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TW201508939A - 光耦合器 - Google Patents

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趙寶龍
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兆龍國際股份有限公司
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    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F55/00—Radiation-sensitive semiconductor devices covered by groups H10F10/00, H10F19/00 or H10F30/00 being structurally associated with electric light sources and electrically or optically coupled thereto
    • H10F55/20—Radiation-sensitive semiconductor devices covered by groups H10F10/00, H10F19/00 or H10F30/00 being structurally associated with electric light sources and electrically or optically coupled thereto wherein the electric light source controls the radiation-sensitive semiconductor devices, e.g. optocouplers
    • H10F55/25—Radiation-sensitive semiconductor devices covered by groups H10F10/00, H10F19/00 or H10F30/00 being structurally associated with electric light sources and electrically or optically coupled thereto wherein the electric light source controls the radiation-sensitive semiconductor devices, e.g. optocouplers wherein the radiation-sensitive devices and the electric light source are all semiconductor devices
    • H10F55/255—Radiation-sensitive semiconductor devices covered by groups H10F10/00, H10F19/00 or H10F30/00 being structurally associated with electric light sources and electrically or optically coupled thereto wherein the electric light source controls the radiation-sensitive semiconductor devices, e.g. optocouplers wherein the radiation-sensitive devices and the electric light source are all semiconductor devices formed in, or on, a common substrate
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F77/00—Constructional details of devices covered by this subclass
    • H10F77/40—Optical elements or arrangements
    • H10F77/407—Optical elements or arrangements indirectly associated with the devices
    • H10W74/00—

Landscapes

  • Photo Coupler, Interrupter, Optical-To-Optical Conversion Devices (AREA)

Abstract

一種光耦合器，包含：一發光晶片、一感光晶片、一透明內封裝體、一外封裝體、及二個導線架，發光晶片用於發射出一光線，感光晶片用於接收光線，透明內封裝體包覆發光晶片及感光晶片，外封裝體包覆透明內封裝體，外封裝體具有與該圓頂包覆件相接觸的一光學反射面，發光晶片所發射之光線的一部分藉由該光學反射面而反射至該感光晶片，發光晶片所發射之光線的另一部分通過該透明內封裝體而透射至該感光晶片，藉由光學反射面將發光晶片所發出之光線反射至感光晶片，並藉由將二個導線架的重疊區域縮到最小，而降低電容值，並提升共模拒斥比，使得本發明之光耦合器能符合應用所需的電性特性。

