JPH08102650A - 動作表示灯付き半導体スイッチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】一つのパッケージに動作表示灯を組み込みなが
らも小形化し、かつトランスファモールドにより量産を
可能とする。 【構成】導電板により一平面上に形成した回路パターン
３に、発光部品４と受光部品５と動作表示灯６とを実装
する。発光部品４と受光部品５とは透光性合成樹脂の導
光部８により光結合され、導光部８の外側面は白色合成
樹脂の反射層９で覆われる。動作表示灯６は可視光発光
ダイオードのベアチップであって、ボンディングワイヤ
７を用いて回路パターン３に実装され、回路パターン３
は動作表示灯６および反射層９を含めて透明合成樹脂の
パッケージ１により覆われる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、発光部品と受光部品と
を光結合させてパッケージ内に配置し、発光部品の点灯
・消灯に応じて受光部品をオン・オフさせる半導体スイ
ッチに、動作表示灯を付加した動作表示灯付き半導体ス
イッチに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、発光ダイオードのような発光
部品と、発光部品の点灯・消灯を検出するフォトダイオ
ードに適宜のスイッチ素子を組み合わせて発光部品の点
灯・消灯に応じてスイッチ素子をオン・オフするように
した受光部品とを対向させてパッケージ内に配置した半
導体スイッチがある。受光部品としてはフォトトライア
ックなどの光によりオン・オフされるスイッチ素子を用
いる場合もある。この種の半導体スイッチは、一般には
固体リレー、フォトカプラなどの製品として提供されて
いる。

【０００３】ところで、この種の半導体スイッチでは、
発光部品の点灯を表示したり通電表示を行なうための動
作表示灯をパッケージに組み込んだものが提供されてい
る。すなわち、発光部品と発光ダイオードなどからなる
動作表示灯とを直列接続し、発光部品と動作表示灯との
直列回路に駆動電流を流せば発光部品の点灯を動作表示
灯で示すことができるのである。

【０００４】ところで、一つのパッケージに動作表示灯
を組み込んだ半導体スイッチは、一般の半導体スイッチ
と動作表示灯とからなるハイブリッドＩＣとして構成さ
れているのが現状であって、この種の半導体スイッチで
はパッケージがポッティングにより形成されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述のようなハイブリ
ッドＩＣはパッケージが比較的大形であって小形化に限
界があり、昨今のように小形化が要求される電子機器に
組み込む部品として適していないという問題がある。本
発明は上記問題点に鑑みて為されたものであり、その目
的は、一つのパッケージに動作表示灯を組み込みながら
も小形化できるようにし、かつトランスファモールドに
よる製造技術が適用できる構造を採用して量産を可能と
した動作表示灯付き半導体スイッチを提供することにあ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１の発明は、一つの平面上で導電板よりなる
回路パターンを形成し回路パターンに実装した発光部品
と受光部品とを光結合する形で透光性合成樹脂よりなる
導光部を形成し、発光部品の点灯・消灯に応じて受光部
品をオン・オフさせる半導体スイッチにおいて、導光部
の外周を覆い発光部品と受光部品との間で伝達される光
を反射するとともに外光の導光部への入射を遮断する反
射層と、回路パターン上で発光部品および受光部品とは
異なる部位に配置されボンディングワイヤを用いて回路
パターンに実装されたチップ状の動作表示灯と、反射層
および動作表示灯を含めて回路パターンを覆う透明合成
樹脂よりなるパッケージとで構成してある。

【０００７】また、請求項２の発明では、一つの平面上
で導電板よりなる回路パターンを形成し回路パターンに
実装した発光部品と受光部品とを光結合する形で透光性
合成樹脂よりなる導光部を形成し、発光部品の点灯・消
灯に応じて受光部品をオン・オフさせる半導体スイッチ
において、導光部の外周を覆い発光部品と受光部品との
間で伝達される光を反射するとともに外光の導光部への
入射を遮断する反射層と、回路パターン上で発光部品お
よび受光部品とは異なる部位に実装された動作表示灯
と、反射層を含めて回路パターンを覆い少なくとも一部
から動作表示灯の光を取り出すことができるパッケージ
とで構成してある。

