(57)【要約】【課題】製品の定格を超えた電流が流れた場合にセンサ周りの樹脂が発煙・発火するのを防止する。【解決手段】先端部にＶcc端子であるコネクタ端子４８aが設けられたリードフレームの他端側と、先端部にＧＮＤ端子であるコネクタ端子４８cが設けられたリードフレーム３３aの他端部とを、チップコンデンサ３７によって電気的に接続して、上記Ｖcc端子と上記ＧＮＤ端子との間に電流経路を形成する。さらに、上記リードフレームを、２本のリードフレーム３３bとリードフレーム３３cとで構成し、リードフレーム３３bの端部５４とリードフレーム３３cの端部５５との間に、ワイヤ５６の両端を接続する。こうすることによって、チップコンデンサ３７が短絡して上記Ｖcc‐ＧＮＤ間に１.５Ａ〜２.０Ａの大電流が流れた際に、ワイヤ５６がヒューズの機能を果たすため、瞬間的に発火・発煙は生ずるが、反射形フォトセンサが発火するのを防止できる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光素子と、この発光素子を搭載している第１リードフレームにおける上記発光素子の搭載箇所とを、透光性樹脂によって封止して構成された発光側パッケージと、
受光素子と、この受光素子を搭載している第２リードフレームにおける上記受光素子の搭載箇所とを、透光性樹脂によって封止して構成された受光側パッケージと、
一端に、電源端子が設けられた第３リードフレームと、
一端に、接地端子が設けられた第４リードフレームと、
上記第３リードフレームおよび上記第４リードフレームを含む複数のリードフレームで構成されると共に、上記電源端子と上記接地端子との間に形成された電気配線と、
上記電気配線を構成する２つのリードフレームの間にボンディングされると共に、上記電気配線に定格を超えた電流が流れた場合に溶断するワイヤと
を備えたことを特徴とする光結合装置。
【請求項２】
請求項１に記載の光結合装置において、
上記電気配線には電気部品が介設されており、上記ワイヤは、上記電気部品の設置箇所よりも上記電源端子側あるいは上記接地端子側に配置されている
ことを特徴とする光結合装置。
【請求項３】
請求項１あるいは請求項２に記載の光結合装置において、
上記ワイヤのボンディング箇所は、樹脂によって封止されている
ことを特徴とする光結合装置。
【請求項４】
請求項３に記載の光結合装置において、
上記ワイヤがボンディングされている上記２つのリードフレームは、上記ワイヤのボンディング箇所が上記樹脂内に位置することが可能なように形状が設定されている
ことを特徴とする光結合装置。
【請求項５】
請求項３に記載の光結合装置において、
上記ワイヤのボンディング箇所は、上記発光側パッケージ内あるいは上記受光側パッケージ内に封止されている
ことを特徴とする光結合装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５までの何れか一つに記載の光結合装置において、
上記ワイヤは、その太さが、溶断に至る電流値に応じて設定されている
ことを特徴とする光結合装置。
【請求項７】
請求項１から請求項５までの何れか一つに記載の光結合装置において、
上記ワイヤは、その本数が、溶断に至る電流値に応じて設定されている
ことを特徴とする光結合装置。
【請求項８】
請求項１から請求項５までの何れか一つに記載の光結合装置において、
上記ワイヤは、その長さが、溶断に至る電流値に応じて設定されている
ことを特徴とする光結合装置。
【請求項９】
請求項１から請求項８までの何れか一つに記載の光結合装置と、
上記光結合装置における上記発光側パッケージの上記発光素子から出射された光を、上記光結合装置における上記受光側パッケージの上記受光素子に向って反射させる移動体と
を備えたことを特徴とする電子機器。
【請求項１０】
請求項１に記載の光結合装置の製造方法であって、
上記発光素子を上記第１リードフレーム上にダイボンドした後に上記発光素子に対して行われるワイヤボンディング、あるいは、上記受光素子を上記第２リードフレーム上にダイボンドした後に上記受光素子に対して行われるワイヤボンディングと、
上記電気配線を構成する上記２つのリードフレームの間に上記ワイヤをボンディングする際に行われるワイヤボンディングと
