專利名稱：一種光耦合器的制作方法
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0C)， 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(shí)現(xiàn)了“電一光一電”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(diǎn)膠，點(diǎn)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(diǎn)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(diǎn)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IOa和圖IOb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?yàn)槭侵鄙?，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(shí)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(diǎn)。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(diǎn)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(diǎn)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(shí)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ο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(diǎn)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(diǎn)，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(diǎn)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。本發(fā)明的光耦合器與現(xiàn)有的直射式光耦的區(qū)別在于現(xiàn)有的直射式兩部分引線框架的載片區(qū)與引線框架是平行的，分別安裝光電元件后，兩片引線框架通過工裝的耦合固定，平行面對面地點(diǎn)透明膠體和包裹外封裝管殼，同時也保證了光敏元件正對紅外發(fā)光元件。而本發(fā)明中兩部分引線框架的載片區(qū)與引線框架是垂直的，并且兩部分引線框架的載片區(qū)可以做成杯狀。分別安裝光電元件后，利用工裝將兩部分引線框架固定于同一平面且光敏元件正對紅外發(fā)光元件(垂直于引線框架的固定平面)點(diǎn)透明膠體和包裹外封裝管殼。本發(fā)明由于在兩部分引線框架的載片區(qū)可以多做一個杯狀的設(shè)計，起到聚光的作用， 因此在紅外光傳輸效率上較日式直射式光耦可以更高；本發(fā)明可以通過引線框架的調(diào)整， 調(diào)節(jié)兩部分之間的絕緣距離，絕緣耐壓值可以做到很高，而日式直射式光耦由于受到空間 (光耦總高)的限制，絕緣耐壓值無法做到很高(特別對于微型光耦)；日式直射式由于兩部分引線框架之間存在水平上的重疊耦合，因此對引線框架的精度，工藝的要求都比較高， 而本發(fā)明兩部分引線框架僅是置于同一個平面上點(diǎn)透明膠體和包裹外封裝管殼，相互之間并沒有重疊耦合，因此在引線框架精度要求上，工藝實(shí)現(xiàn)難度上都低于日式直射式光耦。綜上，本發(fā)明的光耦合器不僅具備反射式光耦優(yōu)良的絕緣耐壓性能，同時也具備直射式光耦光電轉(zhuǎn)換效率高，CTR值便于控制的優(yōu)點(diǎn)。


圖1是光敏端引線框架的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是紅外端引線框架的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是一對光敏端引線框架和紅外端引線框架位置固定關(guān)系示意圖。圖4是圖3中的光敏端引線框架的仰視圖。圖5是圖3中的紅外端引線框架的俯視圖。圖6是一對光敏端引線框架和紅外端引線框架安裝光電元件的示意圖。圖7是一對光敏端引線框架和紅外端引線框架點(diǎn)透明膠體和包裹外封裝管殼的示意圖。圖8是圖7的左視圖。
圖9a是已有的反射式光耦的結(jié)構(gòu)示意圖。圖9b的已有的反射式光耦封裝后沿A-A的剖視圖。圖IOa是已有的直射式光耦的結(jié)構(gòu)示意圖。圖IOb的已有的直射式光耦封裝后沿A-A的剖視圖。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本發(fā)明進(jìn)一步說明。盡管本發(fā)明的權(quán)利要求內(nèi)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)均可以為杯狀或者平面，但下面的實(shí)例僅以紅外端引線框架的載片區(qū)為杯狀，光敏端引線框架的載片區(qū)為平面來進(jìn)行說明。參閱圖1和圖2所示，光耦合器的引線框架分為紅外端引線框架2和光敏端引線框架1，多個紅外端引線框架單元或光敏端引線框架單元組成一排紅外端引線框架或光敏端引線框架，在封裝制造完成后再進(jìn)行沖引線框架管腳來分離為獨(dú)立元器件。為了說明的方便，下面的實(shí)施例僅以一對光敏端引線框架和紅外端引線框架來說明。