(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
透光性を有し表裏面上にそれぞれ電極パターンを形成した基板と、該基板の一方の面上に取り付け該一方の面上に形成した前記電極パターンに電気的に接続した発光素子と、前記基板を挟んで前記発光素子に対向するように前記基板の他方の面上に取り付け該他方の面上に形成した前記電極パターンに電気的に接続した受光素子と、前記発光素子および受光素子を覆う合成樹脂の保護部材を備え、前記保護部材の側面に前記基板の外側部を固着し、該外側部に前記電極パターンと導通する外部電極端子を設けた表面実装型フォトカプラにおいて、前記保護部材に応力を緩和するための１又は２以上の溝を設けたことを特徴とする表面実装型フォトカプラ。
【請求項２】
前記基板は、中央に表面が凸で裏面が凹の形状をなす取付部を有し、その両側の外側に立ち上がり部を有する側部が接続する略Ｗ型の断面を有する形状であり、前記側部の外面を除く全ての面において前記合成樹脂からなる保護部材と結合し、前記立ち上がり部に前記電極パターンと導通する前記外部電極端子を設けたことを特徴とする請求項１に記載の表面実装型フォトカプラ。
【請求項３】
前記基板の表側および裏側の両方又はいずれか一方に於いて、前記保護部材に１又は２以上の前記溝を設けたことを特徴とする請求項２に記載の表面実装型フォトカプラ。
【請求項４】
前記外部電極端子は半田により外部と接続される電極端子であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の表面実装型フォトカプラ。
【請求項５】
透光性を有する基板シートの表裏面上にそれぞれ電極パターン及び外部電極端子を形成する工程と、前記基板シートを略Ｗ型の断面を有する形状の基板集合体に成形する工程と、前記基板集合体の表裏面の一方の面上に発光素子を取り付け、該一方の面上に形成した前記電極パターンに電気的に接続し、他方の面上に前記基板集合体の基板を挟んで対向するように受光素子を取付け、該他方の面上に形成した前記電極パターンに電気的に接続する工程と、前記略Ｗ型の断面を有する基板集合体により仕切られる上下の空間のそれぞれに合成樹脂を充填して前記発光素子および受光素子を封止して保護部材および溝を同時に形成する工程と、保護部材形成後に前記基板集合体をカットして各フォトカプラに分離する工程とからなることを特徴とする表面実装型フォトカプラの製造方法。
【請求項６】
透光性を有する基板シートの表裏面上にそれぞれ電極パターン及び半田電極端子を形成する工程と、前記基板シートを略Ｗ型の断面を有する形状の基板集合体に成形する工程と、前記基板集合体の表裏面の一方の面上に発光素子を取り付け、該一方の面上に形成した前記電極パターンに電気的に接続し、他方の面上に前記基板集合体の基板を挟んで対向するように受光素子を取付け、該他方の面上に形成した前記電極パターンに電気的に接続する工程と、前記略Ｗ型の断面を有する基板集合体により仕切られる上下の空間のそれぞれに合成樹脂を充填して前記発光素子および受光素子を封止して保護部材を形成する工程と、保護部材形成後に溝加工により該保護部材に溝を形成し更に前記基板集合体をカットして各フォトカプラに分離する工程とからなることを特徴とする表面実装型フォトカプラの製造方法。
【請求項７】
接続用電極を備えたマザーボードの上にフォトカプラを載置し、前記マザーボードの表面と表面実装型フォトカプラの側面部に配した基板の外面とが交差して仕切られる空間に半田を配置して溶融し、該空間のコーナー部に半田を溶融・保持することにより、表面実装型フォトカプラの外部電極端子とマザーボードの前記接続用電極を接合することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載する表面実装型フォトカプラの実装方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、入力側からの信号に応答して電気的に分離された状態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ものであり、特に回路の薄型化に適した表面実装型フォトカプラに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のフォトカプラとして、図１２に示すように互いに絶縁された一対のリードフレーム２（４）、６（８）に発光素子としての発光ダイオード（以下「ＬＥＤ」と略称する。）