特許 5865216 フォトカプラ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5865216

(24)【登録日】2016年1月8日

(45)【発行日】2016年2月17日

(54)【発明の名称】フォトカプラ

(51)【国際特許分類】

   H01L 31/12 20060101AFI20160204BHJP

【ＦＩ】

   H01L31/12 C

【請求項の数】5

【全頁数】18

(21)【出願番号】特願2012-200734(P2012-200734)

(22)【出願日】2012年9月12日

(65)【公開番号】特開2014-56935(P2014-56935A)

(43)【公開日】2014年3月27日

【審査請求日】2015年2月4日

(73)【特許権者】

【識別番号】302062931

【氏名又は名称】ルネサスエレクトロニクス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100080816

【弁理士】

【氏名又は名称】加藤 朝道

(72)【発明者】

【氏名】御田村 和宏

(72)【発明者】

【氏名】森林 茂

(72)【発明者】

【氏名】柳沼 隆太

【審査官】 清水 靖記

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００５−１５９１３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−２９４９７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−２１２０７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−１４２４２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−００５９０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−０１０６３６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ３１／００ − ３１／０２４

Ｈ０１Ｌ ３１／１２ − ３１／１７３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

入力側リードフレームと、
前記入力側リードフレームに対して対向して間隔をおいて配された出力側リードフレームと、
前記入力側リードフレームにおける前記出力側リードフレーム側の面にマウントされた発光素子と、
前記出力側リードフレームにおける前記入力側リードフレーム側の面にて前記発光素子に対して対向して間隔をおいてマウントされた受光素子と、
前記出力側リードフレームにおける前記受光素子の周囲の領域の一部に配設されるとともに、前記入力側リードフレーム側に突出した導電性のボンディングワイヤ又はバンプよりなる突起物と、
を備え、
前記突起物は、前記受光素子の厚さより高く突出しており、
前記突起物は、先端部が尖っており、
前記受光素子の平面形状は、多角形であり、
前記突起物は、平面視において、前記受光素子の第１辺に沿って複数設けられているフォトカプラ。

【請求項2】

前記突起物は、前記発光素子から前記受光素子への光路上に配されていない請求項１記載のフォトカプラ。

【請求項3】

前記入力側リードフレームは、前記出力側リードフレーム側の面に凹部を有し、
前記発光素子は、前記凹部内にマウントされている請求項１又は２記載のフォトカプラ。

【請求項4】

前記出力側リードフレーム側は、前記入力側リードフレームの面に他の凹部を有し、
前記受光素子は、前記他の凹部内にマウントされている請求項１乃至３のいずれか一に記載のフォトカプラ。

【請求項5】

前記受光素子と前記出力側リードフレームとを電気的に接続する他のボンディングワイヤを備え、
前記突起物がボンディングワイヤよりなる場合、前記他のボンディングワイヤは、前記突起物と同一材料である請求項１乃至４のいずれか一に記載のフォトカプラ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、発光素子及び受光素子を有するフォトカプラに関する。

【背景技術】

【0002】

一般的なフォトカプラは、２つのリードフレームが対向して間隔をおいて配され、入力側のリードフレームに発光素子（例えば、発光ダイオード）がマウント及びボンディングされ、出力側のリードフレームに受光素子（例えば、受光ＩＣ）がマウント及びボンディングされ、発光素子と受光素子とが対向して間隔をおいて配された構成となっている（例えば、特許文献２の図５参照）。このようなフォトカプラでは、入出力間（発光素子−受光素子間）において寄生容量（浮遊容量）が等価的に存在するため、ノイズ信号や高速スイッチング動作によって急激に変化する電圧が寄生容量に加わると、発光素子が点灯していなくても入力側（発光素子及びリードフレーム）から受光素子に電流（変位電流）が流れて、出力の誤作動を起こすことがある。

【0003】

このような誤作動に関し、誤動作のしにくさを表す指標としてＣＭＲ（Common Mode Rejection；瞬間同相除去電圧）と呼ばれるものがある。ＣＭＲとは、フォトカプラの出力状態を正しい状態に維持し得る最大の同相電圧Ｖ_ＣＭのスルーレートをいい、１μｓあたりの電圧変化値として表される（非特許文献１参照）。

