(57)【要約】      （修正有）【課題】高い感光度と相俟って、非常にコンパクトで小さいフォトカプラモジュールを提供する。【解決手段】送信領域ＳＦを備えた送信モジュールＳと、受信領域ＥＦを備えた受信モジュールＥと、平板状の電気的な絶縁体とを有する積層形フォトカプラモジュールＯＰＴであって、絶縁体ＩＳが間に設けられており、送信モジュールと受信モジュールとは互いに電気的に分離されつつ、光学的に結合されており、かつ、絶縁体は送信モジュールの放出波長に対して透明であり、送信モジュールの光が主に絶縁体を通過して、受信モジュールに作用する。受信モジュールが有する部分電圧源は、ｐｎ接合を有する半導体ダイオードＤ１からＤ４を備えており、それぞれ２つの連続する部分電圧源間にトンネルダイオードＴＤ１からＴＤ３が設けられており、共にモノリシック集積されている。【選択図】図１
2016208028.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
‐表面を有する送信領域（ＳＦ）を備えた送信モジュール（Ｓ）と、表面を有する受信領域（ＥＦ）を備えた受信モジュール（Ｅ）と、
‐平板状の電気的な絶縁体（ＩＳ）と、
を有する積層形のフォトカプラモジュール（ＯＰＴ）であって、
‐前記絶縁体（ＩＳ）は、前記送信モジュール（Ｓ）と前記受信モジュール（Ｅ）との間に設けられており、
‐前記送信モジュール（Ｓ）と前記受信モジュール（Ｅ）と前記絶縁体（ＩＳ）とは、積層形に互いに上下に重ねられて配置されており、
‐前記送信モジュール（Ｓ）と前記受信モジュール（Ｅ）とは互いに電気的に分離されているが、互いに光学的に結合されており、かつ、前記絶縁体（ＩＳ）は少なくとも、前記送信領域（ＳＦ）の放出波長の一部に対して透明であり、
‐前記送信領域（ＳＦ）の表面の重心線と前記受信領域（ＥＦ）の表面の重心線とは互いに実質的または正確に平行であり、
‐前記送信モジュール（Ｓ）の光が主に前記絶縁体（ＩＳ）を通過して、または前記絶縁体（ＩＳ）のみを通過して、前記受信モジュール（Ｅ）に作用すべく、両重心線間のオフセットは、各重心線から前記送信領域（ＳＦ）の表面の外縁辺または前記受信領域（ＥＦ）の表面の外縁辺までの距離の１／２未満または１／１０未満または１／５０未満であり、
前記絶縁体（ＩＳ）は全ての側面において、積層体からバルコニー状に突出しており、
‐前記受信モジュール（Ｅ）は、互いに直列接続されたＮ個の部分電圧源を有し、ただし、Ｎは自然数であり、かつＮ≧２であり、
‐各部分電圧源の部分電圧の相互間の偏差は、２０％未満であり、
‐各部分電圧源は、ｐｎ接合を有する半導体ダイオード（Ｄ１・・・ＤＮ）を備えており、
‐それぞれ２つの連続する部分電圧源間にトンネルダイオード（ＴＤ１・・・ＴＤＮ−１）が設けられており、
‐前記部分電圧源と前記トンネルダイオード（ＴＤ１・・・ＴＤＮ−１）とは、共にモノリシック集積されている、
ことを特徴とする積層形のフォトカプラモジュール（ＯＰＴ）。
【請求項２】
前記送信領域（ＳＦ）の表面の大きさと前記受信領域（ＥＦ）の表面の大きさとの差は、２０％未満である、
請求項１記載の集積型のフォトカプラ（ＯＰＫ）。
【請求項３】
前記送信領域（ＳＦ）の表面および前記受信領域（ＥＦ）の表面は、４角形の形状であり、各４角形の最長の辺の長さは、２ｍｍ未満である、
請求項１または２記載の集積型のフォトカプラ（ＯＰＫ）。
【請求項４】
前記送信モジュール（Ｓ）と前記絶縁体（ＩＳ）と前記受信モジュール（Ｅ）とから成る積層体は、同一のパッケージ（Ｇ）内に集積されている、
請求項１から３までのいずれか１項記載の集積型のフォトカプラ（ＯＰＫ）。
【請求項５】
前記送信領域（ＳＦ）の表面と前記受信モジュール（Ｅ）の表面とは、等しい大きさであり、
電気的端子領域を除いて、前記送信領域（ＳＦ）全体が光（Ｌ）を放出して、前記受信領域（ＥＦ）全体が光（Ｌ）を吸収する、
請求項１から４までのいずれか１項記載の集積型のフォトカプラ（ＯＰＫ）。
【請求項６】
前記送信領域（ＳＦ）の表面および前記受信モジュール（Ｅ）の表面は、正方形であり、
