JP2010161202A - 光結合素子及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】薄型の光結合素子を安価に提供する。
【解決手段】相互に電気的に絶縁されている発光素子１及び受光素子２と、発光素子１から受光素子２へと光を伝達する光導波路３とを備える。光導波路３は光反射性無機粒子を含有する封止樹脂４により覆われている。光反射性無機粒子は、例えば、酸化チタンからなる。発光素子１と受光素子２は、それぞれ基台（例えば、パッケージ端子７）上に設けられ、光導波路３の外面のうち、発光素子１、受光素子２及び基台の何れにも接していない部分の全体が、封止樹脂４により覆われている。
【選択図】図１

Description

本発明は、光結合素子及びその製造方法に関する。

光結合素子は、電気信号が入力される発光素子と、電気信号を出力する受光素子と、発光素子から受光素子へと光信号を伝達する光導波路と、を備えている。

光結合素子としては、例えば、特許文献１乃至３に開示されたものがある。

特許文献１の光結合素子は、図７に示すように、発光素子１０１と、受光素子１０２と、発光素子から受光素子へと光信号を伝達する光導波路としての光透過性の平坦な導波管１０３と、導波管１０３に沿って配置された光反射用の複数のホログラフィック素子１０４と、これらを被覆したパッケージ１０５と、を備える。特許文献１には、「光がホログラフィック素子１０４によってのみ反射され、導波管１０３とパッケージ１０５との間の界面での光の反射は必要ないため、パッケージ１０５の材料は反射材料からなる必要がない」旨の記載がある。

特許文献２には、該特許文献２の図１１に示すように、絶縁性凹ケース内に配置した発光素子と受光素子とを透光性封止層（光導波路に相当）により封止し、更に、その透光性封止層の上に透光性光ガイド板を配置し、透光性光ガイド板及び透光性封止層を遮光体により覆った構成の光結合素子が開示されている。特許文献２の光結合素子の遮光体の下面（透光性光ガイド板の上面に向かう面）には、メッキ又は光反射率の高い樹脂の印刷により形成された反射面が設けられている。

特許文献３の光結合素子は、該特許文献３の図１等に示されるように、発光素子と受光素子とが光学的に結合するように対向配置され、対向配置された発光素子及び受光素子を包む中空体の内部に不活性ガスを充填し、且つ、中空体の外周を遮光性樹脂によりモールド成形することにより構成されている。この光結合素子では、中空体の内部空間が光導波路として機能する。

特表平９−５１０８３５号公報 特開平６−３７３５２号公報 特開２０００−４０８３９号公報

特許文献１の技術では、高価なホログラフィック素子１０４を備える必要があるため、材料費が高い、すなわち光結合素子を安価に提供しにくいという課題がある。

特許文献２の技術では、遮光体にメッキ或いは樹脂層を予め形成しておく必要があるため、製造の工程数が多くなるため、やはり、光結合素子を安価に提供しにくいという課題がある。

また、近年、例えば、ＦＡ（Ｆａｃｔｏｒｙ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ）機器など、各種機器の小型化が進んでいる。それに伴い、それら機器に搭載される半導体部品（光結合素子を含む）にも、小型化並びに薄型化の要求が高まっている。しかし、特許文献３の技術では、発光素子と受光素子とを対向配置させ、且つ、これら発光素子と受光素子の間に中空を形成する必要があるため、光結合素子の薄型化が困難であるという課題がある。

このように、薄型の光結合素子を安価に提供することは困難だった。

本発明は、相互に電気的に絶縁されている発光素子及び受光素子と、前記発光素子から前記受光素子へと光を伝達する光導波路と、前記光導波路の外面の少なくとも一部を覆う、光反射性無機粒子を含有する樹脂と、を備えることを特徴とする光結合素子を提供する。

この光結合素子によれば、光導波路が光反射性無機粒子を含有する樹脂により覆われているので、発光素子から受光素子へと光導波路を介して好適に光を伝達することができる。

また、光結合素子が高価なホログラフィック素子を備える場合と比べて、光結合素子を安価に提供することができる。また、メッキ或いは樹脂層を予め形成した遮光体により光導波路を覆う構成の光結合素子と比べて、製造工程の工程数を削減することができるため、光結合素子の製造が容易であるとともに、光結合素子を安価に提供することができる。また、発光素子と受光素子とを対向配置させ、且つ、これら発光素子と受光素子の間に中空を形成した構成の光結合素子と比べて、薄型に形成することが可能である。すなわち、本発明によれば、薄型の光結合素子を安価に提供することが可能となる。

