专利名称：操作显示半导体开关的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种操作显示半导体开关，具有发光装置和光接收装置，它们彼此相对地被装在壳体内，以便进行光耦合，使得光接收装置响应光发射装置的通断而通断。
已经提出了几种半导体开关，其中使用例如发光二极管作为发光部分以及使用光电二极管来检测发光部分的亮暗作为光接收部分，响应发光部分的亮/暗，使一合适的开关元件通断。发光部分和光接收部分相对地置于一个壳体中。作为光接收部分，也可以使用由光进行通断的光电三极管之类作为开关元件，并且所述的半导体开关一般以固体继电器、光耦合器之类的形式提供。
在所述种类的半导体开关中，已经有一种开关，它具有显示发光部分的亮暗的部分，或是装在外壳中的一种操作显示灯，其中包括用来显示电源状态的发光二极管。即能够用发光部分的一个串联电路显示发光部分的亮暗，这种操作显示灯例如是一个发光二极管，并向这一串联电路提供驱动电流。一般地说在一个壳体内装有操作显示灯的半导体开关构成一混合IC，它包括一般的半导体开关和操作显示灯并且对这类半导体开关使用的壳体是借助于封装制成的。
这类半导体开关的例子在日本专利公开NOS.60-193384和57-71-71184以及日本实用新型公开No.57-106245中披露了。
然而，在这些已知的半导体开关中，没有提出可以紧凑地装在一个壳体内的结构，并且在这方面，他们也仍旧没有达到满意的程度。
因此，本发明的目的在于，提供一种操作显示半导体开关，它能消除前述的已有半导体开关中的问题，并能够使具有操作显示灯的结构实现批量生产，并能有效地利用自动模制的制造技术。
按照本发明，上述目的可以这样达到提供一种操作显示半导体开关，其中由导电板制成的发光侧图形导体被放在相互对置的两个平面中的一个上，也由导电板制成的光接收侧图形导体被置于另一个平面上，并且发光装置安装于发光侧图形导体上，光接收装置安装于光接收侧图形导体上，并互相对置地安装在一个壳体内，以便相互进行光耦合，响应发光装置的亮暗使光接收装置通断，其特征在于，外壳由用透光的合成树脂制成的内模制体构成，以便保持光发射及接收装置之间的光耦合，它们嵌在发光侧和光接收侧图形导体中，还包括不透光合成树脂制成的外模制体，它包围着内模制体，用来阻止外部光入射到内模制体上，内模制体的外侧面有一用来安装操作显示灯的槽，而在槽的底面露出发光侧图形导体的一部分，这部分是不安装发光装置的一侧，操作显示灯被部分地插在树脂模制成的槽内，并提供可见光输出，它电连接到在槽底部露出的发光侧图形导体部分，而把光输出侧露出外模制体的外面。
利用上述结构，可以在和常规半导体开关同样小的壳体内提供操作显示灯，并通过模制连接或导线连接，使发光装置和光接收装置和发光侧或光接收侧图形导体相连，并且在操作显示灯固定在内模制体的状态下模制外模制体，从而不用封装工艺，而通过自动模制来制造壳体，因而获得高的生产量。
通过下面结合附图的说明可以更加清楚地看出本发明的其它目的和优点，其中
图1是本发明的操作显示半导体开关实施例1的平面图；图2是图1所示半导体开关的纵截面图；图3是图1的半导体开关中的光发射侧和光接收侧图形导体在树脂模制之前状态的平面图；图4是图3所示的开关的图形导体在树脂模制之前的侧视图；图5是图1的半导体开关中光发射侧图形导体的平面图；图6是图1的半导体开关中光接收侧图形导体的平面图；图7是图1的半导体开关的内模制体被形成的状态的平面图；图8是图1的开关的内模制体被形成状态的纵截面图；图9是图1的半导体开关在外模制体尚未形成状态下的平面图；图10是图9所示状态下半导体开关的纵截面图；图11是本发明第二实施例的平面图；图12是图11所示开关的纵截面图；图13是本发明第三实施例的纵截面图；图14是本发明第四实施例的半导体开关的平面图；图15是图14所示开关的纵截面图；图16是图13的第三实施例在外模制体形成之前的平面图；图17是图13的在外模制体形成之前的纵截面图；图18是本发明第五实施例的外模制体形成状态下的平面图；图19是图18的半导体开关的纵截面图；图20是操作显示灯在安装于图18的半导体开关状态下的平面图；图21是图18所示状态下的纵截面图；图22是图18的半导体开关的平面图；图23是图18的半导体开关的纵截面图；图24是本发明第六实施例的开关的纵截面图；图25是图24半导体开关中安装操作显示灯之前光发射侧图形导体的平面图；图26是图24的半导体开关中安装操作显示灯之后光发射侧图形导体的平面图；图27是在图24的开关中在形成外模制体之前光发射和光接收侧图形导体的侧视图；图28是图24的半导体开关中在安装操作显示灯之前在另一方面的光发射侧图形导体的平面图；图29是图24的开关中在安装操作显示灯之后图28的光发射侧图形导体的平面图