前記各表面は、それぞれ、０．２×０．２ｍｍ２超かつ４ｍｍ２未満または１ｍｍ２未満の基礎面を有する、
請求項１から５までのいずれか１項記載の集積型のフォトカプラ（ＯＰＫ）。
【請求項７】
前記送信モジュール（Ｓ）は、送信側の波長またはＲＣＬＥＤまたは面発光レーザに対する光学ミラーを有する、
請求項１から６までのいずれか１項記載の集積型のフォトカプラ（ＯＰＫ）。
【請求項８】
平板状の前記絶縁体（ＩＳ）は、プラスチックから、および／または、ガラスから、および／または、二酸化アルミニウムから、および／または、エポキシ樹脂から、および／または、シリコーンから成る、
請求項１から７までのいずれか１項記載の集積型のフォトカプラ（ＯＰＫ）。
【請求項９】
前記絶縁体（ＩＳ）は、全ての側面において、積層体から少なくとも５μｍ突出している、
請求項１から８までのいずれか１項記載の集積型のフォトカプラ（ＯＰＫ）。
【請求項１０】
前記絶縁体（ＩＳ）の厚さは、０．５ｍｍ未満であり、なおかつ少なくとも５０μｍである、
請求項１から９までのいずれか１項記載の集積型のフォトカプラ（ＯＰＫ）。
【請求項１１】
前記送信領域（ＳＦ）の放出波長は、前記受信領域（ＥＦ）の吸収端の波長に等しいか、または前記吸収端の波長より最大１０％短い、
請求項１から１０までのいずれか１項記載の集積型のフォトカプラ（ＯＰＫ）。
【請求項１２】
前記送信モジュール（Ｓ）および前記受信モジュール（Ｅ）は、ＩＩＩ−Ｖ族材料から成る、
請求項１から１１までのいずれか１項記載の集積型のフォトカプラ（ＯＰＫ）。
【請求項１３】
前記受信モジュール（Ｅ）は、ＧａＡｓおよび／またはＧｅ基板を有する、
請求項１から１２までのいずれか１項記載の集積型のフォトカプラ（ＯＰＫ）。
【請求項１４】
前記受信モジュール（Ｅ）は、（Ａｌ）ＧａＡｓおよび／またはＩｎＧａＰおよび／またはＩｎＧａＡｓ材料を含む、
請求項１から１３までのいずれか１項記載の集積型のフォトカプラ（ＯＰＫ）。
【請求項１５】
前記受信モジュール（Ｅ）および前記送信モジュール（Ｓ）は、積層方向において角錐台状の形状を有し、
角錐台の下面と前記角錐台の上面との面積の差は、少なくとも５μｍ２である、
請求項１から１４までのいずれか１項記載の集積型のフォトカプラ（ＯＰＫ）。
【請求項１６】
前記送信領域（ＳＦ）の表面は前記絶縁体（ＩＳ）の上面に直接配置されており、かつ、受信領域（ＥＦ）の表面は前記絶縁体（ＩＳ）の下面に直接配置されていることにより、前記送信領域（ＳＦ）の表面と前記受信領域（ＥＦ）の表面とが互いに面している、
請求項１から１５までのいずれか１項記載の集積型のフォトカプラ（ＯＰＫ）。
【請求項１７】
前記送信モジュール（Ｓ）は、基板層（ＳＵＢＳ）を備えており、前記基板層（ＳＵＢＳ）は、前記絶縁体（ＩＳ）の上面に配置されており、かつ、前記受信モジュール（Ｅ）は、基板層（ＳＵＢＥ）を備えており、前記基板層（ＳＵＢＥ）は、前記絶縁体（ＩＳ）の下面に配置されていることにより、両基板層（ＳＵＢＳ，ＳＵＢＥ）は、互いに直接面している、
請求項１から１５までのいずれか１項記載の集積型のフォトカプラ（ＯＰＫ）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、積層形フォトカプラモジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
独国特許出願公開第１００１１２５８号明細書、米国特許出願公開第２０１４００４２３４４号明細書、米国特許出願公開第２０１４０２１２０８５号明細書、独国特許出願公開第３３１７０５４号明細書、米国特許出願公開第２００６００６０９５５号明細書、米国特許第４１２７８６２号明細書、独国特許出願公開第３６３３１８１号明細書および米国特許第４９９６５７７号明細書から、種々のフォトカプラモジュールが公知である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
かかる先行技術を背景として、本発明の課題は、従来技術をさらに発展させた装置を実現することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