を、同一工程で行うことを特徴とする光結合装置の製造方法。
【請求項１１】
請求項２に記載の光結合装置の製造方法であって、
一端に電源端子が形成された第３リードフレームと一端に接地端子が形成された第４リードフレームとを含むと共に、電気部品が介設された電気配線を、上記電源端子と上記接地端子との間に複数のリードフレームによって形成し、
上記形成された電気配線における上記電気部品の設置箇所よりも上記電源端子側あるいは上記接地端子側に配置された２つのリードフレームの間に、上記ワイヤをボンディングし、
上記ワイヤのボンディング箇所を樹脂によって封止する
ことを特徴とする光結合装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、リードフレームに搭載された発光チップとリードフレームに搭載された受光チップとを有する光結合装置およびその製造方法、並びに、電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光結合装置として、特開２００５‐２５９８７７号公報(特許文献１)に開示された反射形フォトインタラプタがある。図５は、上記特許文献１に開示された反射形フォトインタラプタと略同じ基本構造を有する反射形フォトセンサの内部配線を示す。図５では、樹脂を透して電子部品や回路配線が見えるように表現されている。
【０００３】
図５に示すように、本反射形フォトセンサでは、受光チップ２をリードフレーム３に搭載し、チップ抵抗４をリードフレーム５とリードフレーム６とに掛け渡すように搭載し、チップコンデンサ７をリードフレーム３とリードフレーム５とに掛け渡すように搭載し、発光チップ１をリードフレーム８に搭載している。そして、発光チップ１は、リードフレーム６とワイヤ９によって導通が取られている。また、受光チップ２は、リードフレーム８とワイヤ１０によって導通が取られている。尚、発光チップ１は、チップ状に形成された発光素子である。また、受光チップ２は、チップ状に形成された受光素子である。
【０００４】
上記発光チップ１は、透光性樹脂パッケージ１１で覆われ(１次モールド)て発光側パッケージ１２を形成している。受光チップ２は、透光性樹脂パッケージ１３で覆われ(１次モールド)て受光側パッケージ１４を形成している。尚、発光チップ１の上方における透光性樹脂パッケージ１１の表面には、半球状の発光側レンズ１５が設けられている。同様に、受光チップ２の上方における透光性樹脂パッケージ１３の表面には、半球状の受光側レンズ１６が設けられている。
【０００５】
そして、上記リードフレーム３,５,６,８を含む各リードフレームは、遮光性樹脂ケース１７により覆われ(２次モールド)ている。また、リードフレーム５の先端部にはコネクタ端子１８が設けられ、リードフレーム１９の先端部にはコネクタ端子２０が設けられ、リードフレーム３の先端部にはコネクタ端子２１が設けられている。尚、コネクタ端子１８はＶcc(電源)端子となっており、コネクタ端子２０はＶout(出力)端子となっており、コネクタ端子２１はＧＮＤ(接地)端子となっている。そして、各コネクタ端子１８,２０,２１の周囲を遮光性樹脂ケース２２で囲って、コネクタ２３を形成している。
【０００６】
ここで、上記構成を有する反射形フォトセンサの異常状態の一つとして、チップコンデンサ７が短絡した場合を考える。この場合、図６にハッチングで示すように、リードフレーム５とリードフレーム３とを介してＶcc‐ＧＮＤ間でショート状態となる。そして、本反射形フォトセンサがセットされる製品側の状態にも因るが、本反射形フォトセンサに定格を超えた電流が流れる可能性があり、大電流が流れた場合には、Ｖcc‐ＧＮＤ間のリードフレーム３,５は高温状態となり、センサ周りの樹脂を発煙させ、ついには発火に至らしめる場合もある。
【０００７】
表１は、上記チップコンデンサ７を短絡させた場合におけるＶcc‐ＧＮＤ間の電流と本反射形フォトセンサの状態との関係を示す。
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【０００８】