；图30是本发明第七实施例的半导体开关的平面图；图31是图30的半导体开关的纵截面图；图32是本发明实施例8中在形成内模制体之前光发射侧和光接收侧图形导体的平面图；图33是图32的第八实施例在形成内模制体之后图形导体的纵截面图；图34是图32的第八实施例中具有内模制体和操作显示灯的半导体开关的平面图；图35是图34的半导体开关的纵截面图36是本发明第九实施例的半导体开关在安装操作显示灯之前的透视图；图37是图36的半导体开关在安装操作显示灯之后的透视图；图38是图37的开关中使用的操作显示灯的透视图；图39是本发明的半导体开关的第10实施例的透视图；图40是本发明的半导体开关的第11实施例的透视图；图41是表明本发明第12实施例的一个方面的电路图；图42是表示本发明第12实施例的另一个方面的电路图；图43是图41和图42的两个方向中使用的发光二极管和二极管的特性曲线；图44是使用图41的第12实施例的平面图；图45是图44的开关的纵截面图；图46是第12实施例的开关在外模制体形成之前的平面图；图47是图46的开关在外模制体形成之前的纵截面图；图48是本发明第13实施例的半导体开关的平面图；图49是图48的第13实施例的开关的纵截面图；图50是图48的开关具有内模制体，其中嵌有光发射侧和光接收侧图形导体的平面图；图51是图50的开关的纵截面图；图52是图48的开关在形成外模制体之前的平面图；图53是图52的开关的纵截面图；图54是本发明第14实施例的开关在形成外模制体之前的平面图；图55是图54的开关的侧视图56是图54的第14实施例的平面图；图57是图54的第14实施例的截面图；图58是第15实施例的开关装在印刷线路版上时的平面图；图59是图58的侧视图；图60是第15实施例的开关在形成外模制体之前的平面图；图61是图60的侧视图；图62是图58的第15实施例的开关的平面图；图63是图62的侧视图。
虽然本发明将参照附图进行说明，但应当理解，本发明并不限于这些实施例，而是包括各种改型、变化和等同物，它们都处在所附的权利要求范围之内。
图1和2表明了实施例1的结构，其中壳体11具有双重结构，即由透光的合成树脂制成的内模制体11和由不透光的合成树脂构成的外模制体12。两组三引线条14从壳体11的相对的侧面伸出，操作显示灯15置于壳体11内部离开一个主要表面的中央的位置，灯15的光输出表面从壳体11的一个主要表面露出。
参见图3、4，在内模制体12内密封着包括发光二极管作为发光装置的发光元件16，包括光电二极管阵列17a和两个MOSFET17b的光接收组件17作为光接收装置。这些发光元件16和光接收组件17被分别安装在每组发光侧图形导体18和光接收侧图形导体19上，它们由导电板制成。这些导体组18、19被分别形成在互相相对且平行的平面上，三个引线条14从每组导体18、19沿相反方向延伸。在图3的平面图中，发光侧图形导体18用实线表示，而光接收侧图形导体19用虚线表示。
再看图5、6，发光侧图形导体18包括，如图5所示，公共图形18a，一个引线条14的左端从其伸延，发光装置图形18b，中间的一个引线条14从其伸延，显示灯图形18c，右端的一个引线条14从其伸延，公共图形18a具有右端部分，伸向显示灯图形18c的相邻位置。在发光装置图形18b上，安装着包括发光二极管芯片的发光元件16，并且元件16的一端(一般为阴极)被电连接到发光装置图形18b，而另一端连到公共图形18a，通过连线(金或铂制成)20连接。
在另一方面，如图6所示，光接收侧图形导体19包括，一对输出图形19a、19c，左端和右端的一个引线条从其延伸，以及光接收装置图形19b，中央一个引线条14从其延伸。输出图形19a、19c分别具有MOSFET 17b，这些图形19a、19c在其漏极彼此相连，在其栅极连接光接收装置19b，也通过连线20连接。光电二极管阵列17a被安装在光接收装置图形19b上，光电二极管阵列17a的一端连接MOSFET17b的栅极，另一端连接MOSFET 17b的源极，也通过连线20连接。利用这种布置，两个MOSFET 17b在漏和源反串联的串联电路最终连接在左端和右端的一个引线条14上。
在这种状态下，发光侧图形导体18和光接收侧图形导体19彼此相对设置，光接收组件17的光电二极管阵列17a和发光元件16相对设置，如图4所示。因而，如图3所示，响应发光元件16的亮暗从光接收侧图形导体19延伸的右端和左端引线条14之间保持通断状态。
如图7和图8所示，这样布置的发光侧图形导体18和接收侧图形导体19被密封在由透光合成树脂制成的内模制体12内。虽然内模制体12内的树脂也充满发光元件16和光接收组件17之间，但由于这种树脂其有透光性，因而二者处于光耦合状态。进而可以看出，在内模制体12中具有槽21，用来在跨过公共图形18a和显示灯图形18c的位置安装操作显示灯15，从而使这些图形18a和18c安装在槽21的底部被局部露出。
