JP3748380B2 - 多チャンネル型光結合素子の製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、多チャンネル型光結合素子の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の多チャンネル型光結合素子の内部構造の第１の例を図１０を参照して説明する。図１０は、出力側に共通端子を有する多チャンネル型光結合素子の主要な構成を示す図である。なお、説明は、２チャンネルからなる光結合素子について行う。
【０００３】
リードフレーム１０８には、発光素子１０１がダイボンド（接着）される。発光素子１０１はさらにワイヤーボンドが施され、外部リードと接続される。受光素子１０２は、共通端子を備えたリードフレーム１０３にダイボンドされ、ワイヤー１０４にてワイヤーボンドが施される。そして、発光素子１０１と受光素子１０２とは光軸を一致させるよう対向させられ、発光素子１０１と受光素子１０２との間にはシリコーン樹脂１０５にてパスが形成される。他方のチャンネルについても同じ工程によりパスが形成される。
【０００４】
その際、チャンネル間のパスがつながらないようチャンネル間に予め樹脂１０６が塗布される。その後、これらを遮光性エポキシ樹脂１０７にてトランスファーモールドを行う。その後、外装めっき、リードフォーミング（外部リード加工）、絶縁耐圧試験（１次、２次間の絶縁性検査）、電気特性検査、マーキング、外観検査、梱包の工程を経て製品となる。成型の手段として、トランスファーモールド以外にも、インジェクションモールドや注型モールド等で成型することもある。
【０００５】
図１１は、この多チャンネル型光結合素子の主要な製造工程を示すフローチャートである。以下、この図１１に示すフローチャートを参照して、この多チャンネル型光結合素子の製造工程をさらに詳しく説明する。
【０００６】
まず、パスのつながりを防止するため、リードフレーム１０３に樹脂１０６を塗布する（Ｓ１１１）。次に、発光素子１０１をリードフレーム１０８に装着し、受光素子１０２をリードフレーム１０３に装着する（Ｓ１１２）。次に、発光素子１０１及び受光素子１０２と外部リードとをワイヤーにて接続する（Ｓ１１３）。次に、発光素子１０１側のリードフレーム１０８と受光素子１０２側のリードフレーム１０３とを対向させる（Ｓ１１４）。次に、発光素子１０１と受光素子１０２との間にパスをつくる（Ｓ１１５）。次に、遮光性エポキシ樹脂１０７にて封止する（Ｓ１１６）。次に、外部リードにめっきを施す（Ｓ１１７）。次に、外部リード加工する（Ｓ１１８）。この後、入出力間の絶縁耐圧検査（Ｓ１１９）、電気的特性検査（Ｓ１２０）、外観検査（Ｓ１２１）を行った後、梱包し（Ｓ１２２）、出荷する（Ｓ１２３）。
【０００７】
従来の多チャンネル型光結合素子の内部構造の第２の例を図を参照して説明する。図１２は、多チャンネル型光結合素子の主要な構成を示す図である。なお、説明は、２チャンネルからなる光結合素子について行う。
【０００８】
リードフレーム１２８に発光素子１２１をダイボンドし、リードフレーム１２３に受光素子１２２をダイボンドする。発光素子１２１及び受光素子１２２にワイヤーボンドを施した後、応力緩和のために発光素子１２１をシリコーン樹脂１２５にてコーティングして、発光素子１２１と受光素子１２２との光軸を一致させるよう対向させる。
【０００９】
その後、透光性エポキシ樹脂１２６にてチャンネル毎に１次モールドを行い、全体を遮光性エポキシ樹脂１２７にてトランスファーモールドを行う。その後、外装めっき、リードフォーミング（外部リード加工）、絶縁耐圧試験（１次、２次間の絶縁性検査）、電気特性検査、マーキング、外観検査、梱包の工程を経て製品となる。第１の例の多チャンネル型光結合素子と同様に成型の手段として、トランスファーモールド以外にも、インジェクションモールドや注型モールド等で成型することもある。
【００１０】
図１３は、この多チャンネル型光結合素子の主要な製造工程を示すフローチャートである。以下、この図１３に示すフローチャートを参照して、この多チャンネル型光結合素子の製造工程をさらに詳しく説明する。
【００１１】
まず、発光素子１２１をリードフレーム１２８に接着し、受光素子１２２をリードフレーム１２３に接着する（Ｓ１３１）。発光素子１２１及び受光素子１２２と外部リードとをワイヤーにて接続する（Ｓ１３２）。次に、発光素子１２１をシリコーン樹脂１２５にて覆う（Ｓ１３３）。次に、発光素子１２１側のリードフレーム１２８と受光素子１２２側のリードフレーム１２３とを接着する（Ｓ１３４）。次に、透光性エポキシ樹脂にて封止する（Ｓ１３５）。次に、１次モールドにて発生したバリを除去する（Ｓ１３６）。次に、遮光性エポキシ樹脂にて封止する（Ｓ１３７）。次に、外部リードにめっきを施し（Ｓ１３８）、外部リード加工する（Ｓ１３９）。この後、入出力間の絶縁耐圧検査（Ｓ１４０）、電気的特性検査、（Ｓ１４１）、外観検査（Ｓ１４２）を行った後、梱包し（Ｓ１４３）、出荷する（Ｓ１４４）。
【００１２】
図１４は、この多チャンネル型光結合素子の１次モールド工程における成型中の状態を示す概略断面図である。図中、金型１４６、金型１４８により形成される空間に１次モールド樹脂が充填されている。Ｅ−ＰＩＮ１４５は、金型１４６に設けられた突き出しピンであり、１次モールド離型工程時に透光性エポキシ樹脂にて封止されたパッケージ１４７を金型１４６から押し出し、分離するのに用いられる。
【００１３】
