JP2004128144A

JP2004128144A - Optical coupling apparatus for bidirectional communication and electronic apparatus having same

Info

Publication number: JP2004128144A
Application number: JP2002288782A
Authority: JP
Inventors: Hiroaki Morikawa; 森川　弘章; Yoshiki Yasuda; 安田　義樹
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2002-10-01
Filing date: 2002-10-01
Publication date: 2004-04-22

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To simplify a circuit configuration, to reduce the number of terminal pins, and to achieve miniaturization and low costs. <P>SOLUTION: In a first optical coupling device; an electric signal from respective terminal pins 11d, 11e is converted to a light signal by a light-emitting diode 12, the light signal is transmitted from the light-emitting diode 12 to a phototransistor 22, the light signal is converted back to the electric signal by the phototransistor 22, and the electric signal is outputted from respective terminal pins 22d, 22e. In a second optical coupling device; the electric signal from the respective terminal pins 22d, 22e is converted to the light signal by a light-emitting diode 23, the light signal is transmitted from the light-emitting diode 23 to a phototransistor 13, the light signal is converted back to the electric signal by the phototransistor 13, and the electric signal is outputted from the respective terminal pins 11d, 11e. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、信号の送受信が可能な双方向通信用光結合装置及びそれを備えた電子機器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一方向通信を２つの端末装置間で行なうには、各端末装置を１次側及び２次側とすると、１次側に出力回路を設け、２次側に入力回路を設ける必要がある。また、各端末装置間を電気的に絶縁したり、各端末装置間の基準電圧を別々に設定する場合は、電気信号→光信号→電気信号という変換を行なう光結合素子を出力回路や入力回路に挿入する必要がある。
【０００３】
更に、双方向通信を各端末装置間で行なうには、１次側に出力回路及び入力回路を設け、２次側にも出力回路及び入力回路を設ける必要がある。そして、光結合素子を設けるならば、複数の光結合素子が必要となる。
【０００４】
ところで、近年の家庭内での各端末装置間の双方向通信や、電灯線を利用して、各端末装置間の信号伝達を行なうというエコーネット通信においては、出力回路と入力回路を共通化するという方式が採用され、かつ複数の光結合素子が用いられている。ただし、１次側から２次側への信号伝達と２次側から１次側への信号伝達が同時に行なわれることはなく、初期回路定数と信号処理により双方向の信号伝達が交互に行われる。
【０００５】
図２２（ａ）及び（ｂ）は、その様な従来の双方向通信用のインターフェース回路を示している。１次側から２次側への信号伝達に際しては、図２２（ａ）に示す様に電気信号を入力部２０１に入力して、この電気信号を入力部２０１→ダイオードブリッジ部２０２→光結合素子２０３→ダイオードブリッジ部２０２→アースという点線Ｓの経路で伝達する。光結合素子２０３では、電気信号を発光素子２０３ａにより光信号に一旦変換し、この光信号を受光素子２０３ｂにより電気信号に変換して戻し、この電気信号を出力する。
【０００６】
また、２次側から１次側への信号伝達に際しては、図２２（ｂ）に示す様に電気信号を光結合素子２０４に入力する。光結合素子２０４では、電気信号を発光素子２０４ａにより光信号に一旦変換し、この光信号を受光素子２０４ｂにより電気信号に変換して戻し、この電気信号を出力する。この電気信号は、ダイオードブリッジ部２０２から出力部２０５へと点線Ｓの経路で伝達され、この出力部２０５から出力される。
【０００７】
また、特許文献１には、双方向インターフェース用フォトカプラと称するものが開示されている。ここでは、２つの光結合素子を用いて、双方向通信を可能にしている。
【０００８】
【特許文献１】
実開昭６４−４８０５６号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図２２の従来のインターフェース回路では、２つの光結合素子２０３，２０４だけではなく、入力部２０１、ダイオードブリッジ２０２、出力部２０５等を必用とし、部品点数が多くて、回路構成が複雑であり、小型化やコストの低減が困難であった。
【００１０】
また、特許文献１の双方向インターフェース用フォトカプラでは、６つの端子ピンを必要とし、端子ピンの数が多く、パッケージの小型化が困難であった。
【００１１】
そこで、本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであり、回路構成が簡単であって、端子ピンの数が少なく、小型化やコストの低減を図ることが可能な双方向通信用光結合装置を提供することを目的とする。
【００１２】
また、本発明は、本発明の双方向通信用光結合装置を備えた電子機器を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、１次側リードフレーム上で、１次側発光素子と１次側電流制限素子からなる直列回路を形成し、１次側発光素子と１次側受光素子に流れるそれぞれの電流の方向を合わせて、前記直列回路と１次側受光素子を並列接続し、該直列回路と１次側受光素子の各接続点から一対の１次側入出力ピンを導出し、２次側リードフレーム上で、２次側発光素子と２次側電流制限素子からなる直列回路を形成し、２次側発光素子と２次側受光素子に流れるそれぞれの電流の方向を合わせて、前記直列回路と２次側受光素子を並列接続し、該直列回路と２次側受光素子の各接続点から一対の２次側入出力ピンを導出し、１次側発光素子から２次側受光素子への光伝達経路及び２次側発光素子から１次側受光素子への光伝達経路を形成している。
【００１４】
この様な構成の本発明によれば、一対の１次側入出力ピンを通じて、１次側発光素子へ電流を流すことができ、かつ１次側受光子から電流を取り出すことができる。また、一対の２次側入出力ピンを通じて、２次側発光素子へ電流を流すことができ、かつ２次側受光子から電流を取り出すことができる。そして、１次側発光素子から２次側受光素子への光伝達経路及び２次側発光素子から１次側受光素子への光伝達経路が形成されている。従って、一対の１次側入出力ピン→１次側発光素子→光伝達経路→２次側受光素子→一対の２次側入出力ピンという経路の第１光結合素子と、一対の２次側入出力ピン→２次側発光素子→光伝達経路→１次側受光素子→一対の１次側入出力ピンという経路の第２光結合素子とが形成され、第１及び第２光結合素子を通じての双方向通信が可能となる。しかも、１次側電流制限素子及び２次側電流制限素子を第１及び第２光結合素子に内蔵させているだけなので、回路構成が簡単である。その上、一対の１次側入出力ピン及び一対の２次側入出力ピンという４つのピンを設けるだけなので、パッケージの小型化やコストの低減を図ることができる。
【００１５】
また、本発明においては、１次側リードフレーム及び２次側リードフレームの各ヘッダーを同一平面に並べ、該各ヘッダーの一面に１次側発光素子及び２次側受光素子を搭載し、該各ヘッダーの他の面に２次側発光素子及び１次側受光素子を搭載している。
【００１６】
この様に同一平面に並べられた各ヘッダーの一面に１次側発光素子及び２次側受光素子を搭載し、他の面に２次側発光素子及び１次側受光素子を搭載すれば、１次側発光素子から２次側受光素子への光伝達経路と２次側発光素子から１次側受光素子への光伝達経路との間が各ヘッダーにより遮光され、各光伝達経路間の混信を防止することができる。
【００１７】
更に、本発明においては、１次側リードフレーム及び２次側リードフレームの各ヘッダーの端を相互に絶縁させた状態で重ね合わせている。
【００１８】
これにより、１次側発光素子から２次側受光素子への光伝達経路と２次側発光素子から１次側受光素子への光伝達経路との間を該各ヘッダーにより確実に遮光することができる。
【００１９】
また、本発明においては、各光伝達経路を光透過性樹脂により形成しており、該各光伝達経路の光透過性樹脂間に壁部もしくは溝を設けている。
【００２０】
光透過性樹脂として、例えばシリコーン樹脂等の流動性を有するものを適用する場合は、各光伝達経路の光透過性樹脂が流動して相互に接触する可能性がある。このため、各光伝達経路の光透過性樹脂間に壁部もしくは溝を設けて、各光伝達経路の光透過性樹脂の接触を防止する。
【００２１】
更に、本発明においては、１次側リードフレーム及び２次側リードフレームの各ヘッダーを対向配置して、１次側発光素子と２次側受光素子を対向させると共に、２次側発光素子と１次側受光素子を対向させ、１次側リードフレームのヘッダー上の１次側発光素子及び１次側受光素子の搭載位置に段差を設け、２次側リードフレームのヘッダー上の２次側発光素子及び２次側受光素子の搭載位置に段差を設けている。
【００２２】
この様に１次側発光素子と２次側受光素子を対向させると共に、２次側発光素子と１次側受光素子を対向させる場合は、１次側リードフレームのヘッダー上の１次側発光素子及び１次側受光素子の搭載位置に段差を設け、かつ２次側リードフレームのヘッダー上の２次側発光素子及び２次側受光素子の搭載位置に段差を設けることにより、１次側発光素子から２次側受光素子への光伝達経路と２次側発光素子から１次側受光素子への光伝達経路との間の混信を防止することができる。
【００２３】
また、本発明においては、各光伝達経路を光透過性樹脂により形成しており、該各光伝達経路の光透過性樹脂間に壁部を設けている。
【００２４】
この様に各光伝達経路の光透過性樹脂間に壁部を設ければ、光透過性樹脂が流動性を有していても、各光伝達経路の光透過性樹脂が接触することはない。
【００２５】
更に、本発明においては、壁部は、１次側リードフレーム及び２次側リードフレームの少なくとも一方の凸部もしくは折り曲げ部により形成される。
【００２６】
これにより、壁部を構成する部材を付加せずに済み、部品点数の増大を抑えることができる。
【００２７】
また、本発明においては、１次側リードフレーム及び２次側リードフレームの各ヘッダー間に絶縁材を挟み込んでいる。
【００２８】
これにより、１次側リードフレーム及び２次側リードフレーム間の電気的な絶縁性を向上させることができる。
【００２９】
更に、本発明においては、各光伝達経路を流動性を有する光透過性樹脂により形成し、各光伝達経路を覆う遮光性樹脂をトランスファモールドにより形成している。あるいは、各光伝達経路となる光透過性樹脂及び各光伝達経路を覆う遮光性樹脂を二重トランスファモールドにより形成している。
【００３０】
この様に各光伝達経路を光透過性樹脂により形成し、各光伝達経路を遮光性樹脂により被う。遮光性樹脂は、各光伝達経路間の混信や外部からの光ノイズの浸入を防止する。
【００３１】
また、本発明においては、１次側リードフレーム及び２次側リードフレームの中央に、金型により挟持されるそれぞれの挟持部分を設けている。
【００３２】
トランスファモールドに際しては、１次側リードフレーム及び２次側リードフレームを金型のキャビティ内で支持する必要がある。このため、１次側リードフレーム及び２次側リードフレームの中央に挟持部分を設けて、この挟持部分を金型により挟持する。
【００３３】
更に、本発明においては、１次側電流制限素子及び２次側電流制限素子の少なくとも一方は、ダイボンドにより搭載されている。
【００３４】
この様に電流制限素子がダイボンドにより搭載されるものであれば、電流制限素子とリードフレーム間をワイヤーにより接続する必要がなくなり、製造工程の簡略化等を実現することができる。
【００３５】
また、本発明においては、１次側発光素子及び２次側発光素子の少なくとも一方は、１次側電流制限素子及び２次側電流制限素子のいずれかを内蔵している。
【００３６】
この場合は、部品点数の減少、製造工程の簡略化等を実現することができる。
【００３７】
更に、本発明の電子機器は、本発明の双方向通信用光結合装置を含んでいる。
【００３８】
すなわち、本発明は、双方向通信用光結合装置ばかりではなく、この双方向通信用光結合装置を備える電子機器を包含する。
【００３９】
電子機器としては、ＤＶＤ、ＣＤ、ＭＤ等の再生装置や、ＴＶ、ＶＴＲ、電源機器、インバータ制御機器等を挙げることができ、入出力間を絶縁して信号伝達を行なう必要があれば、如何なる種類のものであっても構わない。
【００４０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を添付図面を参照して詳細に説明する。
【００４１】
図１（ａ）及び（ｂ）は、本発明の双方向通信用光結合装置の第１実施形態を示す平面図及び側面図である。本実施形態の双方向通信用光結合装置１０では、１次側リードフレーム１１及び２次側リードフレーム２１を平面状に並べている。１次側リードフレーム１１は、各ヘッダー１１ａ，１１ｂ、フレーム片１１ｃ、及び一対の端子ピン１１ｄ，１１ｅを備えており、ヘッダー１１ａの上面に発光ダイオード１２をダイボンドし、ヘッダー１１ｂの下面にフォトトランジスタ１３をダイボンドし、フレーム片１１ｃの上面に電流制限素子１４を接着し、発光ダイオード１２、フォトトランジスタ１３、及び電流制限素子１４を各ボンディングワイヤー１５により接続している。
【００４２】
また、２次側リードフレーム２１は、各ヘッダー２１ａ，２１ｂ、フレーム片２１ｃ、一対の端子ピン２１ｄ，２１ｅ、及びブリッジ２１ｆを備えており、ヘッダー２１ａの上面にフォトトランジスタ２２をダイボンドし、ヘッダー２２ｂの下面に発光ダイオード２３をダイボンドし、フレーム片２１ｃの下面に電流制限素子２４を接着し、フォトトランジスタ２２、発光ダイオード２３、及び電流制限素子２４を各ボンディングワイヤー２５により接続している。
【００４３】
１次側リードフレーム１１の発光ダイオード１２及び２次側リードフレーム２１のフォトトランジスタ２２は、該各リードフレーム１１，２１の上面に配置され、第１光結合素子を構成している。この第１光結合素子の発光ダイオード１２及びフォトトランジスタ２２は、各リードフレーム１１，１２の上面側で透光性樹脂３１により封止されており、この透光性樹脂３１が発光ダイオード１２からフォトトランジスタ２２への光伝達経路となる。
【００４４】
また、１次側リードフレーム１１のフォトトランジスタ１３及び２次側リードフレーム２１の発光ダイオード２３は、該各リードフレーム１１，２１の下面に配置され、第２光結合素子を構成している。この第２光結合素子の発光ダイオード２３及びフォトトランジスタ１３は、各リードフレーム１１，１２の下面側で透光性樹脂３２により封止されており、この透光性樹脂３２が発光ダイオード２３からフォトトランジスタ１３への光伝達経路となる。
【００４５】
更に、遮光性樹脂３３は、例えばトランスファモールドにより形成されたものであり、各透光性樹脂３１，３２を封止し、各透光性樹脂３１，３２間を遮光したり、外部から各透光性樹脂３１，３２への光ノイズの侵入を阻止する。
【００４６】
第１光結合素子では、透光性樹脂３１と遮光性樹脂３３との界面で、発光ダイオード１２の光を反射してフォトトランジスタ２２へと導く。同様に、第２光結合素子では、透光性樹脂３２と遮光性樹脂３３との界面で、発光ダイオード２３の光を反射してフォトトランジスタ１３へと導く。
【００４７】
ここで、発光ダイオード１２は、図２（ｂ）に示す様にその底面がカソード電極Ｋであり、その上面にアノード電極Ａが設けられている。また、フォトトランジスタ１３は、図２（ｃ）に示す様にその底面がコレクタ電極Ｃであり、その上面にエミッタ電極Ｅが設けられている。
【００４８】
従って、双方向通信用光結合装置１０では、発光ダイオード１２のカソード電極Ｋ及びフォトトランジスタ１３のコレクタ電極Ｃを各ヘッダー１１ａ，１１ｂに接続している。そして、図１に示す様に発光ダイオード１２のアノード電極Ａ、フォトトランジスタ１３のエミッタ電極Ｅ、及び電流制限素子１４の両端を各ボンディングワイヤー１５により接続し、これにより図３に示す等価回路においては、発光ダイオード１２と電流制限素子１４を直列接続し、この直列回路とフォトトランジスタ１３を並列接続し、直列回路とフォトトランスタ１３の各接続点をそれぞれの端子ピン１１ｄ，１１ｅに接続している。
【００４９】
また、発光ダイオード２３は、図２（ａ）に示す様にその底面がアノード電極Ａであり、その上面にカソード電極Ｋが設けられている。また、フォトトランジスタ２２は、図２（ｃ）に示す様にその底面がコレクタ電極Ｃであり、その上面にエミッタ電極Ｅが設けられている。
【００５０】
従って、双方向通信用光結合装置１０では、フォトトランジスタ２２のコレクタ電極Ｃ及び発光ダイオード２３のアノード電極Ａを各ヘッダー２１ａ，２１ｂに接続し、該各電極をブリッジ２１ｆを介して相互接続している。そして、図１に示す様に発光ダイオード２３のカソード電極Ｋ、フォトトランジスタ２２のエミッタ電極Ｅ、及び電流制限素子２４の両端を各ボンディングワイヤー２５により接続し、これにより図３に示す等価回路においては、発光ダイオード２３と電流制限素子２４を直列接続し、この直列回路とフォトトランジスタ２２を並列接続し、直列回路とフォトトランスタ２２の各接続点をそれぞれの端子ピン２２ｄ，２２ｅに接続している。
【００５１】
図３からも明らかな様に発光ダイオード１２及びフォトトランジスタ２２が第１光結合素子を構成し、発光ダイオード２３及びフォトトランジスタ１３が第２光結合素子を構成している。第１光結合素子では、各端子ピン１１ｄ，１１ｅからの電気信号を発光ダイオード１２により光信号に変換し、この光信号を発光ダイオード１２からフォトトランジスタ２２へと伝達して、この光信号をフォトトランジスタ２２により電気信号に変換して戻し、この電気信号を各端子ピン２２ｄ，２２ｅから出力する。また、第２光結合素子では、各端子ピン２２ｄ，２２ｅからの電気信号を発光ダイオード２３により光信号に変換し、この光信号を発光ダイオード２３からフォトトランジスタ１３へと伝達して、この光信号をフォトトランジスタ１３により電気信号に変換して戻し、この電気信号を各端子ピン１１ｄ，１１ｅから出力する。
【００５２】
すなわち、双方向通信用光結合装置１０では、１次側から２次側への電気信号の入出力と２次側から１次側への電気信号の入出力を選択的に行うことが可能であり、双方向通信用のインターフェースの役目を果たす。
【００５３】
尚、図３においては、各電流制限素子１４，２４として抵抗素子を例示しているが、この代わりに、図４に示す様にショットキーバリアダイオードを適用しても構わない。
【００５４】
この様に本実施形態の双方向通信用光結合装置１０では、双方向通信用のインターフェースの役目を果たすことができる。また、２つの発光ダイオード、２つのフォトトランジスタ、及び２つの電流制限素子を用いるだけであるから、部品点数が少なくて、回路構成が簡単である。しかも、各端子ピン１１ｄ，１１ｅ及び各端子ピン２２ｄ，２２ｅという４つのピンを設けるだけなので、パッケージの小型化やコストの低減を図ることができる。
【００５５】
ところで、発光ダイオードとして図２（ａ）及び（ｂ）のいずれのタイプを適用するか、あるいはフォトトランジスタとして図２（ｃ）及び（ｄ）のいずれのタイプを適用するかにより、１次側リードフレーム１１及び２次側リードフレーム２１のそれぞれの形状や各ワイヤー１５，２５による接続態様を変更する必要がある。発光ダイオード及びフォトトランジスタのそれぞれのタイプに応じた、双方向通信用光結合装置１０の各変形例を図５、図６、及び図７に示す。尚、図５、図６、及び図７において、図１と同様の作用を果たす部位には同じ符号を付す。
【００５６】
図５（ａ）及び（ｂ）は、図１の双方向通信用光結合装置１０の第１変形例を示す平面図及び側面図である。ここでは、図１の発光ダイオード１２の代わりに、発光ダイオード１２Ａを適用し、また１つのヘッダー１１ａｂのみを有する１次側リードフレーム１１Ａ、及び１つのヘッダー２１ａｂのみを有する２次側リードフレーム２１Ａを適用している。
【００５７】
発光ダイオード１２Ａは、図２（ａ）に示す様にその底面がアノード電極Ａであり、その上面にカソード電極Ｋが設けられている。この発光ダイオード１２Ａのアノード電極Ａをヘッダー１１ａｂにダイボンドして、発光ダイオード１２Ａのアノード電極Ａとフォトトランジスタ１３のコレクタ電極Ｃ間を接続している。そして、各ボンディングワイヤー１５の結線を変更することにより、発光ダイオード１２Ａと電流制限素子１４を直列接続し、この直列回路をフォトトランジスタ１３に並列接続している。
【００５８】
尚、２次側リードフレーム２１Ａでは、１つのヘッダー２１ａｂのみであっても、フォトトランジスタ２２、発光ダイオード２３、及び電流制限素子２４間の接続態様に変更はない。
【００５９】
図６（ａ）及び（ｂ）は、図１の双方向通信用光結合装置１０の第２変形例を示す平面図及び側面図である。ここでは、図１の発光ダイオード２３の代わりに、発光ダイオード２３Ａを適用し、また各ヘッダー２１ａ，２１ｂを電気的に分離した２次側リードフレーム２１Ｂを適用している。
【００６０】
発光ダイオード２３Ａは、図２（ｂ）に示す様にその底面がカソード電極Ｋであり、その上面にアノード電極Ａが設けられている。この発光ダイオード２３Ａのカソード電極Ｋをヘッダー２１ｂにダイボンドし、各ボンディングワイヤー１５の結線を変更することにより、発光ダイオード２３Ａと電流制限素子２４からなる直列回路をフォトトランジスタ２２に並列接続している。
【００６１】
図７（ａ）及び（ｂ）は、図１の双方向通信用光結合装置１０の第３変形例を示す平面図及び側面図である。ここでは、図１の発光ダイオード２３の代わりに、発光ダイオード２３Ａを適用し、また各ヘッダー２１ａ，２１ｂを電気的に分離し、かつ各端子ピン２１ｄ，２１ｅの配置を逆にした２次側リードフレーム２１Ｃを適用している。
【００６２】
発光ダイオード２３Ａは、図２（ｂ）に示す様にその底面がカソード電極Ｋであり、その上面にアノード電極Ａが設けられている。発光ダイオード２３Ａのカソード電極Ｋをヘッダー２１ｂにダイボンドし、フォトトランジスタ２２のエミッタ電極Ｅをボンディングワイヤー１５を介してヘッダー２１ｂに接続して、発光ダイオード２３Ａのカソード電極Ｋとフォトトランジスタ２２のエミッタ電極Ｅ間を接続している。そして、各ボンディングワイヤー２５の結線を変更することにより、発光ダイオード２３Ａと電流制限素子２４を直列接続し、この直列回路をフォトトランジスタ２２に並列接続している。
【００６３】
また、電流制限素子としては、図２（ｅ）及び（ｆ）に示す様なダイボンド可能なチップ状のものがあり、図２（ｅ）及び（ｆ）のいずれのタイプを適用するかにより、１次側リードフレーム１１及び２次側リードフレーム２１のそれぞれの形状や各ボンディングワイヤー１５，２５による接続態様を変更する必要がある。このダイボンド可能なチップ状の電流制限素子を適用した双方向通信用光結合装置１０の変形例を図８に示す。尚、図８において、図１と同様の作用を果たす部位には同じ符号を付す。
【００６４】
図８（ａ）及び（ｂ）は、図１の双方向通信用光結合装置１０の第４変形例を示す平面図及び側面図である。ここでは、図１の各電流制限素子１４，２４の代わりに、ダイボンド可能なチップ状の各電流制限素子１４Ａ，２４Ａを適用し、これに伴って各電流制限素子１４，２４を搭載するためのフレーム片１１ｃ及びフレーム片２１ｃを省略している。
【００６５】
各電流制限素子１４Ａ，２４Ａは、図２（ｆ）に示す様に一対の電極Ｄが底面及び上面に設けられている。１次側リードフレーム１１では、電流制限素子１４Ａの底面の電極Ｄをヘッダー１１ｂにダイボンドし、この電極Ｄをヘッダー１１ｂを介してフォトトランジスタ１３のコレクタ電極Ｃに接続し、また電流制限素子１４Ａの上面の電極Ｄをボンディングワイヤー１５を介して発光ダイオード１２のアノード電極Ａに接続している。これにより、発光ダイオード１２と電流制限素子１４Ａからなる直列回路をフォトトランジスタ１３に並列接続している。
【００６６】
また、２次側リードフレーム２１では、電流制限素子２４Ａの底面の電極Ｄをブリッジ２１ｆにダイボンドし、また電流制限素子２４Ａの上面の電極Ｄをボンディングワイヤー１５を介して発光ダイオード２３のカソード電極Ｋに接続している。これにより、発光ダイオード２３と電流制限素子２４Ａからなる直列回路をフォトトランジスタ２２に並列接続している。
【００６７】
更に、各発光ダイオード１２，２３として、電流制限素子を内蔵するものを適用しても良い。この電流制限素子を内蔵する発光ダイオードを適用した双方向通信用光結合装置の変形例を図９に示す。尚、図９において、図１と同様の作用を果たす部位には同じ符号を付す。
【００６８】
図９（ａ）及び（ｂ）は、図１の双方向通信用光結合装置１０の第５変形例を示す平面図及び側面図である。ここでは、図１の各発光ダイオード１２，２３の代わりに、電流制限素子を内蔵する各発光ダイオード１２Ｂ，２３Ｂを適用し、これに伴って各電流制限素子１４，２４を搭載するためのフレーム片１１ｃ及びフレーム片２１ｃを省略している。
【００６９】
各発光ダイオード１２Ｂ，２３Ｂは、発光ダイオードと電流制限素子を直列接続した直列回路に相当する。このため、１次側リードフレーム１１では、電流制限素子を格別に搭載せず、ボンディングワイヤー１５による接続態様を変更して、発光ダイオード１２Ｂとフォトトランジスタ１３を並列接続している。同様に、２次側リードフレーム２１でも、電流制限素子を格別に搭載せず、ボンディングワイヤー２５による接続態様を変更して、発光ダイオード２３Ｂとフォトトランジスタ２２を並列接続している。
【００７０】
図１０（ａ）及び（ｂ）は、本発明の双方向通信用光結合装置の第２実施形態を示す平面図及び側面図である。本実施形態の双方向通信用光結合装置４０では、１次側リードフレーム４１及び２次側リードフレーム５１を平面状に並べている。１次側リードフレーム４１は、ヘッダー４１ａ、フレーム片４１ｂ、及び一対の端子ピン４１ｃ，４１ｄを備えており、ヘッダー４１ａの上面に発光ダイオード４２をダイボンドし、ヘッダー４１ａの下面にフォトトランジスタ４３をダイボンドし、フレーム片４１ｂの上面に電流制限素子４４を接着し、発光ダイオード４２、フォトトランジスタ４３、及び電流制限素子４４を各ボンディングワイヤー４５により接続している。
【００７１】
発光ダイオード４２は、図２（ａ）のアノード電極Ａを底面側に設けたものである。また、フォトトランジスタ４３は、図２（ｃ）のコレクタ電極Ｃを底面側に設けたものである。これらの発光ダイオード４２及びフォトトランジスタ４３を１つのヘッダー４１ａの上下面にダイボンドして、発光ダイオード４２のアノード電極Ａとフォトトランジスタ４３のコレクタ電極Ｃを同電位に設定し、該各電極をヘッダー４１ａを介して端子ピン４１ｄに接続している。そして、発光ダイオード４２のカソード電極Ｋをボンディングワイヤー４５を介して電流制限素子４４の一端に接続し、電流制限素子４４の他端をボンディングワイヤー４５を介して端子ピン４１ｃに接続している。これにより、発光ダイオード４２と電流制限素子４４を直列接続し、この直列回路とフォトトランジスタ４３を並列接続し、直列回路とフォトトランスタ４３の各接続点をそれぞれの端子ピン４１ｃ，４１ｄに接続している。
【００７２】
同様に、２次側リードフレーム５１は、ヘッダー５１ａ、フレーム片５１ｂ、及び一対の端子ピン５１ｃ，５１ｄを備えており、ヘッダー５１ａの上面にフォトトランジスタ５２をダイボンドし、ヘッダー５１ａの下面に発光ダイオード５３をダイボンドし、フレーム片５１ｂの下面に電流制限素子５４を接着し、フォトトランジスタ５２、発光ダイオード５３、及び電流制限素子５４を各ボンディングワイヤー５５により接続している。
