(57)【要約】【課題】絶縁耐圧が高い光結合装置を提供する。【解決手段】実施形態に係る光結合装置は、第１のリード部と、前記第１のリード部に搭載された発光素子と、前記第１のリード部と前記発光素子との間に接続された第１のワイヤと、第２のリード部と、前記第２のリード部に搭載された受光素子と、前記第２のリード部と前記受光素子との間に接続された第２のワイヤと、前記発光素子から出射される光を透過させる絶縁フィルムと、を備える。前記絶縁フィルムは、前記第１のリード部、前記発光素子、前記第１のワイヤ、前記第２のリード部、前記受光素子及び前記第２のワイヤに接触していない。【選択図】図１
2013175561.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のリード部と、
前記第１のリード部に搭載された発光素子と、
前記第１のリード部と前記発光素子との間に接続された第１のワイヤと、
前記発光素子及び前記第１のワイヤを覆い、前記発光素子から出射される光を透過させる第１の透明樹脂体と、
第２のリード部と、
前記第２のリード部に搭載された受光素子と、
前記第２のリード部と前記受光素子との間に接続された第２のワイヤと、
前記受光素子及び前記第２のワイヤを覆い、前記光を透過させる第２の透明樹脂体と、
前記光を透過させ、前記第１のリード部、前記発光素子、前記第１のワイヤ、前記第２のリード部、前記受光素子及び前記第２のワイヤに接触しておらず、前記第１の透明樹脂体と前記第２の透明樹脂体とを分離する絶縁フィルムと、
前記第１の透明樹脂体、前記第２の透明樹脂体及び前記絶縁フィルムを覆い、前記光を遮断する遮光樹脂体と、
を備え、
前記第１のリード部は、前記発光素子が搭載される平板状の第１のマウントベッドを有し、
前記第２のリード部は、前記受光素子が搭載される平板状の第２のマウントベッドを有し、
前記第１のマウントベッド、前記絶縁フィルム及び前記第２のマウントベッドは、相互に平行であり、
前記第１のマウントベッドと前記絶縁フィルムとの距離は、前記絶縁フィルムと前記第２のマウントベッドとの距離に等しく、
前記第１の透明樹脂体と前記絶縁フィルムとの接触領域の面積は、前記第１の透明樹脂体と前記第１のリード部との接触領域の外縁に囲まれる領域の面積よりも大きく、
前記第２の透明樹脂体と前記絶縁フィルムとの接触領域の面積は、前記第２の透明樹脂体と前記第２のリード部との接触領域の外縁に囲まれる領域の面積よりも大きく、
前記発光素子から前記受光素子に向かう方向から見て、前記絶縁フィルムの中心は、前記発光素子の中心及び前記受光素子の中心と一致している光結合装置。
【請求項２】
第１のリード部と、
前記第１のリード部に搭載された発光素子と、
前記第１のリード部と前記発光素子との間に接続された第１のワイヤと、
第２のリード部と、
前記第２のリード部に搭載された受光素子と、
前記第２のリード部と前記受光素子との間に接続された第２のワイヤと、
前記発光素子から出射される光を透過させる絶縁フィルムと、
を備え、
前記絶縁フィルムは、前記第１のリード部、前記発光素子、前記第１のワイヤ、前記第２のリード部、前記受光素子及び前記第２のワイヤに接触していない光結合装置。
【請求項３】
前記発光素子及び前記第１のワイヤを覆い、前記光を透過させる第１の透明樹脂体と、
前記受光素子及び前記第２のワイヤを覆い、前記光を透過させる第２の透明樹脂体と、
をさらに備え、
前記絶縁フィルムは、前記第１の透明樹脂体と前記第２の透明樹脂体とを分離する請求項２記載の光結合装置。
【請求項４】
前記第１の透明樹脂体と前記絶縁フィルムとの接触領域の面積は、前記第１の透明樹脂体と前記第１のリード部との接触領域の外縁に囲まれる領域の面積よりも大きい請求項３記載の光結合装置。
【請求項５】
前記第２の透明樹脂体と前記絶縁フィルムとの接触領域の面積は、前記第２の透明樹脂体と前記第２のリード部との接触領域の外縁に囲まれる領域の面積よりも大きい請求項３または４に記載の光結合装置。
【請求項６】
前記第１の透明樹脂体、前記第２の透明樹脂体及び前記絶縁フィルムを覆い、前記光を遮断する遮光樹脂体をさらに備えた請求項３〜５のいずれか１つに記載の光結合装置。
【請求項７】
前記第１のリード部は、前記発光素子が搭載される平板状の第１のマウントベッドを有し、
前記第２のリード部は、前記受光素子が搭載される平板状の第２のマウントベッドを有し、
前記第１のマウントベッド、前記絶縁フィルム及び前記第２のマウントベッドは、相互に平行である請求項２〜６のいずれか１つに記載の光結合装置。
【請求項８】
前記第１のマウントベッドと前記絶縁フィルムとの距離は、前記絶縁フィルムと前記第２のマウントベッドとの距離に等しい請求項７記載の光結合装置。
【請求項９】
