專利名稱：操作顯示半導體開關的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種操作顯示半導體開關，具有發(fā)光裝置和光接收裝置，它們彼此相對地被裝在殼體內，以便進行光耦合，使得光接收裝置響應光發(fā)射裝置的通斷而通斷。
已經(jīng)提出了幾種半導體開關，其中使用例如發(fā)光二極管作為發(fā)光部分以及使用光電二極管來檢測發(fā)光部分的亮暗作為光接收部分，響應發(fā)光部分的亮/暗，使一合適的開關元件通斷。發(fā)光部分和光接收部分相對地置于一個殼體中。作為光接收部分，也可以使用由光進行通斷的光電三極管之類作為開關元件，并且所述的半導體開關一般以固體繼電器、光耦合器之類的形式提供。
在所述種類的半導體開關中，已經(jīng)有一種開關，它具有顯示發(fā)光部分的亮暗的部分，或是裝在外殼中的一種操作顯示燈，其中包括用來顯示電源狀態(tài)的發(fā)光二極管。即能夠用發(fā)光部分的一個串聯(lián)電路顯示發(fā)光部分的亮暗，這種操作顯示燈例如是一個發(fā)光二極管，并向這一串聯(lián)電路提供驅動電流。一般地說在一個殼體內裝有操作顯示燈的半導體開關構成一混合IC，它包括一般的半導體開關和操作顯示燈并且對這類半導體開關使用的殼體是借助于封裝制成的。
這類半導體開關的例子在日本專利公開NOS.60-193384和57-71-71184以及日本實用新型公開No.57-106245中披露了。
然而，在這些已知的半導體開關中，沒有提出可以緊湊地裝在一個殼體內的結構，并且在這方面，他們也仍舊沒有達到滿意的程度。
因此，本發(fā)明的目的在于，提供一種操作顯示半導體開關，它能消除前述的已有半導體開關中的問題，并能夠使具有操作顯示燈的結構實現(xiàn)批量生產(chǎn)，并能有效地利用自動模制的制造技術。
按照本發(fā)明，上述目的可以這樣達到提供一種操作顯示半導體開關，其中由導電板制成的發(fā)光側圖形導體被放在相互對置的兩個平面中的一個上，也由導電板制成的光接收側圖形導體被置于另一個平面上，并且發(fā)光裝置安裝于發(fā)光側圖形導體上，光接收裝置安裝于光接收側圖形導體上，并互相對置地安裝在一個殼體內，以便相互進行光耦合，響應發(fā)光裝置的亮暗使光接收裝置通斷，其特征在于，外殼由用透光的合成樹脂制成的內模制體構成，以便保持光發(fā)射及接收裝置之間的光耦合，它們嵌在發(fā)光側和光接收側圖形導體中，還包括不透光合成樹脂制成的外模制體，它包圍著內模制體，用來阻止外部光入射到內模制體上，內模制體的外側面有一用來安裝操作顯示燈的槽，而在槽的底面露出發(fā)光側圖形導體的一部分，這部分是不安裝發(fā)光裝置的一側，操作顯示燈被部分地插在樹脂模制成的槽內，并提供可見光輸出，它電連接到在槽底部露出的發(fā)光側圖形導體部分，而把光輸出側露出外模制體的外面。
利用上述結構，可以在和常規(guī)半導體開關同樣小的殼體內提供操作顯示燈，并通過模制連接或導線連接，使發(fā)光裝置和光接收裝置和發(fā)光側或光接收側圖形導體相連，并且在操作顯示燈固定在內模制體的狀態(tài)下模制外模制體，從而不用封裝工藝，而通過自動模制來制造殼體，因而獲得高的生產(chǎn)量。
通過下面結合附圖的說明可以更加清楚地看出本發(fā)明的其它目的和優(yōu)點，其中

圖1是本發(fā)明的操作顯示半導體開關實施例1的平面圖；圖2是圖1所示半導體開關的縱截面圖；圖3是圖1的半導體開關中的光發(fā)射側和光接收側圖形導體在樹脂模制之前狀態(tài)的平面圖；圖4是圖3所示的開關的圖形導體在樹脂模制之前的側視圖；圖5是圖1的半導體開關中光發(fā)射側圖形導體的平面圖；圖6是圖1的半導體開關中光接收側圖形導體的平面圖；圖7是圖1的半導體開關的內模制體被形成的狀態(tài)的平面圖；圖8是圖1的開關的內模制體被形成狀態(tài)的縱截面圖；圖9是圖1的半導體開關在外模制體尚未形成狀態(tài)下的平面圖；圖10是圖9所示狀態(tài)下半導體開關的縱截面圖；圖11是本發(fā)明第二實施例的平面圖；圖12是圖11所示開關的縱截面圖；圖13是本發(fā)明第三實施例的縱截面圖；圖14是本發(fā)明第四實施例的半導體開關的平面圖；圖15是圖14所示開關的縱截面圖；圖16是圖13的第三實施例在外模制體形成之前的平面圖；圖17是圖13的在外模制體形成之前的縱截面圖；圖18是本發(fā)明第五實施例的外模制體形成狀態(tài)下的平面圖；圖19是圖18的半導體開關的縱截面圖；圖20是操作顯示燈在安裝于圖18的半導體開關狀態(tài)下的平面圖；圖21是圖18所示狀態(tài)下的縱截面圖；圖22是圖18的半導體開關的平面圖；圖23是圖18的半導體開關的縱截面圖；圖24是本發(fā)明第六實施例的開關的縱截面圖；圖25是圖24半導體開關中安裝操作顯示燈之前光發(fā)射側圖形導體的平面圖；圖26是圖24的半導體開關中安裝操作顯示燈之后光發(fā)射側圖形導體的平面圖；圖27是在圖24的開關中在形成外模制體之前光發(fā)射和光接收側圖形導體的側視圖；圖28