(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
透光性基板の上面側に配設された第1の配線パターンの一方の端部にダイボンドし、他方の端部にワイヤーボンディングする発光素子と、前記透光性基板の下面側に配設された第2の配線パターンの一方の端部と他方の端部との間にあって発光部からの光を透過させる窓部に跨がって実装した受光素子と、前記発光素子と前記受光素子を光学的に結合する様に対向配置し、前記発光素子を透光性樹脂にて被覆し、該透光性樹脂及び前記受光素子を封止樹脂にて封止したフォトカプラにおいて、
前記発光素子は、ジャンクション（発光部）を前記透光性基板に対して反対側に向く様に配すると共に前記窓部を避けた位置に配置されており、且つ前記発光素子には、上電極を覆う様に前記ジャンクション（発光部）側の素子上面を金属反射部材で被覆したことを特徴とするフォトカプラ。
【請求項２】
前記発光素子はその上面のジャンクション（発光部）側から見た時四角い形状を成しているもので、前記金属反射部材で被覆した領域は、前記ジャンクション（発光部）の前記四角い平面形状の略全面を覆うものであり、前記発光素子からの光は、前記金属反射部材面で殆どを反射し、該反射光は前記発光素子の側面から前記透光性樹脂及び前記透光性基板を透過し、前記窓部から前記受光素子へ到達することを特徴とする請求項1記載のフォトカプラ。
【請求項３】
前記発光素子はその上面のジャンクション（発光部）側から見た時四角い形状を成しているもので、前記金属反射部材で被覆した領域は、前記ジャンクション（発光部）の前記四角い平面形状の前記窓部側の略半分を覆うものであり、前記発光素子からの光は、前記金属反射部材面で略半分が反射される第1の反射光と、一方、前記金属反射部材で覆われていない略半分の領域は、光が上方に抜け前記透光性樹脂と前記封止樹脂の境界面で反射される第2の反射光となり、前記第1の反射光と前記第2の反射光は共に前記透光性樹脂及び前記透光性基板を透過し、前記窓部から前記受光素子へ到達することを特徴とする請求項1記載のフォトカプラ。
【請求項４】
前記金属反射部材は、Ａｕ被膜であることを特徴とする請求項1〜３のいずれかに記載のフォトカプラ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気・電子機器に使用され、入出力側からの信号に応答して非接触で出力側から信号を得ることができるフォトカプラに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のフォトカプラの構造について説明する。図７は、従来のフォトカプラの要部断面図、図８は、図７のフォトカプラの平面図、図９は、図７の発光素子の構成を説明する図で、図９（ａ）は発光素子の側面図、図９（ｂ）は上面図、図９（ｃ）は図９（ｂ）のＡ−Ａ線断面図である。
【０００３】
図７及び図８において、符号１は光透過性樹脂よりなる透光性基板である。前記透光性基板１の上面側には金メッキされた第１の配線パターン２が形成されている。前記第１の配線パターン２の一方の端部に形成されたダイボンドパターン２ａは、発光素子の大きさより大き目に形成されている。他方の端部２ｂにはワイヤー７をワイヤーボンドする。また、前記透光性基板１の下面側には金メッキされた第２の配線パターン３が形成されている。前記第２の配線パターン３は、一方の端部３ａと他方の端部３ｂとの間に発光素子６の発光部６ｃからの光を透過する窓部４が形成されている。
【０００４】
前記第１の配線パターン２のダイボンドパターン２ａにダイボンドベースト５（銀ペースト等）で発光素子６（ＬＥＤ等）をダイボンドし、ワイヤー７（Ａｕ線）で他方の配線パターン２ｂにワイヤーボンディングする。更に、前記第２の配線パターン３の一方の端部３ａと他方の端部３ｂとの間の窓部４に跨がって受光素子８（フォトトランジスタ等）を半田９で半田付けして実装し電気的に接続する。
【０００５】
上記したように、前記発光素子６と受光素子７を光学的に結合する様に対向配置する。発光素子６とワイヤー７とを透光性樹脂１０にて被覆し、該透光性樹脂１０及び受光素子８を封止樹脂１１にて封止する。
【０００６】
図９において、発光素子６の構成は、略直方体形状の発光素子６の上下面にはそれぞれ上電極（Ａｕ／オーミック）６ａ、下電極（Ａｕ／オーミック）６ｂが形成され、上電極６ａ側にジャンクション（発光部）６ｃが配設されている。
