(57)【要約】【課題】光結合効率がよく、かつ良品質を保持できる光結合型半導体リレーを提供する。【解決手段】発光側リードフレーム１に設けた発光素子２と、受光側リードフレーム３に設けた受光素子４とを対向配設し、これらの発光素子２、受光素子４と、出力制御素子６とを含む空間を、柔軟性を有した透光性材料７で充たして内部保護空間１１を構成し、その外側を遮光性成形樹脂８で覆った構造にしている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光側リードフレームに設けた発光素子と、受光側リードフレームに設けた受光素子とを対向配設し、これらの発光素子、受光素子と、出力制御素子とを含む空間を、柔軟性を有した透光性材料で充たして内部保護空間を構成し、その外側を遮光性成形樹脂で覆った構造にしていることを特徴とする光結合型半導体リレー。
【請求項２】
請求項１において、
上記透光性材料は、紫外線、熱などを加えることで硬化する特性を有したものであることを特徴とする光結合型半導体リレー。
【請求項３】
請求項１、２のいずれか１項において、
上記出力制御素子は、出力用リードフレームに設けられ、上記受光素子とボンディングワイヤで接続され、
上記内部保護空間には、ボンディングワイヤの全体が封入されていることを特徴とする光結合型半導体リレー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光素子、受光素子による光結合を利用した光結合型半導体リレーに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、光結合型半導体リレーとして、それぞれのリードフレームに設けた発光素子と受光素子とを対向させて光結合空間を形成し、その空間に、外部光が入り込むことを防止するための黒色などの遮光性の成形樹脂で封止したものがある（例えば特許文献１）。
【０００３】
図２、図３はこの種の従来例を示した図で、図２は各リードフレーム１０１、１０３に設けた発光素子１０２、受光素子１０４を含む光結合空間１１０を透明シリコーン１０７で覆い、さらにリードフレーム１０５に設けた出力制御素子１０６を含む集積空間をエポキシ系の遮光性成形樹脂１０８で覆って封止したもので、図３は発光素子１０２のみを透明シリコーン１０７で覆い、集積空間をエポキシ系の透光性成形樹脂１１１で覆い、さらにそのまわりをエポキシ系の遮光性成形樹脂１０８で覆って封止したものである。１０９は、受光素子１０４と出力制御素子１０６とを接続するボンディングワイヤである。
【０００４】
ここで、透明シリコーン１０７は、ＪＣＲ（ジャンクション・コーティング・レジン）として使用される。すなわち透明シリコーン１０７は、発光素子１０２と受光素子１０４との光結合をさせるための光結合空間１１０を確保するために使用されるが（特に図３の例）、さらに、その柔軟性によって、発光ダイオードなどの発光素子１０２を成形樹脂１０８、１１１の応力歪みから保護するためにも使用される。
【０００５】
また、このような透明シリコーン１０７は、原子間の結合が強いため分子構造が破壊されにくく、さらに不純物の含有率も低いという特性も有し、また絶縁性にもすぐれている。
【０００６】
この透明シリコーン１０７は、半導体リレーにおいて、半導体素子の微小空間に対し微量を滴下、塗布することによって、保護材として形成されている。
【特許文献１】特開２００３−８０５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところが、図２の例では、透明度の高い透明シリコーン１０７によって効率のよい光結合がされる反面、透明シリコーン１０７と遮光性成形樹脂１０８との間に界面１１２（隙間）ができるため、発光素子１０２と受光素子１０４間の絶縁耐電圧が小さくなり、透明シリコーン１０７の高い絶縁性は発揮できず、絶縁性が低下してゆき、そのため良好な品質を保持できなくなるおそれがある。
【０００８】
さらに、受光素子１０４と出力制御素子１０６とを接続するボンディングワイヤ１０９は、異なる熱膨張率の透明シリコーン１０７と遮光性成形樹脂１０８とにわたり配設されているため、熱を受けると、境界にあたる箇所が傷んでくるおそれがある。
【０００９】
また、図３の例では、発光素子１０２を応力緩和のために透明シリコーン１０７で覆うが、滴下、塗布による作業では製造上のバラツキにより発光素子１０２が完全に覆われない場合もあり、発光素子１０２が成形樹脂１０８、１１１から受ける応力により発光効率が低下し、品質低下をまねくおそれがある。また、図３の例は、エポキシ系の透光性成形樹脂１１１で光結合空間を形成しているが、この透光性成形樹脂１１１は透明シリコーン１０７よりも光透過率が低いため、図２のものより光結合効率は劣る。
【００１０】
本発明は、このような事情を考慮して提案されたもので、その目的は、光結合効率がよく、かつ良品質を保持できる半導体リレーを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の光結合型半導体リレーは、発光側リードフレームに設けた発光素子と、受光側リードフレームに設けた受光素子とを対向配設し、これらの発光素子、受光素子と、出力制御素子とを含む空間を、柔軟性を有した透光性材料で充たして内部保護空間を構成し、その外側を遮光性成形樹脂で覆った構造にしている。
【００１２】
請求項２に記載の光結合型半導体リレーは、透光性材料が、紫外線、熱などを加えることで硬化する特性を有したものである。
【００１３】