是圖24的半導體開關中在安裝操作顯示燈之前在另一方面的光發(fā)射側圖形導體的平面圖；圖29是圖24的開關中在安裝操作顯示燈之后圖28的光發(fā)射側圖形導體的平面圖；圖30是本發(fā)明第七實施例的半導體開關的平面圖；圖31是圖30的半導體開關的縱截面圖；圖32是本發(fā)明實施例8中在形成內模制體之前光發(fā)射側和光接收側圖形導體的平面圖；圖33是圖32的第八實施例在形成內模制體之后圖形導體的縱截面圖；圖34是圖32的第八實施例中具有內模制體和操作顯示燈的半導體開關的平面圖；圖35是圖34的半導體開關的縱截面圖36是本發(fā)明第九實施例的半導體開關在安裝操作顯示燈之前的透視圖；圖37是圖36的半導體開關在安裝操作顯示燈之后的透視圖；圖38是圖37的開關中使用的操作顯示燈的透視圖；圖39是本發(fā)明的半導體開關的第10實施例的透視圖；圖40是本發(fā)明的半導體開關的第11實施例的透視圖；圖41是表明本發(fā)明第12實施例的一個方面的電路圖；圖42是表示本發(fā)明第12實施例的另一個方面的電路圖；圖43是圖41和圖42的兩個方向中使用的發(fā)光二極管和二極管的特性曲線；圖44是使用圖41的第12實施例的平面圖；圖45是圖44的開關的縱截面圖；圖46是第12實施例的開關在外模制體形成之前的平面圖；圖47是圖46的開關在外模制體形成之前的縱截面圖；圖48是本發(fā)明第13實施例的半導體開關的平面圖；圖49是圖48的第13實施例的開關的縱截面圖；圖50是圖48的開關具有內模制體，其中嵌有光發(fā)射側和光接收側圖形導體的平面圖；圖51是圖50的開關的縱截面圖；圖52是圖48的開關在形成外模制體之前的平面圖；圖53是圖52的開關的縱截面圖；圖54是本發(fā)明第14實施例的開關在形成外模制體之前的平面圖；圖55是圖54的開關的側視圖56是圖54的第14實施例的平面圖；圖57是圖54的第14實施例的截面圖；圖58是第15實施例的開關裝在印刷線路版上時的平面圖；圖59是圖58的側視圖；圖60是第15實施例的開關在形成外模制體之前的平面圖；圖61是圖60的側視圖；圖62是圖58的第15實施例的開關的平面圖；圖63是圖62的側視圖。
雖然本發(fā)明將參照附圖進行說明，但應當理解，本發(fā)明并不限于這些實施例，而是包括各種改型、變化和等同物，它們都處在所附的權利要求范圍之內。
圖1和2表明了實施例1的結構，其中殼體11具有雙重結構，即由透光的合成樹脂制成的內模制體11和由不透光的合成樹脂構成的外模制體12。兩組三引線條14從殼體11的相對的側面伸出，操作顯示燈15置于殼體11內部離開一個主要表面的中央的位置，燈15的光輸出表面從殼體11的一個主要表面露出。
參見圖3、4，在內模制體12內密封著包括發(fā)光二極管作為發(fā)光裝置的發(fā)光元件16，包括光電二極管陣列17a和兩個MOSFET17b的光接收組件17作為光接收裝置。這些發(fā)光元件16和光接收組件17被分別安裝在每組發(fā)光側圖形導體18和光接收側圖形導體19上，它們由導電板制成。這些導體組18、19被分別形成在互相相對且平行的平面上，三個引線條14從每組導體18、19沿相反方向延伸。在圖3的平面圖中，發(fā)光側圖形導體18用實線表示，而光接收側圖形導體19用虛線表示。
再看圖5、6，發(fā)光側圖形導體18包括，如圖5所示，公共圖形18a，一個引線條14的左端從其伸延，發(fā)光裝置圖形18b，中間的一個引線條14從其伸延，顯示燈圖形18c，右端的一個引線條14從其伸延，公共圖形18a具有右端部分，伸向顯示燈圖形18c的相鄰位置。在發(fā)光裝置圖形18b上，安裝著包括發(fā)光二極管芯片的發(fā)光元件16，并且元件16的一端(一般為陰極)被電連接到發(fā)光裝置圖形18b，而另一端連到公共圖形18a，通過連線(金或鉑制成)20連接。
在另一方面，如圖6所示，光接收側圖形導體19包括，一對輸出圖形19a、19c，左端和右端的一個引線條從其延伸，以及光接收裝置圖形19b，中央一個引線條14從其延伸。輸出圖形19a、19c分別具有MOSFET 17b，這些圖形19a、19c在其漏極彼此相連，在其柵極連接光接收裝置19b，也通過連線20連接。光電二極管陣列17a被安裝在光接收裝置圖形19b上，光電二極管陣列17a的一端連接MOSFET17b的柵極，另一端連接MOSFET 17b的源極，也通過連線20連接。利用這種布置，兩個MOSFET 17b在漏和源反串聯(lián)的串聯(lián)電路最終連接在左端和右端的一個引線條14上。
在這種狀態(tài)下，發(fā)光側圖形導體18和光接收側圖形導體19彼此相對設置，光接收組件17的光電二極管陣列17a和發(fā)光元件16相對設置，如圖4所示。因而，如圖3所示，響應發(fā)光元件16的亮暗從光接收側圖形導體19延伸的右端和左端引線條14之間保持通斷狀態(tài)。