前記発光素子から前記受光素子に向かう方向から見て、前記絶縁フィルムの中心は、前記発光素子の中心と一致している請求項２〜８のいずれか１つに記載の光結合装置。
【請求項１０】
前記発光素子から前記受光素子に向かう方向から見て、前記絶縁フィルムの中心は、前記受光素子の中心と一致している請求項２〜８のいずれか１つに記載の光結合装置。
【請求項１１】
前記発光素子から前記受光素子に向かう方向から見て、前記絶縁フィルムの中心は、前記発光素子の中心からずれている請求項２〜８のいずれか１つに記載の光結合装置。
【請求項１２】
前記発光素子から前記受光素子に向かう方向から見て、前記絶縁フィルムの中心は、前記受光素子の中心からずれている請求項２〜８のいずれか１つに記載の光結合装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、光結合装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
フォトカプラは、発光素子及び受光素子を内蔵し、１次側と２次側とを電気的に絶縁しつつ、光結合により信号の伝送を行う光結合装置である。フォトカプラの用途は様々であるが、１次側の発光素子と２次側の受光素子との間には、例えば数ｋＶ程度の高い絶縁耐圧が求められる。フォトカプラには、例えば、発光素子及び受光素子を一体の透明樹脂体で覆い、その周囲を遮光樹脂体でモールドしたパッケージが用いられる。また、絶縁耐圧を高めるために、透明樹脂体内に透明な絶縁フィルムが挿入される場合もある。しかしながら、フォトカプラには、より高い絶縁耐圧が要求されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−３１４４９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、絶縁耐圧が高い光結合装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
実施形態に係る光結合装置は、第１のリード部と、前記第１のリード部に搭載された発光素子と、前記第１のリード部と前記発光素子との間に接続された第１のワイヤと、第２のリード部と、前記第２のリード部に搭載された受光素子と、前記第２のリード部と前記受光素子との間に接続された第２のワイヤと、前記発光素子から出射される光を透過させる絶縁フィルムと、を備える。前記絶縁フィルムは、前記第１のリード部、前記発光素子、前記第１のワイヤ、前記第２のリード部、前記受光素子及び前記第２のワイヤに接触していない。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】（ａ）は第１の実施形態に係る光結合装置を例示する斜視図であり、（ｂ）は（ａ）に示すＡ−Ａ’線による断面図である。
【図２】（ａ）は第１の実施形態に係る光結合装置の製造に用いる治具を例示する斜視図であり、（ｂ）は（ａ）に示すＢ−Ｂ’線による断面図である。
【図３】第１の実施形態に係る光結合装置の製造方法を例示する工程平面図である。
【図４】（ａ）は、第１の実施形態に係る光結合装置の製造方法を例示する工程平面図であり、（ｂ）は工程断面図である。
【図５】（ａ）〜（ｃ）は、第１の実施形態に係る光結合装置の製造方法を例示する工程断面図である。
【図６】（ａ）及び（ｂ）は、第１の実施形態に係る光結合装置の製造方法を例示する工程断面図である。
【図７】（ａ）〜（ｅ）は、比較例に係る光結合装置の製造方法を例示する工程側面図である。
【図８】比較例に係る光結合装置を例示する断面図である。
【図９】第２の実施形態に係る光結合装置を例示する断面図である。
【図１０】第２の実施形態に係る光結合装置の製造方法を例示する工程断面図である。
【図１１】第３の実施形態に係る光結合装置におけるリード部と絶縁フィルムとの位置関係を例示する平面図である。
【図１２】第４の実施形態に係る光結合装置におけるリード部と絶縁フィルムとの位置関係を例示する平面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態について説明する。
先ず、第１の実施形態について説明する。
図１（ａ）は本実施形態に係る光結合装置を例示する斜視図であり、（ｂ）は（ａ）に示すＡ−Ａ’線による断面図である。
本実施形態に係る光結合装置は、フォトカプラである。
【０００８】
図１（ａ）に示すように、本実施形態に係る光結合装置１においては、外層が樹脂からなる成型体１０が設けられている。成型体１０の一側面１０ａからは、複数本、例えば４本のリード１１ｂが延出しており、下方に向けて屈曲している。また、成型体１０における側面１０ａの反対側の一側面１０ｂからは、複数本、例えば４本のリード１２ｂが延出しており、下方に向けて屈曲している。
【０００９】
