(57)【要約】【課題】光結合半導体装置に用いるリードフレームにおいて、樹脂封止時には樹脂の流れ止めのためのタイバー部として用いた部分を、その中央部を切断して切断部分の両側を折り曲げるだけでパッケージの外部端子として用いることができ、リードフレームを構成する材料の無駄を削減する。【解決手段】リードフレームに素子領域毎に設けられた、樹脂封止時に封止樹脂の流れ止めとして機能するタイバー部ＴａおよびＴｂを、その加工により、発光素子Ｅｅ及び受光素子Ｒｅの、パッケージの外部に延びる外部端子２５ｃ、２４ｃ、および外部端子２３ｃ、２２ｃが形成される構造とした。【選択図】図１
2012084749.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
リードフレームに含まれる複数の素子領域の各々に、発光素子及び受光素子をこれらが光結合するよう同一面内に配置して樹脂封止し、該リードフレームの樹脂封止した樹脂封止部を個々のパッケージに分離してなる光結合半導体装置であって、
該リードフレームは、
該素子領域毎に設けられ、樹脂封止時に封止樹脂の流れ止めとして機能するタイバー部を有し、
該タイバー部は、その加工により、該発光素子及び該受光素子の、該パッケージの外部に延びる外部端子が形成される構造を有している、光結合半導体装置。
【請求項２】
請求項１に記載の光結合半導体装置において、
前記リードフレームの素子領域は、
前記発光素子を搭載する発光側ヘッダ部と、
該発光素子の外部端子となる発光側タイバー部と、
該発光側タイバー部と該発光側ヘッダ部とを連結する発光側連結部と、
前記受光素子を搭載する受光側ヘッダ部と、
該受光素子の外部端子となる受光側タイバー部と、
該受光側タイバー部と該受光側ヘッダ部とを連結する受光側連結部とを含む、光結合半導体装置。
【請求項３】
請求項２に記載の光結合半導体装置において、
前記リードフレームの、前記発光側ヘッダ部から前記発光側連結部を介して前記発光側タイバー部に至る発光側リード部は、該発光側ヘッダ部及び該発光側タイバー部と該発光側連結部との接続部で略９０度の角度で屈曲しており、
前記リードフレームの、前記受光側ヘッダ部から前記受光側連結部を介して前記受光側タイバー部に至る受光側リード部は、該受光側ヘッダ部及び該受光側タイバー部と該受光側連結部との接続部で略９０度の角度で屈曲している、光結合半導体装置。
【請求項４】
請求項１に記載の光結合半導体装置において、
前記リードフレームの素子領域は、
前記発光素子を搭載する発光側ヘッダ部から該発光素子の外部端子に至る発光側リード部として、該発光素子の一対の素子電極に対応する第１及び第２の発光側リード部を有し、
かつ、前記受光素子を搭載する受光側ヘッダ部から該受光素子の外部端子に至る受光側リード部として、該受光素子の一対の素子電極に対応する第１及び第２の受光側リード部を有し、
該第１及び第２の発光側リード部と第１及び第２の受光側リード部とは、
該発光側ヘッダ部に搭載された発光素子及び該受光側ヘッダ部に搭載された受光素子を囲むよう配置されている、光結合半導体装置。
【請求項５】
請求項４に記載の光結合半導体装置において、
前記リードフレームの素子領域では、前記タイバー部が複数形成されており、
前記第１の発光側リード部に含まれる外部端子と、前記第２の発光側リード部に含まれる外部端子とは、前記複数のタイバー部のうちの発光側タイバー部として連結されており、
前記第１の受光側リード部に含まれる外部端子と、前記第２の受光側リード部に含まれる外部端子とは、前記複数のタイバー部のうちの受光側タイバー部として連結されている、光結合半導体装置。
【請求項６】
請求項１に記載の光結合半導体装置において、
前記リードフレームでは、
前記発光素子及び前記受光素子の外部端子に加工されるタイバー部が、隣接する素子領域の間で連結されている、光結合半導体装置。
【請求項７】
請求項５に記載の光結合半導体装置において、
前記リードフレームでは、
前記第１の発光側リード部に含まれる外部端子と前記第２の発光側リード部に含まれる外部端子とに分離されるべき前記タイバー部と、前記第１の受光側リード部に含まれる外部端子と前記第２の受光側リード部に含まれる外部端子とに分離されるべき前記タイバー部とが、隣接する素子領域の間で連結されている、光結合半導体装置。
【請求項８】
請求項１に記載の光結合半導体装置において、
前記リードフレームは、
前記素子領域の側縁に沿って位置するタイバー部を、その側面が、前記発光素子及び前記受光素子を樹脂封止する封止金型から流出した樹脂の流れ止めとして機能するよう構成したものである、光結合半導体装置。
【請求項９】
請求項５に記載の光結合半導体装置において、
前記第１の発光側リード部に含まれる外部端子と、前記第２の発光側リード部に含まれる外部端子とは、これらの外部端子が一体として連結されてなる前記発光側タイバー部を切断し、該発光側タイバー部の切断部分の両側を屈曲させて形成したものであり、
前記第１の受光側リード部に含まれる外部端子と、前記第２の受光側リード部に含まれる外部端子とは、これらの外部端子が一体として連結されてなる前記受光側タイバー部を切断し、該受光側タイバー部の切断部分の両側を屈曲させて形成したものである、光結合半導体装置。
【請求項１０】
請求項１に記載の光結合半導体装置において、
前記発光素子は、プリコート樹脂により被覆され、
該プリコート樹脂により被覆された発光素子と、前記受光素子とが、透光性の内部モールド樹脂により被覆され、
該内部モールド樹脂の外側が遮光性の外部モールド樹脂により被覆されている、光結合半導体装置。
【請求項１１】
請求項１に記載の光結合半導体装置において、
前記発光素子と前記受光素子とが透光性のドッキング樹脂により被覆され、
該ドッキング樹脂の外側が遮光性のモールド樹脂により被覆されている、光結合半導体装置。
【請求項１２】
光結合半導体装置を搭載した電気機器であって、