【０００８】請求項３の発明は、印刷配線板の一面に形
成した回路パターンに実装した発光部品と受光部品とを
光結合する形で透光性合成樹脂よりなる導光部を形成
し、発光部品の点灯・消灯に応じて受光部品をオン・オ
フさせる半導体スイッチにおいて、導光部の外周を覆い
発光部品と受光部品との間で伝達される光を反射すると
ともに外光の導光部への入射を遮断する反射層と、回路
パターン上で発光部品および受光部品とは異なる部位に
配置されボンディングワイヤを用いて回路パターンに実
装されたチップ状の動作表示灯と、反射層および動作表
示灯を含めて回路パターンを覆う透明合成樹脂よりなる
パッケージとで構成される。

【０００９】

【作用】請求項１の発明の構成によれば、発光部品およ
び受光部品を実装する回路パターンを形成した導電板上
にチップ状の動作表示灯を実装し、発光部品および受光
部品と動作表示灯とを一つのパッケージに納装している
のであって、導電板上に発光部品、受光部品とともにチ
ップ状の動作表示灯を実装していることにより、パッケ
ージをトランスファモールドにより形成することが可能
になり量産性が向上する。また、発光部品および受光部
品の実装部とともに導電板により動作表示灯を実装する
回路を形成しているから、従来より提供されている半導
体スイッチのパッケージ内で動作表示灯を設けることが
可能であって、一つのパッケージに動作表示灯を組み込
みながらも小形に形成することができる。しかも、動作
表示灯を覆うパッケージは透明合成樹脂により形成され
ているから、パッケージのほぼ全周囲から動作表示灯の
点灯・消灯を視認することができ、動作表示灯の点灯・
消灯の確認が容易になる。

【００１０】請求項２の発明の構成によれば、少なくと
も一部から動作表示灯の光を取り出すことができるパッ
ケージを用いているから、動作表示灯としてチップ状の
ものではなく樹脂モールドされたものでも用いることが
できる。しかも、請求項１の発明の構成と同様に、パッ
ケージをトランスファモールドにより形成することが可
能になり量産性が向上する。また、発光部品および受光
部品の実装部とともに導電板により動作表示灯を実装す
る回路を形成しているから、従来より提供されている半
導体スイッチのパッケージ内で動作表示灯を設けること
が可能であって、一つのパッケージに動作表示灯を組み
込みながらも小形に形成することができる。

【００１１】請求項３の発明の構成によれば、印刷配線
板の一面に形成した回路パターンに発光部品、受光部品
とともに動作表示灯を実装し、この印刷配線板をパッケ
ージに納装しているから、パッケージをトランスファモ
ールドにより形成することが可能になり量産性が向上す
る。また、発光部品および受光部品の実装部とともに印
刷配線板に形成した回路パターンに動作表示灯を実装し
ているから、従来より提供されている半導体スイッチの
パッケージ内で動作表示灯を設けることが可能であっ
て、一つのパッケージに動作表示灯を組み込みながらも
小形に形成することができる。しかも、動作表示灯を覆
うパッケージは透明合成樹脂により形成されているか
ら、パッケージのほぼ全周囲から動作表示灯の点灯・消
灯を視認することができ、動作表示灯の点灯・消灯の確
認が容易になる。

【００１２】

【実施例】

（実施例１）本実施例の形状は図１のようなものであ
り、透明合成樹脂（エポキシ樹脂など）により形成され
たパッケージ１を備える。パッケージ１の両側面からは
それぞれ３本ずつのリード片２が突設される。リード片
２は導電板により一平面上に形成された回路パターン３
に延設され、回路パターン３には発光部品４、受光部品
５、動作表示灯６が実装される。