【００７３】
発光ダイオード５３は、図２（ａ）のアノード電極Ａを底面側に設けたものである。また、フォトトランジスタ５２は、図２（ｃ）のコレクタ電極Ｃを底面側に設けたものである。これらの発光ダイオード５３及びフォトトランジスタ５２を１つのヘッダー５１ａの上下面にダイボンドして、発光ダイオード５３のアノード電極Ａとフォトトランジスタ５２のコレクタ電極Ｃを同電位に設定し、該各電極をヘッダー５１ａを介して端子ピン５１ｄに接続している。そして、各ボンディングワイヤー５５の結線により、発光ダイオード５３と電流制限素子５４を直列接続し、この直列回路とフォトトランジスタ５２を並列接続し、直列回路とフォトトランスタ５２の各接続点をそれぞれの端子ピン５１ｃ，５１ｄに接続している。
【００７４】
１次側リードフレーム４１のヘッダー４１ａ上面の発光ダイオード４２及び２次側リードフレーム５１のヘッダー５１ａ上面のフォトトランジスタ５２は、第１光結合素子を構成するものであって、発光ダイオード４２からフォトトランジスタ５２への光伝達経路となる透光性樹脂６１により封止されている。同様に、１次側リードフレーム４１のヘッダー４１ａ下面のフォトトランジスタ４３及び２次側リードフレーム５１のヘッダー５１ａ下面の発光ダイオード５３は、第２光結合素子を構成するものであって、発光ダイオード５３からフォトトランジスタ４３への光伝達経路となる透光性樹脂６２により封止されている。遮光性樹脂６３は、例えばトランスファモールドにより形成されたものであり、各透光性樹脂６１，６２を封止している。
【００７５】
この双方向通信用光結合装置４０では、１次側リードフレーム４１のヘッダー４１ａの先端４１ｊに段差を設けると共に、２次側リードフレーム５１のヘッダー５１ａの先端５１ｊに段差を設け、各先端４１ｊ，５１ｊの段差を僅かに離間させて相互に重ね合わせている。各ヘッダー４１ａ，５１ａは、電気的な絶縁性を相互に保ちつつ、該各ヘッダー４１ａ，５１ａの上下面の第１及び第２光結合素子間を遮光し、両者間の混信を防止する。
【００７６】
また、各透光性樹脂６１，６２として、高い透明度のシリコーン樹脂を適用する場合は、このシリコーン樹脂が流動性を有するものの、各ヘッダー４１ａ，５１ａの先端の段差を重ね合わせていることから、各透光性樹脂６１，６２のシリコーン樹脂が相互に混じり合うことが防止される。更には、各透光性樹脂６１，６２のシリコーン樹脂を広い範囲で塗布しても、各透光性樹脂６１，６２のシリコーン樹脂が相互に混じり合うことがない。
【００７７】
図１１（ａ）及び（ｂ）は、図１０の双方向通信用光結合装置４０の第１変形例を示す平面図及び正面図である。ここでは、２つの凸部４１ｅ，４１ｆをヘッダー４１ａの上下面に設けた１次側リードフレーム４１Ａ、及び２つの凸部５１ｅ，５１ｆをヘッダー５１ａの上下面に設けた２次側リードフレーム５１Ａを適用している。
【００７８】
各ヘッダー４１ａ，５１ａの上面の各凸部４１ｅ，５１ｅは、透光性樹脂６１のシリコーン樹脂をせき止める役目を果たしている。同様に、各ヘッダー４１ａ，５１ａの下面の各凸部４１ｆ，５１ｆも、透光性樹脂６２のシリコーン樹脂をせき止める役目を果たしている。これにより、各ヘッダー４１ａ，５１ａの上下面だけではなく、各ヘッダー４１ａ，５１ａの両サイドにも、各透光性樹脂６１，６２が分離されることになり、各透光性樹脂６１，６２のシリコーン樹脂が混じり合うことを確実に防止することができる。
【００７９】
図１２（ａ）及び（ｂ）は、図１０の双方向通信用光結合装置４０の第２変形例を示す平面図及び正面図である。ここでは、１次側リードフレーム４１Ｂ及び２次側リードフレーム５１Ｂを適用している。１次側リードフレーム４１Ｂは、切り欠き部４１ｇをヘッダー４１ａに設け、２つの鉤状溝部４１ｈ，４１ｉをヘッダー４１ａの上下面に設けたものである。同様に、２次側リードフレーム５１Ｂは、切り欠き部５１ｇをヘッダー５１ａに設け、２つの鉤状溝部５１ｈ，５１ｉをヘッダー５１ａの上下面に設けたものである。
【００８０】
各ヘッダー４１ａ，５１ａの上面の各鉤状溝部４１ｈ，５１ｈは、透光性樹脂６１のシリコーン樹脂をせき止める役目を果たしている。同様に、各ヘッダー４１ａ，５１ａの下面の各鉤状溝部４１ｉ，５１ｉも、透光性樹脂６２のシリコーン樹脂をせき止める役目を果たしている。更に、各ヘッダー４１ａ，５１ａの切り欠き部４１ｇ，５１ｇは、各透光性樹脂６１，６２を離間させて、該各透光性樹脂６１，６２が混じり合うことを防止する役目を果たしている。
【００８１】
これにより、各ヘッダー４１ａ，５１ａの上下面だけではなく、各ヘッダー４１ａ，５１ａの両サイドにも、各透光性樹脂６１，６２が分離されることになり、各透光性樹脂６１，６２のシリコーン樹脂が混じり合うことを確実に防止することができる。
【００８２】
図１３は、図１０の双方向通信用光結合装置４０の第３変形例を示す側面図である。ここでは、各ヘッダー４１ａ，５１ａの先端４１ｊ、５１ｊ間に絶縁材６４を挟み込んでいる。これにより、各ヘッダー４１ａ，５１ａ間の絶縁性を確実に保持しつつ、各ヘッダー４１ａ，５１ａの上下面の第１及び第２光結合素子間の遮光性をより高くし、かつ各透光性樹脂６１，６２のシリコーン樹脂をより混じり合い難くすることができる。
【００８３】
図１４（ａ）、（ｂ）、及び（ｃ）は、本発明の双方向通信用光結合装置の第３実施形態を示す平面図、側面図、及び正面図である。本実施形態の双方向通信用光結合装置７０では、１次側リードフレーム７１の各ヘッダー７１ａ，７１ｂと２次側リードフレーム８１の各ヘッダー８１ａ，８１ｂを対向配置している。
【００８４】
１次側リードフレーム７１は、各ヘッダー７１ａ，７１ｂの他に、フレーム片７１ｃ、及び一対の端子ピン７１ｄ，７１ｅを備えており、各ヘッダー７１ａ，７１ｂの上面に発光ダイオード７２及びフォトトランジスタ７３をそれぞれダイボンドし、フレーム片７１ｃの上面に電流制限素子７４を接着し、発光ダイオード７２、フォトトランジスタ７３、及び電流制限素子７４を各ボンディングワイヤー７５により接続している。
【００８５】
発光ダイオード７２は、図２（ａ）のアノード電極Ａを底面側に設けたものである。また、フォトトランジスタ７３は、図２（ｃ）のコレクタ電極Ｃを底面側に設けたものである。これらの発光ダイオード７２及びフォトトランジスタ７３を相互に連結された各ヘッダー７１ａ，７１ｂの上面にダイボンドして、発光ダイオード７２のアノード電極Ａとフォトトランジスタ７３のコレクタ電極Ｃを同電位に設定し、該各電極を各ヘッダー７１ａ，７１ｂを介して端子ピン７１ｅに接続している。そして、発光ダイオード７２のカソード電極Ｋをボンディングワイヤー７５を介して電流制限素子７４の一端に接続し、電流制限素子７４の他端をボンディングワイヤー７５を介して端子ピン７１ｄに接続している。これにより、発光ダイオード７２と電流制限素子７４を直列接続し、この直列回路とフォトトランジスタ７３を並列接続し、直列回路とフォトトランスタ７３の各接続点をそれぞれの端子ピン７１ｄ，７１ｅに接続している。
【００８６】
同様に、２次側リードフレーム８１は、各ヘッダー８１ａ，８１ｂの他に、フレーム片８１ｃ、及び一対の端子ピン８１ｄ，８１ｅを備えており、各ヘッダー８１ａ，８１ｂの下面にフォトトランジスタ８２及び発光ダイオード８３をダイボンドし、フレーム片８１ｃの下面に電流制限素子８４を接着し、フォトトランジスタ８２、発光ダイオード８３、及び電流制限素子８４を各ボンディングワイヤー８５により接続している。
【００８７】
発光ダイオード８３は、図２（ａ）のアノード電極Ａを底面側に設けたものである。また、フォトトランジスタ８２は、図２（ｃ）のコレクタ電極Ｃを底面側に設けたものである。これらの発光ダイオード８３及びフォトトランジスタ８２を相互に連結された各ヘッダー８１ａ，８１ｂの下面にダイボンドして、発光ダイオード８３のアノード電極Ａとフォトトランジスタ８２のコレクタ電極Ｃを同電位に設定し、該各電極を各ヘッダー８１ａ，８１ｂを介して端子ピン８１ｅに接続している。そして、各ボンディングワイヤー８５の結線により、発光ダイオード８３と電流制限素子８４を直列接続し、この直列回路とフォトトランジスタ８２を並列接続し、直列回路とフォトトランスタ８２の各接続点をそれぞれの端子ピン８１ｄ，８１ｅに接続している。
【００８８】
１次側リードフレーム７１のヘッダー７１ａ上面の発光ダイオード７２及び２次側リードフレーム８１のヘッダー８１ａ下面のフォトトランジスタ８２は、第１光結合素子を構成するものである。また、１次側リードフレーム７１のヘッダー７１ｂ上面のフォトトランジスタ７３及び２次側リードフレーム８１のヘッダー８１ｂ下面の発光ダイオード８３は、第２光結合素子を構成するものである。透光性樹脂９１は、第１及び第２光結合素子を封止し、第１光結合素子における発光ダイオード７２からフォトトランジスタ８２への光伝達経路、及び第２光結合素子における発光ダイオード８３からフォトトランジスタ７３への光伝達経路を共に形成する。遮光性樹脂９２は、例えばトランスファモールドにより形成されたものであり、透光性樹脂９１を被覆している。
【００８９】
この双方向通信用光結合装置７０では、各ヘッダー７１ａ，７１ｂに段差を設けて、発光ダイオード７２及びフォトトランジスタ７３の位置を上下にずらすと共に、各ヘッダー８１ａ，８１ｂに段差を設けて、フォトトランジスタ８２及び発光ダイオード８３の位置を上下にずらしている。これにより、第１及び第２光結合素子の相互間での光信号の侵入、つまり混信が防止される。
【００９０】
図１５（ａ）、（ｂ）、及び（ｃ）は、図１４の双方向通信用光結合装置７０の第１変形例を示す平面図、側面図、及び正面図である。ここでは、１次側リードフレーム７１Ａ及び２次側リードフレーム８１Ａを適用している。１次側リードフレーム７１Ａは、１つのヘッダー７１ａｂのみを有しており、発光ダイオード７２とフォトトランジスタ７３の間を通る壁部７６を該ヘッダー７１ａｂの上面に突設している。同様に、２次側リードフレーム８１Ａは、１つのヘッダー８１ａｂを有しており、フォトトランジスタ８２と発光ダイオード８３の間を通る壁部８６を該ヘッダー８１ａｂの下面に突設している。
【００９１】
各壁部７６，８６は、僅かに離間して相互に重なり合い、第１光結合素子における発光ダイオード７２からフォトトランジスタ８２への光伝達経路と第２光結合素子における発光ダイオード８３からフォトトランジスタ７３への光伝達経路間に介在する。このため、第１及び第２光結合素子間が十分に遮光され、両者間の混信が確実に防止される。
【００９２】
図１４の双方向通信用光結合装置７０の場合は、段差を有する各ヘッダー７１ａ，７１ｂ，８１ａ，８１ｂの占有スペースが大きく、パッケージ（遮光性樹脂９２）の厚みを確保するためには、パッケージを大型化するしかなかった。
【００９３】
これに対して図１５の装置では、平面状の各ヘッダー７１ａｂ，８１ａｂを適用しているため、パッケージ（遮光性樹脂９２）の厚みを容易に確保することができ、パッケージの小型化を図ることができる。
【００９４】
尚、図１６に示す様に各壁部７６，８６間に絶縁材９３を挟み込めば、各ヘッダー７１ａｂ，７１ａｂ間の絶縁性を確実に保持しつつ、第１及び第２光結合素子間の遮光性をより高くすることができる。また、各リードフレーム７１Ａ，８１Ａの加工精度を向上させなくても、各壁部７６，８６を僅かに離間させて相互に重ね合わすことができる。
【００９５】
図１７（ａ）、（ｂ）、及び（ｃ）は、図１４の双方向通信用光結合装置７０の第２変形例を示す平面図、側面図、及び正面図である。ここでは、１次側リードフレーム７１Ｂ及び２次側リードフレーム８１Ｂを適用している。１次側リードフレーム７１Ｂは、各ヘッダー７１ａ，７１ｂ’を有しており、一方のヘッダー７１ｂ’の縁に上方に折れ曲がった壁部７７を設けている。同様に、２次側リードフレーム８１Ｂは、各ヘッダー８１ａ’，８１ｂを有しており、一方のヘッダー８１ａ’の縁に下方に折れ曲がった壁部８７を設けている。
【００９６】
各壁部７７，８７は、僅かに離間して相互に重なり合い、第１及び第２光結合素子間を十分に遮光して、両者間の混信を確実に防止する。
【００９７】
また、図１７の装置では、平面状の各ヘッダー７１ａ，７１ｂ’，８１ａ’，８１ｂを適用しているため、パッケージ（遮光性樹脂９２）の厚みを容易に確保することができ、パッケージの小型化を図ることができる。
【００９８】
尚、図１８に示す様に各壁部７７，８７間に絶縁材９４を挟み込めば、各ヘッダー７１ｂ’，８１ａ’間の絶縁性を確実に保持しつつ、第１及び第２光結合素子間の遮光性をより高くすることができる。また、各リードフレーム７１Ｂ，８１Ｂの加工精度を向上させなくても、各壁部７７，８７を僅かに離間させて相互に重ね合わすことができる。
【００９９】
図１９（ａ）、（ｂ）、及び（ｃ）は、本発明の双方向通信用光結合装置の第５実施形態を示す平面図、側面図、及び正面図である。本実施形態の双方向通信用光結合装置１１０では、１次側リードフレーム１１１の各ヘッダー１１１ａ，１１１ｂと２次側リードフレーム１２１の各ヘッダー１２１ａ，１２１ｂを対向配置している。
【０１００】
１次側リードフレーム１１１は、各ヘッダー１１１ａ，１１１ｂの他に、フレーム片１１１ｃ、及び一対の端子ピン１１１ｄ，１１１ｅを備えており、各ヘッダー１１１ａ，１１１ｂの上面に発光ダイオード１１２及びフォトトランジスタ１１３をそれぞれダイボンドし、フレーム片１１１ｃの上面に電流制限素子１１４を接着し、発光ダイオード１１２、フォトトランジスタ１１３、及び電流制限素子１１４を各ボンディングワイヤー１１５により接続している。そして、発光ダイオード１１２と電流制限素子１１４を直列接続し、この直列回路とフォトトランジスタ１１３を並列接続し、直列回路とフォトトランスタ１１３の各接続点をそれぞれの端子ピン１１１ｄ，１１１ｅに接続している。
【０１０１】
同様に、２次側リードフレーム１２１は、各ヘッダー１２１ａ，１２１ｂの他に、フレーム片１２１ｃ、及び一対の端子ピン１２１ｄ，１２１ｅを備えており、各ヘッダー１２１ａ，１２１ｂの下面にフォトトランジスタ１２２及び発光ダイオード１２３をダイボンドし、フレーム片１２１ｃの下面に電流制限素子１２４を接着し、フォトトランジスタ１２２、発光ダイオード１２３、及び電流制限素子１２４を各ボンディングワイヤー１２５により接続している。そして、発光ダイオード１２３と電流制限素子１２４を直列接続し、この直列回路とフォトトランジスタ１２２を並列接続し、直列回路とフォトトランスタ１２２の各接続点をそれぞれの端子ピン１２１ｄ，１２１ｅに接続している。
【０１０２】
１次側リードフレーム１１１のヘッダー１１１ａ上面の発光ダイオード１１２及び２次側リードフレーム１２１のヘッダー１２１ａ下面のフォトトランジスタ１２２は、第１光結合素子を構成するものであって、発光ダイオード１１２からフォトトランジスタ１２２への光伝達経路となる透光性樹脂１３１により封止されている。同様に、１次側リードフレーム１１１のヘッダー１１１ｂ上面のフォトトランジスタ１１３及び２次側リードフレーム１２１のヘッダー１２１ｂ下面の発光ダイオード１２３は、第２光結合素子を構成するものであって、発光ダイオード１１３からフォトトランジスタ１２３への光伝達経路となる透光性樹脂１３２により封止されている。
【０１０３】
各透光性樹脂１３１，１３２は、高い透明度のシリコーン樹脂であり、このシリコーン樹脂が流動性を有することから、シリンジ等により注入される。
【０１０４】
遮光性樹脂１３３は、遮光性を有するエポキシ樹脂等を成形したものであり、各透光性樹脂１３１，１３２を封止している。
【０１０５】
この双方向通信用光結合装置１１０は、流動性を有するシリコーン樹脂からなる各透光性樹脂１３１，１３２をエポキシ樹脂からなる遮光性樹脂１３３により被覆した所謂ドッキング構造である。このドッキング構造の場合は、シリコーン樹脂の熱膨張係数とエポキシ樹脂の熱膨張係数が異なるため、各透光性樹脂１３１，１３２と遮光性樹脂１３３間の密着性が優れてはいないものの、シリコーン樹脂の透明度が高いために、第１及び第２光結合素子の光伝達経路の伝達率が高いという利点がある。
【０１０６】
この双方向通信用光結合装置１１０では、シリコーン樹脂の流動性を考慮して、各透光性樹脂１３１，１３２が混じり合わない様に、各ヘッダー１１１ａ，１１１ｂ間の距離及び各ヘッダー１２１ａ，１２１ｂ間の距離を長くしている。
【０１０７】
図２０（ａ）、（ｂ）、及び（ｃ）は、本発明の双方向通信用光結合装置の第６実施形態を示す平面図、側面図、及び正面図である。本実施形態の双方向通信用光結合装置１４０では、１次側リードフレーム１４１の各ヘッダー１４１ａ，１４１ｂと２次側リードフレーム１５１の各ヘッダー１５１ａ，１５１ｂを対向配置している。
【０１０８】
１次側リードフレーム１４１は、各ヘッダー１４１ａ，１４１ｂの他に、フレーム片１４１ｃ、及び一対の端子ピン１４１ｄ，１４１ｅを備えており、各ヘッダー１４１ａ，１４１ｂの上面に発光ダイオード１４２及びフォトトランジスタ１４３をそれぞれダイボンドし、フレーム片１４１ｃの上面に電流制限素子１４４を接着し、発光ダイオード１４２、フォトトランジスタ１４３、及び電流制限素子１４４を各ボンディングワイヤー１４５により接続している。そして、発光ダイオード１４２と電流制限素子１４４を直列接続し、この直列回路とフォトトランジスタ１４３を並列接続し、直列回路とフォトトランスタ１４３の各接続点をそれぞれの端子ピン１４１ｄ，１４１ｅに接続している。
【０１０９】
同様に、２次側リードフレーム１５１は、各ヘッダー１５１ａ，１５１ｂの他に、フレーム片１５１ｃ、及び一対の端子ピン１５１ｄ，１５１ｅを備えており、各ヘッダー１５１ａ，１５１ｂの下面にフォトトランジスタ１５２及び発光ダイオード１５３をダイボンドし、フレーム片１５１ｃの下面に電流制限素子１５４を接着し、フォトトランジスタ１５２、発光ダイオード１５３、及び電流制限素子１５４を各ボンディングワイヤー１５５により接続している。そして、発光ダイオード１５３と電流制限素子１５４を直列接続し、この直列回路とフォトトランジスタ１５２を並列接続し、直列回路とフォトトランスタ１５２の各接続点をそれぞれの端子ピン１５１ｄ，１５１ｅに接続している。
【０１１０】
１次側リードフレーム１４１のヘッダー１４１ａ上面の発光ダイオード１４２及び２次側リードフレーム１５１のヘッダー１５１ａ下面のフォトトランジスタ１５２は、第１光結合素子を構成するものであって、発光ダイオード１４２からフォトトランジスタ１５２への光伝達経路となる透光性樹脂１６１により封止されている。同様に、１次側リードフレーム１４１のヘッダー１４１ｂ上面のフォトトランジスタ１４３及び２次側リードフレーム１５１のヘッダー１５１ｂ下面の発光ダイオード１５３は、第２光結合素子を構成するものであって、発光ダイオード１５３からフォトトランジスタ１５３への光伝達経路となる透光性樹脂１６２により封止されている。
【０１１１】
各透光性樹脂１６１，１６２は、透光性を有するエポキシ樹脂等であり、１次トランスファモールドにより形成される。
【０１１２】
遮光性樹脂１６３は、遮光性を有するエポキシ樹脂等であり、２次トランスファモールドにより形成され、各透光性樹脂１６１，１６２を封止している。
【０１１３】
この双方向通信用光結合装置１４０は、各透光性樹脂１６１，１６２を１次トランスファモールドにより形成し、遮光性樹脂１６３を２次トランスファモールドにより形成した所謂２重トランスファモールド構造である。この２重トランスファモールド構造の場合は、各透光性樹脂１６１，１６２の透明度が優れてはいないものの、各透光性樹脂１６１，１６２と遮光性樹脂１６３が同一の材質であって、それぞれの熱膨張係数が一致するため、各透光性樹脂１６１，１６２と遮光性樹脂１６３間の密着性が高いという利点がある。
【０１１４】
また、トランスファモールドを行なう場合は、金型のキャビティで、各リードフレーム１４１，１５１を支持して、発光ダイオード１４２とフォトトランジスタ１５２を対向させると共に、発光ダイオード１５３とフォトトランジスタ１４３を対向させ、この状態を維持する必要がある。仮に、発光ダイオードやフォトトランジスタが傾くと、発光ダイオードからフォトトランジスタへの光伝達率が低下してしまう。
【０１１５】
このため、各リードフレーム１４１，１５１を適宜に屈曲させて、同一平面内に並ぶ各リードフレーム１４１，１５１の挟持部分１４１ｆ，１５１ｆを形成し、各リードフレーム１４１，１５１の挟持部分１４１ｆ，１５１ｆを金型内で挟み込んで支持している。
【０１１６】
更に、各リードフレーム１４１，１５１の挟持部分１４１ｆ，１５１ｆが各ボンディングワイヤー１４５，１５５に影響を及ぼさない様にするために、各リードフレーム１４１，１５１上の各ボンディング部を各挟持部分１４１ｆ，１５１ｆから離間しかつ各発光ダイオード１４２，１５３及び各フォトトランジスタ１４３，１５２に接近するそれぞれの位置に設定している。
【０１１７】
この様な各リードフレーム１４１，１５１の構造により、トランスファモールドの適用が容易となる。
【０１１８】
図２１（ａ）、（ｂ）、及び（ｃ）は、図２０の双方向通信用光結合装置１４０の変形例を示す平面図、側面図、及び正面図である。ここでは、１次側リードフレーム１４１Ａ及び２次側リードフレーム１５１Ａを適用している。
【０１１９】
１次側リードフレーム１４１Ａ及び２次側リードフレーム１５１Ａの挟持部分１４１ｆ，１５１ｆは、図２０の１次側リードフレーム１４１及び２次側リードフレーム１５１と比較すると、相互に入り込んでいる点で異なる。これにより、１次側リードフレーム１４１Ａ及び２次側リードフレーム１５１Ａをより安定にかつ確実に支持することができ、発光ダイオード１４２とフォトトランジスタ１５２の位置関係、及び発光ダイオード１５３とフォトトランジスタ１４３の位置関係をより高精度に設定することが可能になる。
【０１２０】
特に、各ヘッダー１４１ａ，１４１ｂ，１５１ａ，１５１ｂ間の距離を長くしたり、該各ヘッダーを大きくした場合は、相互に対向する各ヘッダー間の平行度を保つことが困難になるので、各挟持部分１４１ｆ，１５１ｆを相互に入り込ませて広い範囲に分散配置した１次側リードフレーム１４１Ａ及び２次側リードフレーム１５１Ａが有効である。
【０１２１】
尚、本発明は、上記各実施形態に限定されるものではなく、多様に変形することができる。例えば、図２に示すそれぞれのタイプの素子のいずれを適用するかに応じて、あるいは各ヘッダーの大きさや相互間の距離に応じて、各リードフレームを適宜に変形しても良い。また、上記各実施形態を適宜に組み合わせても構わない。
【０１２２】
また、本発明は、双方向通信用光結合装置ばかりではなく、この双方向通信用光結合装置を備える電子機器を包含する。電子機器としては、ＤＶＤ、ＣＤ、ＭＤ等の再生装置や、ＴＶ、ＶＴＲ、電源機器、インバータ制御機器等を挙げることができ、入出力間を絶縁して信号伝達を行なう必要があれば、如何なる種類のものであっても構わない。
【０１２３】
【発明の効果】
以上説明した様に本発明によれば、一対の１次側入出力ピン→１次側発光素子→光伝達経路→２次側受光素子→一対の２次側入出力ピンという経路の第１光結合素子と、一対の２次側入出力ピン→２次側発光素子→光伝達経路→１次側受光素子→一対の１次側入出力ピンという経路の第２光結合素子とが形成されており、第１及び第２光結合素子を通じての双方向通信が可能である。しかも、１次側電流制限素子及び２次側電流制限素子を第１及び第２光結合素子に内蔵させているだけなので、回路構成が簡単である。その上、一対の１次側入出力ピン及び一対の２次側入出力ピンという４つのピンを設けるだけなので、パッケージの小型化やコストの低減を図ることができる。
【０１２４】
また、同一平面に並べられた各ヘッダーの一面に１次側発光素子及び２次側受光素子を搭載し、他の面に２次側発光素子及び１次側受光素子を搭載しているので、１次側発光素子から２次側受光素子への光伝達経路と２次側発光素子から１次側受光素子への光伝達経路との間が各ヘッダーにより遮光され、各光伝達経路間の混信を防止することができる。
【０１２５】
更に、１次側リードフレーム及び２次側リードフレームの各ヘッダーの端を相互に絶縁させた状態で重ね合わせて、各光伝達経路間を確実に遮光している。
【０１２６】
また、１次側発光素子と２次側受光素子を対向させると共に、２次側発光素子と１次側受光素子を対向させる場合は、１次側発光素子及び１次側受光素子の搭載位置に段差を設け、かつ２次側リードフレームのヘッダー上の２次側発光素子及び２次側受光素子の搭載位置に段差を設けることにより、１次側発光素子から２次側受光素子への光伝達経路と２次側発光素子から１次側受光素子への光伝達経路との間の混信を防止している。
【０１２７】
更に、各光伝達経路の光透過性樹脂間に壁部もしくは溝を設けて、各光伝達経路の光透過性樹脂の接触を防止している。
【０１２８】
また、１次側リードフレーム及び２次側リードフレームの各ヘッダー間に絶縁材を挟み込んで、１次側リードフレーム及び２次側リードフレーム間の電気的な絶縁性を向上させている。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）及び（ｂ）は、本発明の双方向通信用光結合装置の第１実施形態を示す平面図及び側面図である。
【図２】（ａ）〜（ｆ）は、発光ダイオード、フォトトランジスタ、及び電流制限素子のそれぞれのタイプを示す図である。
【図３】図１の装置を示す等価回路図である。
【図４】図１の装置を示す他の等価回路図である。
【図５】（ａ）及び（ｂ）は、図１の双方向通信用光結合装置の第１変形例を示す平面図及び側面図である。
【図６】（ａ）及び（ｂ）は、図１の双方向通信用光結合装置の第２変形例を示す平面図及び側面図である。
【図７】（ａ）及び（ｂ）は、図１の双方向通信用光結合装置の第３変形例を示す平面図及び側面図である。
【図８】（ａ）及び（ｂ）は、図１の双方向通信用光結合装置の第４変形例を示す平面図及び側面図である。
【図９】（ａ）及び（ｂ）は、図１の双方向通信用光結合装置の第５変形例を示す平面図及び側面図である。
【図１０】（ａ）及び（ｂ）は、本発明の双方向通信用光結合装置の第２実施形態を示す平面図及び側面図である。
【図１１】（ａ）及び（ｂ）は、図１０の双方向通信用光結合装置の第１変形例を示す平面図及び正面図である。
【図１２】（ａ）及び（ｂ）は、図１０の双方向通信用光結合装置の第２変形例を示す平面図及び正面図である。
【図１３】図１０の双方向通信用光結合装置の第３変形例を示す側面図である。
【図１４】（ａ）、（ｂ）、及び（ｃ）は、本発明の双方向通信用光結合装置の第３実施形態を示す平面図、側面図、及び正面図である。
【図１５】（ａ）、（ｂ）、及び（ｃ）は、図１４の双方向通信用光結合装置の第１変形例を示す平面図、側面図、及び正面図である。
【図１６】図１５の双方向通信用光結合装置における各壁部間に絶縁材を挟み込んだ状態を示す正面図である。
【図１７】（ａ）、（ｂ）、及び（ｃ）は、図１４の双方向通信用光結合装置の第２変形例を示す平面図、側面図、及び正面図である。
【図１８】図１７の双方向通信用光結合装置における各壁部間に絶縁材を挟み込んだ状態を示す正面図である。
【図１９】（ａ）、（ｂ）、及び（ｃ）は、本発明の双方向通信用光結合装置の第５実施形態を示す平面図、側面図、及び正面図である。
【図２０】（ａ）、（ｂ）、及び（ｃ）は、本発明の双方向通信用光結合装置の第６実施形態を示す平面図、側面図、及び正面図である。
【図２１】（ａ）、（ｂ）、及び（ｃ）は、図２０の双方向通信用光結合装置の変形例を示す平面図、側面図、及び正面図である。
【図２２】（ａ）及び（ｂ）は、従来の双方向通信用のインターフェース回路を示す図である。
【符号の説明】
１０，４０，７０，１１０，１４０　　双方向通信用光結合装置
１１，４１，７１，１１１，１４１　　１次側リードフレーム
１２，２３，４２，５３，７２，８３，１１２，１２３，１４２，１５３　　発光ダイオード
１３，２２，４３，５２，７３，８２，１１３，１２２，１４３，１５２　　フォトトランジスタ
１４，２４，４４，５４，７４，８４，１１４，１２４，１４４，１５４　　電流制限素子
１５，２５，４５，５５，７５，８５，１１５，１２５，１４５，１５５　　ボンディングワイヤー
２１，５１，８１，１２１，１５１　　２次側リードフレーム
３１，３２，６１，６２，９１，１３１，１６１，１６２　　透光性樹脂
３３，６３，９２，１３２，１６３　　遮光性樹脂[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical coupling device for two-way communication capable of transmitting and receiving signals and an electronic apparatus including the same.
[0002]
[Prior art]
