光耦合装置

摘要

本发明的实施方式提供一种能够一边缓和作用于发光元件的应力一边提升发光元件的光利用效率的光耦合装置。实施方式的光耦合装置具备：发光元件；光接收元件，与发光元件对向；引线框架，具有设置有发光元件的第1面、及与第1面对向的第2面；第1覆盖构件，将发光元件覆盖；第2覆盖构件，将第1覆盖构件、光接收元件、及引线框架覆盖；及第3覆盖构件，将第2覆盖构件覆盖，且第2覆盖构件与第3覆盖构件的第1粘接强度和第2覆盖构件与第2面的第2粘接强度中的至少一个粘接强度低于第1覆盖构件与第2覆盖构件的第3粘接强度。

权利要求

1.一种光耦合装置，其特征在于具备：发光元件；

光接收元件，与所述发光元件对向；

引线框架，具有设置有所述发光元件的第1面、及与所述第1面对向的第2面；

第1覆盖构件，将所述发光元件覆盖；

第2覆盖构件，将所述第1覆盖构件、所述光接收元件、及所述引线框架覆盖；及第3覆盖构件，将所述第2覆盖构件覆盖，且所述第2覆盖构件与所述第3覆盖构件的第1粘接强度和所述第2覆盖构件与所述第2面的第2粘接强度中的至少一个粘接强度低于所述第1覆盖构件与所述第2覆盖构件的第3粘接强度。

2.根据权利要求1所述的光耦合装置，其特征在于：在所述第2覆盖构件与所述第3覆盖构件之间、或所述第2覆盖构件与所述第2面之间包含有脱模剂。

3.根据权利要求2所述的光耦合装置，其特征在于：所述脱模剂包含于所述第2覆盖构件与所述第3覆盖构件之间的与所述第2面对向的区域。

4.根据权利要求1所述的光耦合装置，其特征在于：所述第2粘接强度低于所述第2覆盖构件与所述第1面的粘接强度。

5.根据权利要求4所述的光耦合装置，其特征在于：所述第2面的表面粗糙度大于所述第1面的表面粗糙度。

6.根据权利要求1所述的光耦合装置，其特征在于：所述第1粘接强度低于所述第2粘接强度。

7.根据权利要求1所述的光耦合装置，其特征在于：所述第2覆盖构件与所述第1面的第

4粘接强度低于所述第3粘接强度。

8.一种光耦合装置，其特征在于具有：发光元件；

光接收元件，与所述发光元件对向；

引线框架，具有设置有所述发光元件的第1面、及与所述第1面对向的第2面；

硅树脂，将所述发光元件覆盖；

透明树脂，将所述硅树脂、所述光接收元件、及所述引线框架覆盖；

遮光树脂，将所述透明树脂覆盖；及

有机物，设置在所述透明树脂与所述遮光树脂之间、及所述透明树脂与所述第2面之间的至少一者。

说明书

光耦合装置

[0001] [相关申请案]

[0002] 本申请享有以日本专利申请2015-174611号(申请日：2015年9月4日)为基础申请的优先权。本申请通过参照该基础申请而包括基础申请的全部内容。

技术领域

[0003] 本发明的实施方式涉及一种光耦合装置。

背景技术

[0004] 作为包含光继电器(PHOTO RELAY)或光耦合器(Photocoupler)的光耦合装置的模制结构的一例，已知有双模结构。在双模结构中，一般而言，发光元件与光接收元件被内模(inner mold)树脂所覆盖，且该内模树脂被外模(outer mold)树脂所覆盖。

[0005] 所述双模结构存在当周围温度产生变化时，应力自内模树脂作用于发光元件，且因该应力而导致发光元件劣化之虞。因此，作为缓和该应力的方法，已知有利用硅树脂将发光元件覆盖之后，利用内模树脂将该硅树脂覆盖的方法。

[0006] 然而，硅树脂的温度特性与内模树脂的温度特性较大地不同。因此，当周围温度产生变化时，硅树脂与内模树脂之间的界面容易剥离。若该界面剥离，则自发光元件至光接收元件为止的光程被遮挡。由此，光接收元件的光接收量减少，故存在光的利用效率恶化之虞。

