(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
配線基板と、
前記配線基板の一方の面上に接合された発光装置と、
前記配線基板の一方の面上であって前記発光装置から離れた位置に接合された受光装置と、を備え、
前記配線基板の一方の面上において、前記発光装置の発光面と前記受光装置の受光面とが対向しているフォトカプラであって、
前記受光装置は、
光を検出する受光素子と、
リードフレームと、
前記受光素子と前記リードフレームとを電気的に接続するワイヤーと、
封止部と、
前記受光素子の受光面を覆う光学フィルタと、
前記封止部の前記発光装置と対向する側に位置する対向面に取り付けられ、前記光学フィルタを保持する保持部材と、を有し、
前記封止部を構成する面のうち、前記配線基板の一方の面上に接合される被接合面及び前記対向面から前記リードフレームが露出しており、
前記被接合面において前記保持部材と前記対向面との間にスリットが設けられていることを特徴するフォトカプラ。
【請求項２】
前記配線基板と、前記リードフレームのうち前記封止部の前記被接合面から露出する第１の面とを接合するはんだを備え、
前記はんだは、前記リードフレームのうち前記封止部の前記対向面から露出する第２面まで形成されることを特徴とする請求項１に記載のフォトカプラ。
【請求項３】
前記はんだの一部が前記スリット内に形成されていることを特徴とする請求項２に記載のフォトカプラ。
【請求項４】
前記リードフレームは前記被接合面から複数の端子部として露出しており、
前記複数の端子部の各々は、平面視で、前記被接合面の一方の側と、前記被接合面の中心を挟んで前記一方の反対側にある他方の側とでそれぞれ対称となるように配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のフォトカプラ。
【請求項５】
前記保持部材は蓋体であり、
前記蓋体には貫通した開口部が設けられており、前記開口部内に前記光学フィルタが収納されていることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載のフォトカプラ。
【請求項６】
前記光学フィルタは、第１の光学フィルタと、前記第１の光学フィルタと特性が異なる第２の光学フィルタとを含み、
前記開口部は、第１の開口部と、前記第１の開口部と位置が異なる第２の開口部とを含み、
前記第１の光学フィルタは前記第１の開口部内に収納され、
前記第２の光学フィルタは前記第２の開口部内に収納されていることを特徴とする請求項５に記載のフォトカプラ。
【請求項７】
前記リードフレームは、
第１の貫通部を有する第１のリードフレームと、
第２の貫通部を有する第２のリードフレームと、を含み、
前記第２のリードフレーム上に前記第１のリードフレームが配置されて、前記第１の貫通部と前記第２の貫通部とが平面視で重なり、
前記第１の貫通部と前記第２の貫通部とが平面視で重なる領域に、前記受光素子が配置され、
前記第２のリードフレームは、前記対向面側に配置され、
前記第１のリードフレームの第１の側面と前記第２のリードフレームの第２の側面とがそれぞれ前記封止部の前記被接合面から露出しており、かつ、
前記第２のリードフレームの裏面が前記封止部の前記対向面から露出していることを特徴とする請求項１〜６の何れか一項に記載のフォトカプラ。
【請求項８】
前記受光素子は、第１の受光素子と第２の受光素子とを含み、
前記領域は、第１の領域と、前記第１の領域と位置が異なる第２の領域とを含み、
前記第１の受光素子は前記第１の領域に配置され、
前記第２の受光素子は前記第２の領域に配置されていることを特徴とする請求項７に記載のフォトカプラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フォトカプラに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の従来技術としては、例えば特許文献１に開示されたものがある。かかる文献には、その図５に示されているように、遮光性樹脂内において、発光素子の発光面と受光素子の受光面とを上下方向に対向させた構造のフォトカプラ（以下、従来例１という。）が開示されている。
また、この特許文献１の図１には、発光素子の発光面と受光素子の受光面とをそれぞれ上方向に向けると共に、これら発光素子と受光素子の上方に凹状の反射面を配置した構造のフォトカプラ（以下、従来例２という。）が開示されている。この従来例２において、遮光性樹脂の下面が凹状の反射面となっており、発光素子の発光面から放出された光は、この凹状の反射面における２回の反射を経て受光素子の受光面に到達するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−３５８３６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記の従来例１では、遮光性樹脂内における発光素子と受光素子との位置関係が上下方向であるため、フォトカプラの高さが大きくなってしまうという課題があった。一方、従来例２では、発光素子と受光素子とが絶縁性基板の一方表面上に配置されているため、従来例１と比較して、パッケージの高さを低減できる可能性がある。
しかしながら、従来例２では、発光素子の発光面から受光素子の受光面に至る光路を確保するために凹状の反射面が必要であり、その分だけ部品点数が多いという課題があった。このように、従来例１、２では、フォトカプラの高さや部品点数の点で各々課題があり、全体的にシステムが大きくなりがちであった。
そこで、この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、低背化が可能であり、部品点数を低減できるようにしたフォトカプラの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明の一態様に係るフォトカプラは、配線基板と、前記配線基板の一方の面上に接合された発光装置と、前記配線基板の一方の面上であって前記発光装置から離れた位置に接合された受光装置と、を備え、前記配線基板の一方の面上において、前記発光装置の発光面と前記受光装置の受光面とが対向していることを特徴とする。
【０００６】
このような構成であれば、従来例１と比べて、発光装置と受光装置とが上下ではなく、水平方向の位置関係となるため、フォトカプラの高さを小さくすることができる。また、従来例２と比べて、発光装置の発光面から出力された光は、凹状の反射面等を介することなく、直接に受光装置の受光面に入射するため、光路上に凹状の反射面等を配置する必要は無い。このため、部品点数を減らすことができる。さらに、凹状の反射面における光の散乱に起因して光路が広がることも無い。なお、本発明の「配線基板の一方の面」としては、例えば、後述する配線基板１の表面１ａが該当する。
【０００７】
また、上記のフォトカプラにおいて、前記受光装置は、光を検出する受光素子と、貫通部を有するリードフレームと、ワイヤーと、封止部とを有し、前記リードフレームの前記貫通部に前記受光素子が配置され、前記受光素子の光電変換部と前記リードフレームとが前記ワイヤーで電気的に接続され、前記封止部は、前記発光装置と対向する側の面に前記受光素子の受光面が露出しており、さらに、前記配線基板の一方の面上に接合される被接合面に、前記リードフレームの側面が前記配線基板と電気的に縦型実装接続される複数の端子部として露出していることを特徴としてもよい。
【０００８】
このような構成であれば、受光素子の配置位置はリードフレーム上ではなく、リードフレームの貫通部内となる。これにより、受光素子の取付け位置を低くすることができるので、より薄型化された受光装置を実現することができる。フォトカプラの小型化に寄与することができる。なお、本発明の「封止部」としては、例えば、後述するモールド樹脂４５が該当する。「光電変換部」としては、例えば、後述する光電変換素子１３が該当する。
【０００９】
また、上記のフォトカプラにおいて、前記複数の端子部の各々は、平面視で、前記被接合面の一方の側と、前記被接合面の中心を挟んで前記一方の反対側にある他方の側とでそれぞれ対称となるように配置されていることを特徴としてもよい。
