JPS5832514B2 - handoutaihikariketsugousoshi - Google Patents
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- JPS5832514B2 JPS5832514B2 JP50048818A JP4881875A JPS5832514B2 JP S5832514 B2 JPS5832514 B2 JP S5832514B2 JP 50048818 A JP50048818 A JP 50048818A JP 4881875 A JP4881875 A JP 4881875A JP S5832514 B2 JPS5832514 B2 JP S5832514B2
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- light emitting
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Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、発光素子ダイと受光素子ダイを組合わせて
光結合を得る半導体光結合素子に関し、特に光結合効率
を向上し、しかも組立工程が簡単化できるようにしたも
のである。[Detailed Description of the Invention] The present invention relates to a semiconductor optical coupling device that obtains optical coupling by combining a light emitting element die and a light receiving element die, and in particular improves optical coupling efficiency and simplifies the assembly process. It is something.
従来の半導体光結合素子の一例の断面図を第1図および
第2図に示す。A cross-sectional view of an example of a conventional semiconductor optical coupling device is shown in FIGS. 1 and 2.
第2図は第1図とは異なつた方向の断面図である。FIG. 2 is a sectional view taken in a different direction from FIG. 1.
まず、第1図において、1は発光素子ダイであり、この
発光素子ダイ1としてGaAsPを用いた赤外発光ダイ
オード、GaAsP 、 GaPの材料を用いた可視光
発光ダイオードなどが応答速度および発光出力の関係か
ら現在よく使用されている。First, in FIG. 1, 1 is a light emitting element die, and this light emitting element die 1 is an infrared light emitting diode using GaAsP, a visible light emitting diode using GaAsP, GaP materials, etc. Currently commonly used due to its relationship.
また、2は受光素子ダイであり、この受光素子ダイ2と
しては、CdS、CdSe、Siフォトダイオード、あ
るいはトランジスタなどがあるが、ここではGaAs赤
外発光ダイオードSiフォトトランジスタの場合につい
て説明する。Reference numeral 2 denotes a light-receiving element die, and the light-receiving element die 2 may be a CdS, CdSe, Si photodiode, or a transistor, but here, a case of a GaAs infrared light emitting diode and a Si phototransistor will be explained.
さて、発光ダイオード1をリード4にダイボンドし、発
光ダイオード1の他方の電極9とリード線3を金属細線
10よりワイヤーボンドして電気的接続を得る。Now, the light emitting diode 1 is die-bonded to the lead 4, and the other electrode 9 of the light emitting diode 1 and the lead wire 3 are wire-bonded using the thin metal wire 10 to obtain an electrical connection.
また、受光素子も同様に、フォトトランジスタ2をリー
ド7にダイボンドし、エミッタ電極11とリード6、ま
た、ベース電極12とリード8を金属細線13,14に
よりワイヤーボンドして電気的接続を得るようにしてい
る。Similarly, for the light receiving element, the phototransistor 2 is die-bonded to the lead 7, and the emitter electrode 11 and the lead 6, and the base electrode 12 and the lead 8 are wire-bonded using thin metal wires 13 and 14 to obtain electrical connections. I have to.
次に、この2種類のリードフレーム101゜102を第
2図に示すように固定し、透明物質15で発光ダイオー
ド1とフォトトランジスタ2間を覆い、そして、外部光
を遮断する不透明物質16で全体を封止したものである
。Next, these two types of lead frames 101 and 102 are fixed as shown in FIG. 2, a transparent material 15 is used to cover the space between the light emitting diode 1 and the phototransistor 2, and an opaque material 16 is used to block external light. It is sealed.
この透明物質15および不透明物質16には安価なエポ
キシ樹脂、シリコン樹脂などのプラスチックがよく用い
られている。For the transparent material 15 and the opaque material 16, inexpensive plastics such as epoxy resin and silicone resin are often used.
このように形成された半導体光結合素子が動作するとき
には、リード3,4に入力信号が加えられることにより
、発光ダイオード1が発光し、放出された光は透明物質
15を通過し、フォトトランジスタ2に照射され、光誘
起電力を生じ、出力信号として取り出される。When the semiconductor optical coupling device formed in this manner operates, an input signal is applied to the leads 3 and 4, causing the light emitting diode 1 to emit light, and the emitted light passes through the transparent material 15 and is connected to the phototransistor 2. is irradiated to generate photo-induced power, which is extracted as an output signal.