如圖7和圖8所示，這樣布置的發(fā)光側圖形導體18和接收側圖形導體19被密封在由透光合成樹脂制成的內模制體12內。雖然內模制體12內的樹脂也充滿發(fā)光元件16和光接收組件17之間，但由于這種樹脂其有透光性，因而二者處于光耦合狀態(tài)。進而可以看出，在內模制體12中具有槽21，用來在跨過公共圖形18a和顯示燈圖形18c的位置安裝操作顯示燈15，從而使這些圖形18a和18c安裝在槽21的底部被局部露出。
如圖9、10所示，在槽21中，包括可見發(fā)光二極管的操作顯示燈15被局部地插入。燈15的電極在和露出的圖形18a、18c相對的平面上，這樣當燈15被局部地插入槽21中時便可以電氣地連接到圖形18a和18c上。此處可用焊錫、導電粘合劑例如銀膏之類作為電連接。此外，在電連接之前，最好把發(fā)光側圖形導體18加熱，并涂以焊料或鍍銀以免由于氧化引起連接故障。在本實施例中，當電源被加在從發(fā)光側圖形導體18中伸出的左右引線條14時，操作顯示燈15發(fā)光。操作顯示燈15制成實臺狀，使從槽21中突起的部分的寬度被減少，但光輸出表面都基本上為方形的。
因為內模制體12用所述的透光合成樹脂制成，所以它被密封在用不透光合成樹脂制成的外模制體13內，以免干擾光的影響。此時，外模制體13這樣構成，使得操作顯示燈15的光輸出表面和相應的外模制體13的外側面齊平。此外，操作顯示燈15的突臺部分被外模制體13保持，并在上面作用模制外模制體13的壓力，使得操作顯示燈15的電極直接靠在發(fā)光側圖形導體18上，最終把燈15固定在殼體11內。這里，模制模具最好具有下述的裝置，以免由于任何尺寸波動在操作顯示燈15上施加應力而使其破壞。即模具具有噴射針(injection pin)部分，以便借助于彈簧裝置對燈15的露出的部分彈性地突出或收縮，或在發(fā)光側圖形導體18的相反側在燈15的安裝位置設置彈性體例如硅膠的撞擊吸收器。
如上所述，殼體11可以通過自動模制制成，在模制內模制體12時，使發(fā)光側圖形導體19作為在顯示燈安裝槽21中的露出的部分，在燈15安裝在圖形導體18的露出的部分之后，再模制外模制體13。此外，操作顯示燈15被直接固定在發(fā)光側圖形導體18上，在發(fā)光側圖形導體18上固有秀發(fā)光元件16，利用已知的封裝工藝制成的高brid IC相比，能夠減少尺寸。此外，操作顯示燈15顯示偏離殼體11主要表面的中心位置，使得燈15同時可用作指示殼體11方向的標記。
此外，當把一電阻固定在操作顯示燈15的位置時，通過把電阻串聯(lián)于發(fā)光元件上便可以不用附加元件而只用輸入電壓驅動開關。
實施例2在本實施例中，如圖11、12所示，操作顯示燈15的光輸出面從外模制體13的外表面稍微向里回縮，而不保持齊平，并且燈15的回縮的光輸出表面上，形成有由透明的環(huán)氧樹脂制成的導光件22，其端部則突出在外模制體13的外面。通過把突出于殼體11之外的導光件22的端部作成局部的球形，可以從不同的方向看到操作顯示燈15的亮暗狀態(tài)。
由于有突出于殼體11之外的導光件22，擴大了觀察操作顯示燈15的范圍。其余的結構及功能和實施例1的相同。導光件22可以不是透明的而是乳色的，以避免光的擴散。
實施例3在本實施例中，試圖進一步擴展操作顯示燈15的可見范圍，并制成和實施例1的結構不同的殼體。即如圖13所示，內模制分12被制成雙重結構，包括由透光合成樹脂(硅樹脂制成的光導部分12a和電不透光合成樹脂制成的光屏蔽部分12b，并在12b的主要表面內具有顯示燈安裝槽21，而外模制體13由透明環(huán)氧樹脂制成。光導部分12a形成在發(fā)光元件16a和形成光接收組件的光電二極管陣列17a之間，其形狀使得沿從發(fā)光元件16向光接收組件17的方向增加其橫截面積。此外，光屏蔽部分12b蓋住光導部分12a以及發(fā)光側圖形導體18和光接收側圖形導體19，而只在燈安裝槽21的底部露出發(fā)光側圖形導體18。
雖然其它的結構和功能和實施例1的相同，但借助于用樹脂填充發(fā)光元件16和光接收組件17之間的空間來模制制造導光部分為最好，在此之后，模制光屏蔽部分12b，然后安裝上操作顯示燈15之后進行模制外模制體13。
在上述結構中，由透明環(huán)氧樹脂形成的外模制體13使得當操作顯示燈15發(fā)光時整個殼體11發(fā)光，從而使燈的可視范圍比實施例的大。此外，因為內模制體12屏蔽掉對于光接收部分17的干擾光，可以避免由于干擾光引起的誤動作。此外，透明的外模制體13可以作成乳白色的，其具有散射性。外模制體13可以染色。
實施例4如圖14、15所示，本實施例殼體11的結構和實施例3相同，代替樹脂模制件，用支撐片作為操作顯示燈15。即在本實施例4中也用透明環(huán)氧樹脂制成外模制體13，但不要求把操作顯示燈的先輸出表面露在外模制體13的外面，并且可以提供一種具有嵌在外模制體13中的操作顯示燈15的發(fā)光部分的結構。
如圖16、17所示，在制造實施例4的半導體開關時，包括發(fā)光二極管的支撐片的操作顯示燈15通過銀膏被固定在顯示燈安裝槽21內露出的發(fā)光側圖形導體18的公共圖形18a上。并且操作顯示燈15和顯示燈圖形18c通過金的連線20被電連接。此后，燈15、圖形18a、18c和導線20由外模制體13密封。此時，需要對在槽21內的發(fā)光側的圖形導體的露出部分進行鍍銀或洗滌，用于固定支撐片。