図１５は、この多チャンネル型光結合素子の１次モールド工程における離型中の状態を示す概略断面図である。図中、１次モールド樹脂の充填が完了し、金型１４６、金型１４８が開かれている。この際、パッケージ１４７がＥ−ＰＩＮ１４５により金型１４６から押し出されている。
【００１４】
図１６は、この多チャンネル型光結合素子の１次モールド工程における離型後の状態を示す概略断面図である。図中、金型１４６、金型１４８が完全に開いた状態となっている。パッケージ１４７は、Ｅ−ＰＩＮ１４５により金型１４６から押し出され、金型１４６から完全に離型している。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
以下、従来の多チャンネル型光結合素子の構造上の問題点を説明する。上記従来の多チャンネル型光結合素子の内部構造の第１の例においては、受光素子と発光素子との間にシリコーン樹脂にてドッキングパスを作る際、樹脂量のコントロール等が難しく、樹脂量が多いとチャンネル間のパスがつながったり、逆に少ないと受光素子と発光素子との間にパスができないなどの問題があった。
【００１６】
また、本構造にて小型化を図る場合、通常品と比較してドッキングパスの形成が困難であるとともに、製品として熱的ストレスに弱いという欠点がある。つまり、パスを形成しているシリコーン樹脂がリフローなどの熱ストレスにより膨張し特性の変動はもちろんのことパッケージクラックの発生も懸念される。
【００１７】
特に近年、鉛フリーの動きが急速に進む中、鉛フリー化により実装温度（リフロー、手はんだ、フロー等）が現状２３０℃程度から２６０℃程度に上昇している。つまり、パッケージの耐熱性向上は必要不可欠な課題である。
【００１８】
上記従来の多チャンネル型光結合素子の内部構造の第２の例においては、小型化における耐熱性に関して問題はない。しかし、１次モールドを単位チャンネル毎に実施するため、前記第１の例に示した多チャンネル型光結合素子のように出力側に共通端子を設けることは不可能であり、更なる小型化には限界がある。
【００１９】
また、小型化により、チャンネル間にクロストークが発生するという問題が発生する。
【００２０】
これを解決するための技術として、各多チャンネル型光結合素子間に遮光壁や溝を設け、複数の単位多チャンネル型光結合素子を封止部材で一体的に成型する技術が提案されている（特開平１０−１６３５１８号公報）。しかしながら、遮光壁や溝を設ける場合、遮光壁や溝を設ける工程が必要となり、製造工程が複雑になっていた。
【００２１】
また、多チャンネル型光結合素子の製造工程におけるトランスファーモールドの際には、熱硬化性エポキシ樹脂を最低溶融粘度付近にして、金型内に圧入する。その際、注入された樹脂がワイヤーに達したときに、ワイヤーを変形させる可能性があるため、モールド時におけるプロセス条件の設定は重要である。したがって、樹脂がワイヤーに及ぼす応力を低減させるプロセス条件を設定することが必要となっている。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
上記問題を解決するために、本発明は、多チャンネル型光結合素子のチャンネル間に形成され隣接する他のチャンネルの光を遮断する凸部を備える多チャンネル型光結合素子の製造方法であって、前記凸部に対応する部位に突起部が形成された１次モールド金型に１次モールド樹脂を充填することにより前記突起部に対応する凹部を形成する１次モールド工程と、前記１次モールド工程後に遮光性の２次モールド樹脂を前記凹部に充填することにより前記凸部を形成する２次モールド工程とを備え、前記１次モールド樹脂が前記突起部に衝突して前記突起部の両側に配置された各チャンネルの方向へ分流されるように前記１次モールド樹脂の注入方向と流路を設定して前記１次モールド樹脂を注入することを特徴とする。
【００２３】
また、本発明は、多チャンネル型光結合素子の製造方法において、前記突起部は、その突出先端部の角部分が湾曲している。
【００２４】
また、本発明は、多チャンネル型光結合素子の製造方法において、前記突起部が１次モールド離型工程時に用いられる突き出しピンである。
【００２５】
また、本発明は、前記凸部が発光素子側または受光素子側に設けられている。
【００２６】
また、本発明は、前記凸部が発光素子側と受光素子側の両方に設けられている。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。
【００３０】
まず、本発明の第１の実施の形態について図１を参照して説明する。図１は本発明の多チャンネル型光結合素子Ｃ（本実施の形態では２チャンネルからなる光結合素子）の構造断面の一例を示す図である。この多チャンネル型光結合素子は、基本的構造は従来のものと同じであるため、説明は相違部分に限定して行う。
【００３１】
この多チャンネル型光結合素子Ｃにおいては、１次モールドの際に発光素子１、３側のチャンネル間に金型にて凹部を形成する。２次モールドの際にその凹部に遮光性エポキシ樹脂を充填し、隣接する他のチャンネルの光を遮断する凸部Ａを発光素子１、３側のチャンネル間に形成する。
【００３２】
この凸部Ａが存在することにより、発光素子１の発する光が受光素子２に到達する一方で、隣接する他のチャンネルの受光素子４に到達しない。また、凸部Ａが存在することにより、発光素子３の発する光が受光素子４に到達する一方で、隣接する他のチャンネルの受光素子２に到達しない。
【００３３】
量産性を考えると、凸部の寸法としては、付け根の幅が最低４００μｍ、先端の幅が最低２００μｍ程度必要である。
【００３４】
次に、本発明の第２の実施の形態について図２を参照して説明する。図２は本発明の多チャンネル型光結合素子（本実施の形態では２チャンネルからなる光結合素子）の構造断面の一例を示す図である。