図１（ｂ）に示すように、光結合装置１においては、リード部１１及び１２が設けられている。リード部１１とリード部１２とは相互に離隔している。リード部１１には、平板状のマウントベッド１１ａ及び複数本のリード１１ｂが設けられており、マウントベッド１１ａは１本のリード１１ｂと一体化している。リード部１２にも、平板状のマウントベッド１２ａ及び複数本のリード１２ｂが設けられており、マウントベッド１２ａは１本のリード１２ｂと一体化している。リード１１ｂ及びリード１２ｂは相互に同じ高さに配置されている。マウントベッド１１ａはリード１１ｂよりも下方に配置されており、マウントベッド１２ａはリード１２ｂよりも上方に配置されている。これにより、マウントベッド１２ａはマウントベッド１１ａの直上域に、マウントベッド１１ａから離隔して配置されている。また、マウントベッド１１ａ及び１２ａは相互に平行である。
【００１０】
リード部１１のマウントベッド１１ａの上面には、ダイマウント材１３が被着されており、ダイマウント材１３の上面上には発光素子１４が搭載されている。発光素子１４は、例えば、電力が供給されると赤外線又は可視光線を出射するＬＥＤ（Light Emitting Diode：発光ダイオード）を含むチップである。発光素子１４の各端子は、ワイヤ１５を介して各リード１１ｂに接続されている。
【００１１】
リード部１２のマウントベッド１２ａの下面には、ダイマウント材１６が被着されており、ダイマウント材１６の下面上には受光素子１７が搭載されている。受光素子１７は、例えば、赤外線又は可視光線を受光して電気信号に変換するＰＤ（Photo Diode：フォトダイオード）を含むチップである。受光素子１７の各端子は、ワイヤ１８を介して各リード１２ｂに接続されている。
【００１２】
ダイマウント材１３及び１６は、例えば、導電性のエポキシ樹脂によって形成されている。ワイヤ１５及び１８は、例えば、金によって形成されている。なお、図示の便宜上、図１（ｂ）においては、ワイヤ１５及び１８はそれぞれ１本のみ図示している。他の断面図についても同様である。
【００１３】
マウントベッド１１ａとマウントベッド１２ａとは相互に対向しており、マウントベッド１１ａの上面上に搭載された発光素子１４とマウントベッド１２ａの下面上に搭載された受光素子１７も相互に対向している。従って、発光素子１４及び受光素子１７は、発光素子１４から出射された光が受光素子１７に入射する位置関係にある。
【００１４】
また、マウントベッド１１ａの上面上には、透明樹脂体２１が設けられている。透明樹脂体２１は、発光素子１４から出射される光を透過させる絶縁性の透明樹脂によって形成されており、マウントベッド１１ａの上面の一部に接し、ダイマウント材１３及び発光素子１４の全体並びにワイヤ１５の少なくとも一部を覆っている。一方、マウントベッド１２ａの下面上には、透明樹脂体２２が設けられている。透明樹脂体２２も、発光素子１４から出射される光を透過させる絶縁性の透明樹脂によって形成されており、マウントベッド１２ａの下面の一部に接し、ダイマウント材１６及び受光素子１７の全体並びにワイヤ１８の少なくとも一部を覆っている。透明樹脂体２１及び２２を形成する透明樹脂は、熱硬化型又は紫外線硬化型の樹脂である。
【００１５】
透明樹脂体２１と透明樹脂体２２との間には、絶縁フィルム２３が設けられている。絶縁フィルム２３も、発光素子１４から出射される光を透過させる絶縁性の透明樹脂であり、例えば、透明樹脂体２１を形成する透明樹脂及び透明樹脂体２２を形成する透明樹脂とは異なる樹脂によって形成されている。絶縁フィルム２３の形状は、例えば矩形のシート状である。絶縁フィルム２３は、透明樹脂体２１及び２２に接し、透明樹脂体２１と透明樹脂体２２とを分離している。すなわち、絶縁フィルム２３の外周部の全周は、透明樹脂体２１及び２２から突出している。このため、透明樹脂体２１は透明樹脂体２２には直接接していない。
【００１６】
絶縁フィルム２３は、リード部１１及び１２、ダイマウント材１３及び１６、発光素子１４、受光素子１７、ワイヤ１５及び１８には接していない。例えば、絶縁フィルム２３は、マウントベッド１１ａ及び１２ａに対して平行に配置されており、例えば、マウントベッド１１ａ及びマウントベッド１２ａから等距離にある。
【００１７】
透明樹脂体２１及び２２の形状は、絶縁フィルム２３に向けて裾広がりである。すなわち、透明樹脂体２１と絶縁フィルム２３との接触領域２１ａの面積は、透明樹脂体２１とマウントベッド１１ａとの接触領域２１ｂの外縁に囲まれる領域の面積よりも大きい。また、透明樹脂体２２と絶縁フィルム２３との接触領域２２ａの面積は、透明樹脂体２２とマウントベッド１２ａとの接触領域２２ｂの外縁に囲まれる領域の面積よりも大きい。なお、「透明樹脂体２１とマウントベッド１１ａとの接触領域２１ｂの外縁に囲まれる領域」とは、マウントベッド１１ａの上面において、透明樹脂体２１に接触した領域の他に、透明樹脂体２１に覆われた部材、例えば、ダイマウント材１３及びワイヤ１５に接触した領域も含む概念である。