如图9、10所示，在槽21中，包括可见发光二极管的操作显示灯15被局部地插入。灯15的电极在和露出的图形18a、18c相对的平面上，这样当灯15被局部地插入槽21中时便可以电气地连接到图形18a和18c上。此处可用焊锡、导电粘合剂例如银膏之类作为电连接。此外，在电连接之前，最好把发光侧图形导体18加热，并涂以焊料或镀银以免由于氧化引起连接故障。在本实施例中，当电源被加在从发光侧图形导体18中伸出的左右引线条14时，操作显示灯15发光。操作显示灯15制成实台状，使从槽21中突起的部分的宽度被减少，但光输出表面都基本上为方形的。
因为内模制体12用所述的透光合成树脂制成，所以它被密封在用不透光合成树脂制成的外模制体13内，以免干扰光的影响。此时，外模制体13这样构成，使得操作显示灯15的光输出表面和相应的外模制体13的外侧面齐平。此外，操作显示灯15的突台部分被外模制体13保持，并在上面作用模制外模制体13的压力，使得操作显示灯15的电极直接靠在发光侧图形导体18上，最终把灯15固定在壳体11内。这里，模制模具最好具有下述的装置，以免由于任何尺寸波动在操作显示灯15上施加应力而使其破坏。即模具具有喷射针(injection pin)部分，以便借助于弹簧装置对灯15的露出的部分弹性地突出或收缩，或在发光侧图形导体18的相反侧在灯15的安装位置设置弹性体例如硅胶的撞击吸收器。
如上所述，壳体11可以通过自动模制制成，在模制内模制体12时，使发光侧图形导体19作为在显示灯安装槽21中的露出的部分，在灯15安装在图形导体18的露出的部分之后，再模制外模制体13。此外，操作显示灯15被直接固定在发光侧图形导体18上，在发光侧图形导体18上固有秀发光元件16，利用已知的封装工艺制成的高brid IC相比，能够减少尺寸。此外，操作显示灯15显示偏离壳体11主要表面的中心位置，使得灯15同时可用作指示壳体11方向的标记。
此外，当把一电阻固定在操作显示灯15的位置时，通过把电阻串联于发光元件上便可以不用附加元件而只用输入电压驱动开关。
实施例2在本实施例中，如图11、12所示，操作显示灯15的光输出面从外模制体13的外表面稍微向里回缩，而不保持齐平，并且灯15的回缩的光输出表面上，形成有由透明的环氧树脂制成的导光件22，其端部则突出在外模制体13的外面。通过把突出于壳体11之外的导光件22的端部作成局部的球形，可以从不同的方向看到操作显示灯15的亮暗状态。
由于有突出于壳体11之外的导光件22，扩大了观察操作显示灯15的范围。其余的结构及功能和实施例1的相同。导光件22可以不是透明的而是乳色的，以避免光的扩散。
实施例3在本实施例中，试图进一步扩展操作显示灯15的可见范围，并制成和实施例1的结构不同的壳体。即如图13所示，内模制分12被制成双重结构，包括由透光合成树脂(硅树脂制成的光导部分12a和电不透光合成树脂制成的光屏蔽部分12b，并在12b的主要表面内具有显示灯安装槽21，而外模制体13由透明环氧树脂制成。光导部分12a形成在发光元件16a和形成光接收组件的光电二极管阵列17a之间，其形状使得沿从发光元件16向光接收组件17的方向增加其横截面积。此外，光屏蔽部分12b盖住光导部分12a以及发光侧图形导体18和光接收侧图形导体19，而只在灯安装槽21的底部露出发光侧图形导体18。
虽然其它的结构和功能和实施例1的相同，但借助于用树脂填充发光元件16和光接收组件17之间的空间来模制制造导光部分为最好，在此之后，模制光屏蔽部分12b，然后安装上操作显示灯15之后进行模制外模制体13。
在上述结构中，由透明环氧树脂形成的外模制体13使得当操作显示灯15发光时整个壳体11发光，从而使灯的可视范围比实施例的大。此外，因为内模制体12屏蔽掉对于光接收部分17的干扰光，可以避免由于干扰光引起的误动作。此外，透明的外模制体13可以作成乳白色的，其具有散射性。外模制体13可以染色。
实施例4如图14、15所示，本实施例壳体11的结构和实施例3相同，代替树脂模制件，用支撑片作为操作显示灯15。即在本实施例4中也用透明环氧树脂制成外模制体13，但不要求把操作显示灯的先输出表面露在外模制体13的外面，并且可以提供一种具有嵌在外模制体13中的操作显示灯15的发光部分的结构。
如图16、17所示，在制造实施例4的半导体开关时，包括发光二极管的支撑片的操作显示灯15通过银膏被固定在显示灯安装槽21内露出的发光侧图形导体18的公共图形18a上。并且操作显示灯15和显示灯图形18c通过金的连线20被电连接。此后，灯15、图形18a、18c和导线20由外模制体13密封。此时，需要对在槽21内的发光侧的图形导体的露出部分进行镀银或洗涤，用于固定支撑片。
