JPS6142974A - 光結合素子 - Google Patents
光結合素子Info
- Publication number
- JPS6142974A JPS6142974A JP59164681A JP16468184A JPS6142974A JP S6142974 A JPS6142974 A JP S6142974A JP 59164681 A JP59164681 A JP 59164681A JP 16468184 A JP16468184 A JP 16468184A JP S6142974 A JPS6142974 A JP S6142974A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- photo
- light
- receiving element
- conductive layer
- permeable
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
- H10F55/00—Radiation-sensitive semiconductor devices covered by groups H10F10/00, H10F19/00 or H10F30/00 being structurally associated with electric light sources and electrically or optically coupled thereto
- H10F55/20—Radiation-sensitive semiconductor devices covered by groups H10F10/00, H10F19/00 or H10F30/00 being structurally associated with electric light sources and electrically or optically coupled thereto wherein the electric light source controls the radiation-sensitive semiconductor devices, e.g. optocouplers
- H10F55/25—Radiation-sensitive semiconductor devices covered by groups H10F10/00, H10F19/00 or H10F30/00 being structurally associated with electric light sources and electrically or optically coupled thereto wherein the electric light source controls the radiation-sensitive semiconductor devices, e.g. optocouplers wherein the radiation-sensitive devices and the electric light source are all semiconductor devices
Landscapes
- Photo Coupler, Interrupter, Optical-To-Optical Conversion Devices (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
く技術分野〉
本発明は光結合素子に関する。
〈従来技術〉
従来の光結合素子（以下、ホトカプラという）は、第４
図または第５図に示すように、発光ダイオードである発
光素子１０１とホトトランジスタである受光素子１０２
とが互いに対向するとともに、発光素子１０１と受光素
子１０２との間を透光性樹脂１０３またはガラス１０４
などの透光性材で電気的に絶縁する。しかるに、発光素
子１０１と受光素子１０２とが対向しているため、発光
素子１０１と受光素子１０２との間でコンデンサを形成
する。第６図はホトカプラの等価回路を示しており、発
光ダイオード１０１とホトトランジスタ１０２との間に
結合容量Ｃが形成される。
図または第５図に示すように、発光ダイオードである発
光素子１０１とホトトランジスタである受光素子１０２
とが互いに対向するとともに、発光素子１０１と受光素
子１０２との間を透光性樹脂１０３またはガラス１０４
などの透光性材で電気的に絶縁する。しかるに、発光素
子１０１と受光素子１０２とが対向しているため、発光
素子１０１と受光素子１０２との間でコンデンサを形成
する。第６図はホトカプラの等価回路を示しており、発
光ダイオード１０１とホトトランジスタ１０２との間に
結合容量Ｃが形成される。
ホトカプラの感度を向上させるためには、発光素子と受
光素子との間の距離をできるだけ小さくする必要がある
。しかし、この距離を小さくすると、発光素子と受光素
子との間の絶縁破壊電圧が低下するため、発光素子と受
光素子、との間の透光性絶縁層に高絶縁性の材料を用い
なければならない、しかるに、高絶縁性材料は誘電率ε
が大であり、素子間路１ｉ１１ｄが小さくなると、次式
により結合容量Ｃはますます大きくなる。
光素子との間の距離をできるだけ小さくする必要がある
。しかし、この距離を小さくすると、発光素子と受光素
子との間の絶縁破壊電圧が低下するため、発光素子と受
光素子、との間の透光性絶縁層に高絶縁性の材料を用い
なければならない、しかるに、高絶縁性材料は誘電率ε
が大であり、素子間路１ｉ１１ｄが小さくなると、次式
により結合容量Ｃはますます大きくなる。
ＣｃＣｇＳ／ｄ
なお、Ｓは対向面積である。
一般に、ホトカプラは、異なる電位をもつ２つの回路の