其它的結構和功能與實施例3的相同。在本實施例中，也由透明環(huán)氧樹脂制成的外模制體13改善了操作顯示燈亮暗的可視范圍，此外，對操作顯示燈15使用發(fā)光二極管的支撐片使得比使用樹脂模制件更能減少開關體積。
實施例5如圖17至23所示，在本實施例中，和實施例4一樣，使用發(fā)光二極管的支撐片作為操作顯示燈15。在本實施例中，外模制體13占據(jù)相應于例4中的光屏蔽部分12b和外模制體13的殼體11的部分。并用不透光合成樹脂連續(xù)地形成整體。此外，形成顯示燈安裝槽21，它從外模制體13的外側表面延伸到發(fā)光側圖形導體18，并用透光的合成樹脂制成光導體22，起保護燈15和透鏡的作用。
如圖18、19所示，在制造本實施例的半導體開關時，透光合成樹脂的內模體12相應于例4中的導光部分12a。它通過在安裝在發(fā)光側圖形導體的發(fā)光元件和安裝在光接收側圖形導體上的光接收組件17之間填充樹脂制成，并且發(fā)光元件16和光接收組件17是光耦合的。接著，用不透光合成樹脂制造外模制體13。此外，外模制體13形成槽21，用來安裝操作顯示燈。然后，如圖20、21所示，發(fā)光二極管的支撐片并形成操作顯示燈的支撐片被固定在發(fā)光側圖形導體18a的公共圖形18a上，并通過連線20電連接于顯示燈圖形18c。此外，在圖22、23中，通過封裝工藝制造導光件22，借以保護操作顯示燈15，同時改善可見度。當光導體22和外模制體13的外側表面齊平時，借助于使光導件22突出于外模制體13的外側面之外進一步改善可見度，如圖23中虛線所示，這樣的突起部分作成球形。
利用上述結構，操作顯示燈15可以裝在公共殼體11內，和發(fā)光元件16和光接收組件17結合在一起，因而使得和單獨提供燈15的情況相比容易安裝。此外，光導22的形狀可以如此選擇，使得根據(jù)需要可從一特定方向上或從所有方向上擴大可視范圍。其它的結構和功能和例4的相同實施例6如圖24所示，本實施例中殼體11制成內模制體12和外模制體13的雙層結構，而內模制體12由透光的合成樹脂制成，并且只包括相當于實施例3中的導光部分12a的部分，相當于光屏蔽的部分被省略了。外模制體13由不透光的合成樹脂制成，其結構包括相當于實施例3中的光屏蔽部分12b的部分，即和例5的殼體11的結構相同。
因為在這種結構的殼體11中內模制體12不能提供用來安裝操作顯示燈15的由樹脂模制成的槽21，所以在發(fā)光側圖形導體18中形成有定位槽23，用來固定燈15。在這種情況下，在公共圖形18a和顯示燈安裝圖形18c的相鄰部分，形成襯墊24，如圖25所示形狀的定位槽23被形成在襯墊24上。此后，包括樹脂模制的發(fā)光二極管的操作顯示燈15通過圖26所示的槽23定位在圖形上，并用導電粘合劑例如焊錫或銀膏連接到襯墊24上。在這種狀態(tài)下，如圖27所示，內模制體12作為導光部分插在發(fā)光側圖形導體18和光接收側圖形導體19之間，并且操作顯示燈15被固定在發(fā)光側圖形導體18上。然后，形成外模制體13，如圖24所示。因為外殼體13是不透光的，燈15的光輸出面與外模制體的外側面齊平并從殼體11中露出。
在上述實施例中，在制造期間在發(fā)光側圖形導體中為操作顯示燈形成的槽23也對燈15的樹脂模制部分起定位作用。此外，如圖28、29所示，提供有定位孔25位于燈15的端部也起相同的作用。其它的結構和功能和實施例1的相同。
實施例7本實施例的結構基本和實施例6的相同。如圖30和31所示。操作顯示燈15的光輸出表面用外模制體13蓋住，和例6不同，例6中樹脂模制的燈15的光輸出表面露出外模制體13的外表面。在這種情況下，蓋柱燈15的光輸出表面的外模制體13的部分作成厚度小于100μm的薄的部分13a。
由于由上述的薄的部分13a蓋住燈15的光輸出表面，該開關可以這樣構成，使得當燈15不亮時幾乎看不到燈15的存在，但當燈15亮時則從薄的部分13a輸出光。即雖然殼體11具有和沒有操作顯示燈一樣的外形，但一旦燈15發(fā)光，則燈15的光就從薄的部分漏出，從而看到發(fā)光的狀態(tài)。此外，因為燈15的光輸出表面被外模制體13的薄的部分13a蓋住，燈15就不露在大氣中。因而可以防潮，并使在外模制體13的外側表面上用于作各種標記的面積擴大。其它的結構和功能和例6的相同。
實施例8在前述實施例6中樹脂模制的操作顯示燈15和發(fā)光元件16被分別固定在發(fā)光側圖形導體18的相對的側面上，本實施例8表明，在燈15的樹脂模制體上形成有法蘭15a，并緊靠發(fā)光側圖形導體18的同一側面，作為發(fā)光元件16的安裝側平面，如圖32和33所示。這里，發(fā)光側圖形導體18和光接收側圖形導體19的形狀和例6的不同，但是在電連接關系上相同。此外，在公共圖形18a和在發(fā)光側圖形導體18中的顯示燈安裝圖形18c之間的間隙被這樣設置，使得操作顯示燈15可以通過。在和發(fā)光側圖形導體18接合的法蘭15a的部分形成燈15的電極，并用銀膏或焊錫實現(xiàn)和電導體18的機電連接。