また、本発明は、相互に電気的に絶縁されている発光素子及び受光素子の前記発光素子から前記受光素子へと光導波路を介して光を伝達可能となるように、該光導波路を設ける第１工程と、前記光導波路を、光反射性無機粒子を含有する樹脂により覆う第２工程と、をこの順に行うことを特徴とする光結合素子の製造方法を提供する。

本発明によれば、薄型の光結合素子を安価に提供することが可能となる。

実施形態に係る光結合素子を示す断面図である。 実施形態に係る光結合素子を示す平面図である。 実施形態に係る光結合素子の製造方法の一連の工程図である。 図３の後の製造工程を説明するための図である。 実施形態に係る光結合素子による信号（電気信号及び光信号）の伝達態様を模式的に示す図である。 一般的な発光素子の構造を示す斜視図である。 特許文献１の光結合素子を示す断面図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を用いて説明する。なお、すべての図面において、同様の構成要素には同一の符号を付し、適宜に説明を省略する。

図１は実施形態に係る光結合素子１０を示す断面図、図２は光結合素子１０の平面図である。なお、図２では、封止樹脂４を仮想線（２点鎖線）で示し、該封止樹脂４の内部の構成を見せている。

本実施形態に係る光結合素子１０は、相互に電気的に絶縁されている発光素子１及び受光素子２と、発光素子１から受光素子２へと光を伝達する光導波路３と、光導波路３の外面の少なくとも一部を覆う、光反射性無機粒子を含有する樹脂（封止樹脂４）と、を備える。また、本実施形態に係る光結合素子の製造方法では、互に電気的に絶縁されている発光素子１及び受光素子２の発光素子１から受光素子２へと光を伝達する光導波路３を設ける第１工程と、光導波路３を光反射性無機粒子を含有する樹脂（封止樹脂４）により覆う第２工程と、をこの順に行う。以下、詳細に説明する。

先ず、光結合素子１０の構成を説明する。

図１及び図２に示すように、本実施形態に係る光結合素子１０は、相互に電気的に絶縁されている発光素子１及び受光素子２と、発光素子１から受光素子２へと光を伝達する光導波路３と、光導波路３を覆う封止樹脂４と、を備えている。

封止樹脂４は、詳細を後述するように、光反射性無機粒子を含有する絶縁性樹脂からなり、光導波路３内を伝達される光を該光導波路３内に閉じ込める機能を奏する。

図６は発光素子１の構造の一例を示す斜視図である。図６に示すように、発光素子１は、例えば、その上面に電極１ａ（電極パッド）を、下面（裏面）に裏面電極（図示略）を、それぞれ備えている。更に、発光素子１は、発光部としてのＰＮジャンクション１ｂを備えている。このような発光素子１は、該発光素子１の外面から外部へ発光する。

また、受光素子２は、例えば、その上面に、電極２ａと、受光部２ｂと、を備える。この受光素子２は、発光素子１から発光され光導波路３を介して伝達される光を受光部２ｂにおいて受光する。

図１及び図２に示すように、発光素子１と受光素子２とは、例えば、同一平面上に配置されている。具体的には、例えば、発光素子１は、その裏面電極がパッケージ（Ｐａｃｋａｇｅ）端子（基台）７と導通するように、該パッケージ端子７上に配置されている。また、受光素子２は、発光素子１が配置されているのとは別のパッケージ端子７上に配置されている。発光素子１の電極１ａと、受光素子２の電極２ａは、それぞれボンディングワイヤ６を介して別のパッケージ端子７に対して電気的に接続されている。発光素子１の電極１ａが接続されたパッケージ端子７並びに裏面電極が接続されたパッケージ端子７と、受光素子２の電極２ａが接続されたパッケージ端子７とは、相互に電気的に絶縁されている。すなわち、発光素子１と受光素子２とは相互に電気的に絶縁されている。なお、各パッケージ端子７は、例えば、後述するように、１つのリードフレーム５の一部分ずつからなることが挙げられる。