发明内容

[0007] 本发明的实施方式提供一种能够一边缓和作用于发光元件的应力一边提升发光元件的光利用效率的光耦合装置。

[0008] 根据实施方式，提供一种光耦合装置，其特征在于具备：发光元件；

[0009] 光接收元件，与所述发光元件对向；

[0010] 引线框架，具有设置有所述发光元件的第1面、及与所述第1面对向的第2面；

[0011] 第1覆盖构件，将所述发光元件覆盖；

[0012] 第2覆盖构件，将所述第1覆盖构件、所述光接收元件、所述第1面、及所述第2面覆盖；及

[0013] 第3覆盖构件，将所述第2覆盖构件覆盖，且所述第2覆盖构件与所述第3覆盖构件的第1粘接强度和所述第2覆盖构件与所述第2面的第2粘接强度中的至少一个粘接强度低于所述第1覆盖构件与所述第2覆盖构件的第3粘接强度。

附图说明

[0014] 图1是表示第1实施方式的光耦合装置的概略性构成的俯视图。

[0015] 图2是沿着图1所示的切断线A-A的剖视图。

[0016] 图3是图2所示的区域R的放大图。

[0017] 图4(a)是将比较例的光耦合装置的一部分放大所得的剖视图，(b)是将第1实施方式的光耦合装置的一部分放大所得的剖视图。

[0018] 图5(a)是将第2实施方式的光耦合装置的一部分放大所得的剖视图，(b)是表示在(a)所示的光耦合装置中，引线框架与第2覆盖构件之间的界面已剥离的状态的剖视图。

[0019] 图6(a)是将第2实施方式的变化例的光耦合装置的一部分放大所得的剖视图，(b)是表示在(a)所示的光耦合装置中，引线框架与第2覆盖构件之间的界面已剥离的状态的剖视图。

具体实施方式

[0020] 以下，参照附图说明本发明的实施方式。在以下的实施方式中，作为光耦合装置的一例，以光耦合器的构成为中心进行说明。但，本实施方式也能够适用于光耦合器以外的其他光耦合装置、例如光继电器。

[0021] (第1实施方式)

[0022] 图1是表示第1实施方式的光耦合装置的概略性构成的俯视图。而且，图2是沿着图1所示的切断线A-A的剖视图。进而，图3是图2所示的区域R的放大图。

[0023] 如图1、图2、及图3所示，本实施方式的光耦合装置1具有：发光元件10、光接收元件11、引线框架12、13、第1覆盖构件14、第2覆盖构件15、第3覆盖构件16、及脱模剂17。

[0024] 发光元件10是通过导体20电性连接于引线框架12。若电流自引线框架12经由导体20供给至发光元件10，则发光元件10朝向光接收元件11发射光。

[0025] 在本实施方式中，发光元件10为LED(Light Emitting Diode，发光二极管)，但该发光元件10并非限定于LED，也可以是其他种类的发光元件。而且，导体20是铝的接合线，但该导体20并非限定于铝，也可以是金等其他种类的金属。

[0026] 光接收元件11是通过导体21电性连接于引线框架13。若光接收元件11接收到发光元件10的光，则与光接收量对应的电流自光接收元件11经由导体21输出至引线框架13。另外，在本实施方式中，导体21也与导体20同样地为铝的接合线，但该导体20也不仅限于铝，也可以是其他种类的金属。

[0027] 引线框架12、13包含例如金属等的导电构件。引线框架12具有设置有发光元件10的第1面12a、及与第1面12a对向的第2面12b。引线框架13具有以与发光元件10对向的方式设置有光接收元件11的第3面13a、及与第3面13a对向的第4面13b。

[0028] 另外，本实施方式中，在光耦合装置1设置有多个引线框架12与多个引线框架13。多个引线框架12的1个引线框架12中通过焊料接合有发光元件10。该发光元件10通过导体
20电性连接于与自身接合的引线框架12不同的引线框架12。

[0029] 而且，多个引线框架13的1个引线框架13中通过焊料接合有光接收元件11。该光接收元件11通过导体20电性连接于与自身接合的引线框架13不同的引线框架13。

[0030] 第1覆盖构件14是将发光元件10覆盖。第1覆盖构件14包含例如硅树脂。在本实施方式中，第1覆盖构件14是作为保护发光元件10的封装树脂发挥功能。

[0031] 第2覆盖构件15是将光接收元件11、引线框架12、13、及第1覆盖构件14覆盖。第2覆盖构件15包含能够穿过发光元件10的光的透明树脂。

[0032] 第3覆盖构件16是将第2覆盖构件15覆盖。第3覆盖构件15包含例如具备遮光性的黑色系的遮光树脂。由此，能够防止发光元件10的光向外部泄漏，进而，能够防止光接收元件11因外界光而误运行。

