JPH0194679A - 樹脂封止型光結合半導体装置およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、樹脂封止型光結合半導体装置およびその製造
方法に関し、特には、半導体発光素子と半導体受光素子
が透光性のシリコーン硬化体により光学的に結合した樹
脂封止型光結合半導体装置に関する。

〔従来の技術〕

光結合半導体装置は、半導体発光素子から出た光（入力
側電気信号）を半導体受光素子で受け、出力側に電気信
号を伝えるものであり、入出力間を電気的にＭ縁したま
ま信号のみを伝達する装置である。

光結合半導体装置は、無接点スイッチとして通信機器、
コンピュータ等に使用されており、今後も多用される傾
向にある。

光結合、半導体装置は、半導体発光素子と半導体受光素
子が透光性のシリコーン硬化体により光学的に結合し、
該シリコーン硬化体とと封止用樹脂により封止成形され
てなる樹脂封止型半導体装置が代表的である。

樹脂封止型光結合半導体装置には、半導体発光素子と半
導体受光素子が対向位置にあり、画素子の間を透光性の
シリコーン硬化体により光学的に結合した対向型のもの
（特開昭５９−２２０９８１号公報参照）と、半導体発
光素子と半導体受光素子が並列位置にあり１画素子を透
光性のシリコーン硬化体中に埋設し、シリコーン硬化体
の上を被覆する封止用樹脂面による反射効果を利用して
光学的に結合した反射型のもの（特開昭５９−２０４２
８５号公報参照）とがある。対向型のものの絶縁耐圧を
向上させるために、半導体発光素子と半導体受光素子の
間のシリコーン硬化体中に、該シリコーン硬化体を発光
素子側と受光素子側に部分するように絶縁性樹脂フィル
ムを介在させたもの、すなわち、絶縁フィルム介在型（
特開昭６１−２１４５８５号公報参照）が知られている
。

【発明が解決しようとする問題点〕

ところが、対向型の樹脂封止型光結合半導体装置、反射
型の樹脂封止型光結合半導体装置ともに光路物質層であ
るシリコーン硬化体と封止用樹脂とが一見密着している
が、よく観察すると離隔しているため、絶縁耐圧が低い
という問題があった。

すなわち、発光素子側の外部接続用リード線と受光素子
側の外部接続用リード線の間に高電圧を印加すると、シ
リコーン硬化体と封止用樹脂の界面の隙間で放電して半
導体発光素子と半導体受光素子が破壊されたり、シリコ
ーン硬化体と封止、声脂の界面で絶縁破壊が起って半導
体発光素子と半導体受光素子が破壊されるという問題が
あった。また、耐湿性が低いという問題があった。

対向型の樹脂封止型光結合半導体装置の改良品である絶
縁フィルム介在型のそれは、シリコーン硬化体と絶縁フ
ィルムとの密着性が十分でないため絶縁耐圧が十分でな
く、また、絶縁フィルム面で光反射されるため光伝導効
率が低いという問題があった。

本発明は、かかる従来公知の樹脂封止型光結合半導体装
置の持つ問題点を解消すること、すなわち、絶縁耐圧と
耐湿性がすぐれ、光伝導効率が阻害されない樹脂封止型
光結合半導体装置およびその製造方法を提供することを
目的とする。

〔問題点の解決手段とその作用〕

これらの目的は、■、導電部材により外部接続用リード
線のインナーリード部に電気的に接続された半導体発光
素子と導電部材により外部接続用リード線のインナーリ
ード部に電気的に接続された半導体受光素子とが、該導
電部材の少なくとも該半導体素子に近接した部分および
該半導体素子が載置されたインナーリード部の少なくと
も該半導体素子に近接した部分と共に透光性のシリコー
ン硬化体中に接着状態で埋設されて光学的に結合してお
り、該シリコーン硬化体がインナーリード部の残部と共
に封止用樹脂により封止成形されてなる樹脂封止型光結
合半導体装置において、該シリコーン硬化体がその表面
の紫外線照射処理層を介して該封止用樹脂に接着し一体
化するようにすることにより、また、■、導電部材によ
り外部接続用リード線のインナーリード部に電気的に接
続された半導体発光素子と感電部材により外部接続用リ
ード線のインナーリード部に電気的に接続された半導体
受光素子とを、該導電部材の少なくとも該半導体素子の
近接した部分および該半導体素子が載置されたインナー
リード部の該半専体素子着性シリコーン組成物を加熱下
硬化させて生成したシリコーン硬化体の表面に紫外線照
射するか、または、該硬化性・自己接着性シリコーン組
成物に紫外線照射しつつ加熱下硬化させて表面に紫外線
照射処理層を有する透光性のシリコーン硬化体を形成し
、次いで該シリコーン硬化体をインナーリード部の残部
と共に封止用樹脂により封止成形することにより達成さ
れる。

