JP3046432B2 - 光結合装置およびその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、信号の入出力を光で伝
達する場合に用いられる光結合装置（フオトカプラ）お
よびその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の光結合装置（フオトカプラ）の構
造の１つとして、図８のようなドツキングタイプのもの
があつた。このタイプは、発光素子１と受光素子２をリ
ードフレーム、３，４に夫々ダイボンドし、その後ボン
デイングワイヤ５にてワイヤボンドを施し、これらを対
向配置し、リードフレーム３，４の一部を溶接固定して
両素子１，２の位置決めを行つた後、両素子１，２の光
学的結合を確保するためこれらを透光性のシリコーン樹
脂６にて結合し、さらに遮光性および難燃性を有する外
装モールド樹脂７にてモールドしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来のドツキングタイ
プの光結合装置では、作業上のミスによつてリードフレ
ーム３，４の延長線上のリード端子が変形したり、外装
モールド樹脂７の成形不良が発生する場合があつた。加
えて、リードフレーム３，４の存在が光結合装置の小型
化の限界要因となつていた。

【０００４】また、外装モールド樹脂７の成形時には、
高圧力を発生できる大型のモールド装置が必要で、製造
設備の省スペース化の要請の限界となつていた。

【０００５】本発明は、上記に鑑み、リードフレームや
外装モールド樹脂の成形不良を防止し得、かつ、装置の
小型化、製造設備の省スペース化を達成し得る光結合装
置およびその製造方法の提供を目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明請求項１による課
題解決手段は、図１〜７の如く、発光素子１１と受光素
子１２とが光学的に結合するよう対向配置された光結合
装置において、発光側導体パターン１４を有する発光側
絶縁フイルム１３に発光素子１１が搭載され、受光側導
体パターン１６を有する受光側絶縁フイルム１５に受光
素子１２が搭載され、これらが互いに重合されたもので
ある。

【０００７】本発明請求項２による課題解決手段は、請
求項１記載の発光側絶縁フイルム１３および受光側絶縁
フイルム１５の少なくともいずれか一方に、発光素子１
１および受光素子１２の一方を他方に離間させて搭載す
るための凹部２１が形成されたものである。

【０００８】本発明請求項３による課題解決手段は、発
光側導体パターン１４を有する発光側絶縁フイルム１３
に発光素子１１を搭載し、受光側導体パターン１６を有
する受光側絶縁フイルム１５に受光素子１２を搭載し、
これらが光合的に結合するよう重合するものである。

【０００９】本発明請求項４による課題解決手段は、請
求項３記載の両絶縁フイルム１３，１５を一枚のシート
状に連続形成し、両絶縁フイルム１３，１５の境界線Ｌ
を折曲し互いに重合するものである。

【００１０】本発明請求項５による解決解決手段は、請
求項３記載の両絶縁フイルム１３，１５を、デバイスご
とに一枚のシート状に連続形成し、一対の隣り合うデバ
イスを一組にて重合するものである。

【００１１】

【作用】上記請求項１，３による課題解決手段におい
て、絶縁フイルム１３，１５に、発光側導体パターン１
４および受光側導体パターン１６を形成し、両導体パタ
ーンに夫々発光素子１１および受光素子１２を搭載した
後、両絶縁フイルム１３，１５を互いに重合させ、発光
素子１１および受光素子１２を対向配置する。そうする
と、リード端子および外装モールド樹脂を省略できる。

【００１２】請求項２による課題解決手段において、発
光素子１１および受光素子１２のいずれか一方を、凹部
２１内に搭載し、他方の素子から離間させる。そうする
と、両絶縁フイルム１３，１５を互いに重合させた場合
でも、受発光間の電気的絶縁を確保できる。

【００１３】請求項４では、両絶縁フイルム１３，１５
を重合する際、その境界線Ｌを折曲して、受発光間の光
学的位置決めを行う。

【００１４】請求項５では、一度に２個のデバイスを作
製する。

【００１５】

【実施例】図１は本発明の一実施例を示す光結合装置の
断面図、図２は光結合装置の斜視図、図３は絶縁フイル
ムに各素子を搭載した状態を示す平面図、図４は両絶縁
フイルムを重合する作業を示す断面図、図５は両絶縁フ
イルムを重合した直後の状態を示す断面図である。

