CN208767301U

CN208767301U - 光耦合器

Info

Publication number: CN208767301U
Application number: CN201821639766.4U
Authority: CN
Inventors: 赵呈顺
Original assignee: Everlight Electronics China Co Ltd
Current assignee: Everlight Electronics China Co Ltd
Priority date: 2018-10-10
Filing date: 2018-10-10
Publication date: 2019-04-19
Anticipated expiration: 2028-10-10

Abstract

一种光耦合器，其包括多个光耦合单元和第一封装体，所述多个光耦合单元间隔设置，第一封装体包覆于各个光耦合单元的外周，使得多个光耦合单元集成为一体；其中，每一光耦合单元包括发光芯片、感光芯片、第一支架、第二支架以及第二封装体，发光芯片设置在第一支架上，感光芯片设置在第二支架上，并发光芯片相对设置，感光芯片配置为接收来自发光芯片发出的光线，第二封装体包覆发光芯片、感光芯片、第一支架以及第二支架，第一封装体包覆第二封装体的外周。

Description

光耦合器

技术领域

本实用新型涉及发光元件领域，特别涉及一种光耦合器。

背景技术

在电子器件中，光耦合器(也称作光隔离器、光电耦合器或光学隔离器)为经设计以通过利用光波提供耦合(其输入与输出之间电隔离)来传送电信号的电子装置。光耦合器的主要用途是防止电路的一侧上的高电压或迅速改变的电压损坏另一侧上的元件或使另一侧上的传输失真。

通常，光耦合器一般主要包含发光芯片与感光芯片，发光芯片与感光芯片被封装胶包覆并封装在一封装体内。光耦合器通过发光芯片与感光芯片的相互搭配，进行电转为光、光再转为电的转换。应用时，将多个光耦合器组装到电路板上，并与电路板上的引脚一一对应。

然而，实际应用时，光耦合器的数量较多，需人工将其一个个安装到电路板上的对应位置，由此导致工艺复杂，组装效率低。并且，多个光耦合器需要大量封装材料作为封装体，由此导致制造成本高。

因此，如何提高光耦合器的安装效率、降低制造成本，实为本领域亟待解决的技术问题。

实用新型内容

基于上述问题，本实用新型提供了一种光耦合器，以提高光耦合器的安装效率、降低制造成本。

为达成上述目的，本实用新型提供一种光耦合器，其包括多个光耦合单元和第一封装体，所述多个光耦合单元间隔设置，第一封装体包覆于各个光耦合单元的外周，使得多个光耦合单元集成为一体；其中，每一光耦合单元包括发光芯片、感光芯片、第一支架、第二支架以及第二封装体，发光芯片设置在第一支架上，感光芯片设置在第二支架上，并发光芯片相对设置，感光芯片配置为接收来自发光芯片发出的光线，第二封装体包覆发光芯片、感光芯片、第一支架以及第二支架，第一封装体包覆第二封装体的外周。

根据一实施例，所述多个光耦合单元沿同一方向等间隔设置。

根据一实施例，相邻两光耦合单元的间距为0.5mm-0.9mm。

根据一实施例，相邻两光耦合单元的间距为0.75mm。

根据一实施例，第一封装体为不透光的封装胶，第二封装体为可透光的封装胶。

根据一实施例，第一封装体的材料为环氧树脂并包含有炭黑。

根据一实施例，第二封装体的材料包括环氧树脂。

根据一实施例，第二封装体的材料还包括二氧化钛(TiO₂)和二氧化硅(SiO₂)。

根据一实施例，每一光耦合单元还包括第三封装体，第三封装体设置于第一支架且包覆发光芯片。

根据一实施例，第三封装体为可透光的封装胶，且由硅胶制成。

根据一实施例，第三封装体的材料包括彩色色素。

根据一实施例，沿着光耦合器的厚度方向，感光芯片与发光芯片非对齐的设置。

根据一实施例，感光芯片的中心与发光芯片的中心的连线与厚度方向的夹角为20°-60°。

根据一实施例，第一支架包括电性连接的第一内部引脚和第一外部引脚，第一内部引脚位于第二封装体内，并支撑发光芯片，第一外部引脚延伸至第一封装体之外，并与第一封装体固定连接；第二支架包括电性连接的第二内部引脚和第二外部引脚，第二内部引脚位于第二封装体内，并支撑感光芯片，第二外部引脚延伸至第一封装体之外，并与第一封装体固定连接。