【００１８】
また、光結合装置１には遮光樹脂体２５が設けられている。遮光樹脂体２５は、少なくとも発光素子１４が出射する光及び受光素子１７が受光可能な光を遮断する遮光樹脂によって形成されており、例えば、黒色樹脂又は白色樹脂により形成されている。遮光樹脂体２５は、透明樹脂体２１及び２２、絶縁フィルム２３、マウントベッド１１ａ及び１２ａの全体を覆い、リード１１ｂにおけるマウントベッド１１ａ側の部分及びリード１２ｂにおけるマウントベッド１２ａ側の部分を覆っている。なお、透明樹脂体２１及び２２の内部に配置された部材、例えば、発光素子１４及び受光素子１７も、当然、遮光樹脂体２５によって覆われている。また、ワイヤ１５及び１８のうち、透明樹脂体２１及び２２に覆われていない部分がある場合、この部分も遮光樹脂体２５によって覆われている。これにより、遮光樹脂体２５が、成型体１０の外層部分を構成している。一方、リード１１ｂにおけるマウントベッド１１ａから遠い側の部分、及び、リード１２ｂにおけるマウントベッド１２ａから遠い側の部分は、遮光樹脂体２５の外部に延出しており、従って、成型体１０の外部に延出している。
【００１９】
次に、本実施形態に係る光結合装置の製造方法について説明する。
先ず、本実施形態に係る光結合装置の製造に用いる治具について説明する。
図２（ａ）は本実施形態に係る光結合装置の製造に用いる治具を例示する斜視図であり、（ｂ）は（ａ）に示すＢ−Ｂ’線による断面図である。
【００２０】
本実施形態に係る光結合装置を製造する際には、図２（ａ）及び（ｂ）に示す治具１００を使用する。治具１００においては、ベース部１０１及び可動部１０２が設けられている。ベース部１０１の端部及び可動部１０２の端部は回動機構を構成しており、可動部１０２はベース部１０１に対して、回動軸Ｃを中心として回動可能に連結されている。ベース部１０１及び可動部１０２の形状は、それぞれ略平板状である。
【００２１】
回動軸Ｃが延びる方向において、ベース部１０１及び可動部１０２の長さは相互にほぼ等しい。一方、回動軸Ｃに対して直交する方向において、可動部１０２の長さはベース部１０１の長さよりも短い。これにより、可動部１０２が、その回動域におけるベース部１０１側の端に位置しているときは、可動部１０２がベース部１０１の上面の一部を覆う。また、可動部１０２の可動域は、可動部１０２の一部がベース部１０１の一部に当接することによって、規制されている。
【００２２】
ベース部１０１の上面における可動部１０２の回動域の外側には、複数のポケット１１１が形成されている。ポケット１１１は、回動軸Ｃが延びる方向に沿って一列に配列されている。各ポケット１１１の形状は半凹部である。すなわち、ポケット１１１においては、平面状の矩形の底面１１１ａが設けられており、底面１１１ａの回動軸Ｃ側の一辺は開口しており、残りの三辺からは側壁１１１ｂが起立している。底面１１１ａの形状及び大きさは、絶縁フィルム２３の形状及び大きさと略同じである。このため、ポケット１１１内に絶縁フィルム２３を載置すると、絶縁フィルム２３は側壁１１１ｂによって三方向への移動を規制された状態で保持され、ベース部１０１に対して位置決めされる。
【００２３】
一方、可動部１０２には平板部１１２が設けられている。平板部１１２の上面１１２ａは平坦であり、１ヶ所又は複数ヶ所に孔１１３が形成されている。孔１１３には位置決めピン１１４（図５（ｂ）参照）が嵌合する。また、平板部１１２上には規制部１１５が設けられており、規制部１１５の側面１１５ａは、平板部１１２の上面１１２ａと交差、例えば直交している。これにより、平板部１１２の上面１１２ａの広がりは、回動軸Ｃ側については、規制部１１５の側面１１５ａに達する位置で終端している。一方、回動軸Ｃの反対側については、開放されている。そして、可動部１０２が、その回動域におけるベース部１０１側の端に位置しているときは、平板部１１２の上面１１２ａがポケット１１１の底面１１１ａに対して平行になる。
【００２４】
次に、上述の治具１００を用いた光結合装置の製造方法について説明する。
図３は、本実施形態に係る光結合装置の製造方法を例示する工程平面図であり、
図４（ａ）は、本実施形態に係る光結合装置の製造方法を例示する工程平面図であり、（ｂ）は工程断面図である。
図５（ａ）〜（ｃ）は、本実施形態に係る光結合装置の製造方法を例示する工程断面図であり、
図６（ａ）及び（ｂ）は、本実施形態に係る光結合装置の製造方法を例示する工程断面図である。
【００２５】
