JPH088457A - フォトカプラ - Google Patents

フォトカプラ

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JPH088457A
JPH088457A JP16333594A JP16333594A JPH088457A JP H088457 A JPH088457 A JP H088457A JP 16333594 A JP16333594 A JP 16333594A JP 16333594 A JP16333594 A JP 16333594A JP H088457 A JPH088457 A JP H088457A
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potting resin
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Shunsuke Omori
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    • H10W72/551Materials of bond wires
    • H10W72/552Materials of bond wires comprising metals or metalloids, e.g. silver
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  • Photo Coupler, Interrupter, Optical-To-Optical Conversion Devices (AREA)
  • Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 絶縁耐圧のばらつきの抑制。耐湿性の向上。 【構成】 1次側リードフレーム1、1′には、コイニ
ング加工により第1コイニング面11、第2コイニング
面12を有する凹部が形成されている。第1コイニング
面11に、発光素子2をマウントし、続いて、発光素子
上のパッドとリードフレーム1′の第2コイニング面1
2との間をボンディングワイヤ5を用いて接続する〔図
2(a)、(b)〕。発光素子上に図外ディスペンサよ
り一定量の軟質樹脂を滴下してポッティング樹脂6によ
るコーティングを行う〔図2(c)〕。このとき、ポッ
ティング樹脂が凹部の領域からはみ出すことのないよう
にする。発光素子2と受光素子4を対向させ、1次、2
次の樹脂封止を行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、フォトカプラに関し、
特に高耐圧のフォトカプラに関するものである。
【0002】
【従来の技術】図5は、この種従来のフォトカプラの断
面図である。同図に示されるように、1次側リードフレ
ーム1上に搭載された発光素子2と、2次側リードフレ
ーム3上に搭載された受光素子4とが対向配置されてい
る。発光素子2には、GaAsまたはAlGaAsから
なる赤外発光ダイオードチップが用いられ、受光素子4
にはSi製のフォトダイオードまたはフォトダイオード
と信号処理回路を集積化した光ICが用いられる。各素
子とリードフレーム間はボンディングワイヤ5によって
接続されている。
【0003】発光素子2は、透光性で軟質のポッティン
グ樹脂6によってコーティングされている。このポッテ
ィング樹脂6は、発光素子に加わる樹脂応力を緩和し
て、素子の劣化を抑制するためのものである。発光素子
2および受光素子4は、光透過性樹脂からなる1次モー
ルド樹脂7によって封止されており、さらにその外側を
遮光性および難燃性を有する樹脂からなる2次モールド
樹脂8によって封止されている。1次および2次モール
ド樹脂7、8には通常エポキシ系樹脂が用いられる。
【0004】次に、図6を参照して、1次側の組み立て
工程について説明する。ここで、図6(a)、(b)は
ボンディング工程終了後の状態を示す平面図と断面図で
あり、図6(c)、(d)は、ポッティング樹脂コーテ
ィング後の状態を示す断面図である。1次側リードフレ
ーム1、1′は、プレスにより打ち抜き加工された後、
コイニング(プレスによる押圧)加工が施され、凹部と
なったコイニング面14が形成される。このコイニング
加工は、マウント、ボンディング面の平坦化、バリ取
り、面粗さ制御等を目的として施されるものである。