しかし、このように、2種類のリードフレーム101.
102を固定する際、金属細線10゜13.14が接触
しないように発光ダイオード1とフォトトランジスタ2
との間隔を十分に広げなくてはならない。However, in this way, two types of lead frames 101.
When fixing the light emitting diode 1 and phototransistor 2, make sure that the thin metal wire 10°13.14 does not come into contact with each other.
There must be sufficient space between the two.
そのため、光結合効率が悪かった。Therefore, the optical coupling efficiency was poor.
しかも、ダイボンドするダイ1,2の位置ずれ、リード
フレーム101,102の曲げ加工をしていることなど
から光結合効率がばらついていた。Moreover, the optical coupling efficiency varied due to misalignment of the dies 1 and 2 to be die-bonded and bending of the lead frames 101 and 102.
また、ワイヤボンドを終えた2種類のリードフレーム1
01,102は透明物質15で封止するまでの取扱いが
困難で、しかも、透明物質15の樹脂を注入する際の作
業が熟練を要し、注意しなくてはならなかったため、作
業性および歩留りを悪くしていた。In addition, two types of lead frames 1 after wire bonding are shown.
01 and 102 were difficult to handle until they were sealed with the transparent material 15, and in addition, the work required to be skilled and careful when injecting the resin of the transparent material 15, resulting in poor workability and yield. was making things worse.
この発明は、以上のような従来の欠点にかんがみなされ
たもので、光結合効率を向上し、作業の簡単化を期する
ことができる構造の半導体光結合素子を提供するもので
ある。The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional drawbacks, and an object thereof is to provide a semiconductor optical coupling device having a structure capable of improving optical coupling efficiency and simplifying work.
以下、図面を参照してこの発明の半導体光結合素子の実
施例について説明すると、第3図a ”’−eはそれぞ
れその一実施例の製造工程を断面して示した図であり、
まず、第3図aにおける17は導電板である。Embodiments of the semiconductor optical coupling device of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIGS.
First, 17 in FIG. 3a is a conductive plate.
この導電板17はコバール、銅、鉄、ニッケルなどの金
属板に銀メッキまたは金などのメッキが施されている。The conductive plate 17 is a metal plate made of Kovar, copper, iron, nickel, etc., and plated with silver or gold.
この導電板17の条件としては、熱伝導がよく、発光素
子ダイ1、受光素子ダイ2との熱膨張率が近い値を示す
材料を選ぶ必要がある。As conditions for the conductive plate 17, it is necessary to select a material that has good thermal conductivity and has a coefficient of thermal expansion close to that of the light emitting element die 1 and the light receiving element die 2.
次に、この導電板17の光が通過する窓19に合わせて
、導電性エポキシ樹脂18を塗布した側にダイボンドし
、熱硬化して固定する。Next, the conductive epoxy resin 18 is die-bonded to the side coated with the conductive epoxy resin 18 in alignment with the window 19 of the conductive plate 17 through which light passes, and is fixed by thermosetting.
なお、発光ダイオード1の光が放出される側の電極9(
第3図b)は導電板17により光の放出が妨げられない
ために周辺部に設けられている。Note that the electrode 9 on the side from which light is emitted from the light emitting diode 1 (
In FIG. 3b), the conductive plate 17 is provided at the periphery so that the emission of light is not obstructed.
21は発光ダイオードの裏面電極である。21 is a back electrode of the light emitting diode.
次に、第3図Cに示すように、光が通過する窓19に透
明物質15を注入する。Next, as shown in FIG. 3C, a transparent material 15 is injected into the window 19 through which light passes.
この透明物質15は絶縁性でしかも接着効果が必要なの
で、エポキシ樹脂が適当である。Since this transparent material 15 needs to be insulating and have an adhesive effect, epoxy resin is suitable.
そして、フォトトランジスタ2(第3図e)をダイボン
ドし、熱硬化して固定する。Then, the phototransistor 2 (FIG. 3e) is die-bonded and fixed by thermosetting.
