(57)【要約】【課題】  従来の光結合装置では、十分に小型化を図ることは困難であった。【解決手段】  受光面と当該受光面に対向する対向面を有する受光素子４、発光面と当該発光面に対向する対向面を有する発光素子３、が対向配置されて構成される第１光結合ユニットＵＮＩＴ１と、受光面と当該受光面に対向する対向面を有する受光素子６、発光面と当該発光面に対向する対向面を有する発光素子７、が対向配置されて構成される第２光結合ユニットＵＮＩＴ２と、を備え、受光素子６の対向面は、受光素子４の対向面に貼り合わされる。これによって、フォトカプラ１を十分に小型化することができる。【選択図】    図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１受光素子と第１発光素子とが対向して配置された第１光結合ユニットと、
第２受光素子と第２発光素子とが対向して配置された第２光結合ユニットと、
前記第１受光素子及び前記第１発光素子に電気的な接続を与える第１ランド部、前記第２受光素子及び前記第２発光素子に電気的な接続を与える第２ランド部、から構成されるリードフレームと、
を備え、
前記第２光結合ユニットは、前記リードフレームの上に搭載された前記第１光結合ユニットの直上に搭載される、光結合装置。
【請求項２】
前記第１光結合ユニット及び前記第２光結合ユニットを封止するモールド部をさらに備えることを特徴とする請求項１記載の光結合装置。
【請求項３】
前記第１ランド部と前記第２ランド部とは、前記モールド部内において、実質的に同一の平面に配置されることを特徴とする請求項２記載の光結合装置。
【請求項４】
前記第１受光素子又は前記第１発光素子は、前記モールド部内において、前記第１ランド部にバンプを介して電気的に接続され、
前記第２受光素子又は前記第２発光素子は、前記モールド部内において、前記第２ランド部にワイヤを介して電気的に接続されることを特徴とする請求項３記載の光結合装置。
【請求項５】
前記第２光結合ユニットは、前記第２受光素子の受光面に対向する対向面又は前記第２発光素子の発光面に対向する対向面が、前記第１受光素子の受光面に対向する対向面又は前記第１発光素子の発光面に対向する対向面に貼り合わされて、前記第１光結合ユニットの直上に搭載されることを特徴とする請求項１記載の光結合装置。
【請求項６】
前記第２光結合ユニットは、前記第２受光素子の前記対向面又は前記第２発光素子の前記対向面が、接着層を介して、前記第１受光素子の前記対向面又は前記第１発光素子の前記対向面に貼り合わされて、前記第１光結合ユニットの直上に搭載されることを特徴とする請求項５記載の光結合装置。
【請求項７】
前記第１光結合ユニットは、前記第１発光素子が、当該第１発光素子より大きいチップサイズの前記第１受光素子の上に搭載されることで構成され、
前記第２光結合ユニットは、前記第２発光素子が、当該第２発光素子より大きいチップサイズの前記第２受光素子の上に搭載されることで構成されることを特徴とする請求項５記載の光結合装置。
【請求項８】
前記第１発光素子は、一面に配線層を有する透光性の第１絶縁膜を挟んで、前記第１受光素子に搭載され、
前記第２発光素子は、一面に配線層を有する透光性の第２絶縁膜を挟んで、前記第２受光素子に搭載されることを特徴とする請求項７記載の光結合装置。
【請求項９】
前記モールド部は、
第３受光素子と第３発光素子とが対向配置された第３光結合ユニットと、
前記第３光結合ユニットの直上に搭載され、第４受光素子と第４発光素子とが対向配置された第４光結合ユニットと、をさらに封止することを特徴とする請求項２記載の光結合装置。
【請求項１０】
第１受光素子と第１発光素子とが対向して配置された第１光結合ユニットを用意し、
第２受光素子と第２発光素子とが対向して配置された第２光結合ユニットを用意し、
前記第１受光素子及び前記第１発光素子に電気的な接続を与える第１ランド部、前記第２受光素子及び前記第２発光素子に電気的な接続を与える第２ランド部、から構成されるリードフレームを用意し、
前記第１光結合ユニットを前記リードフレームの上に搭載し、
前記第２光結合ユニットを前記第１光結合ユニットの直上に搭載する、光結合装置の製造方法。
