專利名稱：光耦合器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光耦合器，特別是一種高工作電壓的光耦合器。
背景技術(shù)：
光耦合器(Photo-coupler)為一種電路安全裝置，可借由發(fā)光晶片與光感晶片的 相互搭配，進(jìn)行電轉(zhuǎn)光、光再轉(zhuǎn)為電的轉(zhuǎn)換。借此，光耦合器可以避免因僅使用電路進(jìn)行直 接的電性連接，來源端之電信號發(fā)生突波、不穩(wěn)定等狀況，使接收端的電路產(chǎn)生如燒毀或無 法正常運作的情形。如圖1所示，現(xiàn)有光耦合器1包含一發(fā)光晶片12及一光感晶片13上下相互對置。 發(fā)光晶片12及光感晶片13由一內(nèi)封裝體15所包覆，此內(nèi)封裝體15為一絕緣層，可使發(fā)光 晶片12及光感晶片13間無法導(dǎo)電。內(nèi)封裝體15的外部以一不透光的外封裝體16所包覆， 一般呈黑色，適以隔絕并吸收內(nèi)、外部的光線。當(dāng)一輸入電信號傳輸至發(fā)光晶片12時，發(fā)光 晶片12可將輸入電信號轉(zhuǎn)換為一光束14a，光感晶片13接收光束14a后，便可進(jìn)一步將光 束14a轉(zhuǎn)換為一輸出電信號，進(jìn)而發(fā)揮電轉(zhuǎn)光而光再轉(zhuǎn)為電的轉(zhuǎn)換，以發(fā)揮電路安全裝置 角色的作用。其中，外封裝體16為隔絕內(nèi)、外部的光線，而必須于塑膠基材中加入大量填料 (filler)使其呈黑色，而加入填料將大幅改變外封裝體16的熱膨脹系數(shù)。因此，內(nèi)封裝體 15也必須加入適當(dāng)量的填料，使內(nèi)封裝體15的熱膨脹系數(shù)接近外封裝體16，以避免內(nèi)封裝 體15與外封裝體16的熱膨脹系數(shù)差異過大，造成于運作時溫度上升，使內(nèi)封裝體15與外 封裝體16變形破壞。因此，內(nèi)封裝體15通常呈白色并且其透光率被迫降低。然而，低透光 率的內(nèi)封裝體15進(jìn)一步造成發(fā)光晶片12及光感晶片13距離無法過大，否則將使發(fā)光晶 片12所發(fā)出的光束14a在穿透內(nèi)封裝體15時耗損過大，光感晶片13無法接受足夠的光束 14a,以正常將光信號轉(zhuǎn)換為電信號。承上所述，現(xiàn)有光耦合器1在絕緣電壓(Visq)實質(zhì)上小于或等于5000伏特的作業(yè) 環(huán)境下，為避免出現(xiàn)尖端放電的現(xiàn)象，發(fā)光晶片12與光感晶片13間的最短距離實質(zhì)上必須 至少介于0. 4毫米(mm)至0. 6毫米(mm)之間。然而，一旦作業(yè)環(huán)境的工作電壓實質(zhì)上需 要高于8000伏特(Volt)時，依安全規(guī)定則發(fā)光晶片12與光感晶片13間的最短距離實質(zhì) 上必須大于3. 0毫米(mm)，且其爬電距離(ere印age distance)實質(zhì)上必須大于8. 0毫米 (mm)。在上述工作環(huán)境下，現(xiàn)有光耦合器1將會因為內(nèi)封裝體15的透光率過低，使發(fā)光晶 片12所發(fā)出的光束14a耗損過大，光感晶片13無法正常將光信號轉(zhuǎn)換為電信號，而無法勝 任于該作業(yè)環(huán)境。有鑒于此，提供一可在高工作電壓環(huán)境下使用的光耦合器，為此一業(yè)界亟待解決 的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種光耦合器，適可于一高電壓的作業(yè)環(huán)境下使用，并且同時避免光耗損過大、無法正常工作的情形。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種光耦合器，包含一發(fā)光晶片、一光感晶片、一透明內(nèi)封裝體及一外封裝體。發(fā)光晶片及光感晶片均朝一方向設(shè)置，并分別發(fā)出一光束 及接收光束。透明內(nèi)封裝體包覆發(fā)光晶片與光感晶片，而外封裝體包覆透明內(nèi)封裝體，并在 透明內(nèi)封裝體與外封裝體之間形成一介面，適于反射光束。其中，透明內(nèi)封裝體形成一鄰設(shè) 于發(fā)光晶片的反射曲面，并且反射曲面借由外封裝體的包覆，適可反射并聚集光束的一第 一部分至光感晶片。由上述可知，本發(fā)明的光耦合器可借由增加發(fā)光晶片與光感晶片間的距離，使其 可于一高工作電壓的環(huán)境下運作，并避免尖端放電現(xiàn)象產(chǎn)生，且借由透明內(nèi)封裝體、外封裝 體與反射曲面的設(shè)置，使光束第一部分、光束第二部分及光束第三部份的傳輸效率不至因 發(fā)光晶片與光感晶片間距離的增加而降低。