１０および受光素子としてのフォトトランジスタ１２をそれぞれ電気的に接続して、対向配置し耐熱エポキシ樹脂１４のトランスファー成形により封止したものが知られている。ここでリードフレーム４および８はそれぞれリードフレーム２および６の後方で重なる位置に配されている。この従来例は絶縁耐圧を高めるためには発光素子と受光素子の距離を離すことが必要となり、光変換効率が低下するので、小型化と性能向上が困難である。更にＬＥＤ１０とフォトトランジスタ１２の絶縁を保ち、且つ光結合させるため、又ＬＥＤ１０への応力緩和のため、トランスファー成形の前の工程としてＬＥＤ１０に対しシリコン樹脂等の透光部材１６のコーテイ ングの工程が必要となり生産能率が低下するという問題があった。
【０００３】
この点を改善したフォトカプラとして、出願人は本出願日前の出願である特願平８ー２９９８３１号の願書に添付した明細書および図面において、図１３および１４に示す表面実装型ホトカプラを開示している。ここで図１３はこの表面実装型ホトカプラの断面図であり、図１４は図１３に示すフォトカプラの分解斜視図である。１は透光性の基板、２、３はそれぞれ基板１に取り付けたＬＥＤからなる発光素子、フォトトランジスタからなる受光素子、５は発光素子２及び受光素子３を覆う封止樹脂よりなる保護部材である。透光性および耐熱性を有する比較的薄い絶縁材料の基板１の表裏面にそれぞれ第１の電極パターン４ａ、４ｂおよび第２の電極パターン４ｃ、４ｄを形成し、第２の電極パターン４ｃ、４ｄにＬＥＤ２を、第１の電極パタン４ａ、４ｂにはフォトトランジスタ３（のエミッタ３ｅとコレクタ３ｃ）をそれぞれ電気的に接続する。基板１は、中央に、表面が凸で裏面が凹の形状をなす取付部１０とその両側に接続し、外方に立ち上がり部１２ａ、１２ｂを有する翼型の側部１２とによりなる略Ｗ型の屈曲形状に形成してある。
【０００４】
更に、基板１の前記側部１２の一方の立ち上がり部１２ａの外面には、それぞれ、前記第１の電極パターン４ａ、４ｂにそれぞれ後述するスルーホール電極１４ａ、１４ｂを介して電気的に接続し、且つ外部回路と導通するための第１の導電部材６ａ、６ｂが半田電極端子としてコーナー部から面に沿って立ち上がる形に形成されている。
【０００５】
他方の立ち上がり部１２ｂの外面には、それぞれ、前記第２の電極パターン４ｃ、４ｄに直接接続し外部回路とを導通するための第２の導電部材６ｃ、６ｄが半田電極端子としてコーナー部から面に沿って立ち上がる形に形成されている。基板１の前記側部の一方の立ち上がり部１２ａには、基板の表面の第１の電極パターン４ａ、４ｂと裏面の第１の導電部材６ａ、６ｂがそれぞれ重なる位置にスルーホール１４が空けられ、該スルーホール１４の内面にスルーホール電極１４ａ、１４ｂが取り付けられており、上記のように、第１の電極パターン４ａ、４ｂがそれぞれ第１の導電部材６ａ、６ｂに導通する。
【０００６】
このフォトカプラは、図１２に示した従来のフォトカプラに比較すると、発光素子と受光素子を十分な絶縁性を保持した状態で至近距離に配置することが出来るので、高い絶縁耐圧を保持しながら光変換効率を上げることができるとともに、リードフレームを使用しないことも相まって全体の寸法を薄型化、小型化することができる。また、光結合と絶縁が透光性の基板によりできているため、シリコン樹脂等の透光部材のコーテイ ングが不要であるため、発光素子および受光素子の封止はトランススファー成形を行わず、直接に樹脂で被覆するので、製造工程数が低減し、生産能率が向上する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような改良されたフォトカプラにも、マザーボードへの実装に関し次のような問題点が認識された。図１５は図１３および図１４に示す表面実装型のフォトカプラがマザーボードへ実装された状態を示す側面図である。７はマザーボードであり、その表面に前記の半田電極端子である第１の導電部材６ａ、６ｂおよび第２の導電部材６ｃ、６ｄに対応した位置にそれぞれ第１の接続用電極８ａ、８ｂおよび第２の接続用電極８ｃ、８ｄが取付けられている。これら接続用電極８ａ〜８ｄはマザーボード７の表面に形成されたリード線９により、それぞれ外部回路に電気的に接続される。