該光結合半導体装置は、請求項１乃至請求項１１のいずれかに記載の光結合半導体装置である、電気機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光結合半導体装置及び電気機器に関し、特に、発光素子と受光素子とを光結合するよう有してなる光結合半導体装置、および光結合半導体装置をフォトカプラとして用いた電気機器において、光結合半導体装置をリードフレームの有効面積を効果的に活用可能で安価な構造としたものである。
【背景技術】
【０００２】
従来からこのような光結合半導体装置として種々のものがあり、図１１は、従来の代表的な光結合半導体装置として２層モールドタイプのものを示している。
【０００３】
従来の光結合半導体装置５０では、発光素子５０ａ及び受光素子５０ｂがリードフレーム５１ａ及び５２ａ上に光結合するよう配置され、発光素子５０ａはプリコート樹脂Ｐｃにより覆われ、さらに、発光素子５０ａ及び受光素子５０ｂが透光性樹脂Ｔｒ及び遮光性樹脂Ｓｒにより覆われている。
【０００４】
以下、簡単に製造方法について説明する。
【０００５】
まず、あらかじめ折り曲げ加工されたＣｕ合金、Ｆｅ合金等の金属材料でできたリードフレーム５１ａ及び５２ａのヘッダー部上に、発光素子５０ａ及び受光素子５０ｂを各々個別にＡｇペースト等の導電性ペーストで素子搭載（以下、ダイボンドと言う。）し、各々の素子と隣接するリードフレーム５１ｂ及び５２ｂとにＡｕ線等のワイヤＷで結線接続（以下、ワイヤボンドと言う。）を施す。
【０００６】
次に、前記発光素子５０ａを応力緩和用としてシリコーン樹脂Ｐｃで被った（以下、プリコートと言う。）後、各々の素子がダイボンドされたリードフレーム５１ａ及び５２ａをスポット溶接、又はローディングフレームセットすることにより、各々の素子を対向するよう位置決めする。
【０００７】
さらに、光学的に前記発光素子５０ａから受光素子５０ｂへの光路が形成されるように、透光性エポキシ樹脂Ｔｒにて１次トランスファモールドによりインナーパッケージ形成を行い、樹脂漏れした余分な箇所の樹脂バリをバリ取りする。
【０００８】
続いて、外乱光の入光や内部からの光漏れ無く発光素子５０ａから受光素子５０ｂへの光信号伝達ができるよう遮光性エポキシ樹脂Ｓｒにて２次トランスファモールドしてアウターパッケージを形成する。
【０００９】
その後、リードフレーム５１ａ、５１ｂ、５２ａ、５２ｂの外装めっきを行い、タイバーレジンカットなどを行う。つまり、隣接するリードフレーム間を支持し、かつトランスファモールド等の樹脂封止の際の樹脂漏れを低減するよう設けられた補助リード部を切除し、さらに、不要樹脂部を切除する。
【００１０】
次に、フォーミング、つまり、パッケージから露出しているリードフレームを成形加工し、外部端子とする。
【００１１】
その後、絶縁耐圧試験、つまり、入力素子である発光素子と、出力素子である受光素子との間の絶縁性の評価試験を行い、電気特性検査、外観検査、梱包工程を経て、光結合半導体装置として出荷される。
【００１２】
また、このような光結合半導体装置の製造方法としては、特許文献１に開示の方法もある。
【００１３】
図１０は、この特許文献１に開示の光結合半導体装置及びその製造方法を説明する図であり、図１０（ａ）は断面構造を示し、図１０（ｂ）は側面を示している。
【００１４】
図１０に示す光結合半導体装置１０ａは、発光素子２より伝達される光を効率的に受けるために、受光素子１を発光素子２の対向位置に配置させた構造を備えた対向型の光結合装置である。
【００１５】
この光結合半導体装置１０ａでは、入力側リード５は、発光側ヘッダー部４または発光側電極パッド２ａに電気的に接続された複数のパッケージ側リード部材１５と、該パッケージ側リード部材１５に接続されており、全体が前記パッケージ７の外部に配置されている複数の付加接合側リード部材２８とから構成されている。出力側リード６は、受光用ヘッダー部３または発光側電極パッド２ａに電気的に接続された複数のパッケージ側リード部材１６と、該パッケージ側リード部材１６に接続されており、全体が前記パッケージ７の外部に配置されている複数の付加接合用リード部材２６とから構成されている。
【００１６】
なお、図１０中、５ａ，６ａは接合部、７ａは透光性樹脂部、７ｂは遮光性樹脂部、７はパッケージ、８ａ，８ｂはボンディングワイヤ、１０はリード接合部封止樹脂部、１５ａ，１６ａはパッケージ側リード部材１５、１６の導出部位、２８ａ、２６ａは屈曲部である。
【００１７】
以下、この光結合半導体装置（フォトカプラ）の製造方法について簡単に説明する。
【００１８】
図１０に示すように、後に外部端子となるリードフレーム部位（付加接合用リード部材）を形成していないリード部材（第１のリード部材）１５、１６上に発光素子２、受光素子１を各々ダイボンドし、ワイヤボンドを行う。その後、透光性エポキシ樹脂７ａ、遮光性エポキシ樹脂７ｂにてトランスファモールドしてアウターパッケージを形成する。
【００１９】
その後、リード部材１５、１６に、別途用意した付加接合用リード部材（第２のリード部材）２８、２６を結合させて、光結合半導体装置１０ａを形成する。
【００２０】
また、特許文献２には、上記のような光結合半導体装置およびその製造方法の他の例が示されている。
【００２１】
図１２は、特許文献２に開示の光結合半導体装置に用いるリードフレームを説明する平面図であり、光結合素子用リードフレームを構成する発光側リードフレーム５００（図１２（ａ））および受光側リードフレーム６００（図１２（ｂ））、並びにこれらのリードフレームを組み合わせて樹脂封止体を形成した状態（図１２（ｃ））を示している。
【００２２】
発光側リードフレーム５００のヘッダー部５３０に発光素子を、受光側リードフレーム６００のヘッダー部６３０に受光素子をそれぞれダイボンディング、ワイヤボンディングした後、両リードフレーム５００、６００の溶接部５４０、６４０を重ね合わせた状態でスポット溶接にて両リードフレーム５００、６００を接続する。
【００２３】
この後、モールド金型（図示せず）内でヘッダー部５３０、６３０を覆う１次モールド体（図示せず）を形成する。さらに、１次モールド体の上から、図１２（ｃ）に示すような２次モールド体７００を形成する。