先ず、図３に示すように、リードフレーム６２を用意する。リードフレーム６２においては、一方向に延びる帯状のフレーム６３が設けられており、フレーム６３の片側には、複数個のリード部１２が連結されている。複数個のリード部１２及びフレーム６３は一体的に形成されており、リード部１２はフレーム６３が延びる方向に沿って一列に配列されている。フレーム６３においては、複数個の貫通孔６４が、フレーム６３が延びる方向に沿って一列に形成されている。各リード部１２については、リード１２ｂがフレーム６３に結合されており、マウントベッド１２ａがフレーム６３から遠い側に配置されている。
【００２６】
次に、図４（ａ）に示すように、リードフレーム６２の各リード部１２のマウントヘッド１２ａにダイマウント材１６を被着させ、その上に受光素子１７を搭載する。次に、受光素子１７の各端子にワイヤ１８の一端を接合し、ワイヤ１８の他端をリード１２ｂに接合する。図４（ａ）に示す例では、受光素子１７の接地電位端子、電源電位端子及び信号端子を、それぞれワイヤ１８を介して相互に異なる３本のリード１２ｂに接続し、残りの１本のリード１２ｂは不使用としている。
【００２７】
次に、図４（ｂ）に示すように、透明樹脂（エンキャップ樹脂）を各マウントヘッド１２ａ上に塗布する。これにより、ダイマウント材１６、受光素子１７及びワイヤ１８を覆う透明樹脂体２２が形成される。但し、この段階では、透明樹脂体２２は未だ硬化しておらず、半液体状である。
【００２８】
同様にして、複数個のリード部１１が結合されたリードフレームを用意し、各リード部１１のマウントヘッド１１ａにダイマウント材１３を被着させて、発光素子１４を搭載する。次に、ワイヤ１５をボンディングして、発光素子１４の各端子をリード１１ｂに接続する。次に、透明樹脂（エンキャップ樹脂）を各マウントヘッド１１ａ上に塗布して、ダイマウント材１３、発光素子１４及びワイヤ１５を覆う透明樹脂体２１を形成する。この段階では、透明樹脂体２１は未硬化の半液体状である。
【００２９】
次に、図５（ａ）に示すように、治具１００の可動部１０２を回動させ、ベース部１０１から遠い側の端に位置させる。次に、ベース部１０１の各ポケット１１１内にそれぞれ１枚の絶縁フィルム２３を配置する。このとき、絶縁フィルム２３をポケット１１１の底面１１１ａ上に載置し、側壁１１１ｂに突き当てる。これにより、ベース部１０１に対して、絶縁フィルム２３が位置決めされる。
【００３０】
次に、図５（ｂ）に示すように、可動部１０２の平板部１１２の上面１１２ａ上に、上述のリードフレーム６２を載置し、規制部１１５の側面１１５ａに突き当てる。このとき、リードフレーム６２における透明樹脂体２２が被着している面が、下方を向くようにする。次に、位置決めピン１１４を、リードフレーム６２の貫通孔６４を貫通させて、平板部１１２の孔１１３に嵌合させる。これにより、可動部１０２に対して、リードフレーム６２が位置決めされる。そして、可動部１０２をベース部１０１に近づくように回動させる。
【００３１】
これにより、図５（ｃ）に示すように、リードフレーム６２のマウントヘッド１２ａが、絶縁フィルム２３の直上域に配置される。このとき、マウントヘッド１２ａは、絶縁フィルム２３に対して所定の距離だけ離隔し、且つ平行になる。この結果、マウントヘッド１２ａ上に形成された半液体状の透明樹脂体２２が、絶縁フィルム２３に押し付けられて変形する。このとき、絶縁フィルム２３が受光素子１７及びワイヤ１８に接しないように、絶縁フィルム２３とマウントヘッド１２ａとの距離を設定する。
【００３２】
これにより、透明樹脂体２２は、マウントヘッド１２ａ及び絶縁フィルム２３の双方に接着され、表面張力によってマウントヘッド１２ａ及び絶縁フィルム２３の双方に吸い寄せられながら、全体としては、重力の作用によって下方、すなわち、絶縁フィルム２３側に流動する。この結果、透明樹脂体２２の形状は、上下方向中央部がくびれると共に、下部、すなわち絶縁フィルム２３側の部分が、上部、すなわちマウントベッド１２ａ側の部分よりも広がった形状となる。これにより、透明樹脂体２２と絶縁フィルム２３との接触領域２２ａの面積が、透明樹脂体２２とマウントベッド１２ａとの接触領域２２ｂの外縁に囲まれる領域の面積よりも大きくなる。この状態で、加熱又は紫外線照射を行うことにより、透明樹脂体２２を硬化させる。例えば、治具１００ごと、リード部１２、透明樹脂体２２及び絶縁フィルム２３を恒温槽に装入し、１００〜１５０℃の温度に保持する。これにより、透明樹脂体２２が硬化し、絶縁フィルム２３が透明樹脂体２２に接着される。
【００３３】
次に、図６（ａ）に示すように、発光素子側のリードフレーム（図示せず）と、受光素子側のリードフレーム６２とを組み合わせる。