To perform one-way communication between two terminal devices, if each terminal device is a primary side and a secondary side, it is necessary to provide an output circuit on the primary side and an input circuit on the secondary side. In the case where the terminal devices are electrically insulated or the reference voltage between the terminal devices is set separately, an optical coupling element for converting an electric signal, an optical signal, and an electric signal is provided by an output circuit or an input circuit. Need to be inserted into
[0003]
Furthermore, in order to perform bidirectional communication between the terminal devices, it is necessary to provide an output circuit and an input circuit on the primary side and to provide an output circuit and an input circuit on the secondary side. If an optical coupling element is provided, a plurality of optical coupling elements are required.
[0004]
By the way, in recent years, in the two-way communication between terminal devices in a home and the echo net communication in which a signal line is transmitted between terminal devices using a power line, an output circuit and an input circuit are shared. And a plurality of optical coupling elements are used. However, signal transmission from the primary side to the secondary side and signal transmission from the secondary side to the primary side are not performed simultaneously, and bidirectional signal transmission is performed alternately by the initial circuit constant and signal processing. .
[0005]
FIGS. 22A and 22B show such a conventional interface circuit for bidirectional communication. When transmitting a signal from the primary side to the secondary side, as shown in FIG. 22A, an electric signal is input to the input unit 201, and the electric signal is input to the input unit 201 → the diode bridge unit 202 → the optical coupling element. The signal is transmitted through a path indicated by a dotted line S 203 → diode bridge section 202 → earth. In the optical coupling element 203, the electric signal is temporarily converted into an optical signal by the light emitting element 203a, the optical signal is converted into an electric signal by the light receiving element 203b, and the electric signal is output.
[0006]
In transmitting a signal from the secondary side to the primary side, an electric signal is input to the optical coupling element 204 as shown in FIG. In the optical coupling element 204, the electric signal is temporarily converted into an optical signal by the light emitting element 204a, the optical signal is converted into an electric signal by the light receiving element 204b, and the electric signal is output. This electric signal is transmitted from the diode bridge unit 202 to the output unit 205 along the path indicated by the dotted line S, and is output from the output unit 205.
[0007]
Patent Document 1 discloses a bidirectional interface photocoupler. Here, two optical coupling elements are used to enable two-way communication.
[0008]
[Patent Document 1]
Japanese Utility Model Publication No. 64-48056
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional interface circuit shown in FIG. 22 requires not only the two optical coupling elements 203 and 204 but also the input unit 201, the diode bridge 202, the output unit 205, and the like, has a large number of components, and has a complicated circuit configuration. It was difficult to reduce the size and cost.
[0010]
In addition, the photocoupler for a bidirectional interface disclosed in Patent Document 1 requires six terminal pins, has a large number of terminal pins, and has difficulty in reducing the size of the package.
[0011]
In view of the above, the present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and has a simple circuit configuration, a small number of terminal pins, and a bidirectional communication that can be reduced in size and cost. It is intended to provide an optical coupling device for use.
[0012]
Another object of the present invention is to provide an electronic device including the optical coupling device for bidirectional communication according to the present invention.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the present invention forms a series circuit including a primary light emitting element and a primary current limiting element on a primary lead frame, and forms a primary light emitting element and a primary light receiving element. The series circuit and the primary side light receiving element are connected in parallel according to the direction of each current flowing through the element, and a pair of primary side input / output pins are derived from each connection point of the series circuit and the primary side light receiving element. Then, a series circuit including a secondary light emitting element and a secondary current limiting element is formed on the secondary lead frame, and the direction of each current flowing in the secondary light emitting element and the secondary light receiving element is adjusted. Then, the series circuit and the secondary light receiving element are connected in parallel, and a pair of secondary input / output pins are derived from each connection point of the series circuit and the secondary light receiving element. Light transmission path to the side light receiving element and light transmission from the secondary side light emitting element to the primary side light receiving element To form a route.
[0014]
According to the present invention having such a configuration, current can flow to the primary light emitting element through a pair of primary input / output pins, and current can be extracted from the primary light receiving element. Also, current can flow to the secondary light emitting element through a pair of secondary input / output pins, and current can be extracted from the secondary light receiving element. A light transmission path from the primary light emitting element to the secondary light receiving element and a light transmission path from the secondary light emitting element to the primary light receiving element are formed. Therefore, a first optical coupling element having a path of a pair of primary side input / output pins → primary side light emitting element → light transmission path → secondary side light receiving element → a pair of secondary side input / output pins, and a pair of secondary side A second optical coupling element having a path of input / output pin → secondary side light emitting element → light transmission path → primary side light receiving element → a pair of primary side input / output pins is formed, through the first and second optical coupling elements. Two-way communication becomes possible. In addition, since the primary current limiting element and the secondary current limiting element are only incorporated in the first and second optical coupling elements, the circuit configuration is simple. In addition, since only four pins, ie, a pair of primary input / output pins and a pair of secondary input / output pins, are provided, the size and cost of the package can be reduced.
[0015]
In the present invention, the headers of the primary side lead frame and the secondary side lead frame are arranged on the same plane, and the primary side light emitting element and the secondary side light receiving element are mounted on one surface of each header. The secondary side light emitting element and the primary side light receiving element are mounted on the other surface of the header.
[0016]
If the primary side light emitting element and the secondary side light receiving element are mounted on one surface of each of the headers arranged in the same plane as described above, and the secondary side light emitting element and the primary side light receiving element are mounted on the other surface, 1 The light transmission path from the secondary side light emitting element to the secondary side light receiving element and the light transmission path from the secondary side light emitting element to the primary side light receiving element are shielded by each header. Can be prevented.
[0017]
Further, in the present invention, the ends of the headers of the primary side lead frame and the secondary side lead frame are overlapped in a state where they are insulated from each other.
[0018]
This makes it possible to securely shield the light transmission path from the primary light emitting element to the secondary light receiving element and the light transmission path from the secondary light emitting element to the primary light receiving element by the respective headers. it can.
[0019]
In the present invention, each light transmission path is formed of a light-transmitting resin, and a wall or a groove is provided between the light-transmitting resins of each light transmission path.
[0020]
When a material having fluidity such as a silicone resin is applied as the light transmissive resin, there is a possibility that the light transmissive resins of the respective light transmission paths flow and come into contact with each other. For this reason, a wall or a groove is provided between the light transmitting resins of the respective light transmission paths to prevent contact of the light transmitting resin of the respective light transmission paths.
[0021]
Further, in the present invention, the respective headers of the primary side lead frame and the secondary side lead frame are arranged to face each other, so that the primary side light emitting element and the secondary side light receiving element face each other, and the secondary side light emitting element and the The primary light-emitting element is opposed to the primary light-emitting element on the header of the primary lead frame, and a step is provided at the mounting position of the primary light-receiving element, and the secondary light-emitting element on the secondary lead frame header is provided. In addition, a step is provided at the mounting position of the secondary side light receiving element.
[0022]
When the primary side light emitting element and the secondary side light receiving element are opposed to each other and the secondary side light emitting element and the primary side light receiving element are opposed to each other, the primary side light emitting element on the header of the primary side lead frame. And a step at the mounting position of the primary side light receiving element and a step at the mounting position of the secondary side light emitting element and the secondary side light receiving element on the header of the secondary side lead frame. It is possible to prevent interference between the light transmission path from the light emitting element to the secondary light receiving element and the light transmission path from the secondary light emitting element to the primary light receiving element.
[0023]
Further, in the present invention, each light transmission path is formed of a light transmitting resin, and a wall is provided between the light transmitting resins of each light transmission path.
[0024]
By providing the walls between the light transmitting resins of the light transmission paths in this manner, even if the light transmitting resin has fluidity, the light transmitting resins of the light transmission paths do not come into contact with each other. .
[0025]
Further, in the present invention, the wall portion is formed by at least one of the convex portion and the bent portion of the primary side lead frame and the secondary side lead frame.
[0026]
Thereby, it is not necessary to add a member constituting the wall portion, and it is possible to suppress an increase in the number of parts.
[0027]
In the present invention, an insulating material is interposed between the headers of the primary lead frame and the secondary lead frame.
[0028]
Thereby, the electrical insulation between the primary side lead frame and the secondary side lead frame can be improved.
[0029]
Further, in the present invention, each light transmission path is formed by a light transmitting resin having fluidity, and a light shielding resin covering each light transmission path is formed by transfer molding. Alternatively, a light-transmitting resin serving as each light transmission path and a light-blocking resin covering each light transmission path are formed by double transfer molding.
[0030]
In this way, each light transmission path is formed of a light transmitting resin, and each light transmission path is covered with a light shielding resin. The light-blocking resin prevents interference between the light transmission paths and intrusion of optical noise from the outside.
[0031]
Further, in the present invention, each holding portion to be held by the mold is provided at the center of the primary side lead frame and the secondary side lead frame.
[0032]
In transfer molding, it is necessary to support the primary side lead frame and the secondary side lead frame in the cavity of the mold. Therefore, a holding portion is provided at the center of the primary side lead frame and the secondary side lead frame, and the holding portion is held by a mold.