制造上述實施例8中的開關時，和前述的實施例類似，安裝在發(fā)光側圖形導體18上的發(fā)光元件16和安裝在光接收側圖形導體19上的光接收組件17通過透光合成樹脂制成的內模制體12進行光耦合，并把操作顯示燈15以上述方式固定在發(fā)光側圖形導體18上。此后，如圖34和35所示，不透光的合成樹脂制成的外模制體13以露出燈15的光輸出表面的形式制成。這里，發(fā)光元件16和燈15互相分開設置，不透光的外模制體13位于燈15和內模制體13之間，使得燈15的輸出光或外部光不會被光接收組件17收到，可以防止由于這種光引起的誤動作。
按照實施例8的結構，可以減少殼體11在發(fā)光元件16和光接收組件17的耦合方向的厚度，可以作得比實施例6的體積小。即可以制成2mm厚的殼體11，而使開關更薄。
實施例9在上述的實施例的結構中，操作顯示燈15在模制殼體11時便被裝在殼體11中，本實施例9的結構都是在模制形成殼體11之后再安裝操作顯示燈15。
即如圖36所示，殼體11具有缺口或槽27，其位于從發(fā)光裝置圖形18b和顯示燈安裝圖形18c伸出的兩個相鄰的引線條14的邊沿部分，顯示燈安裝部分用來在其上安裝顯示燈15，它由發(fā)光二極管片構成，如圖38所示。在此缺口27中露出引線條14，通過使燈15和缺口27接合，可把燈15整體地裝在殼體11中。如圖38所示，燈15在其底面的兩端具有電極15a，當把燈15和缺口27接合后，利用導電粘合劑例如焊錫或銀膏可使電極15a連接到在缺口27中露出的引線條14上。為了不致在把開關安裝于電路板上時的焊接熱量而引起燈15的滑落，最好利用環(huán)氧樹脂把燈15牢固地固定在殼體11中。其它的結構和功能與實施例1的相同。
實施例10在上述實施例9中殼體11具有缺口27，本實施例10使用的殼體11如圖39所示，代替缺口27，使引線條14伸出殼體11的長度大于操作顯示燈的發(fā)光二極管片的寬度，并在引線條伸出的部分上形成襯墊28，作為操作顯示燈連接器，和燈15的電極15a電氣相連。用這種結構，本發(fā)明的開關可以借助于只改變常規(guī)開關的引線條的尺寸來容易地實現(xiàn)。關于襯墊28，操作顯示燈15的電極15a通過導電粘合劑例如焊錫、銀膏之類連接在其上。為防止燈15脫離殼體11，最好用環(huán)氧樹脂把其牢靠地固定在殼體上。雖然這一例中燈15和殼體11不是一個整體，但可以在安裝半導體開的同時把燈15裝上。其它的構造和功能和實施例1相同。
實施例11如圖40所示，本例中有三個引線條14從發(fā)光側圖形導體18伸出，在靠近殼體11的露出的部分具有焊接連接孔29，作為連接裝置。即本實施例11也采用類似于實施例10的結構，即在殼體11形成之后才安裝操作顯示燈15。利用這種結構，在殼體形成之后把燈15安裝在殼體11上，把燈15的引線15b插入引線條14的連接孔29中并將其焊在一起，并且也可以在安裝半導體開關的同時安裝燈15。其它的結構和功能和實施例1相同。
實施例12
在前述各實施例中，操作顯示燈15和發(fā)光元件16串聯(lián)，因而當燈15發(fā)生故障時會引起發(fā)光元件16不發(fā)光的危險，這樣便不能維持半導體開關的功能。在本實施例12中，如圖41、42所示，二極管D和操作顯示燈15并聯(lián)，使得即使在燈15發(fā)生導通故障的情況下也能通過二極管D向發(fā)光元件16提供電流。二極管D最好使用其正向壓降比操作顯示燈15使用的發(fā)光二極管的正向壓降大的二極管(在圖43中，實線代表燈15的電流電壓特性，虛線代表二極管D的同樣特性)。利用這一結構，即使在操作顯示燈15發(fā)生故障時，也能通過二極管D的發(fā)光元件16提供電流，從而總可以維持半導體開關的功能。應當說明，實施例12可應用于上述各個實施例。
例如，如圖44、45所示，本實施例12的結構可應用于實施例4的結構。其中二極管D呈支撐片的形式，沿著構成操作顯示燈15的發(fā)光二極管的支撐片設置。二極管D在其兩端具有電極，這些電極和發(fā)光側圖形導體18在安裝燈15的槽21中露出的部分相連，利用導電粘合劑例如焊錫和銀膏連在一起。其它結構和功能同實施例4。
實施例13在本實施例中，如圖48，49所示，在殼體11上提供有電路襯底26，代替操作顯示燈。即借助于對殼體11提供電路襯底26，可以在電路襯底26上安裝發(fā)光元件16或光接收組件17的驅動控制電路。使用和殼體11成一整體的印刷線路板作為電路襯底26，它具有露在殼體11的一個外側面上的其上電路導體圖形的表面。
在制造這種結構的殼體時，內模制體12由透光合成樹脂制成，如圖50、51所示。發(fā)光側圖形導體18上安裝發(fā)光元件16，光接收側圖形導體19上安裝光接收組件17，它們彼此相對。此時，由模制體12如此形成，使得在一個表面上露出發(fā)光側圖形導體。電路襯底26是一個雙側面的襯底，并且用導電粘合劑例如銀膏和露在內模制體12外面的發(fā)光側圖形導體18連接，如圖52、53所示。此處電路襯底26主要具有發(fā)光元件16的驅動電路的導體圖形，在襯底兩個表面上的導體圖形借助于通孔彼此電氣連接。此后，外模制體13由不透光合成樹脂制成，如圖48、49所示。這外模制體13也這樣構成，使得露出電路襯底26外表面上的導體圖形，并用外模制體13保持電路襯底26。在形成殼體11之后，利用導電粘合劑例如焊錫或銀膏把驅動電路的構件安裝在電路襯底的表面上。
