本申請享有以日本專利申請2015-174611號(申請日：2015年9月4日)為基礎(chǔ)申請的優(yōu)先權(quán)。本申請通過參照該基礎(chǔ)申請而包括基礎(chǔ)申請的全部內(nèi)容。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明的實(shí)施方式涉及一種光耦合裝置。

背景技術(shù)：

作為包含光繼電器(PHOTO RELAY)或光耦合器(Photocoupler)的光耦合裝置的模制結(jié)構(gòu)的一例，已知有雙模結(jié)構(gòu)。在雙模結(jié)構(gòu)中，一般而言，發(fā)光元件與光接收元件被內(nèi)模(inner mold)樹脂所覆蓋，且該內(nèi)模樹脂被外模(outer mold)樹脂所覆蓋。

所述雙模結(jié)構(gòu)存在當(dāng)周圍溫度產(chǎn)生變化時，應(yīng)力自內(nèi)模樹脂作用于發(fā)光元件，且因該應(yīng)力而導(dǎo)致發(fā)光元件劣化之虞。因此，作為緩和該應(yīng)力的方法，已知有利用硅樹脂將發(fā)光元件覆蓋之后，利用內(nèi)模樹脂將該硅樹脂覆蓋的方法。

然而，硅樹脂的溫度特性與內(nèi)模樹脂的溫度特性較大地不同。因此，當(dāng)周圍溫度產(chǎn)生變化時，硅樹脂與內(nèi)模樹脂之間的界面容易剝離。若該界面剝離，則自發(fā)光元件至光接收元件為止的光程被遮擋。由此，光接收元件的光接收量減少，故存在光的利用效率惡化之虞。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的實(shí)施方式提供一種能夠一邊緩和作用于發(fā)光元件的應(yīng)力一邊提升發(fā)光元件的光利用效率的光耦合裝置。

根據(jù)實(shí)施方式，提供一種光耦合裝置，其特征在于具備：發(fā)光元件；

光接收元件，與所述發(fā)光元件對向；

引線框架，具有設(shè)置有所述發(fā)光元件的第1面、及與所述第1面對向的第2面；

第1覆蓋構(gòu)件，將所述發(fā)光元件覆蓋；

第2覆蓋構(gòu)件，將所述第1覆蓋構(gòu)件、所述光接收元件、所述第1面、及所述第2面覆蓋；及

第3覆蓋構(gòu)件，將所述第2覆蓋構(gòu)件覆蓋，且所述第2覆蓋構(gòu)件與所述第3覆蓋構(gòu)件的第1粘接強(qiáng)度和所述第2覆蓋構(gòu)件與所述第2面的第2粘接強(qiáng)度中的至少一個粘接強(qiáng)度低于所述第1覆蓋構(gòu)件與所述第2覆蓋構(gòu)件的第3粘接強(qiáng)度。

附圖說明

圖1是表示第1實(shí)施方式的光耦合裝置的概略性構(gòu)成的俯視圖。

圖2是沿著圖1所示的切斷線A-A的剖視圖。

圖3是圖2所示的區(qū)域R的放大圖。

圖4(a)是將比較例的光耦合裝置的一部分放大所得的剖視圖，(b)是將第1實(shí)施方式的光耦合裝置的一部分放大所得的剖視圖。

圖5(a)是將第2實(shí)施方式的光耦合裝置的一部分放大所得的剖視圖，(b)是表示在(a)所示的光耦合裝置中，引線框架與第2覆蓋構(gòu)件之間的界面已剝離的狀態(tài)的剖視圖。

圖6(a)是將第2實(shí)施方式的變化例的光耦合裝置的一部分放大所得的剖視圖，(b)是表示在(a)所示的光耦合裝置中，引線框架與第2覆蓋構(gòu)件之間的界面已剝離的狀態(tài)的剖視圖。

具體實(shí)施方式

以下，參照附圖說明本發(fā)明的實(shí)施方式。在以下的實(shí)施方式中，作為光耦合裝置的一例，以光耦合器的構(gòu)成為中心進(jìn)行說明。但，本實(shí)施方式也能夠適用于光耦合器以外的其他光耦合裝置、例如光繼電器。

(第1實(shí)施方式)

圖1是表示第1實(shí)施方式的光耦合裝置的概略性構(gòu)成的俯視圖。而且，圖2是沿著圖1所示的切斷線A-A的剖視圖。進(jìn)而，圖3是圖2所示的區(qū)域R的放大圖。

如圖1、圖2、及圖3所示，本實(shí)施方式的光耦合裝置1具有：發(fā)光元件10、光接收元件11、引線框架12、13、第1覆蓋構(gòu)件14、第2覆蓋構(gòu)件15、第3覆蓋構(gòu)件16、及脫模劑17。