其它的结构和功能与实施例3的相同。在本实施例中，也由透明环氧树脂制成的外模制体13改善了操作显示灯亮暗的可视范围，此外，对操作显示灯15使用发光二极管的支撑片使得比使用树脂模制件更能减少开关体积。
实施例5如图17至23所示，在本实施例中，和实施例4一样，使用发光二极管的支撑片作为操作显示灯15。在本实施例中，外模制体13占据相应于例4中的光屏蔽部分12b和外模制体13的壳体11的部分。并用不透光合成树脂连续地形成整体。此外，形成显示灯安装槽21，它从外模制体13的外侧表面延伸到发光侧图形导体18，并用透光的合成树脂制成光导体22，起保护灯15和透镜的作用。
如图18、19所示，在制造本实施例的半导体开关时，透光合成树脂的内模体12相应于例4中的导光部分12a。它通过在安装在发光侧图形导体的发光元件和安装在光接收侧图形导体上的光接收组件17之间填充树脂制成，并且发光元件16和光接收组件17是光耦合的。接着，用不透光合成树脂制造外模制体13。此外，外模制体13形成槽21，用来安装操作显示灯。然后，如图20、21所示，发光二极管的支撑片并形成操作显示灯的支撑片被固定在发光侧图形导体18a的公共图形18a上，并通过连线20电连接于显示灯图形18c。此外，在图22、23中，通过封装工艺制造导光件22，借以保护操作显示灯15，同时改善可见度。当光导体22和外模制体13的外侧表面齐平时，借助于使光导件22突出于外模制体13的外侧面之外进一步改善可见度，如图23中虚线所示，这样的突起部分作成球形。
利用上述结构，操作显示灯15可以装在公共壳体11内，和发光元件16和光接收组件17结合在一起，因而使得和单独提供灯15的情况相比容易安装。此外，光导22的形状可以如此选择，使得根据需要可从一特定方向上或从所有方向上扩大可视范围。其它的结构和功能和例4的相同实施例6如图24所示，本实施例中壳体11制成内模制体12和外模制体13的双层结构，而内模制体12由透光的合成树脂制成，并且只包括相当于实施例3中的导光部分12a的部分，相当于光屏蔽的部分被省略了。外模制体13由不透光的合成树脂制成，其结构包括相当于实施例3中的光屏蔽部分12b的部分，即和例5的壳体11的结构相同。
因为在这种结构的壳体11中内模制体12不能提供用来安装操作显示灯15的由树脂模制成的槽21，所以在发光侧图形导体18中形成有定位槽23，用来固定灯15。在这种情况下，在公共图形18a和显示灯安装图形18c的相邻部分，形成衬垫24，如图25所示形状的定位槽23被形成在衬垫24上。此后，包括树脂模制的发光二极管的操作显示灯15通过图26所示的槽23定位在图形上，并用导电粘合剂例如焊锡或银膏连接到衬垫24上。在这种状态下，如图27所示，内模制体12作为导光部分插在发光侧图形导体18和光接收侧图形导体19之间，并且操作显示灯15被固定在发光侧图形导体18上。然后，形成外模制体13，如图24所示。因为外壳体13是不透光的，灯15的光输出面与外模制体的外侧面齐平并从壳体11中露出。
在上述实施例中，在制造期间在发光侧图形导体中为操作显示灯形成的槽23也对灯15的树脂模制部分起定位作用。此外，如图28、29所示，提供有定位孔25位于灯15的端部也起相同的作用。其它的结构和功能和实施例1的相同。
实施例7本实施例的结构基本和实施例6的相同。如图30和31所示。操作显示灯15的光输出表面用外模制体13盖住，和例6不同，例6中树脂模制的灯15的光输出表面露出外模制体13的外表面。在这种情况下，盖柱灯15的光输出表面的外模制体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盖住灯15的光输出表面，该开关可以这样构成，使得当灯15不亮时几乎看不到灯15的存在，但当灯15亮时则从薄的部分13a输出光。即虽然壳体11具有和没有操作显示灯一样的外形，但一旦灯15发光，则灯15的光就从薄的部分漏出，从而看到发光的状态。此外，因为灯15的光输出表面被外模制体13的薄的部分13a盖住，灯15就不露在大气中。因而可以防潮，并使在外模制体13的外侧表面上用于作各种标记的面积扩大。其它的结构和功能和例6的相同。
实施例8在前述实施例6中树脂模制的操作显示灯15和发光元件16被分别固定在发光侧图形导体18的相对的侧面上，本实施例8表明，在灯15的树脂模制体上形成有法兰15a，并紧靠发光侧图形导体18的同一侧面，作为发光元件16的安装侧平面，如图32和33所示。这里，发光侧图形导体18和光接收侧图形导体19的形状和例6的不同，但是在电连接关系上相同。此外，在公共图形18a和在发光侧图形导体18中的显示灯安装图形18c之间的间隙被这样设置，使得操作显示灯15可以通过。在和发光侧图形导体18接合的法兰15a的部分形成灯15的电极，并用银膏或焊锡实现和电导体18的机电连接。
