(57)【要約】【課題】小型化を図ることができ、製品特性や歩留り、信頼性の高いフォトカプラ装置とその製造方法、及びこれらに用いられるリードフレームを提供する。【解決手段】対向して設けられた発光素子４と受光素子５と、受光素子５と接続されるＭＯＳＦＥＴ６と、発光素子４が載置、接続される第１のリードフレーム１と、ＭＯＳＦＥＴ６が載置・接続され第１のリードフレーム１と対向する第２のリードフレーム２と、第２のリードフレーム２と一体成形された絶縁体部３を備え、絶縁体部３上に受光素子５が載置される。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
端部が互いに対向して配置された第１および第２のリードフレームと、前記第１のリードフレーム上に載置され、このリードフレームに電気的に接続された発光素子と、前記第２のリードフレームに対して一体成形された絶縁体と、この絶縁体上の前記発光素子に対向する位置に載置された受光素子と、前記第２のリードフレーム上に載置され、前記部受光素子と電気的に接続されたスイッチング素子と、前記第１および第２のリードフレームの互いに対向する端部間に充填された光透過性樹脂と、前記第１および第２のリードフレームの互いに対向する端部を前記各素子および光透過性樹脂とともに封止する封止樹脂とを備えたことを特徴とするフォトカプラ装置。
【請求項２】
前記第２のリードフレームは、スイッチング素子搭載用の幅広部を有する一対のストライプ状のフレームからなり、この一対のフレームは、前記絶縁体により一体に結合されていることを特徴とする請求項１記載のフォトカプラ装置。
【請求項３】
前記絶縁体は、金型を用いてモールド成形されることを特徴とする請求項２記載のフォトカプラ装置。
【請求項４】
第１および第２のリードフレームをそれらの端部が互いに対向するように配置する工程と、前記第１のリードフレーム上に発光素子を載置し、電気的に接続する工程と、前記第２のリードフレームに金型を用いて、絶縁体をモールド成形する工程と、前記絶縁体上の前記発光素子に対向する位置に受光素子を載置する工程と、前記発光素子および受光素子間に光透過性樹脂を充填する工程と、前記第１および第２のリードフレームの互いに対向する端部を前記各素子および光透過性樹脂とともに封止樹脂により封止する工程とを備えることを特徴とするフォトカプラ装置の製造方法。
【請求項５】
前記第２のリードフレームは、一対のストライプ状のフレームからなり、この一対のフレームは、前記絶縁体の成形により、一体に結合されることを特徴とする請求項４記載のフォトカプラ装置の製造方法。
【請求項６】
端部が互いに対向して配置される第１および第２のリードフレームと、この第２のリードフレームに、絶縁性樹脂からなる絶縁体が一体成形されていることを特徴とするフォトカプラ装置用リードフレーム。
【請求項７】
前記第２のリードフレームは、一対のストライプ状のフレームからなり、この一対のフレームは、前記絶縁体の成形により、一体に結合されていることを特徴とする請求項６記載のフォトカプラ装置用リードフレーム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フォトリレー等のフォトカプラ装置とその製造方法及びこれに用いられるリードフレームに関する。
【０００２】
【従来の技術】
フォトカプラは、同一パッケージ内に発光素子（入力側）と受光素子（出力側）を光学的に結合させたデバイスであり、入・出力問を電気的に絶縁することができるため、接地電位の異なる回路間の信号インターフェイスとして広く用いられている。このうち、出力側に光起電ダイオードとスイッチング素子であるＭＯＳＦＥＴを用いたものを、その特性面よりメカニカルリレーなどのリレーに対比してフォトリレーという。図４（ａ）に従来のフォトリレーの断面構造を示す。リードフレーム１，２’は対向して設置され、リードフレーム２’上に絶縁体部３’が形成されている。リードフレーム１上には発光素子である発光ダイオード４がダイボンディングされ、絶縁体部３’上には受光素子である光起電ダイオード５がマウントされ、リードフレーム２’上にダイボンディングされたＭＯＳＦＥＴ６とワイヤー７によりボンディング接続されている。発光ダイオード４と光起電ダイオード５は、透明樹脂８を介して対向しており、これらは各リードフレーム１，２の端子部分を除いて封止樹脂９により同一パッケージ内に封止されている。