【0004】

以上のような一般的なフォトカプラにおいて、ノイズ信号や高速スイッチング動作で電圧が急激に変化することによる入出力間の寄生容量を介して流れる変位電流ｉ_ｄは、［数式１］のように表すことができる。

【0005】

［数式１］

Ｄ：電束密度
ｔ：時間
ｎ：単位法線ベクトル
Ｓ：導体面積
ρ：入力側の電荷密度
Ｑ：電荷密度ρの積分値
Ｃ：入出力間の容量
Ｖ：入出力間の電圧
Ｖ_ＣＭ：同相電圧
ｔ_ｒ：立ち上がり時間

【0006】

同相電圧Ｖ_ＣＭのスルーレートは「ΔＶ_ＣＭ／ｔ_ｒ」であるから、スルーレートを高くすると入力側（発光素子側）から出力側（受光素子側）へ向かって変位電流ｉ_ｄが多く流れる。変位電流が多く流れても誤作動しない（フォトカプラの出力状態を正しい状態に維持しうる）ことは、流れた変位電流が受光素子に入りにくいことを意味する。

【0007】

ＣＭＲ特性を向上させる１つの手法として、例えば、特許文献１では、受光ＩＣの受光部に透光性で導電性のポリシリ層を形成し、ポリシリ層の電位をグランドにしたものが開示されている。この手法では、変位電流をポリシリ層で受けてグランドに逃がすことによって出力の誤動作を防止している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】特開平４−３５４３７９号公報

【特許文献2】特開平７−１２２７７９号公報

【非特許文献】

【0009】

【非特許文献1】蛯名清志編著、「オプトデバイスの基礎と応用」、ＣＱ出版、２００５年６月、ｐ．２５３、２７０

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

以下の分析は、本願発明者により与えられる。

【0011】

上述のように、変位電流ｉ_ｄに関し「ｉ_ｄ＝Ｃ・ｄＶ／ｄｔ＝Ｃ・ΔＶ_ＣＭ／ｔ_ｒ」であるので、ｉ_ｄは入出力間の寄生容量Ｃとノイズや高速スイッチング動作による入出力間の電圧の時間変動「ｄＶ／ｄｔ＝ΔＶ_ＣＭ／ｔ_ｒ」に比例する。入出力間の間隔が小さいフォトカプラは、間隔が大きいものに比べると寄生容量Ｃが大きく、変位電流も大きくなる。この場合、特許文献１のような出力側の受光素子での対策だけでは変位電流を逃がしきれず、逃がしきれなかった変位電流は受光素子のフォトトランジスタで増幅されて出力されるため、出力の誤動作を起こす。この場合、フォトカプラのパッケージの構造での誤作動の対策が必要になる。

【0012】

フォトカプラのパッケージの構造による誤作動の対策例として、例えば、特許文献２では、互いに対向する第１及び第２のリードフレームと、前記第１のリードフレームの前記第２のリードフレームとの対向面に搭載された発光素子と、前記第２のリードフレームの前記第１のリードフレームとの対向面とは反対面に搭載された受光素子と、前記発光素子からの光を前記受光素子へ向けて反射する反射部材とを含むフォトカプラが開示されている。このフォトカプラによれば、変位電流が受光素子に入らないのでＣＭＲ特性は向上する。

【0013】

しかしながら、特許文献２に記載のフォトカプラでは、発光素子の真下に受光素子が無く、光の反射を利用しているので、ＣＴＲ（Current Transfer Ratio：出力側光電流と入力側順電流の比）特性が悪くなる。ここで、ＣＴＲは高い方が良い。ＣＴＲが高いパッケージほど発光素子に流す電流を小さくできるので省エネが可能になるからである。また、特許文献２に記載のフォトカプラでは、特殊な形状の反射部材を用いているので、部材の製造コストが高くなる。つまり、特許文献２に記載のフォトカプラでは、ＣＭＲ特性及びＣＴＲ特性を両立することができず、かつ、製造コストが高かった。