[0033] 本实施方式中，第2覆盖构件15相当于所谓的内模树脂，第3覆盖构件16相当于所谓的外模树脂。即，在本实施方式中，利用第2覆盖构件15与第3覆盖构件16，形成双模结构。

[0034] 脱模剂17包含例如长链脂肪酸等具有脱模作用的有机物。在本实施方式中，脱模剂17是在第2覆盖构件15成型后，涂层在该第2覆盖构件15的外表面。此后，通过实施第3覆盖构件16的成型，而使脱模剂17包含于第2覆盖构件15与第3覆盖构件16之间。

[0035] 另外，在本实施方式中，脱模剂17是涂层于第2覆盖构件15的外表面的一部分，具体而言涂层于与引线框架12的第2面12b对向的区域。然而，脱模剂17也可以遍布第2覆盖构件15的外表面的全区域地涂层。

[0036] 图4(a)是将比较例的光耦合装置的一部分放大所得的剖视图，图4(b)是将本实施方式的光耦合装置1的一部分放大所得的剖视图。

[0037] 在图4(a)所示的比较例中，脱模剂17不包含于第2覆盖构件15与第3覆盖构件16之间。换而言之，在本比较例中，第1覆盖构件14与第2覆盖构件15的粘接强度低于第2覆盖构件15与第3覆盖构件16的粘接强度。因此，在周围温度上升的情形时，如图4(a)所示，第1覆盖构件14与第2覆盖构件15之间的界面剥离的可能性变高。

[0038] 若所述界面剥离，则光的折射率产生变化。因此，如图4(a)所示，即便自发光元件10发出的光L1入射至第1覆盖构件14与第2覆盖构件15之间的界面，入射光的大部分也将成为反射光L2。其结果，光接收元件11的光接收量减少，从而光的利用效率恶化。作为其对策，考虑将第1覆盖构件14去除，利用第2覆盖构件15将发光元件10覆盖。然而，在该情形时，存在发光元件10因自第2覆盖构件15所受到的应力而劣化之虞。

[0039] 另一方面，根据图4(b)所示的本实施方式，如上所述，脱模剂17是包含于第2覆盖构件15与第3覆盖构件16之间。换而言之，在本实施方式中，第2覆盖构件15与第3覆盖构件16的粘接强度低于第1覆盖构件14与第2覆盖构件15的粘接强度，且低于第2覆盖构件15与第2面12b的粘接强度。因此，在周围温度上升的情形时，如图4(b)所示，第2覆盖构件15与第
3覆盖构件16之间的界面剥离的可能性变高。具体而言，因包含有机物的脱模剂17将包含透明树脂的第2覆盖构件15与包含遮光树脂的第3覆盖构件16之间的氢键破坏，导致这些界面变得容易剥离。

[0040] 若所述界面剥离，则产生于第1覆盖构件14与第2覆盖构件15之间的应力得以缓和。因此，第1覆盖构件14与第2覆盖构件15的密接得以维持，这些界面中的光的折射率变得难以变化。即，在本实施方式的光耦合装置1中，为使发光元件10的光的利用效率提升，而通过促进不位于自发光元件10至光接收元件11为止的光程上的构件间的界面剥离，而确保位于该光程上的构件间的密接。

[0041] 因此，当自发光元件10发出的光L1入射至第1覆盖构件14与第2覆盖构件15的界面时，入射光的大部分作为出射光L3被光接收元件11接收。其结果，即便不将第1覆盖材14去除，光接收元件11的光接收量也相较比较例增加，因此，能够一边缓和作用于发光元件10的应力，一边使光的利用效率提升。

[0042] 而且，在本实施方式的光耦合装置1中，利用第2覆盖构件15与第3覆盖构件16的剥离，而缓和产生于装置内部的应力。由此，也将使发光元件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的焊料所受的应力缓和，故这些焊料的耐热性稳定。

[0043] 另外，本实施方式的光耦合装置1中，因年久劣化，引线框架12与第2覆盖构件15之间的粘接容易变弱。如此一来，第1覆盖构件14中的引线框架12侧容易被氧化而变色(例如茶色)。为了抑制此情况，较理想为使第1面12a的平滑度变高等，提高第2覆盖构件15与第1面12a的粘接强度(第4粘接强度)。

[0044] (第2实施方式)