【請求項１１】
前記第２受光素子の受光面に対向する対向面又は前記第２発光素子の発光面に対向する対向面を、前記第１受光素子の受光面に対向する対向面又は前記第１発光素子の発光面に対向する対向面に貼り合わせて、前記第２光結合ユニットを前記第１光結合ユニットの直上に搭載することを特徴とする請求項１０記載の光結合装置の製造方法。
【請求項１２】
前記第２受光素子の前記対向面又は前記第２発光素子の前記対向面を、接着剤を用いて、前記第１受光素子の前記対向面又は前記第１発光素子の前記対向面に貼り合わせて、前記第２光結合ユニットを前記第１光結合ユニットの直上に搭載する、請求項１１記載の光結合装置の製造方法。
【請求項１３】
前記第１光結合ユニットを、バンプを介して前記リードフレームの前記第１ランド部に搭載し、
前記第２光結合ユニットを、ワイヤを用いて、前記リードフレームの前記第２ランド部に電気的に接続する、請求項１０記載の光結合装置の製造方法。
【請求項１４】
受光面と当該受光面に対向する対向面を有する第１受光素子、発光面と当該発光面に対向する対向面を有する第１発光素子、が対向配置されて構成される第１光結合ユニットと、
受光面と当該受光面に対向する対向面を有する第２受光素子、発光面と当該発光面に対向する対向面を有する第２発光素子、が対向配置されて構成される第２光結合ユニットと、を備え、
前記第２受光素子の前記対向面又は前記第２発光素子の前記対向面は、前記第１受光素子の前記対向面又は前記第１発光素子の前記対向面に貼り合わされる、光結合装置。
【請求項１５】
前記第１光結合ユニット及び前記第２光結合ユニットから構成される第１光結合ブロックが、
前記第１受光素子及び前記第１発光素子に電気的な接続を与える第１ランド部、前記第２受光素子及び前記第２発光素子に電気的な接続を与える第２ランド部、から構成されるリードフレームの上に搭載されることを特徴とする請求項１４記載の光結合装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光結合装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、通信機器やＦＡ装置をはじめとする様々な電子機器で小型化が進んでいる。これに伴って、これらの電子機器に使用される半導体装置の小型化の必要性が高まっている（特許文献１乃至５参照）。特に、上述の電子機器に複数個使用されるフォトカプラ（光結合装置）については、小型の要求が特に強い。
【０００３】
特許文献５には、モールド封止された個々のフォトカプラを積む構成が開示されている。しかしながら、単に既存のモールド封止されているフォトカプラを積むのみでは、フォトカプラ全体の小型化を十分に図ることはできない。すなわち、モールド封止されることによって、これに内包される受光素子及び発光素子は、モールド部の内部に機械的に固定されるとともに、モールド部により、外部環境からの汚染が防がれ、かつ外部環境（温度、湿度等）の変化による故障が抑制される。しかしながら、所定の厚みを持たせてモールド部を構成する必要があるため、フォトカプラの小型化を阻害する。
【０００４】
特許文献１には、１つのモールド部の中に、発光素子と受光素子のペアを２組含めている。これによって、発光素子と受光素子のペアを１組しか含まないフォトカプラを複数個用意するより、全体として装置の小型化を図ることができる。しかしながら、特許文献１では、発光素子を搭載するリードフレームの上部分に１組目の発光素子と受光素子のペアを配置し、その下部分に２組目の発光素子と受光素子のペアを配置している。この場合には、上述のリードフレームの上に置かれる２つの発光素子には、それぞれ異なる電気的な接続を与える必要がある。従って、その分、それらを搭載するリードフレームの平面方向の幅を広げる必要がある。
【特許文献１】実公平６−２７９６９
【特許文献２】特開２００２−２３７６１５
【特許文献３】公開特許公報昭５９−２２９８８３
【特許文献４】公開実用新案公報昭６１−１３４０６０
