(57)【要約】  光結合素子パッケージが開示される。光結合素子パッケージは、リードフレームおよび成形化合物を含む基板、および複数の光結合素子を含み、各光結合素子は、（ｉ）発光素子、（ｉｉ）受光素子、および（ｉｉｉ）発光素子と受光素子との間に置かれた光透過性の媒体を含み、発光素子および受光素子は、リードフレームに電気的に結合している。
2007531310.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光結合素子パッケージであって、
（ａ）リードフレームおよび成形化合物を含む基板と、
（ｂ）発光素子と、
（ｃ）受光素子と、前記発光素子および前記受光素子は、前記リードフレームに電気的に結合し、
（ｄ）前記発光素子と前記受光素子との間に置かれた光透過性媒体、
を含む、前記光結合素子パッケージ。
【請求項２】
請求項１に記載の光結合素子パッケージであってさらに、前記リードフレームに結合した複数の導電性構造を含み、前記導電性構造は、前記受光素子および前記発光素子の高さよりも高い高さを有することを特徴とする、前記光結合素子パッケージ。
【請求項３】
請求項２に記載の光結合素子パッケージにおいて、前記導電性構造は、はんだ構造であることを特徴とする、前記光結合素子パッケージ。
【請求項４】
請求項１に記載の光結合素子パッケージであってさらに、前記受光素子を前記リードフレームに電気的に結合し、前記発光素子を前記リードフレームに電気的に結合するボンド・ワイヤを含むことを特徴とする、前記光結合素子パッケージ。
【請求項５】
請求項１に記載の光結合素子パッケージにおいて、前記リードフレームは、エッチングされた部分およびエッチングされていない部分を含み、前記エッチングされた部分は、前記成形化合物によって覆われ、前記エッチングされていない部分は、前記成形化合物によって覆われていないことを特徴とする、前記光結合素子パッケージ。
【請求項６】
請求項１に記載の光結合素子パッケージにおいて、前記リードフレームは銅を含むことを特徴とする、前記光結合素子パッケージ。
【請求項７】
請求項１に記載の光結合素子パッケージにおいて、複数の光結合素子が前記基板上にあることを特徴とする、前記光結合素子パッケージ。
【請求項８】
請求項に記載の光結合素子パッケージにおいて、前記リードフレームは、第１の側においてエッチングされた部分およびエッチングされていない部分を含み、前記エッチングされた部分は前記成形化合物によって覆われ、前記エッチングされていない部分は前記成形化合物によって覆われず、前記成形化合物は、前記リードフレームの前記第２の側を完全に覆うことを特徴とする、前記光結合素子パッケージ。
【請求項９】
光結合素子パッケージを形成する方法であって、
（ａ）リードフレームおよび成形化合物を含む基板を形成することと、
（ｂ）発光素子および受光素子を前記基板に取り付けることと、
（ｃ）前記発光素子と前記受光素子との間に光透過性材料を付着すること、
を含む、前記方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の方法であってさらに、
前記基板上に複数の導電性構造を形成することを含み、前記導電性構造は、前記発光素子および受光素子の高さより高い高さを有することを特徴とする、前記方法。
【請求項１１】
請求項９に記載の方法において、前記方法は、（ａ）に先立ち、前記リードフレームをエッチングすることを含むことを特徴とする、前記方法。
【請求項１２】
請求項９に記載の方法において、前記リードフレームは銅を含むことを特徴とする、前記方法。
【請求項１３】
請求項９に記載の方法であってさらに、前記発光素子および前記受光素子から前記リードフレームにワイヤを取り付けることを含むことを特徴とする、前記方法。
【請求項１４】
請求項９に記載の方法であってさらに、前記光透過性材料上に不透明材料を付着することを含むことを特徴とする、前記方法。
【請求項１５】
