(57)【要約】【課題】構成する部品点数が少なく、容易に製造できるリードフレームおよびそれを用いた光結合装置を提供する。【解決手段】発光素子と、発光素子と所定の間隔を設けて対向配置された受光素子と、一方に発光素子を載置し、他方が途中で受光素子と反対側にＬ字状に折り曲げられて発光素子より外方に延伸した第１電極リード部１２と、一方に受光素子を載置し、他方が途中で発光素子側にＬ字状に折り曲げられて発光素子より外方に延伸した第２電極リード部１４と、を具備する。発光素子および受光素子が発光波長に対して透明な樹脂でモールドされた発光部２１と受光部２２が対向する領域に凹部３１を形成し、対向する側壁に受発光する光を通過させるための窓３２、３３を形成し、全体が不透明な樹脂３４でモールドされている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光または受光する第１光半導体素子と、
前記第１光半導体素子と所定の間隔を設けて対向配置された受光または発光する第２光半導体素子と、
一方に前記第１光半導体素子を載置し、他方が途中で前記第２光半導体素子と反対側にＬ字状に折り曲げられて前記第１光半導体素子より外方に延伸し、前記第１光半導体素子を外部に電気的に接続するための第１電極リード部と、
一方に前記第２光半導体素子を載置し、他方が途中で前記第１光半導体素子側にＬ字状に折り曲げられて前記第１光半導体素子より外方に延伸し、前記第２光半導体素子を外部に電気的に接続するための第２電極リード部と、
を具備することを特徴とする光結合装置。
【請求項２】
前記第２電極リード部の前記Ｌ字状の折り曲げ部位と前記第１電極リード部の前記Ｌ字状の折り曲げ部との間で、前記第２電極リード部がＶ字状に折り曲げられていることを特徴とする請求項１に記載の光結合装置。
【請求項３】
前記第１電極リード部と前記第２電極リード部が同一のリードフレームに形成されていることを特徴とする請求項１に記載の光結合装置。
【請求項４】
一方に第１マウントベッドを有する第１電極リード部と、一方に第２マウントベッドを有する第２電極リード部とを備え、
前記第１マウントベッドの先端と前記第２マウントベッドの先端とが対向して配置され、前記第１電極リード部の他方が前記第２マウントベッドと反対側に延伸し、前記第２電極リード部の他方が前記第１マウントベッドと反対側に延伸し、途中で前記第１マウントベッド側へ折り返されて前記第１マウントベッドより外側へ延伸していることを特徴とするリードフレーム。
【請求項５】
前記第１マウントベッドの先端と前記第２マウントベッドの先端が反対方向に対向して配置され、前記第１電極リード部の他方が前記第２マウントベッド側へ延伸し、途中で前記第１マウントベッド側に折り返されて前記第１マウントベッドより外側へ延伸し、前記第２電極リード部の他方が前記第１マウントベッド側に延伸し、途中でクランク状に曲げられて前記第１マウントベッドより外側へ延伸していることを特徴とする請求項４に記載のリードフレーム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リードフレームおよびそれを用いた光結合装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光素子と受光素子を対向配置した光結合装置は、例えば物体の位置を検出するフォトインタラプタとして使用されている。  
従来、外部回路に接続するための端子付きフォトインタラプタは、端子電極を有するケース一体型ホルダーの取り付け位置に、それぞれ個別にパッケージに収納された発光素子と受光素子を圧接または溶接することにより組み立てられていた（例えば特許文献１参照。）。
【０００３】
特許文献１に開示された光結合装置は、発光素子と受光素子を、リードフレームに設けられた対応する接続部に各素子の電極端子を固定し、それぞれ所定の間隔を設けて対向配置してなるもので、リードフレームを封止する封止体と、発光素子と受光素子をそれぞれ上端に素子挿入用開口を有し囲うと共に、対向する側壁部に素子装着方向に平行な発光用スリットと受光用スリットを備えたケース体とを、合成樹脂材料による一体成形によって形成している。  