【００１３】発光部品４は発光ダイオードよりなり、図
１（ａ）における下側に並ぶ３本のリード片２のうち中
央のリード片２に連続した発光部品用パターン３ｂにダ
イボンディングによって実装される。発光部品４の一端
はボンディングワイヤ７（金またはアルミニウム）を介
して下側右端のリード片２に連続した共通パターン３ｃ
に電気的に接続される。また、受光部品５にはフォトト
ランジスタやフォトトライアックが用いられ、図１
（ａ）の上側に並ぶ３本のリード片２のうち左端のリー
ド片２に連続した受光部品用パターン３ｄが発光部品４
の実装部位の近傍まで延長されるとともに、延長部位に
受光部品５がダイボンディングによって実装される。受
光部品５の一端はボンディングワイヤ７を介して上側右
端のリード片２に連続したワイヤ用パターン３ｅにボン
ディングワイヤ７を介して接続される。動作表示灯６は
可視光発光ダイオードのベアチップであって、発光部品
用パターン３ｂと受光部品用パターン３ｄとの間を通っ
て延長された共通パターン３ｃの先端部にダイボンディ
ングによって実装される。さらに、動作表示灯６の一端
は下側左端のリード片２に連続するワイヤ用パターン３
ａに対してボンディングワイヤ７を介して接続される。
動作表示灯６の実装位置は図１（ａ）の下側左端のリー
ド片２の近傍であって、正面から見たときに動作表示灯
６が偏った位置に配置されることになる。上側中央のリ
ード片２については遊び端子として何も接続されない。

【００１４】ところで、本実施例の構成では発光部品４
と受光部品５との間で光を伝達するために、透光性合成
樹脂（シリコン樹脂）よりなる導光部８が発光部品４と
受光部品５とに跨がるように形成され、さらに導光部８
からの漏光を防止しかつ受光部品５が外光を受光しない
ようにするために、導光部８の全体が白色の合成樹脂
（シリコン樹脂）よりなる反射層９で覆われている。導
光部８はドーム形に形成され、発光部品４からの光は導
光部８を通り反射層９の表面で反射されて受光部品５に
入射することになる。したがって、発光部品４の点灯・
消灯に応じて受光部品の両端が接続された一対のリード
片２間がオン・オフされる。

【００１５】本実施例の半導体スイッチを製造する際に
は、図２に示すように、回路パターン３を形成した導電
板のリードフレームに、発光部品４、受光部品５、動作
表示灯６をダイボンディングにより実装し、さらにワイ
ヤボンディングを施して電気的に接続する。次に、図３
に示すように、導光部８および反射層９を形成した後、
図１に示すように、透明合成樹脂によるモールドを施し
てパッケージ１を形成するのである。

【００１６】以上説明したように、回路パターン３を形
成した導電板に発光部品４、受光部品５、動作表示灯６
を実装した状態で、透明合成樹脂によるパッケージ１を
形成するから、トランスファモールドによってパッケー
ジ１を形成することができるのである。また、動作表示
灯６は回路パターン３を形成した導電板に直接実装され
るから、従来のポッティングにより形成していたハイブ
リッドＩＣに比較すると、小形化が可能になるのであ
る。しかも、上述したように、動作表示灯６はパッケー
ジ１の表面の中心からずれた位置であって一つのリード
片２の近傍に配置してあるから、動作表示灯６をパッケ
ージ１の方向を指示するマークとしても兼用することが
可能である。

【００１７】なお、動作表示灯６に代えて抵抗を実装す
れば、抵抗を発光部品６に直列接続することで他部品を
追加することなく電圧入力での駆動が可能になる。 （実施例２）本実施例では、動作表示灯６としてベアチ
ップに代えて樹脂モールドした部品を用いる。また、図
４に示すように、動作表示灯６の先端面は平面状であっ
てパッケージ１の外側面と面一になる。

【００１８】このような半導体スイッチを製造するに際
しては、図５に示すような形状の回路パターン３を形成
する。この回路パターン３の実施例１の回路パターン３
との主な相違点は動作表示灯６を実装する部位にランド
１０を形成した点にある。しかして、図６に示すよう
に、動作表示灯６をランド１０に半田、銀ペーストなど
の導電性接着材により接続する。その後、図４のよう
に、樹脂モールドによるパッケージ１を形成すればよい
のである。ここで、パッケージ１は透明合成樹脂と不透
明合成樹脂とのどちらでも用いることができる。不透明
合成樹脂を用いる場合には、動作表示灯６からの光がパ
ッケージ１の外に取り出せるようにする。