請求項９に記載の方法であってさらに、前記基板上に、少なくとも４つの発光素子および少なくとも４つの受光素子を取り付けることを含むことを特徴とする、前記方法。
【請求項１６】
光結合素子パッケージであって、
（ａ）基板と、
（ｂ）少なくとも２つの発光素子と、
（ｃ）少なくとも２つの受光素子と、
（ｄ）隣接する発光素子と受光素子との間の光透過性媒体と、
（ｅ）前記光透過性媒体の上の光反射性材料、
を含み、
前記発光素子および前記受光素子は前記基板上にある、前記光結合素子パッケージ。
【請求項１７】
請求項１６に記載の光結合素子パッケージにおいて、前記基板は、エッチングされた部分を含むリードフレームを含むことを特徴とする、前記光結合素子パッケージ。
【請求項１８】
請求項１６に記載の光結合素子パッケージにおいて、前記基板は、銅および成形化合物を含むリードフレームを含むことを特徴とする、前記光結合素子パッケージ。
【請求項１９】
請求項１６に記載の光結合素子パッケージであってさらに、前記基板上にＭＯＳＦＥＴを含むチップを含むことを特徴とする、前記光結合素子パッケージ。
【請求項２０】
請求項１に記載の光結合素子パッケージであってさらに、前記基板上にＭＯＳＦＥＴを含むチップを含むことを特徴とする、前記光結合素子パッケージ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（発明の背景）
光結合素子は、光透過性媒体を通して受光素子に光学的に結合する少なくとも１つの発光素子を含む。この配置により、発光素子を含む１つの電気回路から、受光素子を含む他の電気回路への情報の受け渡しが可能になる。２つの回路間において、高度の電気的絶縁が維持される。情報は絶縁ギャップを横断して光学的に渡されるので、伝送は一方通行である。例えば、受光素子は、発光素子を含む回路の動作を変更することはできない。この特徴は重要である。なぜなら、例えば、発光素子は、マイクロプロセッサあるいは論理ゲートを使用する低圧回路によって駆動されているかもしれず、一方出力受光素子は、高圧ＤＣあるいはＡＣ負荷回路の一部であるかもしれないからである。光学的絶縁はまた、相対的に相反する出力回路によって引き起こされる、入力回路への損傷も防止する。
【０００２】
一般的な光結合素子パッケージ形式は、デュアルインライン・パッケージ即ち、ＤＩＰである。このパッケージは、集積回路を収容するために広く使用され、また従来の光結合素子のためにも使用されている。４、６、８あるいは１６個のピンを有する光結合素子ＤＩＰパッケージの多様な型が、一般的に製造されている。
【０００３】
図１は、従来の光結合素子ＤＩＰパッケージ１０の断面図を示している。図示される光結合素子１０は、リード２４（ａ）、２４（ｂ）（つまり、ピン）を含むリードフレーム２４を含む。発光素子１２は、１つのリード２４（ａ）上に搭載されている。受光素子１４は、他のリード２４（ｂ）上に搭載されている。受光素子１４は、発光素子１２によって生成された光を受け取った後、電気信号を生成する。発光素子１２は、その底面を通してリード２４（ａ）に電気的に結合し、他のリード（図示されていない）にワイヤ１１を介して結合している。同様に、受光素子１４は、底面を通してリード２４（ｂ）に電気的に結合し、他のリード（図示されていない）にワイヤ１３を介して結合している。この分野の技術者には、発光素子１２は、２つの電気接続、１つのアノードおよび１つのカソードと共に動作することが理解されるであろう。これらの接続は従って、ワイヤ１１およびリード２４（ａ）によって提供される。同様に、受光素子１４は、２つの電気接続、通常はエミッタおよびコレクタと共に動作する。これらの接続は、ワイヤ１３およびリード２４（ｂ）によって提供される。光結合素子パッケージ１０はさらに、光透過性媒体１６を含む。成形化合物１８は、リードフレーム２４、発光素子１２、受光素子１４、および光透過性媒体１６を包む。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