このような構成であれば、被接合面において複数の端子部がバランスよく配置されるため、複数の端子部を例えばリフロー炉を通してはんだ付けする場合においても、はんだ付けの工程ではんだの物性等に起因したモーメントの釣り合いを保つことができる。これにより、いわゆるマンハッタン現象の発生を抑制することが可能となる。なお、本発明の「複数の端子部」としては、例えば、後述する第１のリードフレーム３１の側面（外部接続用端子部）３１ｃと、第２のリードフレーム３６の側面（外部接続用端子部）３６ｃが該当する。
【００１０】
また、上記のフォトカプラにおいて、前記受光装置は、前記封止部に取り付けられた蓋体と、前記受光素子の受光面を覆う光学フィルタと、をさらに有し、前記蓋体には貫通した開口部が設けられており、前記開口部内に前記光学フィルタが収納されていることを特徴としてもよい。ここで、光学フィルタは、所望の波長範囲の光を選択的に（即ち、透過率高く）透過させる機能を有する。このような構成であれば、所望の波長範囲の光のみを受光素子の受光面に到達させることができ、その波長範囲から外れる光は光学フィルタで遮断することができる。このため、光電変換により受光素子から出力される電気信号（即ち、光の検出信号）について、Ｓ／Ｎ比の向上が可能である。
【００１１】
また、上記のフォトカプラにおいて、前記リードフレームは、第１の貫通部を有する第１のリードフレームと、第２の貫通部を有する第２のリードフレームと、を含み、前記第２のリードフレーム上に前記第１のリードフレームが配置されて、前記第１の貫通部と前記第２の貫通部とが平面視で重なり、前記貫通部として、前記第１の貫通部と前記第２の貫通部とが平面視で重なる領域に前記受光素子が配置された状態で前記封止部は成形されており、成形された前記封止部の前記被接合面から、前記第１のリードフレームの第１の側面と前記第２のリードフレームの第２の側面とが前記複数の端子部としてそれぞれ露出していることを特徴としてもよい。
【００１２】
このような構成であれば、第１のリードフレームと第２のリードフレームとの組み合わせにより、１つのリードフレームが構成される。また、この１つのリードフレームの貫通部（即ち、第１の貫通部と第２の貫通部とが平面視で重なる領域）について、その幅は第１の貫通部（又は、第２の貫通部）の幅と同じ大きさに抑えられ、その深さは第１の貫通部と第２の貫通部のそれぞれの深さを合計した深さとなる。このため、幅が狭くて深い（即ち、アスペクト比の大きい）貫通部を容易に実現することができる。
【００１３】
また、上記のフォトカプラにおいて、前記受光素子は、第１の受光素子と第２の受光素子とを含み、前記光学フィルタは、第１の光学フィルタと、前記第１の光学フィルタと特性が異なる第２の光学フィルタとを含み、前記貫通部は、第１の領域と、前記第１の領域と位置が異なる第２の領域とを含み、前記開口部は、第１の開口部と、前記第１の開口部と位置が異なる第２の開口部とを含み、前記第１の受光素子は前記第１の領域に配置され、前記第２の受光素子は前記第２の領域に配置され、前記第１の光学フィルタは前記第１の開口部内に収納され、前記第２の光学フィルタは前記第２の開口部内に収納されていることを特徴としてもよい。ここで、「特性」としては、例えば、波長に依存した光の透過率特性が挙げられる。例えば、第１の光学フィルタは、その特性として、第１の波長範囲の光のみを選択的に（即ち、透過率高く）透過させる機能を有する。第２の光学フィルタは、その特性として、第１の波長範囲とは異なる第２の波長範囲の光のみを選択的に透過させる機能を有する。
【００１４】
このような構成であれば、例えば、第１の受光素子から出力される電気信号と、第２の受光素子から出力される電気信号とに基づいて、入射してくる光の強度と、その波長範囲を特定することが可能となる。例えば、特定のガス雰囲気中に照射された赤外線は、そのガス種やその濃度に応じて特定の波長成分が定量的に吸収される。このため、発光装置から照射されて、受光装置に入射してくる光の強度と、その波長範囲を特定することによって、光路上に存在するガス種やその濃度を検出することができる。従って、ガス検知器などに極めて好適に用いることができる。
【００１５】
また、上記のフォトカプラにおいて、前記受光装置は、光を検出する受光素子と、前記受光素子の受光面を覆う光学フィルタと、第１の貫通部を有する第１のリードフレームと、第２の貫通部を有する第２のリードフレームと、ワイヤー及び封止部と、を有し、前記第２のリードフレーム上に前記第１のリードフレームが配置されて、前記第１の貫通部と前記第２の貫通部とが平面視で重なり、前記第１の貫通部と前記第２の貫通部とが平面視で重なる領域に、前記受光素子及び前記光学フィルタが配置されると共に、前記受光素子の受光面の反対側の面に設けられた光電変換部と前記リードフレームとが前記ワイヤーで電気的に接続された状態で前記封止部は成形されており、成形された前記封止部の外側に露出している面であって、前記発光装置と対向する側の面から、前記光学フィルタの受光面が露出しており、さらに、成形された前記封止部の外側に露出している面であって、前記配線基板の一方の面上に接合される被接合面から、前記第１のリードフレームの第１の側面と前記第２のリードフレームの第２の側面とが前記配線基板と電気的に接続される複数の端子部としてそれぞれ露出していることを特徴としてもよい。
【００１６】
このような構成であれば、第１のリードフレームと第２のリードフレームとの組み合わせにより、幅が狭くて深い（即ち、アスペクト比の大きい）貫通部を容易に実現することができる。これにより、リードフレームの貫通部内に光学フィルタを収納するスペースを確保することが容易となる。受光素子及び光学フィルタの取付け位置を低くすることができるので、より薄型化された受光装置を実現することができる。
【００１７】
また、上記のフォトカプラにおいて、前記受光素子は、第１の受光素子と第２の受光素子とを含み、前記光学フィルタは、前記第１の受光素子の受光面を覆う第１の光学フィルタと、前記第１の光学フィルタと特性が異なり且つ前記第２の受光素子の受光面を覆う第２の光学フィルタとを含み、前記第１の貫通部と前記第２の貫通部とが平面視で重なる領域は、第１の領域と、前記第１の領域と位置が異なる第２の領域とを含み、前記第１の受光素子及び前記第１の光学フィルタは前記第１の領域に配置され、前記第２の受光素子及び前記第２の光学フィルタは前記第２の領域に配置されていることを特徴としてもよい。このような構成であれば、例えば、第１の受光素子から出力される電気信号と、第２の受光素子から出力される電気信号とに基づいて、入射してくる光の強度を波長範囲毎に特定することが可能となる。従って、例えば、ガス検知器などに極めて好適に用いることができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、低背化が可能であり、部品点数を低減できるようにしたフォトカプラを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】第１実施形態に係るフォトカプラ１００の構成例を示す図。
【図２】第１実施形態に係るＩＲ受光装置５０の構成例を示す図。
【図３】受光素子１０の構成例を示す図。
【図４】第１実施形態に係る第１のリードフレーム３１の構成例を示す図。
【図５】第１実施形態に係る第２のリードフレーム３６の構成例を示す図。
【図６】蓋体５５の構成例を示す図。
【図７】フォトカプラ１００の製造方法を示す図。
【図８】フォトカプラ１００の製造方法を示す図。
【図９】フォトカプラ１００の製造方法を示す図。
【図１０】フォトカプラ１００の製造方法を示す図。
【図１１】フォトカプラ１００の製造方法を示す図。
【図１２】フォトカプラ１００の製造方法を示す図。
【図１３】第２実施形態に係るフォトカプラ２００の構成例を示す図。
【図１４】フォトカプラ２００の製造方法を示す図。
【図１５】第３実施形態に係るフォトカプラ３００の構成例を示す図。
【図１６】第３実施形態に係るリードフレーム１３０の構成例を示す図。