【００３５】
この多チャンネル型光結合素子においては、１次モールドの際に受光素子２、４側のチャンネル間に金型にて凹部を形成する。２次モールドの際にその凹部に遮光性エポキシ樹脂を充填し、隣接する他のチャンネルの光を遮断する凸部Ｂを受光素子２、４側のチャンネル間に形成する。
【００３６】
この凸部Ｂが存在することにより、発光素子１の発する光が受光素子２に到達する一方で、隣接する他のチャンネルの受光素子４に到達しない。また、凸部Ｂが存在することにより、発光素子３の発する光が受光素子４に到達する一方で、隣接する他のチャンネルの受光素子２に到達しない。
【００３７】
量産性を考えると、凸部の寸法としては、付け根の幅が最低４００μｍ、先端の幅が最低２００μｍ程度必要である。
【００３８】
本発明の第３の実施の形態について図３を参照して説明する。図３は本発明の多チャンネル型光結合素子Ｄ（本実施の形態では２チャンネルからなる光結合素子）の構造断面の一例を示す図である。
【００３９】
この多チャンネル型光結合素子Ｄにおいては、１次モールドの際に発光素子１、３側のチャンネル間および受光素子２，４側のチャンネル間に金型にて凹部を形成する。２次モールドの際にこれらの凹部に遮光性エポキシ樹脂を充填し、隣接する他のチャンネルの光を遮断する凸部Ａを発光素子１、３側のチャンネル間に、凸部Ｂを受光素子２，４側のチャンネル間にそれぞれ形成する。
【００４０】
凸部Ａおよび凸部Ｂが存在することにより、発光素子１の発する光が受光素子２に到達する一方で、隣接する他のチャンネルの受光素子４に到達しない。また、凸部Ａおよび凸部Ｂが存在することにより、発光素子３の発する光が受光素子４に到達する一方で、隣接する他のチャンネルの受光素子２に到達しない。
【００４１】
量産性を考えると、凸部の寸法としては、付け根の幅が最低４００μｍ、先端の幅が最低２００μｍ程度必要である。
【００４２】
図４は、多チャンネル型光結合素子Ｄの発光素子１、３側における１次トランスファーモールドの際の透光性エポキシ樹脂の流れを示すモデル図であり、多チャンネル型光結合素子Ｄの断面を受光素子２、４側から見たエポキシ樹脂の流れを示す（なお、図１の多チャンネル型光結合素子Ｃも同じ）。
【００４３】
図４において、多チャンネル型光結合素子Ｄの中央部には金型からなる突起部４Ａが設けられており、突起部４Ａの両側には、発光素子１と発光素子３とが配されている。発光素子１は外部リード４３とワイヤー４１で接続されている。また、発光素子３は外部リード４４とワイヤー４２で接続されている。
【００４４】
透光性エポキシ樹脂を矢印４Ｘで示す方向から注入すると、透光性エポキシ樹脂の流れは一部が突起部４Ａに衝突し、矢印４Ｙと矢印４Ｚとで示す方向への２つの流れに分流される。そして、突起部４Ａに衝突した透光性エポキシ樹脂の逆流および逆流により生じる温度変化による粘度変化により、透光性エポキシ樹脂の流速は減速され、ワイヤー４１、ワイヤー４２にかかる応力は低減される。
【００４５】
図５は、多チャンネル型光結合素子Ｄの受光素子２、４側における１次トランスファーモールドの際の透光性エポキシ樹脂の流れを示すモデル図であり、多チャンネル型光結合素子Ｄの断面を発光素子１側から見た透光性エポキシ樹脂の流れを示す（なお、図２の多チャンネル型光結合素子Ｃ１も同じ）。
【００４６】
図５において、多チャンネル型光結合素子Ｄの中央部には金型からなる突起部５Ｂが設けられており、突起部５Ｂの両側には、受光素子２と受光素子４とが配されている。受光素子２はワイヤー５０で外部リード５７と接続されており、さらに、ワイヤー５２で外部リード５６と接続されている。また、受光素子２はワイヤー５４で外部リード５８と接続されている。
【００４７】
受光素子４はワイヤー５１で外部リード５７と接続されており、さらに、ワイヤー５３で外部リード５６と接続されている。また、受光素子４はワイヤー５５で外部リード５９と接続されている。
【００４８】
透光性エポキシ樹脂を矢印５Ｘで示す方向から注入すると、透光性エポキシ樹脂の流れは一部が突起部５Ｂに衝突し、矢印５Ｙと矢印５Ｚとで示す２つの流れに分流される。そして、突起部５Ｂに衝突した透光性エポキシ樹脂の逆流と逆流により生じる温度変化による粘度変化とにより、透光性エポキシ樹脂の流速は減速され、ワイヤー５０、５１、５２、５３、５４、５５にかかる応力は低減される。
【００４９】
次に、多チャンネル型光結合素子Ｃのチャンネル間に、隣接する他のチャンネルの光を遮断する凸部Ａ、凸部Ｂを形成する１次モールド金型について図を参照して説明する。図６は、この１次モールド金型における凸部Ａまたは凸部Ｂを形成する突起部分の先端部の形状の一例を示す図である。
【００５０】
１次モールド金型における多チャンネル型光結合素子Ｃに凸部Ａを形成する突起部分の先端部が先端部７１Ａである。先端部７１Ａには、０．２ｍｍ程度のＲがつけられている。前記多チャンネル型光結合素子Ｃ１および前記多チャンネル型光結合素子Ｄに凸部Ａ、凸部Ｂを形成する１次モールド金型についても同様である。
【００５１】
これにより、１次モールド工程終了後における１次モールド金型と１次モールド後の多チャンネル型光結合素子Ｃとの離型の際、分離が容易となる。
【００５２】
次に、多チャンネル型光結合素子Ｃの製造工程を図を参照して説明する。
【００５３】
図７は、この多チャンネル型光結合素子Ｃの１次モールド工程における成型中の状態を示す概略断面図である。図中、金型７２、金型７４により形成される空間に１次モールド樹脂が充填されている。Ｅ−ＰＩＮ７１は、その先端部が金型内に所定の長さだけ突出して設けられており、モールド工程時に透光性エポキシ樹脂にて封止されたパッケージ７３を金型から分離するのに用いられる。