【０００８】
マザーボード７の上に前記表面実装型フォトカプラを載置し、マザーボード７の表面と前記表面実装型フォトカプラの前記基板１の側部の一方の立ち上がり部１２ａ、１２ｂの裏面（外面）とが交差して仕切られる交差空間１５のコーナー部又はその近傍にて前記接続用電極８ａ〜８ｄの上に半田を配し、加熱・溶融すると、半田は前記コーナー部またはその近傍において、前記導電部材６ａ〜６ｄと前記接続用電極８ａ〜８ｄの間を流動し、対応する導電部材６と接続用電極８の間を三角柱状又はほぼ三角柱状に充填し半田部２０を形成する。このようにして、表面実装型フォトカプラの前記導電部材６ａ〜６ｄとマザーボード７の前記接続用電極８ａ〜８ｄは前記交差空間１５に保持されたの半田部２０により、電気的にも機械的にも接続される。
【０００９】
このようにして、マザーボード７にーフォトカプラを実装した後、温度変化を受けると、マザーボード７とフォトカプラの前記保護部材５等の線膨張係数の差（保護部材５の材料のエポキシ樹脂の線膨張係数は通常４．５〜６．５×１０ー5でありガラスフィーラーなどの充填材が入ったものでも２．０〜４．０×１０ー5であり、前記基板１の材料は２．０×１０ー5であり、いずれも前記マザーボード７の材料であるガラエポの２倍以上である。）によって発生した応力が吸収しきれないまま半田部２０に伝わり、半田部にクラック２０ａを生じさせる傾向がある。又、湿度変化による関連部材の膨張、収縮も同様のクラックを生ずる場合がある。一方、図１２に示す従来のフォトカプラにおいては、温度変化等によって封止用の樹脂１４等の膨張、収縮による応力が発生しようとしてもリードフレーム２（４）、６（８）が応力を緩和するためにリードフレームの端部の半田接続部分には影響はほとんど及ばないのでこのような半田クラックは発生しない。
【００１０】
このように、図１３に示す改良例は図１２に示す従来例に比し、小型、薄型となり、機能も改善される一方、マザーボードへの実装においては、半田部のクラックという従来例になかった新たな欠点を生ずることとなり、実用価値は低下してしまう。
【００１１】
本願は表面実装型のフォトカプラの実装状態における接続半田部の前記のクラック発生の問題を解決することを直接の課題とし、かかる課題を解決することにより、小型、薄型で、性能が高く且つ実装の歩留り高い表面実装型のフォトカプラにおいて、実装状態における温度変化等による接続半田部のクラックの発生を効果的に阻止し、実装の信頼性を向上させることを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための第１の手段として本発明は透光性を有し表裏面上にそれぞれ電極パターンを形成した基板と、該基板の一方の面上に取り付け該一方の面上に形成した前記電極パターンに電気的に接続した発光素子と、前記基板を挟んで前記発光素子に対向するように前記基板の他方の面上に取り付け該他方の面上に形成した前記電極パターンに電気的に接続した受光素子と、前記発光素子および受光素子を覆う合成樹脂の保護部材を備え、前記保護部材の側面に前記基板の外側部を固着し、該外側部に前記電極パターンと導通する外部電極端子を設けた表面実装型フォトカプラにおいて、前記保護部材に応力を緩和するための１又は２以上の溝を設けたことを特徴とする。
【００１３】
上記課題を解決するための第２の手段として本発明は前記第１の手段において、前記基板は、中央に表面が凸で裏面が凹の形状をなす取付部を有し、その両側の外側に立ち上がり部を有する側部が接続する略Ｗ型の断面を有する形状であり、前記側部の外面を除く全ての面において前記合成樹脂からなる保護部材と結合し、前記立ち上がり部に前記電極パターンと導通する前記外部電極端子を設けたことを特徴とする。
【００１４】
上記課題を解決するための第３の手段として本発明は、前記第２の手段において、前記基板の表側および裏側の両方又はいずれか一方に於いて、前記保護部材に１又は２以上の前記溝を設けたことを特徴とする。
【００１５】