【特許文献５】特開２００４−２１４３５２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の光結合装置では、十分に小型化を図ることは困難であった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明にかかる光結合装置は、（１）第１受光素子と第１発光素子とが対向して配置された第１光結合ユニットと、（２）第２受光素子と第２発光素子とが対向して配置された第２光結合ユニットと、（３）前記第１受光素子及び前記第１発光素子に電気的な接続を与える第１ランド部、前記第２受光素子及び前記第２発光素子に電気的な接続を与える第２ランド部、から構成されるリードフレームと、を備え、（４）前記第２光結合ユニットは、前記リードフレームの上に搭載された前記第１光結合ユニットの直上に搭載される。
本発明にかかる光結合装置は、（１）受光面と当該受光面に対向する対向面を有する第１受光素子、発光面と当該発光面に対向する対向面を有する第１発光素子、が対向配置されて構成される第１光結合ユニットと、（２）受光面と当該受光面に対向する対向面を有する第２受光素子、発光面と当該発光面に対向する対向面を有する第２発光素子、が対向配置されて構成される第２光結合ユニットと、を備え、（３）前記第２受光素子の前記対向面又は前記第２発光素子の前記対向面は、前記第１受光素子の前記対向面又は前記第１発光素子の前記対向面に貼り合わされる。
【０００７】
本発明にかかる光結合装置の製造方法は、（１）第１受光素子と第１発光素子とが対向して配置された第１光結合ユニットを用意し、（２）第２受光素子と第２発光素子とが対向して配置された第２光結合ユニットを用意し、（３）前記第１受光素子及び前記第１発光素子に電気的な接続を与える第１ランド部、前記第２受光素子及び前記第２発光素子に電気的な接続を与える第２ランド部、から構成されるリードフレームを用意し、（４）前記第１光結合ユニットを前記リードフレームの上に搭載し、（５）前記第２光結合ユニットを前記第１光結合ユニットの直上に搭載する。
【０００８】
第２光結合ユニットが第１光結合ユニットの上に搭載されることで、第２光結合ユニットが第１光結合ユニットに隣り合って配置される場合と比較して十分に光結合装置を小さくすることができる。この光結合装置をモールド封止すれば、従来に比べて、格段に光結合装置の小型化を図ることができる。
【発明の効果】
【０００９】
光結合装置を十分に小型化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を用いて、本発明の実施の形態について説明する。尚、図面は簡略的なものであって、示された構成要素の正確な大きさ等を示すものではない。また、本図面に基づいて、本発明の技術的範囲を狭めるように解釈してはならない。また、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略するものとする。
【００１１】
[第１の実施の形態]
図１に、第１の実施の形態にかかるフォトカプラ（光結合装置）１の斜視図を示す。図１には、受光素子４、接着層５、受光素子６、絶縁膜９、配線層１１、中間充填層１３、発光素子７が示されている。示されたＸ軸に沿って、受光素子４の上には、接着層５、受光素子６、絶縁膜９、発光素子７が積まれている。
絶縁膜９の上には、配線層１１が形成されている。また、絶縁膜９と発光素子７との間には、中間充填層１３が充填されている。受光素子６は、その表面にカソード端子１６ａとアノード端子１６ｂを有する。配線１１ａは、発光素子７のカソード端子（不図示）に接続され、配線１１ｂは、発光素子７のアノード端子（不図示）に接続される。
【００１２】
ここで、図２を用いて、図１に示されたラインＡ−Ａのおけるフォトカプラ１の構成を具体的に説明する。図２に示すように、フォトカプラ１は、発光素子３，７、受光素子４，６、接着層５、絶縁膜８，９、配線層１０，１１、中間充填層１２，１３、バンプ１４を含む。
【００１３】
フォトカプラ１は、１個目の光結合ユニットＵＮＩＴ１（第１光結合ユニット）を有する。第１光結合ユニットは、発光素子３（第１発光素子）、受光素子４（第１受光素子）、絶縁膜８（第１絶縁膜）、配線層１０、バンプ１４、中間充填層１２（第１中間充填層）を含む。発光素子３と受光素子４との間には、絶縁膜８、配線層１０、バンプ１４がある。