【課題を解決するための手段】

【0014】

一視点においては、フォトカプラにおいて、入力側リードフレームと、前記入力側リードフレームに対して対向して間隔をおいて配された出力側リードフレームと、前記入力側リードフレームにおける前記出力側リードフレーム側の面にマウントされた発光素子と、前記出力側リードフレームにおける前記入力側リードフレーム側の面にて前記発光素子に対して対向して間隔をおいてマウントされた受光素子と、前記出力側リードフレームにおける前記受光素子の周囲の領域の少なくとも一部に配設されるとともに、前記入力側リードフレーム側に突出した導電性のボンディングワイヤ又はバンプよりなる突起物と、を備える。
他の視点においては、フォトカプラにおいて、入力側リードフレームと、前記入力側リードフレームに対して対向して間隔をおいて配された出力側リードフレームと、前記入力側リードフレームにおける前記出力側リードフレーム側の面にマウントされた発光素子と、前記出力側リードフレームにおける前記入力側リードフレーム側の面にて前記発光素子に対して対向して間隔をおいてマウントされた受光素子と、前記出力側リードフレームにおける前記受光素子の周囲の領域の一部に配設されるとともに、前記入力側リードフレーム側に突出した導電性のボンディングワイヤ又はバンプよりなる突起物と、を備え、前記突起物は、前記受光素子の厚さより高く突出しており、前記突起物は、先端部が尖っており、前記受光素子の平面形状は、多角形であり、前記突起物は、平面視において、前記受光素子の第１辺に沿って複数設けられている。

【発明の効果】

【0015】

一視点によれば、受光素子をマウントする出力側リードフレームに突起物を設けることで、ＣＴＲ特性が悪くならず、かつ、製造コストが高くなることなく、受光素子に入る変位電流量を減らすことができ、ＣＭＲ特性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】実施形態１に係るフォトカプラの構成を模式的に示した側面図である。

【図2】実施形態１に係るフォトカプラの構成を模式的に示した平面図である。

【図3】実施形態１に係るフォトカプラにおける入力側リードフレーム及び発光素子の構成を模式的に示した斜視図である。

【図4】実施形態１に係るフォトカプラにおける出力側リードフレーム及び受光素子の構成を模式的に示した斜視図である。

【図5】比較例に係るフォトカプラにおける出力側リードフレーム及び受光素子の構成を模式的に示した斜視図である。

【図6】実施形態１に係るフォトカプラにおける電界ベクトルのシミュレーション結果を模式的に示した図である。

【図7】比較例に係るフォトカプラにおける電界ベクトルのシミュレーション結果を模式的に示した図である。

【図8】実施形態１に係るフォトカプラにおける電流ベクトルのシミュレーション結果を模式的に示した図である。

【図9】比較例に係るフォトカプラにおける電流ベクトルのシミュレーション結果を模式的に示した図である。

【図10】実施形態２に係るフォトカプラの構成を模式的に示した側面図である。

【図11】実施形態２に係るフォトカプラの構成を模式的に示した平面図である。

【図12】実施形態２に係るフォトカプラにおける出力側リードフレーム及び受光素子の構成を模式的に示した斜視図である。

【図13】実施形態３に係るフォトカプラの構成を模式的に示した側面図である。

【図14】実施形態３に係るフォトカプラの構成を模式的に示した平面図である。

【図15】実施形態３に係るフォトカプラにおける入力側リードフレーム及び発光素子の構成を模式的に示した斜視図である。

【図16】実施形態３に係るフォトカプラにおける発光素子からの光の経路を模式的に示した図である。

【図17】実施形態４に係るフォトカプラの構成を模式的に示した側面図である。

【図18】実施形態４に係るフォトカプラの構成を模式的に示した平面図である。

【図19】実施形態４に係るフォトカプラにおける出力側リードフレーム及び受光素子の構成を模式的に示した斜視図である。

【図20】実施形態５に係るフォトカプラの構成を模式的に示した側面図である。

【図21】実施形態５に係るフォトカプラの素子付近の構成を模式的に示した拡大側面図である。

【図22】実施形態６に係るフォトカプラの構成を模式的に示した側面図である。

【図23】実施形態６に係るフォトカプラの構成を模式的に示した平面図である。

【図24】実施形態６に係るフォトカプラにおける出力側リードフレーム及び受光素子の構成を模式的に示した斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

