(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気信号を光信号に変換する発光素子と、該光信号を電気信号に変換する受光素子と、前記発光素子と前記受光素子との間の光路を含む光結合部と、前記発光素子、前記受光素子、及び前記光結合部を被覆する遮光用モールド樹脂とを備えた光結合装置の製造方法において、
発光素子と受光素子とが光結合するようにこれらを配置してＴｉを含有する透光性エポキシ樹脂により被覆して光結合部を形成し、該光結合部を成す透光性エポキシ樹脂の表面を、熱処理によるＴｉの酸化によって変質させた後に、その表面を遮光用モールド樹脂により封止することを特徴とする光結合装置の製造方法。
【請求項２】
前記光結合部の断面形状が略楕円形状、略台形形状、又は略三角形形状であり、平面搭載型タイプであることを特徴とする請求項１に記載の光結合装置の製造方法。
【請求項３】
前記光結合部の形状が略球形形状又は略直方体形状であり、対向型タイプであることを特徴とする請求項１に記載の光結合装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、モールド樹脂により被覆されて成る光結合装置（フォトカプラ）及びその製造方法に関し、特にリフロー等の加熱処理により光伝達効率変動等の特性劣化を抑えることができる光結合装置及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の光結合装置としては、例えば、発光素子と受光素子の間を透明シリコーン樹脂で封止し、その周辺を遮光用の不透明エポキシ樹脂でトランスファーモールドするものがあった。
【０００３】
その製造方法としては、発光素子（ＡｌＡｓ発光ダイオード等）と受光素子（Ｓｉフォトトランジスタ等）を、それぞれＡｇペーストにて金属製のリードフレームに接続し、また、素子の電極部とリードフレームとをＡｕワイヤーにて接続する。
【０００４】
ここで、従来の光結合装置について、その要部断面図を示す図６，７を用いて、より詳細に説明する。なお、図６のものは平面搭載型タイプと呼ばれるものであり、図７のものは対向型タイプと呼ばれるものである。
【０００５】
図６に示す平面搭載型タイプのものでは、まず、前述のとおり、Ａｕワイヤー４等を用いてリードフレーム１に、発光素子２と受光素子３を接続する。そして、リードフレーム１に接続された発光素子２と受光素子３を絶縁シート１０上の平面に配置し、これらを透明シリコーン樹脂にて封止して光結合部１５（光結合路）を形成する。その後、金型を用いたトランスファーモールド成形により、遮光用エポキシモールド樹脂７による封止を行った後に、外部リードフレームの形状加工を施し、装置の作製を完了する。
【０００６】
また、図７に示す対向型タイプのものでは、まず、前述のとおり、Ａｕワイヤー４等を用いてリードフレーム１に、発光素子２と受光素子３を接続する。そして、リードフレーム１に接続された発光素子２と受光素子３を対向して配置し、これらを透明シリコーン樹脂にて封止して光結合部６（光結合路）を形成する。その後、金型を用いたトランスファーモールド成形により、遮光用エポキシモールド樹脂７による封止を行った後に、外部リードフレームの形状加工を施し、装置の作製を完了する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記の従来の光結合装置では、発光素子２と受光素子３との間を透明シリコーン樹脂でドッキング（光結合パス）を施した後（光結合部１５形成後）、その周辺を遮光用エポキシモールド樹脂７でトランスファーモールドした構造であり、光結合部１５のシリコーン樹脂とエポキシ樹脂７との密着部での反射を利用して光伝達効率を高めるというものである。
【０００８】
しかしながら、後工程でリフロー等の加熱処理が行われると、そのときの熱によりシリコーン樹脂とエポキシ樹脂との密着部の状態が変化し、光伝達効率が変動（劣化）してしまうという問題があった。
【０００９】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであって、光結合装置（フォトカプラ）の製造工程におけるリフロー等の加熱処理の熱による光伝達効率の変動（劣化）を大幅に低減させて、高性能化を実現できる光結合装置及びその製造方法を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明の光結合装置の製造方法は、電気信号を光信号に変換する発光素子と、該光信号を電気信号に変換する受光素子と、前記発光素子と前記受光素子との間の光路を含む光結合部と、前記発光素子、前記受光素子、及び前記光結合部を被覆する遮光用モールド樹脂とを備えた光結合装置の製造方法において、発光素子と受光素子とが光結合するようにこれらを配置してＴｉを含有する透光性エポキシ樹脂により被覆して光結合部を形成し、該光結合部を成す透光性エポキシ樹脂の表面を、熱処理によるＴｉの酸化によって変質させた後に、その表面を遮光用モールド樹脂により封止することを特徴とする。