【００１４】
発光素子３は、化合物半導体等から構成されるＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）であって、発光面３ａと発光面３ａに対向する対向面３ｂを有する。また、発光面３ａにカソード端子１５ａを有する。発光素子３は、受光素子４よりもチップサイズが小さい。
受光素子４は、シリコン半導体等から構成される構成されるＰＤ（Ｐｈｏｔｏ  Ｄｉｏｄｅ）であって、受光面４ａと受光面４ａに対向する対向面４ｂを有する。また、受光面４ａにカソード端子１６ａを有する。受光素子４は、受光面４ａ側に受光領域ＤＡを有する。受光領域ＤＡは、例えば、Ｎ型エピタキシャル層及びこの内部に拡散形成されたＰ型領域とから構成されるＰＮ接合である。
【００１５】
なお、発光素子３と受光素子４の詳細な断面構造は図示されていない。すなわち、受光素子４の受光面４ａの表面にあるべき酸化層及びこれに内在する配線層等は省略されている。
【００１６】
発光素子３の発光面３ａと受光素子４の受光面４ａとは、互いに向き合って配置される。発光素子３の発光面３ａからは、所定波長の光が出力され、受光素子４の受光面４ａに入射される。すなわち、発光素子３の発光面３ａと受光素子４の受光面４ａとの間に、光チャネルが形成される。この光チャネルは、発光素子３の発光面３ａと受光素子４の受光面４ａに垂直に交差する軸に沿って形成される。
【００１７】
受光素子４の受光面４ａの上には絶縁膜８がある。絶縁膜８は、発光素子３から受光素子４に与えられる所定波長の光に対して透明なものである。絶縁膜８は、例えば、ポリイミド等から絶縁性の樹脂材料から構成されるものであってもよく、酸化膜（ＳｉＮ３、ＳｉＯ２）であっても良い。また、フィルム等のシート状材料から構成されても良い。
【００１８】
絶縁膜８の一面には配線層１０が形成される。絶縁膜８の上には、発光素子３がバンプ１４を挟んで実装される。これによって、発光素子３は、絶縁膜８の一面に形成されている配線層１０に接続される。なお、配線層１０は、発光素子３のアノード端子に接続される部分と、発光素子３のカソード端子に接続される部分とを有する。これらの部分は、互いに離間している。
発光素子３と絶縁膜８との間には、中間充填層１２が充填される。この中間充填層１２は、絶縁膜８と同様に、発光素子３から受光素子４に与えられる光の帯域に対して透明なものである。このようにして、受光素子４上に形成された絶縁膜８に発光素子３が実装されることで、発光素子３は受光素子４の上に搭載され、第１光結合ユニットが構成される。第１光結合ユニットは、発光素子３と受光素子４との間に形成される１つの光チャネルを有する。
【００１９】
フォトカプラ１は、２個目の光結合ユニットＵＮＩＴ２（第２光結合ユニット）を有する。第２光結合ユニットは、発光素子７（第２発光素子）、受光素子６（第２受光素子）、絶縁膜９（第２絶縁膜）、配線層１１、バンプ１４、中間充填層１３（第２中間充填層）を含む。
【００２０】
第２の光結合ユニットの構成は、第１の光結合ユニットの構成と等しい。すなわち、発光素子７は発光素子３に対応し、受光素子６は受光素子４に対応し、絶縁膜９は絶縁膜８に対応し、配線層１１は配線層１０に対応し、中間充填層１３は中間充填層１２に対応する。また、発光面７ａは発光面３ａに対応し、発光面７ａに対向する対向面７ｂは受光面３ａに対向する対向面３ｂに対応する。受光面６ａは受光面４ａに対応し、受光面６ａに対向する対向面６ｂは、受光面４ａに対向する対向面４ｂに対応する。
【００２１】