【００５４】
図８は、この多チャンネル型光結合素子Ｃの１次モールド工程における離型中の状態を示す概略断面図である。図中、１次モールド樹脂の充填が完了し、金型７２、金型７４が開かれている。この際、パッケージ７３がＥ−ＰＩＮ７１により金型７２から押し出されている。また、Ｅ−ＰＩＮ７１は、パッケージ７３に挿入され、パッケージ７３に凹部を形成する。
【００５５】
図９は、この多チャンネル型光結合素子Ｃの１次モールド工程における離型後の状態を示す概略断面図である。図中、金型７２、金型７４が完全に開いた状態となっている。パッケージ７３は、Ｅ−ＰＩＮ７１により金型７２から押し出され、金型７２から完全に離型している。Ｅ−ＰＩＮ７１の挿入されていた部分はパッケージ７３に凹部を形成する。
【００５６】
２次モールド工程において、この凹部に遮光性の２次モールド樹脂が充填され、多チャンネル型光結合素子Ｃのチャンネル間に、隣接する他のチャンネルの光を遮断する凸部が形成される。
【００５７】
【発明の効果】
本発明の多チャンネル型光結合素子の製造方法は、１次モールド金型に突起部を設けているため、１次モールド工程において突起部を形成することができる。
【００６１】
本発明の多チャンネル型光結合素子の製造方法は、１次モールド樹脂の流路に突起部を備えることから、１次モールド工程において、１次モールド樹脂の流速を減速させることができ、樹脂封止時のワイヤー流れを防止することができる。
【００６２】
本発明の多チャンネル型光結合素子の製造方法は、金型における突起部を形成する部分の先端部が湾曲していることから、樹脂成型後、成型完品と金型とを離型する際、離型が容易になる。
【００６３】
本発明の多チャンネル型光結合素子の製造方法は、突起部が１次モールド離型工程時に用いられる突き出しピンにより形成されることから、この多チャンネル型光結合素子の製造に既存の設備を用いることができる。
【００６４】
また、本発明の多チャンネル型光結合素子の製造方法は１次モールド工程において、１次モールド樹脂の流路に金型にて凸部を形成するため、ワイヤー流れを防止でき、製造工程の複雑化を回避できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の多チャンネル型光結合素子の構造断面の一例を示す図である。
【図２】本発明の多チャンネル型光結合素子の構造断面の一例を示す図である。
【図３】本発明の多チャンネル型光結合素子の構造断面の一例を示す図である。
【図４】多チャンネル型光結合素子の発光素子側における１次トランスファーモールドの際のエポキシ樹脂の流れを示すモデル図である。
【図５】多チャンネル型光結合素子の受光素子側における１次トランスファーモールドの際のエポキシ樹脂の流れを示すモデル図である。
【図６】１次モールド金型における凸部を形成する部分の先端部の形状の一例を示す図である。
【図７】多チャンネル型光結合素子の１次モールド工程における成型中の状態を示す概略断面図である。
【図８】多チャンネル型光結合素子の１次モールド工程における離型中の状態を示す概略断面図である。
【図９】多チャンネル型光結合素子の１次モールド工程における離型後の状態を示す概略断面図である。
【図１０】従来の多チャンネル型光結合素子の主要な構成の一例を示す図である。
【図１１】従来の多チャンネル型光結合素子の主要な製造工程を示すフローチャートである。
【図１２】従来の多チャンネル型光結合素子の主要な構成の一例を示す図である。
【図１３】従来の多チャンネル型光結合素子の主要な製造工程を示すフローチャートである。
【図１４】従来の多チャンネル型光結合素子の１次モールド工程における成型中の状態を示す概略断面図である。
【図１５】従来の多チャンネル型光結合素子の１次モールド工程における離型中の状態を示す概略断面図である。
【図１６】従来の多チャンネル型光結合素子の１次モールド工程における離型後の状態を示す概略断面図である。
【符号の説明】
１、３、１０１、１２１ 発光素子
２、４、１０２、１２２ 受光素子
４１、４２、５０，５１、５２，５３、５４、５５、１０４、１２４ ワイヤー
４３、４４、５６、５７，５８、５９ 外部リード
７１、１４５ Ｅ−ＰＩＮ
７１Ａ 先端部
７２、７４、１４６、１４８ 金型
７３、１４７ パッケージ
１０３、１０８、１２３，１２８ リードフレーム
１０６ 樹脂
１０７、１２７ 遮光性エポキシ樹脂
１０５、１２５ シリコーン樹脂
１２６ 透光性エポキシ樹脂
Ａ、Ｂ 凸部
Ｃ、Ｃ１、Ｄ 多チャンネル型光結合素子
４Ａ、５Ｂ 突起部
４Ｘ、４Ｙ、４Ｚ 矢印
５Ｘ、５Ｙ、５Ｚ 矢印
【発明の属する技術分野】
本発明は、多チャンネル型光結合素子の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の多チャンネル型光結合素子の内部構造の第１の例を図１０を参照して説明する。図１０は、出力側に共通端子を有する多チャンネル型光結合素子の主要な構成を示す図である。なお、説明は、２チャンネルからなる光結合素子について行う。
【０００３】
リードフレーム１０８には、発光素子１０１がダイボンド（接着）される。発光素子１０１はさらにワイヤーボンドが施され、外部リードと接続される。受光素子１０２は、共通端子を備えたリードフレーム１０３にダイボンドされ、ワイヤー１０４にてワイヤーボンドが施される。そして、発光素子１０１と受光素子１０２とは光軸を一致させるよう対向させられ、発光素子１０１と受光素子１０２との間にはシリコーン樹脂１０５にてパスが形成される。他方のチャンネルについても同じ工程によりパスが形成される。
