本发明专利技术提供一种具有设置在单个硅衬底上的多个光电耦合器的多通道单片芯片，其被安装在绝缘衬底上，通过在构成光电耦合器的发光元件和光接收元件之间进行切割来形成第一切槽，将透明绝缘树脂填充到第一切槽内并然后通过在相邻光电耦合器之间进行切割来形成第二切槽，发光元件和光接收元件的每个利用键合线与外部端子相连，并且利用遮光树脂模制整个绝缘衬底。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种多通道光耦合器(multichannel optocoupler)，其具有多个包含发光元件和光接收元件对(pair)的光电耦合器(photo-coupler)。
技术介绍
通常，光电耦合器的主要应用的实例包括用作“开关式电源”以及“工厂自动化(以下称作“FA”)装置的通信接口”。对于开关式电源电路，用作一次侧和二次侧之间电绝缘的光电耦合器是排在变压器和电容器之后的第三大的元件，所以其装配区域以及高度倾向于是大的。由于近年来出现了高频绝缘栅双极晶体管(以下称作“IGBT”)元件和其他元件，电容器和变压器的元件尺寸已经不断减小，预期存在开关式电源电路尺寸减小的需求。同样，在用于FA装置的通信接口的高速通信的光电耦合器中，每个安装衬底(mounting substrate)的节点数量大，从而需要在有限安装区域内容纳大量通道。另外，为了稳定高速通信，必须改善响应延迟时间以及PWD(脉冲宽度失真)的精度。为实现上述目的，安装过程要求发光元件和光接收元件的高度准确而可靠的相对定位，发光元件与光接收元件在光电耦合器中绝缘且分离。此外，在实现上述目的过程中，期望高密度封装的安装尽可能简单和容易。已知的光电耦合器包括其中在单片芯片上集成有GaAs和Si(例如，参见S48-46278A)的光电耦合器以及其中利用GaAlAs衬底通过光刻方法和蚀刻形成绝缘部分的光电耦合器(例如，参见H6-5906A)。已经考虑具有这种光电耦合器的多通道形式的装置(例如参见H7-312443A)。以上提到的H7-312443A中所描述的半导体装置使用基于TiO2的绝缘光波导，并在加工方面具有非常复杂的结构。在以上提到的H7-312443A中所描述的常规实例中，通过复杂和繁琐的半导体工艺形成用于防止相邻光电耦合器(通道)之间串扰的结构，而这使得生产成本急剧增加。一方面，构成光电耦合器的发光元件和光接收元件之间相对位置关系的准确度越高，获得的电特性就越稳定。另一方面，如果能充分限制相邻通道之间的串扰，上述发光元件和光接收元件对之间相对位置关系的高准确度就不是必需的。为此，本专利技术的专利技术人认为上面提到的常规实例中所描述的半导体工艺的使用是不必要的，并得到了本专利技术。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供一种能够在制造多通道光耦合器的方法中以简单的方式和低成本充分抑制相邻通道中间的串扰。在本专利技术的一个方面，用于制造具有其中每个包括一对发光元件和光接收元件的多个光电耦合器的光耦合器的方法，包括在绝缘衬底上安装多通道单片芯片(monolithic chip)的步骤，所述芯片具有形成在单个半导体衬底上的多个光电耦合器；通过在发光元件和光接收元件之间切割第一切槽(cutgroove)使发光元件和光接收元件绝缘和分离的步骤，上述发光元件和光接收元件构成了绝缘衬底上芯片内的光电耦合器；将透明绝缘树脂填充到第一切槽内的步骤；通过在相邻光电耦合器之间切割第二切槽分离各个光电耦合器的步骤；以及利用键合线(bonding wire)将每个发光元件和每个光接收元件连接到外部端子并利用遮光树脂(light blocking resin)模制整个绝缘衬底的步骤。在此情况中，由于使用诸如切割的机械处理，减少了步骤的数量并相比于传统实例中所使用的光刻或蚀刻方法能够消除对微加工的需要。这简化了操作并提高了操作效率，并因此显著地降低了生产成本。在上述用于中，第二切槽的深度可被设定为未到达芯片底面的深度。在此情况中，可在多通道光接收元件之间共享发射极的电势或地电压。在上述用于中，第二切槽的深度可被设定为到达绝缘衬底内的深度。在此情况中，能够更有效地抑制相邻通道之间的串扰。另外，已经接地的包含透明导电材料的导体可设置在光接收元件的光接收表面上。在此情况中，由于发光元件和光接收元件之间的突然电势改变所产生的电荷在不通过光接收元件的情况下可逃逸到外部，所以能够实现良好的噪声耐量(noise tolerance)，换句话说，能够改善光电耦合器的CMR特性。这样能够防止由于发光元件和光接收元件之间的电势改变所引起的误动作。此外，由于导体是透明的，具有提高光信号从发光元件到光接收元件的透射率的优点。此外，当填充遮光树脂时，填充方向可以是沿着第二切槽纵向方向的方向。