制造上述实施例8中的开关时，和前述的实施例类似，安装在发光侧图形导体18上的发光元件16和安装在光接收侧图形导体19上的光接收组件17通过透光合成树脂制成的内模制体12进行光耦合，并把操作显示灯15以上述方式固定在发光侧图形导体18上。此后，如图34和35所示，不透光的合成树脂制成的外模制体13以露出灯15的光输出表面的形式制成。这里，发光元件16和灯15互相分开设置，不透光的外模制体13位于灯15和内模制体13之间，使得灯15的输出光或外部光不会被光接收组件17收到，可以防止由于这种光引起的误动作。
按照实施例8的结构，可以减少壳体11在发光元件16和光接收组件17的耦合方向的厚度，可以作得比实施例6的体积小。即可以制成2mm厚的壳体11，而使开关更薄。
实施例9在上述的实施例的结构中，操作显示灯15在模制壳体11时便被装在壳体11中，本实施例9的结构都是在模制形成壳体11之后再安装操作显示灯15。
即如图36所示，壳体11具有缺口或槽27，其位于从发光装置图形18b和显示灯安装图形18c伸出的两个相邻的引线条14的边沿部分，显示灯安装部分用来在其上安装显示灯15，它由发光二极管片构成，如图38所示。在此缺口27中露出引线条14，通过使灯15和缺口27接合，可把灯15整体地装在壳体11中。如图38所示，灯15在其底面的两端具有电极15a，当把灯15和缺口27接合后，利用导电粘合剂例如焊锡或银膏可使电极15a连接到在缺口27中露出的引线条14上。为了不致在把开关安装于电路板上时的焊接热量而引起灯15的滑落，最好利用环氧树脂把灯15牢固地固定在壳体11中。其它的结构和功能与实施例1的相同。
实施例10在上述实施例9中壳体11具有缺口27，本实施例10使用的壳体11如图39所示，代替缺口27，使引线条14伸出壳体11的长度大于操作显示灯的发光二极管片的宽度，并在引线条伸出的部分上形成衬垫28，作为操作显示灯连接器，和灯15的电极15a电气相连。用这种结构，本发明的开关可以借助于只改变常规开关的引线条的尺寸来容易地实现。关于衬垫28，操作显示灯15的电极15a通过导电粘合剂例如焊锡、银膏之类连接在其上。为防止灯15脱离壳体11，最好用环氧树脂把其牢靠地固定在壳体上。虽然这一例中灯15和壳体11不是一个整体，但可以在安装半导体开的同时把灯15装上。其它的构造和功能和实施例1相同。
实施例11如图40所示，本例中有三个引线条14从发光侧图形导体18伸出，在靠近壳体11的露出的部分具有焊接连接孔29，作为连接装置。即本实施例11也采用类似于实施例10的结构，即在壳体11形成之后才安装操作显示灯15。利用这种结构，在壳体形成之后把灯15安装在壳体11上，把灯15的引线15b插入引线条14的连接孔29中并将其焊在一起，并且也可以在安装半导体开关的同时安装灯15。其它的结构和功能和实施例1相同。
实施例12
在前述各实施例中，操作显示灯15和发光元件16串联，因而当灯15发生故障时会引起发光元件16不发光的危险，这样便不能维持半导体开关的功能。在本实施例12中，如图41、42所示，二极管D和操作显示灯15并联，使得即使在灯15发生导通故障的情况下也能通过二极管D向发光元件16提供电流。二极管D最好使用其正向压降比操作显示灯15使用的发光二极管的正向压降大的二极管(在图43中，实线代表灯15的电流电压特性，虚线代表二极管D的同样特性)。利用这一结构，即使在操作显示灯15发生故障时，也能通过二极管D的发光元件16提供电流，从而总可以维持半导体开关的功能。应当说明，实施例12可应用于上述各个实施例。
例如，如图44、45所示，本实施例12的结构可应用于实施例4的结构。其中二极管D呈支撑片的形式，沿着构成操作显示灯15的发光二极管的支撑片设置。二极管D在其两端具有电极，这些电极和发光侧图形导体18在安装灯15的槽21中露出的部分相连，利用导电粘合剂例如焊锡和银膏连在一起。其它结构和功能同实施例4。
实施例13在本实施例中，如图48，49所示，在壳体11上提供有电路衬底26，代替操作显示灯。即借助于对壳体11提供电路衬底26，可以在电路衬底26上安装发光元件16或光接收组件17的驱动控制电路。使用和壳体11成一整体的印刷线路板作为电路衬底26，它具有露在壳体11的一个外侧面上的其上电路导体图形的表面。
在制造这种结构的壳体时，内模制体12由透光合成树脂制成，如图50、51所示。发光侧图形导体18上安装发光元件16，光接收侧图形导体19上安装光接收组件17，它们彼此相对。此时，由模制体12如此形成，使得在一个表面上露出发光侧图形导体。电路衬底26是一个双侧面的衬底，并且用导电粘合剂例如银膏和露在内模制体12外面的发光侧图形导体18连接，如图52、53所示。此处电路衬底26主要具有发光元件16的驱动电路的导体图形，在衬底两个表面上的导体图形借助于通孔彼此电气连接。此后，外模制体13由不透光合成树脂制成，如图48、49所示。这外模制体13也这样构成，使得露出电路衬底26外表面上的导体图形，并用外模制体13保持电路衬底26。在形成壳体11之后，利用导电粘合剂例如焊锡或银膏把驱动电路的构件安装在电路衬底的表面上。
