(57)【要約】【課題】組立工程の簡易化、デバイスの小型化を可能としたソリッドステートリレーを提供する。【解決手段】発光素子３を発光側リードフレーム２ａに搭載し、受光素子４、または受光素子４と受光素子４からの信号を受けて動作するスイッチング素子６とを受光側リードフレーム２ｂに搭載し、これら発光側と受光側のリードフレーム２ａ，２ｂを相対向して配設して１パッケージに封止してなるソリッドステートリレー１において、少なくともいずれか一方のリードフレームに、発光素子２または受光素子４を保護する保護素子５を搭載するとともに、発光素子３と受光素子４とを封止する一次モールド樹脂内に、保護素子５または保護素子５およびスイッチング素子６を配置してなる。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光素子が発光側リードフレームに搭載され、受光素子、または受光素子と受光素子からの信号を受けて動作するスイッチング素子とが受光側リードフレームに搭載され、これら発光側と受光側のリードフレームが相対向して配設されて１パッケージに封止されてなるソリッドステートリレーにおいて、
前記少なくともいずれか一方のリードフレームに、発光素子または受光素子を保護する保護素子が搭載されるとともに、発光素子と受光素子とを封止する一次モールド樹脂内に、保護素子または保護素子およびスイッチング素子が配置されることを特徴とするソリッドステートリレー。
【請求項２】
前記保護素子が、対向するリードフレーム、およびこのリードフレームに搭載された素子と離隔するように配置されることを特徴とする請求項１記載のソリッドステートリレー。
【請求項３】
前記保護素子は、リードフレームが存在しない領域に対向して搭載されることを特徴とする請求項２記載のソリッドステートリレー。
【請求項４】
前記保護素子は、少なくともいずれか一方のリードフレームの素子搭載面の背面側に搭載されることを特徴とする請求項２記載のソリッドステートリレー。
【請求項５】
前記保護素子と対向するリードフレームが、保護素子から離隔する方向に屈曲された形状に形成されていることを特徴とする請求項２記載のソリッドステートリレー。
【請求項６】
前記少なくともいずれか一方のリードフレームには、保護素子を搭載する凹部が形成されていることを特徴とする請求項２記載のソリッドステートリレー。
【請求項７】
前記少なくともいずれか一方のリードフレームには、浮島部とこの浮島部を取り囲む外周部とが備えられ、浮島部とこの浮島部に対向する外周部に、相対向する浮島部と外周部との間隔がそれぞれ異なる複数の搭載部が設けられ、各搭載部に保護素子が架橋して搭載されることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか記載のソリッドステートリレー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スイッチング素子として各種電子機器に設けられるトライアック出力、MOS出力、IGBT出力等のソリッドステートリレーに関し、特に入出力間を絶縁して信号伝達を行う回路を備えた電源機器、家電機器、インバータ制御機器等の電子機器に最適なソリッドステートリレーに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のソリッドステートリレーは、例えば図１２に示すように、光結合素子９１と、光結合素子９１の受光部から電気的接合されたトランジスタ、トライアック、IGBT、C-MOS等のスイッチング素子９３と、出力側の保護素子としてのチップ抵抗９４、チップコンデンサ９５と、光結合素子９１内の発光ダイオードの制限抵抗（入力側の保護素子）としてのチップ抵抗９６と、が銀ペースト、高温はんだ等により金属リード９２に設置され、チップ搭載部の保護、電気的絶縁、外乱光に対する光結合素子９１の保護を目的として黒色遮光性樹脂９７により封止されてなっている。
【０００３】
ここで光結合素子９１は、発光素子として用いられる発光ダイオードと、受光素子として用いられるフォトダイオード、フォトトランジスタ、フォトトライアック、フォトボル等とを対向する２つのリードフレームに搭載し、半透明樹脂等により封止して光経路が形成されたものである。
【０００４】
なお、上記のような従来のソリッドステートリレーは、例えば特許文献１や特許文献２にも開示されている。
【特許文献１】特開２００１−１２７０９９号公報
【特許文献２】特開平５−２０６５０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記した従来の発光素子、受光素子、スイッチング素子、チップ抵抗やチップコンデンサ等の保護素子を搭載したソリッドステートリレーでは、まず、発光素子、受光素子のみをそれぞれ搭載した２つのリードフレームを対向させ、トランスファーモールド等により樹脂封止して光結合素子を作成し、その後、この光結合素子、スイッチング素子、保護素子をさらに別のリードフレーム等の基板に搭載して樹脂による封止を行うという手法がとられていた。