【００２４】
２次モールド体７００から延出したリード部５２０、６２０には、錫系はんだによる外装めっきが施される。この外装めっきは、通常、電解めっき法で行われるため、図１２（ｃ）に示すように、めっきのためのカソード電極Ｋに、両リードフレーム５００、６００が結合されたもの（以下、『リードフレーム結合体』とする。）を手作業で挟み込んで保持する。
【００２５】
図１２に示す光結合半導体装置では、発光素子側、受光素子側のリードフレームを各々準備し、溶接等の接合で発光素子と受光素子とが対向する構造にすることで、光結合半導体装置を形成しているが、その改良型として、溶接の接合をなくし、リードフレームの嵌合加工を施した発光素子リードフレーム及び受光側リードフレームを設けることで光結合半導体装置を提供できるものも開示されている。
【００２６】
図１３は、上記特許文献２に開示の改良型のリードフレームを示す図であり、その発光側リードフレームの平面図及び側面図（図１３（ａ））、受光側リードフレームの平面図及び側面図（図１３（ｂ））、発光側リードフレームと受光側リードフレームとを組み合わせて１次モールドを施した状態の平面図（図１３（ｃ））である。
【００２７】
このような発光側リードフレーム１００と受光側リードフレーム２００とから構成される光結合素子用リードフレームを用いた光結合素子の製造工程について説明する。
【００２８】
まず、両リードフレーム１００、２００のヘッダー部１３０、２３０に発光素子及び受光素子をそれぞれダイボンディング及びワイヤボンディングする。なお、発光素子には保護のため、シリコーン樹脂等のプリコート樹脂を塗布する。
【００２９】
次に、両素子が対向するように両リードフレーム１００、２００を組み合わせてリードフレーム結合体とする。この状態で、両リードフレーム１００、２００の開孔１１１ａ、１１１ｂ、２１１ａ、２１１ｂはそれぞれ一致するとともに、受光側リードフレーム２００のタイバー２４０等は、発光側リードフレーム１００の位置決め用切込１６０に嵌まる。また、同時に発光側リードフレーム１００の突起部１５０は、受光側リードフレーム２００の開孔２５０に臨む。
【００３０】
次に、両リードフレーム１００、２００に１次モールド体を形成するための１次モールド用金型の型締めを行う。すると、突起部１５０は開孔２５０に嵌まり込む。これにより、両リードフレーム１００、２００は電気的にも接続されることになる。１次モールド体を形成した（図１３（ｃ））後、１次モールド用金型の型開きをし、１次モールド体の厚バリ除去と、１次タイバー１４１、２４１のカットとを行う。この際、突起部１５０は開孔２５０に嵌まり込んでいるので、１次モールド用金型の型開きをしても、突起部１５０が開孔２５０から外れることはない。
【００３１】
さらに、２次モールド用金型（図示省略）により、２次モールド体を形成する。２次モールド体は、２次タイバーに遮られて他の部分に廻り込むことがない。この後、２次モールド体に対してアフターキュアを行う。
【００３２】
上述のようにして形成されたリードフレーム結合体に対して外装めっきを施すのであるが、リードフレーム結合体を構成する両リードフレーム１００、２００は、突起部１５０と開孔２５０とによって電気的に接続されているので、確実に両リードフレーム１００、２００に外装めっきを施すことができる。
【００３３】
外装めっきが完了したならば、２次タイバーのカットと、リード部１２０、２２０のリードフォーミングを行って光結合素子として完成する。
【００３４】
なお、図１３中、１１０ａ、１１０ｂは発光側リードフレームのクレードル部、１７０は発光側凹部、２１０ａ、２１０ｂは受光側リードフレームのクレードル部、２７０は受光側凹部、３１１は突起部１５０と開孔２５０とが嵌合した部分を覆う樹脂モールドである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００３５】
【特許文献１】特開２０１０−１０２０１号公報
【特許文献２】特開平６−１３２５６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００３６】
しかしながら、前述した従来の光結合半導体装置では、一般に構成部材の価格構成比率の高いものとして、半導体素子（発光素子、受光素子）、封止樹脂、リードフレームがあり、安価な光結合半導体装置の製造するためにはその価格を抑制する必要があった。
【００３７】
例えば、特許文献１に記載のもの（図１０）では、第１のリード部材にて発光素子側及び受光素子側に各々専用に設け、更に第２のリード部材を別途要し、第１と第２のリード部材を結合している。この場合、発光素子側及び受光素子側に各々専用の第１のリード部材、更に第２のリード部材を必要とすることから、リードフレームに要する価格が高価であり、光結合半導体装置あたりのリードフレームに占める材料価格が高くなるという問題があった。
【００３８】
図１１に示すものや特許文献２に開示のもの（図１２および図１３）の場合、発光素子側及び受光素子側の各々のリードフレームを準備する上に、それぞれのリードフレームには端子形成の為の空間スペースがあり、リードフレームの単位面積当たりの取れ率には無駄が多い、つまり、光結合半導体装置あたりのリードフレームに占める材料価格が高くなるという問題があった。
【００３９】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたもので、リードフレームの有効面積を効果的に活用した安価な光結合半導体装置、およびこのような光結合半導体装置を搭載した電気機器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】
【００４０】