虽然上述的结构中把发光元件16的驱动电路形成在电路衬底26上，但也可以使光接收侧，图形导体19露出内模制体12，并借助于把电路衬衬26和接收侧图形导体19相连把其固定在电路衬底26上。此外，也能把作为操作显示灯的发光二极安装在电路衬底26上。其它结构和功能和实施例1的相同。
实施例14虽然在上述的各个实施例中发光元件16、光接收组件17以及操作显示灯被安装在发光侧图形导体18和光接收侧图形导体19上，本实施例14使用现成的半导体开关体30，它具有发光元件和光接收装配，如图54、55所示。这种半导体开关体30具有6个端子条30a。半导体开关体30安装在由导电板构成的引线框架上，并具有包括支撑片的操作显示灯15，6个引线条31分成两排，每排3个，形成引线框，并具有独立于引线条31的辅助条32。这种半导体开关30可使用5个引线条31和辅助条32进行固定，操作显示灯15连接在引线条31的另一端和辅助条32之间。此外，如图56，57所示，半导体开关体30和操作显示灯15用透光合成树脂模制体在壳体11内。结果，基本上壳体11的整个表面当灯15亮时都发亮。
在制造本实施例14的半导体开关时，如图54、55时，包括支撑片的操作显示灯15通过模具连接工艺固定在引线框架中的一个引线条31上，引线框架具有引线条31和辅助条32，并通过导线连接工艺把其连接到辅助条32上。此外，半导体开关体30利用银膏或焊锡被固定到引线条31和辅助条32上。此外，如图56、57所示，整个装置用透光合成树脂制成的壳体11覆盖。此后，引线条31被切成从壳体11局部突出的形式，用于连接外部电路，辅助条12被切成和壳体11的外表面齐平。
利用这种结构，能够把现成为半导体开关体30和灯15装在壳体11内，因而以以单件的形式处理半导体开关体30和操作显示灯15。壳体11被制成当灯15发光时整个透光的，其余结构和功能和实施例1相同。
实施例15如图58至63所示，该实施例使用印刷电路板35代替引线框架，把现成的半导体开关体30和显示灯15安装在其上，并具有连接印刷电路板35和外电路的引线条38。此外，在实施例15中，所用的半导体开关体30具有4个端子条30a，在开关体30内的发光元件和灯15串联。
在印刷电路板35中，形成图58、59所示的4个接地(land)图形36，并形成一个辅助图形37。开关体30的端子条30a被分别连接到三个接地图形36的每个以及辅助图形37上，灯15是一支撑片，通过模制连接到辅助图形37上，并用导线连接到剩余的接地图形36上。电路板35和开关体30被模制在由透光合成树脂制成的壳体11中，壳体11是透明的以满足透光的目的。
在制造实施例15的半导体开关时，通过模制连接把操作显示灯15固定在印刷线路板35的辅助图形37上，然后通过导线连接到一个接地图形上。半导体开关30通过焊锡或银膏连接到图形上。然后，如图60和61所示，通过银膏或焊锡把引线条38机械地并电气地连接到线路板35上的各个接地图形36上。最后，如图62和63所示，模制壳体11，从而盖住开关体30和灯15。引线条38从壳体11的侧面伸出，用来连接外部电路。
因为在本实施例中操作显示灯15被固定在印刷线路板35的一个侧面上，所以从灯15发出的光几乎不射到线路板35的其它侧面上。其它结构和功能和实施例1的相同。
权利要求
1.一种操作显示半导体开关，包括由导电板制成的发光侧图形导体，置于两个互相对置的平面之一上；由导电板制成的光接收侧图形导体，置于两个互相对置的平面中的另一个平面上；安装在发光侧图形导体上的发光装置；安装在光接收侧图形导体上的光接收装置；容纳发光侧和光接收侧图形导体的壳体，使发光和光接收装置以互相对置的方式实现彼此的光耦合；以及响应发光装置的亮暗使光接收装置通断的装置；所述壳体包括由透光合成树脂制成的内模制体，用来维持在发光侧和光接收图形导体上的发光装置和光接收装置之间的光耦合，所述图形导体嵌在内模制体中，由不透光合成树脂制成的外模制体，它包围着内模制体，用来阻止外部光射到内模制体上，内模制体包括在其一个侧面形成的槽，并在其底部露出除了发光装置安装部分之外的另一部分发光侧图形导体，以及局部位于内模制体槽中的操作显示灯，被树脂模制在其内并和槽底部露出的发光侧图形导体电气相连，所述灯具有一光输出表面，露在外模制体的相应的外侧面，当所述灯亮时用来提供可见光输出。
2.如权利要求1的开关，其中操作显示灯具有和灯的光输出表面光耦合的导光装置，它从外模制体的外表面突出。