これにより、構成する部品点数が少なく、製造工程が簡略化できて、コスト低減を図るとしている。
【０００４】
然しながら、特許文献１に開示された光結合装置は、発光素子単体、受光素子単体およびホルダー、ケース等の個別の部品を組み立てているので、いまだ構成する部品点数が多く、製造工程が複雑であるという問題がある。  
さらに、発光素子と受光素子の光学軸合わせ精度、圧接または溶接時の機械的熱的ストレスなどにより、特性がばらつく恐れがある。
【特許文献１】特開２００２−３６８２５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、構成する部品点数が少なく、容易に製造できるリードフレームおよびそれを用いた光結合装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様のリードフレームは、一方に第１マウントベッドを有する第１電極リード部と、一方に第２マウントベッドを有する第２電極リード部とを備え、前記第１マウントベッドの先端と前記第２マウントベッドの先端が対向して配置され、前記第１電極リード部の他方が前記第２マウントベッドと反対側に延伸し、前記第２電極リード部の他方が前記第１マウントベッドと反対側に延伸し、途中で前記第１マウントベッド側へ折り返されて前記第１マウントベッドより外側へ延伸していることを特徴としている。
【０００７】
また、本発明の一態様の光結合装置は、発光または受光する第１光半導体素子と、前記第１光半導体素子と所定の間隔を設けて対向配置された受光または発光する第２光半導体素子と、一方に前記第１光半導体素子を載置し、他方が途中で前記第２光半導体素子と反対側にＬ字状に折り曲げられて前記第１光半導体素子より外方に延伸し、前記第１光半導体素子を外部に電気的に接続するための第１電極リード部と、一方に前記第２光半導体素子を載置し、他方が途中で前記第１光半導体素子側にＬ字状に折り曲げられて前記第１光半導体素子より外方に延伸し、前記第２光半導体素子を外部に電気的に接続するための第２電極リード部と、を具備することを特徴としている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、構成する部品点数が少なく、容易に製造できるリードフレームおよびそれを用いた光結合装置が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
【実施例１】
【００１０】
本発明の実施例１に係るリードフレームについて、図１および図２を用いて説明する。図１はリードフレームを示す斜視図、図２はリードフレームが使用される状態を示す斜視図である。
【００１１】
図１に示すように、本実施例のリードフレーム１０は、一方に第１マウントベッド１１を有する第１電極リード１２部と、一方に第２マウントベッド１３を有する第２電極リード１４部とを備えている。
【００１２】
第１マウントベッド１１の先端と第２マウントベッド１３の先端とは対向して配置され、第１電極リード１２部の他方が第１マウントベッド１１と反対側に延伸し、第２電極リード部１４の他方が第２マウントベッド１３と反対側に延伸し、途中から第１マウントベッド１１側に折り返されて第１マウントベッド１１側に延伸している。
【００１３】
具体的には、第１電極リード１２部は、第１マウントベッド１１から第１の方向Ｘに延伸した電極リード１２ａと、第１マウントベッド１１と離間して設けられ、電極リード１２ａと平行に第１の方向Ｘに延伸した電極リード１２ｂとを具備している。
【００１４】
第２電極リード部１４は、第２マウントベッド１３から第１の方向Ｘと反対の方向に延伸し、途中で第１の方向Ｘに折り返された折返し部１４ｃを有する電極リード１４ａと、第１マウントベッド１３と離間して設けられ、電極リード１４ａと平行に第１の方向Ｘと反対の方向に延伸し、途中で第１の方向Ｘに折り返された折返し部１４ｄを有する電極リード１４ｂとを具備している。電極リード１４ａ、１４ｂは、それぞれ連接バー１５を介することにより折り返えされている。
【００１５】