これにより、図６（ｂ）に示すように、リード部１１上に被着され発光素子１４を覆う半液体状の透明樹脂体２１に、絶縁フィルム２３が接着された透明樹脂体２２が接近し、透明樹脂体２１が絶縁フィルム２３に押し付けられる。この結果、透明樹脂体２１は、マウントヘッド１１ａ及び絶縁フィルム２３の双方に吸い寄せられて、上下方向中央部がくびれる。このとき、２枚のリードフレームの相対的な位置関係を固定できるような治具を用いることにより、マウントヘッド１１ａとマウントヘッド１２ａとの相対的な位置関係を固定し、マウントヘッド１１ａに対する絶縁フィルム２３の相対的な位置を一定にする。また、絶縁フィルム２３がリード部１１、発光素子１４及びワイヤ１５に接触しないようにする。
【００３４】
このとき、透明樹脂体２１を絶縁フィルム２３よりも上方に配置すれば、半液体状の透明樹脂体２１が重力の作用により全体として絶縁フィルム２３に向けて流動する。この結果、透明樹脂体２１の形状は、上下方向中央部がくびれると共に、下部、すなわち絶縁フィルム２３側の部分が、上部、すなわちマウントベッド１１ａ側の部分よりも広がった形状となる。すなわち、透明樹脂体２１と絶縁フィルム２３との接触領域２１ａ（図１参照）の面積が、透明樹脂体２１とマウントベッド１１ａとの接触領域２１ｂ（図１参照）の外縁に囲まれる領域の面積よりも大きくなる。
【００３５】
次に、加熱又は紫外線照射を行うことにより、透明樹脂体２１を硬化させる。これにより、絶縁フィルム２３が透明樹脂体２１にも接着される。この結果、リード部１１とリード部１２とが、透明樹脂体２１、絶縁フィルム２３及び透明樹脂体２２を介して相互に接着される。
【００３６】
次に、図１に示すように、透明樹脂体２１、絶縁フィルム２３、透明樹脂体２２、マウントヘッド１１ａ及びマウントヘッド１２ａの全体、並びに、リード１１ｂの一部及びリード１２ｂの一部を覆うように、黒色樹脂又は白色樹脂からなる遮光樹脂体２５を形成し、硬化させる。これにより、成型体１０が形成される。次に、発光側のリードフレーム（図示せず）のフレームからリード１１ｂを分離し、受光側のリードフレーム６２のフレーム６３（図３参照）からリード１２ｂを分離する。この結果、各成型体１０が、それに覆われたリード部１１及び１２ごと、個片化される。次に、リード１１ｂ及び１２ｂにおける成型体１０の外部に延出した部分に対して折り曲げ加工を施して、下方に屈曲させる。これにより、光結合装置１が製造される。
【００３７】
次に、本実施形態の作用効果について説明する。
本実施形態によれば、治具１００を用いて絶縁フィルム２３と透明樹脂体２２とを接触させることにより、リード部１２に対する絶縁フィルム２３の位置を一定にすることができる。また、リード部１１とリード部１２との相対的な位置関係を一定とすることにより、リード部１１に対する絶縁フィルム２３の位置も一定にすることができる。このため、リード部１１及び１２、発光素子１４、受光素子１７、ワイヤ１５及び１８に接触しないように、絶縁フィルム２３を配置することができる。また、透明樹脂体２１と透明樹脂体２２とを分離するように、絶縁フィルム２３を配置することができる。この結果、リード部１１とリード部１２との間の沿面距離ＩＬ（図１（ｂ）参照）を長くし、リード部１１とリード部１２との間の耐圧を高めることができる。
【００３８】
また、絶縁フィルム２３がワイヤ１５及び１８に接触していないため、絶縁フィルム２３がワイヤ１５及び１８に機械的なストレスを印加することがない。これにより、光結合装置１の製造時及び使用時にワイヤ１５及び１８が変形又は破断することを抑制できる。また、絶縁フィルム２３は発光素子１４及び受光素子１７にも接触していないため、絶縁フィルム２３がこれらの素子に機械的なストレスを印加することもなく、このストレスに起因してこれらの素子が損傷を受けたり、半導体接合部のサージ破壊の原因となることもない。このため、本実施形態に係る光結合装置１は信頼性が高い。
【００３９】
更に、本実施形態によれば、リード部１１及び１２に対する絶縁フィルム２３の位置が精度よく制御されているため、沿面距離のばらつきが小さく、耐圧が安定である。また、遮光樹脂体２５内に進入する絶縁フィルム２３の長さが一定になるため、遮光樹脂体２５の強度が安定する。
【００４０】
更にまた、本実施形態においては、絶縁フィルム２３がマウントヘッド１１ａ及び１２ａに対して平行に配置されている。これによっても沿面距離のばらつきが小さくなり、耐圧が安定する。
【００４１】
更にまた、本実施形態に係る光結合装置１においては、透明樹脂体２１及び２２が絶縁フィルム２３に向けて広がった裾広がりな形状となる。これにより、発光素子１４から受光素子１７までの光路に対する遮光樹脂体２５の介在が少なく、光の利用効率が高い。すなわち、発光素子１４から出射された光の大部分は、裾広がりな形状の透明樹脂体２１内を伝播することにより、遮光樹脂体２５によってあまり遮られずに、絶縁フィルム２３に到達する。そして、絶縁フィルム２３によって散乱された光の大部分は、受光素子１７に向かって狭くなる形状の透明樹脂体２２内を伝播することにより、遮光樹脂体２５によってあまり遮られずに、受光素子１７に到達する。