【０００４】
その際、チャンネル間のパスがつながらないようチャンネル間に予め樹脂１０６が塗布される。その後、これらを遮光性エポキシ樹脂１０７にてトランスファーモールドを行う。その後、外装めっき、リードフォーミング（外部リード加工）、絶縁耐圧試験（１次、２次間の絶縁性検査）、電気特性検査、マーキング、外観検査、梱包の工程を経て製品となる。成型の手段として、トランスファーモールド以外にも、インジェクションモールドや注型モールド等で成型することもある。
【０００５】
図１１は、この多チャンネル型光結合素子の主要な製造工程を示すフローチャートである。以下、この図１１に示すフローチャートを参照して、この多チャンネル型光結合素子の製造工程をさらに詳しく説明する。
【０００６】
まず、パスのつながりを防止するため、リードフレーム１０３に樹脂１０６を塗布する（Ｓ１１１）。次に、発光素子１０１をリードフレーム１０８に装着し、受光素子１０２をリードフレーム１０３に装着する（Ｓ１１２）。次に、発光素子１０１及び受光素子１０２と外部リードとをワイヤーにて接続する（Ｓ１１３）。次に、発光素子１０１側のリードフレーム１０８と受光素子１０２側のリードフレーム１０３とを対向させる（Ｓ１１４）。次に、発光素子１０１と受光素子１０２との間にパスをつくる（Ｓ１１５）。次に、遮光性エポキシ樹脂１０７にて封止する（Ｓ１１６）。次に、外部リードにめっきを施す（Ｓ１１７）。次に、外部リード加工する（Ｓ１１８）。この後、入出力間の絶縁耐圧検査（Ｓ１１９）、電気的特性検査（Ｓ１２０）、外観検査（Ｓ１２１）を行った後、梱包し（Ｓ１２２）、出荷する（Ｓ１２３）。
【０００７】
従来の多チャンネル型光結合素子の内部構造の第２の例を図を参照して説明する。図１２は、多チャンネル型光結合素子の主要な構成を示す図である。なお、説明は、２チャンネルからなる光結合素子について行う。
【０００８】
リードフレーム１２８に発光素子１２１をダイボンドし、リードフレーム１２３に受光素子１２２をダイボンドする。発光素子１２１及び受光素子１２２にワイヤーボンドを施した後、応力緩和のために発光素子１２１をシリコーン樹脂１２５にてコーティングして、発光素子１２１と受光素子１２２との光軸を一致させるよう対向させる。
【０００９】
その後、透光性エポキシ樹脂１２６にてチャンネル毎に１次モールドを行い、全体を遮光性エポキシ樹脂１２７にてトランスファーモールドを行う。その後、外装めっき、リードフォーミング（外部リード加工）、絶縁耐圧試験（１次、２次間の絶縁性検査）、電気特性検査、マーキング、外観検査、梱包の工程を経て製品となる。第１の例の多チャンネル型光結合素子と同様に成型の手段として、トランスファーモールド以外にも、インジェクションモールドや注型モールド等で成型することもある。
【００１０】
図１３は、この多チャンネル型光結合素子の主要な製造工程を示すフローチャートである。以下、この図１３に示すフローチャートを参照して、この多チャンネル型光結合素子の製造工程をさらに詳しく説明する。
【００１１】
まず、発光素子１２１をリードフレーム１２８に接着し、受光素子１２２をリードフレーム１２３に接着する（Ｓ１３１）。発光素子１２１及び受光素子１２２と外部リードとをワイヤーにて接続する（Ｓ１３２）。次に、発光素子１２１をシリコーン樹脂１２５にて覆う（Ｓ１３３）。次に、発光素子１２１側のリードフレーム１２８と受光素子１２２側のリードフレーム１２３とを接着する（Ｓ１３４）。次に、透光性エポキシ樹脂にて封止する（Ｓ１３５）。次に、１次モールドにて発生したバリを除去する（Ｓ１３６）。次に、遮光性エポキシ樹脂にて封止する（Ｓ１３７）。次に、外部リードにめっきを施し（Ｓ１３８）、外部リード加工する（Ｓ１３９）。この後、入出力間の絶縁耐圧検査（Ｓ１４０）、電気的特性検査、（Ｓ１４１）、外観検査（Ｓ１４２）を行った後、梱包し（Ｓ１４３）、出荷する（Ｓ１４４）。
【００１２】
図１４は、この多チャンネル型光結合素子の１次モールド工程における成型中の状態を示す概略断面図である。図中、金型１４６、金型１４８により形成される空間に１次モールド樹脂が充填されている。Ｅ−ＰＩＮ１４５は、金型１４６に設けられた突き出しピンであり、１次モールド離型工程時に透光性エポキシ樹脂にて封止されたパッケージ１４７を金型１４６から押し出し、分離するのに用いられる。
【００１３】
図１５は、この多チャンネル型光結合素子の１次モールド工程における離型中の状態を示す概略断面図である。図中、１次モールド樹脂の充填が完了し、金型１４６、金型１４８が開かれている。この際、パッケージ１４７がＥ−ＰＩＮ１４５により金型１４６から押し出されている。
【００１４】
図１６は、この多チャンネル型光結合素子の１次モールド工程における離型後の状態を示す概略断面図である。図中、金型１４６、金型１４８が完全に開いた状態となっている。パッケージ１４７は、Ｅ−ＰＩＮ１４５により金型１４６から押し出され、金型１４６から完全に離型している。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
以下、従来の多チャンネル型光結合素子の構造上の問題点を説明する。上記従来の多チャンネル型光結合素子の内部構造の第１の例においては、受光素子と発光素子との間にシリコーン樹脂にてドッキングパスを作る際、樹脂量のコントロール等が難しく、樹脂量が多いとチャンネル間のパスがつながったり、逆に少ないと受光素子と発光素子との間にパスができないなどの問題があった。