圖1為現(xiàn)有光耦合器的剖面?zhèn)纫暿疽鈭D；圖2為本發(fā)明光耦合器的剖面底視示意圖；圖3為本發(fā)明光耦合器的剖面?zhèn)纫暿疽鈭D；及圖4為本發(fā)明的透明內(nèi)封裝體的立體示意圖。主要元件標(biāo)號說明1 光耦合器 12 發(fā)光晶片13 光感晶片 14a 光束15 內(nèi)封裝體 16 外封裝體2 光耦合器 211 方向22 發(fā)光晶片 23 光感晶片24a 第三部分光束24b 第二部分光束24c 第一部分光束25 透明內(nèi)封裝體251 反射曲面 26 外封裝體27a 第一引線架 27b 第二引線架271 引腳28 介面3電路板
具體實施例方式為了對本發(fā)明的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對照

本發(fā) 明的具體實施方式
。請同時參閱圖2及圖3，本發(fā)明所揭露的光耦合器2，包含一發(fā)光晶片22、一光感晶 片23、一透明內(nèi)封裝體25及一外封裝體26。其中，發(fā)光晶片22與光感晶片23設(shè)置于同一 平面，并且同樣朝光耦合器2的一方向211設(shè)置。發(fā)光晶片22于接收一輸入電信號后，適可產(chǎn)生并發(fā)射光束的第一部分24c、光束 的第二部分24b及光束的第三部份24a，而光感晶片23于接收光束的第一部分24c、光束的 第二部分24b及光束的第三部份24a后，適可轉(zhuǎn)換并傳送一輸出電信號。透明內(nèi)封裝體25包覆發(fā)光晶片22與光感晶片23，而外封裝體26包覆透明內(nèi)封裝體25。借由透明內(nèi)封裝體25與呈白色的外封裝體26間所形成的一介面28，外封裝體26反射光束的第一部分24c、光 束的第二部分24b及光束的第三部份24a，使光束的第一部分24c、光束的第二部分24b及 光束的第三部份24a于透明內(nèi)封裝體25中傳遞至光感晶片23。于本發(fā)明中，發(fā)光晶片22較佳地為一紅外光發(fā)光二極管(infrared light emitting diode, IR LED)，光感晶片23為一光晶體管(photo transistor)。透明內(nèi)封裝 體25的材質(zhì)較佳地包含透明環(huán)氧樹脂(印oxy)，為增進(jìn)反射能力，外封裝體26的材質(zhì)較佳 地包含環(huán)氧樹脂基材及白色二氧化鈦(TiO2)填料(filler)。因此，借由上述材料的配合， 透明內(nèi)封裝體25包覆發(fā)光晶片22與光感晶片23，而外封裝體26包覆透明內(nèi)封裝體25，呈 白色的外封裝體26可有效地反射發(fā)光晶片22所發(fā)射的光束的第一部分24c、光束的第二部 分24b及光束的第三部份24a至光感晶片23。相比于現(xiàn)有的光耦合器1的光束14a，是于 白色的內(nèi)封裝體15內(nèi)傳遞，本發(fā)明的透明內(nèi)封裝體25可以幾乎無耗損地傳遞發(fā)光晶片22 與光感晶片23間的光束的第一部分24c、光束的第二部分24b及光束的第三部份24a。因 此，發(fā)光晶片22與光感晶片23間的距離D可以增加，使透明內(nèi)封裝體25的絕緣能力更高， 進(jìn)而使本發(fā)明的光耦合器2可以承載更高的工作電壓。如圖3及圖4所示，為了更進(jìn)一步增進(jìn)光束的第一部分24c、光束的第二部分24b 及光束的第三部份24a于透明內(nèi)封裝體25內(nèi)自發(fā)光晶片22傳遞至光感晶片23的效率，透 明內(nèi)封裝體25于鄰設(shè)于發(fā)光晶片22之處形成一反射曲面251，以反射并聚集第一部分光束 24c至光感晶片23。