【００４２】
次に、比較例について説明する。
図７（ａ）〜（ｅ）は、本比較例に係る光結合装置の製造方法を例示する工程側面図であり、
図８は、本比較例に係る光結合装置を例示する断面図である。
【００４３】
先ず、本比較例に係る光結合装置の製造方法について説明する。
図７（ａ）に示すように、リードフレーム６２（図３参照）のリード部１２にダイマウント材１６（図１（ｂ）参照）及び受光素子１７をマウントし、ワイヤ１８を接合する。
次に、図７（ｂ）に示すように、受光素子１７を覆うように、半液体状態の透明樹脂体２２を被着させる。
【００４４】
次に、図７（ｃ）に示すように、絶縁フィルム２３を透明樹脂体２２上に載置する。このとき、透明樹脂体２２は半液体状であるため、絶縁フィルム２３はワイヤ１８に乗り上げることによって支持される。また、透明樹脂体２２は絶縁フィルム２３との間の表面張力により、絶縁フィルム２３に吸い付くように変形する。
【００４５】
その後、図７（ｄ）に示すように、必要に応じて、治具３００によって絶縁フィルム２３の端部を突き上げることにより、絶縁フィルム２３の位置をある程度調整する。但し、この場合も、絶縁フィルム２３を一旦接触したワイヤ１８から離隔させることは困難であり、逆に、絶縁フィルム２３が受光素子１７及びマウントヘッド１２ａ等の部材に新たに接触することにより、位置が安定する場合もある。
次に、図７（ｅ）に示すように、透明樹脂体２２を硬化させる。
【００４６】
次に、図８に示すように、リード部１２に透明樹脂体２２を介して接着された絶縁フィルム２３を、リード部１１上に被着された透明樹脂体２１に当接させる。次に、透明樹脂体２１を硬化させる。その後、遮光樹脂体２５を形成する。このようにして、本比較例に係る光結合装置２０１が製造される。
【００４７】
本比較例においては、絶縁フィルム２３が精度よく位置決めされていないため、絶縁フィルム２３がマウントヘッド、素子及びワイヤ等に接触する可能性が高く、リード部１１とリード部１２との間の耐圧がばらつきやすい。例えば、図８に示す例では、絶縁フィルム２３がマウントヘッド１２ａに接触しているため、沿面距離ＩＬが短い。このため、リード部１１とリード部１２との間の耐圧が低い。
【００４８】
また、図７（ｃ）に示す工程では、絶縁フィルム２３をワイヤ１８に乗り上げさせて支持しているが、絶縁フィルム２３がワイヤに接触すると、ワイヤが絶縁フィルム２３から機械的なストレスを受けてしまう。これにより、例えば、ワイヤの変形、倒壊及び破断等が生じて、電気的な不具合が発生しやすい。また、絶縁フィルム２３が発光素子１４又は受光素子１７に接触すると、素子が機械的なダメージを受けたり、絶縁耐圧が低下したり、半導体接合部のサージ破壊が生じたりする可能性がある。このため、本比較例に係る光結合装置２０１は信頼性が低い。
【００４９】
更に、本比較例においては、絶縁フィルム２３の位置を精度よく制御できないため、光結合装置２０１の製造工程において、絶縁フィルム２３の位置ずれ及び角度ずれが生じやすい。これにより、遮光樹脂体２５の成型後に、遮光樹脂体２５の割れ及び強度低下を誘発する可能性が高い。このため、光結合装置２０１は信頼性が低い。
【００５０】
次に、第２の実施形態について説明する。
図９は、本実施形態に係る光結合装置を例示する断面図であり、
図１０は、本実施形態に係る光結合装置の製造方法を例示する工程断面図である。
【００５１】
図９に示すように、本実施形態に係る光結合装置２は、前述の第１の実施形態に係る光結合装置１（図１（ｂ）参照）と比較して、絶縁フィルム２３がマウントヘッド１１ａ及び１２ａに対して傾斜している点が異なっている。本実施形態における上記以外の構成は、前述の第１の実施形態と同様である。例えば、本実施形態においても、絶縁フィルム２３は、リード部１１及び１２、発光素子１４、受光素子１７、ワイヤ１５及び１８には接しておらず、また、透明樹脂体２１と透明樹脂体２２とを分離している。
【００５２】
図１０に示すように、本実施形態に係る光結合装置２は、ベース部１０１のポケット１１１の底面１１１ａが、可動部１０２の平板部１１２の上面１１２ａに対して傾斜した治具１００ａを用いて、製造することができる。すなわち、前述の第１の実施形態における図５（ｃ）に示す工程の替わりに、図１０に示す工程を実施することにより、絶縁フィルム２３をマウントヘッド１２ａに対して傾斜した姿勢で保持したまま、透明樹脂体２２を硬化させる。その後、図６（ａ）に示すように、マウントヘッド１１ａをマウントヘッド１２ａに対して平行に保持しつつ、透明樹脂体２１を絶縁フィルム２３に接触させて、透明樹脂体２１を硬化させる。本実施形態における上記以外の製造方法は、前述の第１の実施形態と同様である。本実施形態によっても、前述の第１の実施形態と同様な作用効果を得ることができる。