請求項３に記載の光結合型半導体リレーは、出力制御素子が出力用リードフレームに設けられ、受光素子とボンディングワイヤで接続され、内部保護空間にはボンディングワイヤの全体が封入されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１に記載の光結合型半導体リレーによれば、発光素子、受光素子と、出力制御素子とを含む空間は柔軟性を有した透光性材料で充たされるため、外皮となる硬質の遮光性成形樹脂の応力の影響を受けることがなく、発光素子は適切に保護される。また、沿面距離が長くなるため、透光性材料と遮光性成形樹脂との界面による問題もほとんどない。つまり、透光性材料により高い光結合効率が維持でき、かつ発光素子の発光効率が低下するおそれもない。
【００１５】
請求項２に記載の光結合型半導体リレーによれば、透光性材料は紫外線、熱などを加えることで硬化する特性を有しているため、充填後、硬化させれば、内部保護空間は適度な保形状態となり、外側の遮光性成形樹脂による成形がしやすくなる。
【００１６】
請求項３に記載の光結合型半導体リレーによれば、受光素子と出力制御素子とを接続するボンディングワイヤの接合部を含む全体が同一の熱膨張特性を有した透光性材料で覆われるため、ボンディングワイヤはストレスがかからず、切断、劣化を防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下に、本発明の実施の形態について、添付図面とともに説明する。
【００１８】
図１は、本発明の一例である光結合型半導体リレーの要部縦断面図である。
【００１９】
この光結合型半導体リレー２０は、発光側リードフレーム１に設けた発光素子２と、受光側リードフレーム３に設けた受光素子４とを対向配設し、これら２つのリードフレーム１、３と、これらの発光素子２、受光素子４を含む光結合空間１０と、受光素子４の出力によってオン、オフする出力制御素子６と、この出力制御素子６を設けた出力用リードフレーム５とを、透明シリコーンなどの透光性材料７で覆い、その外側を暗色のエポキシ系などの遮光性成形樹脂８で覆った構造にしている。
【００２０】
また、受光素子４と出力制御素子６とはボンディングワイヤ９で接続されており、ボンディングワイヤ９全体が透明シリコーン７で覆われている。
【００２１】
なお、発光側リードフレーム１、出力制御素子を設けたリードフレーム５はそれぞれ、下方に入力端子片１ａ、出力端子片５ａを形成している。
【００２２】
透明シリコーン７は、透明度が高く、含有不純物が少なく、絶縁性も高いという特性を有し、粘性の低い液状化状態（水あめ状）のものを硬化させて使用し、硬化した状態では保形性と柔軟性を有している。
【００２３】
この半導体リレー２０を製造する際、まず、所定の空間に各リードフレーム１、３、５に設けた発光素子２、受光素子４、出力制御素子６を配置し、その空間に透明シリコーン７を粘性の低い液状化状態で満遍なく充填させ、その後、熱や紫外線などを当てて、保形性を有する程度に硬化させ、最後に、エポキシ系の遮光性成形樹脂８で所定の形状に成形する。
【００２４】
このように、この半導体リレー２０は、光結合空間１０に加えて、出力制御素子６、各リードフレーム１、３、５、ボンディングワイヤ９を含んだ空間１１には、透明シリコーン７が、硬質の遮光性成形樹脂８で形成される外殻の内方に隙間なく充填され、内部保護空間１１が形成される。
【００２５】
この構成によれば、上記保護空間１１に柔軟性のある透明シリコーン７が充填されるため、透明度の高い状態で高効率の光結合が可能となり、さらに外周の遮光性成形樹脂８から熱膨張による応力の影響を受けることがほとんどなく、発光素子２は適切に保護され得、その結果、発光効率の低下を大幅に緩和することができる。
【００２６】
また、受光素子４、出力制御素子６も不純物の少ない透明シリコーン７で覆われるため、遮光性成形樹脂８に含まれる微小不純イオンから適切に保護され、品質低下を防止できる。さらに、受光素子４と出力制御素子６とを接続するボンディングワイヤ９もその全体が同一の熱膨張特性を有した透明シリコーン７で覆われるため、ボンディングワイヤ９に外力が加わることがほとんどなく、適切に保護されて劣化、切断を防止できる。
【００２７】
また、透明シリコーン７による保護の領域が大きいため、その外周の遮光性成形樹脂８との界面１２により絶縁性が低下するおそれや、遮光性成形樹脂８が内部保護空間１１に対して応力の影響を与えるおそれもほとんどない。
【００２８】
さらに、透明シリコーン７が紫外線、熱などを加えることで硬化する特性を有しているため、充填する保護空間１１を適度な保形状態に硬化、成形してから、外側の遮光性成形樹脂で封止することができ、製造も容易である。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の一例である光結合型半導体リレーの要部縦断面図である。
【図２】従来の光結合型半導体リレーの一例を示した図である。
【図３】従来の光結合型半導体リレーの他例を示した図である。
【符号の説明】
【００３０】
２０      光結合型半導体リレー
１      発光側リードフレーム
２      発光素子
３      受光側リードフレーム
４      受光素子
５      出力用リードフレーム
６      出力制御端子
７      透明シリコーン（透光性材料）
８      遮光性成形樹脂
９      ボンディングワイヤ
１０      光結合空間
１１      内部保護空間
１２      界面
【図１】
2008159750.tif 000003
【図２】
2008159750.tif 000004
【図３】
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