【００１９】動作表示灯６からの光を不透明合成樹脂の
パッケージ１から取り出すための具体的な構成として
は、上述したように動作表示灯６の先端面がパッケージ
１の外側面と面一になるようにする構成、あるいは、動
作表示灯６の先端部分をパッケージ１から突出させる構
成、動作表示灯６の先端面をパッケージ１の外側面より
も内方に位置させておき出力レンズ（図示せず）を動作
表示灯６の先端面に密着させるとともに出力レンズの一
部をパッケージ１から突出させる構成などを採用するこ
とができる。これらの構成のうち光出力部をパッケージ
１の外側面よりも突出させている構成では、動作表示灯
６の点灯・消灯を視認できる範囲が広くなる。一方、パ
ッケージ１を透明合成樹脂で形成している場合には、動
作表示灯６からの光出力部をパッケージ１の外部に露出
させる必要はない。他の構成および動作については実施
例１と同様である。

【００２０】（実施例３）本実施例は、図７に示すよう
に、動作表示灯６には実施例１と同様に発光ダイオード
のベアチップを用いているが、回路パターン３を導電板
で形成する代わりに印刷配線基板１１の一面に回路パタ
ーン３を形成している。すなわち、いわゆるチップオン
ボードで構成部品を実装しているのである。他の構成は
実施例１と同様である。

【００２１】しかして、この半導体スイッチを製造する
に際しては、まず図８に示すように、回路パターン３を
形成した印刷配線基板１１に発光部品４、受光部品５、
動作表示灯６をダイボンディング、ワイヤボンディング
により実装した後、導光部８および反射層９を形成す
る。次に、図９に示すように、リードフレームに形成し
たリード片２に印刷配線基板１１を半田、銀ペースト等
の導電性接着材で接続する。その後、透明合成樹脂によ
るモールドを行なってパッケージ１を形成するのであ
る。

【００２２】

【発明の効果】請求項１の発明は、発光部品および受光
部品を実装する回路パターンを形成した導電板上にチッ
プ状の動作表示灯を実装し、発光部品および受光部品と
動作表示灯とを一つのパッケージに納装しているのであ
って、導電板上に発光部品、受光部品とともにチップ状
の動作表示灯を実装しているので、パッケージをトラン
スファモールドにより形成することが可能になり量産性
が向上するという利点がある。また、発光部品および受
光部品の実装部とともに導電板により動作表示灯を実装
する回路を形成しているから、従来より提供されている
半導体スイッチのパッケージ内で動作表示灯を設けるこ
とが可能であって、一つのパッケージに動作表示灯を組
み込みながらも小形に形成することができるという効果
がある。しかも、動作表示灯を覆うパッケージは透明合
成樹脂により形成されているから、パッケージのほぼ全
周囲から動作表示灯の点灯・消灯を視認することがで
き、動作表示灯の点灯・消灯の確認が容易になる。

【００２３】請求項２の発明は、少なくとも一部から動
作表示灯の光を取り出すことができるパッケージを用い
ているから、動作表示灯としてチップ状のものではなく
樹脂モールドされたものでも用いることができるという
利点がある。しかも、請求項１の発明と同様に、パッケ
ージをトランスファモールドにより形成することが可能
になり量産性が向上するという利点があり、発光部品お
よび受光部品の実装部とともに導電板により動作表示灯
を実装する回路を形成しているから、従来より提供され
ている半導体スイッチのパッケージ内で動作表示灯を設
けることが可能であって、一つのパッケージに動作表示
灯を組み込みながらも小形に形成することができるとい
う利点がある。