前記課題は、請求項１に記載の特徴を有する積層形フォトカプラモジュールにより解決される。従属請求項に本発明の有利な実施形態が記載されている。
【０００５】
本発明の対象は、表面を有する送信領域を備えた送信モジュールと、表面を有する受信領域を備えた受信モジュールと、当該送信モジュールと当該受信モジュールとの間に形成された平板状の電気絶縁体とを有する積層形フォトカプラモジュールであって、当該送信モジュールと当該受信モジュールと当該絶縁体とは、積層形となるように互いに上下に配置されており、前記絶縁体は上面と下面とを有する積層形フォトカプラモジュールを実現するものである。送信モジュールと受信モジュールとは互いに電気的に分離されているが、互いに光学的に結合されており、絶縁体は少なくとも、送信モジュールの放出波長の一部に対して透明であり、送信領域の表面の重心線と受信領域の表面の重心線とは互いに実質的または正確に平行であり、送信モジュールの光が主に絶縁体を通過して、または絶縁体のみを通過して、受信モジュールに、ないしは受信領域の表面に、かつ受信領域に作用すべく、両重心線のオフセットは、各重心線から送信領域の表面の外縁辺または受信領域の表面の外縁辺までの距離の１／２未満または１／１０未満または１／５０未満であり、絶縁体は全ての側面において、積層体からバルコニー状に突出しており、受信モジュールは、互いに直列接続されたＮ個の部分電圧源を有し、ただし、Ｎは自然数であり、かつＮ≧２であり、各部分電圧源の部分電圧の相互間の偏差は２０％未満であり、各部分電圧源は、ｐｎ接合を有する半導体ダイオードを備えており、それぞれ２つの連続する部分電圧源間にトンネルダイオードが設けられており、部分電圧源とトンネルダイオードとは共にモノリシック集積されている。
【０００６】
本願において「表面の重心線」との用語は、表面の重心の位置における当該表面の面法線を指すことを述べておく。すなわち、２つの表面の重心線は平行であり、また、各重心線が属する各面は互いに平行である、ということになる。ここで両表面は平坦であるか、または少なくともほぼ平坦であるとみなすことができる。すなわち、２つの表面の重心線は平行であり、また、各重心線が属する各面は互いに平行である、ということになる。ここで両表面は平坦であるか、または少なくともほぼ平坦であるとみなすことができる。本願では「表面」との用語は、有利には平坦な表面であり、特に、コンタクトシステムまたはメタライジングを有しない表面を指すことを述べておく。
【０００７】
また、半導体ダイオードのｐｎ接合を用いると、光の入射により生成された電子正孔対が分離され、これにより上述の各部分電圧が生成されることが明らかである。よって、部分電圧は常に電気化学的な電位差である。有利には、ｐ層とｎ層との間に真性ドープ層を配置することができる。
【０００８】
「平板状」との用語は、有利には２つの平行かつそれぞれ平坦な小板であって、両平坦な面が平板の上面と下面とに形成されている小板を指すことを述べておく。
【０００９】
Ｄ１からＤ４。ダイオードＤ１からＤ４は、図示されていないｐｎ接合を有する。それぞれ２つの連続する部分電圧源間に、それぞれ１つのトンネルダイオードＴＤ１からＴＤ３が設けられている。部分電圧源とトンネルダイオードＴＤ１からＴＤ３とは、共にモノリシック集積されている。
【００１０】
さらに、送信モジュールおよび受信モジュールはいわゆる「ダイス」の形態となっている。すなわち、パッケージ封止されていないモジュールとなっている。さらに、送信モジュールは送信領域の他に裏面も有し、受信モジュールは受信領域の他に裏面も有する。具体的にいうと、送信モジュールおよび受信モジュールはダイスとして、有利にはそれぞれ絶縁体上ないしは絶縁体下方に直接配置されている。有利には、かかる積層体は全体的に、パッケージ封止されていない部品となる。さらに、個数Ｎは有利には４に等しいことを述べておく。
【００１１】
「透明」との用語は、少なくとも送信波長領域において吸収率が低いことをいうと解されるものである。有利には、入射した強度に対する吸収率は２０％未満または１０％未満であり、最も有利なのは５％未満である。
