードフレーム上に実装させたスイッチング素子を、光遮断型樹脂でモールドした半導体リレーにおいて、発熱する発光素子やスイッチング素子の放熱効率を高めることができる半導体リレーを提供する。【解決手段】スイッチング素子４は、リードフレーム５の支持部５ｂの上面に実装された構造とされ、支持部５ｂの下面には、支持部５ｂと接触して光結合部１ａの受光素子３側に延出する第１の放熱用基板７を設けて、この第２の放熱用基板７に受光素子３を載置した構造にした。【選択図】図１
2010177246.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光素子と受光素子とを対向させ、それらを透光性樹脂で封入させて構成した光結合部と、この光結合部とともに、リードフレーム上に実装させたスイッチング素子を、光遮断型樹脂でモールドした半導体リレーにおいて、
スイッチング素子は、上記リードフレームの支持部の上面に実装された構造とされ、該支持部の下面には、該支持部と接触して上記光結合部の受光素子側に延出する第１の放熱用基板を設けて、該第１の放熱用基板上に上記受光素子を載置した構造にしたことを特徴とする半導体リレー。
【請求項２】
請求項１において、
上記発光素子は、更に、リードフレームの支持部の上面に実装された構造になっており、該支持部の下面には、該支持部と接触して上記光結合部の発光素子側に延出する第２の放熱用基板を設けて、該第２の放熱用基板に上記発光素子を載置した構造にしたことを特徴とする半導体リレー。
【請求項３】
請求項１、２のいずれか１項において、
上記第１、第２の放熱用基板は、電気絶縁性の材料で構成されていることを特徴とする半導体リレー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光素子と受光素子とを対向させ、それらを透光性樹脂で封入させて構成した光結合部を備えた半導体リレーの改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
図４は、従来の光結合部を設けた半導体リレーの概略構成を示す縦断面図であり、図５は、従来の半導体リレーの上面からの透視図。図６は、下部構造を示す平面図である。これらの図に示すように、一般に、この種の半導体リレー２１は、発光素子２２と受光素子２３とが対向するように配置され、これら発光素子２２と受光素子２３とが、光を透過させる透光性樹脂２９で覆われ光結合部２１ａが構成されている。
【０００３】
また、１組のスイッチング素子２４、２４が、光結合部２１ａにおける発光素子２２と受光素子２３との間で保護される光信号によって、電源をオン、オフさせるために設けられている。これらのスイッチング素子２４、２４は、リードフレーム２５、２５の支持部２５ｂ、２５ｂに実装され、光結合部２１ａと、発光素子２２と受光素子２３を支持するリードフレーム２５、２５とともに、光遮断型樹脂２０でモールドされた構造になっている。
【０００４】
また、１組のスイッチング素子２４、２４と受光素子２３とは、ボンディングワイヤ２７、２７で接続され、発光素子２２は、一方のリードフレーム２６の支持部２６ｂに実装され、他方のリードフレーム２６にボンディングワイヤ２８で接続されている。
【０００５】
このような半導体リレー２１では、メカニカルリレーのような金属間の接点が無いため、通電時にスイッチング素子２４、２４での発熱が大きい。そのため、高温での特性が悪く、発熱により通電容量に制限が出てくるという問題があった。
【０００６】
そこで、近年、放熱性部材を備えた半導体リレーが種々開発されている。
例えば、特許文献１には、半導体リレーの外周を覆うモールド樹脂に放熱性部材を備えたソリッドステートリレーが開示され提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−２９９４８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上述の特許文献１に開示されたソリッドステートリレーでは、発熱する発光素子やスイッチング素子と放熱性部材との間の材料の伝熱性が悪く、放熱効率が不十分であるという問題があった。