【００５３】
次に、第３の実施形態について説明する。
図１１は、本実施形態に係る光結合装置におけるリード部と絶縁フィルムとの位置関係を例示する平面図である。
なお、図１１においては、図を見やすくするために、リード部１１、受光素子１４及び絶縁フィルム２３以外の部材は図示を省略している。後述する図１２においても同様である。
【００５４】
図１１に示すように、本実施形態に係る光結合装置３においては、発光素子１４から受光素子１９に向かう方向（以下、「光軸方向」という）から見て、絶縁フィルム２３の中心２３ｃが発光素子１４の中心１４ｃと一致している。また、光軸方向から見て、絶縁フィルム２３の中心２３ｃは受光素子１９（図１（ｂ）参照）の中心とも一致している。すなわち、発光素子１４の中心１４ｃ、絶縁フィルム２３の中心２３ｃ、受光素子１９の中心が、同一直線上に位置している。
【００５５】
このような光結合装置３は、治具１００（図２参照）において、ポケット１１１と規制部１１５との位置関係を調整すると共に、孔１１３とフレーム６２の貫通孔６４との位置関係を調整することにより、製造することができる。本実施形態における上記以外の構成、製造方法及び作用効果は、前述の第１の実施形態と同様である。
【００５６】
次に、第４の実施形態について説明する。
図１２は、本実施形態に係る光結合装置におけるリード部と絶縁フィルムとの位置関係を例示する平面図である。
図１２に示すように、本実施形態に係る光結合装置４においては、光軸方向から見て、絶縁フィルム２３の中心２３ｃが発光素子１４の中心１４ｃからずれている。また、光軸方向から見て、絶縁フィルム２３の中心２３ｃは受光素子１９の中心からもずれている。なお、光軸方向から見て、発光素子１４の中心１４ｃと受光素子１９の中心とは一致していてもよく、一致していなくてもよい。
【００５７】
このような光結合装置４も、治具１００（図２参照）を調整することにより、製造することができる。本実施形態における上記以外の構成、製造方法及び作用効果は、前述の第１の実施形態と同様である。
前述の第１〜第４の実施形態に示すように、本発明に係る光結合装置は、絶縁フィルムを精度よく位置決めすることができるため、設計の自由度が高い。
【００５８】
なお、前述の各実施形態においては、絶縁フィルム２３を先に受光素子１７側の透明樹脂体２２に接着させ、その後、発光素子１４側の透明樹脂体２１に接着させる例を示したが、この順序は逆でもよい。また、後に硬化させる透明樹脂体は省略してもよい。この場合は、成型体１０の外層部分を、遮光樹脂体２５ではなく透明樹脂体によって構成する。更に、リード部１１及び１２は、同一にリードフレームに形成し、リードフレームを折り返すことにより対向させてもよい。
【００５９】
以上説明した実施形態によれば、絶縁耐圧が高い光結合装置を実現することができる。
【００６０】
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明及びその等価物の範囲に含まれる。また、前述の各実施形態は、相互に組み合わせて実施することができる。
【符号の説明】
【００６１】
１、２、３、４：光結合装置、１０：成型体、１０ａ、１０ｂ：側面、１１：リード部、１１ａ：マウントベッド、１１ｂ：リード、１２：リード部、１２ａ：マウントベッド、１２ｂ：リード、１３：ダイマウント材、１４：発光素子、１４ｃ：中心、１５：ワイヤ、１６：ダイマウント材、１７：受光素子、１８：ワイヤ、２１：透明樹脂体、２１ａ、２１ｂ：領域、２２：透明樹脂体、２２ａ、２２ｂ：領域、２３：絶縁フィルム、２３ｃ：中心、２５：遮光樹脂体、６２：リードフレーム、６３：フレーム、６４：貫通孔、１００、１００ａ：治具、１０１：ベース部、１０２：可動部、１１１：ポケット、１１１ａ：底面、１１１ｂ：側壁、１１２：平板部、１１２ａ：上面、１１３：孔、１１５：規制部、１１５ａ：側面、２０１：光結合装置、３００：治具、Ｃ：回動軸、ＩＬ：沿面距離
【図１】
2013175561.tif 000003
【図２】
2013175561.tif 000004
【図３】
2013175561.tif 000005
【図４】
2013175561.tif 000006
【図５】
2013175561.tif 000007
【図６】
2013175561.tif 000008
【図７】
2013175561.tif 000009
【図８】
2013175561.tif 000010
【図９】
2013175561.tif 000011
【図１０】
2013175561.tif 000012
【図１１】
2013175561.tif 000013
【図１２】
2013175561.tif 000014