［実施形態１］
本発明の実施形態１に係るフォトカプラについて図面を用いて説明する。図１は、実施形態１に係るフォトカプラの構成を模式的に示した側面図である。図２は、実施形態１に係るフォトカプラの構成を模式的に示した平面図である。図３は、実施形態１に係るフォトカプラにおける入力側リードフレーム及び発光素子の構成を模式的に示した斜視図である。図４は、実施形態１に係るフォトカプラにおける出力側リードフレーム及び受光素子の構成を模式的に示した斜視図である。

【0018】

フォトカプラ１は、入力された電気信号を発光素子４で光に変換し、その光を受光素子５で電気信号に変換して当該電気信号を出力する素子（電子部品）である（図１、図２参照）。フォトカプラ１は、内部（遮光性樹脂８の内側）に発光素子４と受光素子５が収められ、外部からの光を遮断する遮光性樹脂８に封じ込められた構造になっている。フォトカプラ１は、内部において２つのリードフレーム２、３が対向して間隔をおいて配され、入力側リードフレーム２に発光素子４がマウント及びボンディングされ、出力側リードフレーム３に受光素子５がマウント及びボンディングされ、発光素子４と受光素子５とが対向して間隔をおいて配された構成となっている。フォトカプラ１は、入力側リードフレーム２と、出力側リードフレーム３と、マウント部３ａと、発光素子４と、受光素子５と、透明樹脂６と、透光性樹脂７と、遮光性樹脂８と、ボンディングワイヤ９ａ、９ｂ、９ｃと、ワイヤ突起物１０と、を有する。

【0019】

入力側リードフレーム２は、電気信号が入力されるリードフレームである（図１、図２、図３参照）。入力側リードフレーム２は、導体よりなり、例えば、銅、銅系合金、鉄系合金等を用いることができる。入力側リードフレーム２は、マウント部２ａと、リード部２ｂと、リード部２ｃと、を有する。マウント部２ａには、出力側リードフレーム３のマウント部３ａ側の面にて、発光素子４がマウント（搭載、接着、表面実装）されており、発光素子４を覆うようにして透明樹脂６がマウントされている。マウント部２ａは、発光素子４のカソードと電気的に接続されている。リード部２ｂは、マウント部２ａから遮光性樹脂８の外部に引き出されたリード端子である。リード部２ｂは、マウント部２ａを介して発光素子４のカソードと電気的に接続されている。リード部２ｃは、マウント部２ａに接続されていない外部に引き出されたリード端子である。リード部２ｃは、内部にて発光素子４のアノードとボンディングワイヤ９ａを介して電気的に接続されている。入力側リードフレーム２は、マウント部２ａ、及び、リード部２ｂの一部（内部）、並びに、リード部２ｃの一部（内部）が透光性樹脂７によって覆われており、透光性樹脂７の外側にて、リード部２ｂの一部（中間部）、及び、リード部２ｃの一部（中間部）が遮光性樹脂８によって覆われており、遮光性樹脂８の外側にて、リード部２ｂの一部（外部）、及び、リード部２ｃの一部（外部）が露出している。

【0020】

出力側リードフレーム３は、電気信号が出力されるリードフレームである（図１、図２、図４参照）。出力側リードフレーム３は、導体よりなり、例えば、銅、銅系合金、鉄系合金等を用いることができる。出力側リードフレーム３は、マウント部３ａと、リード部３ｂと、リード部３ｃと、を有する。マウント部３ａには、入力側リードフレーム２のマウント部２ａ側の面にて、受光素子５がマウント（搭載、接着、表面実装）されている。マウント部２ａは、ボンディングワイヤ９ｂを介して受光素子５のエミッタと電気的に接続されている。マウント部２ａは、受光素子５の周囲の領域の一部（所定の部分）にて、１又は複数のワイヤ突起部１０が設けられており、ワイヤ突起部１０と電気的に接続されている。リード部３ｂは、マウント部３ａから遮光性樹脂８の外部に引き出されたリード端子である。リード部３ｂは、マウント部３ａ及びボンディングワイヤ９ｂを介して受光素子５のエミッタと電気的に接続されている。リード部３ｂは、マウント部３ａを介してワイヤ突起部１０と電気的に接続されている。リード部３ｃは、マウント部３ａに接続されていない外部に引き出されたリード端子である。リード部３ｃは、内部にて受光素子５のコレクタとボンディングワイヤ９ｃを介して電気的に接続されている。出力側リードフレーム３は、マウント部３ａ、及び、リード部３ｂの一部（内部）、並びに、リード部３ｃの一部（内部）が透光性樹脂７によって覆われており、透光性樹脂７の外側にて、リード部３ｂの一部（中間部）、及び、リード部３ｃの一部（中間部）が遮光性樹脂８によって覆われており、遮光性樹脂８の外側にて、リード部３ｂの一部（外部）、及び、リード部３ｃの一部（外部）が露出している。