本実施形態においては、第２光結合ユニットが第１光結合ユニットの直上に搭載されている。換言すると、第１光結合ユニットを構成する受光素子４の直上に、第２光結合ユニットを構成する受光素子６が搭載される。第１光結合ユニットを構成する受光素子４の上には、あらかじめ発光素子３が搭載されている。また、第２光結合ユニットを構成する受光素子６の上には、あらかじめ発光素子７が搭載されている。すなわち、第１受光素子４の対向面４ｂに第２受光素子６の対向面６ｂが貼り合わされることで、第２光結合ユニットは、第１光結合ユニットの直上に搭載される。従って、簡易に第１光結合ユニットと第２光結合ユニットとから構成される光結合ブロック（第１光結合ブロック）を用意することができる。つまり、フォトカプラ１を小型なものとしたままで、光チャネルを複数（ここでは２つ）有する第１光結合ブロックを構成することができる。なお、上述の第１光結合ブロックは、第２光結合ユニットが第１光結合ユニットの直上に搭載されることで構成されるものであり、発光素子３、受光素子４、受光素子６、発光素子７が、この順で積層されて構成される。
【００２２】
この点について、図３を用いて補足する。図３には、フォトカプラ１の幅（図１におけるＺ軸に沿う方向）に関して、本実施形態の場合と、比較例の場合との比較結果が示されている。尚、比較例では、図３に示されているように、第１光結合ユニットと第２光結合ユニットとは互いに横並びに配置されている。
なお、図３においては、説明の便宜上、光結合ユニットに関する符号は省略されている。この点については、受光素子の基板部分にＵＮＩＴと明示的に示すに留め、示された光結合ユニットの構成は、図２に付された光結合ユニットの構成と同一のものとする。
【００２３】
図３に示すように、本実施形態に場合は、フォトカプラ１の幅はｗである。しかしながら、比較例のフォトカプラの幅は２×ｗである。すなわち、本実施形態にように、第２光結合ユニットを第１光結合ユニットの直上に搭載し、第１光結合ブロックを構成させることによって、フォトカプラの幅が広がることを解消しつつ、光チャネルを複数にすることが可能となる。
【００２４】
なお、第２光結合ユニットを第１光結合ユニットの直上に搭載し、第１光結合ブロックを構成させることによって全体の厚み（Ｘ軸に沿う厚み）は増加してしまう。しかし、一般的に半導体から構成されるＬＥＤやＰＤは非常に薄い。従って、特許文献４記載のように１つの光チャネルの光結合素子を積むよりは、格段に装置全体の厚みも抑えることができる。
【００２５】
また、第２光結合ユニットは、接着層５を挟んで、第１光結合ユニットの直上に搭載されている。これによって、第１光結合ユニットと第２光結合ユニットとは、機械的に十分に固定され、たとえトランスファーモールド等によって充填材料（樹脂）を注入したとしても第２光結合ユニットが第１光結合ユニットから位置ずれすることはない。
接着層５は、発光素子から発光される所定波長の光に対して遮光性のある材料（例えば黒色系の接着材料）を用いると良い。なお、接着剤以外の他の接着技術（陽極接合等）を用いることも当業者であれば適宜選択可能である。
また、発光素子３よりもチップサイズが大きい受光素子４の上に、発光素子７よりもチップサイズが大きい受光素子６を搭載させている。すなわち、受光素子６の対向面６ｂと受光素子４の対向面４ｂとを貼り合わせている。このように、受光素子４と受光素子６とを貼り合わせるほうが、発光素子３と発光素子７とを貼り合わせる場合に比べて、貼り合わせ面積を広く確保できる。従って、第１光結合ユニット及び第２光結合ユニットから構成される第１光結合ブロックを機械的により安定なものとすることができる。
【００２６】
次に、図１に示したフォトカプラ１がリードフレーム上に配置されたフォトカプラ１００について、図４乃至図６を用いて説明する。なお、図４は、図１に対応する斜視図であり、図５は、図２に対応する断面構成図である。図６は、図４のフォトカプラを上面から見た概略図である。
なお、図５においては、説明の便宜上、光結合ユニットに関する符号は省略されている。この点については、受光素子の基板部分にＵＮＩＴと明示的に示すに留め、示された光結合ユニットの構成は、図２に付された光結合ユニットの構成と同一のものとする。
【００２７】
図４乃至図６に示すように、フォトカプラ１００は、図１に示したフォトカプラ１が金属性のリードフレーム２１の上に搭載されている。リードフレーム２１は、電気的に相互に絶縁された複数のランド部２１ａ〜２１ｈを有する。
【００２８】