【0005】リードフレーム1のコイニング面14上に
銀ペーストが塗布され、その上に発光素子が搭載され
る。銀ペーストをキュアして発光素子を固着する。続い
て、金細線であるボンディングワイヤ5を用いて、発光
素子上のパッドとリードフレーム1′のコイニング面1
4との間を接続する〔図6(a)、(b)〕。次に、発
光素子上に図外ディスペンサより一定量のシリコン樹脂
を滴下してポッティング樹脂6によるコーティングを行
う。このとき、ポッティング樹脂はコイニング面14か
らはみ出して形成される〔図6(c)、(d)〕。その
後、2次側のリードフレームと組み合わされ、1次、2
次の樹脂モールドがなされる。なお、このように1次側
リードフレームに凹部を形成し、その凹部内に発光素子
をマウントすることは例えば特公平2−24385号公
報により公知となっている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上述したこの種従来の
高絶縁耐圧フォトカプラでは、ポッティング樹脂のリー
ドフレーム上での拡がりを制限していなかった。そのた
め、形成されるポッティング樹脂の形状が一定せず、ま
たその位置も一定にはなっていなかった。その結果、例
えば図6(d)に示すように、ポッティング樹脂が右へ
ずれて形成された場合〔図6(c)、(d)において、
ポッティング樹脂の中心をCにて示す〕、有効ポッティ
ング樹脂膜厚T2は、発光素子を中心としてポッティン
グ樹脂が形成された図6(c)の場合の有効樹脂膜厚T
1に比較して薄くなる。
【0007】この種の高絶縁耐圧フォトカプラにおい
て、1次側と2次側の絶縁耐圧を材質面で支配するのは
1次側リードフレームと2次側リードフレーム間の1次
モールド樹脂の厚さ、特に、発光素子素子上のポッティ
ング樹脂表面から2次側素子に至る間の1次モールド樹
脂の厚さである。すなわち、図7に示すように、1次モ
ールド樹脂の膜厚によってフォトカプラの絶縁耐圧は直
線的に変化する。しかるに従来のフォトカプラでは、発
光素子上のポッティング樹脂量が一定化していなかった
ため、1次モールド樹脂の膜厚が一定せず、絶縁耐圧の
バラツキが大きくなっていた。
【0008】また、従来例のポッティング樹脂は大きく
拡がりやすいため、発光素子面上で薄くなりやすく、最
悪の場合には発光素子が被覆されなくなるという欠点が
あった。したがって、この発明の解決すべき課題は、ポ
ッティング樹脂の位置、拡がりを一定化して発光素子上
に形成される樹脂量を一定化させることである。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明によれば、第1のリードフレーム(1)の凹
部(11;12、13)マウントされ、透光性で軟質の
ポッティング樹脂(6)によって被覆された発光素子
(2)と、第2のリードフレーム(3)上にマウントさ
れた受光素子(4)とが対向配置され、前記発光素子と
受光素子とが透光性の第1のモールド樹脂(7)によっ
て封止され、前記第1のモールド樹脂が不透光性モール
ド樹脂(8)によって包囲されたものであって、前記ポ
ッティング樹脂の拡がりが前記凹部の平面形状によって
規定されていることを特徴とするフォトカプラ、が提供
される。
【0010】
【作用】本発明によれば、1次側リードフレームの発光
素子のマウント部には、コイニングによって凹部が形成
される。そして、ポッティング樹脂のコーティング時に
は、樹脂のポッティング量、軟度を調整することによ
り、リードフレームのコイニング部からはみ出さないよ
うになされる。したがって、ポッティング樹脂の位置、
拡がりが一定になり、樹脂のポッティング量を一定化す
れば、ポッティング樹脂の形状を常に一定とすることが
可能となる。
【0011】ポッティング樹脂の形状が一定となったこ
とにより、発光素子上のポッティング樹脂の膜厚を一定
とすることができるようになり、そのため、発光素子上
のポッティング樹脂の表面から受光素子に至るまでの1
次モールド樹脂の膜厚を一定とすることができるように
なる。その結果、フォトカプラの絶縁耐圧のばらつきが
少なくなる。また、ポッティング樹脂の位置、拡がりが
一定化されたことにより、ポッティング樹脂量の最適化
が可能となり、発光素子を保護するためのポッティング
樹脂量を少なくすることができるようになる。ポッティ
ング樹脂は、モールド樹脂に比較して吸湿率が数十倍高
いため、ポッティング樹脂量を最小最適化することによ
