JP2005032950A - 光半導体装置及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】光感度と入出力間の絶縁耐圧の向上を図ることが可能な光半導体装置及びその製造方法を提供する。
【解決手段】リードフレーム1と、これと一体化したマウントベッド2と、このマウントベッド2上に接着剤3を介して載置される光半導体素子4と、これを封止する光透過性樹脂12を備え、マウントベッド2の光半導体素子4載置面に凹部5を有し、この凹部5中にマウントベッド2を貫通する排気孔6の一端を有する。
【選択図】 図1
【解決手段】リードフレーム1と、これと一体化したマウントベッド2と、このマウントベッド2上に接着剤3を介して載置される光半導体素子4と、これを封止する光透過性樹脂12を備え、マウントベッド2の光半導体素子4載置面に凹部5を有し、この凹部5中にマウントベッド2を貫通する排気孔6の一端を有する。
【選択図】 図1
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光感度と入出力間の絶縁耐圧の向上を図った光半導体装置とその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、フォトカプラ、フォトリレーなどの光半導体装置において、受光素子とリードフレームを絶縁させるためのマウントベッドをインジェクション樹脂にて成形したものが用いられている。
【0003】
図4に光半導体装置の断面図を示すように、リードフレーム101にマウントベッド102が一体成形されており、その上に接着剤103を介して受光素子104が載置されている。リードフレーム101上には受光素子104と接続されたMOS−FET108が載置されており、光透過性樹脂112を介してリードフレーム101にマウントボンディングされた発光素子111が受光素子104と対向するように設置されている。そしてさらにこれらはモールド樹脂113により被覆されている。
【0004】
このような光半導体装置は、発光素子111からの光を受光素子104において電気信号に変換し、出力部のMOS−FET108を駆動させることにより、高速スイッチング素子等として機能する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
マウントベッドは、所定の金型に樹脂を流し込み、熱硬化させた後、金型から取り外すことにより、リードフレームと一体成形される。このとき、金型とリードフレームは密着しているため、一般にエジェクタ−ピンを用いてリードフレームを突き落とすことにより金型から外している。このとき、このエジェクタ−ピンにより、図5に示すような跡(凹部105)が形成されてしまう。
【0006】
次いで、図6に示すように、この凹部105を含むマウントベッド102上に接着剤103を塗布し、その上に受光素子104を載置した後、光透過性樹脂112で封止し、これを熱硬化する。しかしながら、接着剤103は所定の粘度を有するため、凹部105の隅まで完全に充填されず、受光素子104とマウントベッド102の間に空気が閉じ込められてしまう。そして、この閉じ込められた空気が、光透過性樹脂中112に移動し、気泡114として残存するため、光結合特性及び入出力間耐圧が低下し、製品特性、信頼性が低下するという問題が生じていた。
【0007】
接着剤の粘度を低くすることにより、凹部の隅まで充填することが可能であるが、塗布量がばらつき、生産性が低下してしまう。一方、発光表示装置において、導光部を構成する樹脂の注入時に発生し、樹脂中に残存する気泡を、LEDチップ搭載基板面に設けられた挿通孔より排出する技術がある(例えば特許文献1参照)。しかしながら、接着剤塗布時の問題については何ら示唆されていない。
【0008】
そこで、本発明は、従来の問題を取り除き、光感度と入出力間の絶縁耐圧の向上を図ることが可能な光半導体装置及びその製造方法を提供することを目的とするものである。
【0009】
【特許文献1】
特開2000−12576号公報
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明の一実施態様によれば、リードフレームと、これと一体化したマウントベッドと、このマウントベッド上に接着剤を介して載置される光半導体素子と、これを封止する光透過性樹脂を備え、マウントベッドの光半導体素子載置面に凹部を有し、この凹部中に前記マウントベッドを貫通する排気孔の一端を有することを特徴とする光半導体装置が提供される。
【0011】