まず、第２光結合ユニット（ＵＮＩＴ２）とリードフレーム２１との接続関係について、図６を参照しつつ説明する。ランド部２１ａは、ワイヤ２０によって、配線層１１ｂに接続される。これによって、発光素子７のアノード端子は、ランド部２１ａに接続される。ランド部２１ｂは、ワイヤ２０によって、配線層１１ｂに接続される。これによって、発光素子７のカソード端子は、ランド部２１ｂに接続される。
ランド部２１ｇは、ワイヤ２０によって、受光素子６のカソード端子１６ａに接続される。ランド部２１ｈは、ワイヤ２０によって、受光素子６のアノード端子１６ｂに接続される。
第２ランド部としての、ランド部２１ａ、２１ｂ、２１ｇ、２１ｈは、第２光結合ユニットに含まれる発光素子７及び受光素子６に電気的な接続を与える。
【００２９】
すなわち、ランド部２１ａ、２１ｂにバイアスを与えることによって、発光素子７は光を出力する。ランド部２１ｇ、２１ｈにバイアスを与えることによって、受光素子６は発光素子７から入力された光を光電流に変換する。
【００３０】
次に、第１光結合ユニット（ＵＮＩＴ１）とリードフレーム２１との接続関係について説明する。
図５に示すように、ランド部２１ｄは、バンプ１４によって、配線層１１ａに接続される。これによって、発光素子３のカソードは、ランド部２１ｄに接続される。ランド部２１ｃの接続関係は図において明示されていないが、バンプ（不図示）を介して、絶縁膜８上の配線層１０（不図示）に接続される。これによって、発光素子３のアノード（不図示）は、ランド部２１ｃに接続される。
【００３１】
図５に示すように、ランド部２１ｅは、バンプ１４によって、カソード端子１６ａに接続される。これによって、受光素子４のカソードは、ランド部２１ｅに接続される。ランド部２１ｆの接続関係は図において明示されていないが、バンプ（不図示）によって、受光素子４のアノード端子（不図示）に接続される。これによって、受光素子４のカソードは、ランド部２１ｆに接続される。
第１ランド部としての、ランド部２１ｃ、２１ｄ、２１ｅ、２１ｆは、第１光結合ユニットに含まれる発光素子３及び受光素子４に電気的な接続を与える。
【００３２】
すなわち、ランド部２１ｃ、２１ｄにバイアスを与えることによって、発光素子３は光を出力する。ランド部２１ｅ、２１ｆにバイアスを与えることによって、受光素子４は発光素子３から入力された光を光電流に変換する。
【００３３】
上述したように、第２光結合ユニットに含まれる受光素子６と発光素子７とは、いずれもワイヤを介して、リードフレーム２１のランド部に接続される。一方、第１光結合ユニットに含まれる発光素子３と受光素子４とは、いずれもバンプを介して、リードフレーム２１に接続される。このように構成することによって、実質的に同一の平面に配置されるリードフレームのみで、フォトカプラ１００を構成することができる。すなわち、リードフレーム２１の構造自体を特殊なものとする必要はない。
【００３４】
最後に、図４のフォトカプラ１００をモールドして得たフォトカプラ２００を図７に示す。なお、図７においては、説明の便宜上、光結合ユニットに関する符号は省略されている。この点については、受光素子の基板部分にＵＮＩＴと明示的に示すに留め、示された光結合ユニットの構成は、図２に付された光結合ユニットの構成と同一のものとする。
【００３５】
図７に示すように、フォトカプラ２００は、エポキシ樹脂等の充填材料から構成されるモールド部３０を有する。モールド部３０を構成する充填材料は、遮光性の材料である。すなわち、充填材料として遮光性の材料を用いることにより、外乱光によりフォトカプラ２００の内部に配置される受光素子が誤動作することを抑制できる。なお、第１光結合ユニットに形成される光チャネルと第２光結合ユニットに形成される光チャネルとの間のクロストークは、モールド部３０により、実際上問題ない程度に低減される。
モールド部３０内には、図１に示したフォトカプラ１、ワイヤ２０が完全に含まれている。リードフレーム２１のある部分はモールド部３０内に含まれるが、リードフレーム２１の他の部分は外部との電気的な接続を確保するためにモールド部３０外にある。すなわち、リードフレーム２１は、モールド部３０から露出している部分を有する。