發(fā)光元件10是通過導(dǎo)體20電性連接于引線框架12。若電流自引線框架12經(jīng)由導(dǎo)體20供給至發(fā)光元件10，則發(fā)光元件10朝向光接收元件11發(fā)射光。

在本實(shí)施方式中，發(fā)光元件10為LED(Light Emitting Diode，發(fā)光二極管)，但該發(fā)光元件10并非限定于LED，也可以是其他種類的發(fā)光元件。而且，導(dǎo)體20是鋁的接合線，但該導(dǎo)體20并非限定于鋁，也可以是金等其他種類的金屬。

光接收元件11是通過導(dǎo)體21電性連接于引線框架13。若光接收元件11接收到發(fā)光元件10的光，則與光接收量對應(yīng)的電流自光接收元件11經(jīng)由導(dǎo)體21輸出至引線框架13。另外，在本實(shí)施方式中，導(dǎo)體21也與導(dǎo)體20同樣地為鋁的接合線，但該導(dǎo)體20也不僅限于鋁，也可以是其他種類的金屬。

引線框架12、13包含例如金屬等的導(dǎo)電構(gòu)件。引線框架12具有設(shè)置有發(fā)光元件10的第1面12a、及與第1面12a對向的第2面12b。引線框架13具有以與發(fā)光元件10對向的方式設(shè)置有光接收元件11的第3面13a、及與第3面13a對向的第4面13b。

另外，本實(shí)施方式中，在光耦合裝置1設(shè)置有多個引線框架12與多個引線框架13。多個引線框架12的1個引線框架12中通過焊料接合有發(fā)光元件10。該發(fā)光元件10通過導(dǎo)體20電性連接于與自身接合的引線框架12不同的引線框架12。

而且，多個引線框架13的1個引線框架13中通過焊料接合有光接收元件11。該光接收元件11通過導(dǎo)體20電性連接于與自身接合的引線框架13不同的引線框架13。

第1覆蓋構(gòu)件14是將發(fā)光元件10覆蓋。第1覆蓋構(gòu)件14包含例如硅樹脂。在本實(shí)施方式中，第1覆蓋構(gòu)件14是作為保護(hù)發(fā)光元件10的封裝樹脂發(fā)揮功能。

第2覆蓋構(gòu)件15是將光接收元件11、引線框架12、13、及第1覆蓋構(gòu)件14覆蓋。第2覆蓋構(gòu)件15包含能夠穿過發(fā)光元件10的光的透明樹脂。

第3覆蓋構(gòu)件16是將第2覆蓋構(gòu)件15覆蓋。第3覆蓋構(gòu)件15包含例如具備遮光性的黑色系的遮光樹脂。由此，能夠防止發(fā)光元件10的光向外部泄漏，進(jìn)而，能夠防止光接收元件11因外界光而誤運(yùn)行。

本實(shí)施方式中，第2覆蓋構(gòu)件15相當(dāng)于所謂的內(nèi)模樹脂，第3覆蓋構(gòu)件16相當(dāng)于所謂的外模樹脂。即，在本實(shí)施方式中，利用第2覆蓋構(gòu)件15與第3覆蓋構(gòu)件16，形成雙模結(jié)構(gòu)。

脫模劑17包含例如長鏈脂肪酸等具有脫模作用的有機(jī)物。在本實(shí)施方式中，脫模劑17是在第2覆蓋構(gòu)件15成型后，涂層在該第2覆蓋構(gòu)件15的外表面。此后，通過實(shí)施第3覆蓋構(gòu)件16的成型，而使脫模劑17包含于第2覆蓋構(gòu)件15與第3覆蓋構(gòu)件16之間。

另外，在本實(shí)施方式中，脫模劑17是涂層于第2覆蓋構(gòu)件15的外表面的一部分，具體而言涂層于與引線框架12的第2面12b對向的區(qū)域。然而，脫模劑17也可以遍布 第2覆蓋構(gòu)件15的外表面的全區(qū)域地涂層。

圖4(a)是將比較例的光耦合裝置的一部分放大所得的剖視圖，圖4(b)是將本實(shí)施方式的光耦合裝置1的一部分放大所得的剖視圖。

在圖4(a)所示的比較例中，脫模劑17不包含于第2覆蓋構(gòu)件15與第3覆蓋構(gòu)件16之間。換而言之，在本比較例中，第1覆蓋構(gòu)件14與第2覆蓋構(gòu)件15的粘接強(qiáng)度低于第2覆蓋構(gòu)件15與第3覆蓋構(gòu)件16的粘接強(qiáng)度。因此，在周圍溫度上升的情形時，如圖4(a)所示，第1覆蓋構(gòu)件14與第2覆蓋構(gòu)件15之間的界面剝離的可能性變高。