上記課題を解決するための第４の手段として本発明は、前記第１の手段乃至第３の手段のいずれかにおいて、前記外部電極端子は半田により外部と接続される電極端子であることを特徴とする。
【００１６】
上記課題を解決するための第５の手段として本発明は、透光性を有する基板シートの表裏面上にそれぞれ電極パターン及び外部電極端子を形成する工程と、前記基板シートを略Ｗ型の断面を有する形状の基板集合体に成形する工程と、前記基板集合体の表裏面の一方の面上に発光素子を取り付け、該一方の面上に形成した前記電極パターンに電気的に接続し、他方の面上に前記基板集合体の基板を挟んで対向するように受光素子を取付け、該他方の面上に形成した前記電極パターンに電気的に接続する工程と、前記略Ｗ型の断面を有する基板集合体により仕切られる上下の空間のそれぞれに合成樹脂を充填して前記発光素子および受光素子を封止して保護部材および溝を同時に形成する工程と、保護部材形成後に前記基板集合体をカットして各フォトカプラに分離する工程とからなる製造方法により表面実装型フォトカプラを製造することを特徴とする。
【００１７】
上記課題を解決するための第６の手段として本発明は、透光性を有する基板シートの表裏面上にそれぞれ電極パターン及び半田電極端子を形成する工程と、前記基板シートを略Ｗ型の断面を有する形状の基板集合体に成形する工程と、前記基板集合体の表裏面の一方の面上に発光素子を取り付け、該一方の面上に形成した前記電極パターンに電気的に接続し、他方の面上に前記基板集合体の基板を挟んで対向するように受光素子を取付け、該他方の面上に形成した前記電極パターンに電気的に接続する工程と、前記略Ｗ型の断面を有する基板集合体により仕切られる上下の空間のそれぞれに合成樹脂を充填して前記発光素子および受光素子を封止して保護部材を形成する工程と、保護部材形成後に溝加工により該保護部材に溝を形成し更に前記基板集合体をカットして各フォトカプラに分離する工程とからなる製造方法により表面実装型フォトカプラを製造することを特徴とする。
【００１８】
上記課題を解決するための第７の手段として本発明は、前記第１乃至第４の手段のいずれかの表面実装型フォトカプラの実装方法において、接続用電極を備えたマザーボードの上にフォトカプラを載置し、前記マザーボードの表面と表面実装型フォトカプラの側面部に配した基板の外面とが交差して仕切られる空間に半田を配置して溶融し、該空間のコーナー部に半田を溶融・保持することにより、表面実装型フォトカプラの外部電極端子とマザーボードの前記接続用電極を接合することを特徴とする。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下図面に基づいて本発明の好適な実施の形態の一つである実施例について説明する。図１は本実施例に係る表面実装型フォトカプラの構成を示す断面図であり、図２はその分解斜視図である。１は透光性および耐熱性を有する絶縁材料からなる基板である。本実施例における基板１は熱可塑性ポリイミドフィルムで構成されており、０．１〜数ｍｍの厚さを有する。この基板１は、中央に、表面が凸で裏面が凹の形状をなす取付部１０とその両側に接続し、外方に立ち上がり部１２ａ、１２ｂを有する翼型の側部１２とによりなる略Ｗ型の屈曲形状に形成してある。
【００２０】
また、基板１の表裏面にはそれぞれ第１の電極パターン４ａ、４ｂと第２の電極パターン４ｃ、４ｄよりなる電極パターン４が基板１の前記取付部１０の水平面１０ａから側部１２の立ち上がり部１２ａにかけて形成されている。これらの電極パターンは銅をエッチングすることにより形成されており、本実施例においては銅で形成されたパターンの上に金、ニッケル又は半田メッキを施したものからなる。更に、基板１の前記側部１２の一方の立ち上がり部１２ａの外面には、それぞれ、前記第１の電極パターン４ａ、４ｂにそれぞれ後述するスルーホール電極１４ａ、１４ｂを介して電気的に接続し、且つ外部回路と導通するための第１の導電部材６ａ、６ｂが半田電極端子としてコーナー部から面に沿って立ち上がる形に形成されている。
【００２１】