【図１７】フォトカプラ３００の製造方法を示す図。
【図１８】ＩＲ受光装置５０の他の構成例を示す図。
【図１９】第１のリードフレーム３１及び第２のリードフレーム３６の他の構成例を示す図。
【図２０】フォトカプラ１００の他の構成例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明による実施形態を、図面を用いて説明する。なお、以下に説明する各図において、同一の構成を有する部分には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する場合もある。
（１）第１実施形態
（１．１）フォトカプラの全体構成
図１（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第１実施形態に係る面対向表面実装型で且つ縦方向実装型のフォトカプラ１００の構成例を示す斜視図と、この斜視図をＺ１−Ｚ´１線で切断した断面図である。なお、図１（ｂ）では筐体の図示を省略している。
【００２１】
図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、このフォトカプラ１００は、例えば、配線基板１と、この配線基板１の表面１ａ上に接合されたＩＲ発光装置６０と、配線基板１の表面１ａ上であってＩＲ発光装置６０から離れた位置に接合されたＩＲ受光装置５０と、配線基板１とＩＲ発光装置６０及びＩＲ受光装置５０を外側から囲む筐体９０と、を備える。
【００２２】
ここで、ＩＲ発光装置６０は赤外線（ＩＲ）を発光するものであり、例えばＩＲ発光ダイオードや電球である（即ち、赤外線のみを発光するものでもよく、又は、赤外線とそれ以外の波長を含む光を発光するものでもよい。）。また、ＩＲ受光装置５０は例えばＩＲを受光するセンサ装置であり、受光したＩＲを電気信号に変換し、変換した電気信号を出力するものである。このフォトカプラ１００では、配線基板１の表面１ａ上において、ＩＲ発光装置６０の発光部６１の発光面６１ａと、ＩＲ受光装置５０の受光面（この例では、蓋体５５に収納されている光学フィルタ２０の受光面２０ａ）とが対向している。つまり、このフォトカプラ１００は、その発光面６１ａと受光面２０ａとが面対向した状態で表面１ａに実装された面対向表面実装型となっている。これにより、ＩＲ発光装置６０の発光面６１ａから出力された光は、直接に光学フィルタ２０の受光面２０ａに入射する。
【００２３】
また、筐体９０は例えば遮光性の樹脂で構成されており、その一部にガス流入用の開口部９１が設けられている。遮光性の筐体９０で囲まれることにより、光学フィルタ２０の受光面２０ａにはＩＲ発光装置６０の発光面６１ａから出力された光のみが到達し、それ以外の光（即ち、筐体の外部からの光）は到達しないようになっている。
このフォトカプラ１００では、ＩＲ受光装置５０のＺ方向（即ち、厚み方向。光路に沿う方向でもある。）の寸法長をＬ１とし、ＩＲ受光装置５０のＹ方向（即ち、高さ方向）の寸法長をＨ１としたとき、Ｌ１＜Ｈ１となっており、縦方向実装型となっている。
【００２４】
縦方向実装型とは、換言すると、外形（パッケージ）が直方体であり、この直方体の６つの面のうちの最も面積が大きい第１の面が配線基板の表面と直交し、且つ、この直方体の６つの面のうちの１つであって、第１の面よりも面積が小さい第２の面が配線基板の表面に接合される形態のことである。本発明の実施形態では、この「第２の面」が後述する被接合面４９（例えば、図２（ｃ）参照。）であり、この被接合面４９からリードフレーム３１の側面３１ｃが露出している。そして、この露出した側面３１ｃが複数の端子部として、配線基板１と電気的に接続（即ち、縦型実装接続）されている。これにより、配線基板１の表面１ａ上において、ＩＲ受光装置５０の実装面積（フットプリント）の低減が図られている。
【００２５】
なお、この例において蓋体５５は、縦方向に実装されたＩＲ受光装置５０の支持部材としても機能する。また、蓋体５５は図示しない接着剤等によって配線基板１の表面１ａに固定されていてもよく、その場合は、支持機能をより強くすることができる。次に、フォトカプラ１００を構成する各部について具体的に説明する。
【００２６】
（１．２）ＩＲ受光装置の構成
図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、ＩＲ受光装置５０は、例えば、赤外線（ＩＲ）を検出する受光素子１０と、リードフレーム３０と、受光素子１０とリードフレーム３０とを電気的に接続する金（Ａｕ）等からなるワイヤー４０と、受光素子１０を覆うモールド樹脂４５と、を備える。また、このＩＲ受光装置５０は、例えば、接着剤４６によりモールド樹脂４５に取り付けられた（固定された）蓋体５５と、この蓋体５５の貫通した開口部内に収納された光学フィルタ２０と、を備える。
【００２７】
図２（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第１実施形態に係るＩＲ受光装置５０の蓋体を取り外した状態における外観の一例を示す斜視図と、この斜視図をＺ２−Ｚ´２線で切断した断面図、及び、ＩＲ受光装置５０の被接合面４９を示す平面図である。
図２（ａ）に示すように、このＩＲ受光装置５０のパッケージ（即ち、モールド樹脂）の形状は例えば直方体である。また、図２（ｂ）に示すように、このＩＲ受光装置５０は、例えば２個の受光素子１０を有する。これら２個の受光素子１０の各々の受光面１６ｂは、パッケージの上面（即ち、第２のリードフレーム３６の裏面３６ｂの側）と面一となるように配置されている。さらに、このＩＲ受光装置５０において、リードフレーム３０は、第１のリードフレーム３１と、第２のリードフレーム３６とを含み、これらが重なって１つのリードフレーム３０を構成している。
【００２８】
また、このＩＲ受光装置５０では、４つの側面のうちの一つが配線基板１の表面１ａ上に接合される被接合面となっている。具体的には、図２（ａ）及び（ｃ）に示すように、ＩＲ受光装置５０の側面であって、第１のリードフレーム３１の側面３１ｃと、第２のリードフレーム３６の側面３６ｃとが露出している面が、被接合面４９となる。この被接合面４９において露出している第１のリードフレーム３１の側面３１ｃと、第２のリードフレーム３６の側面３６ｃが、例えば、はんだ３を介して配線基板１の表面１ａ上に接合される部分であり、ＩＲ受光装置５０の外部接続用端子部として機能する部分である。
【００２９】
ところで、このＩＲ受光装置５０において、複数の外部接続用端子部３１ｃ、３６ｃの各々は、平面視で、被接合面４９の一方の側と、被接合面４９の中心を挟んで一方の反対側にある他方の側とでそれぞれ対称となるように配置されている。具体的には、図２（ｃ）に示すように、第１の外部接続用端子部３１ｃの形状と大きさ及びその配置と、第２の外部接続用端子部３６ｃの形状と大きさ及びその配置は、被接合面４９の中心線（仮想線）Ｌを中心に、左右対称に配置されている。このように、被接合面４９において、複数の外部接続用端子部３１ｃ、３６ｃの各々がバランスよく配置されている。これにより、後述するはんだ付けの工程で、はんだの物性等に起因したモーメントの釣り合いを保つことができ、いわゆるマンハッタン現象の発生を抑制することができる。
【００３０】
（１．２．１）受光素子の構成
図３（ａ）及び（ｂ）は、受光素子１０の構成例を示す図であり、図３（ａ）は受光素子１０の表面１６ａ側を示す図、図３（ｂ）は光電変換素子１３の断面を示す図である。図３（ａ）に示す受光素子１０は、例えば赤外線（ＩＲ）を検出するセンサ素子であり、ＩＲを透過する光透過基板１１と、この光透過基板１１の表面１６ａ側に形成された受光部１２と、を備える。
【００３１】