【０００７】
上記した構成のフォトカプラにおいて、発光素子６のジャンクション（発光部）６ｃからの光は、オーミック部で吸収され、残光が上電極６ａのＡｕ面で反射されるが、上電極６ａの占める面積は、発光素子６の上面全体の略四角形状の平面からすると極めて狭いため、図９（ｃ）に示す様に発光素子６からの光は殆ど上方（矢印Ａ方向）に抜けてしまう。この上方に抜けた光は、図７に示す様に、透光性樹脂１０と封止樹脂１１との境界面Ｂで２つの樹脂の屈折率の差により反射し、光路Ｃに示すように透光性樹脂１０及び透光性基板１を透過し、前記窓部４を経て受光素子８へ到達することになる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
前述したように、発光素子からの光は透光性基板を通して受光素子に伝達させていた。受光素子に到達する光は、主に発光素子から直接入る光と発光素子周辺の透光性樹脂からの反射光である。発光素子の下が全て配線パターンのため光が通らず、その他の透過する部分からしか光が通らない。また、発光素子周辺の透光性樹脂による反射光も距離が遠いので光の伝達効率が悪い。従って、受光素子への光結合効率の向上が課題になる。
【０００９】
本発明は上記従来の課題に鑑みなされたものであり、その目的は、光結合特性が優れたフォトカプラを提供するものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明におけるフォトカプラは、透光性基板の上面側に配設された第1の配線パターンの一方の端部にダイボンドし、他方の端部にワイヤーボンディングする発光素子と、前記透光性基板の下面側に配設された第2の配線パターンの一方の端部と他方の端部との間にあって発光部からの光を透過させる窓部に跨がって実装した受光素子と、前記発光素子と前記受光素子を光学的に結合する様に対向配置し、前記発光素子を透光性樹脂にて被覆し、該透光性樹脂及び前記受光素子を封止樹脂にて封止したフォトカプラにおいて、前記発光素子は、ジャンクション（発光部）を前記透光性基板に対して反対側に向く様に配すると共に前記窓部を避けた位置に配置されており、且つ前記発光素子には、上電極を覆う様に前記ジャンクション（発光部）側の素子上面を金属反射部材で被覆したことを特徴とするものである。
【００１１】
また、前記発光素子はその上面のジャンクション（発光部）側から見た時四角い形状を成しているもので、前記金属反射部材で被覆した領域は、前記ジャンクション（発光部）の前記四角い平面形状の略全面を覆うものであり、前記発光素子からの光は、前記金属反射部材面で殆どを反射し、該反射光は前記発光素子の側面から前記透光性樹脂及び前記透光性基板を透過し、前記窓部から前記受光素子へ到達することを特徴とするものである。
【００１２】
また、前記発光素子はその上面のジャンクション（発光部）側から見た時四角い形状を成しているもので、前記金属反射部材で被覆した領域は、前記ジャンクション（発光部）の前記四角い平面形状の前記窓部側の略半分を覆うものであり、前記発光素子からの光は、前記金属反射部材面で略半分が反射される第1の反射光と、一方、前記金属反射部材で覆われていない略半分の領域は、光が上方に抜け前記透光性樹脂と前記封止樹脂の境界面で反射される第2の反射光となり、前記第1の反射光と前記第2の反射光は共に前記透光性樹脂及び前記透光性基板を透過し、前記窓部から前記受光素子へ到達することを特徴とするものである。
【００１３】
また、前記金属反射部材は、Ａｕ被膜であることを特徴とするものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下図面に基づいて本発明におけるフォトカプラについて説明する。図１〜図３は、本発明の第１の実施の形態であるフォトカプラに係わり、図１は、フォトカプラの要部断面図、図２は、第１のフォトカプラの平面図、図３は、図１の発光素子の構成を説明する図で、図３（ａ）は発光素子の側面図、図３（ｂ）は上面図、図３（ｃ）は図３（ｂ）のＡ−Ａ線断面図である。図において、従来技術と同一部材は同一符号で示す。
【００１５】
図１〜図３において、従来技術と異なるところは、図３に示す様に、前記発光素子６の上電極６ａにおいて、ジャンクション（発光部）６ｃの上面に位置し四角い平面形状の略全面を覆う様に金属反射部材であるＡｕ被膜１２を形成したことである。