また、本発明の一実施態様によれば、所定形状のリードフレームをインジェクション成形によりマウントベッドと一体化し、所定位置にマウントベッドを貫通する排気孔を形成する工程と、排気孔の一端を含むマウントベッドの上面に凹部を形成する工程と、凹部を含む前記マウントベッドの上面に接着剤を塗布する工程と、接着剤上に光半導体素子を載置する工程と、光半導体素子を光透過性樹脂により封止し、これを熱硬化させる工程と、接着剤の塗布時に発生した凹部中の気泡を排気孔より除去する工程を具備することを特徴とする光半導体装置の製造方法が提供される。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施形態について、図を参照して説明する。
【0013】
図1に本実施形態における光半導体装置の断面図、図2(a)に発光素子側、(b)に受光素子側の上面図を示す。図に示すように、リードフレーム1にマウントベッド2が一体成形されており、その上に接着剤3を介して制御回路機能を搭載した受光素子4が載置されている。マウントベッド2の受光素子4載置面には、凹部5が形成されており、凹部5の底部よりマウントベッド2を貫通する排気孔6が形成されている。そして、リードフレーム1上には受光素子4とワイヤー配線7により接続されたMOS−FET8が載置されている。一方、リードフレーム9にマウントボンディングされ、ワイヤー配線10により接続された発光素子11が、光透過性樹脂12を介して受光素子4と対向するように設置されている。そしてさらにこれらはモールド樹脂13により被覆されている。
【0014】
このような光半導体装置は以下のように形成される。先ず、リードフレーム1と一体化したマウントベッド2を、インジェクション樹脂成形により形成する。すなわち、所定の金型に樹脂を流し込み、熱硬化させた後、金型から取り外すことにより、リードフレーム1と一体成形される。このとき同時に、エジェクターピンによって凹部の形成される領域に、マウントベッドを貫通するように排気孔6を形成しておく。そして、エジェクタ−ピンを用いて突き落とすことにより、金型から取り外されるとともに凹部5が形成される。
【0015】
次いで、この凹部5を含むマウントベッド2上に接着剤3を塗布し、その上に受光素子4を載置する。所定の粘度を有する接着剤3は、凹部5の隅まで完全に充填されず、受光素子4とマウントベッド2の間に閉じ込められた空気により気泡が形成されるが、排気孔より除去される。そして、リードフレーム1上にMOS−FET8をマウントボンディングした後、ワイヤー配線7により接続する。一方、発光素子11をリードフレーム9にマウントボンディングし、ワイヤー配線10により接続する。次いで、受光素子4と発光素子11を対向させ、その間を光透過性樹脂12で封止し、これを熱硬化したのち、さらにモールド樹脂13で被覆する。このとき、凹部5中には気泡が形成されていないため、これが光透過性樹脂12中に移動し残存することもない。従って、良好な光結合特性及び入出力間耐圧が得られ、製品歩留りも10%以上向上する。
【0016】
尚、排気孔6は、凹部5よりマウントベッド2を貫通していればよく、その形状、位置は特に規定されないが、中央部に形成されることが好ましい。また、その径も、載置される受光素子(光半導体素子)の短辺及び凹部径より小さければよく、例えば0.5mmφ程度である。
【0017】
また、本実施形態においては、発光素子と受光素子が対向して設けられているが、これに限定されるものではなく、同一平面上にマウントおよびボンディングされた受光素子と発光素子を透過性の光結合樹脂で覆った、反射光を利用するフォトカプラ・フォトリレ−においても効果が得られる。
【0018】
そして、このように構成される光半導体装置において、図3に電気的結線図を示すように、発光素子10からの光を受光素子4において電気信号に変換し、出力部のMOS−FET8を駆動させる。尚、点線矢印は、4Pinへの+の電圧印加の場合の電流経路である。このようにして、高速スイッチング素子等として機能することができる。
【0019】
【発明の効果】
本発明によれば、光感度と入出力間の絶縁耐圧の向上を図ることが可能な光半導体装置及びその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施態様による光半導体装置の断面を示す図。
【図2】本発明の一実施態様による光半導体装置の組立図。
【図3】本発明の一実施態様による光半導体装置の電気的結線図。
【図4】従来の光半導体装置の断面を示す図。
【図5】エジェクターピン跡(凹部)を示す図。
【図6】従来の光半導体装置の問題を示す図。
【符号の説明】
1、9、101、109 リードフレーム
2、102 マウントベッド
3、103 接着剤
4、104 受光素子
5、105 凹部
6 排気孔
7、10、107、110 ワイヤー配線
8、108 MOS−FET
11、111 発光素子
12、112 光透過性樹脂
13、113 モールド樹脂
114 気泡
【発明の属する技術分野】