[0033]
Further, in the present invention, at least one of the primary side current limiting element and the secondary side current limiting element is mounted by die bonding.
[0034]
If the current limiting element is mounted by die bonding in this way, it is not necessary to connect the current limiting element and the lead frame with a wire, and the manufacturing process can be simplified.
[0035]
Further, in the present invention, at least one of the primary side light emitting element and the secondary side light emitting element incorporates either the primary side current limiting element or the secondary side current limiting element.
[0036]
In this case, the number of parts can be reduced, the manufacturing process can be simplified, and the like.
[0037]
Further, the electronic device of the present invention includes the optical coupling device for two-way communication of the present invention.
[0038]
That is, the present invention includes not only an optical coupling device for two-way communication but also an electronic device including the optical coupling device for two-way communication.
[0039]
Examples of the electronic device include a playback device such as a DVD, a CD, and an MD, a TV, a VTR, a power supply device, an inverter control device, and the like. It may be of any kind.
[0040]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
[0041]
FIGS. 1A and 1B are a plan view and a side view showing a first embodiment of an optical coupling device for bidirectional communication according to the present invention. In the optical coupling device 10 for bidirectional communication of the present embodiment, the primary side lead frame 11 and the secondary side lead frame 21 are arranged in a plane. The primary-side lead frame 11 includes headers 11a and 11b, a frame piece 11c, and a pair of terminal pins 11d and 11e. 13 is die-bonded, a current limiting element 14 is adhered to the upper surface of the frame piece 11c, and the light emitting diode 12, the phototransistor 13, and the current limiting element 14 are connected by each bonding wire 15.
[0042]
The secondary lead frame 21 includes headers 21a and 21b, a frame piece 21c, a pair of terminal pins 21d and 21e, and a bridge 21f. The phototransistor 22 is die-bonded to the upper surface of the header 21a, and the header 22b The light emitting diode 23 is die-bonded to the lower surface of the frame piece 21c, the current limiting element 24 is adhered to the lower surface of the frame piece 21c, and the phototransistor 22, the light emitting diode 23, and the current limiting element 24 are connected by bonding wires 25.
[0043]
The light emitting diode 12 of the primary side lead frame 11 and the phototransistor 22 of the secondary side lead frame 21 are arranged on the upper surfaces of the respective lead frames 11 and 21 and constitute a first optical coupling element. The light emitting diode 12 and the phototransistor 22 of the first optical coupling element are sealed with a light transmitting resin 31 on the upper surface side of each of the lead frames 11, 12. It becomes a light transmission path to the transistor 22.
[0044]
The phototransistor 13 of the primary side lead frame 11 and the light emitting diode 23 of the secondary side lead frame 21 are arranged on the lower surfaces of the lead frames 11 and 21 to form a second optical coupling element. The light emitting diode 23 and the phototransistor 13 of the second optical coupling element are sealed with a light transmissive resin 32 on the lower surface side of each of the lead frames 11 and 12. A light transmission path to the transistor 13 is provided.
[0045]
Further, the light-shielding resin 33 is formed by, for example, transfer molding, seals the respective light-transmitting resins 31 and 32, shields the light-transmitting resins 31 and 32 from each other, and externally transmits each light-transmitting resin 31 and 32. Light noise is prevented from entering the optical resins 31 and 32.
[0046]
In the first optical coupling element, the light of the light emitting diode 12 is reflected and guided to the phototransistor 22 at the interface between the light transmitting resin 31 and the light shielding resin 33. Similarly, in the second optical coupling element, the light from the light emitting diode 23 is reflected and guided to the phototransistor 13 at the interface between the light-transmitting resin 32 and the light-shielding resin 33.
[0047]
Here, as shown in FIG. 2B, the light emitting diode 12 has a cathode electrode K on the bottom surface and an anode electrode A on the upper surface. The phototransistor 13 has a collector electrode C on the bottom surface and an emitter electrode E on the upper surface, as shown in FIG. 2C.
[0048]
Therefore, in the optical coupling device 10 for bidirectional communication, the cathode electrode K of the light emitting diode 12 and the collector electrode C of the phototransistor 13 are connected to the headers 11a and 11b. Then, as shown in FIG. 1, the anode electrode A of the light emitting diode 12, the emitter electrode E of the phototransistor 13, and both ends of the current limiting element 14 are connected by respective bonding wires 15, so that in the equivalent circuit shown in FIG. , The light emitting diode 12 and the current limiting element 14 are connected in series, the series circuit and the phototransistor 13 are connected in parallel, and the connection points of the series circuit and the phototranslator 13 are connected to the respective terminal pins 11d and 11e. .
[0049]
The light emitting diode 23 has an anode electrode A on the bottom surface and a cathode electrode K on the upper surface as shown in FIG. The phototransistor 22 has a collector electrode C on the bottom surface and an emitter electrode E on the upper surface as shown in FIG. 2C.
[0050]
Accordingly, in the optical coupling device 10 for bidirectional communication, the collector electrode C of the phototransistor 22 and the anode electrode A of the light emitting diode 23 are connected to the respective headers 21a and 21b, and the respective electrodes are interconnected via the bridge 21f. I have. Then, as shown in FIG. 1, the cathode electrode K of the light emitting diode 23, the emitter electrode E of the phototransistor 22, and both ends of the current limiting element 24 are connected by the respective bonding wires 25, so that in the equivalent circuit shown in FIG. , The light emitting diode 23 and the current limiting element 24 are connected in series, the series circuit and the phototransistor 22 are connected in parallel, and the connection points of the series circuit and the phototranslator 22 are connected to the respective terminal pins 22d and 22e. .
[0051]
As is clear from FIG. 3, the light emitting diode 12 and the phototransistor 22 constitute a first optical coupling element, and the light emitting diode 23 and the phototransistor 13 constitute a second optical coupling element. In the first optical coupling element, the electric signal from each of the terminal pins 11d and 11e is converted into an optical signal by the light emitting diode 12, and the optical signal is transmitted from the light emitting diode 12 to the phototransistor 22, and the optical signal is The signal is converted back into an electric signal by the transistor 22, and the electric signal is output from each of the terminal pins 22d and 22e. Further, in the second optical coupling element, the electric signal from each of the terminal pins 22d and 22e is converted into an optical signal by the light emitting diode 23, and this optical signal is transmitted from the light emitting diode 23 to the phototransistor 13 so that the optical signal is Is converted back into an electric signal by the phototransistor 13, and this electric signal is output from each of the terminal pins 11d and 11e.
[0052]
That is, in the optical coupling device 10 for two-way communication, it is possible to selectively perform input / output of the electric signal from the primary side to the secondary side and input / output of the electric signal from the secondary side to the primary side. Yes, acting as an interface for two-way communication.
[0053]
In FIG. 3, a resistance element is illustrated as each of the current limiting elements 14 and 24, but a Schottky barrier diode may be applied instead as shown in FIG.
[0054]
As described above, the optical coupling device for two-way communication 10 of the present embodiment can serve as an interface for two-way communication. Further, since only two light emitting diodes, two phototransistors, and two current limiting elements are used, the number of components is small and the circuit configuration is simple. Moreover, since only four pins, ie, the respective terminal pins 11d and 11e and the respective terminal pins 22d and 22e, are provided, the size and cost of the package can be reduced.
[0055]
By the way, the primary side lead depends on which type of the light emitting diode shown in FIGS. 2A and 2B is applied or which type of the phototransistor is applied as shown in FIGS. 2C and 2D. It is necessary to change the respective shapes of the frame 11 and the secondary side lead frame 21 and the manner of connection by the wires 15 and 25. Modifications of the optical coupling device 10 for bidirectional communication according to the respective types of the light emitting diode and the phototransistor are shown in FIGS. In FIGS. 5, 6, and 7, parts that perform the same operations as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals.
[0056]
FIGS. 5A and 5B are a plan view and a side view showing a first modification of the optical coupling device 10 for two-way communication in FIG. Here, instead of the light emitting diode 12 of FIG. 1, a light emitting diode 12A is applied, and a primary lead frame 11A having only one header 11ab and a secondary lead frame 21A having only one header 21ab are provided. Have applied.
[0057]
The light emitting diode 12A has an anode electrode A on the bottom surface and a cathode electrode K on the upper surface as shown in FIG. The anode electrode A of the light emitting diode 12A is die-bonded to the header 11ab to connect between the anode electrode A of the light emitting diode 12A and the collector electrode C of the phototransistor 13. By changing the connection of each bonding wire 15, the light emitting diode 12A and the current limiting element 14 are connected in series, and this series circuit is connected to the phototransistor 13 in parallel.
[0058]
In the secondary lead frame 21A, the connection between the phototransistor 22, the light emitting diode 23, and the current limiting element 24 is not changed even if only one header 21ab is used.
[0059]
FIGS. 6A and 6B are a plan view and a side view showing a second modification of the optical coupling device for bidirectional communication 10 of FIG. Here, instead of the light emitting diode 23 in FIG. 1, a light emitting diode 23A is applied, and a secondary lead frame 21B in which the headers 21a and 21b are electrically separated is applied.
[0060]
As shown in FIG. 2B, the light-emitting diode 23A has a cathode electrode K on the bottom surface and an anode electrode A on the upper surface. The cathode electrode K of the light emitting diode 23A is die-bonded to the header 21b, and the connection of each bonding wire 15 is changed to connect a series circuit including the light emitting diode 23A and the current limiting element 24 to the phototransistor 22 in parallel.
[0061]
FIGS. 7A and 7B are a plan view and a side view showing a third modification of the optical coupling device 10 for two-way communication in FIG. Here, a light-emitting diode 23A is used instead of the light-emitting diode 23 in FIG. 1, a secondary lead in which the headers 21a and 21b are electrically separated and the arrangement of the terminal pins 21d and 21e is reversed. The frame 21C is applied.
[0062]
As shown in FIG. 2B, the light-emitting diode 23A has a cathode electrode K on the bottom surface and an anode electrode A on the upper surface. The cathode electrode K of the light emitting diode 23A is die-bonded to the header 21b, the emitter electrode E of the phototransistor 22 is connected to the header 21b via the bonding wire 15, and the cathode electrode K of the light emitting diode 23A and the emitter electrode E of the phototransistor 22 are connected. Are connected. By changing the connection of each bonding wire 25, the light emitting diode 23A and the current limiting element 24 are connected in series, and this series circuit is connected to the phototransistor 22 in parallel.
[0063]