電極リード１４ａ、１４ｂの折り返し部１４ｃ、１４ｄは、電極リード１２ａ、１２ｂの他端部まで延伸している。電極リード１２ａ、１２ｂおよび電極リード１４ａ、１４ｂの他端は、それぞれ連接バー１６に接続されている。連接バー１６から第１の方向Ｘに、電極端子部１７が延伸している。
【００１６】
第１マウントベッド１１には、第１光半導体素子（図示せず）、例えば発光素子が導電性接着剤を介してマウントされ、電極リード１２ａが発光素子のカソード端子になり、電極リード１２ｂが第１半導体素子のアノードにワイヤボンディングされてアノード端子になる。  
第２マウントベッド１３には、第２光半導体素子（図示せず）、例えば受光素子が導電性接着剤を介してマウントされ、電極リード１４ａが受光素子のカソード端子になり、電極リード１４ｂが第２半導体素子のアノードにワイヤボンディングされて受光素子のアノード端子になる。
【００１７】
リードフレーム１０は、例えば厚さ０．１５ｍｍ程度のニッケルおよび銀がメッキされた銅板であり、プレス加工により第１および第２マウントヘッド１１、１３、第１および第２電極リード部１２、１４、電極端子部１７が形成されている。
【００１８】
第１および第２マウントヘッド１１、１３は、略矩形状で、その中央部に発光素子および受光素子がマウントされる。
【００１９】
図２に示すように、リードフレーム１０は、連接バー１５の電極リード１４ａと電極リード１４ｂとの間がカットされる。連接バー１６の電極リード１２ａと電極リード１２ｂとの間がカットされる。連接バー１６の電極リード１２ａと折り返された電極リード１４ｄとの間がカットされる。
【００２０】
これにより、発光素子（第１光半導体素子）２１ａのアノード端子が、電極端子１７ｂに引き出される。受光素子（第２光半導体素子）２２ａのカソード端子が電極端子１７ａに引き出される。発光素子のカソード端子と受光素子のアノード端子が共通して電極端子１７ｃに引き出される。
【００２１】
次に、電極リード１２ａ、１２ｂが、連接バー１６との接続点で第１の方向Ｘに対してＬ字状に折り曲げられる。電極リード１４ａ、１４ｂが、連接バー１５との接続点で第１の方向Ｘと反対の方向に対してＬ字状に折り曲げられる。
【００２２】
更に、電極リード１４ａ、１４ｂの折り返し部１４ｃ、１４ｄが、それぞれ電極リード１４ａ、１４ｂと反対の方向に深さＤだけＶ字状に折り曲げられる。
【００２３】
これにより、第１マウントベッド１１と第２マウントベッド１３とが、所定の間隔Ｌを設けて対向配置される。  
ここでは、後述するように、第１マウントベッド１１にマウントされた発光素子（第１光半導体素子）２１ａが発光波長に対して透明な樹脂でモールドされた発光部２１と、第２マウントベッド１３にマウントされた受光素子（第２光半導体素子）２２ａが発光波長に対して透明な樹脂でモールドされた受光部２２とが、所定の間隔Ｌを設けて対向配置された状態を示している。
【００２４】
次に、リードフレーム１０を用いた光結合装置について図３を用いて説明する。図３は光結合素子の内部が透視された状態を示す斜視図である。
【００２５】
図３に示すように、光結合装置３０は、発光部２１と受光部２２とが対向する領域に凹部３１が形成され、凹部３１の対向する側壁部に発光部２１から発光する光を縦長の略平行ビームに整形する発光用スリット（窓）３２と、受光部２２に散乱光や外部迷光などをカットし、縦長の略平行ビームのみを入射させる受光用スリット（窓）３３が形成され、電極端子１７を延出して、発光部２１と、受光部２２と、第１電極リード１２と、第２電極リード１４とが発光波長に対して不透明な樹脂３４で一体にモールドされている。
【００２６】
更に、光結合装置３０の電極端子１７が延出する側面には、光結合装置３０を外部に電気的に接続するためのオス型のコネクタ３５が形成されている。  
オス型のコネタ３５にメス型のコネクタ（図示せず）を挿入することにより、発光部２１および受光部２２が外部に電気的に接続される。
【００２７】
また、光結合装置３０の下面には、光結合装置３０をプリント配線基板に形成された取り付け穴に挿入して固定するための鉤爪３６が四隅に形成されている。
【００２８】