他方の立ち上がり部１２ｂの外面には、それぞれ、前記第２の電極パターン４ｃ、４ｄに直接接続し外部回路とを導通するための第２の導電部材６ｃ、６ｄが半田電極端子としてコーナー部から面に沿って立ち上がる形に形成されている。基板１の前記側部の一方の立ち上がり部１２ａには、基板の表面の第１の電極パターン４ａ、４ｂと裏面の第１の導電部材６ａ、６ｂがそれぞれ重なる位置にスルーホール１４が空けられ、該スルーホール１４の内面にスルーホール電極１４ａ、１４ｂが取り付けられており、上記のように、第１の電極パターン４ａ、４ｂがそれぞれ第１の導電部材６ａ、６ｂに導通する。
【００２２】
２は裏面２ｃが基板１の前記取付部１０の水平面１０ａの裏面側に固着されているＬＥＤからなる発光素子である。本実施例における発光素子２は立方体又は直方体をなすものであり、その側面２ａ、２ｂ上の裏面２ｃ寄りの部分にそれぞれ電極２ｄ、２ｅを有するものである。この電極２ｄ、２ｅはそれぞれ第２の電極パターン４ｃ、４ｄに電気的に接続されている。この発光素子２は裏面２ｃ側に光を発することができるように、図３に示すよう表裏面に電極を有する従来のＬＥＤ２５を横に倒したときの構造と同じ構造をなすように構成されている。
【００２３】
３は裏面３ｃが基板１の前記取付部１０の水平面１０ａの表面側に固着されているフォトトランジスタからなる受光素子３である。図４にも示すように本実施例におけるフォトトランジスタ３はその裏面３ｄにベース３ｂ、エミッタ３ｅ、コレクタ３ｃが全て設けられている。このコレクタ３ｃとエミッタ３ｅは裏面３ｄが基板１に固着されると第１の電極パターン４ａ、４ｂにそれぞれ電気的に接続される。
【００２４】
５は発光素子２および受光素子３を覆うエポキシ樹脂等の合成樹脂よりなる保護部材である。本実施例においては前記の屈曲形状の基板１により仕切られる表裏の空間１１ａ、１１ｂのそれぞれに前記合成樹脂を充填して前記保護部材５を形成する。保護部材５の前記表の空間１１ａに充填された部分には、応力緩和のための溝１７ａが前記Ｗ型の断面に対し垂直な方向に設けられている。
【００２５】
図５は上記構成からなる本例の表面実装型フォトカプラを実装した状態を示す側面図である。７はマザーボードであり、その表面に前記の半田電極端子である第１の導電部材６ａ、６ｂおよび第２の導電部材６ｃ、６ｄに対応した位置にそれぞれ第１の接続用電極８ａ、８ｂおよび第２の接続用電極８ｃ、８ｄが取付けられている。これら接続用電極８ａ〜８ｄはマザーボード７の表面に形成されたリード線９により、それぞれ外部回路に電気的に接続される。
【００２６】
マザーボード７の上に前記表面実装型フォトカプラを載置し、マザーボード７の表面と前記表面実装型フォトカプラの前記基板１の側部１２の一方の立ち上がり部１２ａ、１２ｂの裏面（外面）とが交差して仕切られる交差空間１５のコーナー部又はその近傍にて前記接続用電極８ａ〜８ｄの上に半田を配し、加熱・溶融すると、半田は前記コーナー部またはその近傍において、前記導電部材６ａ〜６ｄと前記接続用電極８ａ〜８ｄの間を流動し、対応する導電部材６と接続用電極８の間を三角柱状又はほぼ三角柱状に充填し半田部２０を形成する。このようにして、表面実装型フォトカプラの前記導電部材６ａ〜６ｄとマザーボード７の前記接続用電極８ａ〜８ｄは前記交差空間１５に保持された十分な量の半田部２０により、電気的にも機械的にも確実に接続される。
【００２７】
半田付けの後、温度熱試験のため、環境温度を上げるとすでに説明した線膨張係数の差により、フォトカプラの各部材はマザーボード７に対し図面上横方向に伸びて幅方向に広がろうとする。このときフォトカプラの下面は半田部２０により拘束されているので、上面が広がろうとする。そして、上面に近い保護部材５の肉部の寸法は伸びるのであるが、ほぼその伸びの分だけ溝１７ａの幅が縮小し、全体の幅を変化させようとする応力は発生しない、すなわち、保護部材５の肉部は溝幅が減少することにより、反作用をほとんど受けないで自由に幅方向に伸びることができ、自由膨張に近い状態で膨張するので応力の発生は顕著に低減する。つまり、溝の存在により応力の発生は大幅に緩和される。従って、半田部２０に対して力はほとんど作用せず、半田部２０のクラックの発生は阻止される。逆に環境温度を下げた場合には溝１７ａの幅を増大させることにより、保護部材５の肉部が自由収縮に近い状態で収縮するので、応力の発生は顕著に低減し、同様に半田部２０のクラックの発生は阻止される。
【００２８】