上記Ｖcc‐ＧＮＤ間に大電流が流れると、Ｖcc‐ＧＮＤ間のリードフレーム３,５は高温状態となる。この場合、リードフレーム３,５は高温状態になっても断線には至り難く熱源となってしまう。そのため、本反射形フォトセンサ周りの樹脂が発火に至る場合が生ずる。表１によれば、Ｖcc‐ＧＮＤ間に流れる電流が２Ａ程度であれば、樹脂に発煙および発火は生じない。ところが、上記電流が４Ａになると、樹脂に発煙および発火が生じている。
【特許文献１】特開２００５‐２５９８７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
そこで、この発明の課題は、製品の定格を超えた電流が流れた場合に、リードフレームが高温状態になってセンサ周りの樹脂が発煙・発火するのを防止できる光結合装置およびその製造方法、並びに、電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するため、第１の発明の光結合装置は、
発光素子と、この発光素子を搭載している第１リードフレームにおける上記発光素子の搭載箇所とを、透光性樹脂によって封止して構成された発光側パッケージと、
受光素子と、この受光素子を搭載している第２リードフレームにおける上記受光素子の搭載箇所とを、透光性樹脂によって封止して構成された受光側パッケージと、
一端に、電源端子が設けられた第３リードフレームと、
一端に、接地端子が設けられた第４リードフレームと、
上記第３リードフレームおよび上記第４リードフレームを含む複数のリードフレームで構成されると共に、上記電源端子と上記接地端子との間に形成された電気配線と、
上記電気配線を構成する２つのリードフレームの間にボンディングされると共に、上記電気配線に定格を超えた電流が流れた場合に溶断するワイヤと
を備えたことを特徴としている。
【００１１】
上記構成によれば、一端に電源端子が形成された第３リードフレームと一端に接地端子が形成された第４リードフレームとを含む複数のリードフレームで上記電源端子と上記接地端子との間に形成された電気配線の２つのリードフレームの間に、本光結合装置の定格を超えた電流が流れた場合に溶断するワイヤをボンディングしている。したがって、異常状態が発生して上記電気配線に上記定格を超えた電流が流れた場合には、上記ワイヤが溶断するためヒューズの機能を果たし、上記溶断の際に瞬間的には発煙・発火が見られるがすぐに鎮火する。そのため、本光結合装置は発熱せず、発煙・発火するのを防止することができる。
【００１２】
また、１実施の形態の光結合装置では、
上記電気配線には電気部品が介設されており、上記ワイヤは、上記電気部品の設置箇所よりも上記電源端子側あるいは上記接地端子側に配置されている。
【００１３】
この実施の形態によれば、上記ワイヤは、上記電気配線における上記電気部品の設置箇所よりも上記電源端子側あるいは上記接地端子側に配置されている。したがって、異常状態として上記電機部品が短絡した場合には、上記電源端子と上記接地端子との間には上記ワイヤを介して大電流が流れ、電流値が本光結合装置の定格を超えた場合には上記ワイヤは溶断に至る。こうして、上記電機部品に異常が生じた場合に、上記ワイヤによって上記異常を確実に検出することができる。
【００１４】
また、１実施の形態の光結合装置では、
上記ワイヤのボンディング箇所は、樹脂によって封止されている。
【００１５】
この実施の形態によれば、上記ワイヤのボンディング箇所を樹脂で封止しているので、上記ワイヤが溶断に至る電流値は、上記ワイヤが空気中で溶断に至る電流値よりも高くなる。したがって、本光結合装置における異常状態の耐電流性を向上させることができる。
【００１６】
また、１実施の形態の光結合装置では、
上記ワイヤがボンディングされている上記２つのリードフレームは、上記ワイヤのボンディング箇所が上記樹脂内に位置することが可能なように形状が設定されている。
【００１７】
この実施の形態によれば、上記ワイヤのボンディング箇所の本来の位置が、樹脂封止が困難な場所である場合には、上記ワイヤがボンディングされている上記２つのリードフレームの形状を変形させて、上記ワイヤのボンディング箇所を樹脂封止が容易な場所に移動させることができる。
【００１８】
また、１実施の形態の光結合装置では、
上記ワイヤのボンディング箇所は、上記発光側パッケージ内あるいは上記受光側パッケージ内に封止されている。
【００１９】