光導波路３は、例えば、平板な板状に形成された本体部３０と、本体部３０と発光素子１とを相互に接続した第１接続部３１と、本体部３０と受光素子２の受光部２ｂとを相互に接続した第２接続部３２と、からなる。本体部３０は、第１及び第２接続部３１、３２をそれぞれ介して発光素子１から受光素子２に亘って架設されている。この光導波路３においては、第１接続部３１は発光素子１から本体部３０へ、本体部３０は第１接続部３１から第２接続部３２へ、第２接続部３２は本体部３０から受光素子２へ、順次に光を伝達する。

本体部３０は、例えば、予め成型された、光透過性且つ絶縁性のフィルムからなる。このようなフィルムは、例えば、ポリイミドフィルムであることが挙げられる。本体部３０は、第１接続部３１から第２接続部３２に亘って架設されている。この本体部３０の下面は、受光素子２の受光部２ｂに面している。

第１接続部３１は、例えば、光透過性且つ絶縁性で、粘性が高い液状の樹脂（以下、単に光透過性樹脂）を発光素子１へ滴下した後で硬化させることにより構成されている。同様に、第２接続部３２は、第１接続部３１を構成しているのと同様の光透過性樹脂を受光素子２において少なくとも受光部２ｂを含む部分へ滴下した後で硬化させることにより構成されている。このような光透過性樹脂としては、例えば、熱硬化性のシリコーン樹脂が挙げられる。

第１及び第２接続部３１、３２の高さ（上下寸法）の調節は、その光透過性樹脂の滴下量及び滴下範囲を調節することにより行うことができる。図１に示すように、例えば、発光素子１よりも受光素子２の方が高い（上下寸法が大きい）。このため、発光素子１における本体部３０側の面（つまり発光素子１の上面）と、受光素子２における本体部３０側の面（つまり受光素子２の上面）とは、本体部３０の下面からの距離が互いに異なる。この場合にも、第１接続部３１における本体部３０側の面と、第２接続部３２における本体部３０側の面と、が相互に面一となるように、第１接続部３１の方が第２接続部３２よりも高く形成されている。すなわち、第１接続部３１における本体部３０側の面と、第２接続部３２における本体部３０側の面と、が相互に面一となるように、第１及び第２接続部３１、３２の高さがそれぞれ設定されている。これにより、本体部３０の下面は受光素子２の受光部２ｂに対し略平行に配置されている。この構造により、本体部３０から第２接続部３２を介して受光部２ｂへ伝達される光の伝達効率が高められている（光の損失が低減されている）。

なお、詳細には、第１及び第２接続部３１、３２を構成する光透過性の樹脂をそれぞれ滴下後に、これら滴下した双方の樹脂に亘って本体部３０を架設した後で、これら双方の樹脂が硬化されている。これにより、第１接続部３１は発光素子１と本体部３０とを相互に接続（接着）している一方で、第２接続部３２は受光素子２と本体部３０とを相互に接続（接着）している。

また、第１接続部３１は、発光素子１の全体（リードフレーム５に設けられた面を除く）を被覆するように形成されている。これにより、発光素子１の（リードフレーム５に設けられた面を除く）いずれの面から出力される光も、第１接続部３１を介して本体部３０へ伝達され得るようになっている。

また、第１接続部３１と第２接続部３２とは相互に離間し、第１接続部３１と第２接続部３２との間には封止樹脂４が介在している。これにより、発光素子１からの発光は、受光素子２へと直線的に伝達されるのではなく、第１接続部３１、本体部３０及び第２接続部３２をこの順に介して、受光部２ｂに向けて伝達される。よって、第１接続部３１と第２接続部３２との間での光の損失を低減することができる。