このフォトトランジスタ2は第4図a(受光素子ダイの
平面図)に示すように、エミッタ電極11(第1図、第
2図参照)、ベース電極12(第4図b)のボンディン
グ部分23,24が隅に位置付けられており、しかも、
ボンティング部分23.24の部分以外は第3図dのご
とく表面を燐ガラスなどの絶縁物質29で絶縁されてお
り、したがって、導電板17と絶縁される。As shown in FIG. 4a (plan view of the light-receiving element die), this phototransistor 2 includes an emitter electrode 11 (see FIGS. 1 and 2), a bonding portion 23 of the base electrode 12 (see FIG. 4b), 24 is positioned in the corner, and
As shown in FIG. 3d, the surface of the parts other than the bonding parts 23 and 24 is insulated with an insulating material 29 such as phosphor glass, and is therefore insulated from the conductive plate 17.
なお、25はフォトトランジスタのコレクタ電極である
。Note that 25 is the collector electrode of the phototransistor.
次いで、第3図eと第3図f(第3図eの平面図)に示
すように、曲げ加工を必要としないリードフレーム10
3のリード20に導電性エポキシ樹脂18を用いてダイ
ボンドする。Next, as shown in FIGS. 3e and 3f (plan view of FIG. 3e), a lead frame 10 that does not require bending is manufactured.
The lead 20 of No. 3 is die-bonded using a conductive epoxy resin 18.
そして、発光ダイオード1の裏面電極21とリード30
、導電板17とリード31.また、フォトトランジスタ
2のエミッタ電極11.ベース電極12のボンディング
部分23,24とリード33,34に金属細線22によ
りワイヤーボンドして電気的接続を得る。Then, the back electrode 21 of the light emitting diode 1 and the lead 30
, the conductive plate 17 and the lead 31. Also, the emitter electrode 11 of the phototransistor 2. Electrical connection is established by wire-bonding the bonding portions 23 and 24 of the base electrode 12 and the leads 33 and 34 using the thin metal wires 22.
なお、図中の26はエミッタ領域、27はベース領域、
28はコレクタ領域である。In addition, 26 in the figure is an emitter region, 27 is a base region,
28 is a collector area.
上述のようにワイヤボンドした後、最後に不透明物質1
6で全体を封止する。After wire bonding as described above, the opaque material 1 is finally applied.
6 to seal the whole.
なお、上記実施例において、受光素子としてフォトトラ
ンジスタを用いたが、フォトダイオードその他の半導体
素子を用いても可能である。In the above embodiments, a phototransistor was used as the light receiving element, but a photodiode or other semiconductor element may also be used.
また、導電性の接着剤としては導電性エポキシ樹脂で説
明してきたが、Au−8iなどの半田材を用いてもよい
ことは勿論である。Furthermore, although the conductive epoxy resin has been described as the conductive adhesive, it goes without saying that a solder material such as Au-8i may also be used.
以上詳述したこの発明によれば、次に列挙するごとき効
果を奏するものである。According to the invention described in detail above, the following effects are achieved.
(1)発光素子と受光素子との間隔が導電板の厚み程度
となるので、非常に近接して位置付けができ、発光素子
からの光はほとんど外部へ漏れないで、受光素子に到達
するため、光結合効率が良くなる。(1) Since the distance between the light emitting element and the light receiving element is approximately the same as the thickness of the conductive plate, they can be positioned very close together, and the light from the light emitting element reaches the light receiving element without leaking to the outside. Optical coupling efficiency improves.
(2)導電板の厚みは均一でダイボンドするダイの位置
ずれも余り影響を受けない構造なので光結合効率のばら
つきが少ない。(2) Since the thickness of the conductive plate is uniform and the structure is not affected by misalignment of the die to be bonded, there is little variation in optical coupling efficiency.
(3)発光素子と受光素子の間に透明物質を注入する作
業が容易になる。(3) It becomes easier to inject a transparent substance between the light emitting element and the light receiving element.
(4)発光素子と受光素子のワイヤーボンドが従来別々
に行なっていたものを同時に行なえるため、組立工程が
簡単化できるっ
(5)リードフレームは曲げ加工用の高価な金型が不要
で、しかも2種類のリードフレームが1種類となるので
安価になる。(4) Wire bonding of the light-emitting element and light-receiving element can be done at the same time, which was previously done separately, which simplifies the assembly process. (5) The lead frame does not require expensive molds for bending. Moreover, since two types of lead frames are replaced with one type, the cost is reduced.
(6)作業が全体的に簡単化されているため、作業性が
よくなり、歩留りが向上する。(6) Since the overall work is simplified, workability is improved and yield is improved.