雖然上述的結構中把發(fā)光元件16的驅動電路形成在電路襯底26上，但也可以使光接收側，圖形導體19露出內模制體12，并借助于把電路襯襯26和接收側圖形導體19相連把其固定在電路襯底26上。此外，也能把作為操作顯示燈的發(fā)光二極安裝在電路襯底26上。其它結構和功能和實施例1的相同。
實施例14雖然在上述的各個實施例中發(fā)光元件16、光接收組件17以及操作顯示燈被安裝在發(fā)光側圖形導體18和光接收側圖形導體19上，本實施例14使用現(xiàn)成的半導體開關體30，它具有發(fā)光元件和光接收裝配，如圖54、55所示。這種半導體開關體30具有6個端子條30a。半導體開關體30安裝在由導電板構成的引線框架上，并具有包括支撐片的操作顯示燈15，6個引線條31分成兩排，每排3個，形成引線框，并具有獨立于引線條31的輔助條32。這種半導體開關30可使用5個引線條31和輔助條32進行固定，操作顯示燈15連接在引線條31的另一端和輔助條32之間。此外，如圖56，57所示，半導體開關體30和操作顯示燈15用透光合成樹脂模制體在殼體11內。結果，基本上殼體11的整個表面當燈15亮時都發(fā)亮。
在制造本實施例14的半導體開關時，如圖54、55時，包括支撐片的操作顯示燈15通過模具連接工藝固定在引線框架中的一個引線條31上，引線框架具有引線條31和輔助條32，并通過導線連接工藝把其連接到輔助條32上。此外，半導體開關體30利用銀膏或焊錫被固定到引線條31和輔助條32上。此外，如圖56、57所示，整個裝置用透光合成樹脂制成的殼體11覆蓋。此后，引線條31被切成從殼體11局部突出的形式，用于連接外部電路，輔助條12被切成和殼體11的外表面齊平。
利用這種結構，能夠把現(xiàn)成為半導體開關體30和燈15裝在殼體11內，因而以以單件的形式處理半導體開關體30和操作顯示燈15。殼體11被制成當燈15發(fā)光時整個透光的，其余結構和功能和實施例1相同。
實施例15如圖58至63所示，該實施例使用印刷電路板35代替引線框架，把現(xiàn)成的半導體開關體30和顯示燈15安裝在其上，并具有連接印刷電路板35和外電路的引線條38。此外，在實施例15中，所用的半導體開關體30具有4個端子條30a，在開關體30內的發(fā)光元件和燈15串聯(lián)。
在印刷電路板35中，形成圖58、59所示的4個接地(land)圖形36，并形成一個輔助圖形37。開關體30的端子條30a被分別連接到三個接地圖形36的每個以及輔助圖形37上，燈15是一支撐片，通過模制連接到輔助圖形37上，并用導線連接到剩余的接地圖形36上。電路板35和開關體30被模制在由透光合成樹脂制成的殼體11中，殼體11是透明的以滿足透光的目的。
在制造實施例15的半導體開關時，通過模制連接把操作顯示燈15固定在印刷線路板35的輔助圖形37上，然后通過導線連接到一個接地圖形上。半導體開關30通過焊錫或銀膏連接到圖形上。然后，如圖60和61所示，通過銀膏或焊錫把引線條38機械地并電氣地連接到線路板35上的各個接地圖形36上。最后，如圖62和63所示，模制殼體11，從而蓋住開關體30和燈15。引線條38從殼體11的側面伸出，用來連接外部電路。
因為在本實施例中操作顯示燈15被固定在印刷線路板35的一個側面上，所以從燈15發(fā)出的光幾乎不射到線路板35的其它側面上。其它結構和功能和實施例1的相同。
權利要求
1.一種操作顯示半導體開關，包括由導電板制成的發(fā)光側圖形導體，置于兩個互相對置的平面之一上；由導電板制成的光接收側圖形導體，置于兩個互相對置的平面中的另一個平面上；安裝在發(fā)光側圖形導體上的發(fā)光裝置；安裝在光接收側圖形導體上的光接收裝置；容納發(fā)光側和光接收側圖形導體的殼體，使發(fā)光和光接收裝置以互相對置的方式實現(xiàn)彼此的光耦合；以及響應發(fā)光裝置的亮暗使光接收裝置通斷的裝置；所述殼體包括由透光合成樹脂制成的內模制體，用來維持在發(fā)光側和光接收圖形導體上的發(fā)光裝置和光接收裝置之間的光耦合，所述圖形導體嵌在內模制體中，由不透光合成樹脂制成的外模制體，它包圍著內模制體，用來阻止外部光射到內模制體上，內模制體包括在其一個側面形成的槽，并在其底部露出除了發(fā)光裝置安裝部分之外的另一部分發(fā)光側圖形導體，以及局部位于內模制體槽中的操作顯示燈，被樹脂模制在其內并和槽底部露出的發(fā)光側圖形導體電氣相連，所述燈具有一光輸出表面，露在外模制體的相應的外側面，當所述燈亮時用來提供可見光輸出。
2.如權利要求1的開關，其中操作顯示燈具有和燈的光輸出表面光耦合的導光裝置，它從外模制體的外表面突出。