封止樹脂４は、光反射性無機粒子を含有する絶縁性樹脂である。

この光反射性無機粒子としては、該光反射性無機粒子により発光素子１の発振波長の光を反射し、該波長の光をほとんど透過させない無機材質の粒子が好適に用いられる。

光反射性無機粒子の反射性能をより高めるため、光反射性無機粒子は、その平面形状のアスペクト比（短辺と長辺の寸法比）が、例えば、２以上であることが好ましく、３以上であることがより好ましい。これは、光反射性無機粒子が球形に近いと、該光反射性無機粒子の表面で光の散乱が繰り返される結果、光が封止樹脂４の内部深くまで達して吸収される可能性が生じるためである。これに対し、光反射性無機粒子の平面形状のアスペクト比を例えば２以上とすることにより、光導波路３との境界部付近の封止樹脂４内の光反射性無機粒子によって光を好適に光導波路３側へ反射させることができるので、光が封止樹脂４の内部深くまで達して吸収されてしまう可能性を低減できる。光反射性無機粒子の具体的な形状は、球形又はフレーク状などの扁平形状であることが挙げられるが、光反射性無機粒子の反射性能向上の観点からは、光反射性無機粒子が扁平形状である方が好ましい。

このような光反射機能を実現する光反射性無機粒子の具体例としては、例えば、酸化チタン、酸化アルミ、マイカ（雲母）、窒化アルミ、ボロンナイトライドのうちの少なくとも何れか１種の無機材料の粒子が挙げられる。

この絶縁性樹脂中の光反射性無機粒子の含有率は、例えば、１５重量％以上２５重量％以下であることが好ましい。具体的には、例えば、２０重量％程度とすることができる。また、光反射性無機粒子の粒径（長辺の長さ）は、例えば、２５ｎｍ以上３５ｎｍ以下とすることができ、具体的には、例えば、３０ｎｍ程度とすることができる。

また、このような光反射性無機粒子を含有する絶縁性樹脂としては、例えば、熱硬化性のエポキシ樹脂が挙げられる。

なお、封止樹脂４は、他に、例えば、５０〜６０重量％のシリカも含有している。シリカは、一般的な封止樹脂材料に含有されているが、このシリカのみを含有する樹脂では好適に光を反射することができない。このため、本実施形態では、封止樹脂４に上述のような光反射性無機粒子を含有させている。

この封止樹脂４は、光導波路３の外面のうち、発光素子１、受光素子２及びパッケージ端子７の何れにも接していない部分の全体を覆っている。具体的には、例えば、図１及び図２に示すように、各パッケージ端子７の一部のみが封止樹脂４の外部に露出し、光結合素子１０におけるその他の各部（発光素子１、受光素子２、光導波路３、ボンディングワイヤ６、及び、各パッケージ端子７の一部）は封止樹脂４内に位置している。

次に、本実施形態に係る光結合素子の製造方法を説明する。

図３は実施形態に係る光結合素子の製造方法の一連の工程を示す断面図である。また、図４は図３の後の製造工程を説明するための図であり、図４（ａ）、図４（ｂ）、図４（ｄ）はそれぞれ平面図、図４（ｃ）、図４（ｅ）、図４（ｆ）はそれぞれ断面図である。

先ず、図３（ａ）に示すように、１つのリードフレーム５上に発光素子１及び受光素子２をマウントボンディングする。すなわち、リードフレーム５上に発光素子１及び受光素子２をそれぞれ設置し、発光素子１の電極１ａ、受光素子２の電極２ａをそれぞれボンディングワイヤ６を介してリードフレーム５に対し電気的に接続する。なお、発光素子１と受光素子２とは、同一平面上に配置される。また、発光素子１が設置される部分と、電極１ａが接続される部分と、受光素子２が設置される部分と、電極２ａが接続される部分は、後で切断されて、互いに別体のパッケージ端子７となる。

次に、図３（ｂ）に示すように、発光素子１と受光素子２へそれぞれ液状の光透過性樹脂４１、４２を滴下する。これら光透過性樹脂４１、４２は、後で硬化されることにより、それぞれ第１接続部３１、第２接続部３２（それぞれ図３（ｃ）参照）を構成する。ここで、本実施形態の場合、例えば、発光素子１よりも受光素子２の方が高い（上下寸法が大きい）が、第１接続部３１における本体部３０側の面と、第２接続部３２における本体部３０側の面と、が相互に面一となるように、光透過性樹脂４１、４２の各々の滴下量及び滴下範囲を設定する。具体的には、光透過性樹脂４２は、例えば、図３（ｂ）に示すように、受光部２ｂ上に扁平に広がるように、その滴下量及び滴下範囲を設定する。対して、光透過性樹脂４１は、例えば、図３（ｂ）に示すように、発光素子１の上面よりも上方に盛り上がり、該光透過性樹脂４１の上端が光透過性樹脂４２の上端と同程度の高さに達するように、その滴下量及び滴下範囲を設定する。しかも、第１接続部３１と第２接続部３２とが相互に離間し、第１接続部３１と第２接続部３２との間に（後で形成される）封止樹脂４が介在するように、光透過性樹脂４１、４２の各々の滴下量及び滴下範囲を設定する。