【0021】

発光素子４は、入力された電気信号を光に変換する素子である（図１、図２、図３参照）。発光素子４には、例えば、発光ダイオードを用いることができる。発光素子４は、受光素子５と対向するように配される。発光素子４は、入力側リードフレーム２のマウント部２ａにおける出力側リードフレーム３のマウント部３ａ側の面にマウント（搭載、接着、表面実装）されており、透明樹脂６を介して透光性樹脂７によって覆われている。発光素子４は、カソードが入力側リードフレーム２のマウント部２ａ及びリード部２ｂと電気的に接続されており、アノードがボンディングワイヤ９ａを介してリード部２ｃに電気的に接続されている。

【0022】

受光素子５は、入力された光を電気信号に変換する素子である（図１、図２、図４参照）。受光素子５には、例えば、フォトトランジスタを用いることができる。受光素子５は、発光素子４と対向するように配される。受光素子５は、出力側リードフレーム３のマウント部３ａにおける入力側リードフレーム２のマウント部２ａ側の面にマウント（搭載、接着、表面実装）されており、透光性樹脂７によって覆われている。受光素子５は、エミッタがボンディングワイヤ９ｂを介して出力側リードフレーム３のマウント部３ａ及びリード部３ｂに電気的に接続されており、コレクタがボンディングワイヤ９ｃを介してリード部３ｃに電気的に接続されている。

【0023】

透明樹脂６は、入力側リードフレーム２のマウント部２ａ上にマウントされた発光素子４を覆う透明な樹脂である（図１、図２参照）。透明樹脂６には、例えば、透明シリコン樹脂を用いることができる。

【0024】

透光性樹脂７は、入力側リードフレーム２のマウント部２ａ、リード部２ｂ、２ｃの一部（内部）、透明樹脂６、ボンディングワイヤ９ａ、出力側リードフレーム３のマウント部３ａ、リード部３ｂ、３ｃの一部（内部）、受光素子５、ボンディングワイヤ９ｂ、９ｃ、ワイヤ突起物１０を覆う透光性の樹脂である（図１、図２参照）。透光性樹脂７には、例えば、透光性白色エポキシ樹脂を用いることができる。

【0025】

遮光性樹脂８は、入力側リードフレーム２のリード部２ｂ、２ｃの一部（中間部）、出力側リードフレーム３のリード部３ｂ、３ｃの一部（中間部）、透光性樹脂７を覆う遮光性の樹脂である（図１、図２参照）。遮光性樹脂８には、例えば、黒色エポキシ樹脂を用いることができる。

【0026】

ボンディングワイヤ９ａは、発光素子４のアノードと入力側リードフレーム２のリード部２ｃとを電気的に接続するワイヤである（図１、図２、図３参照）。ボンディングワイヤ９ａは、発光素子４の近傍の部分で透明樹脂６に覆われており、その他の部分で透光性樹脂７に覆われている。ボンディングワイヤ９ａには、例えば、金、アルミニウム、銅等よりなるワイヤを用いることができる（ボンディングワイヤ９ｂ、９ｃ、ワイヤ突起物１０についても同様）。

【0027】

ボンディングワイヤ９ｂは、受光素子５のエミッタと出力側リードフレーム３のマウント部３ａ及びリード部３ｂとを電気的に接続するワイヤである（図１、図２、図４参照）。ボンディングワイヤ９ｂは、透光性樹脂７に覆われている。

【0028】

ボンディングワイヤ９ｃは、受光素子５のコレクタと出力側リードフレーム３のリード部３ｃとを電気的に接続するワイヤである（図１、図２、図４参照）。ボンディングワイヤ９ｂは、透光性樹脂７に覆われている。