【００１６】
また、本構造にて小型化を図る場合、通常品と比較してドッキングパスの形成が困難であるとともに、製品として熱的ストレスに弱いという欠点がある。つまり、パスを形成しているシリコーン樹脂がリフローなどの熱ストレスにより膨張し特性の変動はもちろんのことパッケージクラックの発生も懸念される。
【００１７】
特に近年、鉛フリーの動きが急速に進む中、鉛フリー化により実装温度（リフロー、手はんだ、フロー等）が現状２３０℃程度から２６０℃程度に上昇している。つまり、パッケージの耐熱性向上は必要不可欠な課題である。
【００１８】
上記従来の多チャンネル型光結合素子の内部構造の第２の例においては、小型化における耐熱性に関して問題はない。しかし、１次モールドを単位チャンネル毎に実施するため、前記第１の例に示した多チャンネル型光結合素子のように出力側に共通端子を設けることは不可能であり、更なる小型化には限界がある。
【００１９】
また、小型化により、チャンネル間にクロストークが発生するという問題が発生する。
【００２０】
これを解決するための技術として、各多チャンネル型光結合素子間に遮光壁や溝を設け、複数の単位多チャンネル型光結合素子を封止部材で一体的に成型する技術が提案されている（特開平１０−１６３５１８号公報）。しかしながら、遮光壁や溝を設ける場合、遮光壁や溝を設ける工程が必要となり、製造工程が複雑になっていた。
【００２１】
また、多チャンネル型光結合素子の製造工程におけるトランスファーモールドの際には、熱硬化性エポキシ樹脂を最低溶融粘度付近にして、金型内に圧入する。その際、注入された樹脂がワイヤーに達したときに、ワイヤーを変形させる可能性があるため、モールド時におけるプロセス条件の設定は重要である。したがって、樹脂がワイヤーに及ぼす応力を低減させるプロセス条件を設定することが必要となっている。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
上記問題を解決するために、本発明は、多チャンネル型光結合素子のチャンネル間に形成され隣接する他のチャンネルの光を遮断する凸部を備える多チャンネル型光結合素子の製造方法であって、前記凸部に対応する部位に突起部が形成された１次モールド金型に１次モールド樹脂を充填することにより前記突起部に対応する凹部を形成する１次モールド工程と、前記１次モールド工程後に遮光性の２次モールド樹脂を前記凹部に充填することにより前記凸部を形成する２次モールド工程とを備え、前記１次モールド樹脂が前記突起部に衝突して前記突起部の両側に配置された各チャンネルの方向へ分流されるように前記１次モールド樹脂の注入方向と流路を設定して前記１次モールド樹脂を注入することを特徴とする。
【００２３】
また、本発明は、多チャンネル型光結合素子の製造方法において、前記突起部は、その突出先端部の角部分が湾曲している。
【００２４】
また、本発明は、多チャンネル型光結合素子の製造方法において、前記突起部が１次モールド離型工程時に用いられる突き出しピンである。
【００２５】
また、本発明は、前記凸部が発光素子側または受光素子側に設けられている。
【００２６】
また、本発明は、前記凸部が発光素子側と受光素子側の両方に設けられている。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。
【００３０】
まず、本発明の第１の実施の形態について図１を参照して説明する。図１は本発明の多チャンネル型光結合素子Ｃ（本実施の形態では２チャンネルからなる光結合素子）の構造断面の一例を示す図である。この多チャンネル型光結合素子は、基本的構造は従来のものと同じであるため、説明は相違部分に限定して行う。
【００３１】
この多チャンネル型光結合素子Ｃにおいては、１次モールドの際に発光素子１、３側のチャンネル間に金型にて凹部を形成する。２次モールドの際にその凹部に遮光性エポキシ樹脂を充填し、隣接する他のチャンネルの光を遮断する凸部Ａを発光素子１、３側のチャンネル間に形成する。
【００３２】
この凸部Ａが存在することにより、発光素子１の発する光が受光素子２に到達する一方で、隣接する他のチャンネルの受光素子４に到達しない。また、凸部Ａが存在することにより、発光素子３の発する光が受光素子４に到達する一方で、隣接する他のチャンネルの受光素子２に到達しない。
【００３３】
量産性を考えると、凸部の寸法としては、付け根の幅が最低４００μｍ、先端の幅が最低２００μｍ程度必要である。
【００３４】
次に、本発明の第２の実施の形態について図２を参照して説明する。図２は本発明の多チャンネル型光結合素子（本実施の形態では２チャンネルからなる光結合素子）の構造断面の一例を示す図である。
【００３５】
この多チャンネル型光結合素子においては、１次モールドの際に受光素子２、４側のチャンネル間に金型にて凹部を形成する。２次モールドの際にその凹部に遮光性エポキシ樹脂を充填し、隣接する他のチャンネルの光を遮断する凸部Ｂを受光素子２、４側のチャンネル間に形成する。
【００３６】
この凸部Ｂが存在することにより、発光素子１の発する光が受光素子２に到達する一方で、隣接する他のチャンネルの受光素子４に到達しない。また、凸部Ｂが存在することにより、発光素子３の発する光が受光素子４に到達する一方で、隣接する他のチャンネルの受光素子２に到達しない。
【００３７】
量産性を考えると、凸部の寸法としては、付け根の幅が最低４００μｍ、先端の幅が最低２００μｍ程度必要である。
【００３８】