これらの中で、光透過基板１１としては、ＧａＡｓ基板が用いられる。また、ＧａＡｓ基板の他に、例えば、Ｓｉ、ＩｎＡｓ、ＩｎＰ、ＧａＰ、Ｇｅなどの半導体基板、若しくは、ＧａＮ、ＡｌＮ、サファイヤ基板、ガラス基板などの基板が用いられる。このような基板によれば、赤外線等の特定波長の光を、光透過基板１１の裏面１６ｂから表面１６ａにかけて効率的に透過させることができる。また、受光部１２は、複数の光電変換素子１３と、光電変換素子１３で光電変換された電気信号を出力するためのパッド部１４と、配線１５と、を有する。光電変換素子１３は何れも量子型のフォトダイオードであって、配線１５によって直列に接続されている。接続される光電変換素子１３の数が大きいほど発生する起電力は大きくなり、センサとしての感度が高まる。
【００３２】
図３（ｂ）に示すように、光電変換素子１３は、例えば、光透過基板１１上に形成されたインジウム（ｌｎ）及びアンチモン（Ｓｂ）を含むＩｎＳｂのようなｎ型化合物半導体層（ｎ層）１３ａと、このｎ層１３ａ上に形成されたノンドープの化合物半導体層（π層）１３ｂと、このπ層１３ｂ上に形成され、バンドギャップがｎ層１３ａ及びπ層１３ｂよりも大きいＡｌＩｎＳｂのような化合物半導体層１３ｃと、この化合物半導体層１３ｃ上に形成され、ｐ型の不純物が高濃度にドーピングされているｐ型化合物半導体層（ｐ層）１３ｄとにより構成されている。このように、ｎ層１３ａと、π層１３ｂと、ｎ層１３ａ及びπ層１３ｂよりもバンドギャップが大きい化合物半導体層１３ｃと、ｐ層１３ｄとが順次積層されてなる光電変換素子１３は、２０００ｎｍ〜７４００ｎｍの赤外線を検出することができる。
【００３３】
図３（ａ）に示すパッド部１４は、受光部１２の光電変換で得られた電気信号を出力するために設けられている。このパッド部１４は、例えば、互いに離間して配置された一対のパッド電極１４ａ及び１４ｂを有する。一方のパッド電極１４ａと複数の光電変換素子１３からなる列の一端との間、及び、他方のパッド電極１４ｂと上記列の他端との間がそれぞれ、配線１５によって電気的に接続されている。
【００３４】
ところで、この受光素子１０において、パッド部１４は、受光素子１０の表面のより中心に近い一部範囲（中心部）に配置されている。また、複数の光電変換素子１３は、このパッド部１４の周囲に配置されている。このような配置によれば、パッド電極１４ａ、１４ｂにワイヤーボンディングする際、圧力や超音波が加わっても光透過基板１１が欠損し難いという利点がある。また、光透過基板１１が欠損し難いため、パッド電極１４ａ、１４ｂに対して、Ａｕ等からなるワイヤーを充分な圧力や超音波で接合することができる。このため、ワイヤーをパッド電極１４ａ、１４ｂにより確実に圧着することができ、ワイヤーボンディングの信頼性を高めることができる。
【００３５】
（１．２．２）リードフレームの構成
図４（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第１実施形態に係る第１のリードフレーム３１の構成例を示す平面図である。図４（ａ）は第１のリードフレーム３１の表面３１ａを示し、図４（ｂ）は第１のリードフレーム３１の裏面３１ｂを示している。図４（ａ）及び（ｂ）に示す第１のリードフレーム３１は、例えば、銅（Ｃｕ）板を、フォトリソグラフィ技術により、その表面３１ａ及び裏面３１ｂの側からそれぞれ選択的にエッチングし、ニッケル（Ｎｉ）−パラジウム（Ｐｄ）−金（Ａｕ）等のめっき（鍍金）処理を施すことにより形成されたものである。
【００３６】
図４（ａ）において、第１のリードフレーム３１内の白色の領域は表面３１ａと裏面３１ｂとの間を貫通した第１の貫通部３２を示し、ハッチングを付した領域は表面３１ａの側からハーフエッチングされた領域（即ち、ハーフエッチング領域）３３ａを示す。また、グレーの領域はエッチング時にフォトレジスト等で表面３１ａがマスクされることにより、エッチングされなかった領域（即ち、非エッチング領域）３４ａを示す。
【００３７】
同様に、図４（ｂ）において、第１のリードフレーム３１内の白色の領域は第１の貫通部３２を示し、ハッチングを付した領域は裏面３１ｂの側からハーフエッチングされたハーフエッチング領域３３ｂを示す。また、グレーの領域はエッチング時にフォトレジスト等で裏面３１ｂがマスクされることにより、エッチングされなかった非エッチング領域３４ｂを示す。なお、図４（ａ）及び（ｂ）に示す第１のリードフレーム３１の外周部は、後述のダイシング工程で、ダイシングブレード等により切断される領域（カーフ幅という。）３５となっている。
【００３８】
図５（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第１実施形態に係る第２のリードフレーム３６の構成例を示す平面図である。図５（ａ）は第２のリードフレーム３６の表面３６ａを示し、図５（ｂ）は第２のリードフレーム３６の裏面３６ｂを示している。図５（ａ）及び（ｂ）に示す第２のリードフレーム３６は、図４（ａ）及び（ｂ）に示した第１のリードフレーム３１と同様に、例えば、Ｃｕ板を、フォトリソグラフィ技術により、その表面３６ａ及び裏面３６ｂの側からそれぞれ選択的にエッチングし、Ｎｉ−Ｐｄ−Ａｕ等のめっき処理を施すことにより形成されたものである。
【００３９】
図５（ａ）において、第２のリードフレーム３６内の白色の領域は表面３６ａと裏面３６ｂとの間を貫通した第２の貫通部３７を示し、ハッチングを付した領域は表面３６ａの側からハーフエッチングされた、ハーフエッチング領域３８ａを示す。また、グレーの領域はエッチング時に表面３６ａがフォトレジスト等でマスクされることにより、エッチングされなかった非エッチング領域３９ａを示す。
【００４０】
同様に、図５（ｂ）において、第２のリードフレーム３６内の白色の領域は第２の貫通部３７を示し、ハッチングを付した領域は裏面３６ｂの側からハーフエッチングされた、ハーフエッチング領域３８ｂを示す。また、グレーの領域はエッチング時にフォトレジスト等で裏面３６ｂがマスクされことによりエッチングされなかった、非エッチング領域３９ｂを示す。なお、図５（ａ）及び（ｂ）に示す第２のリードフレーム３６の外周部は、後述のダイシング工程で、ダイシングブレード等により切断されるカーフ幅３５となっている。
【００４１】
図４（ａ）及び（ｂ）と、図５（ａ）及び（ｂ）を比較して分かるように、第１のリードフレーム３１の第１の貫通部３２と、第２のリードフレーム３６の第２の貫通部３７は、平面視による形状（即ち、平面形状）が互いに同一で、且つ、平面視による長さ（即ち、縦横の長さ）も互いに同一となるように形成されている。このため、第１のリードフレーム３１と第２のリードフレーム３６とを重ねると、これら２つの貫通部３２、３７が重なって一つの連続した貫通部５１（例えば、後述の図８（ａ）及び（ｂ）参照。）が構成される。
【００４２】
この貫通部５１の平面視による形状と大きさ（即ち、縦横の寸法）は、第１、第２の貫通部３２、３７とそれぞれ同じである。また、この貫通部５１の深さは、第１、第２の貫通部３２、３７のそれぞれの深さを合計した深さとなる。つまり、第１のリードフレーム３１と第２のリードフレーム３６との組み合わせにより、幅が狭くて深い（即ち、アスペクト比の大きい）貫通部５１となっている。
【００４３】
（１．２．３）蓋体の構成
図６（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第１実施形態に係る蓋体５５の構成例を示す平面図と、この平面図をＹ６−Ｙ´６線で切断した断面図である。
図６（ａ）及び（ｂ）に示すように、この蓋体５５は、例えば、ＩＲ受光装置５０のパッケージの平面視による形状と同じ形状で、且つ同じ寸法（実際には、パッケージに対する蓋体５５の取付けを容易にするために、パッケージよりも若干大きめの寸法）を有するプレート部５６と、このプレート部５６の外周に設けられたガイド部５９と、を有する。このプレート部５６の受光素子に対応する部分（即ち、蓋体５５をパッケージに取り付けたときに、受光素子の受光面と向かい合う部分）には、貫通した開口部５７が設けられている。
【００４４】
この例では、上述したように受光素子は２個用意されているため、これに対応する開口部５７も２つ用意されている。即ち、図６（ａ）に示すように、第１の開口部５７と、第２の開口部５７である。また、これら２つの開口部５７の各々は、光学フィルタを収納するための凹部５８を有する。この蓋体５５は、例えば、射出成型で使用される液晶ポリマーで、熱変形温度が２５０℃以上の材質で構成されている。これにより、実装時のリフロー条件（例えば、炉温２６０℃、時間１０秒）に耐えることができる。