若所述界面剝離，則光的折射率產(chǎn)生變化。因此，如圖4(a)所示，即便自發(fā)光元件10發(fā)出的光L1入射至第1覆蓋構(gòu)件14與第2覆蓋構(gòu)件15之間的界面，入射光的大部分也將成為反射光L2。其結(jié)果，光接收元件11的光接收量減少，從而光的利用效率惡化。作為其對策，考慮將第1覆蓋構(gòu)件14去除，利用第2覆蓋構(gòu)件15將發(fā)光元件10覆蓋。然而，在該情形時，存在發(fā)光元件10因自第2覆蓋構(gòu)件15所受到的應(yīng)力而劣化之虞。

另一方面，根據(jù)圖4(b)所示的本實(shí)施方式，如上所述，脫模劑17是包含于第2覆蓋構(gòu)件15與第3覆蓋構(gòu)件16之間。換而言之，在本實(shí)施方式中，第2覆蓋構(gòu)件15與第3覆蓋構(gòu)件16的粘接強(qiáng)度低于第1覆蓋構(gòu)件14與第2覆蓋構(gòu)件15的粘接強(qiáng)度，且低于第2覆蓋構(gòu)件15與第2面12b的粘接強(qiáng)度。因此，在周圍溫度上升的情形時，如圖4(b)所示，第2覆蓋構(gòu)件15與第3覆蓋構(gòu)件16之間的界面剝離的可能性變高。具體而言，因包含有機(jī)物的脫模劑17將包含透明樹脂的第2覆蓋構(gòu)件15與包含遮光樹脂的第3覆蓋構(gòu)件16之間的氫鍵破壞，導(dǎo)致這些界面變得容易剝離。

若所述界面剝離，則產(chǎn)生于第1覆蓋構(gòu)件14與第2覆蓋構(gòu)件15之間的應(yīng)力得以緩和。因此，第1覆蓋構(gòu)件14與第2覆蓋構(gòu)件15的密接得以維持，這些界面中的光的折射率變得難以變化。即，在本實(shí)施方式的光耦合裝置1中，為使發(fā)光元件10的光的利用效率提升，而通過促進(jìn)不位于自發(fā)光元件10至光接收元件11為止的光程上的構(gòu)件間的界面剝離，而確保位于該光程上的構(gòu)件間的密接。

因此，當(dāng)自發(fā)光元件10發(fā)出的光L1入射至第1覆蓋構(gòu)件14與第2覆蓋構(gòu)件15的界面時，入射光的大部分作為出射光L3被光接收元件11接收。其結(jié)果，即便不將第1覆蓋材14去除，光接收元件11的光接收量也相較比較例增加，因此，能夠一邊緩和作用于發(fā)光元件10的應(yīng)力，一邊使光的利用效率提升。

而且，在本實(shí)施方式的光耦合裝置1中，利用第2覆蓋構(gòu)件15與第3覆蓋構(gòu)件16的剝離，而緩和產(chǎn)生于裝置內(nèi)部的應(yīng)力。由此，也將使發(fā)光元件10接合于第1面12a 的焊料、或使光接收元件11接合于第3面13a的焊料所受的應(yīng)力緩和，故這些焊料的耐熱性穩(wěn)定。

另外，本實(shí)施方式的光耦合裝置1中，因年久劣化，引線框架12與第2覆蓋構(gòu)件15之間的粘接容易變?nèi)?。如此一來，?覆蓋構(gòu)件14中的引線框架12側(cè)容易被氧化而變色(例如茶色)。為了抑制此情況，較理想為使第1面12a的平滑度變高等，提高第2覆蓋構(gòu)件15與第1面12a的粘接強(qiáng)度(第4粘接強(qiáng)度)。

(第2實(shí)施方式)

對于第2實(shí)施方式，以與第1實(shí)施方式不同之處為中心進(jìn)行說明。圖5(a)是將第2實(shí)施方式的光耦合裝置的一部分放大所得的剖視圖，圖5(b)是表示在圖5(a)所示的光耦合裝置中，引線框架12與第2覆蓋構(gòu)件15已剝離的狀態(tài)的剖視圖。

如圖5(a)所示，本實(shí)施方式的光耦合裝置是在脫模劑17包含于引線框架12的第2面12b與第2覆蓋構(gòu)件15之間而取代包含于第2覆蓋構(gòu)件15與第3覆蓋構(gòu)件16之間的方面不同于第1實(shí)施方式的光耦合裝置1。