図１に示される光結合素子パッケージ１０にはいくつかの改良を施すことができる。例えば、光結合素子パッケージ１０には、費用と時間のかかるオーバモールディング処理が必要である。オーバモールディング処理において、成形化合物１８は、光結合素子パッケージ１０の他の部分をカプセル化する。オーバモールディング処理そのものに加えて、過剰な成形化合物を除去するために、成形材料除去処理（例えば、デジャンクおよびデフラッシュ処理）が使用され、従って、光結合素子パッケージを形成する時間および費用を増大させている。加えて、異なる“形式因子（：ｆｏｒｍ  ｆａｃｔｏｒｓ）”（例えば、４、６あるいは８個のピンのパッケージ）の成形を作成するために必要な生産設備は、かなりの資本投資を必要とする。従って、オーバモールディング処理を省くことができるならば、光結合素子パッケージの製造に伴う時間および費用を削減することができる。
【０００５】
光結合素子パッケージ１０への他の改良もまた、行うことができる。光結合素子パッケージ１０はまた、熱サイクルから故障しがちである。例えば、成形化合物１８と光透過性媒体１６の熱膨張特性における違いにより、これらが加熱されたり冷却されたりしたときに、これらは異なる率において膨張および収縮することとなる。成形化合物１８および光透過性媒体１６は、分離する可能性があり、従って結果として構造的に弱いパッケージとなる。温度サイクルはまた、リードフレーム２４が成形化合物１８を抜ける点において（例えば、“Ａ”点において）、応力を発生させる。応力により、結果として、リードフレーム２４が壊れる、あるいは弱くなることがある。また、ワイヤ１１、１３は時に、光透過性媒体１６および成形化合物１８を通過することがある。光透過性媒体１６と成形化合物１８の熱膨張特性における違いが、ワイヤ１１、１３における応力を誘発することがあり、これらを壊すことがある。
【０００６】
従来の光結合素子パッケージの高さを低くすることも望ましい。図１に示される光結合素子パッケージ１０は、比較的高い。例えば、通常のＤＩＰパッケージの正味の高さは、約３．５から約４．０ｍｍである。より低いプロファイルを有するように、光結合素子パッケージの高さを低くすることが望ましい。そうすることにより、より小さい電子部品を製造することができる。
【０００７】
上記パッケージの機能性を増し、また光結合素子パッケージの製造に伴う費用を削減することもまた望ましい。
【０００８】
本発明の実施例は、これらのそして他の問題に、個別にそして集合的に対処するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
(発明の要約)
本発明の実施例は、光結合素子パッケージおよびその作成方法に関する。
【００１０】
本発明の１つの実施例は、（ａ）リードフレームおよび成形化合物を含む基板、（ｂ）発光素子、（ｃ）受光素子、ここで発光素子および受光素子はリードフレームに電気的に結合し、および（ｄ）発光素子と受光素子との間に置かれた光透過性媒体、を含む光結合素子パッケージに関する。
【００１１】
本発明の他の実施例は、（ａ）リードフレームおよび成形化合物を含む基板を形成すること、（ｂ）基板に発光素子および受光素子を取り付けること、および（ｃ）発光素子と受光素子との間に光透過性材料を付着すること、を含む光結合素子パッケージの形成方法に関する。
【００１２】
本発明の他の実施例は、（ａ）基板、（ｂ）少なくとも２つの発光素子、（ｃ）少なくとも２つの受光素子、および（ｄ）隣接する発光素子と受光素子との間の光透過性媒体、を含み、発光素子および受光素子は基板上にある、光結合素子パッケージに関する。
【００１３】
これらのそして他の実施例は、以下により詳細に説明される。
【実施例１】
【００１４】
（詳細な説明）