【００４５】
また、図１（ａ）に示したように、この蓋体５５をパッケージに被せると、ガイド部５９によってパッケージの４つの側面のうちの、被接合面４９を除く３つの側面は覆われる。これにより、パッケージの３つの側面の側から受光素子１０の受光面側へ、光が漏れ入らないようにすることができる。また、ガイド部５９によって、パッケージに対する蓋体５５の取付け位置も定まるため、蓋体５５の取付けが容易である。
【００４６】
（１．２．４）光学フィルタの構成
図１（ａ）及び（ｂ）に示した光学フィルタ２０は、所望の波長範囲の光を選択的に（即ち、透過率高く）透過させる機能を有するものである。例えば、この光学フィルタ２０は、赤外線のみを透過する機能を有する。
或いは、この光学フィルタ２０は、赤外線の中でも、特定の波長範囲の赤外線のみを透過する機能を有するものであってもよい。例えば、光学フィルタ２０は、光学部材と、この光学部材上に多層で形成された薄膜とで、長波長又は短波長、又はその両方の波長の赤外線を透過させない機能を有するものであり、これらの透過機能を組み合わせて結果的に、特定の波長の赤外線のみを透過させる機能を有するものであってもよい。
【００４７】
この光学フィルタ２０は、特定の波長の赤外線のみを透過させる機能を１枚で行ってもよいし、場合によっては複数枚を使用することもできる。また、この光学部材の材料としては、シリコン（Ｓｉ）、硝子（ＳｉＯ2）、サファイヤ（Ａｌ2Ｏ3）、Ｇｅ、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＣａＦ2、ＢａＦ2などの所定の赤外線が透過する材料が用いられ、また、これに蒸着される薄膜材料としては、シリコン（Ｓｉ）、硝子（ＳｉＯ2）、サファイヤ（Ａｌ2Ｏ3）、Ｇｅ、ＺｎＳ、ＴｉＯ2、ＭｇＦ2、ＳｉＯ2、ＺｒＯ2、Ｔａ2Ｏ5などが使用される。また、光学部材上に異なる屈折率を有する誘電体を層状に積層した誘電体多層膜フィルタは、表面、裏面異なる所定の厚み構成で両面に作られていてもよいし、また、片面のみに形成されていてもよい。また、不要な反射を防止する目的で反射防止膜が表面、裏面の両面、又は片面の最表層に形成されていても構わない。
【００４８】
なお、この例では、図１（ａ）及び（ｂ）に示したように、受光素子１０の個数に対応して２個の光学フィルタ２０が設けられている。ここで、２個の光学フィルタ２０のうちの一方（即ち、第１の光学フィルタ）と、他方（即ち、第２の光学フィルタ）はその光学上の特性が異なる。例えば、第１の光学フィルタ２０は第１の波長範囲（長波長）の赤外線を選択的に透過させるものであり、第２の光学フィルタ２０は第２の波長範囲（短波長）の赤外線を選択的に透過させるものである。これにより、例えば、第１の光学フィルタ２０を被せた第１の受光素子１０から出力される電気信号と、第２の光学フィルタ２０を被せた第２の受光素子１０から出力される電気信号とに基づいて、入射してくる光の強度と、その波長範囲を特定することが可能となる。
【００４９】
上記の構成を有するフォトカプラ１００によれば、ＩＲ発光装置６０とＩＲ受光装置５０との位置関係が水平方向となるため、システム全体の高さを小さくすることが可能となる。また、ＩＲ発光装置６０の発光面６１ａから出力された光は、直接に光学フィルタ２０の受光面２０ａに入射する。ＩＲ発光装置６０とＩＲ受光装置５０との間で、光の進行方向を変えるような凹状の反射面は不要であるため、部品点数を減らすことができる。
【００５０】
さらに、このフォトカプラ１００によれば、ＩＲ発光装置６０から照射されて、ＩＲ受光装置５０に入射してくるＩＲの強度と、その波長範囲を特定することによって、光路上に存在するガス種やその濃度を検出することができる。これは、特定のガス雰囲気中に照射されたＩＲは、そのガス種やその濃度に応じて特定の波長成分が定量的に吸収されるからである。よって、上記のフォトカプラ１００はガス検知器などに極めて好適に用いることができる。次に、第１実施形態に係るフォトカプラ１００の製造方法について説明する。
【００５１】
（１．３）フォトカプラの製造方法
図７〜図１２（ｂ）は、本発明の第１実施形態に係るフォトカプラ１００の製造方法を示す工程図である。図７は斜視図である。また、図８〜図１２の各図の（ａ）はリードフレーム３０の表面側（より具体的には、第１のリードフレーム３１の表面３１ａ側）から見た平面図であり、各図の（ｂ）は（ａ）をＸ８−Ｘ´８〜Ｘ１２−Ｘ´１２線でそれぞれ切断したときの断面図である。
【００５２】
図７に示すように、まず始めに、第１のリードフレーム３１´と、第２のリードフレーム３６´を用意する。ここでは、図４（ａ）及び（ｂ）に示した第１のリードフレーム３１を１つの単位パターンとし、この単位パターンが平面視で縦方向及び横方向にそれぞれ連続して並ぶように配置されたリードフレーム３１´を用意する。同様に、図５（ａ）及び（ｂ）に示した第２のリードフレーム３６を１つの単位パターンとし、この単位パターンが平面視で縦方向及び横方向にそれぞれ連続して並ぶように配置されたリードフレーム３６´を用意する。
【００５３】
次に、第２のリードフレーム３６´の裏面３６ｂに粘着テープ７１を貼付する。第２のリードフレーム３６´の裏面３６ｂ側に粘着テープ７１を貼付することによって、第２の貫通部３７（例えば、図５（ａ）及び（ｂ）参照。）の底面に粘着テープ７１の粘着層が露出した状態となる。
なお、粘着テープ７１としては、粘着性を有すると共に、耐熱性を有する樹脂製のテープが用いられる。粘着性については、粘着層の糊厚がより薄い方が好ましい。また、耐熱性については、約１５０℃〜２００℃の温度に耐えることが必要とされる。このような粘着テープ７１として、例えばポリイミドテープを用いていることができる。ポリイミドテープは、約２８０℃に耐える耐熱性を有している。このような高い耐熱性を有するポリイミドテープは、後のモールドやワイヤーボンディング時に加わる高熱にも耐えることが可能である。また、粘着テープ７１としては、ポリイミドテープの他に、以下のテープを用いることも可能である。
【００５４】
・ポリエステルテープ  耐熱温度、約１３０℃（但し使用条件次第で耐熱温度は約２００℃にまで達する）。
・テフロン（登録商標）テープ      耐熱温度：約１８０℃
・ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）  耐熱温度：約１６０℃
・ガラスクロス        耐熱温度：約２００℃
・ノーメックペーパー  耐熱温度：約１５０〜２００℃
・他に、アラミド、クレープ紙が粘着テープ７１として利用し得る。
【００５５】
次に、第２のリードフレーム３６´の表面３６ａ上に第１のリードフレーム３１´を配置する。ここでは、第２のリードフレーム３６´の表面３６ａと第１のリードフレーム３１´の裏面３１ｂとを向かい合わせ、この状態で第１の貫通部３２（図４（ａ）及び（ｂ）参照。）が第２の貫通部３７（図５（ａ）及び（ｂ）参照。）の真上にくるように第１のリードフレーム３１´と第２のリードフレーム３６´とを位置合わせする。そして、この位置合わせした状態で第２のリードフレーム３６´の表面３６ａ上に第１のリードフレーム３１´を配置し、固定する。これにより、図８（ａ）及び（ｂ）に示すように、リードフレーム３０´が構成される。
【００５６】
なお、ここでは、第１のリードフレーム３１´と第２のリードフレーム３６´とを接着剤等によって接着する必要は無い。第１のリードフレーム３１´と第２のリードフレーム３６´とが相対的に位置ずれしないように仮止めするだけで十分である。その理由は、後述の樹脂封止の工程で、第１のリードフレーム３１´と第２のリードフレーム３６´とがモールド樹脂４５で固定されるからである。仮止めの方法として、例えば下記の方法がある。
【００５７】