本発明に係る光結合半導体装置は、リードフレームに含まれる複数の素子領域の各々に、発光素子及び受光素子をこれらが光結合するよう同一面内に配置して樹脂封止し、該リードフレームの樹脂封止した樹脂封止部を個々のパッケージに分離してなる光結合半導体装置であって、該リードフレームは、該素子領域毎に設けられ、樹脂封止時に封止樹脂の流れ止めとして機能するタイバー部を有し、該タイバー部は、その加工により、該発光素子及び該受光素子の、該パッケージの外部に延びる外部端子が形成される構造を有しており、そのことにより上記目的が達成される。
【００４１】
本発明は、上記光結合半導体装置において、前記リードフレームの素子領域は、前記発光素子を搭載する発光側ヘッダ部と、該発光素子の外部端子となる発光側タイバー部と、該発光側タイバー部と該発光側ヘッダ部とを連結する発光側連結部と、前記受光素子を搭載する受光側ヘッダ部と、該受光素子の外部端子となる受光側タイバー部と、該受光側タイバー部と該受光側ヘッダ部とを連結する受光側連結部とを含むことが好ましい。
【００４２】
本発明は、上記光結合半導体装置において、前記リードフレームの、前記発光側ヘッダ部から前記発光側連結部を介して前記発光側タイバー部に至る発光側リード部は、該発光側ヘッダ部及び該発光側タイバー部と該発光側連結部との接続部で略９０度の角度で屈曲しており、前記リードフレームの、前記受光側ヘッダ部から前記受光側連結部を介して前記受光側タイバー部に至る受光側リード部は、該受光側ヘッダ部及び該受光側タイバー部と該受光側連結部との接続部で略９０度の角度で屈曲していることが好ましい。
【００４３】
本発明は、上記光結合半導体装置において、前記リードフレームの素子領域は、前記発光素子を搭載する発光側ヘッダ部から該発光素子の外部端子に至る発光側リード部として、該発光素子の一対の素子電極に対応する第１及び第２の発光側リード部を有し、かつ、前記受光素子を搭載する受光側ヘッダ部から該受光素子の外部端子に至る受光側リード部として、該受光素子の一対の素子電極に対応する第１及び第２の受光側リード部を有し、該第１及び第２の発光側リード部と第１及び第２の受光側リード部とは、該発光側ヘッダ部に搭載された発光素子及び該受光側ヘッダ部に搭載された受光素子を囲むよう配置されていることが好ましい。
【００４４】
本発明は、上記光結合半導体装置において、前記リードフレームの素子領域では、前記タイバー部が複数形成されており、前記第１の発光側リード部に含まれる外部端子と、前記第２の発光側リード部に含まれる外部端子とは、前記複数のタイバー部のうちの発光側タイバー部として連結されており、前記第１の受光側リード部に含まれる外部端子と、前記第２の受光側リード部に含まれる外部端子とは、前記複数のタイバー部のうちの受光側タイバー部として連結されていることが好ましい。
【００４５】
本発明は、上記光結合半導体装置において、前記リードフレームでは、前記発光素子及び前記受光素子の外部端子に加工されるタイバー部が、隣接する素子領域の間で連結されていることが好ましい。
【００４６】
本発明は、上記光結合半導体装置において、前記リードフレームでは、前記第１の発光側リード部に含まれる外部端子と前記第２の発光側リード部に含まれる外部端子とに分離されるべき前記タイバー部と、前記第１の受光側リード部に含まれる外部端子と前記第２の受光側リード部に含まれる外部端子とに分離されるべき前記タイバー部とが、隣接する素子領域の間で連結されていることが好ましい。
【００４７】
本発明は、上記光結合半導体装置において、前記リードフレームは、前記素子領域の側縁に沿って位置するタイバー部を、その側面が、前記発光素子及び前記受光素子を樹脂封止する封止金型から流出した樹脂の流れ止めとして機能するよう構成したものであることが好ましい。
【００４８】
本発明は、上記光結合半導体装置において、前記第１の発光側リード部に含まれる外部端子と、前記第２の発光側リード部に含まれる外部端子とは、これらの外部端子が一体として連結されてなる前記発光側タイバー部を切断し、該発光側タイバー部の切断部分の両側を屈曲させて形成したものであり、前記第１の受光側リード部に含まれる外部端子と、前記第２の受光側リード部に含まれる外部端子とは、これらの外部端子が一体として連結されてなる前記受光側タイバー部を切断し、該受光側タイバー部の切断部分の両側を屈曲させて形成したものであることが好ましい。
【００４９】
本発明は、上記光結合半導体装置において、前記発光素子は、プリコート樹脂により被覆され、該プリコート樹脂により被覆された発光素子と、前記受光素子とが、透光性の内部モールド樹脂により被覆され、該内部モールド樹脂の外側が遮光性の外部モールド樹脂により被覆されていることが好ましい。
【００５０】
本発明は、上記光結合半導体装置において、前記発光素子と前記受光素子とが透光性のドッキング樹脂により被覆され、該ドッキング樹脂の外側が遮光性のモールド樹脂により被覆されていることが好ましい。
【００５１】
本発明に係る電気機器は、光結合半導体装置を搭載した電気機器であって、該光結合半導体装置は、上述した本発明に係る光結合半導体装置であり、そのことにより上記目的が達成される。
【００５２】
次に作用について説明する。
【００５３】
本発明においては、リードフレームに素子領域毎に設けられた、樹脂封止時に封止樹脂の流れ止めとして機能するタイバー部を、その加工により、発光素子及び受光素子の、パッケージの外部に延びる外部端子が形成される構造としたので、リードフレームにおける、樹脂封止時には樹脂の流れとめのためのタイバー部として用いた部分を、その中央部を切断して切断部分の両側を折り曲げるだけでパッケージの外部端子として用いることができ、リードフレームを構成する材料の無駄を削減することできる。
【００５４】
また、リードフレームの、発光側ヘッダ部から発光側連結部を介して発光側タイバー部に至る発光側リード部を、発光側ヘッダ部及び発光側タイバー部と発光側連結部との接続部で略９０度の角度で屈曲させた構造とし、さらに、リードフレームの、受光側ヘッダ部から受光側連結部を介して受光側タイバー部に至る受光側リード部を、受光側ヘッダ部及び受光側タイバー部と受光側連結部との接続部で略９０度の角度で屈曲させた構造としているので、リードフレームにおける大きさに制限のある素子領域内で、リードフレームの構造を複雑にすることなく、ヘッダ部、タイバー部、および連結部の長さと幅を確保できる。
