[发明专利]一种光耦合器

说明书

技术领域

本发明涉及光电学元件，尤其是光电耦合器（opticalcoupler，英文缩写为OC），亦称光电隔离器或光电耦合器，或简称光耦。

背景技术

光耦合器是以光为媒介来传输电信号的器件，通常把发光器（红外发光二极管芯片）与受光器（光敏芯片）封装在同一管壳内。当输入端加电信号时发光器发出光线，受光器接受光线之后就产生光电流，从输出端流出，从而实现了“电—光—电”转换。目前光耦主要有两种制作方式：一是反射式，二是直射式。

参阅图9a和图9b所示，反射式是通过内点胶，点透明胶和白胶形成椭球，使红外芯片发射的红外光反射到光敏芯片处，从而完成 电=>光=>电的控制过程。这种工艺方式可以做到很高的绝缘耐压，但缺点在于除红外芯片的功率、光敏芯片的HFE(三极管的电流放大倍数)外，还增加了内点胶形状、高度等因素影响CTR值（CTR值是指发光管的电流和接收管的电流比的最小值），因此CTR值难以精确控制，且无法做到很高的CTR值和很短的时间参数。

参阅图10a和图10b所示，直射式是将引线框架分为两部分，分别装红外芯片和光敏芯片，然后再固定耦合在一起进行封装，两片引线框架平面是平行的，红外端引线框架的载片区和光敏端引线框架的载片区是面对面的。这种方式因为是直射，不需要包覆白色胶体，且CTR便于控制，便于做到高CTR值。但由于是面对面的，算上金丝拱高，两个芯片的厚度，两片引线框架的厚度，已经达到或接近1.5mm，红外端和光敏端的绝缘距离受到光耦总高的限制，绝缘耐压无法做到很高；并且对引线框架的精度要求很高，工艺实现的难度较大。

发明内容

因此，本发明针对这2种光耦的不足之处，而提出一种改进的光耦合器结构，不仅具备传统反射式光耦优良的绝缘耐压性能，同时也具备日式直射式光耦光电转换效率高，CTR值便于控制的优点。

本发明采用的技术方案是：

光耦合器的引线框架分为红外端引线框架和光敏端引线框架，红外端引线框架和光敏端引线框架的载片区的平面均与引线框架垂直，红外端引线框架的载片区可以是平面或杯状,光敏端引线框架的载片区可以是平面或杯状，红外端引线框架安装红外发光元件，光敏端引线框架安装光敏元件，红外端引线框架和光敏端引线框架固定于同一平面，并留有足够的绝缘距离，且光敏元件受光部正对红外发光元件设置，而后进行点胶和封装。即，红外端引线框架和光敏端引线框架的载片区外覆盖一椭圆形状的透明胶体，红外端引线框架和光敏端引线框架外包裹一封装管壳。

其中，所述的红外端引线框架和光敏端引线框架在行点胶和封装前的固定于同一平面，并留有足够的绝缘距离，且光敏芯片正对红外芯片设置的状态维持不变是通过工装模具实现。

进一步的，所述的光敏元件可以为光敏晶体管、光敏达林顿管、光敏晶闸管或光敏IC芯片。

本发明的光耦合器与现有反射式光耦的区别在于：在结构上，现有的反射式光耦是将红外发光元件和光敏元件装在同一个引线框架上，然后点透明胶体形成椭球状且在透明胶体外包覆白色胶体，两个光电元件分别处于椭球体的两个焦点，红外发光元件发射的红外光通过白色胶体的反射汇聚到光敏元件受光处。而本发明是将引线框架分为两个部分，分别装红外发光元件和光敏元件，然后再将两部分引线框架通过工装固定在一起点透明胶体和包裹外封装管壳。本发明在结构上，红外发光元件与光敏元件是正对的，红外光绝大部分都会发射到光敏元件受光部，因此在光电转换效率上，在响应速度上都要大大优于反射式光耦。并且省掉了白胶胶体形状和高度对光电转换效率的影响，对于光敏晶体管输出型光耦，可以提高CTR值的可控性和对档率。