3.一种操作显示半导体开关，包括由导电板制成的发光侧图形导体，位于两个相互对置的平面中的一个上；由导电板制成的光接收侧图形导体，位于两个相互对置的平面中的另一个上；安装在发光侧图形导体上的发光装置；安装在光接收侧图形导体上的光接收装置；容纳具有互相对置的光耦合的发光装置和光接收装置的发光侧图形导体和光接收侧图形导体的壳体；以及响应发光装置的亮暗使光接收装置通断的装置；所述壳体包括内模制体，其中嵌着发光侧和光接收侧图形导体，以及包围内模制体的外模制体，所述内模制体具有在其外侧面形成的槽，在槽的底部露出不安装发光装置的发光侧图形导体的另一部分，以及局部位于槽中的操作显示灯，用树脂模制在其中，并和槽的底部中的发光侧图形导体的露出部分电气相连，当发光装置亮时用来提供可见光输出，以及内模制体还包括用透光合成树脂制成的光引导部分，用于发光装置和光接收装置之间的光耦合，以及由不透光合成树脂制成的光屏蔽部分，它包围着光引导部分，而外模制作由透光的合成树脂制成。
4.一种操作显示半导体开关，包括由导电板制成的发光侧图形导体，置于两个互相对置的平面中的一个上；由导电板制成的光接收侧图形导体，置于两个互相对置的平面中的另一个上；安装在发光侧图形导体上的发光装置；安装在光接收侧图形导体上的光接收装置；容纳发光侧和光接收侧图形导体的壳体，所述图形导体具有以互相对置方式实现光耦合的发光装置和光接收装置；以及用来响应发光装置的亮暗使光接收装置通断的装置；所述壳体包括内模制体，其中嵌着发光侧和光接收侧图形导体，以及包围内模制体的外模制体；所述内模制体具有在其外侧面形成的槽，在槽的底部露出发光侧图形导体的不安装发光装置的另一部分，以及操作显示灯，其包括支撑片，并和在槽的底部露出的发光侧图形导体的部分电气相连，并安装在其内，当发光装置亮时，用来提供可见光输出，以及内模制体还包括由透光合成树脂制成的光引导部分，用来实现发光装置和光接收装置之间的光耦合，以及由不透光合成树脂制成的光屏蔽部分，它包围着光引导部分，而外模制体由透光合成树脂构成，并且盖住操作显示灯的光输出的表面。
5.一种操作显示半导体开关，包括由导电板制成的发光侧图形导体，位于两个互相对置的平面中的一个上；由导电板制成的光接收侧图形导体，位于两个互相对置的平面中的另一个上；安装于发光侧图形导体上的发光装置；安装于光接收侧图形导体上的光接收装置；容纳发光侧和光接收侧图形导体的壳体，其上有以相互对置的方式进行光耦合的发光装置和光接收装置；以及用来响应发光装置的亮暗使光接收装置通断的装置；所述壳体包括由透光合成树脂制成的内模制使其内嵌有发光侧和光接收侧图形导体，用于在发光装置和光接收装置之间实行光耦合，以及由不透光合成树脂制成的外模制体，它包围着内模制体，用来阻断外部光射到内模制体上，以及所述外模制体在外侧面具有一槽，用来在其底部露出在内模制体中没有安装发光装置的发光侧图形导体的另一部分，以及操作显示灯，它包括一支撑片，并被置于所述槽中，和在槽的底部露出的发光侧图形导体电气相连，当发光装置发光时，用来提供可见光输出，以及用透光合成树脂制成的导光件，它位于所述槽中，和操作显示灯呈光耦合状态，用来把灯的输出光引导到外模制体的外部。
6.如权利要求5的开关，其中导光件凸出于外模制体，其凸出的部分具有球形的表面。
7.一种控制显示半导体开关，包括由导电板制成的发光侧图形导体，位于两个互相对置的平面中的一个上；由导电板制成的光接收侧图形导体，位于两个互相对置的平面中的另一个上；安装在发光侧图形导体上的发光装置；安装在光接收侧图形导体上的光接收装置；容纳发生侧和光接收侧图形导体的壳体，它们之间以相互对置的方式进行光耦合；以及用来响应发光装置的亮暗使光接收装置通断的装置；所述壳体包括由透光合成树脂制成的内模制体，用于在发光装置和光接收装置之间进行光耦合，并且露出发光侧图形导体没有安装发光装置的部分，由不透光合成树脂制成的外模制体，它包围着具有发光侧和光接收侧图形导体的内模制体，用来阻断任何射到内模制体上的外部光，以及由树脂模制的操作显示灯，当其发光时提供可见光输出，它和没有安装发光装置的发光侧图形导体的部分电气相连，并露出提供光输出的表面于外模制体的外侧面。
8.一种操作显示半导体开关，包括由导电板制成的发光侧图形导体，位于两个互相对置的平面中的一个上；由导电板制成的光接收侧图形导体，位于两个互相对置的平面中的另一个上；安装在发光侧图形导体上的发光装置；安装在光接收侧图形导体上的光接收装置；容纳发光侧和光接收侧图形导体的壳体，它们以互相对置的方式进行光耦合；以及用来响应发光装置的亮暗使光接收装置通断的装置；所述壳体包括由透光合成树脂制成的内模制体，用于发光装置和光接收装置之间的光耦合，并露出至少没有安装发光装置的发光侧图形导体的部分，以及由不透光合成树脂制成的外模制体，用来包围具有发光侧和光接收侧图形导体的内模制体，阻断任何入射到内模制体上的外部光，内模制体包括树脂模制在其中的操作显示灯，它和露出的发光侧图形导体的部分电气相连，用来输出可见光，并且外模制体具有一连续并完整的足够薄的部分，用来透射操作显示灯的输出光，同时又盖住提供输出光的灯的表面。