以上は温度試験について述べたが、湿度試験においても、湿度の変化による関連部材の伸縮に起因する応力の発生が溝１７ａの存在により、同様の理由により顕著に低減し、半田部２０のクラックの発生は阻止される。
【００２９】
このフォトカプラは、外部回路から前記リード線９、前記接続用電極８ｃ、８ｄおよび前記導電部材６ｃ、６ｄ通じて第２の電極パターン４ｃ、４ｄに信号が印加されることにより発光素子２が点灯すると、その光が基板１を介して受光素子３のベース３ｂに達し、受光素子３が導通して第１の電極パターン４ａ、４ｂから信号を出力し、その出力がスルーホール電極１４ａ、導電部材６ａ、６ｂ、接続用電極８ａ、８ｂおよびリード線９を通じて外部回路に出力信号として印加される。このとき、本例においては、発光素子２と受光素子３が近接して配置されているので、光電変換の効率が高くなり、またリードフレームも必要としない。従って、小型、薄型で且つ性能の高い表面実装型のフォトカプラとなる。
【００３０】
又、発光素子２、受光素子３、基板１が保護部材５より保護され、堅牢な構造であり、且つマザーボード７に電気的に確実な接続をとりつつ、強固に実装することができる。従って上記の半田付け実装の際又はその後の工程においてマザーボードの変形により、又不可避的な接触等により受ける外力によっても、フォトアプラ構成部材の破損は極めて起こりにくい。従って、実装の歩留り高いものとなる。このように、本実施例のによれば小型、薄型で、性能が高く且つ実装の歩留り高い表面実装型のフォトカプラにおいて、半田実装後の温度変化等による接続半田部のクラックの発生を効果的に阻止し、実装の信頼性を向上させることができる。
【００３１】
次に、上記表面実装型フォトカプラの製造工程を説明する。はじめに、図６および図７のように多数のフォトカプラを同時に製造することが可能な熱可塑性ポリイミドフィルム等からなる基板シート２１の表裏面にそれぞれ銅の印刷又はエッチングにより形成したパターンあるいはこのように形成された銅泊のパターン上に金、ニッケル又は半田のメッキを施すことにより図２に示す電極パターン４ａ〜４ｄ、導電部材６ａ〜６ｄおよびスルーホール電極１４ａを形成する。
【００３２】
その後、加圧成形又はインジェクション成形等により基板シート２１上に図２に示す取付部１０および側部１２を複数形成する。
【００３３】
次に、図２およびに示す発光素子２と受光素子素子３を、基板シート２１を挟んで対向するようにそれぞれ各取付部１０に取り付ける。その際に、発光素子２の電極２ｄ、２ｅと受光素子３のコレクタ３ｃ、エミッタ３ｅは、高温半田又はエポキシ樹脂等でそれぞれ電極パターン４ａ〜４ｄに固着される。
【００３４】
更に、基板シート２１において図１に示す基板１により仕切られる上下の空間１１ａ、１１ｂのそれぞれに前記合成樹脂を充填して前記保護部材５を形成し、発光素子２と受光素子３を封止する。このとき、長板状のスペーサを用いて図１に示す溝１７ａを合成樹脂の充填と同時に成型する。又は合成樹脂を充填し、固化した後、カッター等による溝加工により、溝１７ａを形成する。
【００３５】
最後に、基板シート２１上の発光素子２、受光素子３およびこれらに接続する電極パターン４ａ〜４ｄ、導電部材６ａ〜６ｄおよびスルーホール電極１４ａよりなる１組の構成要素が各々含まれるように、Ｘ、Ｙ軸方向のラインをスライシング等により切断して、個々のフォトカプラに分離する。
【００３６】
このように、本実施例のフォトカプラは基板１により仕切られる上下の空間１１ａ、１１ｂがともに溝形状をなしているので、これらの空間に合成樹脂を充填することにより、複雑な金型を用いることなく、保護部材５を形成することができるので、製造工程が従来よりも簡略化される。従って、量産に適し、製造コストを低減させることができる。
【００３７】
図８は図１に示す表面実装型フォトカプラの一つの変形例を示す断面図である。本例においては、屈曲形状の基板１の立ち下がり部分と立ち上がり部分は垂直となっているが、図１に示すものと同様に基板１により仕切られる表裏の空間１１ａ、１１ｂのそれぞれに前記合成樹脂を充填して前記保護部材５を形成する。そして、保護部材５の前記表の空間１１ａに充填された部分には応力緩和のための溝１７ａが、前記裏の空間１１ｂに充填された部分には同様の目的の溝１７ｂが前記屈曲形状の断面に対し垂直な方向に設けられている。他の構成については、図１に示した実施例と同様である。本例の表面実装型フォトカプラも図１に示した表面実装型フォトカプラに比し、溝１７ｂの存在により、応力緩和の効果がが更に加わり、半田実装の信頼性が更に向上する。又幅寸法を小さくしやすいので、小型化に有利である。
