(57)【要約】【課題】  部品点数を少なくした光結合装置を提供する【解決手段】  第１のリードと、前記第１のリード上に、第１の端子が電気的に接続されマウントされた受光素子と、前記受光素子の第２の端子が電気的に接続された第２のリードと、前記第２のリード上に、第１の端子が電気的に接続されるようにマウントされた発光素子と、前記発光素子の第２の端子が電気的に接続された前記第３のリードと、前記受光素子と前記第１のリードとを封止する第１の封止樹脂と、前記発光素子と前記第２のリードとを封止する第２の封止樹脂と、前記発光素子、前記受光素子、前記第１、第２、第３のリード、第１及び第２の封止樹脂を封止する第３の封止樹脂と、を有する光結合装置。【選択図】  図１
2007053200.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のリードと、
前記第１のリード上に、第１の端子が電気的に接続されマウントされた受光素子と、
前記受光素子の第２の端子が電気的に接続された第２のリードと、
前記第２のリード上に、第１の端子が電気的に接続されるようにマウントされた発光素子と、
前記発光素子の第２の端子が電気的に接続された前記第３のリードと、
前記受光素子と前記第１のリードとを封止する第１の封止樹脂と、
前記発光素子と前記第２のリードとを封止する第２の封止樹脂と、
前記発光素子、前記受光素子、前記第１、第２、第３のリード、第１及び第２の封止樹脂を封止する第３の封止樹脂と、
を有する光結合装置。
【請求項２】
前記第３の封止樹脂は、前記発光素子の光取り出し面を除く領域を封止してい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３の封止樹脂は、前記受光素子の受光面を除く領域を封止していることを特徴とする請求項１または２に記載の光結合装置。
【請求項４】
前記第１の封止樹脂は、前記受光素子と前記第１のリードと前記第２のリードとを封止することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の光結合装置。
【請求項５】
前記第２の封止樹脂は、前記受光素子と前記第２のリードと前記第３のリードとを封止することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の光結合装置。
【請求項６】
前記第１の封止樹脂と前記第２の封止樹脂とは、光透過樹脂であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の光結合装置。
【請求項７】
リードの延出方向と垂直方向に、リードフレームまたは第３の封止樹脂が、突出していることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の光結合装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光結合装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来構造の反射型光結合装置では、受光素子、発光素子を配した反射型センサと、コネクタを回路配線をした基板にセットし、半田で接合することにより光結合装置を完成させていた。このような従来構造のセンサの場合、反射型センサの組立てを行い、更にモジュールの組立てと加工工数が掛かり加工費が高くなる、反射型を作る際に部品がフレーム／チップ／Ａｕｗｉｒｅ／インナーモールド樹脂／アウターモールド樹脂／外装メッキ、モジュールとして基板、コネクタ、半田と部品点数が多く、汎用品への展開が進まないという問題点があった。
【特許文献１】なし
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、部品点数を少なくした光結合装置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】
【０００４】
本発明の一態様の光結合装置は、第１のリードと、前記第１のリード上に、第１の端子が電気的に接続されマウントされた受光素子と、前記受光素子の第２の端子が電気的に接続された第２のリードと、前記第２のリード上に、第１の端子が電気的に接続されるようにマウントされた発光素子と、前記発光素子の第２の端子が電気的に接続された前記第３のリードと、前記受光素子と前記第１のリードとを封止する第１の封止樹脂と、前記発光素子と前記第２のリードとを封止する第２の封止樹脂と、前記発光素子、前記受光素子、前記第１、第２、第３のリード、第１及び第２の封止樹脂を封止する第３の封止樹脂と、を有することを特徴としている。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によれば、部品点数を少なくした光結合装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下、本発明の実施例について、図面を参照して説明する。
【実施例１】
【０００７】
本発明の実施例１に係る光結合装置を図１乃至図４を用いて説明する。図１は、本発明の実施例１に係る光結合装置の構造を示す概略図である。図２は、本発明の実施例１に係る光結合装置の動作を示す概略図である。図３は、本発明の実施例１に係る光結合装置の概略図である。