【００１６】図１，２の如く、本実施例の光結合装置
（フオトカプラ）は、発光素子１１と受光素子１２が光
学的に結合するように対向配置されたものであつて、発
光側絶縁フイルム１３に発光側導体パターン１４が形成
され、受光側絶縁フイルム１５に受光側導体パターン１
６が形成され、前記発光素子１１が該発光側導体パター
ン１４に接着搭載され、前記受光素子１２が該受光側導
体パターン１６に接着搭載され、夫々ボンデイングワイ
ヤ１７を配線し、単素子を形成したのち、これらが対向
配置するよう重合されたものである。

【００１７】前記両絶縁フイルム１３，１５は、図３の
如く、遮光性および難燃性を有したポリイミド樹脂等が
使用され、一デバイス中の発光側絶縁フイルム１３およ
び受光側絶縁フイルム１５が互いに一体的に連続形成さ
れ、かつ、複数デバイス分の絶縁フイルム１３，１５が
帯状に連なつて設けられている。該両絶縁フイルム１
３，１５は、図４，５の如く、その境界線Ｌを１８０度
折曲して互いに重合され、接着樹脂等により接着、接合
される。

【００１８】また、前記受光側絶縁フイルム１５には、
発光側絶縁フイルム１３との重合時に、受光素子１２を
発光素子１１から離間させて搭載するための凹部２１が
形成されている。これは、受発光間の電気的絶縁を確保
するためである。

【００１９】該凹部２１には、発光素子１１および受光
素子１２を保護するためのシリコーン樹脂等の透光性樹
脂２２が、未硬化の状態で充填され、その後硬化され
る。

【００２０】前記各導体パターン１４，１６は、各絶縁
フイルム１３，１５に、銅箔等の金属箔や金蒸着膜等の
導電性材料を用いて、所定の回路設計に基づいて形成さ
れている。なお、この導体パターン１４，１６は、両絶
縁フイルム１３，１５の表面のみならず内部にも形成さ
れている。すなわち、図１，２の如く、導体パターン１
４，１６の外部端子１４ａ，１４ｂ，１６ａ，１６ｂと
なる部分は、絶縁フイルム１３，１５の上下両面に露出
しており、一方（例えば外部端子１４ａ，１６ｂ）を半
田リフロー等の表面実装時用端子とし、他方（例えば外
部端子１４ｂ，１６ａ）を電気特性テスト用端子として
実装することができる。したがって、半田リフロー等の
表面実装後の電気特性テスト端子を搭載基板上に新たに
設けることは不必要となり、基板設計時の高密度実装化
が実現できる。また、テスト用端子として用いた端子
（例えば１４ｂ，１６ａ）間にチツプコンデンサやチツ
プ抵抗等のチツプ素子を半田リフロー等で実装すること
も可能となる。

【００２１】なお、図中、２５は絶縁フイルム１３，１
５を自動的に搬送するための送り穴（パイロツトホー
ル）、２６は光結合装置をデバイスごとに切断する切断
線である。

【００２２】上記構成の光結合装置は、以下のように製
造される。

【００２３】まず、図３の如く、一枚に連続形成された
絶縁フイルム１３，１５の同一面および内部に、発光側
導体パターン１４および受光側導体パターン１６を形成
し、両導体パターンに夫々発光素子１１および受光素子
１２を搭載した後、ワイヤ結線する。

【００２４】次に、受光側絶縁フイルム１５の凹部２１
に透光性樹脂２２を未硬化の状態で注入充填する。

【００２５】そして、図４の如く、両絶縁フイルム１
３，１５の境界線Ｌを１８０度折曲して接着樹脂等によ
り互いに重合させ、図５のように発光素子１１および受
光素子１２を対向配置する。この際、発光素子１１を前
記凹部２１内の透光性樹脂２２に埋没させる。

【００２６】その後、透光性樹脂２２を硬化させ、切断
線２６を切断して、図１の如く、光結合装置を完成させ
る。

【００２７】このとき、導体パターン１４，１６の末端
が従来におけるリード端子の役目を行うパターンとな
り、これによりリード端子を省略でき、光結合装置の小
型化が可能となる。

【００２８】また、外装に絶縁フイルム１３，１５を使
用する点から、従来の光結合装置の外装モールド樹脂成
形不良の考慮がなくなり、高圧力を発生する外装モール
ド樹脂注入用の大型装置の導入も不要となる。そして、
モールド時に発生していた外装モールド樹脂のバリの発
生も無くなる。