【００５５】
さらに、発光素子の一対の素子電極に対応する第１及び第２の発光側リード部と、受光素子の一対の素子電極に対応する第１及び第２の受光側リード部とは、発光側ヘッダ部に搭載された発光素子及び受光側ヘッダ部に搭載された受光素子を囲むよう配置しているので、発光素子および受光素子を、リードフレームにおける各素子領域内の中央に配置でき、素子領域を効率よく使って樹脂封止部を形成できる。
【００５６】
また、発光素子をプリコート樹脂により被覆しているので、脆い材料で構成される発光素子を、モールド樹脂から保護することができ、また該プリコート樹脂により被覆された発光素子と、受光素子とを、透光性の内部モールド樹脂により被覆しているので、発光素子と受光素子との間での光信号の伝達を確保することができる。また、該内部モールド樹脂の外側を遮光性の外部モールド樹脂により被覆しているので、外部からの受光素子への光の入射や、発光素子からの出射光の外部への漏れを回避することができる。
【００５７】
さらに、発光素子のみプリコート樹脂により被覆しているので、パッケージにおけるプリコート樹脂の占有堆積を小さくして、プリコート樹脂の熱膨張による破損を抑制することができる。
【００５８】
またさらに、リードフレームにおける素子領域の間には、リードフレームの素子領域内の部分を支持する一対の装置間タイバー部が配置されているだけであるので、リードフレームの単位面積あたりに高集積に発光素子および受光素子を搭載することが可能となり、従来に無い高効率の構成部材活用、つまり、安価な光結合半導体装置を実現することができる。
【００５９】
また、本発明においては、発光素子と受光素子とが透光性のドッキング樹脂により被覆され、該ドッキング樹脂の外側が遮光性のモールド樹脂により被覆されており、つまり、発光素子および受光素子をドッキング樹脂で一体に被覆することで、インナーモールド樹脂を用いていないので、発光素子および受光素子との間でのインナーモールド樹脂による光の減衰を回避することができる。
【発明の効果】
【００６０】
以上のように、本発明によれば、リードフレームに素子領域毎に設けられた、樹脂封止時に封止樹脂の流れ止めとして機能するタイバー部を、その加工により、発光素子及び受光素子の、パッケージの外部に延びる外部端子が形成される構造としたので、リードフレームにおける、樹脂封止時には樹脂の流れとめのためのタイバー部として用いた部分を、その中央部を切断して切断部分の両側を折り曲げるだけでパッケージの外部端子として用いることができ、リードフレームを構成する材料の無駄を削減することできる。
【００６１】
その結果、リードフレームの有効面積を効果的に活用した光結合半導体装置を安価に実現でき、このような光結合半導体装置を搭載した安価な電気機器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】図１は、本発明の実施形態１による光結合半導体装置に用いられるリードフレームを説明する図であり、リードフレームの１つの素子領域における構造を示している。
【図２】図２は、本発明の実施形態１による光結合半導体装置に用いられるリードフレームを説明する図であり、リードフレームの隣接する４つの素子領域における構造を示している。
【図３】図３は、本発明の実施形態１による光結合半導体装置を説明する図であり、リードフレームの素子領域に発光素子および受光素子を載置した状態を示している。
【図４】図４は、本発明の実施形態１による光結合半導体装置を説明する図であり、該光結合半導体装置における発光素子および受光素子を樹脂封止した状態を示している。
【図５】図５は、本発明の実施形態２による光結合半導体装置を説明する図であり、該光結合半導体装置における発光素子および受光素子を樹脂封止した状態を示している。
【図６】図６は本発明の実施形態１による光結合半導体装置に用いられるリードフレームを説明する図であり、リードフレームの切断箇所を示している。
【図７】図７は本発明の実施形態１による光結合半導体装置に用いられるリードフレームを説明する図であり、端子フォーミング前の状態を示している。
【図８】図８は本発明の実施形態１による光結合半導体装置に用いられるリードフレームを説明する図であり、端子フォーミング後の状態を示している。
【図９】図９は、本発明の実施形態１による光結合半導体装置を説明する図であり、端子フォーミング後の光結合半導体装置の平面図（図９（ａ））、正面図（図９（ｂ））、および側面図（図９（ｃ））である。
【図１０】図１０は、特許文献１に開示の光結合半導体装置及びその製造方法を説明する図であり、図１０（ａ）は断面構造を示し、図１０（ｂ）は側面を示している。
【図１１】図１１は、従来の代表的な光結合半導体装置として２層モールドタイプのものを示している。
【図１２】図１２は、特許文件２に開示の光結合半導体装置に用いるリードフレームを説明する平面図であり、光結合素子用リードフレームを構成する発光側リードフレーム５００（図１２（ａ））および受光側リードフレーム６００（図１２（ｂ））、並びにこれらのリードフレームを組み合わせて樹脂封止体を形成した状態（図１２（ｃ））を示している。
【図１３】図１３は、上記特許文献２に開示の改良型のリードフレームを示す図であり、その発光側リードフレームの平面図及び側面図（図１３（ａ））、受光側リードフレームの平面図及び側面図（図１３（ｂ））、発光側リードフレームと受光側リードフレームとを組み合わせて１次モールドを施した状態の平面図（図１３（ｃ））である。
【発明を実施するための形態】
【００６３】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００６４】
（実施形態１）
図１〜図４、図６〜図９は、本発明の実施形態１による光結合半導体装置を説明する図である。
【００６５】