【００１２】
さらに、受信モジュールでは、具体的には受信領域では、半導体ダイオードは互いに、同一または実質的に同一の半導体材料を有する半導体層の実質的に同一または正確に同一の配列体を備えており、ダイオードを直列接続することにより、受信モジュールの総電圧は部分電圧の和となることが分かる。このことにより、各半導体ダイオードの部分電圧を、容易にほぼ等しくすることができる。有利には、積層体の任意の２つの半導体ダイオード相互間の部分電圧の偏差は１０％未満である。さらに、各ダイオードから絶縁体までの距離が増大するにつれて、吸収領域の厚さが大きく増大し、これにより各ダイオードの総厚が大きく、有利には指数関数的に増大することも述べておく。
【００１３】
利点は、受信モジュールにおける複数のモノリシックダイオードの新規の積層形配置により、高い感光度と相俟って、非常にコンパクトで小さいフォトカプラモジュールを製造できることである。とりわけ、放出された光を直接入力することができる。すなわち、放出された光が受信モジュールに入射する前に、光が絶縁体内を通過するときに進むべき経路が短くなる。
【００１４】
他の利点は、受信モジュールが高電圧を、有利には２Ｖを上回る高い電圧を、最も有利には４Ｖを上回る高い電圧を供給し、かつその他に、１ｍＡ／ｃｍ２を上回る高い電流を、最も有利には１００ｍＡ／ｃｍ２を上回る高い電流を供給できることである。このことにより、１０ＭＨｚを上回る高速のスイッチング速度を、有利には１００ＭＨｚを上回るスイッチング速度を実現することができる。
【００１５】
また、送信領域が受信領域側に来るように、送信領域を絶縁体の表面に直接結合し、かつ、受信領域を絶縁体の下面に直接結合するのが有利であることを述べておく。このことにより、放出された光が受信面まで、すなわち受信領域の表面までに通る距離が最小限になる。
【００１６】
他の択一的な実施形態では、送信モジュールの裏面は絶縁体の上面に結合されており、かつ、受信モジュールの裏面は絶縁体の下面に結合されている。試験により、送信モジュールの裏面に基板層を設け、かつ、受信モジュールの裏面に基板層を設けることにより、有利な積層形構成を実現できることが判明した。換言すると、本実施形態では、両基板層が互いに直接面していることとなる。上述の両基板層の構成により、各モジュールの機械的安定性を向上させ、かつ、モジュールの高信頼性のコンタクトを実現することができる。
【００１７】
他の１つの実施形態では、送信モジュールと絶縁体と受信モジュールとの積層体は、同一のパッケージ内に集積されている。
【００１８】
１つの有利な実施形態では、送信モジュールおよび受信モジュールは積層方向において角錐台状の形状を有し、かかる角錐台の下面と当該角錐台の上面との面積の差は少なくとも５μｍ２である。
【００１９】
１つの実施形態では、送信領域の表面の大きさと受信領域の表面の大きさとの差は２０％未満であり、有利には１０％未満である。試験により、受信領域の表面の大きさを送信領域の表面の大きさと等しくすること、またはこれに代えて択一的に、受信領域の表面の大きさを送信領域の表面の大きさより最大２０％大きくすることが有利であることが判明した。
【００２０】
さらに、送信領域の表面全体および／または送信領域が光を放出し、受信領域の表面全体および受信領域が全体的に光を吸収するのが有利である。かかる構成により、フォトカプラモジュールの効率を向上させることができる。もちろん、光が送信領域の表面を通過して放出される場合、コンタクト金属により覆われる面積は可能な限り小さい。このことは、吸収の場合についても相違することはなく、光が受信領域の表面を通過して当該受信領域において吸収される場合、受信領域の全表面のうちコンタクト金属により覆われる面積ないしは面積割合が可能な限り小さいことが適用される。
【００２１】
１つの実施形態では、送信領域の表面および受信領域の表面は４角形の形状であり、各４角形の最長の辺の長さは２ｍｍ未満である。１つの実施形態では、送信領域の表面および受信領域の表面は正方形であり、各表面はそれぞれ、０．２×０．２ｍｍ２超かつ４ｍｍ２未満または１ｍｍ２未満の基礎面を有する。