次に、光結合装置３０の製造方法について、図４および図５を用いて説明する。図４および図５は、光結合装置３０の製造工程を順に示す断面図である。
【００２９】
図４（ａ）に示すように、第１および第２マウントヘッド１１、１３と、第１および第２電極リード部１２、１４とを有するリードフレーム１０を用意する。
【００３０】
次に、図４（ｂ）に示すように、第１マウントベッド１１に発光素子４１をマウントし、第２マウントベッド１３に受光素子４２をマウントし、ワイヤ４３を介して発光素子４１を電極リード１２ｂにワイヤボンディングし、ワイヤ４４を介して受光素子４２を電極リード１４ｂにワイヤボンディングする。
【００３１】
次に、図４（ｃ）に示すように、発光素子４１および受光素子４２が、それぞれマウント・ボンディングされたリードフレーム１０を反転する。
【００３２】
図５（ａ）に示すように、発光素子４１および受光素子４２を発光波長に対して透明な樹脂でモールド（インナモールド）し、発光部２１および受光部２２を形成する。
【００３３】
次に、図５（ｂ）に示すように、連接バー１５、１６の不要な部分をカットし、電極リード１２ａ、１２ｂを連接バー１６との接続点でＬ字状に折り曲げ、電極リード１４ａ、１４ｂを連接バー１５との接続点でＬ字状に折り曲げ、電極リード１４ａ、１４ｂの折り返し部１４ｃ、１４ｄをそれぞれＶ字状に折り曲げ、リードフレーム１０のカット＆フォーミングを行う。
【００３４】
本明細書では、Ｌ字状とは電極リードの折り曲げ角度がほぼ直角の場合だけでなく、発光部２１から放射された光が受光部２２で受光できる範囲内で直角から傾いている場合も含んでいる。
【００３５】
次に、図５（ｃ）に示すように、発光部２１と受光部２２とが対向する領域に凹部３１が形成され、凹部３１の対向する側壁部に発光部２１から発光する光を縦長の略平行ビームに整形する発光用スリット３２と、受光部２２に散乱光や外部迷光などをカットし、縦長の略平行ビームのみを入射させる受光用スリット３３が形成され、電極端子１７を延出して、発光部２１と、受光部２２と、第１電極リード１２と、第２電極リード１４とが発光波長に対して不透明な樹脂３４で一体にモールド（アウタモールド）されている。
【００３６】
更に、光結合装置３０の電極端子１７が延出する側面には、光結合装置３０を外部に電気的に接続するためのオス型のコネクタ３５が形成されている。  
また、光結合装置３０の下面には、光結合装置３０をプリント配線基板に形成された取り付け穴に挿入して固定するための鉤爪３６が四隅に形成されている。
【００３７】
以上説明したように、本実施例では、第１および第２マウントベッド１１、１３と、第１および第２電極リード１２、１４が一体に形成されたリードフレーム１０を用いている。
【００３８】
その結果、リードフレーム１０に発光素子４１および受光素子４２を同一工程でマウント、ボンディング、インナモールドし、リードフレーム１０をカット＆フォーミングした後、一体にアウタモールドすることができる。
【００３９】
従って、構成する部品点数が少なく、容易に製造できるリードフレーム１０およびそれを用いた光結合装置３０が得られる。
【００４０】
更に、電極リード１４ａ、１４ｂの折り返し部１４ｃ、１４ｄをＶ字状の折り曲げ深さＤにより、発光部２１と受光部２２の対向距離Ｌを調整することができる。
【００４１】
ここでは、第１光半導体素子が発光素子、第２光半導体素子が受光素子である場合について説明したが、第１光半導体素子が受光素子、第２光半導体素子が発光素子であっても構わない。
【００４２】
また、発光波長に対して透明な樹脂で第１および第２光半導体素子４１、４２がそれぞれインナモールドされた発光部２１、受光部２２、第１電極リード部１２および第２電極リード部１４が、発光波長に対して不透明な樹脂３４で一体にアウタモールドされている場合について説明したが、目的によってはインナモールドだけでもよく、または樹脂でモールドされていなくてもよい。
【００４３】
第１電極リード部１２が一対の電極リード１２ａ、１２ｂを有し、第２電極リード部１４が一対の電極リード１４ａ、１４ｂを有する場合について説明したが、電極リードの本数や形成する位置等は適宜変更しても構わない。  
