JPS5832515B2 - handoutaihikariketsugousoshi - Google Patents
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- JPS5832515B2 JPS5832515B2 JP50052816A JP5281675A JPS5832515B2 JP S5832515 B2 JPS5832515 B2 JP S5832515B2 JP 50052816 A JP50052816 A JP 50052816A JP 5281675 A JP5281675 A JP 5281675A JP S5832515 B2 JPS5832515 B2 JP S5832515B2
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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 coupling device that obtains optical coupling by combining a light emitting element die and a light receiving element die, and in particular improves the 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を第1図および第
2図に示す。A cross section of an example of a conventional semiconductor optical coupling device is shown in FIGS. 1 and 2.
このうち、第2図は第1図とは異なった方向から断面し
たものであり、この両図のうち、第1図において、発光
素子ダイ1としてGaAsの材料を用いた赤外発光ダイ
オード、GaAsPあるいはGaPの材料を用いた可視
光発光ダイオードが使用されている。Of these, FIG. 2 is a cross-sectional view taken from a different direction from FIG. 1. Of these two figures, in FIG. Alternatively, a visible light emitting diode using GaP material is used.
また、受光素子ダイ2としてはCds 、 Cd5e
、 S i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とS
iフォトトランジスタの場合について説明する。Moreover, as the light receiving element die 2, Cds, Cd5e
, Si photodiode or transistor, but here we will use GaAs infrared light emitting diode and S i photodiode.
The case of an i-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3を金属細線1
0に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 3 are connected to the thin metal wire 1.
0 to wire bond to obtain electrical connection.
また、受光素子も同様にして、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をそれぞれ金属細線1
3,14によりワイヤーボンドして電気接続を得る。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 are die-bonded.
, and the base electrode 12 and the lead 8 are each connected to a thin metal wire 1.
3 and 14 to obtain electrical connection by wire bonding.
次に、1対のリードフレーム101,102を第2図の
ごとく固定し、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間を充填し、そして外部光を遮断する
不透明物質16で全体をモールドしたものである。Next, a pair of lead frames 101 and 102 were fixed as shown in Fig. 2, a transparent material 15 was filled between the light emitting diode 1 and the phototransistor 2, and the whole was molded with an opaque material 16 to block external light. It is something.
この透明物質15、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.
このような従来の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、光電流を
生じ、出力信号として取り出される。When such a conventional semiconductor optical coupling device 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 is transmitted through the transparent material 15.
The light passes through the phototransistor 2, generates a photocurrent, and is taken out as an output signal.
しかし、このように、1対のリードフレーム101.1
02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, a pair of lead frames 101.1
When fixing the light emitting diode 1 and the phototransistor 2, the distance between the light emitting diode 1 and the phototransistor 2 must be sufficiently widened so that the thin metal wires 10°13.14 do not come into contact with each other.
このため、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
業性および歩溜りを悪くしていた。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 the work required to be skilled and careful when injecting the resin of the transparent material 15, resulting in poor workability and speed. It was making the buildup worse.
この発明は、以上のような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 drawbacks, and an object thereof is to provide a semiconductor optical coupling device having a structure that improves optical coupling efficiency and simplifies work.
次に、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れば、第3図aないし第3図fはそ
れぞれ、この発明の半導体光結合素子の製造工程を示す
ものであり、まず、第3図aにおいて、セラミック、ポ
リイミド、ベークライトまたはプリント基板などの絶縁
板の片面に銅、銀または金などのメッキをして、電極板
17を形成している。Next, embodiments of the semiconductor optical coupling device of the present invention will be described with reference to the drawings. FIGS. 3a to 3f each show the manufacturing process of the semiconductor optical coupling device of the present invention. First, in FIG. 3a, an electrode plate 17 is formed by plating one side of an insulating plate made of ceramic, polyimide, Bakelite, or a printed circuit board with copper, silver, gold, or the like.
この電極板17の導電面に導電性エポキシ樹脂18を塗
布し、次いで、発光ダイオード1(第3図b)を電極板
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。A conductive epoxy resin 18 is applied to the conductive surface of the electrode plate 17, and then the conductive epoxy resin 18 is applied by aligning the light emitting diode 1 (FIG. 3b) with the window 19 of the electrode plate 17 through which light passes. Die-bond to the exposed side and heat cure to fix.
なお、発光ダイオード1の光が放出される側の電極9は
有効に放出されるように、窓19の周辺部に設けられて
おり、また、21は発光ダイオードの電極である。Note that the electrode 9 on the side from which the light of the light emitting diode 1 is emitted is provided around the window 19 so that light can be emitted effectively, and 21 is the electrode of the light emitting diode.
次に、光が通過する窓19に透明物質15(第3図C)
を注入する。Next, a transparent material 15 (FIG. 3C) is placed on the window 19 through which light passes.
inject.
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 insulative and have an adhesive effect, epoxy resin is suitable.
この透明物質15の注入後、透明物質15の上にフォト
トランジスタ2を第3図dに示すごとくにのせ、電極板
17の導電処理を施さない面にフォトトランジスタ2を
貼り付け、次に、熱硬化して固定する。After injecting the transparent material 15, the phototransistor 2 is placed on the transparent material 15 as shown in FIG. harden and fix.
このフォトトランジスタ2は第4図a(この発明の半導
体光結合素子の平面図)および第4図b(第4図aの断
面図)に示すごとく、エミッタ電極11.ベース電極1
2の各ボンディング部分23.24が隅に位置している
方が、ボンディングの作業性がよい。This phototransistor 2 has an emitter electrode 11, as shown in FIG. 4a (a plan view of the semiconductor optical coupling device of the present invention) and FIG. Base electrode 1
The bonding workability is better when each of the bonding portions 23 and 24 of No. 2 is located at a corner.