【００３８】
次に、図示は省略するが、図１又は図８に示す表面実装型フォトカプラの他の一つの変形例として、保護部材５の前記表の空間１１ａに充填された部分には溝を設けることなく、前記裏の空間１１ｂに充填された部分にのみ応力緩和のために前記溝１７ｂと同様のを設けたものも本発明に属する。この場合も、すでに説明した原理により、応力を緩和する効果を有する。
【００３９】
以下図面に基づいて本発明の好適な実施の形態の他の一つである実施例について説明する。図９は本実施例に係る表面実装型フォトカプラの構成を示す分解斜視図である。図９に示すフォトカプラにおいては、取付部１０の形状が表面側が凸状、裏面側が凹状の円錐台状となっている。そして、図示しない保護部材は基板１の表裏に形成された空間に充填され、表側に形成された空間に充填された保護部材の部分には、図１の示す溝１７ａと同様の応力緩和のための溝が設けられている。他の点については図１および図２に示す表面実装型フォトカプラと同様である。この形状は前記と同様に平板の状態から加圧成形又はインジェクション成形等により形成することができる。本例においては基板１自体の剛性が高くなり、外力により変形しにくくなるので、基板１により仕切られる上下の空間１１ａ、１１ｂのそれぞれに前記合成樹脂を充填して前記保護部材５を形成する工程において、基板１をセットしたり、合成樹脂を充填したりする際の外力により、基板が反り、基板に取り付けた電極パターン４等が断線するようなことが起こりにくくなり、歩留りを確実に上げることができる。他の特徴、効果については図１に示すフォトカプラと同様である。
【００４０】
以下図面に基づいて本発明の好適な実施の形態の他の一つである実施例について説明する。図１０は本実施例に係る表面実装型フォトカプラがマザーボードに実装された状態を示す部分断面図である。図１０に示す表面実装型フォトカプラにおいては、基板１はＷ形状に折り曲げられた形状を有し、その部の立ち上がり部はそれぞれ、コーナー部に設けた傾斜部１２ｃ、１２ｄとこれに接続する垂直部１２ｅ、１２ｆを有する。傾斜部１２ｃには外部回路と接続するための半田電極端子として図２に示すのと同様の電極パターン４ａ、４ｂにそれぞれ接続するスルーホール電極１４ａ、１４ｂのみが設けられている。傾斜部１２ｄには図２に示す表面実装型フォトカプラと同様の導電部材６ｃ〜６ｄが半田電極端子として設けてある。又、屈曲形状の基板１により仕切られる表裏の空間のそれぞれに前記合成樹脂を充填して前記保護部材５を形成するが、保護部材５の前記表の空間に充填された部分に応力緩和のための溝１７ａが前記基板１のなすＷ型の断面に対し垂直な方向に設けられ、前記裏の空間に充填された部分に応力緩和のための溝１７ｂが同様の方向に設けられている。他の点については図１に示す実施例と同様である。
【００４１】
本例のフォトカプラを実装する際には前記傾斜部１２ｃの半田電極端子であるスルーホール電極１４ａ、１４ｂとマザーボード７の接続用電極８ａ〜８ｄのそれぞれ間に、溶融後の半田が保持され、電気的接続と機械的接続がなされる。本例場合も従来に比して強固で信頼性の高い実装をすることができる。又、図２に示すフォトカプラと比較すると、立ち上がり角度の小さい傾斜部１２ｃ、ｄにおいて溶融後の半田が保持されので、半田の使用量が少なくて済む。更に、応力緩和用の保護部材５における溝が、基板１の表側および裏側の両方の部分に設けられているので、図１に示す表面実装型フォトカプラに比し、溝の加工の工数はふえるが、応力緩和の緩和の効果が増大し、半田実装の信頼性が更に向上する。
【００４２】
なお、図１０に示す表面実装型フォトカプラの一部変更例として図示は省略するが、コーナー部における基板１の形状を曲面で面取りをした形状とすることもできる。この場合も、図１０に示す表面実装型フォトカプラと同様の効果を有する。
【００４３】