【０００３】
そして、電気信号を発光ダイオード４により光信号に変換し、光透過性樹脂８と封止樹脂９の界面を反射しながら光透過性樹脂８を通過した光を光起電ダイオード５が受けて電圧変換し、この電圧がゲート電圧となって、ＭＯＳＦＥＴ６を駆動することにより信号伝達が行われる。
【０００４】
なお、図４に示した従来例とほぼ同じ内容の素子が下記特許文献に記載されている。
【０００５】
【特許文献１】
特許第３０４６４３２号（図８およびその説明）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
このようなフォトリレーにおいて、光起電ダイオードは、ＭＯＳＦＥＴと電気的に絶縁されたリードフレーム上に載置され、ＭＯＳＦＥＴとワイヤーボンディングにより接続されている。このとき、絶縁方法には、図４（ｂ）に上面図を示すようにリードフレーム２’上に絶縁体３’を設けて絶縁するという方法が用いられる。すなわち、絶縁体を形成する際、一般に図５に示すように、リードフレーム２’上に液状のポリイミド系の絶縁樹脂１３’をシリンジノズル１４より塗布した後、硬化させるという方法（ディスペンス法）を用いている。しかしこのディスペンス法では、絶縁体形状を制御するのが困難であり、厚さ、サイズ、平面度のばらつきが生じるため、現行パッケージサイズ（６．４×２．５４ｍｍ）からの小型化が困難であるとともに、リードフレーム、ペレット間の絶縁不良、マウント時のペレット傾きによるボンディング不良といった問題があった。
【０００７】
また、リードフレームを分離してしまうことにより絶縁する方法も用いられているが、図６（ａ）に上面図を示すように、リードフレーム２’’が分離されているので、（ｂ）に示すパッケージに封止するまで保持する必要があった。すなわち、吊ピン１５を設けたリードフレームを形成し、パッケージ後に吊ピンを切断（吊ピン方式）するため、吊ピンの切断部と封止樹脂の界面よりパッケージ内に水分などが浸入し、製品特性上の不具合、信頼性が低下するという問題があった。
【０００８】
そこで、本発明は、このような従来のリードフレームにおける問題を除去し、小型化を図ることができ、製品特性や歩留り、信頼性の高いフォトリレー等のフォトカプラ装置とその製造方法、及びこれに用いられるリードフレームを提供することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明のフォトカプラ装置は、端部が互いに対向して配置された第１および第２のリードフレームと、前記第１のリードフレーム上に載置され、このリードフレームに電気的に接続された発光素子と、前記第２のリードフレームに対して一体成形された絶縁体と、この絶縁体上の前記発光素子に対向する位置に載置された受光素子と、前記第２のリードフレーム上に載置され、前記部受光素子と電気的に接続されたスイッチング素子と、前記第１および第２のリードフレームの互いに対向する端部間に充填された光透過性樹脂と、前記第１および第２のリードフレームの互いに対向する端部を前記各素子および光透過性樹脂とともに封止する封止樹脂とを備えたことを特徴とするものである。
【００１０】
また、本発明のフォトカプラ装置においては、前記第２のリードフレームは、スイッチング素子搭載用の幅広部を有する一対のストライプ状のフレームからなり、この一対のフレームは、前記絶縁体により一体に結合されていることを特徴とするものである。
【００１１】
さらに、本発明のフォトカプラ装置においては、前記絶縁体は、金型を用いてモールド成形されることを特徴とするものである。
【００１２】
本発明のフォトカプラ装置の製造方法は、第１および第２のリードフレームをそれらの端部が互いに対向するように配置する工程と、前記第１のリードフレーム上に発光素子を載置し、電気的に接続する工程と、前記第２のリードフレームに金型を用いて、絶縁体をモールド成形する工程と、前記絶縁体上の前記発光素子に対向する位置に受光素子を載置する工程と、前記発光素子および受光素子間に光透過性樹脂を充填する工程と、前記第１および第２のリードフレームの互いに対向する端部を前記各素子および光透過性樹脂とともに封止樹脂により封止する工程とを備えることを特徴とするものである。
【００１３】
また、本発明のフォトカプラ装置の製造方法においては、前記第２のリードフレームは、一対のストライプ状のフレームからなり、この一対のフレームは、前記絶縁体の成形により、一体に結合されることを特徴とするものである。