根据一实施例，每一光耦合器可以独立运作。

根据一实施例，每一光耦合器包括正极引脚(Anode)、负极引脚(Cathode)、集极引脚(Collector)和射极引脚(Emitter)。发光芯片分别与正极引脚和负极引脚电性连接，感光芯片分别和集极引脚和射极引脚电性连接。

根据一实施例，光耦合器数目可以是2个或4个。

根据一实施例，发光芯片可以是红外线发光二极管芯片(IR light emittingdiode)，感光芯片可以是光二极管感光芯片(Photo diode)或光敏晶体管感光芯片(Phototransistor)。

根据一实施例，第一封装体可以是黑色或白色。

根据一实施例，第二封装体可以是白色。

根据一实施例，第三封装体可以是褐色。

根据一实施例，光耦器利用多通道集成封装技术。

本实用新型相较于现有技术的有益效果在于：本实用新型的光耦合器在使用时无需将多个光耦合器一个个的组装于电路板，仅需将集成有多个光耦合单元的整体式的光耦合器与电路板组装，实现光耦合器与电路板的一次性组装，因此，能够显著提高组装效率。并且，整体式的光耦合器相比于多个光耦合器制程简化，且所需材料减少，例如，外部的封装胶材料大幅减少，因此，能够降低制造的时间成本和金钱成本。

附图说明

图1为本实用新型一实施例的光耦合器的俯视图。

图2为本实用新型一实施例的光耦合器的主视图。

图3为本实用新型一实施例的光耦合器的侧视图。

图4为沿图1中AA线的剖视图。

图5为本实用新型另一实施例的光耦合器的剖视图。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本实用新型更全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中，为了清晰，可能夸大了区域和层的厚度。在图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。

此外，所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本实用新型的实施例的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本实用新型的技术方案而没有所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、材料等。在其它情况下，不详细示出或描述公知结构、材料或者操作以避免模糊本实用新型的主要技术创意。

本实用新型提供一种光耦合器，根据一实施例，如图1至图4所示，其包括多个光耦合单元10和第一封装体20，所述多个光耦合单元10间隔设置，第一封装体20包覆于各个光耦合单元10的外周，使得多个光耦合单元10集成为一体。

其中，每一光耦合单元10包括发光芯片11、感光芯片12、第一支架13、第二支架14以及第二封装体15，发光芯片11设置在第一支架13上，感光芯片12设置在第二支架14上，并发光芯片11相对设置，感光芯片12配置为接收来自发光芯片11发出的光线，第二封装体15包覆发光芯片11、感光芯片12、第一支架13以及第二支架14，第一封装体20包覆第二封装体15的外周。

使用时，将光耦合器放置在电路板上，多个光耦合单元10与电路板上相应的引脚电连接，发光芯片11受输入电信号的驱动发出光线，感光芯片12收到光线产生输出电信号输出。

因此，本实用新型的光耦合器在使用时无需将多个光耦合器一个个的组装于电路板，仅需将集成有多个光耦合单元10的整体式的光耦合器与电路板组装，实现光耦合器与电路板的一次性组装，因此，能够显著提高组装效率。并且，整体式的光耦合器相比于多个光耦合器制程简化，且所需材料减少，例如，外部的封装胶材料大幅减少，因此，能够降低制造的时间成本和金钱成本。

本实施例中，所述多个光耦合单元10沿同一方向等间隔设置。例如，图4中，光耦合器包括4个沿同一方向等间隔设置的光耦合单元10。图5中，光耦合器包括2个沿同一方向等间隔设置的光耦合单元10。

应当说的是，光耦合单元10的数量和排布不限于此，可根据实际需要进行调整，例如，光耦合单元10的间隔可不同，多个光耦合单元10可沿直线、曲线等其他方向排布。任何现有的排布方式均涵盖于本实用新型的保护范围内。