【００２９】なお、本発明は、上記実施例に限定される
ものではなく、本発明の範囲内で上記実施例に多くの修
正および変更を加え得ることは勿論である。

【００３０】例えば、上記実施例では、発光側絶縁フイ
ルム１３と受光側絶縁フイルム１５との境界線Ｌを折曲
して両者を重合させていたが、図６，７の如く、一対の
隣り合うデバイスを一組にして重合させ、一度に２個づ
つ作製してもよい。この場合の両絶縁フイルム１３，１
５の位置決めは、送り穴２５を目安に行なえばよい。

【００３１】また、受発光間を電気的に絶縁するための
凹部は、発光側絶縁フイルム１３に形成してもよく、さ
らに両絶縁フイルム１３，１５に形成してもよい。

【００３２】

【発明の効果】以上の説明から明らかな通り、本発明請
求項１，３によると、発光側絶縁フイルムおよび受光側
絶縁フイルムに、発光側導体パターンおよび受光側導体
パターンを夫々形成し、発光素子および受光素子を夫々
搭載して、両絶縁フイルムを対向重合してデバイスを形
成しているので、従来必要であつたリードフレームを省
略でき、リードフレーム周辺の樹脂バリを排することが
可能となりバリ取り工程の省略によつて、製造工程の簡
略化ができる。したがつて、製造設備を省略化でき、省
スペース化を図り得る。

【００３３】加えて、外装モールド樹脂のモールド工程
を省略でき、大幅な時間短縮が可能となる。

【００３４】また、絶縁フイルムに導体パターンを形成
しているため、リードフレームの変形を考慮する必要が
なくなり、配線パターンの設計裕度がある分、製品仕様
に応じたパターン設計が可能となる。

【００３５】これらのことから、リードフレームレス・
高絶縁、高効率製造および高密度実装化ができる。

【００３６】また、請求項２では、両絶縁フイルムを重
合した場合でも、受発光間の距離を保つて電気的絶縁を
確保できる。

【００３７】さらに、請求項４では、両絶縁フイルムの
境界線を折曲するだけで受発光間の光学的位置決めを行
なうことができ、光学的精度を容易に向上できる。

【００３８】さらに、また、請求項５では、一度に２個
のデバイスを作製でき、大量生産に適した光結合装置を
提供できるといった優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の一実施例を示す光結合装置の断
面図である。

【図２】図２は光結合装置の斜視図である。

【図３】図３は絶縁フイルムに各素子を搭載した状態を
示す平面図である。

【図４】図４は両絶縁フイルムを重合する作業を示す断
面図である。

【図５】図５は両絶縁フイルムを重合した直後の状態を
示す断面図である。

【図６】図６は本発明の他の実施例を示す光結合装置の
重合作業を示す断面図である。

【図７】図７は光結合装置の重合直後の状態を示す断面
図である。

【図８】図８は従来の光結合装置の断面図である。

【符号の説明】 １１ 発光素子 １２ 受光素子 １３ 発光側絶縁フイルム １４ 発光側導体パターン １５ 受光側絶縁フイルム １６ 受光側導体パターン ２１ 凹部 ２２ 透光性樹脂

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 発光側導体パターンを有する遮光性の発
   光側絶縁フイルムに発光素子が搭載され、受光側導体パ
   ターンを有する遮光性の受光側絶縁フイルムに受光素子
   が搭載され、両絶縁フイルムは、発光素子と受光素子と
   が光学的に結合するよう互いに重合されたことを特徴と
   する光結合装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の発光側絶縁フイルムおよ
   び受光側絶縁フイルムの少なくともいずれか一方に、発
   光素子および受光素子の一方を他方に離間させて搭載す
   るための凹部が形成されたことを特徴とする光結合装
   置。
3. 【請求項３】 発光側導体パターンを有する遮光性の発
   光側絶縁フイルムに発光素子を搭載し、受光側導体パタ
   ーンを有する遮光性の受光側絶縁フイルムに受光素子を
   搭載し、これらが光合的に結合するよう両絶縁をフイル
   ム重合することを特徴とする光結合装置の製造方法。
4. 【請求項４】 請求項３記載の両絶縁フイルムを一枚の
   シート状に連続形成し、両絶縁フイルムの境界線を折曲
   し互いに重合することを特徴とする光結合装置の製造方
   法。
5. 【請求項５】 請求項３記載の両絶縁フイルムを、デバ
   イスごとに一枚のシート状に連続形成し、一対の隣り合
   うデバイスを一組にて重合することを特徴とする光結合
   装置の製造方法。