本発明は、光感度と入出力間の絶縁耐圧の向上を図った光半導体装置とその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、フォトカプラ、フォトリレーなどの光半導体装置において、受光素子とリードフレームを絶縁させるためのマウントベッドをインジェクション樹脂にて成形したものが用いられている。
【0003】
図4に光半導体装置の断面図を示すように、リードフレーム101にマウントベッド102が一体成形されており、その上に接着剤103を介して受光素子104が載置されている。リードフレーム101上には受光素子104と接続されたMOS−FET108が載置されており、光透過性樹脂112を介してリードフレーム101にマウントボンディングされた発光素子111が受光素子104と対向するように設置されている。そしてさらにこれらはモールド樹脂113により被覆されている。
【0004】
このような光半導体装置は、発光素子111からの光を受光素子104において電気信号に変換し、出力部のMOS−FET108を駆動させることにより、高速スイッチング素子等として機能する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
マウントベッドは、所定の金型に樹脂を流し込み、熱硬化させた後、金型から取り外すことにより、リードフレームと一体成形される。このとき、金型とリードフレームは密着しているため、一般にエジェクタ−ピンを用いてリードフレームを突き落とすことにより金型から外している。このとき、このエジェクタ−ピンにより、図5に示すような跡(凹部105)が形成されてしまう。
【0006】
次いで、図6に示すように、この凹部105を含むマウントベッド102上に接着剤103を塗布し、その上に受光素子104を載置した後、光透過性樹脂112で封止し、これを熱硬化する。しかしながら、接着剤103は所定の粘度を有するため、凹部105の隅まで完全に充填されず、受光素子104とマウントベッド102の間に空気が閉じ込められてしまう。そして、この閉じ込められた空気が、光透過性樹脂中112に移動し、気泡114として残存するため、光結合特性及び入出力間耐圧が低下し、製品特性、信頼性が低下するという問題が生じていた。
【0007】
接着剤の粘度を低くすることにより、凹部の隅まで充填することが可能であるが、塗布量がばらつき、生産性が低下してしまう。一方、発光表示装置において、導光部を構成する樹脂の注入時に発生し、樹脂中に残存する気泡を、LEDチップ搭載基板面に設けられた挿通孔より排出する技術がある(例えば特許文献1参照)。しかしながら、接着剤塗布時の問題については何ら示唆されていない。
【0008】
そこで、本発明は、従来の問題を取り除き、光感度と入出力間の絶縁耐圧の向上を図ることが可能な光半導体装置及びその製造方法を提供することを目的とするものである。
【0009】
【特許文献1】
特開2000−12576号公報
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明の一実施態様によれば、リードフレームと、これと一体化したマウントベッドと、このマウントベッド上に接着剤を介して載置される光半導体素子と、これを封止する光透過性樹脂を備え、マウントベッドの光半導体素子載置面に凹部を有し、この凹部中に前記マウントベッドを貫通する排気孔の一端を有することを特徴とする光半導体装置が提供される。
【0011】
また、本発明の一実施態様によれば、所定形状のリードフレームをインジェクション成形によりマウントベッドと一体化し、所定位置にマウントベッドを貫通する排気孔を形成する工程と、排気孔の一端を含むマウントベッドの上面に凹部を形成する工程と、凹部を含む前記マウントベッドの上面に接着剤を塗布する工程と、接着剤上に光半導体素子を載置する工程と、光半導体素子を光透過性樹脂により封止し、これを熱硬化させる工程と、接着剤の塗布時に発生した凹部中の気泡を排気孔より除去する工程を具備することを特徴とする光半導体装置の製造方法が提供される。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施形態について、図を参照して説明する。
【0013】
図1に本実施形態における光半導体装置の断面図、図2(a)に発光素子側、(b)に受光素子側の上面図を示す。図に示すように、リードフレーム1にマウントベッド2が一体成形されており、その上に接着剤3を介して制御回路機能を搭載した受光素子4が載置されている。マウントベッド2の受光素子4載置面には、凹部5が形成されており、凹部5の底部よりマウントベッド2を貫通する排気孔6が形成されている。そして、リードフレーム1上には受光素子4とワイヤー配線7により接続されたMOS−FET8が載置されている。一方、リードフレーム9にマウントボンディングされ、ワイヤー配線10により接続された発光素子11が、光透過性樹脂12を介して受光素子4と対向するように設置されている。そしてさらにこれらはモールド樹脂13により被覆されている。