第1図は従来の半導体光結合素子の断面図、第2図は同
じ〈従来の半導体結合素子を第1図とは異なる方向の断
面図、第3図aないし第3図eはそれぞれこの発明の半
導体光結合素子の一実施例を説明するための製造工程を
断面して示す図、第3図fは第3図eの平面図、第4図
aはこの発明の半導体光結合素子の一実施例における受
光素子ダイの平面図、第4図すは同上受光素子ダイの断
面図である。
1・・・・・・発光ダイオードダイ、2・・・・・・フ
ォトトランジスタダイ、9・・・・・・発光ダイオード
の電極、15・・・・・・透明物質、16・・・・・・
不透明物質、17・・・・・・導電板、18・・・・・
・導電性エポキシ樹脂、20゜30〜34・・・・・・
リード、21・・・・・・発光ダイオードの裏面電極、
22・・・・・・金属細線、23 、24・・・・・・
ボンディング部分、25・・・・・・フォトトランジス
タのコレクタ電極、29・・・・・・絶縁層。
なお、図中同一符号は同一部分または相当部分を示す。FIG. 1 is a cross-sectional view of a conventional semiconductor optical coupling device, FIG. 2 is a cross-sectional view of the same conventional semiconductor coupling device taken in a direction different from that in FIG. 1, and FIGS. FIG. 3f is a plan view of FIG. 3e, and FIG. FIG. 4 is a plan view of the light-receiving element die in the example, and a cross-sectional view of the same light-receiving element die as described above. 1...Light emitting diode die, 2...Phototransistor die, 9...Light emitting diode electrode, 15...Transparent material, 16...・
Opaque substance, 17... Conductive plate, 18...
・Conductive epoxy resin, 20°30~34...
Lead, 21... back electrode of light emitting diode,
22...Thin metal wire, 23, 24...
Bonding portion, 25... Collector electrode of phototransistor, 29... Insulating layer. Note that the same reference numerals in the figures indicate the same or equivalent parts.
Claims (1)
板の一方の面に塗布した導電性物質、この導電性物質に
発光素子ダイの片側の電極が接着された発光素子、この
発光素子が接着された状態で上記金属導電板の窓に注入
された絶縁性の透明物質、上記金属導電板の他方の面に
第1の電極以外の部分を絶縁性物質を介して接着された
受光素子、この受光素子の第2の電極に導電性の樹脂を
介してダイボンドされた曲げ加工を要しないリードフレ
ーム5上記発光素子および受光素子の各電極をワイヤボ
ンドした状態で全体を封止する不透明物質を備えてなる
半導体光結合素子。1. A metal conductive plate with a window through which light passes, a conductive material coated on one side of this metal conductive plate, a light emitting element in which one side electrode of a light emitting element die is adhered to this conductive material, and this light emitting element an insulating transparent material injected into the window of the metal conductive plate in a bonded state; a light receiving element having a portion other than the first electrode bonded to the other surface of the metal conductive plate via an insulating substance; A lead frame 5 that does not require bending is die-bonded to the second electrode of the light-receiving element via a conductive resin.An opaque material is used to seal the entire body while the electrodes of the light-emitting element and the light-receiving element are wire-bonded. A semiconductor optical coupling device.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP50048818A JPS5832514B2 (en) | 1975-04-22 | 1975-04-22 | handoutaihikariketsugousoshi |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP50048818A JPS5832514B2 (en) | 1975-04-22 | 1975-04-22 | handoutaihikariketsugousoshi |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS51123587A JPS51123587A (en) | 1976-10-28 |
| JPS5832514B2 true JPS5832514B2 (en) | 1983-07-13 |
Family
ID=12813786
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP50048818A Expired JPS5832514B2 (en) | 1975-04-22 | 1975-04-22 | handoutaihikariketsugousoshi |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5832514B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0213262A (en) * | 1988-05-27 | 1990-01-17 | American Teleph & Telegr Co <Att> | Dc/dc converter |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5130933Y2 (en) * | 1971-10-21 | 1976-08-03 | ||
| JPS579232B2 (en) * | 1973-03-13 | 1982-02-20 |
-
1975
- 1975-04-22 JP JP50048818A patent/JPS5832514B2/en not_active Expired
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0213262A (en) * | 1988-05-27 | 1990-01-17 | American Teleph & Telegr Co <Att> | Dc/dc converter |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS51123587A (en) | 1976-10-28 |
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