【００１６】
上記構成により、図１に示すように、発光素子６のジャンクション（発光部）６ｃから出射した光は上方に向かうが、発光素子６の上面側はＡｕ被膜１０で四角い平面形状の殆どが覆われているため、殆どの光はＡｕ被膜１２で反射し下方向（図３（ｃ）のＤ方向）へ向かい、光路Ｃに示すように透光性樹脂１０及び透光性基板１を透過し、前記窓部４から受光素子８へ到達する。
【００１７】
上記した構成により、発光素子６のジャンクション（発光部）６ｃからの光は、発光素子６の上面の極めて近い距離で反射されるので反射効率は極めて良い。また、Ａｕ被膜１２により高反射率を確保することができる。
【００１８】
また、発光素子６の構造において、素子の発光効率（電流分布等）が低下せず、製造工程に影響がでないレベルで小さいオーミックとする。
【００１９】
図４〜図６は、本発明の第２の実施の形態であるフォトカプラに係わり、図４は、フォトカプラの要部断面図、図５は、第４のフォトカプラの平面図、図６は、図４の発光素子の構成を説明する図で、図６（ａ）は発光素子の側面図、図６（ｂ）は上面図、図６（ｃ）は図６（ｂ）のＡ−Ａ線断面図である。
【００２０】
前述した第１の実施形態と異なるところは、図６に示す様に、前記発光素子６上電極６ａにおいて、ジャンクション（発光部）６ｃの上面に位置し四角い平面形状の略半分の面を覆う様にＡｕ被膜１２を形成したことである。そのため、発光素子６からの光は、Ａｕ被膜１２で略半分が反射され下方向（図６（ｃ）の矢印Ｄ方向）へ向かい第１の反射光となる。一方、Ａｕ被膜１２で覆われていない略半分の領域は、発光素子６からの光が上方向（図６（ｃ）の矢印Ａ方向）に抜けて前記透光性樹脂１０と封止樹脂１１の境界面Ｂで反射される第２の反射光となる。前記第１の反射光と第２の反射光は共に透光性樹脂１０及び透光性基板１を透過し、前記窓部４から受光素子８へ到達する。
【００２１】
上記した構成により、発光素子６の略半分を覆っているＡｕ被膜１２からの第１の反射光は、極めて近い距離で反射されるので高反射率を確保できる。一方、Ａｕ被膜１２で覆われていない略半分から上方に抜け境界面Ｂで反射される第２の反射光は、受光素子８から遠い側の伝達効率を考え、透光性樹脂１０からの反射光を利用する。
【００２２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、発光素子の上面の略全面又は略半分を金属反射部材であるＡｕ被膜で覆うことにより、発光素子の発光効率を低下せず、Ａｕ被膜で覆われた部分の光はジャンクション（発光部）から極めて近い距離で反射されて受光素子へ到達するため、高反射効率が確保でき、受光素子への光結合効率を大幅に向上させたフォトカプラを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係わるフォトカプラの要部断面図である。
【図２】図１のフォトカプラの平面図である。
【図３】図１の発光素子の構成を説明する図で、図３（ａ）は発光素子の側面図、図３（ｂ）は上面図、図３（ｃ）は図３（ｂ）のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係わるフォトカプラの要部断面図である。
【図５】図４のフォトカプラの平面図である。
【図６】図４の発光素子の構成を説明する図で、図６（ａ）は発光素子の側面図、図６（ｂ）は上面図、図６（ｃ）は図６（ｂ）のＡ−Ａ線断面図である。
【図７】従来のフォトカプラの要部断面図である。
【図８】図７のフォトカプラの平面図である。
【図９】図７の発光素子の構成を説明する図で、図９（ａ）は発光素子の側面図、図９（ｂ）は上面図、図９（ｃ）は図９（ｂ）のＡ−Ａ線断面図である。
【符号の説明】
１  透光性基板
２  第１の配線パターン
２ａ  ダイボンドパターン
３  第２の配線パターン
４  窓部
５  ダイボンドペースト
６  発光素子（ＬＥＤ）
６ａ  上電極
６ｂ  下電極
６ｃ  ジャンクション（発光部）
７  ワイヤー
８  受光素子（フォトトランジスタ）
１０  透光性樹脂
１１  封止樹脂
１２  Ａｕ被膜
Ｂ  透光性樹脂境界面（反射面）
Ｃ  光路
【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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