(57)【要約】【課題】制御用回路基板の小型化および生産コストの低減が可能な光結合装置およびこの光結合装置を搭載した電子機器を提供する。【解決手段】電気信号を光信号に変換する発光素子チップ１ａと当該発光素子チップ１ａから出力された光信号を電気信号に変換する第１受光素子チップ１ｃと前記発光素子チップ１ａおよび第１受光素子チップ１ｃを樹脂封止する透光性樹脂部としての１次モールド部１ｄとを備えた光結合素子１と、当該光結合素子１と予め設定された距離を存して並設された半導体素子としての受光素子２と、これら光結合素子１および受光素子２を離間した状態でそれぞれ樹脂封止する遮光性樹脂部としての２次モールド部３とから構成されたものである。【選択図】図２
2009231474.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気信号を光信号に変換する発光素子チップと当該発光素子チップから出力された光信号を電気信号に変換する第１受光素子チップと前記発光素子チップおよび第１受光素子チップを樹脂封止する透光性樹脂部とを備えた光結合素子と、当該光結合素子と予め設定された距離を存して並設された半導体素子と、これら光結合素子および半導体素子を離間した状態でそれぞれ樹脂封止する遮光性樹脂部とから構成されたことを特徴とする光結合装置。
【請求項２】
請求項１記載の光結合装置において、前記光結合素子が搭載された一方の平面フレームと前記半導体素子が搭載された他方の平面フレームとを並設した状態で前記遮光性樹脂部を形成することにより製造されたものである光結合装置。
【請求項３】
請求項１記載の光結合装置において、前記光結合素子と前記半導体素子とが１つの平面フレーム上に搭載されており、前記遮光性樹脂部が前記光結合素子と前記半導体素子との間の境界部分に介在している光結合装置。
【請求項４】
請求項２記載の光結合装置において、前記一方の平面フレームが、前記半導体素子上に配置されるシールド部を備えている光結合装置。
【請求項５】
請求項２記載の光結合装置において、前記他方の平面フレームが、前記光結合素子表面に配置される放熱板を備えている光結合装置。
【請求項６】
請求項５記載の光結合装置において、前記光結合素子が、当該光結合素子に接続された負荷を駆動する電力制御用半導体素子チップをさらに備えており、前記放熱板が前記電力制御用半導体素子チップ近傍に配置されている光結合装置。
【請求項７】
請求項６記載の光結合装置において、前記光結合素子が、前記電力制御用半導体素子チップの裏面が前記透光性樹脂部から露出した状態となっており、当該露出した部位に前記放熱板が配置されている光結合装置。
【請求項８】
請求項１記載の光結合装置において、前記半導体素子が、外部から入射した光信号を電気信号に変換する第２受光素子チップと、当該第２受光素子チップを樹脂封止し第２受光素子チップの受光面に対向する部位に受光部を備えた受光素子用モールド部とから構成された受光素子であり、前記遮光性樹脂部が前記受光部表面の一部分または全面を除いて前記光結合素子および前記受光素子をそれぞれ樹脂封止する２次モールド部である光結合装置。
【請求項９】
請求項８記載の光結合装置において、前記受光部がレンズ形状である光結合装置。
【請求項１０】
請求項８記載の光結合装置において、前記２次モールド部が熱可塑性樹脂を用いて形成されている光結合装置。
【請求項１１】
請求項９記載の光結合装置において、２次モールド部形成時、前記受光部表面の一部分または全面が樹脂の付着を防止する被覆部材で覆われている光結合装置。
【請求項１２】
請求項１１記載の光結合装置において、前記被覆部材が筒状金型である光結合装置。
【請求項１３】
請求項６記載の光結合装置において、前記光結合素子が当該光結合素子に接続された負荷を駆動する電力制御用半導体素子チップをさらに備えており、前記受光素子の各電極に電気的に接続されたリード端子と前記電力制御用半導体素子チップの各電極に電気的に接続されたリード端子とが、前記２次モールド部の異なる面からそれぞれ導出されている光結合装置。
【請求項１４】
請求項１から１３記載の光結合装置のうちのいずれか一つの光結合装置を搭載したことを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気信号を光信号に変換する発光素子と該発光素子からの光信号を電気信号に変換する受光素子とを備えた光結合装置およびこの光結合装置を搭載した電子機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の光結合装置の一例として、特開２００７−３１８０１７号公報に開示されている光結合半導体装置がある。
【０００３】
図１３は、従来の光結合半導体装置の一例を示す断面図である。