本实施例中，各个光耦合单元10的形状、尺寸均为相同的，第一封装体20的上下表面的厚度均匀，两端厚度较大。在其他实施例中，各个光耦合单元10的形状、尺寸可不同，第一封装体20的厚度也可为非均匀的，第一封装体20的表面为不平坦的。可根据实际需要对光耦合单元10、各封装体的尺寸、形状进行调整。

本实施例中，第一封装体在各个光耦合单元的外部一体成型。在其他实施例中，可先成型具有多个通道的第一封装体，接着，在通道内形成光耦合单元。

本实施例中，第一封装体20为不透光的封装胶，第二封装体15为可透光的封装胶。发光芯片11发出的光线能够穿过可透光的第二封装体15，再经过不透光的第一封装体20的表面发生反射，最后感光芯片12收到光线，并产生输出电信号输出。

其中，如图4所示，第一封装体20亦用于阻隔相邻光耦合单元10间的光线干扰(发光芯片11所发出的光线)。较佳的，两光耦合单元10之间由第一封装体20隔离一间距，图4中，间距D是指相邻光耦合单元10的外周的最小距离。

相邻两光耦合单元10的间距D为0.5毫米(mm)-0.9毫米(mm)。本实施例中，相邻两光耦合单元10的间距D约为0.75毫米(mm)。

本实施例中，第一封装体20的材料为环氧树脂，例如，第一封装体20的材料可为EME-E110G胶饼。第一封装体20的材料还包含有炭黑，由此，使得第一封装体20具有绝缘性，且整体成黑色，进一步挡光效果，具体为，不仅可阻挡光耦合单元10之间的光线穿过，还可阻挡外部光线射入。

本实施例中，第二封装体15的材料为绝缘胶，例如包括环氧树脂，可为NT-8600A白胶。由于第一封装体20中包含炭黑，第二封装体15与第一封装体20的热膨胀系数将会有差异，因此，可在第二封装体15中适当添加二二氧化硅(SiO₂)，使第二封装体15与第一封装体20的热膨胀系数较为接近，并且同时保证第二封装体15仍有适当透光性。

此外，第二封装体15的材料还可包括二氧化钛(TiO₂)，由此可进一步提高绝缘性。例如第二封装体15的材料中，TiO₂和SiO₂约占重量比为20％-30％。

本实施例中，如图4所示，每一光耦合单元10还包括第三封装体16，第三封装体16设置于第一支架13且包覆发光芯片11。第三封装体16为可透光的封装胶，可由硅胶制成。

第三封装体16一方面可保护固定发光芯片11及与第一支架13电性连接的导线(图未式)，避免应力破坏，另一方面使发光芯片11的热量得以分散，并且方便光线的传输。另外，第三封装体16用于包覆发光芯片11，如此一来，可以对点胶时的胶量以及包覆位置相对比较容易的控制。

本实施例中，第三封装体16的材料包括彩色色素，例如加入红色素，由此使得第三封装体16颜色呈红色，从而方便肉眼检测是否在第二封装体15内设置有第三封装体16及发光芯片11。

本实施例中，通过第三封装体16包覆发光芯片11，第二封装体15包覆发光芯片11、感光芯片12、第一支架13以及第二支架14，第一封装体20包覆第二封装体15包覆，三种封装体由内而外层层包覆、共同作用，极大程度的确保了光耦合器整体的稳定性、密封性，即使第三封装体16与第二封装体15之间出现胶体脱层而存在空隙，在高压操作的情况下，也不会出现空隙因高压击穿导通而使光耦合器产生失效的问题。

并且，通过透光的第二封装体15和不透光的第一封装体20的设计，可同时满足光线的穿透和阻挡的要求。

此外，第一支架13包括电性连接的第一内部引脚131和第一外部引脚132，第一内部引脚131位于第二封装体15内，并支撑发光芯片11，第一外部引脚132延伸至第一封装体20之外，并与第一封装体20固定连接。第二支架14包括电性连接的第二内部引脚141和第二外部引脚142，第二内部引脚141位于第二封装体15内，并支撑感光芯片12，第二外部引脚142延伸至第一封装体20之外，并与第一封装体20固定连接。也就是说，第一支架13和第二支架14均通过第二封装体15和第一封装体20获得稳定的固定。