【００２２】
さらに、送信領域の表面および受信領域の表面がそれぞれ、全表面のうち１０％未満の割合のストリップ状もしくは格子状もしくは小さいコンタクト面を有するか、または面全体に及ぶメタライジングを有すると有利である。さらに、送信モジュールの裏面および受信モジュールの裏面は双方とも、全表面のうちそれぞれ１０％未満の割合のストリップ状コンタクト面もしくは格子状コンタクト面もしくは小さいコンタクト面を有するか、または面全体に及ぶメタライジングを有する。
【００２３】
他の１つの実施形態では送信モジュールは、送信側の波長またはＲＣＬＥＤまたは面発光レーザに対する光学ミラーを有する。
【００２４】
試験により、平板状の絶縁体はプラスチックならびに／もしくはガラスならびに／もしくは二酸化アルミニウムならびに／もしくはエポキシ樹脂ならびに／もしくはシリコーンを含むか、またはこれらに類する化合物から成るのが有利であることが判明した。これには、複数の異なる材料から成る多層構成も包含される。特にたとえば、両モジュールすなわち送信モジュールおよび受信モジュールはそれぞれ、透明のシリコーン接着層より薄く形成された接続層により、薄いガラス板と摩擦結合により接合することができる。もちろん、他の接合材料および／または固定剤を用いて送信モジュールおよび受信モジュールを絶縁体に接合することによっても積層体を構成できることが明らかである。
【００２５】
１つの有利な実施形態では、絶縁体の厚さは０．５ｍｍ未満であり、有利には０．３ｍｍ未満であるが、５０μｍより厚い。その際にはもちろん、送信モジュールと受信モジュールとの間の絶縁破壊耐性が２ｋＶを越えることを保証できるように、絶縁体の厚さを選択する。その際に有利なのは、平板状の絶縁体が全ての側面において積層体から少なくとも５μｍ突出していることである。すなわち、絶縁体は周面にバルコニーを形成し、かかるバルコニーは有利には、最大２５０μｍ突出する。
【００２６】
他の１つの実施形態では、送信モジュールと受信モジュールと絶縁体とから成る積層体の総厚は、パッケージ収容されていない状態では３ｍｍ未満であり、有利には２ｍｍ未満であり、最大で有利には１．２ｍｍ未満であるが、０．２ｍｍより厚い。
【００２７】
送信モジュールと受信モジュールとの間の結合効率を増大させるために有利なのは、送信モジュールの放出波長が受信モジュールの吸収端の波長に等しいか、または当該吸収端の波長より最大１０％短いことである。他の１つの構成では、受信モジュールおよび送信モジュールは III-V 族材料を含むか、または III-V 族材料から成る。とりわけ、受信モジュールはＧａＡｓおよび／またはＧｅ基板を有する。有利には、受信モジュールは（Ａｌ）ＧａＡｓおよび／またはＩｎＧａＰおよび／またはＩｎＧａＡｓ材料を含む。ここで、かっこ書した要素、ここではたとえばアルミニウムは、存することが可能なものであり、必須の要素ではないことに留意すべきである。
【００２８】
以下、図面を参照して本発明を詳細に説明する。図面中、同種の要素には同一の符号を付している。図中の実施形態は非常に概略化されている。すなわち、距離および垂直方向ならびに横方向の寸法は実寸の比率通りではなく、特記しない限りは、相互間に導出可能な幾何学的関係も存しない。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】第１の実施形態の上方向からの断面図と、一部を拡大した図である。
【図２】第２の実施形態の上方向からの断面図である。
【図３ａ】基板を備えた第３の実施形態の上方向からの断面図である。
【図３ｂ】基板を備えた第４の実施形態の上方向からの断面図である。
【図４】受信モジュールの細部図である。
【図５】パッケージ収容された実施形態の上方向からの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