この光結合半導体装置は、図１３に示すように、入力側に、発光ダイオードチップ等の発光素子チップ１０１を有し、出力側に、トライアック素子チップ等の電力制御用半導体素子チップ１０２と、発光素子チップ１０１の光を受けて電力制御用半導体素子チップ１０２を点弧するフォトトライアックチップ等の受光素子チップ１０３とを有しており、これら発光素子チップ１０１、電力制御用半導体素子チップ１０２および受光素子チップ１０３が樹脂封止部１０４で樹脂封止された構造となっている。
【０００４】
さらに、前記発光素子チップ１０１は１次側リードフレーム１１１上に搭載されており、前記電力制御用半導体素子チップ１０２および受光素子チップ１０３は２次側リードフレーム１１２上に搭載されており、前記発光素子チップ１０１および前記受光素子チップ１０３は一定の間隔を存して対向配置されている。
【０００５】
また、図示していないが、発光素子チップ１０１は１次側リードフレーム１１１のチップ搭載部上にダイボンドされており、発光素子チップ１０１の一方の電極はこのチップ搭載部に電気的に接続された状態となっている。さらに、発光素子チップ１０１の他方の電極は１次側リードフレーム１１１の電極パッド部にワイヤを介してワイヤボンドされている。
【０００６】
図１４は、図１３に示す光結合半導体装置のうち前記電力制御用半導体素子チップ、受光素子チップおよびこれらチップの周辺部を上から見た状態を示す説明図である。
【０００７】
図１４に示すように、前記受光素子チップ１０３は２次側リードフレーム１１２の第１チップ搭載部１１２ａ１上にダイボンドされており、受光素子チップ１０３の下面電極（不図示）は前記第１チップ搭載部１１２ａ１に電気的に接続された状態となっている。一方、前記受光素子チップ１０３の上面電極（不図示）は、後述の第２チップ搭載部１１２ａ２に一体形成された電極パッド部１１２ｂ１にワイヤ１２１ａを介してワイヤボンドされている。
【０００８】
また、前記電力制御用半導体素子チップ１０２は２次側リードフレーム１１２の前記第２チップ搭載部１１２ａ２上にダイボンドされており、電力制御用半導体素子チップ１０２の底面電極（不図示）は前記第２チップ搭載部１１２ａ２に電気的に接続されている。なお、この第２チップ搭載部１１２ａ２は、２次側リードフレーム１１２の第３リード端子（Ｔ２）１３１ａ３と一体形成されている。
【０００９】
一方、前記電力制御用半導体素子チップ１０２のゲート電極１０２ａは、２次側リードフレーム１１２の第１リード端子１３１ａ１に一体形成された電極パッド部１１２ｂ２にワイヤ１２１ｂを介してワイヤボンドされており、上面電極１０２ｂは、２次側リードフレーム１１２の第２リード端子（Ｔ１）１３１ａ２に一体形成された電極パッド部１１２ｂ３にワイヤ１２１ｃを介してワイヤボンドされている。
【００１０】
この光結合半導体装置は、電力制御用半導体素子チップ１０２を受光素子チップ１０３により点弧し、第２リード端子（Ｔ１）１３１ａ２と第３リード端子（Ｔ２）１３１ａ３との間に電流を流すことによって、第２リード端子（Ｔ１）１３１ａ２と第３リード端子（Ｔ２）１３１ａ３との間に接続された例えばモータ等の負荷を駆動するといった構成になっている。
【００１１】
また、この光結合装置を電子機器に搭載する際には、例えばＡＣ（交流電流）駆動タイプのＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）を駆動するためにＬＥＤの発光部位の近傍に配置される場合がしばしばあり、検出素子（電子機器周囲の明るさ検出用の受光素子）およびリモコン素子（赤外線リモートコントロール用の受光素子）等とともに光結合装置も小型化が要望されている。
【特許文献１】特開２００７−３１８０１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
電子機器内に光結合装置を搭載する際、１枚の基板上に、光結合装置とともにリモコン素子、検出素子および制御用マイコン（ｍｉｃｒｏｃｏｍｐｕｔｅｒ）等を配置してモジュール化された制御用回路部品を形成し、この制御用回路部品を電子機器内に搭載することが一般的である。しかしながら、このようなモジュール化された制御用回路部品を用いた場合、基板上に各素子のランドパターンおよび接続用配線等を配置する必要があり、制御用回路部品のサイズが大きくなるといった問題や、生産コストが高くなるといった問題があった。
【００１３】
本発明はかかる問題点を解決すべく創案されたもので、その目的は、制御用回路基板の小型化および生産コストの低減が可能な光結合装置およびこの光結合装置を搭載した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】
【００１４】