前記光結合部の断面形状が略楕円形状、略台形形状、又は略三角形形状であり、平面搭載型タイプであることを特徴とする。
前記光結合部の形状が略球形形状又は略直方体形状であり、対向型タイプであることを特徴とする。
【００１７】
本発明によれば、光結合部を成す透光性エポキシ樹脂の表面を変質させているので、製造工程におけるリフロー等の加熱処理の熱によって、光結合部の樹脂材料と遮光用モールド樹脂との密着部における状態変化を防止することができ、従来発生していた光伝達効率の変動（劣化）を大幅に低減することが可能となる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の説明において、前述の従来技術と同じ構成には、同一符号を用いる。
〔第１の実施形態〕
まず、第１の実施形態として、光結合部の断面形状を略楕円形状とした平面搭載型タイプの光結合装置について、図１を用いて説明する。
【００２１】
図１に示すように、本実施形態の光結合装置は、それぞれＡｕワイヤー４によりリードフレーム１に接続された発光素子２及び受光素子３と、それらの光路を構成し透光性エポキシ樹脂から成る光結合部５と、その表面を封止するように全体を被覆する遮光用モールド樹脂７とから構成される。なお、本実施形態は、平面搭載型タイプで、光結合部５の断面形状を略楕円形状としたものである。
【００２２】
次に、本実施形態の光結合装置の製造方法について説明する。まず、Ａｕワイヤー４を用いてリードフレーム１に、発光素子２と受光素子３のワイヤーボンドを施す。そして、リードフレーム１に接続された発光素子２と受光素子３を平面に配置し、これらを透光性のエポキシ樹脂を用いて、その断面が略楕円形状となるようにトランスファーモールド成形を行って、光結合部５を形成する。
【００２３】
その後、この光結合部５を成す透光性エポキシ樹脂の表面層６を変質させる。本実施形態では、光結合部５を成す透光性エポキシ樹脂にＴｉＯ2を含む紫外線硬化樹脂成分を含有させ、紫外線を外部から照射した。すると、エポキシ樹脂表面層６が変質して、その表面のみ白濁したような白色への変色が観察された。
【００２４】
そして、これらを覆う遮光用モールド樹脂７として不透明エポキシ樹脂を用いて、トランスファーモールド成形を行った後、外部リードフレームの形状加工を行い、本実施形態の光結合装置の製造を完了する。
【００２５】
本実施形態によれば、光結合部５を成す透光性エポキシ樹脂の表面層６に紫外線を外部から照射することによって、その表面層６を変質させたので、後工程としてリフロー等の加熱処理を施しても、光結合部５の透光性エポキシ樹脂と遮光用モールド樹脂７の不透明エポキシ樹脂との密着部分で状態変化が起こることがなかった。これにより、発光素子２からの光を、透光性エポキシ樹脂の表面層６で安定して反射し、受光素子３にて受光することができ、光伝送効率の変動（劣化）を防止することが可能となった。
【００２６】
なお、上記実施形態では、光結合部５を成す透光性エポキシ樹脂を変質させるのに、ＴｉＯ2を含む紫外線硬化樹脂成分を含有さて、紫外線を外部から照射したが、本発明がこれに限定されるものではない。これ以外に、例えば、透光性エポキシ樹脂にＴｉを含有させ、高温で熱処理することにより、含有されたＴｉが酸化されてＴｉＯ2として、その表面を変質（白色に変色）させるなど、上記実施形態と同様に、光結合部の樹脂と遮光性モールド樹脂との樹脂界面での状態変化を防止できるものであればよい。
【００２７】
〔第２の実施形態〕
第２の実施形態として、光結合部の断面形状を略台形形状とした平面搭載型タイプの光結合装置について、図２を用いて説明する。
【００２８】
図２に示すように、第２の実施形態の光結合装置が上記第１の実施形態と異なる点は、光結合部５の断面形状を略台形形状としただけで、その他は上記第１の実施形態と同様のものである。
【００２９】
第２の実施形態の光結合装置の製造方法についても、上記第１の実施形態と異なる点は、光結合部５形成時に、断面形状が略楕円形状となるようにトランスファーモールド成形を行っただけであり、その他は上記第１の実施形態と同様のものである。
【００３０】