【０００９】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、発熱する発光素子やスイッチング素子の放熱効率を高めることができる半導体リレーを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を解決するために、請求項１に記載の半導体リレーは、発光素子と受光素子とを対向させ、それらを透光性樹脂で封入させて構成した光結合部と、この光結合部とともに、リードフレーム上に実装させたスイッチング素子を、光遮断型樹脂でモールドした半導体リレーにおいて、上記スイッチング素子は、上記リードフレームの支持部の上面に実装された構造とされ、該支持部の下面には、該支持部と接触して上記光結合部の受光素子側に延出する第１の放熱用基板を設けて、該第１の放熱用基板上に上記受光素子を載置した構造にしたことを特徴としている。
【００１１】
また、請求項２に記載の半導体リレーは、請求項１において、上記発光素子は、更に、リードフレームの支持部の上面に実装された構造になっており、該支持部の下面には、該支持部と接触して上記光結合部の発光素子側に延出する第２の放熱用基板を設けて、該第２の放熱用基板に上記発光素子を載置した構造にしていることを特徴としている。
【００１２】
また、請求項３に記載の半導体リレーは、請求項１、２のいずれか１項において、上記第１、第２の放熱用基板は、電気絶縁性の材料で構成されていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１に記載の半導体リレーによれば、スイッチング素子の発熱を放熱する第１の放熱用基板を備えているので、スイッチング素子に集中する熱を、パッケージ全体へ均一化することができる。そのため、スイッチング素子の温度が下がり、電流容量をより向上させることができる。
【００１４】
第１の放熱用基板は、冷却効果の高い素材が望まれるが、電気絶縁性の素材で構成することが実装を簡単にする点で特に望ましい。
【００１５】
また、第１の放熱用基板の上に、光結合部を構成する受光素子、スイッチング素子を載置する構造なので、実装時に正しい位置に保持できる。
【００１６】
また、第１の放熱用基板は、光結合部の受光素子側に延出しているので、リードフレームの支持部を放熱板に構成したものに比べて、充分な放熱面積がとれるので、冷却効果が高く、使用時の発熱が大きい半導体リレーに有利である。
【００１７】
請求項２に記載の半導体リレーによれば、発光素子の発熱を放熱する第２の放熱用基板放熱用基板を備えているので、請求項１に記載の半導体リレーの効果に加えて、発光素子に集中する熱を、パッケージ全体へ均一化することができる。
【００１８】
請求項３に記載の半導体リレーによれば、第１、第２の放熱用基板は、電気絶縁性の材料で構成されているので、請求項１に記載の半導体リレーの効果に加えて、素子の間の漏電の心配がない。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の半導体リレーの概略基本構成を示す縦断面図である。
【図２】半導体リレーの上面からの透視図である。
【図３】半導体リレーの下部構造を示す平面図である。
【図４】従来の半導体リレーの概略の構成を示す縦断面図である。
【図５】従来の半導体リレーの上面からの透視図である。
【図６】従来の半導体リレーの下部構造を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、添付図面を参照しながら本発明の好ましい実施の一形態について説明する。図１は、本発明の半導体リレーの概略基本構成を示す縦断面図であり、図２は、上面からの透視図、図３は、下部構造を示す平面図である。
【００２１】
図１〜図３に示すように、半導体リレー１は、発光素子２と受光素子３とを対向させ、それらを透光性樹脂９で封入させて構成した光結合部１ａと、この光結合部１ａとともに、リードフレーム５上に実装させたスイッチング素子４を、光遮断型樹脂１０でモールドしている。
【００２２】
ここで、発光素子２は、ＬＥＤなどから構成され、受光素子３は、フォトダイオードなどで構成される。また、透光性樹脂９は、透明度が高く、含有不純物が少なく、絶縁性も高いという特性を有する透明のシリコーンで構成され、粘性の低い液状化状態（水あめ状）のものを硬化させて使用し、硬化した状態では保形性と柔軟性を有している。
【００２３】
また、この半導体リレー１には、下に１組のリードフレーム５、５と、上に１組のリードフレーム６、６とを備えている。
【００２４】
リードフレーム５は、それぞれ本体部５ａと、基端側の支持部５ｂと、端子を構成する先端側の脚部５ｃとを備えている。
【００２５】