在本發(fā)明的一最佳實施例中，反射曲面251鄰設(shè)于發(fā)光晶片22，并相對 于發(fā)光晶片22而位于與光感晶片23相反的一側(cè)邊，亦即發(fā)光晶片22介于光感晶片23及 反射曲面251間。反射曲面251借由外封裝體26的包覆，用以反射并聚集光束的第一部分 24c至光感晶片23。請參考圖3，除光束的第一部份24c是借由反射曲面251反射并聚集至光感晶片 23上外，光束的第三部分24a如圖所示是以直線行進(jìn)的方式穿過透明內(nèi)封裝體25，由發(fā)光 晶片22直接傳送至光感晶片23。而光束的第二部分24b通過透明內(nèi)封裝體25，并借由外 封裝體26反射至光感晶體23。借此，本發(fā)明的光耦合器2得以更有效率地利用發(fā)光晶片 22所發(fā)射的光束，以進(jìn)一步增加發(fā)光晶片22與光感晶片23間的最短距離D，使本發(fā)明光耦 合器2可以承載更高的工作電壓。為完全隔絕環(huán)境光源穿透呈白色外封裝體26后，對光感晶片23的影響，在本發(fā)明 的一最佳實施例中，光耦合器2在安裝后，方向211面對一電路板3(即發(fā)光晶片22及光 感晶片23均朝向光耦合器2的下方)。再有，本發(fā)明的光耦合器2的至少二引線架(lead frame) 27a,27b為相互遠(yuǎn)離地向外延伸，其多個引腳271也向下延伸，以與電路板3電性連 接，而發(fā)光晶片22及光感晶片23則分別設(shè)置于第一引線架27a及第二引線架27b上，并使 發(fā)光晶片22接收輸入電信號，以及使得光感晶片23傳送輸出電信號。本領(lǐng)域具通常知識 者可輕易推知，第一引線架27a及第二引線架27b也可改為朝同一方向延伸。請參考圖2，為使本發(fā)明的光耦合器2可于一實質(zhì)上高于8000伏特的高工作電壓 的環(huán)境下運作，發(fā)光晶片22與光感晶片23于透明內(nèi)封裝體25內(nèi)分別鄰設(shè)于透明內(nèi)封裝體 25的一長邊L的二端。借此，發(fā)光晶片22與光感晶片23間的最短距離D實質(zhì)上可大于或 等于3. 0毫米(mm)，且其爬電距離(ere印age distance)實質(zhì)上也大于8. 0毫米(mm)。相應(yīng)地，反射曲面251設(shè)置于透明內(nèi)封裝體25的長邊L的鄰設(shè)于發(fā)光晶片22的該端。因此， 本發(fā)明的光耦合器2適可借由增加發(fā)光晶片22與光感晶片23間的距離，使其可于一高工 作電壓的環(huán)境下運作，并避免尖端放電現(xiàn)象產(chǎn)生，且借由透明內(nèi)封裝體25、外封裝體26與 反射曲面251的設(shè)置，使光束第一部分24c、光束第二部分24b及光束第三部份24a的傳輸 效率不至因發(fā)光晶片22與光感晶片23間距離的增加而降低。
以上所述僅為本發(fā)明示意性的具體實施方式
，并非用以限定本發(fā)明的范圍。任何 本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的構(gòu)思和原則的前提下所作出的等同變化與修改，均 應(yīng)屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
權(quán)利要求
一種光耦合器，其特征在于，所述光耦合器包含一發(fā)光晶片，朝向一方向設(shè)置，適于發(fā)出一光束；一光感晶片，朝向該方向設(shè)置，適于接收該光束；一透明內(nèi)封裝體，包覆該發(fā)光晶片與該光感晶片；以及一外封裝體，包覆該透明內(nèi)封裝體，并在該透明內(nèi)封裝體與該外封裝體之間形成一介面，適于反射該光束；其中，該介面具有一鄰近該發(fā)光晶片的反射曲面，適于反射該發(fā)光晶片所發(fā)射的光束的一第一部分并使其聚集至該光感晶片。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光耦合器，其特征在于，該反射曲面相對于該發(fā)光晶片而位 于與該光感晶片相反的一側(cè)邊。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光耦合器，其特征在于，該發(fā)光晶片與該光感晶片位在同一 平面上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光耦合器，其特征在于，該介面包括一位于該發(fā)光晶片與該 光感晶片之間的反射面，適于反射該發(fā)光晶片所發(fā)射的光束的一第二部分到該光感晶片。