【０００６】
このような従来の手法では、樹脂封止工程および部品搭載工程が増え、集積度も低くなる。このために、コストが高くなり、またデバイスのパッケージサイズが拡大するといった問題が生じていた。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑み創作されたものであって、組立工程の簡易化、デバイスの小型化を可能としたソリッドステートリレーを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明のソリッドステートリレーは、発光素子が発光側リードフレームに搭載され、受光素子、または受光素子と受光素子からの信号を受けて動作するスイッチング素子とが受光側リードフレームに搭載され、これら発光側と受光側のリードフレームが相対向して配設されて１パッケージに封止されてなるソリッドステートリレーにおいて、前記少なくともいずれか一方のリードフレームに、発光素子または受光素子を保護する保護素子が搭載されるとともに、発光素子と受光素子とを封止する一次モールド樹脂内に、保護素子または保護素子およびスイッチング素子が配置されることを特徴とする。
【０００９】
この発明によれば、発光素子、受光素子、保護素子、または発光素子、受光素子、保護素子、スイッチング素子を一次モールド樹脂で封止するので、半透明樹脂による一回のトランスファーモールドによって、光経路を作成するとともに、リードフレームに搭載した各素子を樹脂封止することができる。
【００１０】
したがって、従来における光結合素子の実装工程を省略することができ、樹脂封止および部品搭載工程を削減することができるので、組立工程を簡易化してコストを低減させることができる。
【００１１】
また、発光側と受光側の２つのリードフレームに発光素子、受光素子、スイッチング素子、および保護素子を搭載し、一次モールド樹脂でこれらの素子を封止することでソリッドステートリレーを作成するので、集積度を高めることが可能で、パッケージサイズを縮小させることができ、デバイスの小型化を図ることができる。
【００１２】
なお、ここで保護素子とは、例えば、スナバ回路、発光素子制限抵抗等のチップ抵抗やチップコンデンサをいう。
【００１３】
本発明は、上記構成のソリッドステートリレーにおいて、前記保護素子が、対向するリードフレーム、およびこのリードフレームに搭載された素子と離隔するように配置されることを特徴とする。
【００１４】
この発明によれば、保護素子と対向するリードフレーム、およびこのリードフレームに搭載された素子と、保護素子とが離隔されるので、上記構成のソリッドステートリレーにおいて、デバイス内部の受発光間の電気的絶縁距離を確保することができる。したがって、例えば、発光素子、および受光素子よりも厚みのある保護素子を搭載した場合であっても、デバイス内部の受発光間の電気的絶縁距離を確保することができる。
【００１５】
本発明は、上記構成のソリッドステートリレーにおいて、前記保護素子は、リードフレームが存在しない領域に対向して搭載されることを特徴とする。
【００１６】
この発明によれば、保護素子と対向する領域にはリードフレームがなく、他の素子も存在しないので、上記構成のソリッドステートリレーにおいて、デバイス内部の受発光間の電気的絶縁距離を確保することができる。
【００１７】
本発明は、上記構成のソリッドステートリレーにおいて、前記保護素子は、少なくともいずれか一方のリードフレームの素子搭載面の背面側に搭載されることを特徴とする。
【００１８】
この発明によれば、保護素子と対向するリードフレーム、およびこのリードフレームに搭載された素子と、保護素子とを離隔させることができるので、上記構成のソリッドステートリレーにおいて、デバイス内部の受発光間の電気的絶縁距離を確保することができる。
【００１９】
本発明は、上記構成のソリッドステートリレーにおいて、前記保護素子と対向するリードフレームが、保護素子から離隔する方向に屈曲された形状に形成されていることを特徴とする。
【００２０】
この発明によれば、保護素子と対向するリードフレーム、およびこのリードフレームに搭載された素子と、保護素子とを離隔させることができるので、上記構成のソリッドステートリレーにおいて、デバイス内部の受発光間の電気的絶縁距離を確保することができる。
【００２１】
本発明は、上記構成のソリッドステートリレーにおいて、前記少なくともいずれか一方のリードフレームには、保護素子を搭載する凹部が形成されていることを特徴とする。
【００２２】
この発明によれば、保護素子と対向するリードフレーム、およびこのリードフレームに搭載された素子と、保護素子とを離隔させることができるので、上記構成のソリッドステートリレーにおいて、デバイス内部の受発光間の電気的絶縁距離を確保することができる。