そして、スイッチング素子４は、リードフレーム５の支持部５ｂの上面に実装された構造とされており、このスイッチング素子４と受光素子３とは、細い導線で構成されるボンディングワイヤ１７で接続されている。
【００２６】
また、支持部５ｂの下面には、支持部５ｂと接触して光結合部１ａの受光素子３側に延出する第１の放熱用基板７が設けられており、この第１の放熱用基板７は、電気絶縁性の材料、例えばセラミックなどの材料で構成されている。また、受光素子３はこの第１の放熱用基板７に受光素子３の基台３ａを介して載置された構造になっている。
【００２７】
また、発光素子２は、発光素子２側のリードフレーム６に設けられるが、このリードフレーム６は、それぞれ本体部６ａと、基端側の支持部６ｂと、端子を構成する先端側の脚部６ｃとを備えており、発光素子２は、一方のリードフレーム６の支持部６ｂの上面に実装された構造になっている。そして、この発光素子２ともう一方のリードフレーム６の支持部６ｂとは、細い導線で構成されるボンディングワイヤ１８で接続されている。
【００２８】
そして、この支持部１６ｂの下面には、支持部１６ｂと接触して光結合部１ａの発光素子２側に延出する第２の放熱用基板８が設けられており、この第２の放熱用基板８は、第１の放熱用基板７と同様、電気絶縁性の材料、例えばセラミックなどの材料で構成されている。また、発光素子２はこの第２の放熱用基板８に載置された構造になっている。
【００２９】
第１の放熱用基板７、第２の放熱用基板８は、冷却効果の高い素材が望まれるが、電気絶縁性の素材で構成することが実装を簡単にする点で特に望ましい。
【００３０】
そして、透光性樹脂９の外面には、光遮断型樹脂１０を形成した構造にしている。この外面の光遮断型樹脂１０は、光遮断型として黒色に着色したシリコーンなどの樹脂層を積層して形成される。この光遮断型樹脂１０は、粘性の低い液状化状態のシリコーンを黒色の塗料と混合して硬化させて使用し、硬化した状態で保形性と柔軟性を有するようにしている。
【００３１】
この構成によれば、スイッチング素子４の発熱を放熱する第１の放熱用基板７を備えているので、スイッチング素子４に集中する熱を、パッケージ全体へ均一化することができる。そのため、スイッチング素子４の温度が下がり、電流容量をより向上させることができる。
【００３２】
また、第１の放熱用基板７の上に、光結合部１ａを構成する受光素子３、スイッチング素子４を載置する構造なので、実装時に正しい位置に保持できる。
【００３３】
また、第１の放熱用基板７は、光結合部１ａの受光素子３側に延出しているので、リードフレーム５の支持部５ｂを放熱板に構成したものに比べて、充分な放熱面積がとれるので、冷却効果が高く、使用時の発熱が大きい半導体リレーに有利である。
【００３４】
また、発光素子２の発熱を放熱する第２の放熱用基板８を備えているので、発光素子２に集中する熱を、パッケージ全体へ均一化することができる。
【００３５】
そして、それぞれ第１、第２の放熱用基板８が、電気絶縁性の材料で構成されているので、素子の間の漏電の心配がない。
【００３６】
上述した実施の形態は本発明の好ましい具体例を例示したものに過ぎず、本発明は上述した実施の形態に限定されない。
【００３７】
例えば、第１の放熱用基板７や第２の放熱用基板８は、セラミックに限定されない。電気絶縁性の材料で熱伝導性が良く冷却効果の高いものであれば、種々の材料が採用可能である。
【００３８】
また、透光性樹脂９、光遮断型樹脂１０は、シリコーンに限定されない。絶縁性が高い材料であって、硬化した状態で保形性と柔軟性を有する材料であれば、それぞれ種々の設計変更が可能である。
【００３９】
また、透光性樹脂９の外側の光遮断型樹脂１０も光遮断型として黒色に限定されない。暗い色のものなど、光を遮断できるものであれば、種々の設計変更が可能である。
【００４０】
その他、本発明の特許請求の範囲内で種々の設計変更が可能であることはいうまでもない。
【符号の説明】
【００４１】
１  半導体リレー
１ａ  光結合部
２  発光素子
３  受光素子
４  スイッチング素子
５、６  リードフレーム
５ｂ、６ｂ  リードフレームの支持部
７  第１の放熱用基板
８  第２の放熱用基板
９  透光性樹脂
【図１】
2010177246.tif 000003
【図２】
2010177246.tif 000004
【図３】
2010177246.tif 000005
【図４】
2010177246.tif 000006
【図５】
2010177246.tif 000007
【図６】
2010177246.tif 000008