上記課題を解決するため、本発明の光結合装置は、図１および図２に示すように、電気信号を光信号に変換する発光素子チップ１ａと当該発光素子チップ１ａから出力された光信号を電気信号に変換する第１受光素子チップ１ｃと前記発光素子チップ１ａおよび第１受光素子チップ１ｃを樹脂封止する透光性樹脂部（１次モールド部１ｄ）とを備えた光結合素子１と、当該光結合素子１と予め設定された距離を存して並設された半導体素子と、これら光結合素子１および半導体素子を離間した状態でそれぞれ樹脂封止する遮光性樹脂部（２次モールド部３）とから構成されたものである。なお、前記半導体素子の一具体例としては、外部から入射した光信号を電気信号に変換する第２受光素子チップ２ａと、当該第２受光素子チップ２ａを樹脂封止し第２受光素子チップ２ａの受光面に対向する部位に受光部２ｂ１を備えた受光素子用モールド部２ｂとから構成された受光素子２がある。また、この場合、前記遮光性樹脂部は、前記受光部２ｂ１表面の一部分または全面を除いて前記光結合素子１および前記受光素子２をそれぞれ封止する２次モールド部３である。
【００１５】
これにより、制御用回路基板を小型化し、生産コストを低減することができる。
【００１６】
また、前記光結合素子が搭載された一方の平面フレームと前記半導体素子が搭載された他方の平面フレームとを並設した状態で前記遮光性樹脂部を形成することにより製造されたものであってもよい。
【００１７】
この場合には、個々に形成された光結合素子と半導体素子とを１つの遮光性樹脂部で樹脂封止することができる。
【００１８】
また、前記光結合素子と前記半導体素子とが１つの平面フレーム上に搭載されており、前記遮光性樹脂部が前記光結合素子と前記半導体素子との間の境界部分に介在していてもよい。
【００１９】
この場合には、前記光結合素子から前記半導体素子へ光信号が入射することを防止できる。
【００２０】
また、前記一方の平面フレームが、前記半導体素子上に配置されるシールド部を備えていてもよい。
【００２１】
この場合には、シールド部で半導体素子への外来ノイズを抑制することができる。
【００２２】
また、前記他方の平面フレームが、前記光結合素子表面に配置される放熱板を備えていてもよい。
【００２３】
この場合には、放熱板で光結合素子内で生じた熱を放熱することによって半導体素子の動作性能の信頼性を向上することができる。
【００２４】
また、前記光結合素子が、当該光結合素子に接続された負荷を駆動する電力制御用半導体素子チップをさらに備えており、前記放熱板が前記電力制御用半導体素子チップ近傍に配置されていてもよい。
【００２５】
この場合には、光結合素子に接続された負荷が大きいことにより光結合素子で発熱が生じ、受光素子の温度が上昇してしまうことを防止することができる。
【００２６】
また、前記光結合素子が、前記電力制御用半導体素子チップの裏面が前記透光性樹脂部から露出した状態となっており、当該露出した部位に前記放熱板が配置されている。
【００２７】
この場合には、より効率よく放熱することができる。
【００２８】
また、前記受光部がレンズ形状であってもよい。
【００２９】
この場合には、受光部の径や曲率を調整することにより、予め設定された条件の指向性を備えた受光部を実現することができる。
【００３０】
また、前記２次モールド部が熱可塑性樹脂を用いて形成されていてもよい。
【００３１】
この場合には、受光素子用を形成する際に用いる樹脂のガラス転移温度に影響されること無く２次モールド部を形成することができる。
【００３２】
また、２次モールド部形成時、前記受光部表面の一部分または全面が樹脂の付着を防止する被覆部材、例えば筒状金型で覆われていてもよい。
【００３３】
この場合には、受光部の検知領域を調整することができる。
【００３４】
また、前記光結合素子が当該光結合素子に接続された負荷を駆動する電力制御用半導体素子チップをさらに備えており、前記受光素子の各電極に電気的に接続されたリード端子と前記電力制御用半導体素子チップの各電極に電気的に接続されたリード端子とが、前記２次モールド部の異なる面からそれぞれ導出されていてもよい。
【００３５】
この場合には、負荷の動作を行う際に大きな電流が流れる前記電力制御用半導体素子チップの各電極に電気的に接続されたリード端子を避けて、前記受光素子の各電極に電気的に接続されたリード端子を配置することができる。
【００３６】
本発明の電子機器は、前述した光結合装置のいずれか１つの光結合装置を搭載したものである。
【００３７】
これにより、リモコン素子または検出素子等として用いられる受光素子を搭載するための実装面積を小さくすることができるので、制御用回路部品の小型化および生産コストの低減が可能となり、その結果、電子機器自体の小型化および生産コストの低減が可能となる。
【発明の効果】
【００３８】