本発明の樹脂封止型光結合半導体装置は、対向型と反射
型を代表例とする。

対向型は、外部接続用リード線のインナーリード部と別
のインナーリード部が距離をおいて平行にならんでおり
、一方のインナーリード部の内面上に半導体発光素子が
載置されており、他方のインナーリード部の内面上に半
導体受光素子が載置されており、半導体発光素子の能動
領域面と半導体受光素子の能動領域面とが向き合ってい
る。

そして、半導体発光素子は導電部材、例えば、ボンディ
ングワイヤにより半導体素子が載置されていないインナ
ーリード部に電気的に接続され、半導体発光素子は導電
部材、例えば、ボンディングワイヤにより半導体素子が
載置されていない別のインナーリード部に電気的に接続
されている。

反射型は、外部接続用リード線のインナーリード部と別
のインナリード部が距離をおいて略同−高さにならんで
おり、一方のインナーリード部の上面上に半導体発光素
子が載置され、他方のインナーリード部の上面上にも半
導体受光素子が載置されており、半導体発光素子の能動
領域面と半導体受光素子の能動領域面が同一方向を向い
ている。

そして、半導体発光素子は導電部材、例えば、ボンディ
ングワイヤにより半導体素子が載置されていないインナ
ーリード部に電気的に接続され、半導体受光素子は導電
部材、例えばボンディングワイヤにより半導体素子が載
置されていない別のインナーリード部に電気的に接続さ
れている。

対向型、反射型のいずれも、半導体発光素子。

導電部材２例えば、ボンディングワイヤのうち少なくと
も半導体発光素子に近接した部分および半導体発光素子
が載置されたインナーリード部のうち少なくとも半導体
発光素子に近接し入部分、ならびに、半導体受光素子、
導電部材２例えば、ボンディングワイヤのうち少なくと
も半導体受光素子に近接した部分および半導体受光素子
が載置されたインナーリード部のうち少なくとも半導体
受光素子に近接した部分は、同一の透光性のシリコーン
硬化体中に接着状態で埋設されている。

換言すれば透光性のシリコーン硬化体は、半導体発光素
子、導電部材２例えば、ボンディングワイヤのうち少な
くとも半導体発光素子に近接した部分および半導体発光
素子が載置されたインナーリード部のうち少なくとも半
導体発光素子に近接した部分、ならびに、半導体受光素
子、導電部材。

例えば、ボンディングワイヤのうち少なくとも半導体受
光素子に近接した部分および半導体受光素子が載置され
たインナーリード部のうち少なくとも半導体受光素子に
近接した部分に接着している６なお、対向型２反射型と
もに導電部材はシリコーン硬化体中に全部埋設されてい
てもよい。また。

半導体発光素子が載置されたインナーリード部。

半導体受光素子が載置されたインナーリード部ともに大
部分がシリコーン硬化体中に埋設されていてもよい。ま
た、導電部材が接続したインナーリード部は、ともに大
部分がシリコーン硬化体中に埋設されていてもよい。対
向型１反射型ともに、シリコーン硬化体の表面は紫外線
照射処理されている。

表面にこの紫外線照射処理層を有するシリコーン硬化体
は、インナーリード部の残部および場合により導電部材
の残部と共に封止用樹脂により封止成形されており、紫
外線照射処理層を介して封止用樹脂と接着し一体化して
いる。

ここで、接着一体化とは、熱的ストレスや機械的ストレ
スを負荷しても、シリコーン硬化体と封止用樹脂がその
界面で剥離することがなく、むりやりひきはがそうとす
るとシリコーン硬化体と封止用樹脂のいずれかが破壊す
るほど強固に接着していることをいう。

透光性のシリコーン硬化体は、半導体発光素子から発せ
られた光が半導体受光素子に到達し、信号として感知で
きる程度の透光性を有していれば着色されていてもよい
。

また、透光性のシリコーン硬化体は、硬化性シリコーン
組成物を室温上放置、加熱、赤外線照射。

電子線照射など、いずれかひとつ以上の手段により硬化
させたものであり、硬化前の形態は常温において液状、
ペースト状、餅状、粉粒状、固形状などのいずれであっ
てもよい。透光性のシリコーン硬化体は、常温において
硬質レジン状、ゴム状。

ゲル状、これらの中間的性能のいずれであってもよいが
、絶縁耐圧の点で硬質レジン状がもっとも好ましく、つ
いでゴム状が好ましい。

シリコーン硬化体の代表例として、■硬化状態でケイ素
原子結合水素原子を有するシリコーン硬化体、■硬化状
態でケイ素原子結合加水分解性基を有するシリコーン硬
化体、■硬化状態でケイ素原子結合水素原子とケイ素原
子結合加水分解性基を有するシリコーン硬化体がある。

■のシリコーン硬化体としては１例えばビニル基含有オ
ルガノポリシロキサン、オルガノハイドロジエンポリシ
ロキサンおよび白金化合物触媒を主剤とし、ケイ素原子
結合ビニル基に対して、ケイ素原子化合水素原子が大過
剰になるような比率で配合した硬化性・自己接着性シリ
コーン組成物を硬化させたものがある。