図１および図２は、本発明の実施形態１による光結合半導体装置１００ａに用いられるリードフレームを説明する図であり、図１はリードフレームの１つの素子領域における構造を示し、図２は、リードフレームの隣接する４つの素子領域における構造を示している。
【００６６】
また、図３は、リードフレームの素子領域に発光素子および受光素子を載置した状態を示し、図４はこれらの素子を樹脂封止した状態を示している。図６はリードフレームの切断箇所を示し、図７は端子フォーミング前の状態を示し、図８は端子フォーミング後の状態を示し、図９は、端子フォーミング後の光結合半導体装置の外観を示す図であり、図９（ａ）は平面図、図９（ｂ）は正面図、図９（ｃ）は側面図である。
【００６７】
この実施形態１の光結合半導体装置１００ａは、リードフレームＬｆに含まれる複数の素子領域２０の各々に、発光素子Ｅｅ及び受光素子Ｒｅをこれらが光結合するよう同一面内に配置して樹脂封止し、該リードフレームの樹脂封止した樹脂封止部を個々のパッケージＰａ（図８参照）に分離してなるものである。なお、図２中Ｌｆａ〜Ｌｆｄは、リードフレームＬｆにおける隣接する４つの素子領域に対応する部分であり、ここで、素子領域は、リードフレームにおける上記樹脂封止部が形成される部分である。
【００６８】
該リードフレームＬｆは、該素子領域２０毎に設けられ、樹脂封止時に封止樹脂の流れ止めとして機能するタイバー部ＴａおよびＴｂ、２１ａおよび２１ｂを有している。
【００６９】
該タイバー部Ｔａは、その加工により、該受光素子Ｒｅの、該パッケージＰａの外部に延びる外部端子２２ｃおよび２３ｃが形成される構造を有している。該タイバー部Ｔｂは、その加工により、該発光素子Ｅｅの、該パッケージＰａの外部に延びる外部端子２４ｃおよび２５ｃが形成される構造を有している。
【００７０】
すなわち、上記リードフレームＬｆの１つの素子領域に対応する部分（素子領域対応部）２０は、上記発光素子Ｅｅを搭載する発光側ヘッダ部２５ｂと、該発光素子の一方の外部端子となる発光側タイバー部２５ｃと、該発光側タイバー部と該発光側ヘッダ部とを連結する発光側連結部２５ａと、該受光素子Ｒｅを搭載する受光側ヘッダ部２３ｂと、該受光素子の一方の外部端子となる受光側タイバー部２３ｃと、該受光側タイバー部と該受光側ヘッダ部とを連結する受光側連結部２３ａとを含んでいる。
【００７１】
また、リードフレームＬｆの素子領域対応部２０は、上記発光素子Ｅｅとボンディングワイヤにより接続される発光側ヘッダ部２４ｂと、該発光素子の他方の外部端子となる発光側タイバー部２４ｃと、該発光側タイバー部２４ｃと該発光側ヘッダ部２４ｂとを連結する発光側連結部２４ａと、該受光素子Ｒｅとボンディングワイヤにより接続される受光側ヘッダ部２２ｂと、該受光素子の他方の外部端子となる受光側タイバー部２２ｃと、該受光側タイバー部２２ｃと該受光側ヘッダ部２２ｂとを連結する受光側連結部２２ａとを含んでいる。
【００７２】
ここで、上記タイバー部Ｔａ（受光側タイバー部２３ｃおよび２２ｃ）とタイバー部Ｔｂ（発光側タイバー部２５ｃおよび２４ｃ）とは、それぞれの両側で、装置間タイバー部２１ａおよび２１ｂに接続されている。なお、図１中、ｃｐは、外部端子を形成する際に、タイバー部ＴａおよびＴｂを切断する箇所であり、タイバー部の延びる方向と直角方向に切断する場合を示している。ただし、タイバー部を切断するときの切断方向は、これが延びる方向と直角方向に切断する場合に限定されるものではなく、タイバー部をこれが延びる方向に対して斜めに切断する場合は、その切断する角度を変えることで、タイバー部から得られる外部端子の長さを調節することができる。
【００７３】
また、リードフレームの、発光側ヘッダ部２５ｂ、２４ｂから発光側連結部２５ａ、２４ａを介して発光側タイバー部２５ｃ、２４ｃに至る発光側リード部（第１、第２の発光側リード部）２５、２４は、発光側ヘッダ部２５ｂ、２４ｂ及び発光側タイバー部２５ｃ、２４ｃと発光側連結部２５ａ、２４ａとの接続部で略９０度の角度で屈曲している。
【００７４】
リードフレームの、受光側ヘッダ部２３ｂ、２２ｂから受光側連結部２３ａ、２２ａを介して受光側タイバー部２３ｃ、２２ｃに至る受光側リード部（第１、第２の受光側リード部）２３、２２は、該受光側ヘッダ部２３ｂ、２２ｂ及び受光側タイバー部２３ｃ、２２ｃと受光側連結部２３ａ、２２ａとの接続部で略９０度の角度で屈曲している。
【００７５】
また、ここで、発光素子Ｅｅおよび受光素子Ｒｅは、裏面側に一方の素子電極が形成され、表面側に他方の素子電極が形成されている。例えば、発光素子Ｅｅの裏面側の素子電極（図示せず）は、一方の発光側ヘッダ部２５ｂに接触することで電気的に接続されており、表面側の素子電極（図示せず）はボンディングワイヤＷにより他方の発光側ヘッダ部２４ｂに電気的に接続されている。受光素子Ｒｅの裏面側の素子電極（図示せず）は、一方の受光側ヘッダ部２３ｂに接触することで電気的に接続されており、表面側の素子電極（図示せず）はボンディングワイヤＷにより他方の受光側ヘッダ部２２ｂに電気的に接続されている。
【００７６】
また、第１、第２の発光側リード部２５、２４と第１、第２の受光側リード部２３、２２とは、発光側ヘッダ部に搭載された発光素子Ｅｅ及び該受光側ヘッダ部に搭載された受光素子Ｒｅを囲むよう配置されている。
【００７７】
また、リードフレームＬｆでは、発光素子Ｅｅの外部端子（発光側タイバー部）２５ｃ、２４ｃに加工されるタイバー部Ｔｂと、受光素子Ｒｅの外部端子（受光側タイバー部）２３ｃ、２２ｃに加工されるタイバー部Ｔａとが、隣接する素子領域の間で近接して連結されている。
【００７８】
また、リードフレームＬｆでは、素子領域２０の側縁に沿って位置するタイバー部Ｔａ、Ｔｂ，２１ａ、２１ｂは、その側面が、発光素子Ｅｅ及び受光素子Ｒｅの樹脂封止する封止金型から流出した樹脂の流れ止めとして機能するよう配置されている。
【００７９】