本発明は上記のように構成したので、制御用回路部品の小型化および生産コストの低減が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
以下、本発明の光結合装置およびこの光結合装置を搭載した電子機器について説明する。
【００４０】
本発明の光結合装置は、光結合素子と、当該光結合素子と予め設定された距離を存して並設された半導体素子と、これら光結合素子および半導体素子を離間した状態でそれぞれ樹脂封止する遮光性樹脂部とから構成されたものである。
【００４１】
前記半導体素子の具体例としては、検出素子またはリモコン素子のような受光素子、フォトトランジスタ、もしくはフォトダイオード等の種々の素子がある。以下の実施形態では、検出素子のような受光素子を半導体素子として光結合素子に並設した場合の実施形態について説明している。
【００４２】
＜光結合装置の実施形態１＞
まず初めに、本発明の光結合装置の実施形態１について図面を参照しつつ説明する。
【００４３】
図１は、本発明の光結合装置の実施形態１を示す上面図であり、図２は、図１のＡ−Ａ線断面図である。
【００４４】
本実施形態の光結合装置は、図１および図２に示すように、光結合素子１と受光素子２とが予め設定された間隔を在して並設され、これら光結合素子１および受光素子２が２次モールド部３でそれぞれ被覆された構成となっている。
【００４５】
前記光結合素子１は、電気信号を光信号に変換する発光ダイオードチップ等の発光素子チップ１ａと、トライアック素子チップまたはサイリスタ素子チップ等の電力制御用半導体素子チップ１ｂと、前記発光素子チップ１ａから出力された光信号を電気信号に変換しこの電気信号で電力制御用半導体素子チップ１ｂを点弧するフォトトライアックチップ等の受光素子チップ１ｃと、これら発光素子チップ１ａ、電力制御用半導体素子チップ１ｂおよび受光素子チップ１ｃを樹脂封止（被覆）する１次モールド部１ｄとから構成されている。
【００４６】
前記発光素子チップ１ａは、１次側リードフレーム１１に搭載されており、受光素子チップ１ｃと一定の間隔を存して対向配置されている。また、前記電力制御用半導体素子チップ１ｂおよび受光素子チップ１ｃは２次側リードフレーム１２に搭載されている。一方、１次モールド部１ｄは、透光性樹脂を用いた１次モールドを実施することにより形成される。
【００４７】
さらに、前記発光素子チップ１ａは、１次モールド部１ｄ内部において上面側に配置された１次側リードフレーム１１のチップ搭載部１１ａにダイボンドされており、前記電力制御用半導体素子チップ１ｂは、１次モールド部１ｄ内部において下面側に配置された２次側リードフレーム１２の第１チップ搭載部１２ａ１にダイボンドされており、前記受光素子チップ１ｃは、前記２次側リードフレーム１２の第２チップ搭載部１２ａ２にダイボンドされている。
【００４８】
また、従来のものと同様に、前記発光素子チップ１ａの各電極（不図示）は１次側リードフレーム１１の各電極パッド部に、受光素子チップ１ｃの各電極（不図示）は二次側リードフレーム１２の各電極パッド部にワイヤを介してワイヤボンドされている。一方、電力制御用半導体素子チップ１ｂの各電極（不図示）も、従来のものと同様にワイヤを介して二次側リードフレーム１２の各電極パッド部にそれぞれ電気的に接続されており、これら電極パッド部部は当該電極パッド部に一体形成されている各リード端子に電気的に接続されている。具体的には、前記電力制御用半導体素子チップ１ｂのゲート電極は、第１出力側リード端子３１ａ１に電気的に接続されており、上面電極は、第２出力側リード端子（Ｔ１）３１ａ２に電気的に接続されており、下面電極は、第３出力側リード端子（Ｔ２）３１ａ３に電気的に接続されている。
【００４９】
また、前記受光素子２は、受光素子用リードフレーム１３と、この受光素子用リードフレーム１３のチップ搭載部１３ａにダイボンドされ、かつ、電極パッド部（不図示）にワイヤ（不図示）を介してワイヤボンドされた受光素子チップ２ａと、受光素子チップ２ａ表面を覆う受光素子用モールド部２ｂとから構成されている。
【００５０】
前記受光素子用モールド部２ｂは、一般的な受光素子形成時に用いられる透明エポキシ樹脂または赤色等の着色エポキシ樹脂、もしくは、外乱光による誤動作およびノイズの影響を防ぐ目的で、可視光領域の光を遮光できる着色エポキシ樹脂を用いて形成される。さらに、受光素子用モールド部２ｂのうち受光素子チップ２ａの受光面を覆う部分には、光入力に対する指向性を確保する目的で、レンズ形状に成形された受光部２ｂ１が設けられており、この受光部２ｂ１の径や曲率を調整することにより予め設定された条件の指向性を確保することができる。
【００５１】
次に、このような構成を有する光結合装置を製造する過程の一例について説明する。
【００５２】
図３は、図１に示す光結合装置の製造過程の状態の一例を示す上面図であり、図４は、図３のＢ−Ｂ線断面図である。