本発明の実施例において、１つあるいは複数の光結合素子は、リードフレームおよび成形化合物から形成される単一の基板上にある。例えば、単一の基板上の４つのアレイに４つの光結合素子が存在し得る。各光結合素子は、発光素子（例えば、発光ダイオード）および受光素子（例えば、フォトダイオード）を含むことができる。受光素子と発光素子との間の間隔は、約０．３ｍｍから約０．５ｍｍであることができる。各光結合素子は、光透過性結合ゲルで固定することができ、そして、不透明、高反射性のエポキシをベースとするポリマーでカプセル化することができる。光結合素子のための機能端子は、グループ化することができ、ボール・グリッド・アレイ配置が形成されるように、パッケージの周辺に向けて経路付けることができる。受光素子、発光素子、およびワイヤ・ボンド・パッドは、これらがリードフレームの端子に対応するように配置される。
【００１５】
制御チップのような論理素子は、リードフレームを基礎とする基板上にあることもでき、また光結合素子パッケージ内にあってもよい。また、トレンチ・ゲートのある、あるいは無いパワーＭＯＳＦＥＴのようなＭＯＳＦＥＴ（ｍｅｔａｌ  ｏｘｉｄｅ  ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  ｆｉｅｌｄ  ｅｆｆｅｃｔ  ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）を含むチップは、基板上にあってもよく、またパッケージ内にあってもよい。このようなチップあるいは素子は、基板上にあってもよく、発光素子および受光素子のような構成要素に電気的に結合してもよい。
【００１６】
いくつかの実施例においては、光結合素子パッケージは薄く、少なくとも２つの光結合素子（例えば、４つの光結合素子）を有する。利点として、単一の光結合素子パッケージは、各々が１つの光結合素子を有する４つの独立型光結合素子パッケージと比較して、同等のあるいはより良い性能を提供することができる。以下に示されるように、パッケージにおける周辺はんだボール配置により、より単純な基板設計が可能になる。導電性トレースの経路付けが、既に光結合素子パッケージ内に組み込まれているからである。このことはまた、光結合素子パッケージが取り付けられる基板上の空間を節約する。
【００１７】
図２、３は、光結合素子パッケージにおいて使用される成形前のリードフレーム基板１を示している。この基板は、リードフレーム２および成形化合物３を含む。リードフレーム２は、受光素子および発光素子を含む２つあるいはそれ以上のダイが置かれるダイ取り付け領域を含んでもよい。制御チップのような追加のチップもまた、リードフレーム上に搭載することができる。２つあるいはそれ以上のリードは、ダイ取り付け領域から延びてもよく、リードフレームの端子を形成してもよい。“リードフレーム”は、リードフレーム構造を含み、リードフレーム構造は、（例えば、エッチングにより）処理されていてもよく、処理されていなくてもよい。他の場合においては、他の型の基板を使用することもできる。
【００１８】
図４、５を参照すると、リードフレーム２は、基板１の骨格フレームワークである。これは、基板１の機能パッドおよび（成形化合物３を固定するための）固定領域を定義するために、その中に、複雑な半分エッチングされた２ａ、エッチングされていない２ｂ、および、スルーホールあるいは完全にエッチングされた２ｃパターンを有する。
【００１９】
リードフレーム２は、任意の適当な金属を含むことができ、任意の適当な厚さであってもよい。例えば、機械的強度の高い銅合金が望ましい。リードフレーム２は、エッチングされたあるいはエッチングされていない領域において、約０．２ｍｍ（８ミル）あるいはそれ以下の厚さを有することができる。エッチング処理は、この分野の技術者には周知である。リードフレーム２はまた、Ｎｉ、Ｐｄ、ＡｕあるいはＡｇ、等の金めっき層を含んでもよい。
【００２０】
基板１の成形化合物３は、基板１の本体を形成する。これは、リードフレーム１のスルーホール２ｃおよび半分エッチングされた領域２ａ内を満たす。この例において、基板１のエッチングされていない領域２ｂは、成形化合物３で覆われていない。
【００２１】