この実施の形態によれば、上記第１リードフレームにおける上記発光素子の搭載箇所を透光性樹脂で封止して上記発光側パッケージを形成する際に、あるいは、上記第２リードフレームにおける上記受光素子の搭載箇所を透光性樹脂で封止して上記受光側パッケージを形成する際に、上記発光側パッケージあるいは上記受光側パッケージ内に上記ワイヤのボンディング箇所を封止することができる。したがって、上記ワイヤのボンディング箇所を樹脂で封止する工程を新たに設ける必要が無く、製造コストの上昇を抑制することができる。
【００２０】
また、１実施の形態の光結合装置では、
上記ワイヤは、その太さが、溶断に至る電流値に応じて設定されている。
【００２１】
この実施の形態によれば、上記ワイヤの太さが、溶断に至る電流値に応じて設定されているので、上記定格を超えた電流が流れた場合に確実に溶断可能な上記ワイヤを簡単に提供することができる。
【００２２】
また、１実施の形態の光結合装置では、
上記ワイヤは、その本数が、溶断に至る電流値に応じて設定されている。
【００２３】
この実施の形態によれば、上記ワイヤの本数が、溶断に至る電流値に応じて設定されているので、上記定格を超えた電流が流れた場合に確実に溶断可能な上記ワイヤを簡単に提供することができる。
【００２４】
また、１実施の形態の光結合装置では、
上記ワイヤは、その長さが、溶断に至る電流値に応じて設定されている。
【００２５】
この実施の形態によれば、上記ワイヤの長さが、溶断に至る電流値に応じて設定されているので、上記定格を超えた電流が流れた場合に確実に溶断可能な上記ワイヤを簡単に提供することができる。
【００２６】
また、第２の発明の電子機器は、
上記第１の発明の光結合装置と、
上記光結合装置における上記発光側パッケージの上記発光素子から出射された光を、上記光結合装置における上記受光側パッケージの上記受光素子に向って反射させる移動体と
を備えたことを特徴としている。
【００２７】
上記構成によれば、ヒューズの機能を有して電気配線に定格を超えた電流が流れた場合に発煙・発火するのを防止できる光結合装置を備えているので、上記移動体の検出に際して、上記光結合装置に異常状態が発生して上記電気配線に定格を超えた電流が流れた場合であっても、本電子機器が発煙・発火に至ることを防止することができる。
【００２８】
また、第３の発明の光結合装置の製造方法は、
上記第１の発明の光結合装置の製造方法であって、
上記発光素子を上記第１リードフレーム上にダイボンドした後に上記発光素子に対して行われるワイヤボンディング、あるいは、上記受光素子を上記第２リードフレーム上にダイボンドした後に上記受光素子に対して行われるワイヤボンディングと、
上記電気配線を構成する上記２つのリードフレームの間に上記ワイヤをボンディングする際に行われるワイヤボンディングと
を、同一工程で行うことを特徴としている。
【００２９】
上記構成によれば、定格を超えた電流が流れた場合に溶断する上記ワイヤを上記２つのリードフレームの間にボンディングする際のワイヤボンディングを、上記発光素子あるいは上記受光素子に対して行われるワイヤボンディングと同一工程で行うので、上記ワイヤをボンディングする工程を特別に設ける必要が無く、製造工程の増加を抑制することができる。
【００３０】
また、第４の発明光結合装置の製造方法は、
上記第１の発明の光結合装置の製造方法であって、
一端に電源端子が形成された第３リードフレームと一端に接地端子が形成された第４リードフレームとを含むと共に、電気部品が介設された電気配線を、上記電源端子と上記接地端子との間に複数のリードフレームによって形成し、
上記形成された電気配線における上記電気部品の設置箇所よりも上記電源端子側あるいは上記接地端子側に配置された２つのリードフレームの間に、上記ワイヤをボンディングし、
上記ワイヤのボンディング箇所を樹脂によって封止する
ことを特徴としている。
【００３１】
上記構成によれば、電源端子と接地端子との間に形成された電気配線における電気部品の設置箇所よりも上記電源端子側あるいは上記接地端子側に配置された２つのリードフレームの間に、上記ワイヤをボンディングし、このワイヤのボンディング箇所を樹脂によって封止するので、上記電機部品に異常が生じた場合に上記ワイヤによって上記異常を確実に検出することができ、本光結合装置における異常状態の耐電流性を向上させることができる光結合装置を製造することができる。