り、結果的に耐湿性を向上させることができる。
【0012】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図1は、本発明の第1の実施例を示す断面
図である。同図において、図5に示した従来例の部分と
同等の部分には同一の参照番号が付せられているので、
重複する説明は省略する。本実施例においては、1次側
リードフレーム1のヘッダ部にコイニングによって形成
された2段構成の凹部が形成されている。すなわち、凹
部には、素子マウント面となる第1コイニング面11
と、これより浅い、ワイヤボンディング面となる第2コ
イニング面12とが形成されている。そして、ポッティ
ング樹脂6の拡がりは、凹部の側壁によって規制されて
いる。
【0013】次に、図2を参照して本実施例の製造方法
について説明する。なお、図2(a)は、リードフレー
ムに素子を搭載した状態を示す平面図であり、図2
(b)はそのA−A線の断面図、図2(c)は、ポッテ
ィング樹脂コーティング後の状態を示す断面図、図2
(d)は、1次樹脂モールド工程前の状態を示す断面図
である。
【0014】1次側リードフレーム1、1′は、プレス
により打ち抜き加工により形成された後、コイニング加
工が施される。これにより、第1コイニング面11、第
2コイニング面12を有する凹部が形成される。このコ
イニング加工には断面が凸形状の金型が用いられる。リ
ードフレーム1の第1コイニング面11に、発光素子2
をマウントし、続いて、発光素子上のパッドとリードフ
レーム1′の第2コイニング面12との間をボンディン
グワイヤ5を用いて接続する〔図2(a)、(b)〕。
【0015】次に、発光素子上に図外ディスペンサより
一定量のシリコン樹脂を滴下してポッティング樹脂6に
よるコーティングを行う〔図2(c)〕。このとき、樹
脂粘度および滴下量を適切にコントロールしてポッティ
ング樹脂が凹部側壁からはみ出すことのないようにす
る。したがって、ポッティング樹脂6の位置は凹部によ
って決定されさらにその平面上での拡がりも凹部によっ
て決定されるため、その形状は常に一定のものとなる。
【0016】ここで、第2コイニング面12の平面上の
形状を図2(a)に示すように、円形とするときポッテ
ィング樹脂の形状をより安定に形成することができるよ
うになる。この実施例では、ボンディングワイヤ5を完
全にポッティング樹脂6内に埋め込んでいる。このよう
に構成することにより、ポッティング樹脂と1次モール
ド樹脂との熱膨張係数の違いによって金線に加わる熱応
力を回避することができるようになり断線事故を防止す
ることができる。
【0017】次に、図2(d)に示すように、受光素子
4の搭載された2次側リードフレーム3と対向させ、ト
ランスファモールド装置に配置し、1回目の樹脂封止を
行う。このとき形成される1次モールド樹脂(図示な
し)の実効的膜厚はTで与えられるが、ポッティング樹
脂の形状が一定化されたことによりこの膜厚Tも一定化
される。本実施例の変更例として、発光素子を2個有す
るフォトカプラを挙げることができる。これは、図2
(a)において、リードフレーム1′側の第1コイニン
グ面11上にも発光素子2をマウントすることにより実
現することができる。
【0018】図3は、本発明の第2の実施例を説明する
ための図であって、図3(a)は、リードフレームに素
子を搭載した状態を示す平面図であり、図3(b)はそ
のA−A線の断面図である。本実施例では、凹部は1次
側リードフレーム1のアイランド部にのみ形成されてい
る。したがって、必要となるポッティング樹脂量が少な
くなり耐湿性を向上させることができる。また、ダイボ
ンドのためのボンディング材(銀ペースト)が第1コイ
ニング面内に限定されるので、ボンディング材流失のた
めに起こるボンディング不良を防止することができる。
この実施例では、第2コイニング面12が正方形に形成
されているがこれを円形とすることができる。
【0019】本実施例においては、ボンディングワイヤ
5はポッティング樹脂5から飛び出している。この場
合、ポッティング樹脂表面とボンディングワイヤとは直
角に交わるようにすることが望ましい。このようにする
ことにより、ポッティング樹脂の形状を一定化すること
ができ、また、樹脂間の熱膨張係数の差に基づく応力を
緩和して断線事故を抑制することができる。
【0020】図4は、本発明の第3の実施例を説明する
ための図であって、図4(a)は、リードフレームに素