【００５３】
ここでは、図３（ａ）に示すように、１次側リードフレーム１１と２次側リードフレーム１２とは１枚の第１平面フレーム１０ａ内で一体形成されており、受光素子用リードフレーム１３は前記第１平面フレーム１０ａとは別の第２平面フレーム１０ｂに形成されている。
【００５４】
まず初めに、１次側リードフレーム１１に発光素子チップを搭載するとともに、２次側リードフレーム１２に電力制御用半導体素子チップおよび受光素子チップを搭載した後、１次側リードフレーム１１に屈曲加工を施すことにより発光素子チップおよび受光素子チップを予め設定された距離を存して対向配置させ、この配置を保持した状態で１次モールドを実施して１次モールド部で発光素子チップ、電力制御用半導体素子チップおよび受光素子チップを樹脂封止して光結合素子１を形成する。
【００５５】
次いで、受光素子用リードフレーム１３に、受光素子チップを搭載した後、モールドを実施して受光素子用モールド部で受光素子チップを樹脂封止して受光素子２を形成する。
【００５６】
この状態で、図３（ａ）に矢印Ｃで示すように、第１平面フレーム１０ａのタイバーカット部に第２平面フレーム１０ｂを配置して、第１平面フレーム１０ａと第２平面フレーム１０ｂとを並設する（図３（ｂ）および図４参照）。なお、このタイバーカット部は、１次モールド部形成後に第１平面フレーム１０ａの不要部分の一部を除去することにより形成されており、ここでは第１平面フレーム１０ａの左上隅の領域が除去されている。
【００５７】
その後、図３（ｂ）に示すように、タイバーカット部に第２平面フレーム１０ｂを配置することにより光結合素子１と受光素子２とを並設させた状態で、２次モールドを実施して、破線Ｄで示す領域に２次モールド部を形成する。
【００５８】
最後に、バリ取りおよび端子加工等を施して図１に示す光結合装置を得る。
【００５９】
なお、一般的な光結合装置の２次モールド部は、遮光性を備えたフィラー（充填材）が充填されたエポキシ樹脂を用いて形成されるが、このフィラーが充填されたエポキシ樹脂と受光素子用モールド部を形成する際に用いる透明エポキシ樹脂および着色エポキシ樹脂とはガラス転移温度が異なるため、本実施形態においては２次モールド部を形成する際にフィラーが充填されたエポキシ樹脂を用いることは好ましくない。そのため、本実施形態においては２次モールド部を形成する際に、熱可塑性樹脂であるＰＰＳ（ｐｏｌｙｐｈｅｎｙｌｅｎｅ  ｓｕｌｆｉｄｅ）、ＰＣ（Ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ）、ＡＢＳ（Ａｃｒｙｌｏｎｉｔｒｉｌｅ  ｂｕｔａｄｉｅｎｅ  ｓｔｙｒｅｎｅ）またはＰＢＴ（Ｐｏｌｙｂｕｔｙｌｅｎｅｔｅｒｅｐｈｔａｌａｔｅ）等の樹脂を用いることが好ましい。但し、１次モールド部を形成する際に用いる樹脂と受光素子用モールド部を形成する際に用いる樹脂とのガラス転移温度がほぼ等しい場合等、何ら問題が無い場合には、熱可塑性樹脂の代わりにエポキシ樹脂のような２次モールド部形成時に一般的に用いられる熱硬化性樹脂を用いてもよい。
【００６０】
また、光結合装置の制御は例えばマイコンによって行うので、負荷の動作を行う際に大きな電流が流れる光結合素子を構成する受光素子チップの各電極に接続されたリード端子と受光素子用リード端子とは、分けて配置することが好ましい。そのため、第２平面フレーム１０ｂをタイバーカット部に配置するときに、受光素子用リード端子を、光結合素子を構成する受光素子チップの各電極に接続されたリード端子ではなく発光素子チップの各電極に接続されたリード端子と並設して配置することができるように、第１平面フレーム１０ａに対して第２平面フレーム１０ｂを位置決めすることが好ましい。
【００６１】
このように位置決めすることにより、光結合装置製造完了時に、前記受光素子用リード端子（図１に示す受光素子チップ２ａの各電極に接続された第１受光素子用リード端子３１ｃ１および第２受光素子用リード端子３１ｃ２）と発光素子チップ１ａ等の各電極に電気的に接続されたリード端子（図１に示す第１入力側リード端子３１ｂ１〜第４入力側リード端子３１ｂ４）とを、前記２次モールド部の一側面から導出し、負荷が接続されるリード端子（図１に示す電力制御用半導体素子チップ１ｂの各電極に電気的に接続された第１出力側リード端子３１ａ１〜第３出力側リード端子３１ａ３）を２次モールド部の他の側面から導出することができる。
【００６２】
また、図２に示すように、受光素子用リードフレーム１３上面から受光素子用モールド部２ｂ上面までの距離は、受光素子チップ２ａの受光面（上面）を覆う位置にレンズ形状の受光部２ｂ１を形成可能な程度の寸法である必要があり、一方、２次側リードフレーム１２上面から１次モールド部１ｄ上面までの距離も、受光素子チップ１ｃ上方に予め設定された距離を存して発光素子チップ１ａを対向配置可能な程度の寸法である必要があるため、受光素子用リードフレーム１３のチップ搭載部１３ａと２次側リードフレーム１２の第１チップ搭載部１２ａ１とを同じ高さ（本実施形態では１次モールド部１ｄの底面側）で並設することが好ましい。