本発明の第３の実施の形態について図３を参照して説明する。図３は本発明の多チャンネル型光結合素子Ｄ（本実施の形態では２チャンネルからなる光結合素子）の構造断面の一例を示す図である。
【００３９】
この多チャンネル型光結合素子Ｄにおいては、１次モールドの際に発光素子１、３側のチャンネル間および受光素子２，４側のチャンネル間に金型にて凹部を形成する。２次モールドの際にこれらの凹部に遮光性エポキシ樹脂を充填し、隣接する他のチャンネルの光を遮断する凸部Ａを発光素子１、３側のチャンネル間に、凸部Ｂを受光素子２，４側のチャンネル間にそれぞれ形成する。
【００４０】
凸部Ａおよび凸部Ｂが存在することにより、発光素子１の発する光が受光素子２に到達する一方で、隣接する他のチャンネルの受光素子４に到達しない。また、凸部Ａおよび凸部Ｂが存在することにより、発光素子３の発する光が受光素子４に到達する一方で、隣接する他のチャンネルの受光素子２に到達しない。
【００４１】
量産性を考えると、凸部の寸法としては、付け根の幅が最低４００μｍ、先端の幅が最低２００μｍ程度必要である。
【００４２】
図４は、多チャンネル型光結合素子Ｄの発光素子１、３側における１次トランスファーモールドの際の透光性エポキシ樹脂の流れを示すモデル図であり、多チャンネル型光結合素子Ｄの断面を受光素子２、４側から見たエポキシ樹脂の流れを示す（なお、図１の多チャンネル型光結合素子Ｃも同じ）。
【００４３】
図４において、多チャンネル型光結合素子Ｄの中央部には金型からなる突起部４Ａが設けられており、突起部４Ａの両側には、発光素子１と発光素子３とが配されている。発光素子１は外部リード４３とワイヤー４１で接続されている。また、発光素子３は外部リード４４とワイヤー４２で接続されている。
【００４４】
透光性エポキシ樹脂を矢印４Ｘで示す方向から注入すると、透光性エポキシ樹脂の流れは一部が突起部４Ａに衝突し、矢印４Ｙと矢印４Ｚとで示す方向への２つの流れに分流される。そして、突起部４Ａに衝突した透光性エポキシ樹脂の逆流および逆流により生じる温度変化による粘度変化により、透光性エポキシ樹脂の流速は減速され、ワイヤー４１、ワイヤー４２にかかる応力は低減される。
【００４５】
図５は、多チャンネル型光結合素子Ｄの受光素子２、４側における１次トランスファーモールドの際の透光性エポキシ樹脂の流れを示すモデル図であり、多チャンネル型光結合素子Ｄの断面を発光素子１側から見た透光性エポキシ樹脂の流れを示す（なお、図２の多チャンネル型光結合素子Ｃ１も同じ）。
【００４６】
図５において、多チャンネル型光結合素子Ｄの中央部には金型からなる突起部５Ｂが設けられており、突起部５Ｂの両側には、受光素子２と受光素子４とが配されている。受光素子２はワイヤー５０で外部リード５７と接続されており、さらに、ワイヤー５２で外部リード５６と接続されている。また、受光素子２はワイヤー５４で外部リード５８と接続されている。
【００４７】
受光素子４はワイヤー５１で外部リード５７と接続されており、さらに、ワイヤー５３で外部リード５６と接続されている。また、受光素子４はワイヤー５５で外部リード５９と接続されている。
【００４８】
透光性エポキシ樹脂を矢印５Ｘで示す方向から注入すると、透光性エポキシ樹脂の流れは一部が突起部５Ｂに衝突し、矢印５Ｙと矢印５Ｚとで示す２つの流れに分流される。そして、突起部５Ｂに衝突した透光性エポキシ樹脂の逆流と逆流により生じる温度変化による粘度変化とにより、透光性エポキシ樹脂の流速は減速され、ワイヤー５０、５１、５２、５３、５４、５５にかかる応力は低減される。
【００４９】
次に、多チャンネル型光結合素子Ｃのチャンネル間に、隣接する他のチャンネルの光を遮断する凸部Ａ、凸部Ｂを形成する１次モールド金型について図を参照して説明する。図６は、この１次モールド金型における凸部Ａまたは凸部Ｂを形成する突起部分の先端部の形状の一例を示す図である。
【００５０】
１次モールド金型における多チャンネル型光結合素子Ｃに凸部Ａを形成する突起部分の先端部が先端部７１Ａである。先端部７１Ａには、０．２ｍｍ程度のＲがつけられている。前記多チャンネル型光結合素子Ｃ１および前記多チャンネル型光結合素子Ｄに凸部Ａ、凸部Ｂを形成する１次モールド金型についても同様である。
【００５１】
これにより、１次モールド工程終了後における１次モールド金型と１次モールド後の多チャンネル型光結合素子Ｃとの離型の際、分離が容易となる。
【００５２】
次に、多チャンネル型光結合素子Ｃの製造工程を図を参照して説明する。
【００５３】
図７は、この多チャンネル型光結合素子Ｃの１次モールド工程における成型中の状態を示す概略断面図である。図中、金型７２、金型７４により形成される空間に１次モールド樹脂が充填されている。Ｅ−ＰＩＮ７１は、その先端部が金型内に所定の長さだけ突出して設けられており、モールド工程時に透光性エポキシ樹脂にて封止されたパッケージ７３を金型から分離するのに用いられる。
【００５４】
図８は、この多チャンネル型光結合素子Ｃの１次モールド工程における離型中の状態を示す概略断面図である。図中、１次モールド樹脂の充填が完了し、金型７２、金型７４が開かれている。この際、パッケージ７３がＥ−ＰＩＮ７１により金型７２から押し出されている。また、Ｅ−ＰＩＮ７１は、パッケージ７３に挿入され、パッケージ７３に凹部を形成する。
【００５５】
図９は、この多チャンネル型光結合素子Ｃの１次モールド工程における離型後の状態を示す概略断面図である。図中、金型７２、金型７４が完全に開いた状態となっている。パッケージ７３は、Ｅ−ＰＩＮ７１により金型７２から押し出され、金型７２から完全に離型している。Ｅ−ＰＩＮ７１の挿入されていた部分はパッケージ７３に凹部を形成する。