在本實(shí)施方式中，脫模劑17是在第2覆蓋構(gòu)件15成型前，涂層于引線框架12的第2面12b。通過該脫模劑17，第2面12b與第2覆蓋構(gòu)件15的粘接強(qiáng)度變得低于第1覆蓋構(gòu)件14與第2覆蓋構(gòu)件15的粘接強(qiáng)度。因此，在周圍溫度上升的情形時，如圖5(b)所示，第2面12b與第2覆蓋構(gòu)件15剝離的可能性變高。

若第2面12b與第2覆蓋構(gòu)件15剝離，則產(chǎn)生于第1覆蓋構(gòu)件14與第2覆蓋構(gòu)件15之間的應(yīng)力得以緩和。因此，可維持第1覆蓋構(gòu)件14與第2覆蓋構(gòu)件15的密接，從而抑制這些界面的折射率變化。即，即便在本實(shí)施方式中，也與第1實(shí)施方式同樣地，為了使發(fā)光元件10的光利用效率提升，而通過促進(jìn)不位于自發(fā)光元件10至光接收元件11為止的光程上的構(gòu)件間的界面剝離，確保位于該光程上的構(gòu)件間的密接。

因而，與第1實(shí)施方式同樣地，自發(fā)光元件10發(fā)出的光L1的大部分作為出射光L3被光接收元件11接收，因此，能夠一邊緩和作用于發(fā)光元件10的應(yīng)力，一邊使光的利用效率提升。

另外，本實(shí)施方式是使第2面12b與第2覆蓋構(gòu)件15剝離，但也可以取而代之，與第1實(shí)施方式同樣地，也使第2覆蓋構(gòu)件15與第3覆蓋材16剝離。即，第2覆蓋構(gòu)件15與第3覆蓋構(gòu)件16的粘接強(qiáng)度、和第2覆蓋構(gòu)件15與第2面12b的粘接強(qiáng)度中的至少一個粘接強(qiáng)度低于第1覆蓋構(gòu)件14與第2覆蓋構(gòu)件15的粘接強(qiáng)度即可。

(變化例)

以下，對第2實(shí)施方式的變化例進(jìn)行說明。圖6(a)是將第2實(shí)施方式的變化例的光 耦合裝置的一部分放大所得的剖視圖，圖6(b)是表示在圖6(a)所示的光耦合裝置中，引線框架12與第2覆蓋構(gòu)件15已剝離的狀態(tài)的剖視圖。

如圖6(a)所示，在本變化例的引線框架12中，第2面12b的表面粗糙度大于第1面12a的表面粗糙度。另外，各面的表面粗糙度可由例如每一單位面積的凹凸的高低差的平均值規(guī)定。

因所述表面粗糙度的差異，第2面12b與第2覆蓋構(gòu)件15的接觸面積變得小于第1面12a與第2覆蓋構(gòu)件15的接觸面積。由此，第2面12b與第2覆蓋構(gòu)件15的粘接強(qiáng)度變得低于第1面12a與第2覆蓋構(gòu)件15的粘接強(qiáng)度。

其結(jié)果，如圖6(b)所示，能夠制成第1面12a與第2覆蓋構(gòu)件15密接，且第2面12b與第2覆蓋構(gòu)件15已剝離的狀態(tài)。即，在本變化例中，通過破壞第2面12b與第2覆蓋構(gòu)件15的密接狀態(tài)和第1面12a與第2覆蓋構(gòu)件15的密接狀態(tài)的平衡，而無需使用脫模劑17，便能夠使第2面12b與第2覆蓋構(gòu)件15剝離。

另外，在本變化例中，也可以對引線框架12的第1面12a實(shí)施等離子體處理。通過該等離子體處理，第1面12a的平坦性提升，因此，第1面12a與第2覆蓋構(gòu)件15的密接得到強(qiáng)化。即便該情形時，第2面12b與第2覆蓋構(gòu)件15的粘接強(qiáng)度也低于第1面12a與第2覆蓋構(gòu)件15的粘接強(qiáng)度。因而，能夠制成第2面12b與第2覆蓋構(gòu)件15已剝離的狀態(tài)。

對本發(fā)明的若干個實(shí)施方式進(jìn)行了說明，但這些實(shí)施方式是作為示例而提示，并非意在限定發(fā)明的范圍。這些實(shí)施方式可利用其它各種方式而實(shí)施，且能夠在不脫離發(fā)明主旨的范圍內(nèi)，進(jìn)行各種省略、置換、變更。這些實(shí)施方式或其變化包含于發(fā)明的范圍或主旨中，并且包含于專利申請的范圍中記載的發(fā)明及其均等的范圍中。

[符號的說明]

1 光耦合裝置

10 發(fā)光元件

11 光接收元件

12 引線框架

14 第1覆蓋構(gòu)件

15 第2覆蓋構(gòu)件

16 第3覆蓋構(gòu)件

17 脫模劑