參閱圖3、圖4所示，光敏端引線框架1的載片區(qū)11的平面均與其引腳12的平面垂直，光敏端引線框架1的載片區(qū)11是平面的。參閱圖3、圖5所示，紅外端引線框架2的載片區(qū)21的平面均與其引腳22的平面垂直，紅外端引線框架2的載片區(qū)21是杯狀的結(jié)構(gòu)。參閱圖6所示，再在光敏端引線框架和紅外端引線框架分別安裝光電元件，在光敏端引線框架1的載片區(qū)11安裝光敏元件3，在紅外端引線框架2的載片區(qū)21安裝紅外發(fā)光元件4。所述的光敏元件3可以為光敏晶體管、光敏達(dá)林頓管、光敏晶間管或光敏IC芯片。所述的紅外發(fā)光元件4可以為紅外LED芯片。參閱圖7和圖8所示，將紅外端引線框架2和光敏端引線框架1固定于同一平面， 并留有足夠的絕緣距離，即確保光敏端引線框架1的載片區(qū)11和紅外端引線框架2的載片區(qū)21具有一絕緣距離，并且光敏端引線框架1的載片區(qū)11和紅外端引線框架2的載片區(qū) 21是正對面設(shè)置，從而實(shí)現(xiàn)光敏元件3正對紅外發(fā)光元件4設(shè)置，而后再點(diǎn)透明膠體和包裹外封裝管殼，即點(diǎn)橢圓形狀的透明膠體5，并用封裝管殼6將它們?nèi)堪庠趦?nèi)部。為了保證所述的紅外端引線框架2和光敏端引線框架1在點(diǎn)透明膠體和包裹外封裝管殼前的固定于同一平面，并留有足夠的絕緣距離，且光敏元件正對紅外發(fā)光元件設(shè)置的狀態(tài)維持不變， 操作上通過工裝模具實(shí)現(xiàn)，將紅外端引線框架2和光敏端引線框架1放置于工裝模具的對應(yīng)引線框架槽即可。關(guān)于固定引線框架的工裝模具的結(jié)構(gòu)，是本領(lǐng)域技術(shù)人員熟練掌握的技術(shù)手段，對于工裝模具結(jié)構(gòu)不再詳細(xì)展開說明。這樣，通過工裝模具的固定可以提高紅外端引線框架2和光敏端引線框架1固定狀態(tài)的穩(wěn)定性和一致性，相比于人工操作，提高制造效率。這樣，當(dāng)電流通過本發(fā)明的光耦合器的紅外發(fā)光元件4時，紅外發(fā)光元件4發(fā)射紅外光，經(jīng)過紅外端引線框架2的載片區(qū)21的杯狀結(jié)構(gòu)的聚焦作用，紅外光基本匯聚到正對的光敏端引線框架1的載片區(qū)11的平面上的光敏元件3的受光部，使光敏元件3進(jìn)入工作狀態(tài)。盡管結(jié)合優(yōu)選實(shí)施方案具體展示和介紹了本發(fā)明，但所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明白，在不脫離所附權(quán)利要求書所限定的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，在形式上和細(xì)節(jié)上可以對本發(fā)明做出各種變化，均為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種光耦合器，其特征在于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)安裝紅外發(fā)光元件，光敏端引線框架的載片區(qū)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，且光敏元件正對紅外芯片設(shè)置，而后進(jìn)行點(diǎn)膠和封裝。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光耦合器，其特征在于所述的紅外端引線框架的載片區(qū)可以是杯狀或平面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光耦合器，其特征在于所述的光敏端引線框架的載片區(qū)可以是杯狀或平面。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的光耦合器，其特征在于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。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光耦合器，其特征在于所述的紅外端引線框架和光敏端引線框架在行點(diǎn)膠和封裝前固定于同一平面，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(shí)現(xiàn)。
全文摘要
本發(fā)明涉及光電學(xué)元件，尤其是光電耦合器，亦稱光電隔離器或光電耦合器，或簡稱光耦。本發(fā)明的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)平面均與引線框架平面垂直，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，且光敏元件正對紅外發(fā)光元件設(shè)置，紅外端引線框架和光敏端引線框架的載片區(qū)外包覆一橢圓形狀的透明膠體，紅外端引線框架，光敏端引線框架和透明膠體外包裹一封裝管殼。本發(fā)明的光耦合器不僅具備反射式光耦優(yōu)良的絕緣耐壓性能，同時也具備直射式光耦光電轉(zhuǎn)換效率高，CTR值便于控制的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號H01L23/31GK102306648SQ20111024130
公開日2012年1月4日 申請日期2011年8月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月22日
發(fā)明者段果, 陳巍 申請人:廈門華聯(lián)電子有限公司