図７に示すように、リードフレーム２１は、モールド部３０内において、実質的に同一の平面に配置される。ここでいう「実質的に同一の平面」とは、図７に示すように、多少の段差があっても良いことも意味する。
なお、リードフレームは、複数の相互に絶縁されたランド部２１ａ〜２１ｈを総称する用語であり、図７に示すように、モールド部３０から突出するように構成される必要はない。リードフレームは、モールド部の表面に露出している部分を有していれば、他の部材と電気的に接触することができるからである。リードフレームは、好適には、単層の金属層で構成されるが、他の構造を採用することも当業者であれば適宜可能である。
【００３６】
フォトカプラ２００は、そのモールド部３０内に２つの光結合ユニットを収納する。従って、光結合ユニットごとにモールド封止されたものを２つ縦積み又は横並びにするよりも、装置全体を十分に小型化することができる。また、モールド部３０内において、第２光結合ユニットは第１光結合ユニットの直上に搭載されている。従って、モールド部内において光結合ユニットを横並びにするよりも、素子を十分に小型化することができる。
【００３７】
最後に、図４に示されたフォトカプラ１００の製造工程について説明する。
【００３８】
まず、図８を用いて、第１光結合ユニットが製造される工程について説明する。なお、本実施形態においては、第２光結合ユニットの構成は、第１光結合ユニットの構成と同じであるから、第１光結合ユニットを製造することは、第２光結合ユニットを製造することに等しい。
【００３９】
まず、図８（ａ）に示すように、通常の半導体プロセス技術としての不純物拡散、酸化膜堆積、配線形成等の処理を行って、シリコンウェハーにダイシング前の受光素子４（以下、単に受光素子４）を複数形成する。
【００４０】
次に、図８（ｂ）に示すように、受光素子４の受光面４ａの上に絶縁膜８を形成する。絶縁膜８は、例えば、スパッタ等によって絶縁材料が堆積されることによって形成される。絶縁膜８が樹脂材料から構成される場合には、受光素子４の受光面４ａの上に樹脂材料をスピンコートしたうえで、リソグラフィー技術を適用する。絶縁膜８を形成した後、スパッタ等によって配線層１０を形成する。
【００４１】
次に、図８（ｃ）に示すように、バンプ１４を配線層１０の所定箇所に配置した上で、発光素子３をバンプ１４上に載置する。そして、これを加熱して、発光素子３を絶縁膜８上の配線層１０に固定する。このようにして、発光素子３は、受光素子４の上に搭載される。
【００４２】
次に、図８（ｄ）に示すように、発光素子３と受光素子４との間に、中間充填層１２を注入する。
そして、個々のチップに分割するためにダイシングを行うことで、複数の第１光結合ユニットが用意される。
【００４３】
次に図９を用いて、第１光結合ユニットと第２光結合ユニットとが、リードフレーム２１の上に実装される工程について説明する。
【００４４】
図９（ａ）に示すように、まず、ヒーター３１上にリードフレーム２１を用意する。ヒーターは、例えば金属からなる熱導電性部材であって、図示しない熱源から熱が供給される。ヒーターの上面は、リードフレームを成型するように凸部３２がある。また、この凸部３２の上面には、後述するように発光素子３を収納するための凹部３３がある。リードフレーム２１は、図示しない他の部材とヒーターとの間に挟むことによって成型しても良い。
【００４５】
次に、図９（ｂ）に示すように、第１光結合ユニットは、リードフレーム２１に対してフリップチップ実装される。このとき、ヒーターによってリードフレーム２１が加温されている。従って、第１光結合ユニットにあるバンプ１４が軟化され、意図したように第１光結合ユニットをリードフレーム２１に搭載させることができる。
【００４６】
次に、図９（ｃ）に示すように、第１光結合ユニットに含まれる受光素子４の一面（受光面に対向する対向面の上に接着材をペーストして接着層５を構成させたうえで、接着層５の上に、第２光結合ユニットを載せる。接着剤をペーストする際に、ヒーター３１は、リードフレームの加熱を停止しているため、第１光結合ユニットがリードフレームに対して位置ずれすることがない。
【００４７】
そして、最終的に、第２光結合ユニットにある端子と、リードフレームとをボンディング装置等を用いてワイヤで接続する。