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光耦合器，其特征在于，該發(fā)光晶片所發(fā)射的光束的一第三 部分穿過該透明內(nèi)封裝體直接傳遞至該光感晶片。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的光耦合器，其特征在于，該光耦合器還包含至少二引線架，該 發(fā)光晶片及該光感晶片分別設(shè)置于各該引線架上。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的光耦合器，其特征在于，該至少二引線架為相互遠(yuǎn)離地向外 延伸或朝同一方向延伸。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光耦合器，其特征在于，該外封裝體的材質(zhì)包含環(huán)氧樹脂基 材及白色填料，該白色填料包含二氧化鈦。
9.一種光耦合器，其特征在于，所述光耦合器包含一發(fā)光晶片，設(shè)置在一第一引線架上，適于發(fā)出一光束；一光感晶片，設(shè)置在一第二引線架上，適于接收該光束，其中該發(fā)光晶片與該光感晶片 朝同一方向設(shè)置，并位在同一平面上；一透明內(nèi)封裝體，包覆該發(fā)光晶片與該光感晶片；以及一外封裝體，包覆該透明內(nèi)封裝體，并在該透明內(nèi)封裝體與該外封裝體之間形成一介 面，適于反射該光束；其中該介面具有一鄰近該發(fā)光晶片的反射曲面，適于反射該發(fā)光晶片所發(fā)射的光束的 一第一部分并使其聚集至該光感晶片。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的光耦合器，其特征在于，該反射曲面相對于該發(fā)光晶片而位 于與該光感晶片相反的一側(cè)邊。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的光耦合器，其特征在于，該介面還包括一位于該發(fā)光晶片 與該光感晶片之間的反射面，適于反射該發(fā)光晶片所發(fā)射的光束的一第二部分到該光感晶 片。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的光耦合器，其特征在于，該第一引線架與該第二引線架為相 互遠(yuǎn)離地向外延伸或是朝同一方向延伸。
13.一種光耦合器，其特征在于，所述光耦合器包含一發(fā)光晶片，適于發(fā)出一光束； 一光感晶片，適于接收該光束；以及 一透明內(nèi)封裝體，包覆該發(fā)光晶片與該光感晶片，其中，該透明內(nèi)封裝體鄰近該發(fā)光晶片的表面形成一反射曲面，適于反射該發(fā)光晶片 所發(fā)射的光束并使其聚集至該光感晶片。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的光耦合器，其特征在于，該反射曲面相對于該發(fā)光晶片而 位于與該光感晶片相反的一側(cè)邊。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種光耦合器，該光耦合器包含一發(fā)光晶片、一光感晶片、一透明內(nèi)封裝體及一外封裝體，發(fā)光晶片及光感晶片均朝同一方向設(shè)置，并且光感晶片適以接收發(fā)光晶片發(fā)出的一光束，透明內(nèi)封裝體包覆發(fā)光晶片與光感晶片，而外封裝體包覆透明內(nèi)封裝體，在透明內(nèi)封裝體與外封裝體之間形成一介面，用以反射光束，其中，一鄰近于發(fā)光晶片的透明內(nèi)封裝體的表面形成一反射曲面，適以反射并聚集部分光束的一第一部分至光感晶片。
文檔編號H01L25/16GK101819969SQ200910118099
公開日2010年9月1日 申請日期2009年2月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月27日
發(fā)明者蘇炤亙, 賴律名, 陳盈仲 申請人:億光電子工業(yè)股份有限公司