3.一種操作顯示半導體開關，包括由導電板制成的發(fā)光側圖形導體，位于兩個相互對置的平面中的一個上；由導電板制成的光接收側圖形導體，位于兩個相互對置的平面中的另一個上；安裝在發(fā)光側圖形導體上的發(fā)光裝置；安裝在光接收側圖形導體上的光接收裝置；容納具有互相對置的光耦合的發(fā)光裝置和光接收裝置的發(fā)光側圖形導體和光接收側圖形導體的殼體；以及響應發(fā)光裝置的亮暗使光接收裝置通斷的裝置；所述殼體包括內模制體，其中嵌著發(fā)光側和光接收側圖形導體，以及包圍內模制體的外模制體，所述內模制體具有在其外側面形成的槽，在槽的底部露出不安裝發(fā)光裝置的發(fā)光側圖形導體的另一部分，以及局部位于槽中的操作顯示燈，用樹脂模制在其中，并和槽的底部中的發(fā)光側圖形導體的露出部分電氣相連，當發(fā)光裝置亮時用來提供可見光輸出，以及內模制體還包括用透光合成樹脂制成的光引導部分，用于發(fā)光裝置和光接收裝置之間的光耦合，以及由不透光合成樹脂制成的光屏蔽部分，它包圍著光引導部分，而外模制作由透光的合成樹脂制成。
4.一種操作顯示半導體開關，包括由導電板制成的發(fā)光側圖形導體，置于兩個互相對置的平面中的一個上；由導電板制成的光接收側圖形導體，置于兩個互相對置的平面中的另一個上；安裝在發(fā)光側圖形導體上的發(fā)光裝置；安裝在光接收側圖形導體上的光接收裝置；容納發(fā)光側和光接收側圖形導體的殼體，所述圖形導體具有以互相對置方式實現(xiàn)光耦合的發(fā)光裝置和光接收裝置；以及用來響應發(fā)光裝置的亮暗使光接收裝置通斷的裝置；所述殼體包括內模制體，其中嵌著發(fā)光側和光接收側圖形導體，以及包圍內模制體的外模制體；所述內模制體具有在其外側面形成的槽，在槽的底部露出發(fā)光側圖形導體的不安裝發(fā)光裝置的另一部分，以及操作顯示燈，其包括支撐片，并和在槽的底部露出的發(fā)光側圖形導體的部分電氣相連，并安裝在其內，當發(fā)光裝置亮時，用來提供可見光輸出，以及內模制體還包括由透光合成樹脂制成的光引導部分，用來實現(xiàn)發(fā)光裝置和光接收裝置之間的光耦合，以及由不透光合成樹脂制成的光屏蔽部分，它包圍著光引導部分，而外模制體由透光合成樹脂構成，并且蓋住操作顯示燈的光輸出的表面。
5.一種操作顯示半導體開關，包括由導電板制成的發(fā)光側圖形導體，位于兩個互相對置的平面中的一個上；由導電板制成的光接收側圖形導體，位于兩個互相對置的平面中的另一個上；安裝于發(fā)光側圖形導體上的發(fā)光裝置；安裝于光接收側圖形導體上的光接收裝置；容納發(fā)光側和光接收側圖形導體的殼體，其上有以相互對置的方式進行光耦合的發(fā)光裝置和光接收裝置；以及用來響應發(fā)光裝置的亮暗使光接收裝置通斷的裝置；所述殼體包括由透光合成樹脂制成的內模制使其內嵌有發(fā)光側和光接收側圖形導體，用于在發(fā)光裝置和光接收裝置之間實行光耦合，以及由不透光合成樹脂制成的外模制體，它包圍著內模制體，用來阻斷外部光射到內模制體上，以及所述外模制體在外側面具有一槽，用來在其底部露出在內模制體中沒有安裝發(fā)光裝置的發(fā)光側圖形導體的另一部分，以及操作顯示燈，它包括一支撐片，并被置于所述槽中，和在槽的底部露出的發(fā)光側圖形導體電氣相連，當發(fā)光裝置發(fā)光時，用來提供可見光輸出，以及用透光合成樹脂制成的導光件，它位于所述槽中，和操作顯示燈呈光耦合狀態(tài)，用來把燈的輸出光引導到外模制體的外部。
6.如權利要求5的開關，其中導光件凸出于外模制體，其凸出的部分具有球形的表面。
7.一種控制顯示半導體開關，包括由導電板制成的發(fā)光側圖形導體，位于兩個互相對置的平面中的一個上；由導電板制成的光接收側圖形導體，位于兩個互相對置的平面中的另一個上；安裝在發(fā)光側圖形導體上的發(fā)光裝置；安裝在光接收側圖形導體上的光接收裝置；容納發(fā)生側和光接收側圖形導體的殼體，它們之間以相互對置的方式進行光耦合；以及用來響應發(fā)光裝置的亮暗使光接收裝置通斷的裝置；所述殼體包括由透光合成樹脂制成的內模制體，用于在發(fā)光裝置和光接收裝置之間進行光耦合，并且露出發(fā)光側圖形導體沒有安裝發(fā)光裝置的部分，由不透光合成樹脂制成的外模制體，它包圍著具有發(fā)光側和光接收側圖形導體的內模制體，用來阻斷任何射到內模制體上的外部光，以及由樹脂模制的操作顯示燈，當其發(fā)光時提供可見光輸出，它和沒有安裝發(fā)光裝置的發(fā)光側圖形導體的部分電氣相連，并露出提供光輸出的表面于外模制體的外側面。
8.一種操作顯示半導體開關，包括由導電板制成的發(fā)光側圖形導體，位于兩個互相對置的平面中的一個上；由導電板制成的光接收側圖形導體，位于兩個互相對置的平面中的另一個上；安裝在發(fā)光側圖形導體上的發(fā)光裝置；安裝在光接收側圖形導體上的光接收裝置；容納發(fā)光側和光接收側圖形導體的殼體，它們以互相對置的方式進行光耦合；以及用來響應發(fā)光裝置的亮暗使光接收裝置通斷的裝置；所述殼體包括由透光合成樹脂制成的內模制體，用于發(fā)光裝置和光接收裝置之間的光耦合，并露出至少沒有安裝發(fā)光裝置的發(fā)光側圖形導體的部分，以及由不透光合成樹脂制成的外模制體，用來包圍具有發(fā)光側和光接收側圖形導體的內模制體，阻斷任何入射到內模制體上的外部光，內模制體包括樹脂模制在其中的操作顯示燈，它和露出的發(fā)光側圖形導體的部分電氣相連，用來輸出可見光，并且外模制體具有一連續(xù)并完整的足夠薄的部分，用來透射操作顯示燈的輸出光，同時又蓋住提供輸出光的燈的表面。