Description

光耦合器
本發明係關於一種電子元件，特別是關於一種光耦合器。
光耦合器是藉由光信號在兩個隔離電路之間傳遞電信號的元件。習知的光耦合器(photo coupler)主要包括二個導線架、設置於導線架的上表面的一感光晶片、以及設置於另一導線架的下表面的一發光晶片。發光晶片受輸入的電訊號驅動而將電訊號轉換成光訊號，而感光晶片則接收光訊號並將光訊號轉換成電訊號而輸出。
雖然光耦合器已廣泛地應用於各種電器產品，但是當習知的光耦合器的二個導線架之間的距離越近、或者二個導線架的重疊(overlap)面積越大，其電容值(capacitance value)就越大，共模拒斥比(Common Mode Rejection Ratio,CMRR)就越低，進而造成光耦合器的電性特性受到影響而無法符合應用需求。
緣此，本發明之目的即是提供一種光耦合器，用以解決習知的光耦合器因為導線架重疊而造成的高電容值及低共模拒斥比的問題。
本發明為解決習知技術之問題所採用之技術手段係提供一種光耦合器，包含：一發光晶片，用於發射出一光線；一感光晶片，用於接收該光線；一透明內封裝體，具有一圓頂包覆件及一延伸件，該圓頂包覆件具有一包覆高度而包覆該發光晶片及該感光晶片；一外封裝體，包覆該透明內封裝體，該外封裝體 具有與該圓頂包覆件相接觸的一光學反射面；以及二個導線架，該發光晶片及該感光晶片分別設置於該導線架，且該二個導線架分別自該透明內封裝體朝相反方向延伸出該外封裝體；其中該延伸件係以低於該包覆高度的一延伸件高度而自該光學反射面向該圓頂包覆件的外側而外展延伸，該發光晶片及該感光晶片係朝該光學反射面設置，該發光晶片所發射出之該光線的一部分藉由該光學反射面而反射至該感光晶片，以及該發光晶片所發射出之該光線的另一部分通過該透明內封裝體而透射至該感光晶片。
在本發明的一實施例中係提供一種光耦合器，該發光晶片以及該感光晶片為設置於該導線架的一第一表面，而該導線架的一第二表面設置有與該圓頂包覆件及該延伸件為相同材質的一平簷部該平簷部具有一平簷高度，且該平簷高度係小於該包覆高度。
在本發明的一實施例中係提供一種光耦合器，該光耦合器之外部爬電距離大於或等於8mm。
在本發明的一實施例中係提供一種光耦合器該光耦合器之內部爬電距離大於或等於5mm。
在本發明的一實施例中係提供一種光耦合器，二個導線架之間距範圍為0.4mm至3mm。
在本發明的一實施例中係提供一種光耦合器，該發光晶片之表面係包覆有一透光封膠。
在本發明的一實施例中係提供一種光耦合器，該透光封膠包括矽膠。
在本發明的一實施例中係提供一種光耦合器，該發光晶片為一紅外光發光二極體。
在本發明的一實施例中係提供一種光耦合器，該延伸件高度為一固定值。
經由本發明所採用之技術手段，藉由光學反射面將 發光晶片所發出之光線反射至感光晶片，並藉由將二個導線架的重疊區域縮到最小，而降低電容值，並提升共模拒斥比，使得本發明之光耦合器能符合應用所需的電性特性。
本發明所採用的具體實施例，將藉由以下之實施例及附呈圖式作進一步說明。
100‧‧‧光耦合器
1‧‧‧發光晶片
11‧‧‧表面
2‧‧‧感光晶片
3‧‧‧透明內封裝體
31‧‧‧圓頂包覆件
32‧‧‧延伸件
33‧‧‧平簷部
4‧‧‧外封裝體
41‧‧‧光學反射面
5‧‧‧導線架
51‧‧‧第一表面
52‧‧‧第二表面
6‧‧‧透光封膠
H1‧‧‧包覆高度
H2‧‧‧延伸件高度
H3‧‧‧平簷高度
L‧‧‧光線
L1‧‧‧第一部分
L2‧‧‧第二部分
第1圖係顯示根據本發明的一實施例的一光耦合器的剖視圖之一；第2圖係顯示根據本發明的實施例的光耦合器的剖視圖之二。
以下根據第1圖及第2圖，而說明本發明的實施方式。該說明並非為限制本發明的實施方式，而為本發明之實施例的一種。
如第1圖所示，依據本發明的一實施例的一光耦合器100，包含：一發光晶片1、一感光晶片2、一透明內封裝體3、一外封裝體4、及二個導線架5。
該發光晶片1用於發射出一光線L，設置於該導線架5。例如，該發光晶片1為一紅外光發光二極體。或者，該發光晶片1亦可以其他的發光元件作替換，例如：可見光發光二極體、雷射發光二極體、電漿發光二極體或其他的發光元件。該感光晶片2用於接收該光線L，且設置於該另一個導線架5。例如，該感光晶片2為可接收紅外光的一光電晶體。或者，該感光晶片2亦可為一光敏電阻、一光電二極體、一光電晶體管、一矽控整流器(silicon-controlled rectifier,SCR)或其他能將光訊號轉換成電訊號的感光元件。
該透明內封裝體3具有一圓頂包覆件31及一延伸件32，該圓頂包覆件31具有一包覆高度H1而包覆該發光晶片1及該感光晶片2，該延伸件32具有低於該包覆高度H1的一延伸件 高度H2而自該光學反射面41向該圓頂包覆件31的外側而外展延伸。在本實施例中，該延伸件32之該延伸件高度H2為一固定值，亦即該延伸件32係自該光學反射面41向外為水平延伸。當然，本發明並不以此為限，該延伸件高度H2亦可為非固定值，例如：該延伸件32可為愈外側部分之該延伸件高度H2愈低的漸低構形。藉由該延伸件32，該光耦合器100之內部爬電距離(internal creepage distance)可達到大於或等於5mm。詳細而言，內部爬電距離為兩相鄰導體之間(即，該導線架5)沿著絕緣表面(即，該延伸件32與該外封裝體4之接觸表面以及該圓頂包覆件31與該外封裝體4之接觸表面)的最短距離。本發明之光耦合器100的延伸件32能增加內部爬電距離，使光耦合器100符合內部爬電距離的安全規範。
該外封裝體4包覆該透明內封裝體3，且該外封裝體4具有與該圓頂包覆件31相接觸的一光學反射面41。如第2圖所示，該發光晶片1及該感光晶片2係朝該光學反射面41設置，而使該發光晶片1所發射出之該光線L的一第一部分L1藉由該光學反射面41而反射至該感光晶片2，以及該發光晶片1所發射出之該光線的一第二部分L2通過該透明內封裝體3而透射至該感光晶片2。藉由該外封裝體4，該光耦合器100之外部爬電距離(external creepage distance)可達到大於或等於8mm。詳細而言，外部爬電距離為兩相鄰導體(即，該導線架5)之間沿著絕緣表面(即，該該外封裝體4之外表面)的距離。詳細而言，該二個導線架5分別自該透明內封裝體3朝相反方向延伸出該外封裝體4。較佳地，該二個導線架5之間距範圍係設置為0.4mm至3mm，以符合電氣上的安全規範。
另外，在本實施例中，該透明內封裝體3的材質為環氧樹酯。當然，該透明內封裝體3亦可為其他透明材質。該外封裝體4的材質則包括環氧樹酯及二氧化鈦，以利用該光學反射 面41為白色而反射該光線L。當然，該外封裝體4的材質不限於此，亦可選用其它能反射該光線L的材質。
如第1圖所示，依據本發明的實施例的光耦合器100，該發光晶片1以及該感光晶片2為設置於該導線架5的一第一表面51，而該導線架5的一第二表面52設置有與該圓頂包覆件31及該延伸件32為相同材質的一平簷部33。該平簷部33具有一平簷高度H3，且該平簷高度H3可小於該包覆高度H1，而縮小該透明內封裝體3的體積。
如第1圖所示，依據本發明的實施例的光耦合器100，該發光晶片1之一表面11係包覆有一透光封膠6，用以幫助發光晶片1散熱。具體而言，該透光封膠可為矽膠。當然，本發明並不限於此，透光封膠6亦可由其他散熱性良好的透光物質所取代。
以上之敘述僅為本發明之較佳實施例說明，凡精於此項技藝者當可依據上述之說明而作其它種種之改良，惟這些改變仍屬於本發明之發明精神及以下所界定之專利範圍中。
100‧‧‧光耦合器
1‧‧‧發光晶片
11‧‧‧表面
2‧‧‧感光晶片
3‧‧‧透明內封裝體
31‧‧‧圓頂包覆件
32‧‧‧延伸件
33‧‧‧平簷部
4‧‧‧外封裝體
41‧‧‧光學反射面
5‧‧‧導線架
51‧‧‧第一表面
52‧‧‧第二表面
6‧‧‧透光封膠
H1‧‧‧包覆高度
H2‧‧‧延伸件高度
H3‧‧‧平簷高度