次に、本体部３０を光透過性樹脂４１から光透過性樹脂４２に亘って架設する（図３（ｃ）参照）。次に、図３（ｃ）に示すように、光透過性樹脂４１、４２を例えば熱硬化により硬化させる。これにより、光透過性樹脂４１は第１接続部３１となって発光素子１と本体部３０とを相互に接続（接着）する。同様に、光透過性樹脂４２は第２接続部３２となって本体部３０と受光素子２とを相互に接続（接着）する。こうして、本体部３０が、第１及び第２接続部３１、３２をそれぞれ介して発光素子１から受光素子２に亘って架設された状態となるとともに、本体部３０、第１接続部３１及び第２接続部３２は相互に一体化されて光導波路３を構成する。このようにして、相互に電気的に絶縁されている発光素子１及び受光素子２の発光素子１から受光素子２へと光を伝達する光導波路３が設けられる。

次に、光結合素子１０における所要部位（発光素子１、受光素子２、光導波路３、ボンディングワイヤ６、及び、各パッケージ端子７の一部）を覆う型枠（金型：図示略）を配置した状態で、該型枠内に、封止樹脂４を構成する樹脂、すなわち、光反射性無機粒子を含有する樹脂を注入する。次に、注入した樹脂を、例えば熱硬化により硬化させる。これにより、図３（ｄ）に示すように、封止樹脂４が成型される。

図４（ａ）は、図３（ｄ）の状態でのリードフレーム５の全体形状を示す平面図である。なお、図４（ａ）では、封止樹脂４を仮想線（２点鎖線）で示し、封止樹脂４の内部を見せている。

次に、図４（ｂ）及び図４（ｃ）に示すように、リードフレーム５を切断位置ａ、ｂで切断し、リードフレーム５の周縁部を除去する。リードフレーム５において、切断位置ａ、ｂで切断することにより除去した残りの部分、すなわち、それぞれの一部が封止樹脂４内に入り込んでいる部分は、パッケージ端子７となる。

次に、図４（ｄ）及び図４（ｅ）に示すように、各パッケージ端子７を折り曲げ位置ｃ、ｄ、ｅ、ｆでそれぞれ折り曲げ加工することにより、図４（ｆ）に示すように、各パッケージ端子７を屈曲させる。

以上により、光結合素子１０が製造される。

次に、光結合素子１０の動作を説明する。

図５は光結合素子１０による信号（電気信号及び光信号）の伝達態様を模式的に示す図であり、図５（ａ）は光結合素子１０の全体での信号の流れを示し、図５（ｂ）は光導波路３での光信号の流れを示す。

発光素子１は、発光側の（発光素子１の電極１ａに接続されている）パッケージ端子７を及びボンディングワイヤ６を介して該発光素子１に入力される電気信号Ｓ１（図５（ａ））に従って発光動作を行う。すなわち、発光素子１は、パッケージ端子７を介して入力される電気信号を光信号に変換し、該光信号Ｓ２（図５（ａ）、図５（ｂ））を光導波路３の第１接続部３１へ出力する。

発光素子１が出力する光信号Ｓ２は、第１接続部３１、本体部３０、及び第２接続部３２をこの順に介して、受光素子２の受光部２ｂへ伝達される。すなわち、第１接続部３１、本体部３０、及び第２接続部３２からなる光導波路３は、発光素子１と受光素子２の受光部２ｂとを光結合している。

上述のように、発光素子１が接続されたパッケージ端子７と、受光素子２が接続されたパッケージ端子７とは、相互に電気的に絶縁されているため、発光素子１と受光素子２とは相互に電気的に絶縁されており、光信号Ｓ２のみが光導波路３を介して発光素子１から受光素子２へと伝達される。また、封止樹脂４、本体部３０を構成するフィルム、及び、第１及び第２接続部３１、３２を構成する光透過性樹脂は、それぞれ絶縁性のものであるため、発光素子１のパッケージ端子７と受光素子２側のパッケージ端子７との間に大きな電位差が発生しても、発光素子１と受光素子２との間の電気的絶縁を確保することができる。