[0045] 对于第2实施方式，以与第1实施方式不同之处为中心进行说明。图5(a)是将第2实施方式的光耦合装置的一部分放大所得的剖视图，图5(b)是表示在图5(a)所示的光耦合装置中，引线框架12与第2覆盖构件15已剥离的状态的剖视图。

[0046] 如图5(a)所示，本实施方式的光耦合装置是在脱模剂17包含于引线框架12的第2面12b与第2覆盖构件15之间而取代包含于第2覆盖构件15与第3覆盖构件16之间的方面不同于第1实施方式的光耦合装置1。

[0047] 在本实施方式中，脱模剂17是在第2覆盖构件15成型前，涂层于引线框架12的第2面12b。通过该脱模剂17，第2面12b与第2覆盖构件15的粘接强度变得低于第1覆盖构件14与第2覆盖构件15的粘接强度。因此，在周围温度上升的情形时，如图5(b)所示，第2面12b与第2覆盖构件15剥离的可能性变高。

[0048] 若第2面12b与第2覆盖构件15剥离，则产生于第1覆盖构件14与第2覆盖构件15之间的应力得以缓和。因此，可维持第1覆盖构件14与第2覆盖构件15的密接，从而抑制这些界面的折射率变化。即，即便在本实施方式中，也与第1实施方式同样地，为了使发光元件10的光利用效率提升，而通过促进不位于自发光元件10至光接收元件11为止的光程上的构件间的界面剥离，确保位于该光程上的构件间的密接。

[0049] 因而，与第1实施方式同样地，自发光元件10发出的光L1的大部分作为出射光L3被光接收元件11接收，因此，能够一边缓和作用于发光元件10的应力，一边使光的利用效率提升。

[0050] 另外，本实施方式是使第2面12b与第2覆盖构件15剥离，但也可以取而代之，与第1实施方式同样地，也使第2覆盖构件15与第3覆盖材16剥离。即，第2覆盖构件15与第3覆盖构件16的粘接强度、和第2覆盖构件15与第2面12b的粘接强度中的至少一个粘接强度低于第1覆盖构件14与第2覆盖构件15的粘接强度即可。

[0051] (变化例)

[0052] 以下，对第2实施方式的变化例进行说明。图6(a)是将第2实施方式的变化例的光耦合装置的一部分放大所得的剖视图，图6(b)是表示在图6(a)所示的光耦合装置中，引线框架12与第2覆盖构件15已剥离的状态的剖视图。

[0053] 如图6(a)所示，在本变化例的引线框架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单位面积的凹凸的高低差的平均值规定。

[0054] 因所述表面粗糙度的差异，第2面12b与第2覆盖构件15的接触面积变得小于第1面12a与第2覆盖构件15的接触面积。由此，第2面12b与第2覆盖构件15的粘接强度变得低于第
1面12a与第2覆盖构件15的粘接强度。

[0055] 其结果，如图6(b)所示，能够制成第1面12a与第2覆盖构件15密接，且第2面12b与第2覆盖构件15已剥离的状态。即，在本变化例中，通过破坏第2面12b与第2覆盖构件15的密接状态和第1面12a与第2覆盖构件15的密接状态的平衡，而无需使用脱模剂17，便能够使第2面12b与第2覆盖构件15剥离。

[0056] 另外，在本变化例中，也可以对引线框架12的第1面12a实施等离子体处理。通过该等离子体处理，第1面12a的平坦性提升，因此，第1面12a与第2覆盖构件15的密接得到强化。即便该情形时，第2面12b与第2覆盖构件15的粘接强度也低于第1面12a与第2覆盖构件15的粘接强度。因而，能够制成第2面12b与第2覆盖构件15已剥离的状态。

[0057] 对本发明的若干个实施方式进行了说明，但这些实施方式是作为示例而提示，并非意在限定发明的范围。这些实施方式可利用其它各种方式而实施，且能够在不脱离发明主旨的范围内，进行各种省略、置换、变更。这些实施方式或其变化包含于发明的范围或主旨中，并且包含于专利申请的范围中记载的发明及其均等的范围中。

[0058] [符号的说明]

[0059] 1   光耦合装置

[0060] 10  发光元件

[0061] 11  光接收元件

[0062] 12  引线框架

[0063] 14  第1覆盖构件

[0064] 15  第2覆盖构件

[0065] 16  第3覆盖构件

[0066] 17  脱模剂