【0029】

ワイヤ突起物１０は、ボンディングワイヤで形成された突起物である。ワイヤ突起物１０は、受光素子５から離間して受光素子５の周囲の領域の一部に設けられている。ワイヤ突起物１０は、ボンディングワイヤの両端部が出力側リードフレーム３のマウント部３ａに接続（接合）されており、ボンディングワイヤの中間部が入力側リードフレーム２のマウント部２ｂに向かって突出している。ワイヤ突起物１０は、マウント部２ｂには接触していない。ワイヤ突起物１０は、受光素子５の厚さより高く突出しており、突出した先端部が尖がっていることが望ましい。ワイヤ突起物１０は、発光素子４から受光素子５への光路上に配されないように形成されている。ワイヤ突起物１０は、ボンディングワイヤ９ｂ、９ｃと同一材料（９ａと同一材料でも可）であることが好ましい。ボンディングワイヤ９ｂ、９ｃを形成する工程でワイヤ突起物１０も形成でき、製造コストを低減することができるからである。

【0030】

ここで、ＣＭＲ（瞬間同相除去電圧）特性をパッケージ構造の工夫で向上させるには、（１）発光素子−受光素子間の容量が減るような構造にして発生する変位電流量を減らす、（２）変位電流を逃がして、受光素子に入る変位電流量を減らす、ということが考えられる。実施形態１に係るフォトカプラの構造は、上記（２）を利用したものである。

【0031】

次に、実施形態１に係るフォトカプラにおける電界ベクトル及び電流ベクトルのシミュレーション結果を比較例と対比しながら図面を用いて説明する。図５は、比較例に係るフォトカプラにおける出力側リードフレーム及び受光素子の構成を模式的に示した斜視図である。図６は、実施形態１に係るフォトカプラにおける電界ベクトルのシミュレーション結果を模式的に示した図である。図７は、比較例に係るフォトカプラにおける電界ベクトルのシミュレーション結果を模式的に示した図である。図８は、実施形態１に係るフォトカプラにおける電流ベクトルのシミュレーション結果を模式的に示した図である。図９は、比較例に係るフォトカプラにおける電流ベクトルのシミュレーション結果を模式的に示した図である。

【0032】

ここで、比較例は、ワイヤ突起物（図４の１０）を有さない構成となっており（図５参照）、その他の構成は実施形態１（図１〜図３参照）と同様である。

【0033】

フォトカプラにおける電界ベクトル、電界分布、電流ベクトル、電流分布、Ｓパラメータ、パッケージの容量、全変位電流量について、市販の電磁界シミュレータを用いて検証を行った。

【0034】

［電界ベクトル、電界分布］
図７を参照すると、比較例のようにワイヤ突起物１０がない場合、電気力線が受光素子５やマウント部３ａに向かって入る電気力線１２のみである。一方、図６を参照すると、実施形態１のようにワイヤ突起物１０がある場合、ワイヤ突起物１０に向かって入る電気力線１２が存在し、電界分布からワイヤ突起物１０の先端で電界集中している。

【0035】

［電流ベクトル、電流分布］
図９を参照すると、比較例のようにワイヤ突起物１０がない場合、変位電流路が受光素子５に向かって入る変位電流路１３のみである。一方、図８を参照すると、実施形態１のようにワイヤ突起物１０がある場合、ワイヤ突起物１０に向かって入る変位電流路１３が存在し、受光素子５に入る変位電流経路１３が比較例よりも減少している

【0036】

以上より、実施形態１では、ワイヤ突起物１０側に変位電流が流れ、受光素子５に入る変位電流量が減少するので、ＣＭＲ特性を向上させることができる。

【0037】

実施形態１によれば、入力側リードフレーム２と出力側リードフレーム３との間の隙間に、出力側リードフレーム３に接続されたワイヤ突起物１０を設けることにより、電気力線は等電位面に対して垂直に入射するため、ワイヤ突起物１０に電界が集中し、ワイヤ突起物１０側にも変位電流が流れる。その結果、受光素子５に入る変位電流が減り、ＣＭＲ特性を向上させることができる。また、ワイヤ突起物１０は発光素子４から受光素子５に入る光を妨げないので、ＣＴＲ（出力側光電流と入力側順電流の比）特性は維持することができる。さらに、ボンディングワイヤでワイヤ突起物１０を形成しているので、出力側リードフレーム３と受光素子５とをボンディングワイヤ９ｂ、９ｃで結線する工程においてワイヤ突起物１０を形成することができ、部材の製造コストを低減することができる。