Further, as the current limiting element, there is a chip-shaped element that can be die-bonded as shown in FIGS. 2E and 2F. Depending on which type of FIGS. 2E and 2F is applied, It is necessary to change the respective shapes of the primary lead frame 11 and the secondary lead frame 21 and the manner of connection by the bonding wires 15 and 25. FIG. 8 shows a modified example of the optical coupling device 10 for bidirectional communication to which the die-bondable chip-shaped current limiting element is applied. In FIG. 8, the same reference numerals are given to the portions that perform the same operations as in FIG.
[0064]
8A and 8B are a plan view and a side view showing a fourth modification of the optical coupling device 10 for two-way communication in FIG. Here, instead of the current limiting elements 14 and 24 of FIG. 1, die-bondable chip-shaped current limiting elements 14A and 24A are applied, and accordingly, the current limiting elements 14 and 24 are mounted. The frame piece 11c and the frame piece 21c are omitted.
[0065]
Each of the current limiting elements 14A and 24A has a pair of electrodes D provided on the bottom surface and the top surface as shown in FIG. In the primary lead frame 11, the electrode D on the bottom surface of the current limiting element 14A is die-bonded to the header 11b, and this electrode D is connected to the collector electrode C of the phototransistor 13 via the header 11b. The electrode D on the upper surface is connected to the anode electrode A of the light emitting diode 12 via the bonding wire 15. Thus, a series circuit including the light emitting diode 12 and the current limiting element 14A is connected to the phototransistor 13 in parallel.
[0066]
In the secondary side lead frame 21, the electrode D on the bottom surface of the current limiting element 24A is die-bonded to the bridge 21f, and the electrode D on the upper surface of the current limiting element 24A is connected to the cathode electrode K of the light emitting diode 23 via the bonding wire 15. Connected to Thus, a series circuit including the light emitting diode 23 and the current limiting element 24A is connected to the phototransistor 22 in parallel.
[0067]
Further, as each of the light emitting diodes 12 and 23, one having a built-in current limiting element may be applied. FIG. 9 shows a modification of the optical coupling device for bidirectional communication to which the light emitting diode incorporating the current limiting element is applied. Note that, in FIG. 9, portions that perform the same operations as in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals.
[0068]
FIGS. 9A and 9B are a plan view and a side view showing a fifth modified example of the optical coupling device 10 for two-way communication in FIG. Here, instead of each of the light emitting diodes 12 and 23 of FIG. 1, each of the light emitting diodes 12B and 23B having a built-in current limiting element is applied, and accordingly, a frame piece for mounting each of the current limiting elements 14 and 24 is applied. 11c and the frame piece 21c are omitted.
[0069]
Each of the light emitting diodes 12B and 23B corresponds to a series circuit in which a light emitting diode and a current limiting element are connected in series. For this reason, in the primary lead frame 11, the light emitting diode 12B and the phototransistor 13 are connected in parallel by changing the connection mode by the bonding wire 15 without specially mounting the current limiting element. Similarly, also in the secondary lead frame 21, the light-emitting diode 23B and the phototransistor 22 are connected in parallel by changing the connection mode by the bonding wire 25 without specially mounting the current limiting element.
[0070]
FIGS. 10A and 10B are a plan view and a side view showing a second embodiment of the optical coupling device for bidirectional communication of the present invention. In the optical coupling device 40 for bidirectional communication according to the present embodiment, the primary side lead frame 41 and the secondary side lead frame 51 are arranged in a plane. The primary side lead frame 41 includes a header 41a, a frame piece 41b, and a pair of terminal pins 41c and 41d. The light emitting diode 42 is die-bonded on the upper surface of the header 41a, and the phototransistor 43 is die-bonded on the lower surface of the header 41a. Then, the current limiting element 44 is adhered to the upper surface of the frame piece 41b, and the light emitting diode 42, the phototransistor 43, and the current limiting element 44 are connected by the respective bonding wires 45.
[0071]
The light emitting diode 42 has the anode electrode A of FIG. 2A provided on the bottom surface side. Further, the phototransistor 43 has the collector electrode C of FIG. 2C provided on the bottom surface side. The light emitting diode 42 and the phototransistor 43 are die-bonded to the upper and lower surfaces of one header 41a, and the anode electrode A of the light emitting diode 42 and the collector electrode C of the phototransistor 43 are set to the same potential. To the terminal pin 41d. Then, the cathode electrode K of the light emitting diode 42 is connected to one end of the current limiting element 44 via the bonding wire 45, and the other end of the current limiting element 44 is connected to the terminal pin 41c via the bonding wire 45. Thus, the light emitting diode 42 and the current limiting element 44 are connected in series, the series circuit and the phototransistor 43 are connected in parallel, and the connection points of the series circuit and the phototranslator 43 are connected to the respective terminal pins 41c and 41d. ing.
[0072]
Similarly, the secondary lead frame 51 includes a header 51a, a frame piece 51b, and a pair of terminal pins 51c and 51d. A phototransistor 52 is die-bonded on the upper surface of the header 51a, and a light emitting diode is mounted on the lower surface of the header 51a. The current limiting element 54 is adhered to the lower surface of the frame piece 51b, and the phototransistor 52, the light emitting diode 53, and the current limiting element 54 are connected by bonding wires 55.
[0073]
The light emitting diode 53 has the anode electrode A of FIG. 2A provided on the bottom surface side. Further, the phototransistor 52 has the collector electrode C of FIG. 2C provided on the bottom surface side. The light emitting diode 53 and the phototransistor 52 are die-bonded to the upper and lower surfaces of one header 51a, and the anode electrode A of the light emitting diode 53 and the collector electrode C of the phototransistor 52 are set to the same potential. To the terminal pin 51d. Then, by connecting the respective bonding wires 55, the light emitting diode 53 and the current limiting element 54 are connected in series, the series circuit and the phototransistor 52 are connected in parallel, and each connection point between the series circuit and the phototranslator 52 is connected to each terminal. It is connected to pins 51c and 51d.
[0074]
The light emitting diode 42 on the upper surface of the header 41a of the primary side lead frame 41 and the phototransistor 52 on the upper surface of the header 51a of the secondary side lead frame 51 constitute a first optical coupling element. It is sealed with a translucent resin 61 which becomes a light transmission path to 52. Similarly, the phototransistor 43 on the lower surface of the header 41a of the primary side lead frame 41 and the light emitting diode 53 on the lower surface of the header 51a of the secondary side lead frame 51 constitute a second optical coupling element. Is sealed with a light-transmitting resin 62 which is a light transmission path from the phototransistor to the phototransistor 43. The light-shielding resin 63 is formed, for example, by transfer molding, and seals each of the light-transmitting resins 61 and 62.
[0075]
In the optical coupling device 40 for bidirectional communication, a step is provided at the tip 41j of the header 41a of the primary lead frame 41, and a step is provided at the tip 51j of the header 51a of the secondary lead frame 51. The steps 51j are slightly overlapped with each other and overlap each other. Each of the headers 41a and 51a shields light between the first and second optical coupling elements on the upper and lower surfaces of each of the headers 41a and 51a while maintaining electrical insulation therebetween, thereby preventing interference between the two.
[0076]
Further, when a silicone resin having high transparency is used as each of the translucent resins 61 and 62, since the silicone resin has fluidity, the steps at the tips of the headers 41a and 51a are overlapped. The silicone resins of the translucent resins 61 and 62 are prevented from being mixed with each other. Furthermore, even if the silicone resin of each translucent resin 61, 62 is applied in a wide range, the silicone resin of each translucent resin 61, 62 does not mix with each other.
[0077]
FIGS. 11A and 11B are a plan view and a front view showing a first modification of the optical coupling device for bidirectional communication 40 of FIG. Here, a primary lead frame 41A having two convex portions 41e and 41f provided on the upper and lower surfaces of the header 41a, and a secondary lead frame 51A having two convex portions 51e and 51f provided on the upper and lower surfaces of the header 51a. Have applied.
[0078]
The convex portions 41e, 51e on the upper surfaces of the headers 41a, 51a serve to dam the silicone resin of the translucent resin 61. Similarly, the convex portions 41f and 51f on the lower surfaces of the headers 41a and 51a also serve to dam the silicone resin of the translucent resin 62. Thus, the translucent resins 61 and 62 are separated not only on the upper and lower surfaces of the headers 41a and 51a, but also on both sides of the headers 41a and 51a, and the translucent resins 61 and 62 are separated. Can be reliably prevented from mixing with each other.
[0079]
FIGS. 12A and 12B are a plan view and a front view showing a second modification of the optical coupling device for bidirectional communication 40 of FIG. Here, the primary side lead frame 41B and the secondary side lead frame 51B are applied. The primary side lead frame 41B has a notch 41g provided on the header 41a, and two hook-shaped grooves 41h and 41i provided on the upper and lower surfaces of the header 41a. Similarly, the secondary lead frame 51B has a cutout 51g provided on the header 51a, and two hook-shaped grooves 51h and 51i provided on the upper and lower surfaces of the header 51a.
[0080]
The hook-shaped grooves 41h, 51h on the upper surface of the headers 41a, 51a serve to dam the silicone resin of the translucent resin 61. Similarly, the hook-shaped grooves 41i, 51i on the lower surface of the headers 41a, 51a also serve to dam the silicone resin of the translucent resin 62. Further, the cutout portions 41g and 51g of the headers 41a and 51a serve to separate the translucent resins 61 and 62 and prevent the translucent resins 61 and 62 from being mixed.
[0081]
Thus, the translucent resins 61 and 62 are separated not only on the upper and lower surfaces of the headers 41a and 51a, but also on both sides of the headers 41a and 51a, and the translucent resins 61 and 62 are separated. Can be reliably prevented from mixing with each other.
[0082]
FIG. 13 is a side view showing a third modification of the optical coupling device 40 for two-way communication of FIG. Here, an insulating material 64 is sandwiched between the tips 41j, 51j of the headers 41a, 51a. Thereby, the light-shielding property between the first and second optical coupling elements on the upper and lower surfaces of the headers 41a and 51a is further increased while the insulation between the headers 41a and 51a is reliably maintained, and the light-transmitting properties are improved. The silicone resins of the resins 61 and 62 can be made more difficult to mix.
[0083]
14A, 14B, and 14C are a plan view, a side view, and a front view showing a third embodiment of the optical coupling device for bidirectional communication of the present invention. In the optical coupling device 70 for two-way communication according to the present embodiment, the headers 71a and 71b of the primary lead frame 71 and the headers 81a and 81b of the secondary lead frame 81 are arranged to face each other.
[0084]
The primary-side lead frame 71 includes a frame piece 71c and a pair of terminal pins 71d and 71e in addition to the headers 71a and 71b, and a light emitting diode 72 and a phototransistor 73 are provided on the upper surface of each header 71a and 71b. The current limiting element 74 is bonded to the upper surface of the frame piece 71c by die bonding, and the light emitting diode 72, the phototransistor 73, and the current limiting element 74 are connected by bonding wires 75.
[0085]