【００５６】
２次モールド工程において、この凹部に遮光性の２次モールド樹脂が充填され、多チャンネル型光結合素子Ｃのチャンネル間に、隣接する他のチャンネルの光を遮断する凸部が形成される。
【００５７】
【発明の効果】
本発明の多チャンネル型光結合素子の製造方法は、１次モールド金型に突起部を設けているため、１次モールド工程において突起部を形成することができる。
【００６１】
本発明の多チャンネル型光結合素子の製造方法は、１次モールド樹脂の流路に突起部を備えることから、１次モールド工程において、１次モールド樹脂の流速を減速させることができ、樹脂封止時のワイヤー流れを防止することができる。
【００６２】
本発明の多チャンネル型光結合素子の製造方法は、金型における突起部を形成する部分の先端部が湾曲していることから、樹脂成型後、成型完品と金型とを離型する際、離型が容易になる。
【００６３】
本発明の多チャンネル型光結合素子の製造方法は、突起部が１次モールド離型工程時に用いられる突き出しピンにより形成されることから、この多チャンネル型光結合素子の製造に既存の設備を用いることができる。
【００６４】
また、本発明の多チャンネル型光結合素子の製造方法は１次モールド工程において、１次モールド樹脂の流路に金型にて凸部を形成するため、ワイヤー流れを防止でき、製造工程の複雑化を回避できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の多チャンネル型光結合素子の構造断面の一例を示す図である。
【図２】本発明の多チャンネル型光結合素子の構造断面の一例を示す図である。
【図３】本発明の多チャンネル型光結合素子の構造断面の一例を示す図である。
【図４】多チャンネル型光結合素子の発光素子側における１次トランスファーモールドの際のエポキシ樹脂の流れを示すモデル図である。
【図５】多チャンネル型光結合素子の受光素子側における１次トランスファーモールドの際のエポキシ樹脂の流れを示すモデル図である。
【図６】１次モールド金型における凸部を形成する部分の先端部の形状の一例を示す図である。
【図７】多チャンネル型光結合素子の１次モールド工程における成型中の状態を示す概略断面図である。
【図８】多チャンネル型光結合素子の１次モールド工程における離型中の状態を示す概略断面図である。
【図９】多チャンネル型光結合素子の１次モールド工程における離型後の状態を示す概略断面図である。
【図１０】従来の多チャンネル型光結合素子の主要な構成の一例を示す図である。
【図１１】従来の多チャンネル型光結合素子の主要な製造工程を示すフローチャートである。
【図１２】従来の多チャンネル型光結合素子の主要な構成の一例を示す図である。
【図１３】従来の多チャンネル型光結合素子の主要な製造工程を示すフローチャートである。
【図１４】従来の多チャンネル型光結合素子の１次モールド工程における成型中の状態を示す概略断面図である。
【図１５】従来の多チャンネル型光結合素子の１次モールド工程における離型中の状態を示す概略断面図である。
【図１６】従来の多チャンネル型光結合素子の１次モールド工程における離型後の状態を示す概略断面図である。
【符号の説明】
１、３、１０１、１２１ 発光素子
２、４、１０２、１２２ 受光素子
４１、４２、５０，５１、５２，５３、５４、５５、１０４、１２４ ワイヤー
４３、４４、５６、５７，５８、５９ 外部リード
７１、１４５ Ｅ−ＰＩＮ
７１Ａ 先端部
７２、７４、１４６、１４８ 金型
７３、１４７ パッケージ
１０３、１０８、１２３，１２８ リードフレーム
１０６ 樹脂
１０７、１２７ 遮光性エポキシ樹脂
１０５、１２５ シリコーン樹脂
１２６ 透光性エポキシ樹脂
Ａ、Ｂ 凸部
Ｃ、Ｃ１、Ｄ 多チャンネル型光結合素子
４Ａ、５Ｂ 突起部
４Ｘ、４Ｙ、４Ｚ 矢印
５Ｘ、５Ｙ、５Ｚ 矢印
Claims (5)
- 多チャンネル型光結合素子のチャンネル間に形成され隣接する他のチャンネルの光を遮断する凸部を備える多チャンネル型光結合素子の製造方法であって、
前記凸部に対応する部位に突起部が形成された１次モールド金型に１次モールド樹脂を充填することにより前記突起部に対応する凹部を形成する１次モールド工程と、
前記１次モールド工程後に遮光性の２次モールド樹脂を前記凹部に充填することにより前記凸部を形成する２次モールド工程とを備え、
前記１次モールド樹脂が前記突起部に衝突して前記突起部の両側に配置された各チャンネルの方向へ分流されるように前記１次モールド樹脂の注入方向と流路を設定して前記１次モールド樹脂を注入する
ことを特徴とする多チャンネル型光結合素子の製造方法。 - 前記突起部は、その突出先端部の角部分が湾曲していることを特徴とする請求項１記載の多チャンネル型光結合素子の製造方法。
- 前記突起部が１次モールド離型工程時に用いられる突き出しピンであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の多チャンネル型光結合素子の製造方法。
- 前記凸部が発光素子側または受光素子側に設けられていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一つに記載の多チャンネル型光結合素子の製造方法。
- 前記凸部が発光素子側と受光素子側の両方に設けられていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一つに記載の多チャンネル型光結合素子の製造方法。
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