【００６３】
さらに、２次モールド部３を形成する際には、受光素子２の受光部２ｂ１が２次モールド部３で覆われてしまうことを防止するために、受光部２ｂ１を被覆部材で覆っておく必要がある。
【００６４】
図５は、図１に示す光結合装置を形成する際に用いられる被覆部材の一例を示す断面図である。
【００６５】
この例では、前記被覆部材として、２次モールド部を形成する際に用いられる金型（不図示）の上金型凹部天面から下方に垂下した円錐形の筒状金型２１が用いられている。
【００６６】
この筒状金型２１は、２次モールド部を形成するために上金型と下金型とからなる金型内に光結合素子および受光素子を配置した際に、矢印Ｅ１で示すように円形の下縁部２１ａが上方から受光部２ｂ１を覆うように圧接した状態、好ましくは受光部２ｂ１が破損しない程度に受光部２ｂ１に食い込んだ状態になる。このような状態で２次モールドを行うことにより、受光部２ｂ１の筒状金型２１に覆われている部分への樹脂の付着を防止でき、図１に示すように光結合装置上面において受光部２ｂ１表面の全面を露出させることができる。さらに、受光部形成位置が若干ずれている場合は、この金型２１の圧接によりずれを補正することができる。
【００６７】
なお、受光部２ｂ１を覆う被覆部材の形状は図５に示すものに限定されるものではない。
【００６８】
図６は、図１に示す光結合装置を形成する際に用いられる被覆部材の他の例を示す断面図である。
【００６９】
この例では、前記被覆部材として、２次モールド部を形成する際に用いられる金型（不図示）の上金型凹部天面から下方に垂下した断面半円形の円錐形の筒状金型２２が用いられている。このような断面形状の筒状金型２２を用いることにより、矢印Ｅ２で示すように半円形の下縁部２２ａが上方から受光部２ｂ１の一部分を覆い圧接した状態、好ましくは受光部２ｂ１が破損しない程度に受光部２ｂ１に食い込んだ状態で２次モールドを行うことができる。
【００７０】
図７は、図６に示す金型を用いて形成された光結合装置の一例である。
【００７１】
即ち、図６に示すような断面半円状の筒状金型２２を用いることにより、光結合装置上面において受光部２ｂ１の一部分（図７では左半分）のみを半円状に露出することができる。その結果、受光部２ｂ１の一部分（図７では左半分）のみを検知領域とする受光素子２を備えた光結合装置を得ることができる。
【００７２】
＜光結合装置の実施形態２＞
次に、本発明の光結合装置の実施形態２について図面を参照しつつ説明する。
【００７３】
図８は、本発明の光結合装置の実施形態２を示す上面図であり、図９は、図８に示す光結合装置の製造過程の状態の一例を示す上面図である。
【００７４】
本実施形態の光結合装置は、１次側リードフレーム、２次側リードフレームおよび受光素子用リードフレームを一枚の平面フレーム９０で実現したものである点以外は、実施形態１の光結合装置と同じ構成を有するものである。
【００７５】
本実施形態の光結合装置を製造する際には、光結合素子１を形成するために、図９に示すように、発光素子チップ１ａを、平面フレーム９０の第１チップ搭載部９０ａ１にダイボンドすることにより下面電極（不図示）を第１チップ搭載部９０ａ１に電気的に接続し、上面電極（不図示）を平面フレーム９０の第１電極パッド部９０ｂ１にワイヤ３１を介してワイヤボンドする。
【００７６】
次いで、受光素子チップ１ｃを、平面フレーム９０の第２チップ搭載部９０ａ２にダイボンドすることにより下面電極（不図示）を第２チップ搭載部９０ａ２に電気的に接続し、上面電極（不図示）を平面フレーム９０の第２電極パッド部９０ｂ２にワイヤ３２を介してワイヤボンドする。
【００７７】
さらに、電力制御用半導体素子チップ１ｂを、第２チップ搭載部９０ａ２が一体形成されている平面フレーム９０の第３チップ搭載部９０ａ３にダイボンドすることにより、下面電極（不図示）を、第３出力側リード端子（Ｔ２）３１ａ３に電気的に接続された第３チップ搭載部９０ａ３に電気的に接続し、ゲート電極１ｂ１を、平面フレーム９０の第１出力側リード端子３１ａ１に電気的に接続された第３電極パッド部９０ｂ３にワイヤ３３を介してワイヤボンドし、上面電極１ｂ２を、平面フレーム９０の第２出力側リード端子（Ｔ１）３１ａ２に電気的に接続された第４電極パッド部９０ｂ４にワイヤ３４を介してワイヤボンドする。
【００７８】
同時に、受光素子２を形成するために、受光素子チップ２ａを、平面フレーム９０の第４チップ搭載部９０ａ４にダイボンドすることにより下面電極（不図示）を第４チップ搭載部９０ａ４に電気的に接続し、上面電極（不図示）を、平面フレーム９０の第５電極パッド部９０ｂ５にワイヤ３５を介してワイヤボンドする。