即ち、図７に示すように、第１のリードフレーム３１´の外周部と、第２のリードフレーム３６´の外周部にはそれぞれ貫通穴７３、７４が設けられている。第１のリードフレーム３１´と第２のリードフレーム３６´とを位置合わせすることにより、これらの貫通穴７３、７４が平面視で重なるようになっている。このような貫通穴７３、７４は、第１のリードフレーム３１´と第２のリードフレーム３６´とにそれぞれ２箇所以上設けられている。ここで、複数の箇所（例えば、２箇所）でそれぞれ重なっている貫通穴７３、７４にそれぞれピン７５を嵌合することによって、第１のリードフレーム３１´と第２のリードフレーム３６´とを位置ずれしないように仮止めすることができる。また、位置合わせした後、四隅をアーク溶接してもよいし、四隅のみ接着剤で接着させてもよい。
【００５８】
次に、図９（ａ）及び（ｂ）に示すように、リードフレーム３０´の貫通部５１に、例えば２個の受光素子１０をそれぞれ配置する。ここでは、貫通部５１のうちの第１の領域に第１の受光素子１０を配置し、その受光面１６ｂを貫通部５１の底面となっている粘着テープ７１の粘着層に貼付する。また、貫通部５１のうちの第２の領域に第２の受光素子１０を配置し、その受光面１６ｂを貫通部５１の底面となっている粘着テープ７１の粘着層に貼付する。
【００５９】
なお、この貼付に際して、受光素子１０の受光面１６ｂには予め保護膜（図示せず）を形成しておいてもよい。保護膜としては、例えばフォトレジストを用いることができる。このような保護膜は、例えば、受光素子１０の基材であるＧａＡｓ基板等をダイシングする前に成膜しておくことができる。
次に、図１０（ａ）及び（ｂ）に示すように、受光素子１０とリードフレーム３０´とをワイヤー４０を用いて電気的に接続する。ここでは、リードフレーム３０´のハーフエッチング領域３３ａの少なくとも一部が、ボンディング用端子部となる。このボンディング用端子部３３ａと、図３（ａ）に示した受光素子１０のパッド電極１４ａ、１４ｂとを、Ａｕ等からなるワイヤー４０を用いて電気的に接続する。
【００６０】
なお、受光素子１０とリードフレーム３０´との接続は、リードフレーム３０´のボンディング用端子部３３ａから受光素子１０のパッド電極１４ａ、１４ｂに向かってワイヤーを伸ばすこと（つまり、受光素子１０から見て逆ボンディング）によって行うことが好ましい。即ち、まず、ボールの形成を伴う１ｓｔボンドを行う前に、受光素子１０のパッド電極１４ａ、１４ｂに対してスタッドバンプ（図示せず）を形成しておく。次に、ボールの形成を伴う１ｓｔボンドをリードフレーム３０´のボンディング用端子部３３ａに対して行い、２ｎｄボンドを受光素子１０のパッド電極１４ａ、１４ｂのスタッドバンプの上に対して行う。このような方法であれば、受光素子１０のパッド電極１４ａ、１４ｂよりもリードフレーム３０´のボンディング用端子部３３ａの方が断面視で低い位置にあるため、ボンディング後のワイヤーの高さを低くすることができる。
【００６１】
次に、図１１（ａ）及び（ｂ）に示すように、リードフレーム３０´の上面側に上金型７７を配置すると共に、リードフレーム３０´の下面側に下金型７８を配置する。そして、上金型７７と下金型７８とによりリードフレーム３０´を挟み込み、上金型７７と下金型７８とに挟まれた空間内にサイドからモールド樹脂４５を注入し、充填する。これにより、受光素子１０とワイヤー４０を樹脂封止する。
【００６２】
なお、モールド樹脂４５としては、例えばエポキシ樹脂を用いることが可能である。また、この樹脂封止の工程では、上金型７７と第１のリードフレーム３１´の上面側の非エッチング領域３４ａとが隙間無く接触し、且つ、下金型７８と粘着テープ７１とが隙間無く接触した状態で、両金型の重ね合わせにより形成される空間のサイドからモールド樹脂４５が供給される。このため、樹脂封止後は、リードフレーム３０´の非エッチング領域３４ａと、粘着テープ７１はそれぞれモールド樹脂４５から露出した状態となる。
【００６３】
次に、リードフレーム３０´の下面側から粘着テープ７１を除去する。粘着テープ７１の除去後、必要に応じて、ポストキュア、ウェットブラストを施す。さらに、受光素子１０の受光面１６ｂに図示しない保護膜が形成されている場合は、当該保護膜を除去する。そして、モールド樹脂４５及びリードフレーム３０´を、ダイシング装置によりダイシングし、カーフ幅３５を切断する。これにより、図１２（ａ）及び（ｂ）に示すように、モールド樹脂４５及びリードフレーム３０´は個々の製品に切り離されて、パッケージ化される。その後、このパッケージの各々に接着剤を用いて、光学フィルタが収納された蓋体を取り付ける。これにより、受光素子の受光面は光学フィルタで覆われて、図２に示したＩＲ受光装置５０が完成する。
【００６４】
次に、上記のように製造したＩＲ受光装置５０と、ＩＲ発光装置６０を配線基板１の表面１ａ上に実装する。この実装工程は、例えば、リフロー方式のはんだ付けにより行う。例えば、配線基板１の表面１ａ上であって、ＩＲ受光装置５０を実装する予定領域にはんだペーストを印刷しておく。同様に、ＩＲ発光装置６０を実装する予定領域にもはんだペーストを印刷しておく。次に、配線基板１の表面１ａ上であって、はんだペーストが印刷された各々の予定領域に、ＩＲ受光装置５０とＩＲ発光装置６０をそれぞれ配置する。そして、ＩＲ受光装置５０とＩＲ発光装置６０とがそれぞれ配置された状態で、配線基板１に熱を加えてはんだを溶かす。これにより、ＩＲ受光装置５０とＩＲ発光装置６０は、はんだを介して配線基板１の表面１ａ上に実装される。このような工程を経て、図１（ａ）及び（ｂ）に示したフォトカプラ１００が完成する。
【００６５】
以上説明したように、本発明の第１実施形態によれば、ＩＲ発光装置６０とＩＲ受光装置５０との位置関係が上下方向ではなく、水平方向となるため、システム全体の高さを小さくすることができる。また、ＩＲ受光装置５０とＩＲ発光装置６０とを共通の配線基板１の表面１ａ上に実装するため、ＩＲ受光装置５０とＩＲ発光装置６０の位置合わせも容易である。
【００６６】
さらに、ＩＲ発光装置６０の発光面６１ａから出力された光は、直接に光学フィルタ２０の受光面に入射する。ＩＲ発光装置６０とＩＲ受光装置５０との間で、光の進行方向を変えるような凹状の反射面は不要であるため、部品点数を減らすことができる。さらに、凹状の反射面が不要であるため、この反射面において光が散乱することはない。従って、反射面における光の散乱により、発光面から受光面に至る光路が広がってしまうこともない。
【００６７】
また、図２（ｃ）に示したように、フォトカプラ１００の被接合面４９において、複数の外部接続用端子部３１ｃ、３６ｃは平面視で左右にバランスよく配置されている。これにより、ＩＲ受光装置５０を配線基板１の表面１ａ上に実装するためのはんだ付けの工程で、はんだの物性等に起因したモーメントの釣り合いを保つことができ、いわゆるマンハッタン現象の発生を抑制することができる。
【００６８】
（２）第２実施形態
上記の第１実施形態では、例えば図６（ｂ）に示したように、ＩＲ受光装置５０は蓋体５５を備え、この蓋体５５の貫通した開口部５７内に光学フィルタが収納されている場合について説明した。しかしながら、本発明において、ＩＲ受光装置５０は必ずしも蓋体５５を備える必要は無い。また、光学フィルタについても、必ずしも蓋体５５に収納されている必要は無い。
【００６９】
図１３（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第２実施形態に係る面対向表面実装型で且つ縦方向実装型のフォトカプラ２００の構成例を示す斜視図と、この斜視図をＺ１３−Ｚ´１３線で切断した断面図である。図１３（ａ）及び（ｂ）に示すように、このフォトカプラ２００は、配線基板１と、この配線基板１の表面１ａ上に接合されたＩＲ発光装置６０と、配線基板１の表面１ａ上であってＩＲ発光装置６０から離れた位置に接合されたＩＲ受光装置１５０と、図示しない遮光性の筐体（例えば、図１（ａ）を参照。）とを備える。ここで、ＩＲ受光装置１５０は、第１実施形態で説明したＩＲ受光装置５０と同様に例えばセンサ装置であり、受光したＩＲを電気信号に変換し、変換した電気信号を出力するものである。
【００７０】