成形化合物３は、重合体材料および／あるいは複合材料を含むことができ、これらの材料は、成形後硬化を必要としてもよく、必要としなくてもよい。成形化合物は、エポキシ樹脂、硬化剤、エラストマー、非リン難燃剤、潤滑油、ケイ酸充填剤、その他を含んでもよい。成形化合物は、リードフレーム２の半分エッチングされた領域の完全な充填を保証するために、その中における分子の大きさの均衡を取ってもよい。成形化合物はまた、より良いレーザ・マーキング・コントラストのために、十分な量のカーボンブラック顔料を含んでもよい。成形化合物３組成材料の均衡を作り上げる材料は、基板の歪みを防止するために使用することができる。
【００２２】
いくつかの実施例において、基板１は、テープを使用して形成することができる。例えば、成形化合物３（あるいは成形ブリードあるいは成形咬み出し）が基板１の機能パッドを占領しないように、テープを、リードフレーム２のエッチングされていないパッド２ｂに取り付けることができる。リードフレーム２のテープを貼られていない側は、基板１に機械的強度を加えるために、約０．１ｍｍオーバモールディングされる。他の実施例において、オーバモールディングは存在せず、成形化合物３は、リードフレーム２の隙間内にあるだけである。基板１の厚さは、パッケージ２０の機械的および物理的要求によって、変化することができる。
【００２３】
図面に示されるように、基板１における成形化合物３は、機能パッドを定義する。これらの機能パッドは、リードフレーム２のエッチングされていない領域２ｂである。
【００２４】
追加の基板形成の詳細は、２００２年８月３０日出願、米国特許出願第１０／２３３，２４８号に開示され、この出願はその全体において参照によりここに取り入れられる。
【００２５】
図６を参照すると、光結合素子パッケージは、４つの光結合素子を有する４つの四分円、光結合素子Ｉ−ＩＶ、に分割されてもよい。光結合素子Ｉは、四分円Ｉ（１０１）を占める。光結合素子ＩＩは、四分円ＩＩ（１０２）を占める。光結合素子ＩＩＩは、四分円ＩＩＩ（１０３）を占める。光結合素子ＩＶは、四分円ＩＶ（１０４）を占める。
【００２６】
図６−７の双方を参照すると、基板１の機能パッドは、以下のように分類することができる。
（ａ）光結合素子Ｉ２１の４つの内部アセンブリ・パッドは、カソードＩ（あるいはダイオード・ダイ取り付けパッドＩ）４ａ、アノードＩ（あるいはダイオード溶接パッドＩ）５ａ、コレクタＩ（あるいはフォトトランジスタ・ダイ取り付けパッドＩ）６ａ、およびエミッタＩ（あるいはフォトトランジスタ溶接パッドＩ）７ａである。
（ｂ）光結合素子ＩＩ２２の４つの内部アセンブリ・パッドは、カソードＩＩ（あるいはダイオード・ダイ取り付けパッドＩ）４ｂ、アノードＩＩ（あるいはダイオード溶接パッドＩＩ）５ｂ、コレクタＩＩ（あるいはフォトトランジスタ・ダイ取り付けパッドＩＩ）６ｂ、およびエミッタＩＩ（あるいはフォトトランジスタ溶接パッドＩＩ）７ｂである。
（ｃ）光結合素子ＩＩＩ２３の４つの内部アセンブリ・パッドは、カソードＩＩＩ４ｃ、アノードＩＩＩ５ｃ、コレクタＩＩＩ６ｃ、およびエミッタＩＩＩ７ｃである。そして、
（ｄ）光結合素子ＩＶ２４の４つの内部アセンブリ・パッドは、カソードＩＶ４ｄ、アノードＩＶ５ｄ、コレクタＩＶ６ｄ、およびエミッタＩＶ７ｄである。
【００２７】
基板１のエッチングされていない機能パッドは、周辺はんだボール取り付けのために、端子パッドに接続している。これらは、共通の端子パッドを有する対称なパッケージ基板１を作成するために、グループ化され経路付けされている。周辺ボール取り付けパッドは、以下のように分類される。
（ｅ）光結合素子ＩおよびＩＶのカソードあるいはダイオード・ダイ取り付けパッド（４ａ、４ｄ）は、短絡され、共通カソード端子パッド８ａに接続し、そして四分円ＩおよびＩＶの外縁に置かれている。
（ｆ）光結合素子ＩＩおよびＩＩＩのカソードあるいはダイオード・ダイ取り付け溶接パッド（４ｂ、４ｃ）は、短絡され、共通カソード端子パッド８ｂに接続し、そして四分円ＩＩおよびＩＩＩの外縁に置かれている。