【００７９】
その後、１次モールを施す前に、平面フレーム９０の破線Ｆ１で示す部分（即ち、第１チップ搭載部９０ａ１と第１入力側リード端子３１ｂ１との境界部分および第１電極パッド部９０ａ１と第２入力側リード端子３１ｂ２との境界部分）に折り曲げ加工を施すとともに、平面フレーム９０の破線Ｆ２で示す部分（即ち、第３電極パッド部９０ｂ３と第１出力側リード端子３１ａ１との境界部分、第２チップ搭載部９０ａ２の端部、第４電極パッド部９０ｂ４と第２出力側リード端子（Ｔ１）３１ａ２との境界部分および第３チップ搭載部９０ａ３と第３出力側リード端子（Ｔ２）３１ａ３との境界部分）に折り曲げ加工を施す。これにより、少なくとも第１チップ搭載部９０ａ１と第２チップ搭載部９０ａ２とを、後に領域Ｇ１に形成される１次モールド部上面に対して斜め方向または垂直方向に配置して、発光素子チップ１ａと受光素子チップ１ｃとを略対向配置する。
【００８０】
そして、略対向配置した状態を保持しながら１次モールドを行って、図９に示す領域Ｇ１に１次モールド部を、領域Ｇ２に受光素子用モールド部をそれぞれ形成する。なお、これら１次モールド部および受光素子用モールド部はいずれも透光性樹脂を用いて形成されるため、光結合装置１の発光素子チップ１ａからの光信号が受光素子２の受光素子チップ２ａに入射してしまうことを防止するために、１次モールド部と受光素子用モールド部との境界部分（図９に示す領域Ｇ３）に間隙部を設け、１次モールド部および受光素子用モールド部間の間隙部に２次モールド部を介在させる必要がある。
【００８１】
その後、実施形態１の光結合装置と同様に、２次モールド、バリ取りおよび端子加工等を施して図８に示す光結合装置を得る。
【００８２】
このような構成により、本実施形態の光結合装置によれば、実施形態１の光結合装置と同様の効果が得られるとともに、一枚の平面フレームを用いて光結合素子１および受光素子２を形成するため部品点数を減らすことができ、製造コストの低減を実現することができる。
【００８３】
＜光結合装置の実施形態３＞
次に、本発明の光結合装置の実施形態３について図面を参照しつつ説明する。
【００８４】
図１０は、本発明の光結合装置の実施形態３を製造する際に用いられる平面フレームの一例を示す上面図である。
【００８５】
本実施形態の光結合装置は、図１０（ａ）に示すように、第１平面フレーム１０ａの不要部分にシールド部１２ｂが一体形成されている点のみが実施形態１の光結合装置と異なっている。前記シールド部１２ｂは、タイバーカット部に第２平面フレーム１０ｂを配置したときに、図１０（ｂ）に示すように、受光素子２上部に配置されるものである。
【００８６】
また、本実施形態の光結合装置は、タイバーカット部に第２平面フレーム１０ｂを配置したときに、前記シールド部１２ｂを受光素子２上に配置する以外は、実施形態１の光結合装置と同様の手順で形成される。
【００８７】
このような構成により、本実施形態の光結合装置によれば、実施形態１の光結合装置と同様の効果が得られるとともに、受光素子２への外来ノイズを抑制することができる。
【００８８】
なお、図１０では、シールド部１２ｂとして帯形状のものを図示しているが形状はこれに限定されるものではなく、例えばメッシュ状のもの、多角形のもの、円形のものまたは略円形のものを用いてもよい。
【００８９】
＜光結合装置の実施形態４＞
次に、本発明の光結合装置の実施形態４について図面を参照しつつ説明する。
【００９０】
図１１は、本発明の光結合装置の実施形態４を製造する際に用いられる平面フレームの一例を示す上面図であり、図１２は、図１１に示す平面フレームを用いた光結合装置の製造過程の状態の一例を示す断面図である。
【００９１】
本実施形態の光結合装置は、図１１（ａ）に示すように、第２平面フレーム１０ｂの不要部分に支持部１３ｂ１で支持された放熱板１３ｂが一体形成されている点のみが実施形態１の光結合装置と異なっている。前記放熱板１３ｂは、タイバーカット部に第２平面フレーム１０ｂを配置したときに、図１１（ｂ）に示すように、光結合素子１表面に配置されるものである。
【００９２】
また、本実施形態の光結合装置は、タイバーカット部に第２平面フレーム１０ｂを配置したときに、前記放熱板１３ｂを光結合素子１表面に配置する以外は、実施形態１の光結合装置と同様の手順で形成される。
【００９３】
このような構成により、本実施形態の光結合装置によれば、実施形態１の光結合装置と同様の効果が得られるとともに、光結合素子１に接続される負荷が大きいことで光結合素子１のドライブ能力が大きくなり受光素子２の温度上昇が発生しうる場合に、光結合素子１内で発生した熱を放熱板１３ｂを介して放熱することによって受光素子２の温度上昇を防止することができるといった効果も得られる。