図１は、本発明の第１の実施形態の積層形フォトカプラモジュールＯＰＴの上方向からの断面図と共に、一部を拡大した図である。フォトカプラモジュールＯＰＴは、表面を有する送信領域ＳＦを備えた送信モジュールＳと、受信領域ＥＦおよび表面を備えた受信モジュールＥとを含む。一部拡大図は、受信領域ＥＦの基本的構成を示している。ここでは、受信領域ＥＦおよび受信モジュールＥの面積は、送信領域ＳＦおよび送信モジュールＳの面積と等しい。フォトカプラモジュールＯＰＴはさらに、平板状の電気絶縁体ＩＳを有し、この絶縁体ＩＳは送信モジュールＳと受信モジュールＥとの間に設けられている。
【００３１】
全体として、送信モジュールＳおよび受信モジュールＥおよび絶縁体ＩＳは、互いに上下に重ねられて積層形に配置され、互いに摩擦結合されている。ここで、送信モジュールＳと受信モジュールＥとは互いに電気的に分離されているが、互いに光学的に結合されている。絶縁体ＩＳは少なくとも、送信モジュールＳの放出波長に対して透明である。３つのモジュールＳ，ＩＳおよびＥは、送信領域ＳＦの表面の重心線と、受信領域ＥＦの表面の重心線とが、互いに正確に平行であり、かつ両重心線間にオフセットがないように配置される。送信モジュールＳの光Ｌは、絶縁体ＩＳを通って受信モジュールＥに直接作用する。
【００３２】
一部拡大図にて、受信モジュールＥの受信領域ＥＦを詳細に示す。電気技術的に見ると、受信モジュールＥは４つの互いに直列接続されている部分電圧源を有する。各部分電圧源は半導体ダイオードＤ１からＤ４を備えており、ダイオードＤ１からＤ４は、図示されていないｐｎ接合を有する。それぞれ２つの連続する部分電圧源間に、それぞれ１つのトンネルダイオードＴＤ１からＴＤ３が設けられている。部分電圧源とトンネルダイオードＴＤ１からＴＤ３とは、共にモノリシック集積されている。受信モジュールＥは、送信モジュールＳを通じて照射されると、２Ｖを上回る総電圧を生成する。その際には、積層体の各ダイオードが生成する部分電圧はほぼ等しい。
【００３３】
図２は、本発明の第２の実施形態のフォトカプラモジュールＯＰＴの上方向からの断面図である。以下では、図１に示された実施形態との相違点についてのみ説明する。平板状の絶縁体ＩＳの面積は、送信モジュールＳの面積および受信モジュールＥの面積より大きいので、絶縁体ＩＳは周縁において、積層体からバルコニー状に突出する。絶縁体ＩＳと送信モジュールＳとの間、および絶縁体ＩＳと受信モジュールＥとの間にそれぞれ、透明な接続層ＫＬが設けられている。接続層ＫＬを用いて、受信モジュールＥおよび送信モジュールＳは絶縁体ＩＳに摩擦結合されて、積層体を構成している。
【００３４】
図３ａは、本発明の第３の実施形態のフォトカプラモジュールＯＰＴの上方向からの断面図である。以下では、図１および図２に示された実施形態との相違点についてのみ説明する。送信モジュールＳは送信領域ＳＦの他にさらに、基板層ＳＵＢＳも備えている。受信モジュールＥは受信領域ＥＦの他にさらに、基板層ＳＵＢＥも備えている。両基板層ＳＵＢＳおよびＳＵＢＥは、支持層として形成されている。両基板層ＳＵＢＳおよびＳＵＢＥ間に送信領域ＳＦおよび受信領域ＥＦが配置されている。平板状の絶縁体ＩＳの上面および下面には、同様に透明である接続層ＫＬが設けられている。接続層ＫＬの厚さは０．２ｍｍ未満であり、有利には０．０２ｍｍ未満であり、絶縁体ＩＳの上面と送信領域ＳＦとを素材結合し、かつ、当該絶縁体ＩＳの下面と受信領域ＥＦとを素材結合する。かかる配置構成の利点は、送信領域ＳＦの光Ｌが絶縁体ＩＳを通って直接、受信領域ＥＦに入射することである。
【００３５】
図３ｂは、本発明の第４実施形態のフォトカプラモジュールＯＰＴの上方向からの断面図である。以下では、図３ａに示された実施形態との相違点についてのみ説明する。送信領域ＳＦと絶縁体ＩＳとの間に基板層ＳＵＢＳが配置されており、受信領域ＥＦと絶縁体ＩＳとの間に基板層ＳＵＢＥが配置されている。同図では光Ｌは、受信領域ＥＦに当たって吸収されるために、絶縁体ＩＳの他にさらに両基板層ＳＵＢＳおよびＳＵＢＥも通過する。もちろん、両基板層ＳＵＢＳおよびＳＵＢＥは、送信モジュールＳの放出波長領域において低い吸収率を示すものである。