■のシリコーン硬化体としては、例えば、ビニル基含有
オルガノポリシロキサン、オルガノハイドロジエンポリ
シロキサン２反応性接着促進剤（例えば、ビニルトリア
ルコキシシラン、アリルトリ主剤とする硬化性・自己接
着性シリコーン組成物を硬化させたものがある。

■のシリコーン硬化体としては、例えば、ビニル基含有
オルガノポリシロキサン、オルガノハイドロジエンポリ
シロキサン・反応性接着促進剤（例えば、ビニルトリア
ルコキシシラン、アリルトリアルコキシシランもしくは
γ−メタクリロキシプロピルトリアルコキシシラン）お
よび白金化合物触媒を主剤とし、ケイ素原子結合ビニル
基に対してケイ素原子結合水素原子が大過剰になるよう
な比率で配合した硬化性・自己接着性シリコーン組成物
を硬化させたものがある。

これらシリコーン組成物は、付加反応遅延剤。

補強充填剤、増量充填剤、耐熱剤等を含有してもよいが
、透光性を妨げないものであることが望ましい。また、
半導体特性に悪影響を及ぼす不純物、特にアルカリ金属
、ハロゲンイオンの含有量はｌｐｐｍ以下が望ましく、
　α線によるソフトエラー防止の観点からウラン、トリ
ウム等の放射性元素の総合含有量は０．１ｐｐｂ以下が
望ましい。

透光性のシリコーン硬化体は、半導体発光素子と半導体
受光素子の間の光路部を完全に充填していることが必要
である。

対向型での光路距離は通常１００μｓ〜２０，０００Ｉ
ＩＩＢであり、半導体発光素子からの信号を効率よく半
導体受光素子に伝えるためには、可能な限り小さい方が
望ましい。反射型におけるシリコーン硬化体の厚みは１
両半導体素子表面、導電部材の半導体素子に近接した部
分、両生導体素子が載置されたインナーリード部のうち
少なくとも両生導体素子に近接した部分を確実に被覆で
きる程度であればよく、数十ｐ以上であることが好まし
く、通常ｌＯ〜１０，０００μｓ位である。

シリコーン硬化体の表面が紫外線照射処理されているこ
とは、本発明の重要な構成要素であり。

該シリコーン硬化体の表面を被覆する封止用樹脂との接
着一体化を確実にするのに極めて重要である。

照射処理に使用する紫外線は、通常の高強度紫外線であ
り、光源としては、例えば超高圧水銀灯。

高圧水銀灯やキセノン水銀灯がある。また、紫外線の照
射量は、シリコーン硬化体の性質に依存して変化するが
、通常、１００〜３０００Ｗの電力を有する紫外線ラン
プにより、約３００〜１秒間照射すればよいが、１８０
〜３０秒間の照射が好ましい。゛また。シリコーン硬化
体が熱硬化性・自己接着性シリコーン組成物の硬化物か
ら形成される場合は、該シリコーン組成物を加熱しつつ
該表面に紫外線を照射してもよい。この加熱は通常の加
熱によってもよいし、紫外線照射に使用する光源ランプ
の熱によってもよい。

次に、封止用樹脂は、半導体の特性・信頼性にす 悪影響を及ぼさない有機樹脂であればよく、ポＸフェニ
レンサルファイド樹脂に代表−される熱可塑性樹脂、エ
ポキシ樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂に代表さ
れる熱硬化性樹脂などがある。

封止用樹脂の封止に供する前の形態は、常温において、
液状、ペースト状、固形状、粉状等のいずれでもよく、
いわゆる樹脂の他に充填剤、その他添加剤を含有するこ
とが多く、熱硬化性樹脂にっいては、さらに硬化剤を含
有している。

本発明の樹脂封止型光結合半導体装置を製造するには、
対向型については１例えば、半導体受光素子がインナー
リード部に載置され、半導体受光素子と別のインナーリ
ード部が導電部材であるボンディングワイヤ、例えば、
金線またはアルミ線により電気的に接続されたものを用
意しておき、半導体受光素子、導電部材のうち少なくと
も半導体受光素子に近接した部分および半導体受光素子
が載置されたインナーリードのうち少なくとも半導体発
光素子がインナーリード部に載置され、半導体発光素子
と別のインナーリード部が導電部材であるボンディング
ワイヤ、例えば、金線またはアルミ線により電気的に接
続されたものを、半導体発光素子の能動領域面が半導体
受光素子の能動領域面に対向するように、前記硬化性シ
リコーン面に紫外線照射処理するか、該硬化性シリコー
ン線照射処理層を有する透光性のシリコーン硬化体を形
成し、次いで該シリコーシ硬化体、インナーリード部の
残部および場合により導電部材の残部を封止用樹脂によ
り封止成形すればよい。