【００４８】
このようにして、図４に示されたフォトカプラ１００は製造できる。図７に示されたフォトカプラ２００を製造するためには、この後、トランスファーモールド等の封止技術を用いてモールド封止する。
【００４９】
[第２の実施の形態]
次に、図１０に、第２の実施の形態にかかるフォトカプラ３００の概略図を示す。第１の実施の形態と異なる点は、モールド部３０内に含まれる光結合ユニットの個数である。すなわち、本実施の形態においては、フォトカプラ３００は、モールド部３０内に４個の光結合ユニット（ＵＮＩＴ１〜ＵＮＩＴ４）を含む。すなわち、モールド部３０は、第１光結合ユニット及び第１光結合ユニットのほか、第３光結合ユニットと第４光結合ユニットとをさらに封止する。このようにすることで、従来と比較して、光チャンネル数の増加にもかかわらず、格段にフォトカプラの小型化を図ることができる。
なお、本実施形態における第３光結合ユニットは、第１実施形態における第１光結合ユニットに対応する。本実施形態における第４光結合ユニットは、第１実施形態における第２光結合ユニットに対応する。第３光結合ユニットと第４光結合ユニットとから構成される第２光結合ブロックは、第１光結合ユニット及び第２光結合ユニットから構成される第１光結合ブロックに相当する。リードフレーム２１は、第３光結合ユニットに含まれる第３受光素子及び第３発光素子に電気的な接続を与え、第４光結合ユニットに含まれる第４受光素子及び第４発光素子に電気的な接続を与える。リードフレーム２１を、単層の金属配線で構成する場合には、第１光結合ブロックと第２光結合ブロックとは、平面視した場合に横並びに配置してもよい。
なお、図１０においては、説明の便宜上、光結合ユニットに関する符号は省略されている。この点については、受光素子の基板部分にＵＮＩＴと明示的に示すに留め、示された光結合ユニットの構成は、図２に付された光結合ユニットの構成と同一のものとする。
【００５０】
本発明は、上述の実施の形態に限られない。すなわち、フォトカプラの製造方法は、必ずしも、上述した製造方法に限らない。光結合ユニットを構成する受光素子と発光素子との配置構成を逆としても良い。受光素子と発光素子のサイズは、他のサイズに構成しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】第１の実施の形態にかかるフォトカプラの概略斜視図である。
【図２】図１のラインＡ−Ａにおける、フォトカプラの概略断面図である。
【図３】第１の実施の形態にかかるフォトカプラの小型化の程度を説明するための説明図である。
【図４】第１の実施の形態にかかるフォトカプラの概略斜視図である。
【図５】図４のラインＡ−Ａにおける、フォトカプラの概略断面図である。
【図６】図４に示されたフォトカプラの上面図である。
【図７】第１の実施の形態にかかるフォトカプラの概略断面図である。
【図８】第１の実施の形態にかかるフォトカプラ（光結合ユニット）の製造工程を説明するための図である。
【図９】第１の実施の形態にかかるフォトカプラの製造工程を説明するための図である。
【図１０】第２の実施の形態にかかるフォトカプラの概略図である。
【符号の説明】
【００５２】
１    フォトカプラ
４，６    受光素子
３，７    発光素子
５    接着層
８，９    絶縁膜
１０，１１    配線層
１２，１３    中間充填層
１４    バンプ
１５ａ    端子
１６ｂ    アノード端子
１６ａ    カソード端子
１６ｄ    カソード端子
１６ａ    端子
１６ｂ    端子
１６ａ    端子
２１    リードフレーム
２１ａ-２１ｈ    ランド部
２０    ワイヤ
３０    モールド部
１００    フォトカプラ
２００    フォトカプラ
３００    フォトカプラ
ＵＮＩＴ１    光結合ユニット
ＵＮＩＴ２    光結合ユニット
【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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