【００３６】
図４は、フォトカプラモジュールＯＰＴの一部としての受信モジュールＥの細部を示す断面図である。以下、図１の実施形態との相違点についてのみ説明する。ダイオードＤ１からＤ４の層厚は、各ダイオードから絶縁体ＩＳまでの距離が大きくなると共に連続的に増大していき、第４のダイオードＤ４の層厚が最大となる。
【００３７】
図５は、パッケージ収容された実施形態のフォトカプラモジュールＯＰＴの上方向からの断面図である。以下、上述の実施形態との相違点についてのみ説明する。送信モジュールＳと絶縁体ＩＳと受信モジュールＥとの積層体は、同一のパッケージＧ内に組み込まれている。送信モジュールＳは第１の電気的接続コンタクトＫＳ１および第２の電気的接続コンタクトＫＳ２を有する。受信モジュールＥは第１の電気的接続コンタクトＫＥ１および第２の電気的接続コンタクトＫＥ２を有する。
【図１】
2016208028.tif 000003
【図２】
2016208028.tif 000004
【図３ａ】
2016208028.tif 000005
【図３ｂ】
2016208028.tif 000006
【図４】
2016208028.tif 000007
【図５】
2016208028.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成28年6月16日(2016.6.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
‐表面を有する送信領域（ＳＦ）を備えた送信モジュール（Ｓ）と、表面を有する受信領域（ＥＦ）を備えた受信モジュール（Ｅ）と、
‐平板状の電気的な絶縁体（ＩＳ）と、
を有する積層形のフォトカプラモジュール（ＯＰＴ）であって、
‐前記絶縁体（ＩＳ）は、前記送信モジュール（Ｓ）と前記受信モジュール（Ｅ）との間に設けられており、
‐前記送信モジュール（Ｓ）と前記受信モジュール（Ｅ）と前記絶縁体（ＩＳ）とは、積層形に互いに上下に重ねられて配置されており、
‐前記送信モジュール（Ｓ）と前記受信モジュール（Ｅ）とは互いに電気的に分離されているが、互いに光学的に結合されており、かつ、前記絶縁体（ＩＳ）は少なくとも、前記送信領域（ＳＦ）の放出波長の一部に対して透明であり、
‐前記送信領域（ＳＦ）の表面の重心線と前記受信領域（ＥＦ）の表面の重心線とは互いに実質的または正確に平行であり、
‐前記送信モジュール（Ｓ）の光が主に前記絶縁体（ＩＳ）を通過して、または前記絶縁体（ＩＳ）のみを通過して、前記受信モジュール（Ｅ）に作用すべく、両重心線間のオフセットは、各重心線から前記送信領域（ＳＦ）の表面の外縁辺または前記受信領域（ＥＦ）の表面の外縁辺までの距離の１／２未満または１／１０未満または１／５０未満であり、
前記絶縁体（ＩＳ）は全ての側面において、積層体からバルコニー状に突出しており、
‐前記受信モジュール（Ｅ）は、互いに直列接続されたＮ個の部分電圧源を有し、ただし、Ｎは自然数であり、かつＮ≧２であり、
‐各部分電圧源の部分電圧の相互間の偏差は、２０％未満であり、
‐各部分電圧源は、ｐｎ接合を有する半導体ダイオード（Ｄ１・・・ＤＮ）を備えており、
‐それぞれ２つの連続する部分電圧源間にトンネルダイオード（ＴＤ１・・・ＴＤＮ−１）が設けられており、
‐前記部分電圧源と前記トンネルダイオード（ＴＤ１・・・ＴＤＮ−１）とは、共にモノリシック集積されている、
ことを特徴とする積層形のフォトカプラモジュール（ＯＰＴ）。
【請求項２】
前記送信領域（ＳＦ）の表面の大きさと前記受信領域（ＥＦ）の表面の大きさとの差は、２０％未満である、
請求項１記載の積層形のフォトカプラモジュール（ＯＰＴ）。
【請求項３】
前記送信領域（ＳＦ）の表面および前記受信領域（ＥＦ）の表面は、４角形の形状であり、各４角形の最長の辺の長さは、２ｍｍ未満である、
請求項１または２記載の積層形のフォトカプラモジュール（ＯＰＴ）。
【請求項４】
前記送信モジュール（Ｓ）と前記絶縁体（ＩＳ）と前記受信モジュール（Ｅ）とから成る積層体は、同一のパッケージ（Ｇ）内に集積されている、