【０００８】
図１（a）及び図１（ｂ）に示すように、本実施例１に係る光結合装置１００は、受光素子１と、発光素子２と、第１のリード１０と、第２のリード２０と、第３のリード３０と、第１の封止樹脂５０と、第２の封止樹脂６０と、第３の封止樹脂７０とを有している。図１(a)は、図１（ｂ）から、第３の封止樹脂７０を除いたものである。
【０００９】
この光結合素子１００は、図２に示すように、発光素子２から放出された光が、対象物Ｘにより反射された反射光を、受光素子１で検出し、その受光量に応じた電流が流れる。
【００１０】
図３に示すように、受光素子１(図３ではＰＤ１と表記)は、Ａｇペースト（図示しない）などにより、第１のリード１０に電気的に接続されている。受光素子１は、フォトトランジスタやフォトダイオードなど、受光する光量に応じた電流を発生させることができるものであればよい。受光素子の第１の電極と第１のリード１０とが電気的に接続され、受光素子１の受光領域（図受光面）が上面を向くように、受光素子１が第１のリード１０の第１のマウント部１０Ａにフリップチップでマウントされている。受光素子１の第１の電極としては、フォトトランジスタをマウントした場合には、コレクタ電極であり、フォトダイオードをマウントしたときには、アノード電極である。
【００１１】
一方、発光素子２（図３ではＬＥＤ２と表記）は、Ａｇペースト（図示しない）などにより、第２のリード２０に電気的に接続されている。発光素子２は、ＬＥＤチップや、レーザダイオードチップなど、電流を供給することにより発光することができるものであればよい。発光素子２の第１の電極と第２のリードとが電気的に接続され、発光素子の光取り出し領域（光取り出し面）が上面を向くように、発光素子２が、第２のリード２０のマウント部２０Ａにフリップチップでマウントされている。発光素子２の第１の電極としては、アノード電極ある。
【００１２】
第２のリード２０のうち、第１のリード１０と近接する部分のボンディング部２０Ｂには、受光素子１の第２の電極（カソード電極）と第２のリードとを電気的に接続されるように、一端が受光素子１の第２の電極に接続されたボンディングワイヤ３が接続されている。第２のリード２０の脚部２０Ｃは、第１のリード１０の脚部１０Ｃとほぼ並行に同一方向に延出している。
【００１３】
第１のリード１０と第２のリード２０との間には、第３のリードが設けられている。第３のうち、第２のリード２０のマウント部２０Ａと近接する部分のボンディング部３０Ｂには、発光素子１の第２の電極（アノード電極）と第３のリードとが電気的に接続されるように、一端が発光素子１の第２の電極に接続されたボンディングワイヤ４が接続されている。第３のリード３０の脚部３０Ｃは、脚部１０Ａ、脚部２０Ｂと、ほぼ並行に同一方向に延出している。
【００１４】
第１のリード１０、第２のリード２０、第３のリード３０は、略同一平面上に設けられ、マウント部１０Ｂ及びマウント部２０Ｂに受光素子１及び発光素子２がそれぞれマウントされている。
【００１５】
次に、図４（a）に示すように、受光素子１、第１のリード１０のマウント部１０Ａ、ボンディングワイヤ３及び第２のリード２０のボンディング部２０Ｂが、第１の封止樹脂５０により封止されている。この第１の封止樹脂５０は、エポキシ樹脂などの透明樹脂からなる。第１の封止樹脂５０には、受光素子１の受光面側にレンズ５２が設けられ、対象物により反射された反射光を受光素子１に集光する。
【００１６】
発光素子２、第２のリード２０のマウント部２０Ａ、ボンディングワイヤ４及び第３のリード３０のボンディング部３０Ｂが、第２の封止樹脂６０により封止されている。この第２の封止樹脂６０は、エポキシ樹脂などの透明樹脂からなる。第２の封止樹脂６０には、発光素子２の光取り出し面側にレンズ６２が設けられ、発光素子２から発せられた光を指向性よく外部に取り出すために設けられている。なお、製造工程を鑑みると、第１の封止樹脂５０及び第２の封止樹脂６０は、同一のものが用いられることが望ましい。
【００１７】
第１の封止樹脂５０及び第２の封止樹脂６０は、エポキシ樹脂などの透明樹脂に、可視光カット材を混ぜた光透過樹脂を用いても良い。この可視光カット材を用いることにより、光結合素子１００の外部から可視光が、受光素子１及び発光素子２に入射されにくくすることができる。可視光が受光素子１または発光素子２に入射されると、可視光から光電子が発生する。つまり、可視光は発光素子１及び受光素子２のノイズとなる。可視光カット材を入れることにより、ノイズ成分を低減することが可能となる。
【００１８】
図４（b）に示すように、レンズ５２及びレンズ６２は、第１の封止樹脂５０及び第２の封止樹脂６０から突出して設けられている。第１の封止樹脂５０及び第２の封止樹脂は、それぞれ、３−１０度程度のテーパが付いている。
【００１９】