The light emitting diode 72 has the anode electrode A of FIG. 2A provided on the bottom surface side. Further, the phototransistor 73 has the collector electrode C of FIG. 2C provided on the bottom surface side. The light emitting diode 72 and the phototransistor 73 are die-bonded to the upper surfaces of the interconnected headers 71a and 71b, and the anode electrode A of the light emitting diode 72 and the collector electrode C of the phototransistor 73 are set to the same potential. Each electrode is connected to a terminal pin 71e via each header 71a, 71b. The cathode electrode K of the light emitting diode 72 is connected to one end of a current limiting element 74 via a bonding wire 75, and the other end of the current limiting element 74 is connected to a terminal pin 71d via a bonding wire 75. Thus, the light emitting diode 72 and the current limiting element 74 are connected in series, the series circuit and the phototransistor 73 are connected in parallel, and the connection points of the series circuit and the phototranslator 73 are connected to the respective terminal pins 71d and 71e. ing.
[0086]
Similarly, the secondary-side lead frame 81 includes a frame piece 81c and a pair of terminal pins 81d and 81e in addition to the headers 81a and 81b, and a phototransistor 82 and a light emitting element are provided on the lower surfaces of the headers 81a and 81b. The diode 83 is die-bonded, the current limiting element 84 is bonded to the lower surface of the frame piece 81c, and the phototransistor 82, the light emitting diode 83, and the current limiting element 84 are connected by the respective bonding wires 85.
[0087]
The light-emitting diode 83 has the anode electrode A of FIG. 2A provided on the bottom surface side. The phototransistor 82 has the collector electrode C of FIG. 2C provided on the bottom surface side. The light emitting diode 83 and the phototransistor 82 are die-bonded to the lower surfaces of the interconnected headers 81a and 81b, and the anode electrode A of the light emitting diode 83 and the collector electrode C of the phototransistor 82 are set to the same potential. Each electrode is connected to a terminal pin 81e via each header 81a, 81b. Then, by connecting each bonding wire 85, the light emitting diode 83 and the current limiting element 84 are connected in series, this series circuit and the phototransistor 82 are connected in parallel, and each connection point between the series circuit and the phototranslator 82 is connected to each terminal. It is connected to pins 81d and 81e.
[0088]
The light emitting diode 72 on the upper surface of the header 71a of the primary side lead frame 71 and the phototransistor 82 on the lower surface of the header 81a of the secondary side lead frame 81 constitute a first optical coupling element. The phototransistor 73 on the upper surface of the header 71b of the primary lead frame 71 and the light emitting diode 83 on the lower surface of the header 81b of the secondary lead frame 81 constitute a second optical coupling element. The translucent resin 91 seals the first and second optical coupling elements, and transmits light from the light emitting diode 72 in the first optical coupling element to the phototransistor 82 and from the light emitting diode 83 in the second optical coupling element. A light transmission path to the phototransistor 73 is formed together. The light-shielding resin 92 is formed by, for example, transfer molding, and covers the light-transmitting resin 91.
[0089]
In the optical coupling device 70 for two-way communication, a step is provided in each of the headers 71a and 71b to shift the positions of the light emitting diode 72 and the phototransistor 73 up and down, and a step is provided in each of the headers 81a and 81b. The positions of 82 and the light emitting diode 83 are shifted up and down. Thus, intrusion of an optical signal between the first and second optical coupling elements, that is, interference, is prevented.
[0090]
FIGS. 15A, 15B, and 15C are a plan view, a side view, and a front view showing a first modification of the optical coupling device 70 for two-way communication in FIG. Here, the primary side lead frame 71A and the secondary side lead frame 81A are applied. The primary-side lead frame 71A has only one header 71ab, and a wall 76 that passes between the light emitting diode 72 and the phototransistor 73 protrudes from the upper surface of the header 71ab. Similarly, the secondary-side lead frame 81A has one header 81ab, and a wall 86 that passes between the phototransistor 82 and the light emitting diode 83 protrudes from the lower surface of the header 81ab.
[0091]
The walls 76 and 86 overlap each other slightly apart from each other, and a light transmission path from the light emitting diode 72 to the phototransistor 82 in the first optical coupling element and from the light emitting diode 83 to the phototransistor 73 in the second optical coupling element. Interposed between the light transmission paths. For this reason, the first and second optical coupling elements are sufficiently shielded from light, and interference between the two is reliably prevented.
[0092]
In the case of the optical coupling device 70 for two-way communication in FIG. 14, the space occupied by the headers 71a, 71b, 81a, 81b having a step is large, and in order to secure the thickness of the package (light-shielding resin 92), Had to be enlarged.
[0093]
On the other hand, in the apparatus shown in FIG. 15, since each of the headers 71ab and 81ab in a planar shape is applied, the thickness of the package (light-shielding resin 92) can be easily secured, and the size of the package can be reduced. Can be.
[0094]
As shown in FIG. 16, if an insulating material 93 is interposed between the wall portions 76 and 86, the insulation between the headers 71ab and 71ab can be reliably maintained while the first and second optical coupling elements are maintained. The light-shielding property can be made higher. Further, the wall portions 76, 86 can be slightly overlapped with each other without increasing the processing accuracy of the lead frames 71A, 81A.
[0095]
FIGS. 17A, 17B, and 17C are a plan view, a side view, and a front view showing a second modification of the optical coupling device 70 for two-way communication in FIG. Here, the primary side lead frame 71B and the secondary side lead frame 81B are applied. The primary side lead frame 71B has headers 71a and 71b ', and a wall 77 bent upward at the edge of one header 71b'. Similarly, the secondary-side lead frame 81B has headers 81a 'and 81b, and has a wall 87 bent downward at the edge of one header 81a'.
[0096]
The walls 77 and 87 are slightly separated from each other and overlap each other to sufficiently shield the first and second optical coupling elements from each other, thereby reliably preventing interference between them.
[0097]
Further, in the apparatus shown in FIG. 17, since each of the headers 71a, 71b ', 81a', and 81b in a planar shape is applied, the thickness of the package (light-shielding resin 92) can be easily secured, and the size of the package can be reduced. Can be achieved.
[0098]
As shown in FIG. 18, if an insulating material 94 is interposed between the wall portions 77 and 87, the first and second optical coupling elements can be reliably maintained while maintaining the insulation between the headers 71b 'and 81a'. The light-shielding property between them can be further increased. Further, the wall portions 77, 87 can be slightly overlapped with each other without increasing the processing accuracy of the lead frames 71B, 81B.
[0099]
FIGS. 19A, 19B, and 19C are a plan view, a side view, and a front view showing a fifth embodiment of the optical coupling device for bidirectional communication of the present invention. In the optical coupling device 110 for two-way communication of the present embodiment, the headers 111a and 111b of the primary lead frame 111 and the headers 121a and 121b of the secondary lead frame 121 are arranged to face each other.
[0100]
The primary-side lead frame 111 includes a frame piece 111c and a pair of terminal pins 111d and 111e in addition to the headers 111a and 111b, and a light emitting diode 112 and a phototransistor 113 are provided on the upper surface of each header 111a and 111b. The current limiting element 114 is bonded to the upper surface of the frame piece 111c by die bonding, and the light emitting diode 112, the phototransistor 113, and the current limiting element 114 are connected by each bonding wire 115. Then, the light emitting diode 112 and the current limiting element 114 are connected in series, the series circuit and the phototransistor 113 are connected in parallel, and each connection point between the series circuit and the phototranslator 113 is connected to the respective terminal pins 111d and 111e. I have.
[0101]
Similarly, the secondary-side lead frame 121 includes a frame piece 121c and a pair of terminal pins 121d and 121e in addition to the headers 121a and 121b, and a phototransistor 122 and a light-emitting element are provided on the lower surfaces of the headers 121a and 121b. The diode 123 is die-bonded, the current limiting element 124 is bonded to the lower surface of the frame piece 121c, and the phototransistor 122, the light emitting diode 123, and the current limiting element 124 are connected by the respective bonding wires 125. Then, the light emitting diode 123 and the current limiting element 124 are connected in series, the series circuit and the phototransistor 122 are connected in parallel, and each connection point between the series circuit and the phototranslator 122 is connected to the respective terminal pins 121d and 121e. I have.
[0102]
The light emitting diode 112 on the upper surface of the header 111a of the primary side lead frame 111 and the phototransistor 122 on the lower surface of the header 121a of the secondary side lead frame 121 constitute a first optical coupling element. It is sealed with a translucent resin 131 serving as a light transmission path to 122. Similarly, the phototransistor 113 on the upper surface of the header 111b of the primary lead frame 111 and the light emitting diode 123 on the lower surface of the header 121b of the secondary lead frame 121 constitute a second optical coupling element. Is sealed with a translucent resin 132 serving as a light transmission path from the phototransistor to the phototransistor 123.
[0103]
Each of the translucent resins 131 and 132 is a silicone resin having high transparency, and is injected with a syringe or the like because the silicone resin has fluidity.
[0104]
The light-shielding resin 133 is formed by molding an epoxy resin or the like having a light-shielding property, and seals the light-transmitting resins 131 and 132.
[0105]
The optical coupling device 110 for two-way communication has a so-called docking structure in which light-transmitting resins 131 and 132 made of silicone resin having fluidity are covered with a light-shielding resin 133 made of epoxy resin. In the case of this docking structure, since the thermal expansion coefficient of the silicone resin and the thermal expansion coefficient of the epoxy resin are different, the adhesiveness between the light-transmitting resins 131 and 132 and the light-shielding resin 133 is not excellent. Has the advantage that the transmissivity of the light transmission paths of the first and second optical coupling elements is high.
[0106]
In the optical coupling device 110 for two-way communication, the distance between the headers 111a and 111b and the headers 121a and 121b are taken into consideration so that the translucent resins 131 and 132 are not mixed in consideration of the fluidity of the silicone resin. The distance between them is long.
[0107]
20 (a), (b) and (c) are a plan view, a side view, and a front view showing a sixth embodiment of the optical coupling device for bidirectional communication of the present invention. In the optical coupling device 140 for two-way communication according to the present embodiment, the headers 141a and 141b of the primary lead frame 141 and the headers 151a and 151b of the secondary lead frame 151 are arranged to face each other.
[0108]
The primary-side lead frame 141 includes a frame piece 141c and a pair of terminal pins 141d and 141e in addition to the headers 141a and 141b. The light emitting diode 142 and the phototransistor 143 are provided on the upper surfaces of the headers 141a and 141b. The current limiting element 144 is bonded to the upper surface of the frame piece 141 c by die bonding, and the light emitting diode 142, the phototransistor 143, and the current limiting element 144 are connected by the respective bonding wires 145. Then, the light emitting diode 142 and the current limiting element 144 are connected in series, the series circuit and the phototransistor 143 are connected in parallel, and each connection point of the series circuit and the phototranslator 143 is connected to the respective terminal pins 141d and 141e. I have.