本実施形態によっても、上記第１の実施形態と同様に、光結合部５を成す透光性エポキシ樹脂の表面層６に紫外線を外部から照射することによって、その表面層６における反射特性が変化し、後工程としてリフロー等の加熱処理を施しても、光結合部５の透光性エポキシ樹脂と遮光用モールド樹脂７の不透明エポキシ樹脂との密着部分で状態変化が起こることがなかった。これにより、発光素子２からの光を、透光性エポキシ樹脂の表面層６で安定して反射し、受光素子３にて受光することができ、光伝送効率の変動（劣化）を防止することが可能となった。
【００３１】
〔第３の実施形態〕
第３の実施形態として、光結合部の断面形状を略三角形形状とした平面搭載型タイプの光結合装置について、図３を用いて説明する。
【００３２】
図３に示すように、第３の実施形態の光結合装置が上記第１の実施形態と異なる点は、光結合部５の断面形状を略三角形形状としただけで、その他は上記第１の実施形態と同様のものである。
【００３３】
第３の実施形態の光結合装置の製造方法についても、上記第１の実施形態と異なる点は、光結合部５形成時に、断面形状が略三角形形状となるようにトランスファーモールド成形を行っただけであり、その他は上記第１の実施形態と同様のものである。
【００３４】
本実施形態によっても、上記第１の実施形態と同様に、光結合部５を成す透光性エポキシ樹脂の表面層６に紫外線を外部から照射することによって、その表面層６における反射特性が変化し、後工程としてリフロー等の加熱処理を施しても、光結合部５の透光性エポキシ樹脂と遮光用モールド樹脂７の不透明エポキシ樹脂との密着部分で状態変化が起こることがなかった。これにより、発光素子２からの光を、透光性エポキシ樹脂の表面層６で安定して反射し、受光素子３にて受光することができ、光伝送効率の変動（劣化）を防止することが可能となった。
【００３５】
〔第４の実施形態〕
第４の実施形態として、光結合部の形状を略球形形状とした対向型タイプの光結合装置について、図４を用いて説明する。
【００３６】
図４に示すように、本実施形態の光結合装置は、それぞれＡｕワイヤー４によりリードフレーム１に接続された発光素子２及び受光素子３と、それらの光路を構成し透光性エポキシ樹脂から成る光結合部５と、その表面を封止するように全体を被覆する遮光用モールド樹脂７とから構成される。なお、本実施形態は、対向型タイプで、光結合部５の形状を略球形形状としたものである。
【００３７】
次に、本実施形態の光結合装置の製造方法について説明する。まず、発光素子２と受光素子３とが対向して配置できるように、リードフレーム１の素子が接続される部分をオフセット折り曲げを行い、そのリードフレーム１にＡｕワイヤー４を用いて発光素子２と受光素子３のワイヤーボンドを施す。そして、リードフレーム１に接続された発光素子２と受光素子３を対向させて配置し、これらを透光性のエポキシ樹脂を用いて、その形状が略球形形状となるようにトランスファーモールド成形を行って、光結合部５を形成する。
【００３８】
その後、上記第１の実施形態と同様に、この光結合部５を成す透光性エポキシ樹脂の表面層６に紫外線を外部から照射する。すると、エポキシ樹脂表面層６において、反射特性の変化が観察された。
【００３９】
そして、これ以降も、上記第１の実施形態と同様に、これらを覆う遮光用モールド樹脂７として不透明エポキシ樹脂を用いて、トランスファーモールド成形を行った後、外部リードフレームの形状加工を行い、本実施形態の光結合装置の製造を完了する。
【００４０】
本実施形態によっても、上記第１の実施形態と同様に、光結合部５を成す透光性エポキシ樹脂の表面層６に紫外線を外部から照射することによって、その表面層６における反射特性が変化し、後工程としてリフロー等の加熱処理を施しても、光結合部５の透光性エポキシ樹脂と遮光用モールド樹脂７の不透明エポキシ樹脂との密着部分で状態変化が起こることがなかった。これにより、発光素子２からの光を、透光性エポキシ樹脂の表面層６で安定して反射し、受光素子３にて受光することができ、光伝送効率の変動（劣化）を防止することが可能となった。
【００４１】
〔第５の実施形態〕
第５の実施形態として、光結合部の形状を略直方体形状とした対向型タイプの光結合装置について、図５を用いて説明する。
【００４２】
図５に示すように、第５の実施形態の光結合装置が上記第４の実施形態と異なる点は、光結合部５の形状を略直方体形状としただけで、その他は上記第４の実施形態と同様のものである。
【００４３】
第５の実施形態の光結合装置の製造方法についても、上記第４の実施形態と異なる点は、光結合部５形成時に、形状が略直方体形状となるようにトランスファーモールド成形を行っただけであり、その他は上記第４の実施形態と同様のものである。