あるいは、半導体発光素子がインナーリード部に載置さ
れ、半導体発光素子と別のインナーリード部が導電部材
により電気的に接続されたものと、半導体受光素子がイ
ンナーリード部に載置され、半導体受光素子と別のイン
ナーリード部が導電部材により電気的に接続されたもの
を、半導体発光素子の能動領域面と半導体受光素子の能
動領域面次いで以下前記同様の操作を行なってもよい。

半導体発光素子がインナーリード部に載置され、半導体
発光素子とインナーリード部が導電部材により電気的に
接続されたものと、半導体受光素子がインナーリード部
に載置され、半導体受光素子とインナーリード部が感電
部材により電気的に接続されたものとを５両半導体素子
の能動領域面が同一方向を向くように、かつ、略同−高
さになるように並列し、両生導体素子２両導電部材のう
ち少なくとも両生導体素子に近接した部分および両生導
体素子の載置された両インナーリード部のう該シリコー
ン硬化体、インナーリード部の残部および場合により導
電部材の残部を封止用樹脂によここで使用する硬化性ン
リコーン組成物は、生産性の点で熱硬化性・自己接着性
のものが好まし硬化性２リコーン組成物の適用方法には
、滴下。

注入、塗布、噴霧、浸漬などがあり、封止樹脂による封
止成形の方法には、トランスファー成形。

射出成形、粉体塗装、ケース内への注入などがある。本
発明の樹脂封止型光結合半導体装置は、コンピュータ、
通信機器などにきわめて有効である。

〔実施例〕

次に、本発明の実施例と従来技術を示す比較例をかかげ
る。「部」とあるのは重量部を意味する。

粘度は２５℃における値である。

初期耐圧試験では、半導体発光素子を載置した外部接続
用リード線と半導体受光素子を載置した外部接続用リー
ド線との間に５．ＯＫＶの電圧を印加して良品率を算出
した。

絶縁耐圧試験では、両リード線間の印加電圧を３、ＯＫ
Ｖ、　５．ＯＫＶ、　８．ＯＫＶ、　１０．ＯＫＶ各１
０秒間として良品率を算出した。

耐湿試験では、半導体装置をＱ）１２０℃、２気圧に１
５０時間または■１２０℃、２気圧に３００時間放置し
、次いで両リード線間に５ＫＶの電圧を１０秒間印加し
て良品率を算出した。

〈実施例１〉 第１図は、本発明の一実施例の反射型の樹脂封止型光結
合半導体装置の断面図である。この半導体装置は、半導
体発光素子１．金製のボンディングワイヤ３のうち半導
体発光素子１に近接した部分およびインナーリード部８
のうち半導体発光素子１に近接した部分、半導体受光素
子２．金製のボンディングワイヤ３のうち半導体受光素
子２に近接した部分およびインナーリード部８のうち半
導体受光素子２に近接した部分に、 （ａ）両末端ジメチルビニルシロキシ基封鎖メチルフェ
ニルシロキサン・ジメチルシロキサン共重合体（メチル
フェニルシロキサン単位とジメチ　　・ルシロキサン単
位のモル比は１：９．粘度２０００ｃ、ｐ・）１００部 （ｂ）両末端トリメチルシロキシ基封鎖メチルハイドロ
ジエンポリシロキサン（粘度２０ｃ、ｐ、）　３．０部
（ｃ）アリルトリメトキシシラン　　　　　２．０部（
ｄ）塩化白金酸とジビニルテトラメチルジシロキサンの
錯塩 白金原子として組成物全体の５．０ｐｐｍとなるような
量 からなる付加反応硬化型・自己接着性シリコーンゴム組
成物〔ケイ素原子結合水素原子と（ａ）成分中のビニル
基のモル比は２：１である〕を滴下し、１００℃に１０
分間保って硬化させ、生成した透光性のシリコーンゴム
硬化体５を３０００Ｗの超高圧水銀灯から６■の距離に
置き、９０秒間紫外線を照射してシリコーンゴム硬化体
５の表面に紫外線照射処理層６を形成し、次いでボンテ
ィングワイヤ３の残部、インナーリード部８の残部およ
びボンディングワイヤ３の接続したインナーリード部（
図示せず）とともに、市販の封止用エポキシ樹脂７によ
り封止成形することにより製造されている。

透光性のシリコーンゴム硬化体５は、半導体発光素子１
．半導体受光素子２．ボンディングワイヤ３の画素子に
近接した部分およびインナーリード部８の画素子に近接
した部分に強固に接着するとともに、紫外線照射処理層
６上を被覆する封止用エポキシ樹脂７と強固に接着して
一体化していた。