また、光導波路３は、光反射性無機粒子を含有する樹脂からなる封止樹脂４により覆われているため、高い光伝達効率で、光信号Ｓ２を伝達することができる。

受光素子２は、受光部２ｂにて受光した光信号Ｓ２を電気信号Ｓ３（図５（ａ））に変換し、該電気信号Ｓ３を電極２ａから出力する。この電気信号Ｓ３は、ボンディングワイヤ６及びパッケージ端子７を介して光結合素子１０の外部へ出力される。

以上のような実施形態によれば、相互に電気的に絶縁されている発光素子１及び受光素子２と、発光素子１から受光素子２へと光を伝達する光導波路３と、光導波路３の外面の少なくとも一部を覆う、光反射性無機粒子を含有する封止樹脂４と、を備えるので、この封止樹脂４によって光導波路３内の光を該光導波路３内に好適に閉じ込めることができるため、発光素子１から受光素子２へと光導波路３を介して好適に光を伝達することができる。

また、光結合素子が高価なホログラフィック素子を備える場合と比べて、光結合素子１０を安価に提供することができる。また、メッキ或いは樹脂層を予め形成した遮光体により光導波路を覆う構成の光結合素子と比べて、製造工程の工程数を削減することができるため、光結合素子１０の製造が容易であるとともに、光結合素子１０を安価に提供することができる。また、発光素子と受光素子とを対向配置させ、且つ、これら発光素子と受光素子の間に中空を形成した構成の光結合素子と比べて、光結合素子１０は薄型に形成することが可能である。すなわち、本実施形態によれば、薄型の光結合素子１０を安価に製造することが可能となる。

また、発光素子１と受光素子２は、それぞれ基台としてのパッケージ端子７上に設けられ、光導波路３の外面のうち、発光素子１、受光素子２及びパッケージ端子７の何れにも接していない部分の全体が、光反射性無機粒子を含有する封止樹脂４により覆われているので、光結合素子１０の光伝達効率を高めることができる。

ここで、特許文献１の光結合素子では、ホログラフィック素子１０４によって覆われていない箇所（図７の符号ｇ部、ｈ部、ｉ部など）に照射又は反射された光は、パッケージ１０５によって吸収されてしまうため、光伝達効率が悪いという課題がある。特に、一般的で安価な発光素子（ＬＥＤ：Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）は光に指向性が無く、例えば、図６に示すように、発光素子１の上面に電極１ａが配置されているため、発光素子１の真上への発光効率は良くない。よって、特許文献１の構造では、上面に電極１ａが配置された構造の発光素子１を用いる場合の光伝達効率の低下が顕著となる。

また、特許文献２の光結合素子では、透光性光ガイド板の上面のみが、メッキ又は光反射率の高い樹脂の印刷により形成された反射面により覆われ、透光性ガイド板の側面はそのような反射面によって覆われてはいない。このため、透光性ガイド板の側面では、遮光体により光が吸収されてしまうため、やはり、光伝達効率が悪いという課題がある。

また、特許文献３の光結合素子でも、中空体の周囲に配置された遮光性樹脂により光が吸収されてしまうため、やはり、光伝達効率が悪いという課題がある。

これらに対し、本実施形態に係る光結合素子１０では、光反射性無機粒子を含有する樹脂からなる封止樹脂４が、光導波路３の外面のうち、発光素子１、受光素子２及びパッケージ端子７の何れにも接していない部分の全体を覆っている。このため、これらの部分における光の吸収を好適に抑制できるため、光伝達効率を高めることができる。特に、発光素子１が発光する光に指向性がない場合の光伝達効率を顕著に向上することができる。

また、封止樹脂４は、光導波路３の周囲に型枠を配置し、その型枠内に光反射性無機粒子を含有する樹脂を充填し、その充填した樹脂を硬化させることにより、容易に形成することができる。