そして図１（ｂ）に示すように、第１のリード１０、第２のリード２０、第３のリード３０、第１の封止樹脂５０、第２の封止樹脂６０が第３の封止樹脂７０により封止されている。第３の封止樹脂７０からは、第１、第２、第３のリードの脚部１０Ｃ、２０Ｂ、３０Ｃが露出している。第１の封止樹脂５０のレンズ及び第２の封止樹脂６０のレンズの上部には、第３の封止樹脂７０は設けられず、開口している。この開口部には、受光素子１及び発光素子２から開口部の開口端に向かって、開口部の内壁がテーパ状となっている。内壁をテーパ形状とすることで、光を取り出し、取り入れやすくすることが可能となる。第３の封止樹脂７０は、通常の半導体装置の外囲器として用いられるモールド樹脂である。第３の封止樹脂７０には、コネクタ部７０Ａが設けられている。
【００２０】
このようにして本実施例１に係る光結合装置１００は構成されている。
【００２１】
本実施例に係る光結合装置においては、リードにマウントされた受光素子、発光素子が封止樹脂により、一次封止されている。一次封止された受光素子、発光素子、封止樹脂が他の封止樹脂により二次封止されている。従来の、配線基板にはんだを用いて受光素子、発光素子を搭載したものに比べ、部品点数を少なくすることが可能となる。
【実施例２】
【００２２】
本発明の実施例２に係る光結合装置を図５を参照して説明する。実施例１と同一部分には同一符号を付し、その説明を省略する。
【００２３】
図５（a）に示すように、本実施例に係る光結合装置２００は、受光素子１、発光素子２の側部に凸部８０を有する点に特徴を有する。凸部８０は、リードの脚部の延出方向と垂直な方向に２箇所に設けられている。
【００２４】
受光素子１及び発光素子２の近傍に設けることにより、受光素子１、発光素子２の実装位置を所望の位置に実装しやすくできる。この凸部８０を実装時の位置決め基準とすることにより、実装時の実装精度を高めることが可能となる。つまり、凸部８０を実装基板に押し当てて、その接触した状態で、コネクタを実装基板側の外部端子に接続する。
【００２５】
図５（b）に示すように、凸部８０は、下面８０Ａ、側面８０Ｂ、上面８０Ｃ、表面８０Ｄ、裏面８０Ｅを有している。この５面のいずれか、またそれらの組み合わせを基準面とすることができる。
【００２６】
このように、光結合装置に凸部を設けることにより、実装時の実装精度を高めることが可能となる。
【実施例３】
【００２７】
本発明の実施例３に係る光結合装置を図６を参照して説明する。実施例１または実施例２と同一部分には同一符号を付し、その説明を省略する。
【００２８】
図６（a）に光結合装置３００の上面図、図６（b）の脚部１０C、脚部２０C、脚部３０Cの方向から眺めた図である。図６（ｃ）は、光結合装置３００を実装基板５に実装後の図であり、図６（ｄ）は、光結合装置３００の側面から眺めた図である。
【００２９】
本実施例に係る光結合装置３００は、鉤部９０を有する点に特徴を有する。鉤部９０は、第３の樹脂７０に一体に設けられている。鉤部９０は、受光素子１及び発光素子２の四方の計４箇所に設けられている。この鉤部９０Ａ、９０Ｂ、９０Ｃ、９０Ｄが、実装基板５に設けられた穴に挿入され、実装基板５と光結合装置３００とが、嵌合される。
【００３０】
このように、光結合装置に鉤部を設けることにより、実装基板等に精度よく実装することが可能となる。また、光結合装置をコネクタ部以外の部分で実装基板に、機械嵌合しているので、実装基板に固定しやすくなる。
【実施例４】
【００３１】
本発明の実施例４に係る光結合装置を図７を参照して説明する。実施例１、実施例２または実施例３と同一部分には同一符号を付し、その説明を省略する。
【００３２】
図７は光結合装置４００の上面図、である。
【００３３】
本実施例に係る光結合装置４００は、ランド６を有する点に特徴を有する。実施例１、２，３では、第３の封止樹脂７０のコネクタ部７０Ａを介して外部の基板等に接続していたが、本実施例４のように第３の封止樹脂７０とは別部材のランド６を用いても良い。
【００３４】
このように、第１のリード１０、第２のリード２０、第３のリード３０の脚部を部分的に取り除き、汎用コネクタ７を設けている。そのため、任意のインターフェース（コネクタ)を有する光結合装置を提供することが可能となる。
【００３５】
以上、本発明の実施例を説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲内において、種々の変更、追加等がもちろん可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の実施例１に係る光結合装置の概略図１。
【図２】本発明の実施例１に係る光結合装置の動作を示す概略図。
【図３】本発明の実施例１に係る光結合装置の概略図２。
【図４】本発明の実施例１に係る光結合装置の概略図３。
【図５】本発明の実施例２に係る光結合装置の概略図。
【図６】本発明の実施例３に係る光結合装置の概略図。
【図７】本発明の実施例４に係る光結合装置の概略図。
【符号の説明】
【００３７】
１  受光素子
２  発光素子
３、４  ボンディングワイヤ
１０  第１のリード
２０  第２のリード
３０  第３のリード
５０  第１の封止樹脂
６０  第２の封止樹脂
７０  第３の封止樹脂
８０  凸部
９０  鉤部
１００、２００、３００、４００  光結合装置
【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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