この樹脂封止型光結合半導体装置は、初期耐圧試験では
１００％の良品率を示し、絶縁耐圧試験ではｌ０ＫＶを
印加しても９５％の良品率を維持した（第５図参照）。

不良品解析により、電気的破壊はシリコーンゴム硬化体
５の内部で起っていることが判明した。

耐湿試験では第１表に示す結果を得た。

なお、シリコーンゴム硬化体自体の絶縁破壊強さはｌ０
ＫＶ／＋ｍ＋であった。

〈比較例１〉 第２図は、従来の反射型の樹脂封止型光結合半導体装置
の断面図である。この半導体装置は、半導体発光素子１
．半導体受光素子２．金製のボンディングワイヤ３の画
素子に近接した部分およびインナーリード部８の画素子
に近接した部分に、実施例１の（ａ）成分１００部、（
ｂ）成分１．０部および（ｄ）成分が白金原子として組
成物全体の５．０ｐｐｍとなるような量のみからなる付
加反応硬化型シリコーンゴム組成物を滴下し、１００℃
に１０分間保って硬化させ、生成した透光性のシリコー
ンゴム硬化体５をボンディングワイヤ３の残部、インナ
ーリード部８の残部およびボンディングワイヤ３の接続
したインナーリード部（図示せず）とともに、市販の封
止用エポキシ樹脂７により封止成形することにより製造
されている。

透光性のシリコーンゴム硬化体５は、半導体発光素子１
．半導体受光素子２．ボンディングワイヤ３の画素子に
近接した部分およびインナーリード部８の画素子に近接
した部分にわずかに接着するとともに、その上を被覆す
る封止用エポキシ樹脂７と一見密接していたが、顕微鏡
で観察すると微細な隙間があり、接着していなかった。

この樹脂封止型゛光結合半導体装置は、初期耐圧試験で
は７５％の良品率を示し、絶縁耐圧試験では８ＫＶ印加
で良品率は５０％であった（第５図参照）。

不良品解析め結果、電気的破壊はシリコーンゴム硬化体
５と封止用エポキシ樹脂７の界面で起っていることが判
明した。耐圧試験では第１表に示す結果を得た。

なお、シリコーンゴム硬化体自体の絶縁破壊強さは１１
．２に’Ｖ／１ｍｌであった。

〈実施例２〉 実施例１の樹脂封止型光結合半導体装置の製造（ａ）両
末端ジメチルビニルシロキシ基封鎖メチルフェニルシロ
キサン・ジメチルシロキサン共重合体（ジメチルシロキ
サン単位とメチルフェニルシロキサン単位のモル比は９
：１．粘度２０００Ｃ０ρ、）８０部と比表面積２００
ｒｒｒ／ｇの疎水化煙霧状シリカ２０部の混合物（粘度
９５０００ｃ、ｐ、）　　１００部（ｂ）両末端トリメ
チルシロキシ基封鎖メチルハイドロジエンポリシロキサ
ン（粘度２０ｃ、ｐ、）　４．０部（ｃ）塩化白金酸と
ジビニルテトラメチルジシロキサンの錯塩 白金原子として組成物全体の５　、０ｐｐｍとなるよう
な量 からなるもの〔ケイ素原子結合水素原子と（ａ）成分中
のビニル基のモル比は４：１である〕を使用し、硬化条
件を１５０℃、１時間とし、透光性のシリコーンゴム硬
化体５と超高圧水銀灯の距離を１５ａｎとし、紫外線照
射時間を６０秒間とした他は実施例１と同一の条件で反
射型の樹脂封止型光結合半導体装置を製造した。

透光性のシリコーンゴム硬化体５は、半導体発光素子１
．半導体受光素子２．ボンディングワイヤ３の画素子に
近接した部分およびインナーリード部８の画素子に近接
した部分に強固に接着するとともに、紫外線照射処理層
６上を被覆する封止用エポキシ樹脂７と強固に接着して
一体化していた。

この樹、脂封止型光結合半導体装置は、初期耐圧試験で
は１００％の良品率を示し、絶縁耐圧試験ではｌ０ＫＶ
を印加しても９５％の良品率を維持した。

不良品解析の結果、電気的破壊はシリコーンゴム硬化体
５内部で発生していることが判明した。

耐湿試験では第１表に示す結果を得た。

なお、シリコーンゴム硬化体自体の絶縁破壊強さは１５
ＫＶ／１１１１であった。

く比較例２〉 実施例２の反射型の樹脂封止型光結合半導体装置の製造
方法において、透光性のシリコーンゴム硬化体５の紫外
線照射処理を省略した他は実施例２と同一の条件で反射
型の樹脂封止型光結合半導体装置を製造した。

透光性のシリコーンゴム硬化体５は、半導体発光素子１
．半導体受光素子２．ボンディングワイヤ３の画素子に
近接した部分およびインナーリード部８の画素子に近接
した部分に強固に接着していたが、封止用エポキシ樹脂
７とは一見密接しているが、顕微鏡でよく観察すると所
々微細な隙間があり、接着していなかった。