【００９４】
一般に、光結合素子１内での発熱は、主に電力制御用半導体素子チップで生じる。そのため、図１２に示すように、２次側リードフレーム１２のうち電力制御用半導体素子チップを表面（上面）に搭載した部位を屈曲加工等により光結合素子１の下面側に配置してこの搭載した部位の裏面（下面）を１次モールド部１ｄから露出させておき、この露出させた部位に放熱板１３ｂを接触させることが、より効率よく放熱することができるため好ましい。この放熱板１３ｂの配置は、２次側リードフレーム１２のタイバーカット部に第２平面フレーム１０ｂを配置する前に支持部１３ｂ１に予め屈曲加工を施すことによって調整してもよく、また、配置する際に支持部１３ｂ１を湾曲させながら第２チップ搭載部下面に放熱板１３ｂを差し込むことによって調整してもよい。
【００９５】
なお、前述の実施形態１〜４では、電力制御用半導体素子チップを備えた光結合素子を用いて本発明の説明を行ったが、電力制御用半導体素子チップを備えていないもの（発光素子チップおよび受光素子チップのみを備えたもの）を光結合素子として用いた場合においても同様の効果が得られる。
【００９６】
また、光結合素子に並設される半導体素子として、リモコン素子のように複数の出力端子を備えた素子を用いた場合は、半導体素子用のリード端子の数を増やすことにより対応可能である。
【００９７】
また、本発明の電子機器は、例えばエアコン（Ａｉｒ  Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｅｒ）または冷蔵庫等であり、電子機器の動作制御を行う制御用回路部品を形成する際に、前述の実施形態１〜４の光結合装置のうちのいずれか１つの光結合装置を搭載したものである。
【００９８】
このような構成を有することにより、本発明の電子機器によれば、制御用回路部品の小型化および生産コストの低減により電子機器自体の小型化および生産コストの低減が可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００９９】
本発明の光結合装置および電子機器は、光結合装置の搭載面積の小型化および生産コストの低減を行う際に活用できる。
【図面の簡単な説明】
【０１００】
【図１】本発明の光結合装置の実施形態１を示す上面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】図１に示す光結合装置の製造過程の状態の一例を示す上面図である。
【図４】図３のＢ−Ｂ線断面図である。
【図５】図１に示す光結合装置を形成する際に用いられる被覆部材の一例を示す断面図である。
【図６】図１に示す光結合装置を形成する際に用いられる被覆部材の他の例を示す断面図である。
【図７】図６に示す金型を用いて形成された光結合装置の一例である。
【図８】本発明の光結合装置の実施形態２を示す上面図である。
【図９】図８に示す光結合装置の製造過程の状態の一例を示す上面図である。
【図１０】本発明の光結合装置の実施形態３を製造する際に用いられる平面フレームの一例を示す上面図である。
【図１１】本発明の光結合装置の実施形態４を製造する際に用いられる平面フレームの一例を示す上面図である。
【図１２】図１１に示す平面フレームを用いた光結合装置の製造過程の状態の一例を示す断面図である。
【図１３】従来の光結合半導体装置の一例を示す断面図である。
【図１４】図１３に示す光結合半導体装置のうち前記電力制御用半導体素子チップおよび受光素子チップを上から見た状態を示す説明図である。
【符号の説明】
【０１０１】
１      光結合素子
１ａ    発光素子チップ
１ｂ    電力制御用半導体素子チップ
１ｃ    受光素子チップ
１ｄ    １次モールド部
１１    １次側リードフレーム
１２    ２次側リードフレーム
２      受光素子
２ａ    受光素子チップ
２ｂ    受光素子用モールド部
１３    受光素子用リードフレーム
３      ２次モールド部
【図１】
2009231474.tif 000003
【図２】
2009231474.tif 000004
【図３】
2009231474.tif 000005
【図４】
2009231474.tif 000006
【図５】
2009231474.tif 000007
【図６】
2009231474.tif 000008
【図７】
2009231474.tif 000009
【図８】
2009231474.tif 000010
【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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