（ｇ）全ての光結合素子のアノード端子パッド９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄの各々は、各四分円の周辺の角に独立して置かれている。
（ｈ）各光結合素子のコレクタ端子パッド１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄは、アノード端子パッドの直接反対側に、独立して横方向に置かれている。
（ｉ）全ての光結合素子のエミッタあるいはフォトトランジスタ溶接パッド７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄは、短絡され、基板の中央水平周辺に向けて経路付けられ、その結果、エミッタはんだボールのための２つの対称な周辺端子パッド１１となっている。アノード−カソードパッドは、全ての光結合素子において、エミッタ−コレクタ・パッドとは約０．５ｍｍのギャップを保つ。このことにより、各光結合素子に対して高圧絶縁破壊が保証される。
【００２８】
図７は、頂点の丸いドーム２１、２２、２３、２４を含む４つの光結合素子を含む光結合素子パッケージ２０を示している。頂点の丸い材料は、ボール取り付け周辺端子パッド８ａ―８ｂ、９ａ−９ｄ、１０ａ−１０ｄ（図６に示されている）に接触しない。
【００２９】
光結合素子パッケージ２０は、基板１に取り付けられた外部周辺はんだボール２５を含む。周辺ボール２５は、端子パッド８ａ―８ｂ、９ａ−９ｄ、１０ａ−１０ｄ、１１に取り付けられている。これらのボール２５は、光結合素子パッケージ２０のための、プリント配線板（ＰＣＢ）３１への直接接続機構として機能する（図１１参照）。はんだボール２５は、溶解温度の高い、Ｐｂを含まない合金を含むことが望ましい。
【００３０】
図７に示されるように、図示される例において、光結合素子パッケージ２０は、１２個の等分に間隔を置いた周辺はんだボール２５を有する。パッケージの外に周辺ボールがある構成は、特定のパッケージの外にピンを出す要求およびダイによって、（内部アセンブリ・パッド短絡および端子経路付けと同じ概念に基づき）変更してもよい。はんだボールを詳細に説明するけれども、（例えば、予め形成されたあるいは電気めっきされた）銅柱のような他の導電性構造を、代わりに使用することができる。導電性構造は、フリップ・チップ実装を行うことができるように、光学パッケージにおける受光素子および発光素子の高さより高い高さを有する。
【００３１】
図９および１０を参照すると、ＬＥＤダイ２６は、光結合素子に順方向電流が印加されると光子を生成し、その結果、ダイ２６におけるＰ−Ｎ接合からの発光となる。約９ミルあるいはそれ以下の高さを有するＬＥＤダイを使用することができる。
【００３２】
フォトトランジスタ・ダイ２７は、ＬＥＤダイ２６によって発光された光を検知し、それを電子に変換し、その結果、光結合素子出力における電流となる。光検知は、そのコレクタ−ベース接合において起こる。約８ミルあるいはそれ以下の高さのフォトトランジスタ・ダイを使用することができる。
【００３３】
図６、９および１０を参照すると、ダイ取り付け材料（図示されていない）は、各ＬＥＤダイ２６の背面を、その指定されたダイ取り付けパッド４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄに接着する。同様に、これは、各フォトトランジスタ・ダイ２７の背面を、その指定されたダイ取り付けパッド６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄに接着する。ダイ取り付け材料は、任意の導電性接着剤であることができる。例として、Ａｇ充填エポキシ、ソフトはんだ、その他がある。いくつかの実施例において、ダイ取り付け帯を使用することができ、ＬＥＤダイ２６の側からの発光を最大にするために、ダイの高さの最高約５０％において制御することができる。
【００３４】