9.一种操作显示半导体开关，包括由导电板制成的发光侧图形导体，位于两个互相对置的平面中的一个上；由导电板制成的光接收侧图形导体，位于两个互相对置的平面中的另一个上；安装在发光侧图形导体上的发光装置；安装在光接收侧图形导体上的光接收装置；容纳发光侧和光接收侧图形导体的壳体，使它们以相互对置的方式彼此实现光耦合；以及用来响应发光装置的亮暗使光接收装置通断的装置；所述壳体包括由透光合成树脂制成的内模制体，用于发光装置和光接收装置之间的光耦合，并至少露出发光侧图形导体的不安装发光装置的部分，以及由不透光合成树脂制成的外模制体，用来包围内模制体和发光侧和光接收侧图形导体，并阻挡任何射到内模制体上的外部光；其中的树脂模制的操作显示灯在发光时提供可见光输出，它和发光侧图形导体的安装发光装置的一侧所安装的发光装置电气相连，并沿发光侧图形导体的厚度方向穿过发光侧图形导体，而灯的提供光输出的表面位于不安装发光装置的发光侧图形导体的一侧上。
10.一种操作显示半导体开关，包括用于在容纳在壳体中的发光装置和光接收装置之间实现光耦合的装置，所述壳体的外侧面具有一槽形安装部分，局部地露出引线条，用来把发光装置连接到外部电路上；以及在壳体的槽形安装部分中接合的操作显示灯，它和在槽形安装部分中露出的引线条电气相连，当它发光时，提供可见光输出表面。
11.一种操作显示半导体开关，包括用来在容纳在壳体中的发光装置和光接收装置之间实现光耦合的装置，并响应发光装置的亮暗使光接收装置通断，所述壳体包括凸出于壳体之外的引线条，用于发光装置和外电路的连接，所述引线条具有一个连接部分；以及连接于所述连接部分的操作显示灯，当其发光时，用来提供可见输出表面。
12.如权利要求1的开关，其中的操作显示灯是发光二极管，有一比其正向压降较高的二极管和其并联。
13.一种操作显示半导体开关，包括用导电板制成的发光侧图形导体，置于两个互相对置的平面中的一个上；用导电板制成的光接收侧图形导体，置于两个互相对置的平面中的另一个上；安装在发光侧图形导体上的发光装置；安装在光接收侧图形导体上的光接收装置；容纳所述发光侧和光接收侧图形导体的壳体，使它们以互相对置的方式实现光耦合；以及用来响应发光装置的亮暗使光接收装置通断的装置；所述壳包括用透光各成树脂制成的内模制体，用于发光装置和光接收装置之间的光耦合，并露出发光侧图形导体和光接收侧图形导体的不安装发光装置和光接收装置的至少一个表面，迭放在露出内模制体外面的发光侧和光接收图形导体的一个表面上的电路衬底，并至少与发光装置和光接收装置中的一个电气相连，以及由不透光合成树脂制成的外模制体，它除去形成有导体图形的电路衬底和表面之外，包围着内模制体，用来阻断任何入射到内壳体的外部光。
14.一种操作显示半导体开关，包括半导体开关体，所述半导体开关体包括以光耦合的方式模制的发光装置和光接收装置，用来响应发光装置的亮暗使光接收装置通断，和所述半导体开关体电气相连的操作显示灯，当其发光时用来提供可见光输出包括有导电板的引线框架，半导体开关体和操作显示灯位于框架上，由透光合成树脂制成的壳体，除去用于连接外部电路的引线框架的引线条之外，所述壳体盖住半导体开关体和操作显示灯。
15.一种操作显示半导体开关，包括半导体开关体，所述开关体包括以光耦合的方式模制的发光装置和光接收装置，用来响应发光装置的亮暗使光接收装置通断，和所述半导体开关体电气相连的操作显示灯，当其发光时，用来提供可见光输出，一个其上装有半导体开关体和操作显示灯的印刷线路板，和印刷线路板相连的引线条，用来连接线路板和外电路，由透光合成树脂制成的壳体，除去引线条之外，所述壳体盖住半导体开关体和操作显示灯以及印刷线路板。
全文摘要
一种操作显示半导体开关，包括操作显示灯，其具有发光元件，例如发光二极管，并被安装在由透光的合成树脂制成的内模制体和不透光的合成树脂制成的外模制体构成的壳体中，外模制体在外面包围着内模制体，以及发光侧和光接收侧图形导体，其内端部分嵌在内模制体中，使分别装在该导体内端部分上的发光二极管和光接收元件彼此相对，从而通过内模制体实现二元件之间的光耦合。和所述导体电气相连的操作显示灯一部分固定在内模制体的灯安装槽内，一部分露在不透光的外模制体的外面。
文档编号H01L31/167GK1130307SQ9511912
公开日1996年9月4日 申请日期1995年10月3日 优先权日1994年10月3日
发明者松田大, 宫本靖典 申请人:松下电工株式会社