【発明の効果】
【００３２】
以上より明らかなように、第１の発明の光結合装置は、一端に電源端子が形成された第３リードフレームと一端に接地端子が形成された第４リードフレームとを含む複数のリードフレームで上記電源端子と上記接地端子の間に形成された電気配線の２つのリードフレームの間に、定格を超えた電流が流れた場合に溶断するワイヤをボンディングしたので、上記電気配線に定格を超えた電流が流れた場合には、上記ワイヤが溶断するためヒューズの機能を果たし、上記溶断の際に瞬間的には発煙・発火が見られるがすぐに鎮火する。したがって、本光結合装置は発熱せず、発煙・発火するのを防止することができる。
【００３３】
さらに、上記ワイヤがヒューズとして機能するので安全設計を行うことができる。そのため、ヒューズ等の部品を配置しなくてもよく、本光結合装置の搭載部品数を削減して本光結合装置の小型化および設計の簡略化を図ることができる。また、搭載部品数の削減による製造作業効率の向上およびコストの低減を図ることができる。
【００３４】
また、第２の発明の電子機器は、ヒューズの機能を有して電気配線に定格を超えた電流が流れた場合に発煙・発火するのを防止できる光結合装置を備えているので、移動体の検出に際して、上記光結合装置に異常状態が発生して電気配線に定格を超えた電流が流れた場合であっても、本電子機器が発煙・発火に至ることを防止することができる。
【００３５】
また、第３の発明の光結合装置の製造方法は、定格を超えた電流が流れた場合に溶断する上記ワイヤを上記２つのリードフレームの間にボンディングする際のワイヤボンディングを、発光素子あるいは受光素子に対して行われるワイヤボンディングと同一工程で行うので、上記ワイヤをボンディングする工程を特別に設ける必要が無く、製造工程の増加を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。図１は、本実施の形態の光結合装置としての反射形フォトセンサにおける平面図である。また、図２は、図１におけるＡ‐Ａ'矢視断面図である。
【００３７】
図１および図２において、本反射形フォトセンサは、発光素子としての発光チップ３１と、受光素子として受光チップ３２と、発光チップ３１および受光チップ３２がマウントされたリードフレーム３３と、発光チップ３１とリードフレーム３３の所定の部位とを電気的に接続するワイヤ３９と、受光チップ３２とリードフレーム３３の所定の部位とを電気的に接続するワイヤ４０と、透過性樹脂を用いた１次モールドによって発光チップ３１およびリードフレーム３３の発光チップマウント部を封止して成る発光側パッケージ４２と、透過性樹脂を用いた１次モールドによって受光チップ３２およびリードフレーム３３の受光チップマウント部を封止して成る受光側パッケージ４４と、遮光性樹脂を用いたインサート成型による２次モールドによって形成された遮光性樹脂ケース４７と、で概略構成されている。
【００３８】
尚、上記発光側パッケージ４２の上面には球面状の凸部で成る発光側レンズ４５が形成されている。また、受光側パッケージ４４の上面には球面状の凸部で成る受光側レンズ４６が形成されている。
【００３９】
また、上記リードフレーム３３のコネクタ側の先端部には、コネクタ用のピンとして機能するコネクタ端子４８が設けられている。そして、遮光性樹脂ケース４７におけるコネクタ側の端部は、コネクタ端子４８の周囲を囲ってコネクタ５３を構成している。
【００４０】
すなわち、上記遮光性樹脂ケース４７は、リードフレーム３３を保持し、光結合装置の外形およびコネクタ５３を形成すると共に、成型時に、そのコネクタ側端部４７aがコネクタ５３のハウジングとして機能する形状に形成されている。
【００４１】
さらに、上記遮光性樹脂ケース４７における発光側レンズ４５および受光側レンズ４６と対向する側の表面には、平行した２枚の板状の突出部４７b,４７cが形成されている。また、この突出部４７b,４７cの中間には、突出部４７b,４７cよりは狭幅の板状の突出部４７dが形成されている。そして、この突出部４７bと突出部４７cとの間には、発光側レンズ４５からの出射光を測定物体(図示せず)に向かって導くレンズ３５と上記測定物体からの反射光を受光側レンズ４６に導くレンズ３６とが一体に樹脂成型されて成るレンズホルダー３８が嵌合されると共に、突出部４７dが挿通されて組み込まれている。