例えば、受光素子４２としてフォトダイオードとトランジスタが組み合わされたフォトトランジスタを用いる場合には、第２電極リード部１４に新たに第３の電極リードを形成する。
【００４４】
また、電極リード１２ｂと電極リード１４ａが共通の電極端子１７ｃに接続される場合について説明したが、電極端子部１７に新たに電極端子を設け、それぞれ別の電極端子に接続しても構わない。
【００４５】
電極リード１４ａ、１４ｂの折り返し部１４ｃ、１４ｄが、それぞれ電極リード１４ａ、１４ｂと反対の方向に深さＤだけＶ字状に折り曲げられている場合について説明したが、電極リード１４ａ、１４ｂの方向に折り曲げてもよく、Ｕ字状またはＷ字状に折り曲げてもよい。Ｗ字状に折り曲げると、深さＤを小さくできる利点がある。
【００４６】
更に、電極リード１４ａ、１４ｂの方向と反対の方向の両方向へ、例えば波状に折り曲げることもできる。これによれば、深さＤを更に小さくできる利点がある。深さＤが小さくなると、樹脂３４の量を削減することもできる。
【実施例２】
【００４７】
図６は本発明の実施例２に係るリードフレームを示す平面図である。本実施例において、上記実施例１と同一の構成部分には同一符号を付してその部分の説明は省略し、異なる部分について説明する。
【００４８】
本実施例が実施例１と異なる点は、第１マウントベッドの先端と第２マウントベッドの先端とが反対方向に対向して配置されたリードフレームを用いたことにある。
【００４９】
即ち、図６に示すように、本実施例のリードフレーム６０は、一方に第１マウントベッド６１を有する第１電極リード部６２と、一方に第２マウントベッド６３を有する第１電極リード部６４を具備し、第１マウントベッド６１の先端と第２マウントベッド６３の先端が反対方向に対向して配置されている。
【００５０】
第１電極リード部６２の他方が、第２マウントベッド６３側へ延伸し、途中で第１マウントベッド６１側へ折り返えされて第１マウントベッド６１より外側へ延伸している。  
第２電極リード部６３の他方が、第１マウントベッド６１側に延伸し、途中でクランク状に曲げられて第１マウントベッド６１より外側へ延伸している。
【００５１】
具体的には、第１電極リード６２部は、第１マウントベッド６１から第１の方向Ｘと反対方向に延伸し、途中で第１の方向Ｘに折り返された折返し部６２ｃを有する電極リード６２ａと、第１マウントベッド６１と離間して設けられ、電極リード６２ａと平行に第１の方向Ｘと反対の方向に延伸し、途中で第１の方向Ｘに折り返された折返し部６２ｄを有する電極リード６２ｂとを具備している。
【００５２】
第２電極リード部６４は、第２マウントベッド６３から第１の方向Ｘに延伸し、途中でクランク部６４ｃを有する電極リード６４ａと、第２マウントベッド６３と離間して設けられ、電極リード６４ａと平行に第１の方向Ｘに延伸し、途中でクランク部６４ｄを有する電極リード６４ｂとを具備している。
【００５３】
電極リード６２ａの折り返し部６２ｃは、電極端子部１７の幅広の電極端子６７ａに接続され、電極リード６２ｂの折り返し部６２ｄは、電極端子部１７の幅広の電極端子６７ｂに接続されている。  
電極リード６４ａのクランク部６４ｃは、電極端子部１７の幅広の電極端子６７ｂに共通接続され、電極リード６４ｂのクランク部６４ｄは、電極端子部１７の幅広の電極端子６７ｃに接続されている。
【００５４】
第１マウントベッド６１には、第１光半導体素子（図示せず）、例えば発光素子が導電性接着剤を介してマウントされ、電極リード６２ａが発光素子のカソード端子になり、電極リード６２ｂが第１半導体素子のアノードにワイヤボンディングされてアノード端子になる。  
第２マウントベッド６３には、第２光半導体素子（図示せず）、例えば受光素子が導電性接着剤を介してマウントされ、電極リード６４ａが受光素子のカソード端子になり、電極リード６４ｂが第２半導体素子のアノードにワイヤボンディングされて受光素子のアノード端子になる。
【００５５】
図７はリードフレーム６０を用いた光結合装置７０の製造工程を順に示す断面図である。
【００５６】