【0014】
このような光半導体装置は以下のように形成される。先ず、リードフレーム1と一体化したマウントベッド2を、インジェクション樹脂成形により形成する。すなわち、所定の金型に樹脂を流し込み、熱硬化させた後、金型から取り外すことにより、リードフレーム1と一体成形される。このとき同時に、エジェクターピンによって凹部の形成される領域に、マウントベッドを貫通するように排気孔6を形成しておく。そして、エジェクタ−ピンを用いて突き落とすことにより、金型から取り外されるとともに凹部5が形成される。
【0015】
次いで、この凹部5を含むマウントベッド2上に接着剤3を塗布し、その上に受光素子4を載置する。所定の粘度を有する接着剤3は、凹部5の隅まで完全に充填されず、受光素子4とマウントベッド2の間に閉じ込められた空気により気泡が形成されるが、排気孔より除去される。そして、リードフレーム1上にMOS−FET8をマウントボンディングした後、ワイヤー配線7により接続する。一方、発光素子11をリードフレーム9にマウントボンディングし、ワイヤー配線10により接続する。次いで、受光素子4と発光素子11を対向させ、その間を光透過性樹脂12で封止し、これを熱硬化したのち、さらにモールド樹脂13で被覆する。このとき、凹部5中には気泡が形成されていないため、これが光透過性樹脂12中に移動し残存することもない。従って、良好な光結合特性及び入出力間耐圧が得られ、製品歩留りも10%以上向上する。
【0016】
尚、排気孔6は、凹部5よりマウントベッド2を貫通していればよく、その形状、位置は特に規定されないが、中央部に形成されることが好ましい。また、その径も、載置される受光素子(光半導体素子)の短辺及び凹部径より小さければよく、例えば0.5mmφ程度である。
【0017】
また、本実施形態においては、発光素子と受光素子が対向して設けられているが、これに限定されるものではなく、同一平面上にマウントおよびボンディングされた受光素子と発光素子を透過性の光結合樹脂で覆った、反射光を利用するフォトカプラ・フォトリレ−においても効果が得られる。
【0018】
そして、このように構成される光半導体装置において、図3に電気的結線図を示すように、発光素子10からの光を受光素子4において電気信号に変換し、出力部のMOS−FET8を駆動させる。尚、点線矢印は、4Pinへの+の電圧印加の場合の電流経路である。このようにして、高速スイッチング素子等として機能することができる。
【0019】
【発明の効果】
本発明によれば、光感度と入出力間の絶縁耐圧の向上を図ることが可能な光半導体装置及びその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施態様による光半導体装置の断面を示す図。
【図2】本発明の一実施態様による光半導体装置の組立図。
【図3】本発明の一実施態様による光半導体装置の電気的結線図。
【図4】従来の光半導体装置の断面を示す図。
【図5】エジェクターピン跡(凹部)を示す図。
【図6】従来の光半導体装置の問題を示す図。
【符号の説明】
1、9、101、109 リードフレーム
2、102 マウントベッド
3、103 接着剤
4、104 受光素子
5、105 凹部
6 排気孔
7、10、107、110 ワイヤー配線
8、108 MOS−FET
11、111 発光素子
12、112 光透過性樹脂
13、113 モールド樹脂
114 気泡
Claims (5)
- リードフレームと、これと一体化したマウントベッドと、このマウントベッド上に接着剤を介して載置される光半導体素子と、これを封止する光透過性樹脂を備え、前記マウントベッドの前記光半導体素子載置面に凹部を有し、この凹部中に前記マウントベッドを貫通する排気孔の一端を有することを特徴とする光半導体装置。
- 前記排気孔上に前記光半導体素子が載置されることを特徴とする請求項1記載の光半導体装置。
- 前記光半導体素子は、受光素子であることを特徴とする請求項2記載の光半導体装置。
- 前記受光素子と共に前記光透過性樹脂で封止される発光素子を備えることを特徴とする請求項3記載の光半導体装置。
- 所定形状のリードフレームをインジェクション成形によりマウントベッドと一体化し、所定位置に前記マウントベッドを貫通する排気孔を形成する工程と、
前記排気孔の一端を含む前記マウントベッドの上面に凹部を形成する工程と、
前記凹部を含む前記マウントベッドの上面に接着剤を塗布する工程と、
前記接着剤上に光半導体素子を載置する工程と、
前記光半導体素子を光透過性樹脂により封止し、これを熱硬化させる工程と、
前記接着剤の塗布時に発生した前記凹部中の気泡を前記排気孔より除去する工程を具備することを特徴とする光半導体装置の製造方法。
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