【００４２】
図３は、本反射形フォトセンサの内部配線を示す。図３においては、樹脂を透して電子部品や回路配線が見えるように表現されている。
【００４３】
図３において、発光チップ３１,受光チップ３２,リードフレーム３３a,チップ抵抗３４,リードフレーム３３d,チップコンデンサ３７,リードフレーム３３e,ワイヤ３９,ワイヤ４０,発光側パッケージ４２,受光側パッケージ４４,発光側レンズ４５,受光側レンズ４６,遮光性樹脂ケース４７,コネクタ端子４８a,リードフレーム３３f,コネクタ端子４８b,コネクタ端子４８c,コネクタ５３は、図５に示す従来の反射形フォトセンサにおける発光チップ１,受光チップ２,リードフレーム３,チップ抵抗４,リードフレーム６,チップコンデンサ７,リードフレーム８,ワイヤ９,ワイヤ１０,発光側パッケージ１２,受光側パッケージ１４,発光側レンズ１５,受光側レンズ１６,遮光性樹脂ケース１７,コネクタ端子１８,リードフレーム１９,コネクタ端子２０,コネクタ端子２１,コネクタ２３と略同じ構成を有して略同様に動作するため、詳細な説明は省略する。
【００４４】
すなわち、上記リードフレーム３３とはリードフレーム３３a〜リードフレーム３３fの総称であり、コネクタ端子４８とはコネクタ端子４８a〜コネクタ端子４８cの総称なのである。
【００４５】
本実施の形態においては、上記チップ抵抗３４およびチップコンデンサ３７の一端部が搭載されると共に、先端部にはコネクタ端子４８aが設けられたリードフレーム(図５に示す従来の反射形フォトセンサにおけるリードフレーム５に相当)を、図５に示す従来の反射形フォトセンサにおけるリードフレーム５を途中で分割した形状を呈する２本のリードフレーム３３bとリードフレーム３３cとで構成している。そして、互いに対向するリードフレーム３３bの端部５４とリードフレーム３３cの端部５５との間には、ワイヤ５６をワイヤボンディングによって接続している。そして、リードフレーム３３bの端部５４とリードフレーム３３cの端部５５とは受光チップ３２側に屈曲され、ワイヤ５６は透光性樹脂によって１次モールドされて受光側パッケージ４４内に埋め込まれている。尚、リードフレーム３３bの端部５４とリードフレーム３３cの端部５５とを発光側パッケージ４２内に位置させることによって、ワイヤ５６を発光側パッケージ４２内に埋め込んでも差し支えない。
【００４６】
上記構成を有する反射形フォトセンサは、以下のように動作する。すなわち、上記従来の反射形フォトセンサの場合と同様に、チップコンデンサ３７が短絡すると、図６の場合と同様に、リードフレーム３３c,ワイヤ５６,リードフレーム３３bおよびリードフレーム３３aを介してＶcc‐ＧＮＤ間でショート状態となり、上記Ｖcc‐ＧＮＤ間に大電流が流れる。
【００４７】
表２は、上記チップコンデンサ３７を短絡させた場合におけるＶcc‐ＧＮＤ間の電流と本反射形フォトセンサの状態との関係を示す。尚、この場合、ワイヤ５６として金線を用い、ワイヤ５６の長さを約５mmとし、ワイヤ５６の直径を２５μmΦとしている。
2009188183.tif 000004
【００４８】
その結果、表２から分かるように、上記大電流が流れるリードフレーム３３cとリードフレーム３３bとの間に設置されたワイヤ５６が、電流値１.５Ａ〜２.０Ａで断線している。そのために、ワイヤ５６の溶断の際に瞬間的に発火・発煙は生ずるが、本反射形フォトセンサが発火することはない。すなわち、ワイヤ５６がヒューズの機能を果たし、本反射形フォトセンサが発火するのを防止することができるのである。
【００４９】
ところで、上記ワイヤ５６の材料としては、主として金線を用いる。そして、ワイヤ５６の線径,長さおよび本数によって、溶断に至る電流値を調整することができる。また、ワイヤ５６が問題なく配置できるように、リードフレーム３３bの端部５４およびリードフレーム３３cの端部５５の形状を調整することは言うまでもない。尚、空気中での金線の溶断電流は、ＩＥＥＥ(Institute of Electrical and Electronics Engineers)の学術文献を引用すると、下記の式で表される。