以下図面に基づいて本発明の好適な実施の形態の他の一つである実施例について説明する。図１１は本実施例に係る表面実装型フォトカプラがマザーボードに実装された状態を示す部分断面図である。図１１に示す表面実装型フォトカプラにおいては、基板１は中央部は取付部１０の立ち上がりのない平面状であり、全体としてコの字型をなし、基板１の上下には、発光素子２および受光素子を覆う保護部材が５取り付けられ、下方に折り曲げられた基板１の側部１２ａ、１２ｂは裏面が保護部材５に取り付けられ、表面に半田電極端子として導電部材６ａ〜６ｄが設けられている。又、コの字型の基板１の上に取付けられた保護部材５の部分に応力緩和のための溝１７ａが前記コの字型の断面に対し垂直な方向に設けられ、基板１の下に取付けられた保護部材５の部分に応力緩和のための溝１７ｂが同様の方向に設けられている。図１１に示すように半田電極端子である導電部材６ａ〜６ｄの端部においてマザーボードに半田付けする。
【００４４】
本例の効果については、図１０に示したフォトカプラと同様である。但し、本例のフォトカプラにおいては、基板１の上側の保護部材５は金型を用いて成形しなければならないので、図１に示すフォトカプラに比して製造工程が複雑となる。反面、本例は横方向の小型化には有利である。
【００４５】
なお、以上に説明してきた本発明の実施の形態である表面実装型フォトカプラの実施例においては、保護部材５に設けた溝１７ａ、又は１７ｂとして断面において垂直な深さ方向を有し、断面と垂直方向に延びる溝形状のものについて説明した。しかし、本発明の溝の溝形状はこれに限らず断面において斜め方向に深さを有し、断面と垂直方向からずれた斜め方向に延びる溝形状のものであっても、同様に応力を緩和する作用を有するものである。
【００４６】
【発明の効果】
本発明によれば、小型、薄型で、性能が高く且つ実装の歩留り高い表面実装型のフォトカプラにおいて、半田実装後の温度変化等による接続半田部のクラックの発生を効果的に阻止し、実装の信頼性を向上させることができる。
【００４７】
又、本発明の製造方法によれば、基板１により仕切られる上下の空間１１ａ、１１ｂに合成樹脂を充填することにより、複雑な金型を用いいることなく、保護部材を形成し、且つ、多数個取りの方法によりフォトカプラを製造することができるので、生産性が向上し、製造コストを下げることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の一つである表面実装型フォトカプラの断面図である。
【図２】図１に示す表面実装型フォトカプラの分解斜視図である。
【図３】従来のＬＥＤを示す斜視図である。
【図４】図２に示す受光素子の拡大斜視図である。
【図５】図１に示す表面実装型フォトカプラの実装の状態を示す側面図である。
【図６】図１に示す表面実装型フォトカプラの製造工程における集合基板を示す平面図である。
【図７】図６に示す基板シートのＡーＡ断面図である。
【図８】図１に示すフォトカプラの一部変更例を示す断面図である。
【図９】本発明の実施の形態の一つである表面実装型フォトカプラの分解斜視図である。
【図１０】本発明の実施の形態の一つである表面実装型フォトカプラおよびその実装の状態を示すを示す部分断面図である。
【図１１】本発明の実施の形態の一つである表面実装型フォトカプラおよびその実装の状態を示すを示す部分断面図である。
【図１２】従来のフォトカプラの断面図である。
【図１３】本出願日前の出願に係る表面実装型フォトカプラの断面図である。
【図１４】図１３に示す表面実装型フォトカプラの分解斜視図である。
【図１５】図１３に示す表面実装型フォトカプラの実装の状態を示す側面図である。
【符号の説明】
１  基板
２  発光素子
３  受光素子
４  電極パターン
５  保護部材
６  導電部材
７  マザーボード
８  接続用電極
９  リード線
１０  取付部
１１  仕切空間
１２  立ち上がり部
１４  スルーホール
１５  交差空間
１７  溝
２１  基板シート
２４  スルーホール
２８  接着端部
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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