請求項１から３までのいずれか１項記載の積層形のフォトカプラモジュール（ＯＰＴ）。
【請求項５】
前記送信領域（ＳＦ）の表面と前記受信モジュール（Ｅ）の表面とは、等しい大きさであり、
電気的端子領域を除いて、前記送信領域（ＳＦ）全体が光（Ｌ）を放出して、前記受信領域（ＥＦ）全体が光（Ｌ）を吸収する、
請求項１から４までのいずれか１項記載の積層形のフォトカプラモジュール（ＯＰＴ）。
【請求項６】
前記送信領域（ＳＦ）の表面および前記受信モジュール（Ｅ）の表面は、正方形であり、
前記各表面は、それぞれ、０．２×０．２ｍｍ２超かつ４ｍｍ２未満または１ｍｍ２未満の基礎面を有する、
請求項１から５までのいずれか１項記載の積層形のフォトカプラモジュール（ＯＰＴ）。
【請求項７】
前記送信モジュール（Ｓ）は、送信側の波長またはＲＣＬＥＤまたは面発光レーザに対する光学ミラーを有する、
請求項１から６までのいずれか１項記載の積層形のフォトカプラモジュール（ＯＰＴ）。
【請求項８】
平板状の前記絶縁体（ＩＳ）は、プラスチックから、および／または、ガラスから、および／または、二酸化アルミニウムから、および／または、エポキシ樹脂から、および／または、シリコーンから成る、
請求項１から７までのいずれか１項記載の積層形のフォトカプラモジュール（ＯＰＴ）。
【請求項９】
前記絶縁体（ＩＳ）は、全ての側面において、積層体から少なくとも５μｍ突出している、
請求項１から８までのいずれか１項記載の積層形のフォトカプラモジュール（ＯＰＴ）。
【請求項１０】
前記絶縁体（ＩＳ）の厚さは、０．５ｍｍ未満であり、なおかつ少なくとも５０μｍである、
請求項１から９までのいずれか１項記載の積層形のフォトカプラモジュール（ＯＰＴ）。
【請求項１１】
前記送信領域（ＳＦ）の放出波長は、前記受信領域（ＥＦ）の吸収端の波長に等しいか、または前記吸収端の波長より最大１０％短い、
請求項１から１０までのいずれか１項記載の積層形のフォトカプラモジュール（ＯＰＴ）。
【請求項１２】
前記送信モジュール（Ｓ）および前記受信モジュール（Ｅ）は、ＩＩＩ−Ｖ族材料から成る、
請求項１から１１までのいずれか１項記載の積層形のフォトカプラモジュール（ＯＰＴ）。
【請求項１３】
前記受信モジュール（Ｅ）は、ＧａＡｓおよび／またはＧｅ基板を有する、
請求項１から１２までのいずれか１項記載の積層形のフォトカプラモジュール（ＯＰＴ）。
【請求項１４】
前記受信モジュール（Ｅ）は、（Ａｌ）ＧａＡｓおよび／またはＩｎＧａＰおよび／またはＩｎＧａＡｓ材料を含む、
請求項１から１３までのいずれか１項記載の積層形のフォトカプラモジュール（ＯＰＴ）。
【請求項１５】
前記受信モジュール（Ｅ）および前記送信モジュール（Ｓ）は、積層方向において角錐台状の形状を有し、
角錐台の下面と前記角錐台の上面との面積の差は、少なくとも５μｍ２である、
請求項１から１４までのいずれか１項記載の積層形のフォトカプラモジュール（ＯＰＴ）。
【請求項１６】
前記送信領域（ＳＦ）の表面は前記絶縁体（ＩＳ）の上面に直接配置されており、かつ、受信領域（ＥＦ）の表面は前記絶縁体（ＩＳ）の下面に直接配置されていることにより、前記送信領域（ＳＦ）の表面と前記受信領域（ＥＦ）の表面とが互いに面している、
請求項１から１５までのいずれか１項記載の積層形のフォトカプラモジュール（ＯＰＴ）。
【請求項１７】
前記送信モジュール（Ｓ）は、基板層（ＳＵＢＳ）を備えており、前記基板層（ＳＵＢＳ）は、前記絶縁体（ＩＳ）の上面に配置されており、かつ、前記受信モジュール（Ｅ）は、基板層（ＳＵＢＥ）を備えており、前記基板層（ＳＵＢＥ）は、前記絶縁体（ＩＳ）の下面に配置されていることにより、両基板層（ＳＵＢＳ，ＳＵＢＥ）は、互いに直接面している、
請求項１から１５までのいずれか１項記載の積層形のフォトカプラモジュール（ＯＰＴ）。
【請求項１８】
前記絶縁体（ＩＳ）は、最大２５０μｍ突出する、
請求項１から１６までのいずれか１項記載の積層形のフォトカプラモジュール（ＯＰＴ）。
【外国語明細書】
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