【００４４】
本実施形態によっても、上記第１の実施形態と同様に、光結合部５を成す透光性エポキシ樹脂の表面層６に紫外線を外部から照射することによって、その表面層６における反射特性が変化し、後工程としてリフロー等の加熱処理を施しても、光結合部５の透光性エポキシ樹脂と遮光用モールド樹脂７の不透明エポキシ樹脂との密着部分で状態変化が起こることがなかった。これにより、発光素子２からの光を、透光性エポキシ樹脂の表面層６で安定して反射し、受光素子３にて受光することができ、光伝送効率の変動（劣化）を防止することが可能となった。
【００４５】
なお、上記第１〜第５の実施形態では、光結合部５を成す透光性エポキシ樹脂を変質させるのに、ＴｉＯ2を含む紫外線硬化樹脂成分を含有さて、紫外線を外部から照射したが、本発明がこれに限定されるものではない。これ以外に、例えば、透光性エポキシ樹脂にＴｉを含有させ、高温で熱処理することにより、含有されたＴｉが酸化されてＴｉＯ2として、その表面を変質（白色に変色）させるなど、上記実施形態と同様に、光結合部の樹脂と遮光性モールド樹脂との樹脂界面での状態変化を防止できるものであれば良い。
【００４６】
【発明の効果】
以上のように、請求項１に記載の発明によれば、光結合部を成す透光性エポキシ樹脂表面を変質させているので、製造工程におけるリフロー等の加熱処理の熱によって、光結合部の樹脂材料と遮光用モールド樹脂との密着部における状態変化を防止することができ、従来発生していた光伝達効率の変動（劣化）を大幅に低減することが可能となる。
【００４７】
さらに、本発明によれば、光結合部の形状が様々な平面搭載型タイプの光結合装置においても、従来発生していた光伝達効率の変動（劣化）を大幅に低減することが可能となる。
【００４８】
また、本発明によれば、光結合部の形状が様々な対向型タイプの光結合装置においても、従来発生していた光伝達効率の変動（劣化）を大幅に低減することが可能となる。
また、光結合部を成す透光性エポキシ樹脂表面が、ＴｉＯ２により変質させられているので、上記のような光結語装置を容易に実現できる。
【００４９】
また、本発明によれば、光結合部を成す透光性エポキシ樹脂の表面を変質させているので、製造工程におけるリフロー等の加熱処理の熱によって、光結合部の樹脂材料と遮光用モールド樹脂との密着部における状態変化を防止することができ、従来発生していた光伝達効率の変動（劣化）を大幅に低減することが可能となる。
【００５０】
本発明によれば、光結合部を成す透光性エポキシ樹脂の表面を変質させるのに、その透光性エポキシ樹脂に紫外線硬化性樹脂成分を含有させ、紫外線照射によりその表面を変質させるようにしているので、紫外線照射という製造プロセス上容易な工程により、光結合装置の製造方法を実現できる。
さらに、本発明によれば、紫外線硬化樹脂成分がＴｉＯ２を含むこととしているので、容易に透光性エポキシ樹脂を変質させることができる。
また、本発明によれば、光結合部を成す透光性エポキシ樹脂の表面を変質させるのに、その透光性エポキシ樹脂にＴｉを含有させ、熱処理によりＴｉを酸化させてその表面を変質させるようにしているので、熱処理という製造プロセス上容易な工程により、光結合装置の製造方法を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態である光結合部の断面形状を略楕円形状とした平面搭載型タイプの光結合装置の概略構造を示す要部断面図である。
【図２】本発明の第２の実施形態である光結合部の断面形状を略台形形状とした平面搭載型タイプの光結合装置の概略構造を示す要部断面図である。
【図３】本発明の第３の実施形態である光結合部の断面形状を略三角形形状とした平面搭載型タイプの光結合装置の概略構造を示す要部断面図である。
【図４】本発明の第４の実施形態である光結合部の形状を略球形形状とした対向型タイプの光結合装置の概略構造を示す要部断面図である。
【図５】本発明の第５の実施形態である光結合部の形状を略直方体形状とした対向型タイプの光結合装置の概略構造を示す要部断面図である。
【図６】従来の平面搭載型タイプの光結合装置の概略構造を示す要部断面図である。
【図７】従来の対向型タイプの光結合装置の概略構造を示す要部断面図である。
【符号の説明】
２  発光素子
３  受光素子
５  光結合部
６  表面層
７  遮光用モールド樹脂
【図１】
0003539710.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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