また、光導波路３は、第１及び第２接続部３１、３２を構成する光透過性樹脂を発光素子１及び受光素子２へそれぞれ滴下後に、その滴下した双方の光透過性樹脂間に亘って本体部３０を架設した後で、滴下した双方の光透過性樹脂を硬化させることにより、容易に形成することができる。そして、第１接続部３１における本体部３０側の面と、第２接続部３２における本体部３０側の面と、が相互に面一となるように、第１及び第２接続部３１、３２を構成する光透過性樹脂の各々の滴下量及び滴下範囲がそれぞれ設定されている。すなわち、第１接続部３１における本体部３０側の面と、第２接続部３２における本体部３０側の面と、が相互に面一となるように、第１及び第２接続部３１、３２の高さがそれぞれ設定されている。よって、発光素子１における本体部３０側の面と、受光素子２における本体部３０側の面とで、本体部３０からの距離が互いに異なる場合であっても、本体部３０の下面を受光素子２の受光部２ｂに対し略平行に配置することができる。これにより、本体部３０から第２接続部３２を介して受光部２ｂへ伝達される光を、特に受光部２ｂに向けて効率的に伝達させることができるので、該光の伝達効率を向上することができる。

また、光導波路３の第１接続部３１と第２接続部３２とは相互に離間し、第１接続部３１と第２接続部３２との間には光反射性無機粒子を含有する封止樹脂４が介在しているので、発光素子１からの発光は、受光素子２へと直線的に伝達されるのではなく、第１接続部３１、本体部３０及び第２接続部３２をこの順に介して、受光部２ｂに向けて伝達されるため、第１接続部３１と第２接続部３２との間での光の損失を抑制できる。よって、発光素子１から受光素子２へと伝達される光の伝達効率を向上することができる。

また、光導波路３の本体部３０は、光透過性のフィルムからなるため、該本体部３０を安価に構成することができる。

なお、上記の実施形態では、光反射性無機粒子を含有する樹脂からなる封止樹脂４が、光導波路３の外面のうち、発光素子１、受光素子２及びパッケージ端子７の何れにも接していない部分の全体を覆っている例を説明したが、必ずしもその部分の全体を覆っていなくても良い。ただし、少なくとも、本体部３０の外面のうち、第１及び第２接続部３１、３２の何れにも接していない部分の全体は、封止樹脂４により覆っていることが好ましい。

また、光反射性無機粒子を含有する樹脂が熱硬化性の樹脂である例を説明したが、熱可塑性のものであっても良い。すなわち、光反射性無機粒子を含有する樹脂を加熱により軟化させ型枠（金型）内に充填した後で、該樹脂を冷却して硬化させることにより、該樹脂により光導波路３等を覆うようにしても良い。

また、各パッケージ端子７が、元々は１つのリードフレーム５の一部分ずつからなる例を説明したが、それぞれ別のリードフレーム（の一部分）により構成するようにしても良い。

また、発光素子１よりも受光素子２の上下寸法（高さ）が大きい例を説明したが、発光素子１よりも受光素子２の上下寸法の方が小さくても良いし、或いは、発光素子１と受光素子２の上下寸法が互いに等しくても良いのは勿論であり、これらの場合にも、第１及び第２接続部３１、３２を構成する光透過性樹脂の滴下量及び滴下範囲を適宜に調節することにより、これら第１及び第２接続部３１、３２における本体部３０側の面を互いに面一にすることが好ましい。

１ 発光素子
１ａ 電極
１ｂ ＰＮジャンクション
２ 受光素子
２ａ 電極
２ｂ 受光部
３ 光導波路
４ 封止樹脂（光反射性無機粒子を含有する樹脂）
５ リードフレーム
６ ボンディングワイヤ
７ パッケージ端子（基台）
１０ 光結合素子
３０ 本体部
３１ 第１接続部
３２ 第２接続部
４１ 光透過性樹脂
４２ 光透過性樹脂
Ｓ１ 電気信号
Ｓ２ 光信号
Ｓ３ 電気信号

Claims (11)