さらに、第１の発光側リード部２５に含まれる外部端子２５ｃと、第２の発光側リード部２４に含まれる外部端子２４ｃとは、これらの外部端子が一体として連結されてなる発光側タイバー部Ｔｂを切断し、発光側タイバー部の切断部分ｃｐの両側を屈曲させて形成したものである。また、第１の受光側リード部２３に含まれる外部端子２３ｃと、第２の受光側リード部２２に含まれる外部端子２２ｃとは、これらの外部端子が一体として連結されてなる受光側タイバー部Ｔａを切断し、該受光側タイバー部の切断部分ｃｐの両側を屈曲させて形成したものである。なお、図７中、ＦｐａおよびＦｐｂはタイバー部ＴａおよびＴｂの折曲部分である。
【００８０】
さらに、この実施形態１の光結合半導体装置１００ａでは、発光素子Ｅｅは、シリコーン樹脂などのプリコート樹脂Ｐｃにより被覆され、該プリコート樹脂により被覆された発光素子Ｅｅと、受光素子Ｒｅとが、透光性の内部モールド樹脂Ｔｒにより被覆され、該内部モールド樹脂Ｔｒの外側が遮光性の外部モールド樹脂Ｓｒにより被覆されている。
【００８１】
なお、本実施形態１の光結合半導体装置は、例えば、家電製品などの電気機器における入力回路や出力回路でフォトカプラとして用いられるものである。
【００８２】
次に光結合半導体装置の製造方法について説明する。
【００８３】
まず、図３に示すように、リードフレームの発光側ヘッダー部２５ｂ、および受光側ヘッダ部２３ｂに発光素子Ｅｅ、受光素子Ｒｅの各々を個別に導電性ペースト等でダイボンドし、各々の素子の電極（図示せず）と隣接する所定のリードフレーム部分、つまり発光側ヘッダ部２４ｂおよび受光側ヘッダ部２２ｂとをＡｕ線等でワイヤボンドする。
【００８４】
続いて、図４に示すように、ジャンクションコーティング用シリコーン樹脂Ｐｃにて発光素子を被覆（プリコート）する。この場合、シリコーン樹脂Ｐｃは発光素子Ｅｅ全体を被覆するように塗布（ポッティング）により形成する。このように発光素子Ｅｅに被覆することで、ＧａＡｓ系の脆い材料で構成されている発光素子へ加わる封止樹脂からの機械的応力を効果的に緩和することが可能となる。
【００８５】
また、受光素子Ｒｅがダイボンドされた受光側ヘッダ部２３ｂ、および受光素子ＲｅからのワイヤＷがボンディングされた受光側ヘッダ部２２ｂ、並びに、発光素子がダイボンドされ、かつプリコートされた発光側ヘッダ部２５ｂ、および発光素子からのワイヤがボンディングされた発光側ヘッダ部２４ｂを、インナーパッケージ用モールド金型に位置精度よくセットした後、透光性の内部モールド樹脂Ｔｒによる封止成型によりインナーパッケージを図４に示すように形成する。この際、漏れた余分な箇所の樹脂バリをバリ抜き用金型やブラスター等を用いて機械的に除去する。
【００８６】
次に、外乱光の入光や内部からの光漏れを招くことなく、発光素子Ｅｅから受光素子Ｒｅへの光信号の伝達ができるよう、遮光性の外部モールド樹脂（例えば、エポキシ樹脂）Ｓｒにてアウターパッケージを図４に示すように形成する。
【００８７】
上記封止工程の後、リードフレームの外装めっき処理を行う。ただし、リードフレームに始めからめっき表面処理を施している場合は、この外装めっき処理は省略される。
【００８８】
リードフレームＬｆの装置間タイバー２１ａおよび２１ｂと、端子用のタイバー部ＴａおよびＴｂとの接続部ＣｐａおよびＣｐｂを切断し、端子用のタイバー部ＴａおよびＴｂの中央部を切断するタイバーカットと、封止樹脂のバリをカットするレジンカットとを行う。このようにタイバーカットおよびレジンカットを行った後、図８に示すように、端子用のタイバー部ＴａおよびＴｂの切断箇所ｃｐの両側を折り曲げて、受光素子Ｒｅの外部端子２３ｃおよび２２ｃ、並びに発光素子Ｅｅの外部端子２５ｃおよび２４ｃを形成する（図９（ａ）〜図９（ｃ））。
【００８９】
このような構成の本実施形態１では、リードフレームに素子領域毎に設けられた、樹脂封止時に封止樹脂の流れ止めとして機能するタイバー部ＴａおよびＴｂを、その加工により、発光素子Ｅｅ及び受光素子Ｒｅの、パッケージ（樹脂封止部）Ｐａの外部に延びる外部端子２５ｃおよび２４ｃ、外部端子２３ｃおよび２２ｃが形成される構造としたので、リードフレームにおける、樹脂封止時には樹脂の流れ止めのためのタイバー部として用いた部分を、その中央部を切断して切断部分の両側を折り曲げるだけでパッケージの外部端子として形成することができ、リードフレームを構成する材料の無駄を削減することできる。
【００９０】
また、リードフレームの、発光側ヘッダ部から発光側連結部を介して発光側タイバー部に至る発光側リード部２５、２４を、発光側ヘッダ部及び発光側タイバー部と発光側連結部との接続部で略９０度の角度で屈曲させた構造とし、さらに、リードフレームの、受光側ヘッダ部から受光側連結部を介して受光側タイバー部に至る受光側リード部２３、２２を、受光側ヘッダ部及び受光側タイバー部と受光側連結部との接続部で略９０度の角度で屈曲させた構造としているので、リードフレームにおける大きさに制限のある素子領域内で、リードフレームの構造を複雑にすることなく、ヘッダ部、タイバー部、および連結部の長さと幅を確保できる。
【００９１】
さらに、発光素子の一対の素子電極に対応する第１及び第２の発光側リード２５および２４と、受光素子の一対の素子電極に対応する第１及び第２の受光側リード２３および２２とは、発光側ヘッダ部２５ｂに搭載された発光素子Ｅｅ及び受光側ヘッダ部２３ｂに搭載された受光素子Ｒｅを囲むよう配置しているので、発光素子および受光素子を、リードフレームにおける各素子領域内の中央に配置でき、素子領域を効率よく使って樹脂封止部を形成できる。
【００９２】
また、発光素子Ｅｅをプリコート樹脂Ｐｃにより被覆しているので、脆い材料で構成される発光素子を、モールド樹脂から保護することができ、また該プリコート樹脂により被覆された発光素子Ｅｅと、受光素子Ｒｅとを、透光性の内部モールド樹脂Ｔｒにより被覆しているので、発光素子Ｅｅと受光素子Ｒｅとの間での光信号の伝達を確保することができる。また、該内部モールド樹脂の外側を遮光性の外部モールド樹脂Ｓｒにより被覆しているので、外部からの受光素子への光の入射や、発光素子からの出射光の外部への漏れを回避することができる。
【００９３】