【００２３】
本発明は、上記構成のソリッドステートリレーにおいて、前記少なくともいずれか一方のリードフレームには、浮島部とこの浮島部を取り囲む外周部とが備えられ、浮島部とこの浮島部に対向する外周部に、相対向する浮島部と外周部との間隔がそれぞれ異なる複数の搭載部が設けられ、各搭載部に保護素子が架橋して搭載されることを特徴とする。
【００２４】
この発明によれば、相対向する浮島部と外周部との間隔が各搭載部毎に異なっているので、異なる大きさの複数の保護素子を搭載することができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明のソリッドステートリレーによれば、組立工程の簡易化とデバイスの小型化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【実施例１】
【００２７】
図１、および図２には、受光側、発光側のリードフレーム２ａ、２ｂが対向した構造のソリッドステートリレー１の実施例１が示されている。
【００２８】
このソリッドステートリレー１は、発光素子３、保護素子５（発光素子制限抵抗チップ５ａ）が発光側リードフレーム２ａに搭載され、受光素子４、受光素子４からの信号を受けて動作するスイッチング素子６、および保護素子５（チップ抵抗５ｂ）が受光側リードフレーム２ｂに搭載され、１パッケージに封止されている。
【００２９】
発光側リードフレーム２ａと受光側リードフレーム２ｂとは、相対向して配置されており、各素子３、４、５、６は、各リードフレーム２ａ、２ｂにそれぞれ搭載された後に、半透明樹脂７により一次モールド樹脂封止され、さらに黒色遮光性樹脂８によって樹脂封止されている。したがって、半透明樹脂７による一回のトランスファーモールドにより、光経路の作成と、発光素子３、受光素子４、保護素子５、スイッチング素子６の樹脂封止が可能となり、従来における光結合素子の実装の工程を省略することができる。
【００３０】
なお、保護素子５の配置は、上記したものに限られず、例えば、発光側リードフレーム２ａに発光素子制限抵抗チップ５ａのみを搭載したもの、あるいは、受光側リードフレーム２ｂにチップ抵抗５ｂのみを搭載したものであってもよい。
【実施例２】
【００３１】
次に、本発明の実施例２について、図面を参照して説明する。
【００３２】
図３ないし図９には、本発明の第２実施例が示されている。
【００３３】
この実施例に係るソリッドステートリレー１は、第１実施例に係る構成のソリッドステートリレー１において、デバイス内部の受発光間の電気的絶縁距離を確保するために、保護素子５が、対向するリードフレーム２ａ、およびこのリードフレーム２ａに搭載された素子と離隔するように配置されたものであって、例えば、以下のようなバリエーションがある。
【００３４】
図３に示すソリッドステートリレー１は、保護素子５が、発光側リードフレーム２ａが存在していない領域に搭載されているものである。この場合、保護素子５に対向する領域には発光側リードフレーム２ａが存在しないので、保護素子５を発光側リードフレーム２ａおよびこのリードフレーム２ａに搭載された素子から離隔させることができる。したがって、例えば発光素子３、および受光素子４よりも厚みのある保護素子５を搭載した場合であっても、デバイス内部の受発光間の電気的絶縁距離を確保することができる。
【００３５】
なお、保護素子５の配置およびリードフレーム２ａ、２ｂの形状は、上記したものに限られず、例えば、発光側リードフレーム２ａに保護素子５を搭載し、この保護素子５に対向する領域に受光側リードフレーム２ｂが存在しないものであってもよい。
【００３６】
図４に示すソリッドステートリレー１は、保護素子５が、受光側リードフレーム２ｂの背面側に搭載されているものである。このソリッドステートリレー１では、保護素子５を発光側リードフレーム２ａおよびこのリードフレーム２ａに搭載された素子から離隔させることができる。したがって、例えば発光素子３、および受光素子４よりも厚みのある保護素子５を搭載した場合であっても、デバイス内部の受発光間の電気的絶縁距離を確保することができる。
【００３７】
なお、保護素子５が搭載される面は、発光側リードフレーム２ａの背面側であってもよい。
【００３８】
図５に示すソリッドステートリレー１は、保護素子５と対向する発光側リードフレーム２ａが、保護素子５から離隔する方向に屈曲された形状に形成されているものである。この場合、発光側リードフレーム２ａの折り曲げ部分の深さｘ１に相当する距離だけ、保護素子５を発光側リードフレーム２ａから離隔させることができる。したがって、例えば発光素子３、および受光素子４よりも厚みのある保護素子５を搭載した場合であっても、デバイス内部の受発光間の電気的絶縁距離を確保することができる。