2009188183.tif 000005
但し、Ｉf：溶断電流（Ａ）
ｔf：溶断時間（sec）
ｄ：金線の直径（mm）
ｌ：金線の長さ（mm）
また、製造工程上から言えば、例えば発光チップ３１用のワイヤ３９や受光チップ３２用のワイヤ４０等の他のワイヤをボンディングする工程でボンディング可能な位置にワイヤ５６を配置すれば、製造工程や製造時間の短縮等のメリットがある。そこで、本実施の形態においては、ワイヤ５６を、受光側パッケージ４４のパッケージ内あるいは発光側パッケージ４２のパッケージ内に配置するのである。こうして、発光チップ３１用のワイヤ３９や受光チップ３２用のワイヤ４０をボンディングする際に、同じ工程でワイヤ５６のボンディングも行うようにしている。
【００５０】
但し、短絡等の異常が発生し易い箇所(本実施の形態においてはチップコンデンサ３７の箇所)よりもコネクタ端子４８a,４８c側に異常状態検出用のワイヤ５６を配置しなければ意味がなく、上記異常が発生し易い箇所よりもコネクタ端子４８a,４８c側にワイヤ５６を配置可能な場所がない場合や、上記場所があってもワイヤ５６を内部に収納する樹脂パッケージを形成するスペースがない場合には、上記異常が発生し易い箇所よりもコネクタ端子４８a,４８c側に位置するリードフレーム(本実施の形態においてはリードフレーム３３bおよびリードフレーム３３c)とこのリードフレームに取り付けるワイヤ５６とを樹脂パッケージを形成可能な箇所まで引き出して配置し、その箇所でワイヤ５６を樹脂パッケージで封止すればよい。
【００５１】
ここで、本実施の形態においては、上記ワイヤ５６を透光性樹脂で形成された発光側パッケージ４２あるいは受光側パッケージ４４等の樹脂パッケージ内に封止しているのは、次の理由による。
【００５２】
すなわち、上記金線等のワイヤを樹脂で封止した場合にワイヤが断線に至る電流値は、ワイヤを空気中に配置した場合の電流値よりも高くなる。金のワイヤが空気中で溶断する電流値は約０.６５Ａであるのに対して、上記ワイヤが封止樹脂中で溶断する電流値は約２.８Ａと高くなって耐性が上がる。これは、封止する樹脂の熱伝導率が大きいためである。したがって、封止樹脂中で上記ワイヤが断線に至る電流値が本反射形フォトセンサが発火に至る際の電流値を超えない限り、封止樹脂中にワイヤ５６を配置する方が使用電流値を高くできるため有利となる。他に、樹脂でワイヤ５６を封止するメリットとして、ワイヤ５６の変形等が起こり難いためワイヤ５６の信頼性が高くなることがある。
【００５３】
また、上述したように、上記ワイヤ５６の配置は、チップ抵抗３４あるいはチップコンデンサ３７等の電気部品が短絡した場合等の異常が発生し易い箇所よりもＶcc端子であるコネクタ端子４８aおよびＧＮＤ端子であるコネクタ端子４８c側に配置しなければ意味がなく、ワイヤ５６を配置する場所については考慮する必要がある。
【００５４】
例えば、図４に示すように、上記チップ抵抗３４およびチップコンデンサ３７の一端部が搭載されると共に、先端部にはコネクタ端子４８aが設けられたリードフレーム(図５に示す従来の反射形フォトセンサにおけるリードフレーム５に相当)を、図５に示す従来の反射形フォトセンサにおけるリードフレーム５をチップコンデンサ３７に対してコネクタ端子４８aとは反対側にある位置で分割した形状を呈する２本のリードフレーム３３gとリードフレーム３３hとで構成する。そして、互いに対向しているリードフレーム３３gの端部５７とリードフレーム３３hの端部５８との間に、ワイヤ５９を接続した場合には、チップコンデンサ３７が短絡して上記Ｖcc‐ＧＮＤ間に大電流が流れた場合にヒューズとして機能するはずのワイヤ５９が、上記Ｖcc‐ＧＮＤ間に流れる大電流の流路中に配置されてはおらず、ヒューズとして機能することができず、全く意味がなくなってしまうのである。
【００５５】
以上のごとく、本実施の形態の反射形フォトセンサにおいては、先端部にＶcc端子であるコネクタ端子４８aが設けられたリードフレームの他端側と、先端部にＧＮＤ端子であるコネクタ端子４８cが設けられたリードフレーム３３aの他端部とを、搭載されたチップコンデンサ３７によって電気的に接続して、上記Ｖcc端子と上記ＧＮＤ端子との間に電流経路を形成する。さらに、上記リードフレームを、リードフレーム３３bとリードフレーム３３cとで構成する。そして、互いに対向するリードフレーム３３bの端部５４とリードフレーム３３cの端部５５との間に、ワイヤ５６の両端をワイヤボンディングによって接続している。