【００１４】
本発明のフォトカプラ装置用リードフレームは、端部が互いに対向するように配置される第１および第２のリードフレームと、この第２のリードフレームに、絶縁性樹脂からなる絶縁体が一体成形されていることを特徴とするものである。
【００１５】
また、本発明のフォトカプラ装置用リードフレームにおいては、前記第２のリードフレームは、一対のストライプ状のフレームからなり、この一対のフレームは、前記絶縁体の成形により、一体に結合されていることを特徴とするものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施形態について、図を参照して説明する。図１に本発明のフォトリレーの断面図を示す。図に示すように、リードフレーム１，２は対向して設置され、リードフレーム２は、ＭＯＳＦＥＴ搭載用の幅広部を有する一対のストライプ状のフレームからなり、端部２ａにおいて絶縁体部３により結合・一体化されている。リードフレーム１上には発光素子である発光ダイオード４がダイボンディングされ、絶縁体部３上には受光素子である光起電ダイオード５がマウントされ、リードフレーム２上にダイボンディングされたＭＯＳＦＥＴ６とワイヤー７によりボンディングされている。発光ダイオード４と光起電ダイオード５は、透明樹脂８を介して対向しており、これらは各リードフレーム１，２の端子部分を除いて封止樹脂により同一パッケージ内に封止されている。
【００１７】
このようなフォトリレーは以下のように形成される。先ず、図２（ａ）に上面図を示すようなリードフレーム２を、図３に示すように、リードフレーム２をモールド金型１０の所定位置に固定し、射出成形機１１によりキャビティー１２内に液状の絶縁性樹脂１３（熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂）を注入、硬化させ、図２（ｂ）に示すようにリードフレーム２と絶縁体部３を一体成形する。このとき、図に示すように絶縁体部３をリードフレーム端部２ａの一面上に形成しても、両面を覆うように形成しても良い。次いで、図２（ｃ）に示すように絶縁体部３上に光起電ダイオード５をマウントし、露出したリードフレーム２上にダイボンディングされたＭＯＳＦＥＴ６とワイヤーボンディングにより接続する。そして、リードフレーム１上にダイボンディングされた発光ダイオード４と光起電ダイオード５の光学的中心が一致するように対向させ、素子間にシリコン樹脂などの透明樹脂７を充填した後、白色エポキシ樹脂などの封止樹脂をトランスファモールドすることにより封止し、図１に示すようなフォトリレーが形成される。
【００１８】
また、同様にして、光起電ダイオードの代わりに光起電トランジスタなどを用いることにより、他のフォトカプラを形成することができる。このようなフォトカプラにおいて、ディスペンス法において生ずる絶縁体の厚さ、サイズ、平面度のばらつきもなく、吊ピン方式におけるパッケージ後の用ピン切断の必要もなくなり、小型化（４．Ｏ×２．Ｏｍｍ）が可能になるとともに、良好な製品特性や歩留り、信頼性を得ることが可能となる。
【００１９】
【発明の効果】
本発明によれば、小型化を図ることが可能で、良好な製品特性や歩留り、信頼性を得ることが可能なフォトカプラ装置とその製造方法及びこれらに用いられるリードフレームを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のフォトリレーの断面を示す図。
【図２】本発明のフォトリレーの製造方法を示す図。
【図３】本発明のフォトリレーの製造工程を示す図。
【図４】従来のフォトリレーを示す図。
【図５】従来のディスペンス法を示す図。
【図６】従来の吊ピン方式を示す図。
【符号の説明】
１，２　リードフレーム
２’、２’’　分離されたリードフレーム
２ａ　リードフレーム端部
３　絶縁体部（絶縁体樹脂）
３’　従来の絶縁体部
４　発光ダイオード
５　光起電ダイオード
６　ＭＯＳＦＥＴ
７　ワイヤー
８　透明樹脂
９　封止樹脂
１０　モールド金型
１１　射出成形機
１２　キャビティー
１３，１３’　樹脂
１４　シリンジノズル
１５　吊ピン
【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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