9.一種操作顯示半導體開關，包括由導電板制成的發(fā)光側圖形導體，位于兩個互相對置的平面中的一個上；由導電板制成的光接收側圖形導體，位于兩個互相對置的平面中的另一個上；安裝在發(fā)光側圖形導體上的發(fā)光裝置；安裝在光接收側圖形導體上的光接收裝置；容納發(fā)光側和光接收側圖形導體的殼體，使它們以相互對置的方式彼此實現(xiàn)光耦合；以及用來響應發(fā)光裝置的亮暗使光接收裝置通斷的裝置；所述殼體包括由透光合成樹脂制成的內模制體，用于發(fā)光裝置和光接收裝置之間的光耦合，并至少露出發(fā)光側圖形導體的不安裝發(fā)光裝置的部分，以及由不透光合成樹脂制成的外模制體，用來包圍內模制體和發(fā)光側和光接收側圖形導體，并阻擋任何射到內模制體上的外部光；其中的樹脂模制的操作顯示燈在發(fā)光時提供可見光輸出，它和發(fā)光側圖形導體的安裝發(fā)光裝置的一側所安裝的發(fā)光裝置電氣相連，并沿發(fā)光側圖形導體的厚度方向穿過發(fā)光側圖形導體，而燈的提供光輸出的表面位于不安裝發(fā)光裝置的發(fā)光側圖形導體的一側上。
10.一種操作顯示半導體開關，包括用于在容納在殼體中的發(fā)光裝置和光接收裝置之間實現(xiàn)光耦合的裝置，所述殼體的外側面具有一槽形安裝部分，局部地露出引線條，用來把發(fā)光裝置連接到外部電路上；以及在殼體的槽形安裝部分中接合的操作顯示燈，它和在槽形安裝部分中露出的引線條電氣相連，當它發(fā)光時，提供可見光輸出表面。
11.一種操作顯示半導體開關，包括用來在容納在殼體中的發(fā)光裝置和光接收裝置之間實現(xiàn)光耦合的裝置，并響應發(fā)光裝置的亮暗使光接收裝置通斷，所述殼體包括凸出于殼體之外的引線條，用于發(fā)光裝置和外電路的連接，所述引線條具有一個連接部分；以及連接于所述連接部分的操作顯示燈，當其發(fā)光時，用來提供可見輸出表面。
12.如權利要求1的開關，其中的操作顯示燈是發(fā)光二極管，有一比其正向壓降較高的二極管和其并聯(lián)。
13.一種操作顯示半導體開關，包括用導電板制成的發(fā)光側圖形導體，置于兩個互相對置的平面中的一個上；用導電板制成的光接收側圖形導體，置于兩個互相對置的平面中的另一個上；安裝在發(fā)光側圖形導體上的發(fā)光裝置；安裝在光接收側圖形導體上的光接收裝置；容納所述發(fā)光側和光接收側圖形導體的殼體，使它們以互相對置的方式實現(xiàn)光耦合；以及用來響應發(fā)光裝置的亮暗使光接收裝置通斷的裝置；所述殼包括用透光各成樹脂制成的內模制體，用于發(fā)光裝置和光接收裝置之間的光耦合，并露出發(fā)光側圖形導體和光接收側圖形導體的不安裝發(fā)光裝置和光接收裝置的至少一個表面，迭放在露出內模制體外面的發(fā)光側和光接收圖形導體的一個表面上的電路襯底，并至少與發(fā)光裝置和光接收裝置中的一個電氣相連，以及由不透光合成樹脂制成的外模制體，它除去形成有導體圖形的電路襯底和表面之外，包圍著內模制體，用來阻斷任何入射到內殼體的外部光。
14.一種操作顯示半導體開關，包括半導體開關體，所述半導體開關體包括以光耦合的方式模制的發(fā)光裝置和光接收裝置，用來響應發(fā)光裝置的亮暗使光接收裝置通斷，和所述半導體開關體電氣相連的操作顯示燈，當其發(fā)光時用來提供可見光輸出包括有導電板的引線框架，半導體開關體和操作顯示燈位于框架上，由透光合成樹脂制成的殼體，除去用于連接外部電路的引線框架的引線條之外，所述殼體蓋住半導體開關體和操作顯示燈。
15.一種操作顯示半導體開關，包括半導體開關體，所述開關體包括以光耦合的方式模制的發(fā)光裝置和光接收裝置，用來響應發(fā)光裝置的亮暗使光接收裝置通斷，和所述半導體開關體電氣相連的操作顯示燈，當其發(fā)光時，用來提供可見光輸出，一個其上裝有半導體開關體和操作顯示燈的印刷線路板，和印刷線路板相連的引線條，用來連接線路板和外電路，由透光合成樹脂制成的殼體，除去引線條之外，所述殼體蓋住半導體開關體和操作顯示燈以及印刷線路板。
全文摘要
一種操作顯示半導體開關，包括操作顯示燈，其具有發(fā)光元件，例如發(fā)光二極管，并被安裝在由透光的合成樹脂制成的內模制體和不透光的合成樹脂制成的外模制體構成的殼體中，外模制體在外面包圍著內模制體，以及發(fā)光側和光接收側圖形導體，其內端部分嵌在內模制體中，使分別裝在該導體內端部分上的發(fā)光二極管和光接收元件彼此相對，從而通過內模制體實現(xiàn)二元件之間的光耦合。和所述導體電氣相連的操作顯示燈一部分固定在內模制體的燈安裝槽內，一部分露在不透光的外模制體的外面。
文檔編號H01L31/167GK1130307SQ9511912
公開日1996年9月4日 申請日期1995年10月3日 優(yōu)先權日1994年10月3日
發(fā)明者松田大, 宮本靖典 申請人:松下電工株式會社