また、ボンディング部分23,24以外は表面を燐ガラ
スなどの絶縁物質29で絶縁し、電極板17の絶縁面に
ボンディングする方が耐電玉が大きくなる。Further, 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 the electrically resistant ball becomes larger if the parts are bonded to the insulating surface of the electrode plate 17.
次に、第3図eに示すように、リードフレーム103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 FIG. 3e, the leads 20 of the lead frame 103 are 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
(第3図f参照、ただし、この第3図fは第3図eを平
面的に示した図である)、電極板17の導電面とリード
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
(See FIG. 3f; however, FIG. 3f is a plan view of FIG. 3e.) The conductive surface of the electrode plate 17 and the lead 31
, the bonding portions 23, 24 of the base electrode 12 and the leads 33, 34 are wire-bonded using the thin metal wires 22 to obtain electrical connection.
そして、最後に不透明物質16で全体を封止する。Finally, the entire structure is sealed with an opaque material 16.
なお、図中の20はリード、25はフォトトランジスタ
のコレクタ電極、32はリード、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 the figure, 20 is a lead, 25 is a collector electrode of the phototransistor, 32 is a lead, 26 is an emitter region,
27 is a base area, and 28 is a collector area.
上記実施例において、受光素子として、フォトトランジ
スタを用いた場合について説明したが、フォトダイオー
ドなど、その他の半導体素子を用いても可能であり、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。In the above embodiment, the case where a phototransistor was used as the light receiving element was explained, but it is also possible to use other semiconductor elements such as a photodiode, and a conductive epoxy resin can be used as the conductive adhesive. Although described above, a solder material such as Au-8i may also be used.
さらに、上記の説明では、電極板17の片側のみを導電
処理を施した場合について述べたが、他方の面にも導電
処理を施してフォトトランジスタなどの1電極としても
よい。Further, in the above description, a case has been described in which only one side of the electrode plate 17 is subjected to conductive treatment, but the other side may also be subjected to conductive treatment to be used as one electrode of a phototransistor or the like.
以上のように、この発明の半導体光結合素子によれば、
次に列挙するごとき効果を奏することができる。As described above, according to the semiconductor optical coupling device of the present invention,
The following effects can be achieved.
(1)発光素子と受光素子との間隔が電極板の厚み程度
となるので、非常に近接して位置づけでき、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、光結合効率がよくなる。(1) Since the distance between the light-emitting element and the light-receiving element is approximately the same as the thickness of the electrode 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, allowing optical coupling. Improved efficiency.
(2)電極板の厚みは均一で、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) The thickness of the electrode plate is uniform, and the structure is such that it is not affected by misalignment of the die to be bonded, so 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。(4) The wire bonding of the light-emitting element and the light-receiving element, which was conventionally done separately, can be done at the same time, so the assembly process can be simplified.
(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。(5) The lead frame does not require an expensive mold for bending, and it is inexpensive because two types of lead frames are replaced by one type.
(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、歩溜りが向上する。(6) Since the work is simplified overall, 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
上半導体光結合素子における第1図とは異なる方向より
切断した断面図、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得るための工程
説明図、第3図fは第3図eを平面的に示した図、第4
図aはこの発明の半導体光結合素子の一実施例の平面図
、第4図すは第4図a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、17・・・・・・電極板、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・・・・・・エミツク電極
のボンディング部分、24・・・・・・ベース電極のボ
ンディング部分、25・・・・・・フォトトランジスタ
のコレクク電極、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 semiconductor optical 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. 4A is a plan view of an embodiment of the semiconductor optical coupling device of the present invention, and FIG. 4 is a sectional view of FIG. 4A. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Light emitting diode die, 2... Phototransistor die, 9... Light emitting diode electrode, 17... Electrode plate, 18...・Conductive epoxy resin, 20.30-34... Lead, 21... Back electrode of light emitting diode, 22
...Metal thin wire, 23... Bonding part of emitter electrode, 24... Bonding part of base electrode, 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)
導電処理を施した電極板、この電極板の一方の面に導電
性物質を塗布して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窓に
注入された絶縁性の透明物質、上記電極板の他方の面に
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、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. An electrode plate that has a window through which light passes and has conductive treatment applied to one or both sides of the insulating plate, and one side of the electrode plate is coated with a conductive substance and the electrode on one side of the light emitting element die is adhered to it. a light-emitting element, an insulating transparent material injected into the window with the light-emitting element adhered, and a portion other than the first electrode adhered to the other surface of the electrode plate via an insulating substance. A light-receiving element, a lead frame die-bonded to the second electrode of the light-receiving element via a conductive resin that does not require bending, and each electrode of the light-emitting element and the light-receiving element being wire-bonded, and the whole is sealed. A semiconductor optical coupling device comprising an opaque substance.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP50052816A JPS5832515B2 (en) | 1975-04-30 | 1975-04-30 | handoutaihikariketsugousoshi |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP50052816A JPS5832515B2 (en) | 1975-04-30 | 1975-04-30 | handoutaihikariketsugousoshi |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS51128281A JPS51128281A (en) | 1976-11-09 |
| JPS5832515B2 true JPS5832515B2 (en) | 1983-07-13 |
Family
ID=12925354
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP50052816A Expired JPS5832515B2 (en) | 1975-04-30 | 1975-04-30 | handoutaihikariketsugousoshi |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5832515B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61134060U (en) * | 1986-01-16 | 1986-08-21 |
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
- 1975-04-30 JP JP50052816A patent/JPS5832515B2/en not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS51128281A (en) | 1976-11-09 |
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