本实施例中，如图4所示，沿着光耦合器的厚度方向，感光芯片12与发光芯片11非对齐的设置。即，感光芯片12的轴线与发光芯片11的轴线非同轴设置。与感光芯片12与发光芯片11对齐设置相比，本实施例中，通过感光芯片12与发光芯片11错开设置，可进一步缩小感光芯片12与发光芯片11之间的垂直距离，从而减小光耦合器的厚度，有利于光耦合器的薄型化，且不影响打线。

本实施例中，感光芯片12的中心与发光芯片11的中心的连线与厚度方向的夹角α为20°-60°，例如为40°。应当说明的是，感光芯片12与发光芯片11的布局不限于此，任意能够实现光线接受的方案均包含于本案的保护范围内。

综上所述，本实用新型的光耦合器在使用时无需将多个光耦合器一个个的组装于电路板，仅需将集成有多个光耦合单元的整体式的光耦合器与电路板组装，实现光耦合器与电路板的一次性组装，因此，能够显著提高组装效率。并且，整体式的光耦合器相比于多个光耦合器制程简化，且所需材料减少，例如，外部的封装胶材料大幅减少，因此，能够降低制造的时间成本和金钱成本。

虽然已参照几个典型实施例描述了本实用新型，但应当理解，所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本实用新型能够以多种形式具体实施而不脱离实用新型的精神或实质，所以应当理解，上述实施例不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。

Claims

1.一种光耦合器，其特征在于，包括多个光耦合单元和第一封装体，所述多个光耦合单元间隔设置，第一封装体包覆于各个光耦合单元的外周，使得多个光耦合单元集成为一体；

其中，每一光耦合单元包括发光芯片、感光芯片、第一支架、第二支架以及第二封装体，发光芯片设置在第一支架上，感光芯片设置在第二支架上，并发光芯片相对设置，感光芯片配置为接收来自发光芯片发出的光线，第二封装体包覆发光芯片、感光芯片、第一支架以及第二支架，第一封装体包覆第二封装体的外周。

2.如权利要求1所述的光耦合器，其特征在于，所述多个光耦合单元沿同一方向等间隔设置。

3.如权利要求2所述的光耦合器，其特征在于，相邻两光耦合单元的间距为0.5毫米-0.9毫米。

4.如权利要求3所述的光耦合器，其特征在于，相邻两光耦合单元的间距为0.75毫米。

5.如权利要求1所述的光耦合器，其特征在于，第一封装体为不透光的封装胶，第二封装体为可透光的封装胶。

6.如权利要求5所述的光耦合器，其特征在于，第一封装体的材料为环氧树脂并包含有炭黑。

7.如权利要求5所述的光耦合器，其特征在于，第二封装体的材料包括环氧树脂。

8.如权利要求7所述的光耦合器，其特征在于，第二封装体的材料还包括二氧化钛和二氧化硅。

9.如权利要求1所述的光耦合器，其特征在于，每一光耦合单元还包括第三封装体，第三封装体设置于第一支架且包覆发光芯片。

10.如权利要求9所述的光耦合器，其特征在于，第三封装体为可透光的封装胶，且由硅胶制成。

11.如权利要求10所述的光耦合器，其特征在于，第三封装体的材料包括彩色色素。

12.如权利要求1所述的光耦合器，其特征在于，沿着光耦合器的厚度方向，感光芯片与发光芯片非对齐的设置。

13.如权利要求12所述的光耦合器，其特征在于，感光芯片的中心与发光芯片的中心的连线与厚度方向的夹角为20°-60°。

14.如权利要求1所述的光耦合器，其特征在于，第一支架包括电性连接的第一内部引脚和第一外部引脚，第一内部引脚位于第二封装体内，并支撑发光芯片，第一外部引脚延伸至第一封装体之外，并与第一封装体固定连接；第二支架包括电性连接的第二内部引脚和第二外部引脚，第二内部引脚位于第二封装体内，并支撑感光芯片，第二外部引脚延伸至第一封装体之外，并与第一封装体固定连接。