Claims (9)

  1. 一種光耦合器，包含：一發光晶片，用於發射出一光線；一感光晶片，用於接收該光線；一透明內封裝體，具有一圓頂包覆件及一延伸件，該圓頂包覆件具有一包覆高度而包覆該發光晶片及該感光晶片；一外封裝體，包覆該透明內封裝體，該外封裝體具有與該圓頂包覆件相接觸的一光學反射面；以及二個導線架，該發光晶片及該感光晶片分別設置於該導線架，且該二個導線架分別自該透明內封裝體朝相反方向延伸出該外封裝體；其中該延伸件係以低於該包覆高度的一延伸件高度而自該光學反射面向該圓頂包覆件的外側而外展延伸，該發光晶片及該感光晶片係朝該光學反射面設置，該發光晶片所發射出之該光線的一部分藉由該光學反射面而反射至該感光晶片，以及該發光晶片所發射出之該光線的另一部分通過該透明內封裝體而透射至該感光晶片。
  2. 如請求項1所述之光耦合器，其中該發光晶片以及該感光晶片為設置於該導線架的一第一表面，而該導線架的一第二表面設置有與該圓頂包覆件及該延伸件為相同材質的一平簷部，該平簷部具有一平簷高度，且該平簷高度係小於該包覆高度。
  3. 如請求項1所述之光耦合器，其中該光耦合器之外部爬電距離大於或等於8mm。
  4. 如請求項1所述之光耦合器，其中該光耦合器之內部爬電距離大於或等於5mm。
  5. 如請求項1所述之光耦合器，其中該發光晶片及該感光晶片之間距範圍為0.4mm至3mm。
  6. 如請求項1所述之光耦合器，其中該發光晶片之表面係包覆 有一透光封膠。
  7. 如請求項1所述之光耦合器，其中該透光封膠包括矽膠。
  8. 如請求項1所述之光耦合器，其中該發光晶片為一紅外光發光二極體。
  9. 如請求項1所述之光耦合器，該延伸件高度為一固定值。
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