【0038】

［実施形態２］
本発明の実施形態２に係るフォトカプラについて図面を用いて説明する。図１０は、実施形態２に係るフォトカプラの構成を模式的に示した側面図である。図１１は、実施形態２に係るフォトカプラの構成を模式的に示した平面図である。図１２は、実施形態２に係るフォトカプラにおける出力側リードフレーム及び受光素子の構成を模式的に示した斜視図である。

【0039】

実施形態２は、実施形態１の変形例であり、受光素子５から離間して受光素子５の周囲の領域の全般にワイヤ突起物１０を設けたものである。その他の構成は、実施形態１と同様である。

【0040】

実施形態２によれば、実施形態１と同様な効果を奏するとともに、実施形態１よりも受光素子５に入る変位電流をさらに減らすことができる。

【0041】

［実施形態３］
本発明の実施形態３に係るフォトカプラについて図面を用いて説明する。図１３は、実施形態３に係るフォトカプラの構成を模式的に示した側面図である。図１４は、実施形態３に係るフォトカプラの構成を模式的に示した平面図である。図１５は、実施形態３に係るフォトカプラにおける入力側リードフレーム及び発光素子の構成を模式的に示した斜視図である。図１６は、実施形態３に係るフォトカプラにおける発光素子からの光の経路を模式的に示した図である。

【0042】

実施形態３は、実施形態１の変形例であり、出力側リードフレーム３のマウント部３ａにワイヤ突起物１０を設ける点は実施形態１と同様であるが、入力側リードフレーム２のマウント２ａを、リードフレーム製造時のエッチング又はスタンピングでへこませた凹部２ｄを設け、凹部２ｄに発光素子４をマウントしたものである。凹部２ｄに発光素子４をマウントすることで、発光素子４の側面から出た光が、凹部２ｄの側面で反射して受光素子５に入るようにすることができる。凹部２ｄには発光素子４を覆うように透明樹脂６が充填される。その他の構成は、実施形態１と同様である。なお、実施形態３において、実施形態２を適用してもよい。

【0043】

実施形態３によれば、実施形態１と同様に、ワイヤ突起物１０でＣＭＲ特性を向上させることができるとともに、発光素子４の側面から出た光が、凹部２ｄの側面で反射して受光素子５に入るようにすることができるため、実施形態１よりもＣＴＲ（出力側光電流と入力側順電流の比）特性を向上させることができる。

【0044】

［実施形態４］
本発明の実施形態４に係るフォトカプラについて図面を用いて説明する。図１７は、実施形態４に係るフォトカプラの構成を模式的に示した側面図である。図１８は、実施形態４に係るフォトカプラの構成を模式的に示した平面図である。図１９は、実施形態４に係るフォトカプラにおける出力側リードフレーム及び受光素子の構成を模式的に示した斜視図である。

【0045】

実施形態４は、実施形態１の変形例であり、出力側リードフレーム３のマウント部３ａを、リードフレーム製造時のエッチング又はスタンピングでへこませた凹部３ｄを設け、凹部３ｄに受光素子５をマウントし、凹部３ｄの周囲の領域にワイヤ突起物１０を設けたものである。凹部３ｄには受光素子５を覆うように透光性樹脂７が充填される。その他の構成は、実施形態１と同様である。なお、実施形態４において、実施形態２を適用してもよい。

【0046】

実施形態４によれば、発光素子４と受光素子５との間の間隔が遠ざかるのでＣＴＲ特性は劣るが、突起物の高さを実施形態１と同じにすると、受光素子５の受光面が発光素子４から遠い分、変位電流がワイヤ突起物１０に流れやすくなり、実施形態１よりもＣＭＲ特性をさらに向上させることができる。

【0047】

［実施形態５］
本発明の実施形態５に係るフォトカプラについて図面を用いて説明する。図２０は、実施形態５に係るフォトカプラの構成を模式的に示した側面図である。図２１は、実施形態５に係るフォトカプラの素子付近の構成を模式的に示した拡大側面図である。