このフォトカプラ２００において、第１実施形態で説明したフォトカプラ１００との違いは、ＩＲ受光装置の構造にある。即ち、図１３（ａ）及び（ｂ）に示すように、このＩＲ受光装置１５０には蓋体は取り付けられていない。また、光学フィルタ２０は受光素子１０の受光面１６ｂを覆うように、受光面１６ｂに取り付けられており（積層されており）、受光素子１０と共にモールド樹脂４５で覆われている。さらに、この光学フィルタ２０の受光面２０ａはモールド樹脂４５から露出しており、第２のリードフレーム３６の裏面３６ｂと同一平面（即ち、面一）となっている。
【００７１】
そして、このフォトカプラ２００では、配線基板１の表面１ａ上において、ＩＲ発光装置６０の発光部６１の発光面６１ａと、ＩＲ受光装置１５０の受光面（この例では、光学フィルタ２０のモールド樹脂４５から露出している受光面２０ａ）とが対向している。
このような構成であっても、第１実施形態と同様に、ＩＲ発光装置６０とＩＲ受光装置１５０との位置関係が水平方向となるため、システム全体の高さを小さくすることが可能となる。また、ＩＲ発光装置６０の発光面６１ａから出力された光は、直接に光学フィルタ２０の受光面に入射する。フォトカプラ２００は面対向表面実装型であり、ＩＲ発光装置６０とＩＲ受光装置５０との間で、光の進行方向を変えるような凹状の反射面は不要であり、さらに蓋体も不要である。このため、フォトカプラを構成する部品点数のさらなる削減が可能である。
【００７２】
また、この第２実施形態においても、ＩＲ受光装置１５０は、その厚み方向の寸法長Ｌ２と高さ方向の寸法長Ｈ２との大小関係がＬ２＜Ｈ２となっており、縦方向実装型となっている。これにより、実装面積の低減が図られている。次に、第２実施形態に係るフォトカプラ２００の製造方法について説明する。
図１４（ａ）〜（ｅ）は、本発明の第２実施形態に係るフォトカプラ２００の製造方法を示す断面図である。この第２実施形態において、第１のリードフレーム３１´と第２のリードフレーム３６´とを重ね合わせて、１つのリードフレーム３０´を構成する工程までは、第１実施形態と同じである。図１４（ａ）に示すように、リードフレーム３０´を構成した後は、図１４（ｂ）に示すように、リードフレーム３０´の貫通部５１に、受光素子１０と光学フィルタ２０との積層体を配置する。
【００７３】
ここでは、粘着テープ７１の粘着性を有する面であって、貫通部５１の底面となっている領域に、光学フィルタ２０の受光面２０ａを貼付する。なお、この貼付に際して、光学フィルタ２０の受光面２０ａには予め保護膜（図示せず）を形成しておいてもよい。保護膜としては、例えばフォトレジストを用いることができる。このような保護膜は、例えば、光学フィルタ２０の基材である光学部材をダイシングする前に成膜しておくことができる。
【００７４】
これ以降の工程は、蓋体の取付け工程を除いて、第１実施形態と同じである。即ち、図１４（ｃ）に示すように、受光素子１０とリードフレーム３０´とをワイヤー４０を用いて電気的に接続する。ここでは、リードフレーム３０´のハーフエッチング領域３３ａの少なくとも一部が、ボンディング用端子部となる。このボンディング用端子部３３ａと、図３（ａ）に示した受光素子１０のパッド電極１４ａ、１４ｂとをワイヤー４０を用いて電気的に接続する。
【００７５】
次に、図１４（ｄ）に示すように、上金型７７と下金型７８とによりリードフレーム３０´を挟み込み、上金型７７と下金型７８とに挟まれた空間内にサイドからモールド樹脂４５を注入し、充填する。これにより、受光素子１０及び光学フィルタ２０と、ワイヤー４０を樹脂封止する。次に、リードフレーム３０´の下面側から粘着テープ７１を除去し、必要に応じて第１実施形態と同様の処理を施す。その後、モールド樹脂４５及びリードフレーム３０´を、ダイシング装置によりダイシングし、カーフ幅３５を切断する。これにより、図１４（ｅ）に示すように、モールド樹脂４５及びリードフレーム３０´は個々の製品に切り離されてパッケージ化され、ＩＲ受光装置１５０が完成する。
次に、上記のように製造したＩＲ受光装置１５０と、ＩＲ発光装置６０を配線基板１の表面１ａ上に実装する。この実装工程は第１実施形態と同様であり、例えばリフロー方式のはんだ付けにより行う。このような工程を経て、図１３（ａ）及び（ｂ）に示したフォトカプラ２００が完成する。
【００７６】
（３）第３実施形態
上記の第１実施形態では、例えば図１（ｂ）に示したように、リードフレーム３０は、第１のリードフレーム３１と第２のリードフレーム３６との重ね合わせにより構成されている場合について説明した。しかしながら、本発明において、リードフレームは必ずしも複数枚で構成されている必要は無い。複数枚でなく、１枚のリードフレームでもよい。
【００７７】
図１５は、本発明の第３実施形態に係る面対向表面実装型で且つ縦方向実装型のフォトカプラ３００の構成例を示す断面図である。図１５に示すように、このフォトカプラ３００は、配線基板１と、この配線基板１の表面１ａ上に接合されたＩＲ発光装置６０と、配線基板１の表面１ａ上であってＩＲ発光装置６０から離れた位置に接合されたＩＲ受光装置２５０と、図示しない遮光性の筐体（例えば、図１（ａ）を参照。）とを備える。ここで、ＩＲ受光装置２５０は、第１実施形態で説明したＩＲ受光装置５０と同様に例えばセンサ装置であり、受光したＩＲを電気信号に変換し、変換した電気信号を出力するものである。
【００７８】
このフォトカプラ３００において、第１実施形態で説明したフォトカプラ１００との違いはＩＲ受光装置の構造にある。即ち、図１５に示すように、ＩＲ受光装置２５０のリードフレーム１３０は、複数枚ではなく１枚で構成されている。このような構成であっても、第１実施形態と同様に、ＩＲ発光装置６０とＩＲ受光装置１５０との位置関係が水平方向となるため、システム全体の高さを小さくすることが可能となる。また、ＩＲ発光装置６０の発光面６１ａから出力された光は、直接に光学フィルタ２０の受光面に入射する。フォトカプラ３００は面対向表面実装型であり、ＩＲ発光装置６０とＩＲ受光装置５０との間で、光の進行方向を変えるような凹状の反射面は不要であるため、部品点数を減らすことができる。
【００７９】
また、この第３実施形態においても、ＩＲ受光装置２５０は、その厚み方向の寸法長Ｌ３と高さ方向の寸法長Ｈ３との大小関係がＬ３＜Ｈ３となっており、縦方向実装型となっている。これにより、実装面積の低減が図られている。
図１６（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第３実施形態に係るリードフレーム１３０の構成例を示す平面図である。図１６（ａ）はリードフレーム１３０の表面１３０ａを示し、図１６（ｂ）はリードフレーム１３０の裏面１３０ｂを示している。図１６（ａ）及び（ｂ）に示すリードフレーム１３０は、例えば、銅（Ｃｕ）板を、フォトリソグラフィ技術により、その表面１３０ａ及び裏面１３０ｂの側からそれぞれ選択的にエッチングし、ニッケル（Ｎｉ）−パラジウム（Ｐｄ）−金（Ａｕ）等のめっき（鍍金）処理を施すことにより形成されたものである。
【００８０】
図１６（ａ）において、リードフレーム１３０内の白色の領域は表面１３０ａと裏面１３０ｂとの間を貫通した貫通部１５１を示し、ハッチングを付した領域は表面１３０ａの側からハーフエッチングされた領域（即ち、ハーフエッチング領域）１３３ａを示す。また、グレーの領域はエッチング時にフォトレジスト等で表面１３０ａがマスクされることにより、エッチングされなかった領域（即ち、非エッチング領域）１３４ａを示す。
【００８１】
同様に、図１６（ｂ）において、リードフレーム１３０内の白色の領域は貫通部１５１を示し、グレーの領域はエッチング時にフォトレジスト等で裏面１３０ｂがマスクされることにより、エッチングされなかった非エッチング領域１３４ｂを示す。また、リードフレーム１３０の裏面１３０ｂにはハーフエッチング領域は無く、平坦である。なお、図１６（ａ）及び（ｂ）に示すリードフレーム１３０の外周部は、後述のダイシング工程で、ダイシングブレード等により切断される領域（即ち、カーフ幅）１３５となっている。
【００８２】
図１７（ａ）〜（ｅ）は、本発明の第３実施形態に係るフォトカプラ３００の製造方法を示す断面図である。図１７（ａ）に示すように、まず始めに、リードフレーム１３０´