ボンディング・ワイヤ２８は、ＬＥＤダイ２６のアノードパッドを、ダイオード溶接パッド５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄに接続し、パッケージ２０のダイオード構成要素の回路を完成する。同様にこれらは、フォトトランジスタ・ダイ２７を、それらの指定された溶接パッド７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄに接続する。ボンディング・ワイヤ２８は、任意の適当な延性金属−Ａｕ、Ｃｕ、Ａｌあるいはこれらの金属のドーピングされた変形、これらの金属の合金、その他を含むことができる。ワイヤ・ループは、基板から約１４ミルにあることが望ましい。
【００３５】
ワイヤ・ボンドＬＥＤダイおよびフォトトランジスタ・ダイ・アセンブリは、光透過性透明ゲル材料２９を使用して結合される。結合ゲル２９の光透過性により、ＬＥＤ２６接合から発光された光の、フォトトランジスタ２７の感光性接合に向けての効果的な転送が可能になる。結合ゲル２９は、ワイヤ・ボンド・ダイ・アセンブリ全体を覆い、発光された光の最大の伝送のために、ほぼ半球のドームを形成する。
【００３６】
ワイヤ・ボンドＬＥＤおよびフォトトランジスタ・アセンブリの各々の光透過性半球ドーム２９は、１つの光結合素子内部パッケージ構造を完成するために、白色反射性頂点の丸い材料３０で覆われる。丸い頂点３０（あるいは光反射性材料）は、発光された光を、ドームの範囲内に保つ、光反射性材料である。頂点の丸いコーティングは、ドームの形に一致し、透明結合ゲル２９（あるいは光透過性材料）を完全に覆うことができる。これは、接着によりドームを密封する。頂点の丸い材料３０は、最小で約０．２ｍｍの厚さを有することができる。
【００３７】
光結合素子パッケージは、以下の工程により製造することができる。
【００３８】
第１に、リードフレーム成形処理を実行することができる。リードフレーム成形処理は、上記のように、テープを貼ったリードフレームを使用して実行される。成形化合物が、続いて形成される基板の機能パッドを占めないように、一片のテープを、リードフレームのエッチングされていないパッドに付けることができる。リードフレームのテープを貼られていない側は、基板に機械的強度を加えるために、オーバモールドされる。
【００３９】
第２に、ダイ取り付け処理を実行することができる。例えば、ＬＥＤおよびフォトトランジスタ・ダイは、導電性充填剤あるいははんだと共に、接着剤を使用して取り付けることができる。ダイ取り付け硬化は、使用される接着剤の型によって、必要であるかもしれないし、必要でないかもしれない。
【００４０】
第３に、ワイヤ・ボンド処理を、基板におけるダイとそれらの対応するパッドとの間の導電経路を形成するために、実行することができる。例えば、いくつかの実施例において、熱音波あるいは超音波ワイヤボンディング処理を実行することができる。
【００４１】
第４に、ドーム・コートおよび硬化処理を実行することができる。任意の適当な液体分配処理を、光透過性半球ドームを形成するために、透明結合ゲルを分配するために使用することができる。硬化は、結合ゲルの物理的特性を改良するために必要であるかもしれない。適当なドーム・コート材料は、Ｄｏｗ  Ｃｏｒｎｉｎｇ社およびＧｅｎｅｒａｌ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃ社から購入可能なシリコンをベースとする材料を含むが、任意の適当な販売会社を使用してもよい。
【００４２】
第５に、丸い頂点および硬化処理を実行することができる。任意の適当な液体分配処理を、不透明な丸い頂点のために使用することができる。硬化は、使用される材料の型により、必要であるかもしれないし、必要でないかもしれない。適当な反射性コーティング材料は、二酸化チタンあるいは他の酸化金属のような材料をベースとする反射性顔料を有する、エポキシをベースとするコーティングを含む。これらは、Ｅｐｏｔｅｋ社およびＨｙｓｏｌ社から購入可能であるが、任意の適当な販売会社を使用してもよい。
【００４３】