間を電気的に絶縁しつつ信号を光によって伝達する用途
に使われる。しかるに、結合容量が大きい場合には、第
７図に示すように、入力回路１０５に進入したノイズは
、ホトカプラの発光ダイオード１０１から結合容量Ｃを
通してホｌ−）ランジスタ１０２に伝達し、ホトトラン
ジスタ１０２のベースに電流Ｉｂが流れ、この電流Ｉｂ
を電流増幅率ｈｆｅ倍した電流Ｉｃ＝ＩｂＸｈｆｅがホ
トトランジスタ１０２のコレクタに流れる。そして、ホ
トトランジスタ１０２のコレクタが接続された出力回路
１０６は、ノイズによる誤動作を起こす。
間を電気的に絶縁しつつ信号を光によって伝達する用途
に使われる。しかるに、結合容量が大きい場合には、第
７図に示すように、入力回路１０５に進入したノイズは
、ホトカプラの発光ダイオード１０１から結合容量Ｃを
通してホｌ−）ランジスタ１０２に伝達し、ホトトラン
ジスタ１０２のベースに電流Ｉｂが流れ、この電流Ｉｂ
を電流増幅率ｈｆｅ倍した電流Ｉｃ＝ＩｂＸｈｆｅがホ
トトランジスタ１０２のコレクタに流れる。そして、ホ
トトランジスタ１０２のコレクタが接続された出力回路
１０６は、ノイズによる誤動作を起こす。
この結合容量によるノイズの伝達を防止するためには、
第８図に示すように、ホトカプラの発光ダイオード１０
１とホトトランジスタ１０２との間の結合容ｆＣに静電
遮蔽（シールド）Ｓを施す必要がある。
第８図に示すように、ホトカプラの発光ダイオード１０
１とホトトランジスタ１０２との間の結合容ｆＣに静電
遮蔽（シールド）Ｓを施す必要がある。
〈発明の目的〉
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目
的は、静電遮蔽を行なった高耐ノイズ及び高感度なホト
カプラを提供することである。
的は、静電遮蔽を行なった高耐ノイズ及び高感度なホト
カプラを提供することである。
〈発明の構成〉
本発明においては、回路間を電気的に絶縁して発光素子
と受光素子とにより信号を光によって伝達するようにし
た光結合素子において、上記受光素子が透光性絶縁層と
透光性導電層とからなる複合層を備えたことを特徴とす
る。
と受光素子とにより信号を光によって伝達するようにし
た光結合素子において、上記受光素子が透光性絶縁層と
透光性導電層とからなる複合層を備えたことを特徴とす
る。
〈実施例〉
以下本発明の一実施例を説明する。
第１図はホトカプラの受光素子の構造を示す。
ホトトランジスタ１はエミッタ領域２．ベース領域３及
びコレクタ領域４からなる。このホトトランジスタ１の
エミッタ領域２の表面にアルミ電極５が形成されるとと
もに、ホトトランジスタ１のベース領域３を覆うように
且つアルミ電極５の一部分を除いて、透光性絶縁層６．
透光性導電層７及び透光性絶縁層８からなる３層の複合
層が形成される。この透光性導電層７により、ベース領
域３の上に静電遮蔽膜が形成される。
びコレクタ領域４からなる。このホトトランジスタ１の
エミッタ領域２の表面にアルミ電極５が形成されるとと
もに、ホトトランジスタ１のベース領域３を覆うように
且つアルミ電極５の一部分を除いて、透光性絶縁層６．
透光性導電層７及び透光性絶縁層８からなる３層の複合
層が形成される。この透光性導電層７により、ベース領
域３の上に静電遮蔽膜が形成される。
以下、上述の受光素子の製造方法を説明する。
先ず、ホトトランジスタウェハ１に、アルミ電極５を蒸
着及びホトエツチングにより形成する。次に、透光性絶
縁層６を、例えばポリイミド樹脂（住友ベークライト社
ＣＲＣ−６０５０）を厚さ１０μ程度にコーティングし
前硬化を経てホトエツチングにより形成する。さらに、
この透光性絶縁層６を後硬化させた後、透光性導電層７
を、例えば酸化第２錫（米国ピッツバーグガラス社ＮＥ
ＳＡ膜）を透光性絶縁層６の上に蒸着及びホトエツチン
グにより所定のパターン形状に形成する。その後、透光
性絶縁Ｎ８を、透光性絶縁層６と同様の方法で透光性導
電層７の上に厚さ２０μ程度に形成する。
着及びホトエツチングにより形成する。次に、透光性絶
縁層６を、例えばポリイミド樹脂（住友ベークライト社
ＣＲＣ−６０５０）を厚さ１０μ程度にコーティングし
前硬化を経てホトエツチングにより形成する。さらに、
この透光性絶縁層６を後硬化させた後、透光性導電層７
を、例えば酸化第２錫（米国ピッツバーグガラス社ＮＥ
ＳＡ膜）を透光性絶縁層６の上に蒸着及びホトエツチン
グにより所定のパターン形状に形成する。その後、透光
性絶縁Ｎ８を、透光性絶縁層６と同様の方法で透光性導
電層７の上に厚さ２０μ程度に形成する。
なお、本実施例では透光性絶縁層６．８にポリイミド樹
脂を用いたが、これ以外の樹脂または無機物例えば酸化
シリコンや窒化シリコンなどを用いてもよい。また、透
光性導電Ｎ７についても、酸化第２錫の他に酸化インジ
ウムなどが利用できる。
脂を用いたが、これ以外の樹脂または無機物例えば酸化
シリコンや窒化シリコンなどを用いてもよい。また、透
光性導電Ｎ７についても、酸化第２錫の他に酸化インジ
ウムなどが利用できる。
次に、上述の受光素子を備えたホトカプラについて説明
する。
する。
第２図はホトカプラの構造を示す。上述のように構成さ
れた受光素子１０は、リードフレーム（図示せず）など
に接着される。この受光素子１０の透光性絶縁層８の上
に、発光ダイオード１１のＮ領域１２が透明接着剤１３
により接着される。
れた受光素子１０は、リードフレーム（図示せず）など
に接着される。この受光素子１０の透光性絶縁層８の上
に、発光ダイオード１１のＮ領域１２が透明接着剤１３
により接着される。
したがって、ホトトランジスタ１と発光ダイオード１１
との間に透光性絶縁層６と透光性絶縁層８を介して透光
性導電層７で構成された静電遮蔽膜が形成される。その