この樹脂封止型光結合半導体装置は、初期耐圧試験では
７５％の良品率を示し、絶縁耐圧試験では８ＫＶ印加で
７５％の良品率を示した。

不良品解析により電気的破壊はシリコーンゴム硬化体５
と封止用エポキシ樹脂７の界面で起っていることが判明
した。

耐湿試験では第１表に示す結果を得た。

なお、シリコーンゴム硬化体自身の絶縁破壊強さは１６
．８ＫＶ／　１ｍ＋であった。

〈実施例３〉 第３図は、本発明の一実施例の対向型の樹脂封止型光結
合半導体装置の断面図である。

この半導体装置は、半導体発光素子１．金製のボンディ
ングワイヤ３のうち半導体発光素子１に近接した部分お
よび半導体発光索子１が載置されたインナーリード部８
のうち半導体発光素子１に近接した部分、半導体受光素
子２．金製のボンディングワイヤ３のうち半導体受光素
子２に近接した部分および半導体受光素子２が載置され
たインナーリード部８のうち半導体受光素子２に近接し
た部分に、 （ａ）両末端ジメチルビニルシロキシ基封鎖メチルフェ
ニルシロキサン・ジメチルシロキサン共重合体（メチル
フェニルシロキサン単位とジメチルシロキサン単位のモ
ル比は１：９．粘度２０００ｃ、ｐ・）１００部 （ｂ）両末端トリメチルシロキシ基封鎖メチルハイドメ
ジエンポリシロキサン（粘度２０ｃ、ｐ、）　１．０部
（Ｃ）　γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラ
ン　　　　　　　　　　　　　　　　２．０部（ｄ）塩
化白金酸とジビニルテトラメチルジシロキサンの錯塩 白金原子として組成物全体の５．０ｐｐｍとなるような
量 からなる付加反応硬化型・自己接着性シリコーンゴム組
成物〔ケイ素原子結合水素原子と（ａ）成分中のビニル
基のモル比は３：１である〕を滴下し、１００℃に２０
分間保って硬化させ、生成した透光性のシリコーンゴム
硬化体５を３０００Ｗの超高圧水銀灯から１５０１１の
距離に置き、９０秒間紫外線照射してシリコーンゴム硬
化体５の表面に紫外線照射処理層６を形成し、次いでイ
ンナーリード部８の残部およびボンディングワイヤ３の
接続したインナーリード部（図示せず）とともに市販の
封止用エポキシ樹脂７により対土成形することにより製
造されている。

シリコーンゴム硬化体５は、半導体発光索子１゜半導体
受光素子２．ボンディングワイヤ３のうち画素子に近接
した部分およびインナーリード部８の画素子に近接した
部分に強固に接着するとともに、紫外線照射処理層６上
を被覆する封止用エポキシ樹脂７と強固に接着して一体
化していた。

この樹脂封止型光結合半導体装置は、初期耐圧試験では
１００％の良品率を示し、絶縁耐圧試験では１（ＩＫＶ
を印加しても９５％の良品率を維持した。

不良品解析により、電気的破壊はシリコーンゴム硬化体
５の内部で起っていることが判明した。

耐湿試験では第１表に示す結果を得た。

なお、シリコーンゴム硬化体自体の絶縁破壊強さは１３
．２ＫＶ／　ｕｎ　”Ｑ　アラｔ＝。

く比較例３〉 第４図は、従来の対向型の樹脂封止型光結合半導体装置
の断面図である。

この半導体装置は、半導体発光素子１．半導体受光素子
２．金製のボンディングワイヤ３のうち画素子に近接し
た部分およびインナー・リード部８の画素子に近接した
部分に、実施例３の（ａ）成分１００部、（ｂ）成分０
．５部および（ｄ）成分が白金原子として組成物全体の
５．０ｐｐｍとなるような量のみからなる付加反応硬化
型シリコーンゴム組成物を滴下し、１００℃に１０分間
保って硬化させ、生成した透光性のシリコーンゴム硬化
体５をインナーリード部８の残部およびボンディングワ
イヤ３の接続したインナーリード部（図示せず）ととも
に、市販の封止用エポキシ樹脂７により封止成形するこ
とにより製造されている。

透光性のシリコーンゴム硬化体５は、半導体発光素子１
．半導体受光素子２．ボンディングワイヤ３のうち画素
子に近接した部分およびインナーリード部８の画素子に
近接した部分にわずかに接着するとともに、その上を被
覆する封止用エポキシ樹脂と一見密接していたが、顕微
鏡でＩＩ察すると微細な隙間があり、接着していなかっ
た。