[0109]
Similarly, the secondary lead frame 151 includes a frame piece 151c and a pair of terminal pins 151d and 151e, in addition to the headers 151a and 151b, and a phototransistor 152 and a light-emitting element are provided on the lower surface of each of the headers 151a and 151b. The diode 153 is die-bonded, the current limiting element 154 is bonded to the lower surface of the frame piece 151c, and the phototransistor 152, the light emitting diode 153, and the current limiting element 154 are connected by each bonding wire 155. Then, the light emitting diode 153 and the current limiting element 154 are connected in series, the series circuit and the phototransistor 152 are connected in parallel, and each connection point of the series circuit and the phototranslator 152 is connected to the respective terminal pins 151d and 151e. I have.
[0110]
The light emitting diode 142 on the upper surface of the header 141a of the primary side lead frame 141 and the phototransistor 152 on the lower surface of the header 151a of the secondary side lead frame 151 constitute a first optical coupling element. It is sealed with a light-transmitting resin 161 serving as a light transmission path to 152. Similarly, the phototransistor 143 on the upper surface of the header 141b of the primary lead frame 141 and the light emitting diode 153 on the lower surface of the header 151b of the secondary lead frame 151 constitute a second optical coupling element. Is sealed with a light-transmitting resin 162 serving as a light transmission path from the phototransistor to the phototransistor 153.
[0111]
Each of the translucent resins 161 and 162 is a translucent epoxy resin or the like, and is formed by primary transfer molding.
[0112]
The light-shielding resin 163 is an epoxy resin or the like having a light-shielding property, is formed by secondary transfer molding, and seals the light-transmitting resins 161 and 162.
[0113]
The optical coupling device 140 for bidirectional communication has a so-called double transfer mold structure in which the translucent resins 161 and 162 are formed by primary transfer molding, and the light-shielding resin 163 is formed by secondary transfer molding. In the case of this double transfer mold structure, although the transparency of each translucent resin 161, 162 is not excellent, each translucent resin 161, 162 and the light-shielding resin 163 are made of the same material, and Since the coefficients of thermal expansion match, there is an advantage that the adhesiveness between each light-transmitting resin 161 and 162 and the light-shielding resin 163 is high.
[0114]
When transfer molding is performed, each lead frame 141 and 151 is supported by the mold cavity, and the light emitting diode 142 and the phototransistor 152 are opposed to each other, and the light emitting diode 153 and the phototransistor 143 are opposed to each other. It is necessary to maintain the state. If the light emitting diode or the phototransistor is inclined, the light transmission rate from the light emitting diode to the phototransistor is reduced.
[0115]
Therefore, the lead frames 141 and 151 are appropriately bent to form the holding portions 141f and 151f of the lead frames 141 and 151 arranged in the same plane, and the holding portions 141f and 151f of the lead frames 141 and 151 are formed. It is sandwiched and supported in the mold.
[0116]
Further, in order to prevent the holding portions 141f and 151f of the lead frames 141 and 151 from affecting the bonding wires 145 and 155, the bonding portions on the lead frames 141 and 151 are connected to the holding portions 141f and 151f. Are set at respective positions separated from the light emitting diodes 142 and 153 and the respective phototransistors 143 and 152.
[0117]
Such a structure of each of the lead frames 141 and 151 facilitates application of the transfer mold.
[0118]
21A, 21B, and 21C are a plan view, a side view, and a front view showing a modification of the optical coupling device 140 for two-way communication in FIG. Here, the primary lead frame 141A and the secondary lead frame 151A are applied.
[0119]
The holding portions 141f and 151f of the primary side lead frame 141A and the secondary side lead frame 151A are different from the primary side lead frame 141 and the secondary side lead frame 151 in FIG. Accordingly, the primary side lead frame 141A and the secondary side lead frame 151A can be more stably and reliably supported, and the positional relationship between the light emitting diode 142 and the phototransistor 152 and the position between the light emitting diode 153 and the phototransistor 143. The relationship can be set with higher accuracy.
[0120]
In particular, when the distance between the headers 141a, 141b, 151a, 151b is increased or the headers are enlarged, it becomes difficult to maintain the parallelism between the headers facing each other. A primary lead frame 141A and a secondary lead frame 151A in which 141f and 151f enter each other and are dispersed in a wide area are effective.
[0121]
Note that the present invention is not limited to the above embodiments, and can be variously modified. For example, each lead frame may be appropriately modified depending on which one of the elements of each type shown in FIG. 2 is applied, or according to the size of each header and the distance between them. Further, the above embodiments may be appropriately combined.
[0122]
In addition, the present invention includes not only an optical coupling device for two-way communication but also an electronic device including the optical coupling device for two-way communication. Examples of the electronic device include a playback device such as a DVD, a CD, and an MD, a TV, a VTR, a power supply device, an inverter control device, and the like. It may be of any kind.
[0123]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the first light on the path of a pair of primary side input / output pins → primary side light emitting element → light transmission path → secondary side light receiving element → pair of secondary side input / output pins A coupling element and a second optical coupling element having a pair of secondary side input / output pins → secondary side light emitting element → light transmission path → primary side light receiving element → pair of primary side input / output pins are formed. Thus, bidirectional communication through the first and second optical coupling elements is possible. In addition, since the primary current limiting element and the secondary current limiting element are only incorporated in the first and second optical coupling elements, the circuit configuration is simple. In addition, since only four pins, ie, a pair of primary input / output pins and a pair of secondary input / output pins, are provided, the size and cost of the package can be reduced.
[0124]
Also, since the primary side light emitting element and the secondary side light receiving element are mounted on one surface of each header arranged on the same plane, and the secondary side light emitting element and the primary side light receiving element are mounted on the other surface, The header blocks light between the light transmission path from the primary light emitting element to the secondary light receiving element and the light transmission path from the secondary light emitting element to the primary light receiving element. Can be prevented.
[0125]
Furthermore, the ends of the headers of the primary side lead frame and the secondary side lead frame are overlapped in a state where they are insulated from each other, so that the light transmission paths are reliably shielded from light.
[0126]
When the primary light emitting element and the secondary light receiving element are opposed to each other and the secondary light emitting element and the primary light receiving element are opposed to each other, the primary light emitting element and the primary light receiving element must be mounted. Light transmission from the primary light emitting element to the secondary light receiving element by providing a step and providing a step at the mounting position of the secondary light emitting element and the secondary light receiving element on the header of the secondary lead frame. Interference between the path and the light transmission path from the secondary side light emitting element to the primary side light receiving element is prevented.
[0127]
Further, a wall or a groove is provided between the light transmitting resins of the respective light transmitting paths to prevent the light transmitting resin of the respective light transmitting paths from contacting each other.
[0128]
Further, an insulating material is interposed between the headers of the primary side lead frame and the secondary side lead frame to improve the electrical insulation between the primary side lead frame and the secondary side lead frame.
[Brief description of the drawings]
FIGS. 1A and 1B are a plan view and a side view showing a first embodiment of an optical coupling device for two-way communication according to the present invention.
FIGS. 2A to 2F are diagrams showing respective types of a light emitting diode, a phototransistor, and a current limiting element.
FIG. 3 is an equivalent circuit diagram showing the device of FIG. 1;
FIG. 4 is another equivalent circuit diagram showing the device of FIG. 1;
5 (a) and (b) are a plan view and a side view showing a first modification of the optical coupling device for two-way communication in FIG. 1;
6 (a) and (b) are a plan view and a side view showing a second modification of the optical coupling device for two-way communication of FIG. 1;
FIGS. 7A and 7B are a plan view and a side view showing a third modification of the optical coupling device for two-way communication of FIG. 1;
FIGS. 8A and 8B are a plan view and a side view showing a fourth modification of the optical coupling device for two-way communication of FIG.
FIGS. 9A and 9B are a plan view and a side view showing a fifth modification of the optical coupling device for two-way communication in FIG.
FIGS. 10 (a) and (b) are a plan view and a side view showing a second embodiment of the optical coupling device for bidirectional communication of the present invention.
11 (a) and (b) are a plan view and a front view showing a first modification of the optical coupling device for two-way communication of FIG. 10;
12A and 12B are a plan view and a front view showing a second modification of the optical coupling device for two-way communication in FIG.
13 is a side view showing a third modification of the optical coupling device for two-way communication in FIG.
FIGS. 14 (a), (b) and (c) are a plan view, a side view and a front view showing a third embodiment of the optical coupling device for bidirectional communication of the present invention.
15A, 15B, and 15C are a plan view, a side view, and a front view showing a first modification of the optical coupling device for two-way communication in FIG.
FIG. 16 is a front view showing a state where an insulating material is sandwiched between respective walls in the optical coupling device for two-way communication of FIG.
17 (a), (b), and (c) are a plan view, a side view, and a front view showing a second modification of the optical coupling device for two-way communication in FIG.
18 is a front view showing a state where an insulating material is interposed between the respective walls in the optical coupling device for two-way communication in FIG. 17;
FIGS. 19 (a), (b), and (c) are a plan view, a side view, and a front view showing a fifth embodiment of the optical coupling device for bidirectional communication of the present invention.
FIGS. 20 (a), (b) and (c) are a plan view, a side view and a front view showing a sixth embodiment of the optical coupling device for bidirectional communication of the present invention.
21 (a), (b), and (c) are a plan view, a side view, and a front view showing a modification of the optical coupling device for two-way communication in FIG.
FIGS. 22A and 22B are diagrams showing a conventional interface circuit for bidirectional communication.
[Explanation of symbols]
10,40,70,110,140 Optical coupling device for bidirectional communication
11, 41, 71, 111, 141 Primary lead frame
12,23,42,53,72,83,112,123,142,153 Light emitting diode
13, 22, 43, 52, 73, 82, 113, 122, 143, 152 Phototransistor
14, 24, 44, 54, 74, 84, 114, 124, 144, 154
15,25,45,55,75,85,115,125,145,155 Bonding wire
21, 51, 81, 121, 151 Secondary lead frame
31, 32, 61, 62, 91, 131, 161, 162 Translucent resin
33, 63, 92, 132, 163 Light-shielding resin