の裏面１３０ｂに粘着テープ７１を貼付する。次に、図１７（ｂ）に示すように、リードフレーム１３０´の貫通部１５１に受光素子１０を配置する。ここでは、粘着テープ７１の粘着性を有する面であって、貫通部５１の底面となっている領域に、受光素子１０の受光面１６ｂを貼付する。なお、第１実施形態と同様に、この貼付に際して、受光素子１０の受光面１６ｂには予め保護膜（図示せず）を形成しておいてもよい。
【００８３】
次に、図１７（ｃ）に示すように、受光素子１０とリードフレーム１３０´とをワイヤー４０を用いて電気的に接続する。ここでは、リードフレーム１３０´のハーフエッチング領域１３３ａの少なくとも一部が、ボンディング用端子部となる。このボンディング用端子部１３３ａと、図３（ａ）に示した受光素子１０のパッド電極１４ａ、１４ｂとをワイヤー４０を用いて電気的に接続する。次に、図１７（ｄ）に示すように、上金型７７と下金型７８とによりリードフレーム１３０´を挟み込み、上金型７７と下金型７８とに挟まれた空間内にサイドからモールド樹脂４５を注入し、充填する。これにより、受光素子１０とワイヤー４０を樹脂封止する。
【００８４】
次に、リードフレーム１３０´の下面側から粘着テープ７１を除去し、必要に応じて第１実施形態と同様の処理を施す。その後、モールド樹脂４５及びリードフレーム１３０´を、ダイシング装置によりダイシングし、カーフ幅１３５を切断する。これにより、図１７（ｅ）に示すように、モールド樹脂４５及びリードフレーム１３０´は個々の製品に切り離されてパッケージ化され、ＩＲ受光装置２５０が完成する。
次に、上記のように製造したＩＲ受光装置２５０と、ＩＲ発光装置６０を配線基板１の表面１ａ上に実装する。この実装工程は第１実施形態と同様であり、例えばリフロー方式のはんだ付けにより行う。このような工程を経て、図１５に示したフォトカプラ３００が完成する。
【００８５】
（４）その他の実施形態
（４．１）  上記の第１実施形態では、ＩＲ受光装置５０の被接合面４９において、露出している第１のリードフレーム３１の側面３１ｃと第２のリードフレーム３６の側面３６ｃとがそれぞれ外部接続用端子部として機能することを説明した。ここで、図２（ａ）及び（ｃ）では、被接合面４９において、外部接続用端子部３１ｃ、３６ｃがそれぞれ離れている場合を示している。しかしながら、本発明において、これらは繋がっていてもよい。
【００８６】
即ち、図１８に示すように、被接合面４９において、隣り合う一方の外部接続用端子部３１ｃと、他方の外部接続用端子部３６ｃは繋がっていてもよい。このような構成であれば、はんだ付けされる領域（即ち、外部接続用端子部の総面積）が増えるため、配線基板１に対するＩＲ受光装置５０の接合をより強固なものとすることができる。
【００８７】
なお、図１８に示す形態は、例えば、第１のリードフレーム３１の裏面３１ｂと第２のリードフレームの表面３６ａを、図４（ｂ）及び図５（ａ）に示した形態から図１９（ａ）及び（ｂ）に示す形態にそれぞれ変更することにより実現することができる。一方、第１のリードフレーム３１の表面３１ａと第２のリードフレームの裏面３６ｂについては、変更点は無く、図４（ｂ）及び図５（ａ）に示した通りである。
（４．２）  また、上記の第１実施形態では、例えば図１（ｂ）において、配線基板１の表面１ａ近くにおいて、第２のリードフレームの裏面３６ｂと蓋体５５とが接している場合を示した。しかしながら、本発明では、例えば図２０（ａ）に示すように、配線基板１の表面１ａ近くでは、第２のリードフレーム３６の裏面３６ｂと蓋体５５との間が離れていてもよい。
【００８８】
即ち、蓋体５５の配線基板１の表面１ａ近くの部分であって、リードフレーム３０と対向する部分には、凹部（スリット）５６が設けられていてもよい。このような構成であれば、はんだ付けの工程で、はんだ３は第２のリードフレーム３６の側面（即ち、外部接続用端子部）３６ｃから、その裏面３６ｂ側へ容易に回り込むことができる。はんだ３による接合部分が広がるため、配線基板１に対するＩＲ受光装置５０の接合をより強固なものとすることができる。
また、図２０（ｂ）に示すように、この凹部５６はＸ方向に延設されており、ガイド部５９まで達するように設けられていてもよい。このような構成であれば、例えば図２０（ｂ）の矢印で示すように、はんだ３による接合状態を目視で確認することができる。
【００８９】
（４．３）  また、上記の各実施形態において、ＩＲ受光装置５０、１５０、２５０は、同一種類の受光素子１０をそれぞれ２個ずつ有する場合について説明した。しかしながら、本発明において、１つのＩＲ受光装置が有する受光素子の個数は２個に限定されるものではない。１つのＩＲ受光装置が有する受光素子の個数は３個以上であってもよいし、或いは、１個でもよい。所望の機能に合せて、１つのＩＲ受光装置が有する受光素子の個数を任意に設定することができる。
【００９０】
（４．４）  さらに、上記の各実施形態では、２０００ｎｍ〜７４００ｎｍの赤外線を検出可能な受光素子を例示した。しかしながら、本発明において受光素子はＩＲの検出に限定されるものではない。本発明において、受光素子は例えば紫外線のみを検出する素子であってもよく、又は、紫外線と赤外線の両方を検出する素子であってもよい。或いは、紫外線又は赤外線の波長範囲外の光を検出する素子であってもよい。
【００９１】
一例を挙げると、光透過基板上にｎ層と、π層と、ｎ層及びπ層よりもバンドギャップが大きい化合物半導体層と、ｐ層とが順次積層されてなる光電変換素子１３において、ｎ層にＩｎＳｂではなく、ＡｌＮ、ＩｎＧａＰ、ＩｎＧａＡｓＰ、ＩｎＡｓＳｂといった他の材料を用いれば、波長が約２５０ｎｍの紫外線から、波長が約１２μｍの赤外線までを検出可能な受光素子を作成することが可能である。このような場合は、紫外線から赤外線までを検出可能な受光装置を備えたフォトカプラを提供することができる。
また、この場合は、光学フィルタも例えば紫外線のみを透過させる機能を有するものであってもよく、又は、紫外線と赤外線の両方を透過させるものであってもよい。光学フィルタの透過可能な波長範囲は、受光素子の検出可能な波長範囲に応じて、任意に設定可能である。
【符号の説明】
【００９２】
１  配線基板
１ａ  配線基板表面
１０  受光素子（第１の受光素子、第２の受光素子）
１１  光透過基板
１２  受光部
１３  光電変換素子
１３ａ  ｎ層
１３ｂ  π層
１３ｃ  化合物半導体層
１３ｄ  ｐ層
１４  パッド部
１４ａ、１４ｂ  パッド電極
１５  配線
１６ａ  表面
１６ｂ  受光面（裏面）
２０  光学フィルタ（第１の光学フィルタ、第２の光学フィルタ）
２０ａ  受光面
３０  リードフレーム（積層構造）
３１  第１のリードフレーム
３１ａ、３６ａ、１３０ａ  表面
３１ｂ、３６ｂ、１３０ｂ  裏面
３１ｃ、３６ｃ  側面（外部接続用端子部）
３２  第１の貫通部
３３ａ、１３３ａ  ハーフエッチング領域（ボンディング用端子部）
３３ｂ、３８ａ、３７ｂ  ハーフエッチング領域
３４ａ、３４ｂ、３９ａ、３９ｂ、１３４ａ、１３４ｂ  非エッチング領域
３５、１３５  カーフ幅
３６  第２のリードフレーム
３７  第２の貫通部
４０  ワイヤー
４５  モールド樹脂（パッケージ）
４６  接着剤
４９  被接合面
５０、１５０、２５０  ＩＲ受光装置
５１、１５１  貫通部（第１の領域、第２の領域を含む）
５５  蓋体
５６  プレート部
５７  開口部（第１の開口部、第２の開口部）
５８  凹部
５９  ガイド部
６０  発光装置
６１  発光部
６１ａ  発光面
７１  粘着テープ
７３、７４  貫通穴
７５  ピン
７７  上金型
７８  下金型
９０  筐体
９１  開口部
１００、２００、３００  フォトカプラ
【図１】
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【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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