【００３９】
なお、保護素子５の配置およびリードフレーム２ａ、２ｂの形状は、上記したものに限られず、例えば、発光側リードフレーム２ａに保護素子５を搭載し、この保護素子５に対向する受光側リードフレーム２ｂが保護素子５から離隔する方向に屈曲された形状に形成されているものであってもよい。
【００４０】
図６に示すソリッドステートリレー１は、受光側リードフレーム２ｂに、保護素子５を搭載する凹部２ｃが形成されたものである。
【００４１】
この凹部２ｃは、受光側リードフレーム２ｂの一部が、発光側リードフレーム２ａから離隔する方向に屈曲されて形成されている。凹部２ｃに保護素子５を搭載する結果、凹部２ｃの深さｘ２に相当する距離だけ、保護素子５を発光側リードフレーム２ａから離隔させることができる。したがって、例えば発光素子３、および受光素子４よりも厚みのある保護素子５を搭載した場合であっても、デバイス内部の受発光間の電気的絶縁距離を確保することができる。
【００４２】
また、凹部２ｃは、図７および図８に示すように、保護素子５の電極部に接する部位のみ凹状に加工したものであってもよい。この場合、図９に示すように、保護素子５は、受光側リードフレーム２ｂに架橋するように設置される。こうすると、デバイス内部の受発光間の電気的絶縁距離を確保することができるとともに、保護素子５を搭載する際の位置決めが容易になる。
【００４３】
なお、保護素子５の配置およびリードフレーム２ａ、２ｂの形状は、上記したものに限られず、例えば、発光側リードフレーム２ａに保護素子５を搭載する凹部２ｃが形成されたものであってもよい。
【実施例３】
【００４４】
次に、本発明の実施例３について、図面を参照して説明する。
【００４５】
図１０、および図１１には、本発明の第３実施例が示されている。
【００４６】
この実施例に係るソリッドステートリレー１は、第１および第２実施例に係る構成のソリッドステートリレー１において、大きさの異なる複数の保護素子を好適に搭載することができるものである。
【００４７】
図１０に示すソリッドステートリレー１は、受光側リードフレーム２ｂに、浮島部２ｄとこの浮島部２ｄを取り囲む外周部２ｅとが備えられ、浮島部２ｄと，浮島部２ｄに対向する外周部２ｅに、相対向する浮島部２ｄと外周部２ｅとの間隔がそれぞれ異なる複数の搭載部２ｆが設けられ、各搭載部２ｆに保護素子５が架橋して搭載されているものである。
【００４８】
このように、浮島部２ｄと外周部２ｅとの間隔が、図１１に示すように各搭載部２ｆ毎にｙ１，ｙ２，ｙ３と異なっているので、大きさの異なる複数の保護素子５を、それぞれ対応する搭載部２ｆに好適に搭載することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明は、組立工程の簡易化、デバイスの小型化を図るソリッドステートリレーに活用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明のソリッドステートリレーの第１実施例を一部破断して示す斜視図である。
【図２】図１に示すソリッドステートリレーの構造を模式的に示す断面図である。
【図３】本発明のソリッドステートリレーの第２実施例の構造を模式的に示す断面図である。
【図４】本発明のソリッドステートリレーの第２実施例の構造を模式的に示す断面図である。
【図５】本発明のソリッドステートリレーの第２実施例の構造を模式的に示す断面図である。
【図６】本発明のソリッドステートリレーの第２実施例の構造を模式的に示す断面図である。
【図７】図６に示すソリッドステートリレーの変形例の構造を模式的に示す断面図である。
【図８】図７に示すソリッドステートリレーのリードフレームを一部省略して示す平面図である。
【図９】図８に示すリードフレームに保護素子を搭載した状態を示す平面図である。
【図１０】本発明のソリッドステートリレーの第３実施例のリードフレームを一部省略して示す平面図である。
【図１１】図１０に示すリードフレームの部分拡大図である。
【図１２】従来のソリッドステートリレーを示す内部構造図である。
【符号の説明】
【００５１】
１      ソリッドステートリレー
２ａ    発光側リードフレーム
２ｂ    受光側リードフレーム
２ｃ    凹部
２ｄ    浮島部
２ｅ    外周部
２ｆ    搭載部
３      発光素子
４      受光素子
５      保護素子
６      スイッチング素子
７      トランスファーモールド樹脂
８      黒色遮光性樹脂
【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】
2005251944.tif 000012
【図１１】
2005251944.tif 000013
【図１２】
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