この樹脂封止型光結合半導体装置は、初期耐圧試験では
９０％の良品率を示し、絶縁耐圧試験では５、ＯＫＶ印
加で良品率は８０％であった。

不良品解析により、電気的破壊は、シリコーンゴム硬化
体５と封止用エポキシ樹脂７の界面で起っていることが
判明した。

耐湿試験では、第１表に示す結果を得た。

なお、シリコーンゴム硬化体自体の絶縁破壊強さは１４
．７ＫＶ／　ｔｍ　テあった。

〈実施例４〉 実施例３の樹脂封止型光結合半導体装置の製造方法にお
いて、付加反応硬化型・自己接着性シリコーンゴム組成
物として （ａ）両末端ジメチルビニルシロキシ基封鎖ジメチルポ
リシロキサン（粘度１８００ｃ、ｐ、）　９０部を比表
面積２００　ｍ　／　Ｈの疎水化煙霧状シリカ１０部か
らなる混合物（粘度８００００ｃ、ｐ、）　　　　　　
　１００部（ｂ）両末端トリメチルシロキシ基封鎖メチ
ルハイドロジエンポリシロキサン（粘度２０ｃ、ｐ、）
　３．５部（ｃ）ビ゛ニルトリアルコキシシラン　　　
　　１．０部（ｄ）塩化白金酸とジビニルテトラメチル
ジシロキサンの錯塩 白金原子として組成物全体の５．０ｐｐｍとなるような
量 からなるもの〔ケイ素原子結合水素原子と（ａ）成分中
のビニル基のモル比は３：１である〕を使用し、硬化条
件を１００℃１０分間とし、紫外線照射時間を６０秒間
とした他は実施例３と同様にして対向型の樹脂封止型光
結合半導体装置を製造した。

透光性のシリコーンゴム硬化体５は、半導体発光素子１
．半導体受光素子２．ボンティングワイヤ３のうち画素
子に近接した部分およびインナーリード部８の画素子に
近接した′部分に強固に接着するとともに、紫外線照射
処理層６上を被覆する封止用エポキシ樹脂７と強固に接
着し一体化していた。

この樹脂封止型光結合半導体装置は、初期耐圧試験では
１００％の良品率を示し、絶縁耐圧試験Ａ法ではｌ０Ｋ
Ｖを印加しても良品率は１００％であった。

耐湿試験では、第１表に示す結果を得た。

なお、シリコーンゴム硬化体自身の絶縁破壊強さは１６
．６ＫＶ／ｒｒｎであった。

〈比較例４〉 実施例４の対向型の樹脂封止型光結合半導体装置の製造
方法において、付加反応硬化型・自己接着性シリコーン
ゴム組成物の替りに（Ｑ）成分を含有しない他は同一組
成の付加反応硬化型シリコーンゴム組成物を使用し、透
光性のシリコーンゴム硬化体５への紫外線照射処理を省
略した他は同一の条件で対向型の樹脂封止型光結合半導
体装置を製造した。

透光性のシリコーンゴム硬化体５は、半導体発光素子１
．半導体受光素子２．ボンディングワイヤ３のうち画素
子に近接した部分およびインナーリード部８の画素子に
近接した部分にわずかに接着するとともに、その上を被
覆する封止用エポキシ樹脂と一見密接していたが、顕微
鏡で１６を察すると微細な隙間があり、接着していなか
った。

この樹脂封止型光結合半導体装置は、初期耐圧試験では
７８％の良品率を示し、絶縁耐圧試験では８、ＯＫＶ印
加で６０％の良品率であった。

不良品解析により、電気的破壊はシリコーンゴム硬化体
５と封止用エポキシ樹脂７の界面で起っていることが判
明した。

耐湿試験では第１′表に示す結果を得た。”なお、シリ
コーンゴム硬化体自身の絶縁破壊強さは１７．２ＫＶ／
ｍ＋ａであった。

〈実施例５〉 実施例１の反射型の樹脂封止型光結合半導体装置の製造
方法において、滴下した付加反応硬化型・自己接着性シ
リコーンゴム組成物を１００°Ｃに１０分保って、生成
した透光性のシリコーンゴム硬化体５を紫外線照射処理
する替りに、滴下した付加反応硬化型・自己接着性シリ
コーンゴム組成物から６１の距離に３０００Ｗの超高圧
水銀灯を置き、５分間紫外線照射することにより１表面
に紫外線照射処理層６を有する透光性のシリコーンゴム
硬化体５を形成した他は同一の条件で、反射型の樹脂封
止型光結合半導体装置を製造した。なお、紫外線照射時
の雰囲気温度は１３０℃〜１５０℃であった。

透光性のシリコーンゴム硬化体５は、半導体発光素子１
．半導体受光素子２．ボンディングワイヤ３のうち画素
子に近接した部分およびインナーリード部８の画素子に
近接した部分に強固に接着するとともに、紫外線照射処
理層６上を被覆する封止用エポキシ樹脂７と強固に接着
して一体化していた。

この樹脂封止型光結合半導体装置は、初期耐圧試験では
１００％の良品率を示し、絶縁耐圧試験ではｌ０ＫＶを
印加しても９５％の良品率を維持した。

不良品解析により、電気的破壊はシリコーンゴム硬化体
５の内部で起っていることが判明した。

耐湿試験では第１表に示す結果を得た。

なお、シリコーンゴム硬化体自体の絶縁破壊強さはｌ０
ＫＶ／ｍｕであった。

（以下余白） 第１表　耐湿試験結果 〔発明の効果〕 本発明の樹脂封止型光結合半導体装置は、光路物質層で
ある透光性のシリコーン硬化体が半導体発光素子、半導
体受光素子、導電部材の少なくとも画素子に近接した部
分および画素子の載置されたインナーリード部の少なく
とも画素子に近接した部分に接着するとともに、透光性
のシリコーン硬化体が紫外線照射、処理層を介してその
上を被覆する封止用樹脂と接着し一体化しているので絶
縁耐圧と耐湿性がすぐれており、光伝導効率が低下して
いない。