【0048】

（構成）
実施形態５は、実施形態１の変形例であり、実施形態１の構造において、実施形態３の入力側リードフレーム２の凹部２ｄと実施形態４の出力側リードフレーム３の凹部３ｄとを組み合わせたものである。その他の構成は、実施形態１と同様である。なお、実施形態５において、実施形態２を適用してもよい。

【0049】

実施形態５によれば、実施形態３の効果と実施形態４の効果の両方が得られる。

【0050】

［実施形態６］
本発明の実施形態６に係るフォトカプラについて図面を用いて説明する。図２２は、実施形態６に係るフォトカプラの構成を模式的に示した側面図である。図２３は、実施形態６に係るフォトカプラの構成を模式的に示した平面図である。図２４は、実施形態６に係るフォトカプラにおける出力側リードフレーム及び受光素子の構成を模式的に示した斜視図である。

【0051】

実施形態６は、実施形態１の変形例であり、実施形態１のワイヤ突起物（図１、図２、図３の１０）の代わりに導電性バンプを積み重ねたバンプ突起物１１を、受光素子５から離間して受光素子５の周囲の領域の一部に設けたものである。バンプ突起物１１は、受光素子５の厚さより高く、先端が尖がっていることが望ましい。バンプ突起物１１には、例えば、Ａｕ、Ｐｂ／Ｓｎ系合金等を用いることができる。その他の構成は、実施形態１と同様である。なお、実施形態６のバンプ突起物１１は、実施形態２〜５のワイヤ突起物の代わりに用いてもよい。

【0052】

実施形態６によれば、実施形態１と同様な効果を奏する。

【0053】

なお、上記一視点に係るフォトカプラにおいては、以下のようにすることが好ましい。

【0054】

前記フォトカプラにおいて、前記突起物は、前記受光素子の厚さより高く突出している。

【0055】

前記フォトカプラにおいて、前記突起物は、先端部が尖っている。

【0056】

前記フォトカプラにおいて、前記突起物は、前記発光素子から前記受光素子への光路上に配されていない。

【0057】

前記フォトカプラにおいて、前記入力側リードフレームは、前記出力側リードフレーム側の面に凹部を有し、前記発光素子は、前記凹部内にマウントされている。

【0058】

前記フォトカプラにおいて、前記出力側リードフレーム側は、前記入力側リードフレームの面に他の凹部を有し、前記受光素子は、前記他の凹部内にマウントされている。

【0059】

前記フォトカプラにおいて、前記受光素子と前記出力側リードフレームとを電気的に接続する他のボンディングワイヤを備え、前記突起物がボンディングワイヤよりなる場合、前記他のボンディングワイヤは、前記突起物と同一材料である。

【0060】

また、本出願において図面参照符号を付している場合は、それらは、専ら理解を助けるためのものであり、図示の態様に限定することを意図するものではない。

【0061】

さらに、本発明の全開示（請求の範囲及び図面を含む）の枠内において、さらにその基本的技術思想に基づいて、実施形態ないし実施例の変更・調整が可能である。また、本発明の請求の範囲の枠内において種々の開示要素（各請求項の各要素、各実施形態ないし実施例の各要素、各図面の各要素等を含む）の多様な組み合わせないし選択が可能である。すなわち、本発明は、請求の範囲及び図面を含む全開示、技術的思想にしたがって当業者であればなし得るであろう各種変形、修正を含むことは勿論である。

【符号の説明】

【0062】

１ フォトカプラ
２ 入力側リードフレーム
２ａ マウント部
２ｂ、２ｃ リード部
２ｄ 凹部
３ 出力側リードフレーム
３ａ マウント部
３ｂ、３ｃ リード部
３ｄ 凹部（他の凹部）
４ 発光素子
５ 受光素子
６ 透明樹脂
７ 透光性樹脂
８ 遮光性樹脂
９ａ ボンディングワイヤ
９ｂ、９ｃ ボンディングワイヤ（他のボンディングワイヤ）
１０ ワイヤ突起物（突起物）
１１ バンプ突起物（突起物）
１２ 電気力線
１３ 変位電流路
１４ 光

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】