第６に、（例えば、図におけるはんだボール２５のために）はんだ付着処理を実行することができる。基板にはんだのような導電性構造を取り付けるために、はんだボール取り付け、融剤処理、ボール配置あるいはボール発射、ボール噴射および他の処理を使用することができる。他の実施例において、導電性柱（たとえば、銅柱）を、代わりに基板上に置くことができ、あるいは、基板上に電気めっきすることができる。
【００４４】
第７に、はんだリフロー処理を実行することができる（はんだが使用されている場合）。いくつかの実施例において、還流あるいは伝導あるいは拡散はんだリフロー処理を使用することができる。
【００４５】
第８に、個別化処理を実行することができる。個別化処理は、ブレード・ソーイング、ウォータ・ジェット・ソーイング、レーザ・ソーイングおよびその他を含む。個別化処理は、形成された基板を互いに分離する。
【００４６】
第９に、電気的検査を実行することができる。高圧検査およびパラメトリック検査を、電気的欠陥のある任意のパッケージを排除するために使用することができる。
【００４７】
第１０に、パッケージ・マーキング処理を実行することができる。レーザあるいはパッド・マーキングあるいは他の処理を、パッケージ識別およびオリエンテーションを提供するために使用することができる。
【００４８】
パッケージが形成されると、それをひっくり返し、図１１に示されるように、プリント配線板上に搭載することができる。一般的な表面アセンブリ技術を使用することができる。
【００４９】
上記の処理は、上記の順序で実行することができ、あるいは、異なる順序で実行することができることに留意されたい。
【００５０】
本発明は、上記の好ましい実施例に限定されるものではないことに留意されたい。また、この分野の技術者による変更および修正を、本発明の精神および範囲内において実行することができることは明白である。さらに、本発明の任意の１つあるいは複数の実施例を、本発明の精神および範囲から逸脱することなく、本発明の１つあるいは複数の実施例と組み合わせてもよい。
【００５１】
上記の全ての米国仮および正式な特許出願および公開は、全ての目的のために、それらの全体において参照によりここに取り入れられる。いずれも従来技術として認識されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】従来技術の光結合素子パッケージを示す図である。
【図２】本発明の１つの実施例による基板の底面から見た図である。
【図３】図４における基板の内部リードフレーム構成を示す図である。
【図４】図５に示される基板の底面平面図である。
【図５】図４に示される基板の線Ａ−Ａに沿った側面断面図である。
【図６】異なる光結合素子四分円を示す、基板の他の底面平面図である。
【図７】本発明の１つの実施例による光結合素子パッケージの底面から見た図である。
【図８】本発明の１つの実施例による光結合素子パッケージの上面から見た図である。
【図９】光結合素子パッケージの底面から見た底面図であり、発光素子および受光素子が示されている。
【図１０】受光素子および発光素子を示す、光結合素子パッケージの底面平面図である。
【図１１】基板上に搭載された光結合素子パッケージを含む、光結合素子アセンブリを示す図である。
【図１】
2007531310.tif 000003
【図２】
2007531310.tif 000004
【図３】
2007531310.tif 000005
【図４】
2007531310.tif 000006
【図５】
2007531310.tif 000007
【図６】
2007531310.tif 000008
【図７】
2007531310.tif 000009
【図８】
2007531310.tif 000010
【図９】
2007531310.tif 000011
【図１０】
2007531310.tif 000012
【図１１】
2007531310.tif 000013
【国際調査報告】
2007531310.tif 000014
2007531310.tif 000015