後、受光素子１０のアルミ電極５１発光ダイオード１１
のＰ領域１４及びＮ領域１２に金線１５がそれぞれ接着
される。
との間に透光性絶縁層６と透光性絶縁層８を介して透光
性導電層７で構成された静電遮蔽膜が形成される。その
後、受光素子１０のアルミ電極５１発光ダイオード１１
のＰ領域１４及びＮ領域１２に金線１５がそれぞれ接着
される。
上述のように、ホトカプラの発光ダイオード１１とホト
トランジスタ１との間に設けられる透光性導電層７をは
さん“だ透光性絶縁Ｎ６，８にポリイミド樹脂を用いる
と、このポリイミド樹脂の絶縁破壊強度が１００Ｖ／μ
以上であるので、光結合素子として充分な絶縁性を備え
る。
トランジスタ１との間に設けられる透光性導電層７をは
さん“だ透光性絶縁Ｎ６，８にポリイミド樹脂を用いる
と、このポリイミド樹脂の絶縁破壊強度が１００Ｖ／μ
以上であるので、光結合素子として充分な絶縁性を備え
る。
第３図はホトカプラの他の例を示す。この場合、受光素
子１０の透光性絶縁層８の上に銀などの蒸着及びホトエ
ツチングにより電極１６を形成し、発光ダイオード１１
のＮ領域１２を導電性接着剤１７によりこの電極１６の
上に接着する。その後、電極１６に金線１５を接着する
。
子１０の透光性絶縁層８の上に銀などの蒸着及びホトエ
ツチングにより電極１６を形成し、発光ダイオード１１
のＮ領域１２を導電性接着剤１７によりこの電極１６の
上に接着する。その後、電極１６に金線１５を接着する
。
〈発明の効果〉
以上説明したように、本発明においては、受光素子が透
光性絶縁層と静電遮蔽膜となる透光性導電層からなる複
合層を備えるようにしたから、発光素子と受光素子との
間の結合容量を通してレイズが進入することを防止でき
、素子間の距離を短くするとともに、高絶縁性材料で素
子間の絶縁を行なうことができ、光結合素子の耐ノイズ
性と感度の向上を達成することができる。また、絶縁層
及び静電遮蔽膜がウニハエ程にて形成されるため、量産
性に優れるとともに、特性のバラツキも少ない。
光性絶縁層と静電遮蔽膜となる透光性導電層からなる複
合層を備えるようにしたから、発光素子と受光素子との
間の結合容量を通してレイズが進入することを防止でき
、素子間の距離を短くするとともに、高絶縁性材料で素
子間の絶縁を行なうことができ、光結合素子の耐ノイズ
性と感度の向上を達成することができる。また、絶縁層
及び静電遮蔽膜がウニハエ程にて形成されるため、量産
性に優れるとともに、特性のバラツキも少ない。
第１図は本発明実施例の受光素子の断面図、第２図は本
発明実施例のホトカブラの断面図、第３図は本発明の他
の実施例のホトカブラの断面図、第４図と第５図はホト
カブラの従来例の断面図、第６図と第７図はホトカブラ
の等価回路の回路図、第゛８図は静電遮蔽を施したホト
カブラの等価回路の回路図である。 １−ホトトランジスタ ６．８−透光性絶縁層７・−・
・・透光性導電層 １０・−・−・受光素子１１−
・発光ダイオード
発明実施例のホトカブラの断面図、第３図は本発明の他
の実施例のホトカブラの断面図、第４図と第５図はホト
カブラの従来例の断面図、第６図と第７図はホトカブラ
の等価回路の回路図、第゛８図は静電遮蔽を施したホト
カブラの等価回路の回路図である。 １−ホトトランジスタ ６．８−透光性絶縁層７・−・
・・透光性導電層 １０・−・−・受光素子１１−
・発光ダイオード
Claims (2)
- （１）回路間を電気的に絶縁して発光素子と受光素子と
により信号を光によって伝達するようにした光結合素子
において、上記受光素子が透光性絶縁層と透光性導電層
とからなる複合層を備えたことを特徴とする光結合素子
。 - （２）上記受光素子の複合層の上に発光素子を設置した
特許請求の範囲第１項記載の光結合素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59164681A JPS6142974A (ja) | 1984-08-06 | 1984-08-06 | 光結合素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59164681A JPS6142974A (ja) | 1984-08-06 | 1984-08-06 | 光結合素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6142974A true JPS6142974A (ja) | 1986-03-01 |
Family
ID=15797825
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59164681A Pending JPS6142974A (ja) | 1984-08-06 | 1984-08-06 | 光結合素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6142974A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0513070U (ja) * | 1991-07-29 | 1993-02-19 | シヤープ株式会社 | 光結合半導体装置 |
-
1984
- 1984-08-06 JP JP59164681A patent/JPS6142974A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0513070U (ja) * | 1991-07-29 | 1993-02-19 | シヤープ株式会社 | 光結合半導体装置 |
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