【００２４】請求項３の発明は、印刷配線板の一面に形
成した回路パターンに発光部品、受光部品とともに動作
表示灯を実装し、この印刷配線板をパッケージに納装し
ているから、パッケージをトランスファモールドにより
形成することが可能になり量産性が向上するという効果
があり、また、発光部品および受光部品の実装部ととも
に印刷配線板に形成した回路パターンに動作表示灯を実
装しているから、従来より提供されている半導体スイッ
チのパッケージ内で動作表示灯を設けることが可能であ
って、一つのパッケージに動作表示灯を組み込みながら
も小形に形成することができるという効果がある。しか
も、動作表示灯を覆うパッケージは透明合成樹脂により
形成されているから、パッケージのほぼ全周囲から動作
表示灯の点灯・消灯を視認することができ、動作表示灯
の点灯・消灯の確認が容易になるのである。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は側
面図である。

【図２】実施例１の製造過程を示し、（ａ）は平面図、
（ｂ）は側面図である。

【図３】実施例１の製造過程を示し、（ａ）は平面図、
（ｂ）は側面図である。

【図４】実施例２を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は側
面図である。

【図５】実施例２の製造過程を示し、（ａ）は平面図、
（ｂ）は側面図である。

【図６】実施例２の製造過程を示し、（ａ）は平面図、
（ｂ）は側面図である。

【図７】実施例３を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は側
面図である。

【図８】実施例３の製造過程を示し、（ａ）は平面図、
（ｂ）は側面図である。

【図９】実施例３の製造過程を示し、（ａ）は平面図、
（ｂ）は側面図である。

【符号の説明】

１ パッケージ ２ リード片 ３ 回路パターン ４ 発光部品 ５ 受光部品 ６ 動作表示灯 ７ ボンディングワイヤ ８ 導光部 ９ 反射層 １０ ランド １１ 印刷配線基板

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一つの平面上で導電板よりなる回路パタ
   ーンを形成し回路パターンに実装した発光部品と受光部
   品とを光結合する形で透光性合成樹脂よりなる導光部を
   形成し、発光部品の点灯・消灯に応じて受光部品をオン
   ・オフさせる半導体スイッチにおいて、導光部の外周を
   覆い発光部品と受光部品との間で伝達される光を反射す
   るとともに外光の導光部への入射を遮断する反射層と、
   回路パターン上で発光部品および受光部品とは異なる部
   位に配置されボンディングワイヤを用いて回路パターン
   に実装されたチップ状の動作表示灯と、反射層および動
   作表示灯を含めて回路パターンを覆う透明合成樹脂より
   なるパッケージとから成ることを特徴とする動作表示灯
   付き半導体スイッチ。
2. 【請求項２】 一つの平面上で導電板よりなる回路パタ
   ーンを形成し回路パターンに実装した発光部品と受光部
   品とを光結合する形で透光性合成樹脂よりなる導光部を
   形成し、発光部品の点灯・消灯に応じて受光部品をオン
   ・オフさせる半導体スイッチにおいて、導光部の外周を
   覆い発光部品と受光部品との間で伝達される光を反射す
   るとともに外光の導光部への入射を遮断する反射層と、
   回路パターン上で発光部品および受光部品とは異なる部
   位に実装された動作表示灯と、反射層を含めて回路パタ
   ーンを覆い少なくとも一部から動作表示灯の光を取り出
   すことができるパッケージとから成ることを特徴とする
   動作表示灯付き半導体スイッチ。
3. 【請求項３】 印刷配線板の一面に形成した回路パター
   ンに実装した発光部品と受光部品とを光結合する形で透
   光性合成樹脂よりなる導光部を形成し、発光部品の点灯
   ・消灯に応じて受光部品をオン・オフさせる半導体スイ
   ッチにおいて、導光部の外周を覆い発光部品と受光部品
   との間で伝達される光を反射するとともに外光の導光部
   への入射を遮断する反射層と、回路パターン上で発光部
   品および受光部品とは異なる部位に配置されボンディン
   グワイヤを用いて回路パターンに実装されたチップ状の
   動作表示灯と、反射層および動作表示灯を含めて回路パ
   ターンを覆う透明合成樹脂よりなるパッケージとから成
   ることを特徴とする動作表示灯付き半導体スイッチ。