本発明の樹脂封止型光結合半導体装置の製造方法では、
半導体発光素子、半導体受光素子、導電部材の少なくと
も画素子に近接した部分および画素子の載置されたイン
ナーリード部の少なくとも画素子に近接した部分を硬化
性・自己接着性シリコーン組成物中に埋設し、次いで加
熱下硬化させて生成した透光性のシリコーン硬化体の表
面に紫外線照射処理するか、紫外線照射しつつ加熱下硬
化させて表面に紫外線照射処理層を有する透光性のシリ
コーン硬化体を形成し、次いで該シリコーン硬化体をイ
ンナーリード部の残部とともに封止用樹脂により封止成
形するので、絶縁耐圧と耐湿性のすぐれた樹脂封止型光
結合半導体装置を生産性よく製造できるという利点があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の反射型の樹脂封止型光結合
半導体装置の断面図であり、第２図は従来の反射型の樹
脂封止型光結合半導体装置の断面図である。第３図は本
発明の一実施例の対向型の樹脂封止型光結合半導体装置
の断面図であり、第４図は従来の対向型の樹脂封止型光
結合半導体装置の断面図である。絹夕醪１８姶底ｍｌ斥
！Ａ験靜求Ｃホト１・・・半導体発光素子　２・・・半
導体受光素子３・・・ボンディングワイヤ ４・・・外部接続用リード線 ５・・・透光性のシリコーン硬化体 ６・・・紫外線照射処理層　７・・・封止用エポキシ樹
脂８・・・半導体素子が載置されたインナーリード部特
許出願人　　トーレ・シリコーン株式会社第１図 第２図 第３図 第４図 印加電圧、ｋＶ 第５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　導電部材により外部接続用リード線のインナーリー
   ド部に電気的に接続された半導体発光素子と導電部材に
   より外部接続用リード線のインナーリード部に電気的に
   接続された半導体受光素子とが、該導電部材の少なくと
   も該半導体素子に近接した部分および該半導体素子が載
   置されたインナーリード部の少なくとも該半導体素子に
   近接した部分と共に透光性のシリコーン硬化体中に接着
   状態で埋設されて光学的に結合しており、該シリコーン
   硬化体がインナーリード部の残部と共に封止用樹脂によ
   り封止成形されてなる樹脂封止型半導体装置において、
   該シリコーン硬化体がその表面の紫外線照射処理層を介
   して該封止用樹脂に接着し一体化していることを特徴と
   する樹脂封止型光結合半導体装置。 ２　半導体発光素子と半導体受光素子とが対向位置にあ
   る特許請求の範囲第１項記載の樹脂封止型光結合半導体
   装置。 ３　半導体発光素子と半導体受光素子とが並列位置にあ
   る特許請求の範囲第１項記載の樹脂封止型光結合半導体
   装置。 ４　導電部材がボンディングワイヤである特許請求の範
   囲第１項記載の樹脂封止型光結合半導体装置。 ５　導電部材により外部接続用リード線のインナーリー
   ド部に電気的に接続された半導体発光素子と導電部材に
   より外部接続用リード線のインナーリード部に電気的に
   接続された半導体受光素子とを、該導電部材の少なくと
   も該半導体素子に近接した部分および該半導体素子が載
   置されたインナーリード部の該半導体素子に近接した部
   分と共に、硬化性・自己接着性シリコーン組成物中に埋
   設し、次いで該硬化性・自己接着性シリコーン組成物を
   加熱下硬化させて生成したシリコーン硬化体の表面に紫
   外線照射するか、または、該硬化性・自己接着性シリコ
   ーン組成物に紫外線照射しつつ加熱下硬化させて表面に
   紫外線照射処理層を有する透光性のシリコーン硬化体を
   形成し、次いで該シリコーン硬化体をインナーリード部
   の残部と共に封止用樹脂により封止成形することを特徴
   とする、導電部材により外部接続用リード線のインナー
   リード部に電気的に接続された半導体発光素子と導電部
   材により外部接続用リード線のインナーリード部に電気
   的に接続された半導体受光素子とが、該導電部材の少な
   くとも該半導体素子に近接した部分および該半導体素子
   が載置されたインナーリード部の少なくとも該半導体素
   子に近接した部分と共に透光性のシリコーン硬化体中に
   接着状態で埋設されて光学的に結合しており、該シリコ
   ーン硬化体がインナーリード部の残部と共に封止用樹脂
   により封止成形され、該シリコーン硬化体がその表面の
   紫外線照射処理層を介して該封止用樹脂に接着し一体化
   している樹脂封止型光結合半導体装置の製造方法。 ６　硬化性・自己接着性シリコーン組成物が付加反応硬
   化性・自己接着性シリコーン組成物である特許請求の範
   囲第５項記載の製造方法。