[發(fā)明專利]一種光耦合器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110241303.9
• 申請日: 2011-08-22
• 公開（公告）號: CN102306648A
• 公開（公告）日: 2012-01-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 段果;陳巍
• 申請（專利權(quán)）人: 廈門華聯(lián)電子有限公司
• 主分類號: H01L25/16
• 分類號: H01L25/16;H01L23/495;H01L23/31
• 代理公司: 廈門市誠得知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 35209
• 代理人: 方惠春

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光電學(xué)元件，尤其是光電耦合器（opticalcoupler，英文縮寫為OC），亦稱光電隔離器或光電耦合器，或簡稱光耦。

背景技術(shù)

光耦合器是以光為媒介來傳輸電信號的器件，通常把發(fā)光器（紅外發(fā)光二極管芯片）與受光器（光敏芯片）封裝在同一管殼內(nèi)。當(dāng)輸入端加電信號時發(fā)光器發(fā)出光線，受光器接受光線之后就產(chǎn)生光電流，從輸出端流出，從而實現(xiàn)了“電—光—電”轉(zhuǎn)換。目前光耦主要有兩種制作方式：一是反射式，二是直射式。

參閱圖9a和圖9b所示，反射式是通過內(nèi)點膠，點透明膠和白膠形成橢球，使紅外芯片發(fā)射的紅外光反射到光敏芯片處，從而完成?電=>光=>電的控制過程。這種工藝方式可以做到很高的絕緣耐壓，但缺點在于除紅外芯片的功率、光敏芯片的HFE(三極管的電流放大倍數(shù))外，還增加了內(nèi)點膠形狀、高度等因素影響CTR值（CTR值是指發(fā)光管的電流和接收管的電流比的最小值），因此CTR值難以精確控制，且無法做到很高的CTR值和很短的時間參數(shù)。

參閱圖10a和圖10b所示，直射式是將引線框架分為兩部分，分別裝紅外芯片和光敏芯片，然后再固定耦合在一起進(jìn)行封裝，兩片引線框架平面是平行的，紅外端引線框架的載片區(qū)和光敏端引線框架的載片區(qū)是面對面的。這種方式因為是直射，不需要包覆白色膠體，且CTR便于控制，便于做到高CTR值。但由于是面對面的，算上金絲拱高，兩個芯片的厚度，兩片引線框架的厚度，已經(jīng)達(dá)到或接近1.5mm，紅外端和光敏端的絕緣距離受到光耦總高的限制，絕緣耐壓無法做到很高；并且對引線框架的精度要求很高，工藝實現(xiàn)的難度較大。

發(fā)明內(nèi)容

因此，本發(fā)明針對這2種光耦的不足之處，而提出一種改進(jìn)的光耦合器結(jié)構(gòu)，不僅具備傳統(tǒng)反射式光耦優(yōu)良的絕緣耐壓性能，同時也具備日式直射式光耦光電轉(zhuǎn)換效率高，CTR值便于控制的優(yōu)點。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

光耦合器的引線框架分為紅外端引線框架和光敏端引線框架，紅外端引線框架和光敏端引線框架的載片區(qū)的平面均與引線框架垂直，紅外端引線框架的載片區(qū)可以是平面或杯狀,光敏端引線框架的載片區(qū)可以是平面或杯狀，紅外端引線框架安裝紅外發(fā)光元件，光敏端引線框架安裝光敏元件，紅外端引線框架和光敏端引線框架固定于同一平面，并留有足夠的絕緣距離，且光敏元件受光部正對紅外發(fā)光元件設(shè)置，而后進(jìn)行點膠和封裝。即，紅外端引線框架和光敏端引線框架的載片區(qū)外覆蓋一橢圓形狀的透明膠體，紅外端引線框架和光敏端引線框架外包裹一封裝管殼。

其中，所述的紅外端引線框架和光敏端引線框架在行點膠和封裝前的固定于同一平面，并留有足夠的絕緣距離，且光敏芯片正對紅外芯片設(shè)置的狀態(tài)維持不變是通過工裝模具實現(xiàn)。

進(jìn)一步的，所述的光敏元件可以為光敏晶體管、光敏達(dá)林頓管、光敏晶閘管或光敏IC芯片。

本發(fā)明的光耦合器與現(xiàn)有反射式光耦的區(qū)別在于：在結(jié)構(gòu)上，現(xiàn)有的反射式光耦是將紅外發(fā)光元件和光敏元件裝在同一個引線框架上，然后點透明膠體形成橢球狀且在透明膠體外包覆白色膠體，兩個光電元件分別處于橢球體的兩個焦點，紅外發(fā)光元件發(fā)射的紅外光通過白色膠體的反射匯聚到光敏元件受光處。而本發(fā)明是將引線框架分為兩個部分，分別裝紅外發(fā)光元件和光敏元件，然后再將兩部分引線框架通過工裝固定在一起點透明膠體和包裹外封裝管殼。本發(fā)明在結(jié)構(gòu)上，紅外發(fā)光元件與光敏元件是正對的，紅外光絕大部分都會發(fā)射到光敏元件受光部，因此在光電轉(zhuǎn)換效率上，在響應(yīng)速度上都要大大優(yōu)于反射式光耦。并且省掉了白膠膠體形狀和高度對光電轉(zhuǎn)換效率的影響，對于光敏晶體管輸出型光耦，可以提高CTR值的可控性和對檔率。