さらに、発光素子のみプリコート樹脂により被覆しているので、パッケージにおけるプリコート樹脂の占有堆積を小さくして、熱膨張係数の大きいプリコート樹脂の熱膨張による破損を抑制することができる。
【００９４】
さらに、リードフレームにおける素子領域の間には、リードフレームの素子領域内の部分を支持する一対の装置間タイバー部２１ａおよび２１ｂが配置されているだけであるので、リードフレームの単位面積あたりに高集積に発光素子および受光素子を搭載することが可能となり、従来に無い高効率の構成部材活用により安価な光結合半導体装置を実現することができる。
（実施形態２）
図５は、本発明の実施形態２による光結合半導体装置を説明する図であり、該光結合半導体装置における発光素子および受光素子を樹脂封止した状態を示している。
【００９５】
この実施形態２の光結合半導体装置１００ｂは、実施形態１の光結合半導体装置１００ａとは樹脂封止構造が異なっている。つまり、この光結合半導体装置１００ｂでは、発光素子Ｅｅと受光素子Ｒｅとがこれらが光学的に結合されるよう透光性のドッキング樹脂Ｄｒにより一体として被覆され、このドッキング樹脂Ｄｒの外側が遮光性の外部モールド樹脂Ｓｒにより被覆されている。
【００９６】
以下簡単にこの実施形態２の光結合半導体装置の製造方法について説明する。
【００９７】
まず、図３に示すように、リードフレームの発光側ヘッダー部２５ｂおよび受光側ヘッダ部２３ｂに発光素子Ｅｅおよび受光素子Ｒｅを各々個別に導電性ペースト等でダイボンドし、各々の素子の電極（図示せず）と隣接する所定のリードフレーム部分、つまり発光側ヘッダ部２４ｂおよび受光側ヘッダ部２２ｂとをＡｕ線等でワイヤボンドする。
【００９８】
続いて、図５に示すように、ジャンクションコーティング用シリコーン樹脂（ドッキング樹脂）Ｄｒにて発光素子Ｅｅ及び受光素子Ｒｅを一体に被覆（ドッキング）する。その後、外乱光の入光や内部からの光漏れを招くことなく、発光素子Ｅｅから受光素子Ｒｅへの光信号の伝達ができるよう、遮光性の外部モールド樹脂（例えば、エポキシ樹脂）Ｓｒにてアウターパッケージを形成する。
【００９９】
上記封止工程の後、リードフレームの外装めっき処理を行う。ただし、リードフレームに始めからめっき表面処理を施している場合は、この外装めっき処理は省略される。
【０１００】
リードフレームＬｆの装置間タイバー部２１ａおよび２１ｂと、端子用のタイバー部ＴａおよびＴｂとの接続部ＣｐａおよびＣｐｂ（図６参照）を切断し、端子用のタイバー部ＴａおよびＴｂの中央部を切断するタイバーカットと、封止樹脂のバリをカットするレジンカットとを行う。このようにタイバーレジンカットを行った後、図８に示すように、端子用のタイバー部ＴａおよびＴｂの切断箇所ｃｐの両側を折り曲げて、受光素子Ｒｅの外部端子２３ｃおよび２２ｃ、並びに発光素子Ｅｅの外部端子２５ｃおよび２４ｃを形成する。これにより本実施形態２の光結合半導体装置１００ｂを得る。
【０１０１】
このような構成の本実施形態２では、上記実施形態１と同様の効果が得られるが、この実施形態２の光結合半導体装置１００ｂでは、発光素子および受光素子をプリコート樹脂で一体に被覆することで、インナーモールド樹脂（透光性の内部モールド樹脂）Ｔｒを用いないので、発光素子および受光素子との間でのインナーモールド樹脂による光の減衰を回避することができる。
【０１０２】
さらに、上記実施形態２の光結合半導体装置も、実施形態１の光結合半導体装置と同様に種々の電気機器の入力回路や出力回路でフォトカプラとして用いることができるものである。
【０１０３】
以上のように、本発明の好ましい実施形態を用いて本発明を例示してきたが、本発明は、この実施形態に限定して解釈されるべきものではない。本発明は、特許請求の範囲によってのみその範囲が解釈されるべきであることが理解される。当業者は、本発明の具体的な好ましい実施形態の記載から、本発明の記載および技術常識に基づいて等価な範囲を実施することができることが理解される。本明細書において引用した特許文献は、その内容自体が具体的に本明細書に記載されているのと同様にその内容が本明細書に対する参考として援用されるべきであることが理解される。
【産業上の利用可能性】
【０１０４】
本発明は、発光素子と受光素子とを光結合するよう有してなる光結合半導体装置、および光結合半導体装置をフォトカプラとして用いた電気機器の分野において、光結合半導体装置をリードフレームの有効面積を効果的に活用可能で安価な構造とすることができ、安価な電気機器を提供できるものである。
【符号の説明】
【０１０５】
２０  素子領域
２１ａ、２１ｂ、Ｔａ、Ｔｂ  タイバー部
２２  第２の受光側リード部
２２ａ、２３ａ  受光側連結部
２２ｂ、２３ｂ  受光側ヘッダ部
２２ｃ、２３ｃ  受光側タイバー部（外部端子）
２３  第１の受光側リード部
２４  第２の発光側リード部
２４ａ、２５ａ  発光側連結部
２４ｂ、２５ｂ  発光側ヘッダ部
２４ｃ、２５ｃ  発光側タイバー部（外部端子）
２５  第１の発光側リード部
１００ａ、１００ｂ  光結合半導体装置
ｃｐ、Ｃｐａ、Ｃｐｂ  切断箇所
Ｄｒ  ドッキング樹脂
Ｅｅ  発光素子
Ｆｐａ、Ｆｐｂ  折曲部分
Ｌｆ  リードフレーム
Ｐａ  パッケージ
Ｐｃ  プリコート樹脂
Ｒｅ  受光素子
Ｓｒ  遮光性の外部モールド樹脂
Ｔｒ  透光性の内部モールド樹脂
【図１】
2012084749.tif 000003
【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１１】
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【図１０】
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【図１２】
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【図１３】
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