在此情况中，遮光树脂可紧密地填充到第二切槽内并抑制了遮光树脂固化后所产生的空隙，且因而具有可靠地防止通道之间串扰的优点。根据上述所生产的光耦合器例如可用于诸如电源装置或通信装置的电子装置，并有助于整体的尺寸缩减。相比于传统实例，本专利技术能够以更简单的方式和更低的成本实现可充分抑制相邻通道之间串扰的结构。附图说明图1为示出了用于制造根据本专利技术的光耦合器的方法的实施例的第一阶段的步骤的截面图；图2为示出了用于制造根据本专利技术的光耦合器的方法的实施例的第二阶段的步骤的截面图；图3为示出了用于制造根据本专利技术的光耦合器的方法的实施例的第三阶段的步骤的截面图；图4为图3中所示步骤的另一示例的截面图；图5为示出了对应图1的步骤的透视图；图6为示出了对应图2的步骤的透视图；图7为示出了用于制造根据本专利技术的光耦合器的方法的实施例的第四阶段的步骤的透视图；图8为沿着箭头所指示的X方向观察时图7的侧视图； 图9为示出了用于制造根据本专利技术的光耦合器的方法的实施例的第五阶段的步骤的透视图；图10为示出了用于制造根据本专利技术的光耦合器的方法的实施例的第六阶段的步骤的示意图；图11为用于形成图10中所示的遮光树脂的方法的示例的示意图；图12为图9中所示结构的等效电路图；图13为图12的另一示例的等效电路图；图14为图12的另一示例的等效电路图；图15为图10的另一示例的示意图；图16为图2的另一示例的截面图；图17为图16中所示结构的等效电路图；图18为示出了在用于制造根据本专利技术的光耦合器的方法的另一实施例中对应图9的步骤的透视图。具体实施例方式以下，参照图1至12描述用于制造根据本专利技术的光耦合器的方法的实施例。各个步骤通过将其编成(a)至(f)来说明。(a)首先，如图1和图5所示，提供在半导体工艺中已经制造的多通道(multichannel)单片(monolithic)光电耦合器芯片1，并且将芯片1安装在可以是玻璃环氧衬底等的绝缘衬底20上(第一阶段)。更具体地，芯片1具有多通道单片结构，其中两组光电耦合器，换句话说，两对发光元件3A和3B以及光接收元件4A和4B设置在从上方观察时为几乎正方形的单个硅衬底2上。发光表面由附图标记1a和1b表示，而光接收表面由附图标记1c和1d表示。芯片1的表面被分成四个相等的部分，并且两个发光元件3A和3B以及两个光接收元件4A和4B每个放置在四个区域中的一个内，使得两个发光元件3A和3B沿着芯片的一侧边横向放置，而两个光接收元件4A和4B沿着面对芯片1的上述侧边的侧边横向放置。发光元件3A和3B的每个为具有P层5、有源层6和N层7的双异质结构的发光二极管(LED)。光接收元件4A和4B的每个为具有由硅衬底2本身制成的公共发射极(common emitter)层、基极(base)层8和集电极(collector)层9的光电晶体管。硅衬底2的前表面被涂覆以绝缘膜10。各个上表面电极11分别连接到发光元件3A和3B的本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于制造具有多个光电耦合器的光耦合器的方法，所述光电耦合器每个包括发光元件和光接收元件对，所述方法包括：在绝缘衬底上安装多通道单片芯片的步骤，所述芯片具有形成在单个半导体衬底上的多个所述光电耦合器，通过在构成所述绝缘衬底 上所述芯片内的光电耦合器的所述发光元件和所述光接收元件之间切割第一切槽使所述发光元件和所述光接收元件绝缘和分离的步骤，将透明绝缘树脂填充到所述第一切槽内的步骤，通过在所述相邻光电耦合器之间切割第二切槽分离所述各个光电耦合器的 步骤，以及利用键合线使每个所述发光元件和每个所述光接收元件与外部端子连接并利用遮光树脂模制整个所述绝缘衬底的步骤。
【技术特征摘要】
JP 2005-6-16 176567/051.一种用于制造具有多个光电耦合器的光耦合器的方法，所述光电耦合器每个包括发光元件和光接收元件对，所述方法包括在绝缘衬底上安装多通道单片芯片的步骤，所述芯片具有形成在单个半导体衬底上的多个所述光电耦合器，通过在构成所述绝缘衬底上所述芯片内的光电耦合器的所述发光元件和所述光接收元件之间切割第一切槽使所述发光元件和所述光接收元件绝缘和分离的步骤，将透明绝缘树脂填充到所述第一切槽内的步骤，通过在所述相邻光电耦合器之间切割第二切槽分离所述各个光电耦合器的步骤，以及利用键合线使每个所述发光元件和每个所述光接收元件与外部端子连接并利用遮光树脂模制整个所述绝缘衬底的步骤。2.根据权利要求1所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：秋元成，
申请(专利权)人：夏普株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
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