始めに、図７（ａ）に示すように、第１および第２マウントヘッド６１、６３と、第１および第２電極リード部６２、６４とを有するリードフレーム６０を用意する。
【００５７】
次に、図７（ｂ）に示すように、第１マウントベッド６１に発光素子４１をマウントし、第２マウントベッド６３に受光素子４２をマウントし、ワイヤ４３を介して発光素子４１を電極リード６２ｂにワイヤボンディングし、ワイヤ４４を介して受光素子４２を電極リード６４ｂにワイヤボンディングする。
【００５８】
次に、図７（ｃ）に示すように、発光素子４１および受光素子４２を発光波長に対して透明な樹脂でモールド（インナモールド）し、発光部２１および受光部２２を形成する。
【００５９】
次に、図７（ｄ）に示すように、電極端子部６７の機械的強度を保つために、幅広の各電極端子６７ａ、６７ｂ、６７ｃをＵ字状に折り曲げ、連接バー６５、６６の不要な部分をカットし、電極リード６２ａ、６２ｂを途中の折り返し部の手前でＬ字状に折り曲げ、電極リード６４ａ、６４ｂを途中のクランク部６４ｃ、６４ｄに至る手前でＬ字状に折り曲げる。
【００６０】
次に、電極リード６２ａ、６２ｂの折り返し部６２ｃ、６２ｄおよび電極リード６４ｂのクランク部６４ｄの後の電極リード６４ｅをそれぞれＶ字状に折り曲げ、リードフレーム６０のカット＆フォーミングを行う。
【００６１】
次に、図７（ｄ）に示すように、全体を発光波長に対して不透明な樹脂でモールド（アウタモールド）することにより、光結合装置７０が得られる。
【００６２】
以上説明したように、本実施例では、第１マウントベッド６１の先端と第２マウントベッド６３の先端とが反対方向に対向して配置されたリードフレーム６０を用いているので、対向配置される発光部２１と受光部２２の間隔Ｌがリードフレーム６０のデザインによって一義的に定まり、発光部２１と受光部２２の間隔Ｌを組み立て時に調整する手間が省けるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の実施例１に係るリードフレームを示す斜視図。
【図２】本発明の実施例１に係るリードフレームの使用される状態を示す斜視図。
【図３】本発明の実施例１に係る光結合装置の内部が透視された斜視図。
【図４】本発明の実施例１に係る光結合装置の製造工程を順に示す断面図。
【図５】本発明の実施例１に係る光結合装置の製造工程を順に示す断面図。
【図６】本発明の実施例２に係るリードフレームを示す平面図。
【図７】本発明の実施例２に係る光結合装置の製造工程を順に示す断面図。
【符号の説明】
【００６４】
１０、６０  リードフレーム
１１、６１  第１マウントベッド
１２、６２  第１電極リード部
１２ａ、１２ｂ、１４ａ、１４ｂ、６２ａ、６２ｂ、６４ａ、６４ｂ、６４ｅ  電極リード
１３、６３  第２マウントベッド
１４、６４  第２電極リード部
１４ｃ、１４ｄ、６２ｃ、６２ｄ  折り返し部
１５、１６、６５、６６  連接バー
１７、６７  電極端子部
１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、６７ａ、６７ｂ、６７ｃ  電極端子
２１ａ  発光素子（第１光半導体素子）
２１  発光部
２２ａ  受光素子（第２光半導体素子）
２２  受光部
３０、７０  光結合装置
３１  凹部
３２  発光用スリット
３３  受光用スリット
３４  樹脂
３５  コネクタ
３６  鉤爪
４１  発光素子
４２  受光素子
４３、４４  ワイヤ
６４ｃ、６４ｄ  クランク部
【図１】
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【図２】
2008124272.tif 000004
【図３】
2008124272.tif 000005
【図４】
2008124272.tif 000006
【図５】
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【図６】
2008124272.tif 000008
【図７】
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