Claims

On the primary side lead frame, a series circuit composed of a primary side light emitting element and a primary side current limiting element is formed, and the directions of respective currents flowing through the primary side light emitting element and the primary side light receiving element are matched. The series circuit and the primary side light receiving element are connected in parallel, and a pair of primary side input / output pins are derived from each connection point of the series circuit and the primary side light receiving element,
On the secondary side lead frame, a series circuit composed of a secondary side light emitting element and a secondary side current limiting element is formed, and the directions of respective currents flowing through the secondary side light emitting element and the secondary side light receiving element are matched. The series circuit and the secondary side light receiving element are connected in parallel, and a pair of secondary side input / output pins are derived from each connection point of the series circuit and the secondary side light receiving element,
An optical coupling device for two-way communication, wherein a light transmission path from a primary light emitting element to a secondary light receiving element and a light transmission path from a secondary light emitting element to a primary light receiving element are formed.

Arrange the respective headers of the primary lead frame and the secondary lead frame on the same plane,
A primary side light emitting element and a secondary side light receiving element are mounted on one surface of each header, and a secondary side light emitting element and a primary side light receiving element are mounted on another side of each header. 2. The optical coupling device for bidirectional communication according to 1.

The optical coupling device for two-way communication according to claim 2, wherein the ends of the headers of the primary side lead frame and the secondary side lead frame are overlapped in a state where they are insulated from each other.

3. The light for bidirectional communication according to claim 2, wherein each light transmission path is formed of a light transmissive resin, and a wall or a groove is provided between the light transmissive resins of each light transmission path. Coupling device.

The headers of the primary side lead frame and the secondary side lead frame are arranged to face each other, so that the primary side light emitting element and the secondary side light receiving element face each other, and the secondary side light emitting element and the primary side light receiving element face each other. ,
A step is provided in the mounting position of the primary light emitting element and the primary light receiving element on the header of the primary lead frame, and the secondary light emitting element and the secondary light receiving element are mounted on the header of the secondary lead frame. The optical coupling device for two-way communication according to claim 1, wherein a step is provided at a position.

6. The optical coupling device for bidirectional communication according to claim 5, wherein each light transmission path is formed of a light transmitting resin, and a wall is provided between the light transmitting resins of each light transmission path. .

The optical coupling device for bidirectional communication according to claim 6, wherein the wall is formed by at least one convex portion or bent portion of the primary side lead frame and the secondary side lead frame.

The optical coupling device for two-way communication according to claim 1, wherein an insulating material is interposed between each header of the primary lead frame and the secondary lead frame.

2. The optical coupling device for bidirectional communication according to claim 1, wherein each light transmission path is formed of a light transmitting resin having fluidity, and a light shielding resin covering each light transmission path is formed by transfer molding. .

2. The optical coupling device for bidirectional communication according to claim 1, wherein the light transmitting resin serving as each light transmission path and the light shielding resin covering each light transmission path are formed by double transfer molding.

11. The optical coupling device for bidirectional communication according to claim 10, wherein each of the holding portions held by the mold is provided at the center of the primary side lead frame and the secondary side lead frame.

The optical coupling device for bidirectional communication according to claim 1, wherein at least one of the primary side current limiting element and the secondary side current limiting element is mounted by die bonding.

2. The bidirectional communication device according to claim 1, wherein at least one of the primary side light emitting element and the secondary side light emitting element includes one of a primary side current limiting element and a secondary side current limiting element. 3. Optical coupling device.

An electronic apparatus comprising the optical coupling device for two-way communication according to claim 1.