子を搭載した状態を示す平面図であり、図4(b)はそ
のA−A線の断面図である。この実施例では、第1コイ
ニング面11は平坦になされているが、第2コイニング
面13は回転放物面になされている。この構成によりフ
ォトカプラの電流伝達率を向上させることができる。
【0021】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によるフォ
トカプラは、ポッティング樹脂をリードフレーム面に形
成した凹部の領域内に止めるようにしたものであるの
で、ポッティング樹脂の発光素子上での膜厚を一定化す
ることができる。その結果、フォトカプラの1次側と2
次側の絶縁耐圧を左右する発光素子と受光素子間の1次
モールド樹脂厚を間接的に一定化することができ、絶縁
耐圧の製造上のバラツキを抑えることができる。また、
ポッティング樹脂の形状が一定化されたことにより、ポ
ッティング樹脂量を最小最適化することができるように
なり、1次および2次モールド樹脂に比較して吸湿率が
数十倍高いポッティング樹脂の使用を、電気的特性およ
び信頼性を損なわない範囲内で減少させてフォトカプラ
の耐湿性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例の断面図。
【図2】本発明の第1の実施例の製造方法を説明するた
めの平面図と断面図。
【図3】本発明の第2の実施例を説明するための平面図
と断面図。
【図4】本発明の第3の実施例を説明するための平面図
と断面図。
【図5】従来例の断面図。
【図6】従来例の製造方法を説明するための平面図と断
面図。
【図7】1次モールド樹脂の膜厚と絶縁耐圧との関係を
示すグラフ。
【符号の説明】
1、1′ 1次側リードフレーム 2 発光素子 3 2次側リードフレーム 4 受光素子 5 ボンディングワイヤ 6 ポッティング樹脂 7 1次モールド樹脂 8 2次モールド樹脂 11 第1コイニング面 12、13 第2コイニング面 14 コイニング面
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 23/31 23/48 Y

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1のリードフレームの凹部にマウント
    され、透光性で軟質のポッティング樹脂によって被覆さ
    れた発光素子と、第2のリードフレーム上にマウントさ
    れた受光素子とが対向配置され、前記発光素子と受光素
    子とが透光性の第1のモールド樹脂によって封止され、
    前記第1のモールド樹脂が不透光性モールド樹脂によっ
    て封止されているフォトカプラにおいて、 前記ポッティング樹脂の拡がりが前記凹部の平面形状に
    よって規定されていることを特徴とするフォトカプラ。
  2. 【請求項2】 前記凹部が階段状の複数段に形成されて
    いることを特徴とする請求項1記載のフォトカプラ。
  3. 【請求項3】 前記発光素子のボンディングパッドとリ
    ードフレーム間を接続するボンディングワイヤが前記ポ
    ッティング樹脂内に完全に包まれていることを特徴とす
    る請求項1記載のフォトカプラ。
  4. 【請求項4】 前記発光素子のボンディングパッドとリ
    ードフレーム間を接続するボンディングワイヤが前記ポ
    ッティング樹脂から飛び出しており、かつ、該ポッティ
    ング樹脂の表面と前記ボンディングワイヤがほぼ直角に
    交わっていることを特徴とする請求項1記載のフォトカ
    プラ。
  5. 【請求項5】 前記凹部の底面は側壁に囲まれており、
    その底面は発光素子をマウントするためのボンディング
    材の拡がりを規定するものとなっていることを特徴とす
    る請求項1記載のフォトカプラ。
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5455276U (ja) * 1977-09-24 1979-04-17
JPH0224385A (ja) * 1988-07-13 1990-01-26 Canon Inc 液晶組成物およびこれを含む液晶素子
JPH0563068U (ja) * 1992-01-31 1993-08-20 シャープ株式会社 樹脂封止型発光体

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