【００５６】
したがって、何らかの異常によって上記チップコンデンサ３７が短絡して上記Ｖcc‐ＧＮＤ間に１.５Ａ〜２.０Ａの大電流が流れても、ワイヤ５６が溶断してヒューズの機能を果たすため、ワイヤ５６が溶断する際に瞬間的に発火・発煙は生ずるが、本反射形フォトセンサが発火することを防止することができる。
【００５７】
その際に、上記ワイヤ５６のワイヤボンディング箇所は、上記チップコンデンサ３７の搭載箇所よりもＶcc端子であるコネクタ端子４８a側に設けられている。したがって、チップコンデンサ３７が短絡した場合に、上記Ｖcc‐ＧＮＤ間に大電流が流れたことをワイヤ５６によって確実に検出することができ、本反射形フォトセンサの発火を的確に防止することができるのである。
【００５８】
さらに、上記ワイヤ５６は、上記透光性樹脂による１次モールドによって受光側パッケージ４４内に埋め込まれている。したがって、封止している上記透光性樹脂の熱伝導率が大きいため、ワイヤ５６が溶断する電流値が空気中で溶断する電流値よりも高くなり、耐電流性を高めて使用電流値を高くすることができる。また、ワイヤ５６を、受光側パッケージ４４内に埋め込んでいるので、受光チップ３２用のワイヤ４０をボンディングする際に、同じ工程でワイヤ５６のボンディングを行うことができる。したがって、ワイヤ５６をボンディングする工程を特別に設ける必要が無く、製造工程の増加を無くすことができる。
【００５９】
尚、本実施の形態においては、上記チップコンデンサ３７の一端部が搭載されたリードフレーム３３bの端部５４と、コネクタ端子４８aが先端部に設けられたリードフレーム３３cの端部５５との間に、ワイヤ５６を配置している。しかしながら、この発明は、これに限定されるものではなく、上記チップコンデンサ３７の他端部が搭載されると共に、先端部にはコネクタ端子４８cが設けられたリードフレーム３３aにおける発光側パッケージ４２内あるいは受光側パッケージ４４内に位置する箇所を分離して、その分離端の間にワイヤ５６を設置することも可能である。
【００６０】
すなわち、上記ワイヤ５６のワイヤボンディング箇所は、上記チップコンデンサ３７の搭載箇所よりもＶcc端子であるコネクタ端子４８a側あるいはＧＮＤ端子であるコネクタ端子４８c側であり、発光側パッケージ４２内あるいは受光側パッケージ４４内に埋め込んであればよく、同様の効果を得ることができるのである。
【００６１】
この発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内で種々変更して実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】この発明の光結合装置としての反射形フォトセンサにおける平面図である。
【図２】図１のＡ‐Ａ'矢視断面図である。
【図３】図１および図２に示す反射形フォトセンサの内部配線を示す図である。
【図４】本願の効果を奏することができない内部配線の例を示す図である。
【図５】従来の反射形フォトセンサの内部配線を示す図である。
【図６】図５におけるチップコンデンサが短絡した場合にＶcc‐ＧＮＤ間に大電流が流れる箇所を示す図である。
【符号の説明】
【００６３】
３１…発光チップ、
３２…受光チップ、
３３,３３a,３３b,３３c,３３d,３３e,３３f…リードフレーム、
３４…チップ抵抗、
３５,３６…レンズ、
３７…チップコンデンサ、
３８…レンズホルダー、
３９,４０,５６…ワイヤ、
４２…発光側パッケージ、
４４…受光側パッケージ、
４５…発光側レンズ、
４６…受光側レンズ、
４７…遮光性樹脂ケース、
４７a…コネクタ側端部、
４７b,４７c,４７d…突出部、
４８,４８a,４８b,４８c…コネクタ端子、
５３…コネクタ、
５４,５５,５７,５８…リードフレームの端部。
【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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