1. 相互に電気的に絶縁されている発光素子及び受光素子と、
   前記発光素子から前記受光素子へと光を伝達する光導波路と、
   前記光導波路の外面の少なくとも一部を覆う、光反射性無機粒子を含有する樹脂と、
   を備えることを特徴とする光結合素子。
2. 前記光反射性無機粒子は、酸化チタン、酸化アルミ、マイカ（雲母）、窒化アルミ、ボロンナイトライドのうちの少なくとも何れか１種の無機材料の粒子であることを特徴とする請求項１に記載の光結合素子。
3. 前記発光素子と前記受光素子は、それぞれ基台上に設けられ、
   前記光導波路の外面のうち、前記発光素子、前記受光素子及び前記基台の何れにも接していない部分の全体が、前記光反射性無機粒子を含有する前記樹脂により覆われていることを特徴とする請求項１又は２に記載の光結合素子。
4. 前記光導波路は、
   平板な板状に形成された本体部と、
   前記本体部と前記発光素子とを相互に接続した第１接続部と、
   前記本体部と前記受光素子の受光部とを相互に接続した第２接続部と、
   からなり、
   前記本体部は前記第１及び第２接続部をそれぞれ介して前記発光素子から前記受光素子に亘って架設され、
   前記第１接続部は前記発光素子から前記本体部へ、前記本体部は前記第１接続部から前記第２接続部へ、前記第２接続部は前記本体部から前記受光素子へ、順次に光を伝達することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の光結合素子。
5. 前記発光素子における前記本体部側の面と、前記受光素子における前記本体部側の面とは、前記本体部からの距離が互いに異なり、
   前記第１接続部における前記本体部側の面と、前記第２接続部における前記本体部側の面と、が相互に面一となるように、前記第１及び第２接続部の高さがそれぞれ設定されていることを特徴とする請求項４に記載の光結合素子。
6. 前記第１接続部と前記第２接続部とは相互に離間し、前記第１接続部と前記第２接続部との間に前記光反射性無機粒子を含有する前記樹脂が介在していることを特徴とする請求項４又は５に記載の光結合素子。
7. 前記本体部は光透過性のフィルムであることを特徴とする請求項４乃至６のいずれか一項に記載の光結合素子。
8. 相互に電気的に絶縁されている発光素子及び受光素子の前記発光素子から前記受光素子へと光を伝達する光導波路を設ける第１工程と、
   前記光導波路を、光反射性無機粒子を含有する樹脂により覆う第２工程と、
   をこの順に行うことを特徴とする光結合素子の製造方法。
9. 前記第２工程では、
   前記光導波路の周囲に型枠を配置する工程と、
   前記型枠内に前記光反射性無機粒子を含有する前記樹脂を充填する工程と、
   前記充填した樹脂を硬化させる工程と、
   をこの順に行うことを特徴とする請求項８に記載の光結合素子の製造方法。
10. 前記光導波路は、平板な板状に形成された本体部と、前記本体部と前記発光素子とを相互に接続した第１接続部と、前記本体部と前記受光素子とを相互に接続した第２接続部と、からなり、前記本体部は前記第１及び第２接続部をそれぞれ介して前記発光素子から前記受光素子に亘って架設され、前記第１接続部は前記発光素子から前記本体部へ、前記本体部は前記第１接続部から前記第２接続部へ、前記第２接続部は前記本体部から前記受光素子へ、順次に光を伝達するものであり、
    前記発光素子における前記本体部側の面と、前記受光素子における前記本体部側の面とは、前記本体部からの距離が互いに異なり、
    前記第１工程では、
    前記第１及び第２接続部をそれぞれ構成する光透過性樹脂を、前記第１接続部における前記本体部側の面と、前記第２接続部における前記本体部側の面と、が相互に面一となるように各々の滴下量及び滴下範囲を設定して、前記発光素子及び前記受光素子へそれぞれ滴下する工程と、
    前記本体部を、前記第１接続部を構成する前記光透過性樹脂から前記第２接続部を構成する前記光透過性樹脂に亘って架設する工程と、
    前記第１接続部を構成する前記光透過性樹脂と前記第２接続部を構成する前記光透過性樹脂とを硬化させる工程と、
    をこの順に行うことを特徴とする請求項９に記載の光結合素子の製造方法。
11. 光透過性樹脂をそれぞれ前記発光素子及び前記受光素子へ滴下する前記工程では、前記第１接続部と前記第２接続部とが相互に離間し、前記第１接続部と前記第２接続部との間に前記光反射性無機粒子を含有する前記樹脂が介在するように、各々滴下量及び滴下範囲を設定して前記光透過性樹脂を前記発光素子及び前記受光素子へ滴下することを特徴とする請求項１０に記載の光結合素子の製造方法。

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