CN213424974U - 一种光耦合器 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种光耦合器，其包括发光芯片、感光芯片、透光内封装体、光反射外封装体、第一导线架和第二导线架，所述发光芯片和感光芯片分别设置在第一导线架和第二导线架互相靠近的一侧，所述透光内封装体包覆在发光芯片和感光芯片上，所述光反射外封装体包覆在透光内封装体上，且所述第一导线架和第二导线架互相远离的一侧延伸出光反射外封装体外侧，位于所述透光内封装体内的第一导线架和第二导线架的外表面均设置有光反射层。本申请具有提高感光芯片收光率的效果。

Description

一种光耦合器

技术领域

本申请涉及电子元件的技术领域，尤其是涉及一种光耦合器。

背景技术

光耦合器是以光为媒介来传输电信号的器件，通常把发光芯片与感光芯片封装在同一管壳内。当输入端加电信号时发光芯片发出光线，感光芯片接受光线之后就产生光电流，并从输出端流出，从而实现了“电—光—电”转换。

目前，申请公布号为CN111354719A的中国专利公开了一种光耦合器，其包括导线架、发光芯片、感光芯片、透光内封装体和光反射外封装体，发光芯片和感光芯片分别设置在相对设置的两个导线架上，透光内封装体包覆发光芯片和感光芯片，光反射外封装体包覆透光内封装体。通过上述技术方案，发光芯片发射出光线，光线通过光反射外封装体的光学反射面反射到感光芯片上，从而实现了“电-光-电”的转换。

针对上述中的相关技术，发明人认为，由于导线架不能反光，而光线在反射过程中会有一部分光线反射到导线架上，因此存在有收光效益不够高的缺陷。

实用新型内容

为了提高感光芯片的收光率，本申请提供一种光耦合器。

本申请提供的一种光耦合器采用如下的技术方案：

一种光耦合器，包括发光芯片、感光芯片、透光内封装体、光反射外封装体、第一导线架和第二导线架，所述发光芯片和感光芯片分别设置在第一导线架和第二导线架互相靠近的一侧，所述透光内封装体包覆在发光芯片和感光芯片上，所述光反射外封装体包覆在透光内封装体上，且所述第一导线架和第二导线架互相远离的一侧延伸出光反射外封装体外侧，位于所述透光内封装体内的第一导线架和第二导线架的外表面均设置有光反射层。

通过采用上述技术方案，发光芯片将电信号转化为光信号，发光芯片发射出光线，由于光反射外封装体形成了一个封闭的光反射面，并且第一导线架和第二导线架的外表面均设置有光反射层，因此光线会在透光内封装体内经过多次反射，最后大部分光线被感光芯片接收，少部分被遮挡在透光内封装体内，从而提高感光芯片的收光率。

优选的，所述发光芯片套设有聚光套，所述聚光套一端连接在第一导线架上且另一端开口设置，所述聚光套用于汇聚发光芯片发射出的光线。

通过采用上述技术方案，通过设置聚光套，发光芯片发射出来的光比较集中，不易向四周扩散，可以减小光线在透光内封装体的发散面积，从而减少光信号在透光内封装体内的损失，提高感光芯片的收光率。

优选的，所述聚光套朝向第一导线架和第二导线架之间的透光内封装体倾斜设置。

通过采用上述技术方案，聚光套朝向第一导线架和第二导线架之间的透光内封装体倾斜设置，发光芯片发射出的光线集中射向第一导线架和第二导线架之间的透光内封装体上，大部分的光线会直接反射到感光芯片上，从而减少光信号在透光内封装体内的损失，提高感光芯片的收光率。

优选的，所述第一导线架上设置有包覆发光芯片的隔热套，所述隔热套设置在聚光套内。

通过采用上述技术方案，通过设置隔热套，可以更好的对发光芯片进行散热。

优选的，所述感光芯片套设有收光套，所述收光套一端连接在第二导线架上且另一端开口设置，所述收光套用于收集发光芯片发射出的光线。

通过采用上述技术方案，通过设置收光套，收光套可以收集更多的反射光线，一些不能直接反射到感光芯片的光线在收光套内经过多次反射会被感光芯片吸收，由于光线在收光套内反射经过的路径更短，因此损耗更少，从而感光芯片的收光率更高。

优选的，所述收光套朝向第一导线架和第二导线架之间的透光内封装体倾斜设置。

通过采用上述技术方案，收光套朝向第一导线架和第二导线架之间的透光内封装体倾斜设置，会有更多的光线直接反射到感光芯片内，减少了光线在收光套内的多次反射这个过程，从而减少了光信号的损坏，使得感光芯片的收光率更高。

优选的，所述第一导线架和第二导线架延伸至光反射封装体外侧的一侧侧壁均设置有绝缘的凸起，两个所述凸起的一侧均紧贴光反射封装体的外侧壁。

通过采用上述技术方案，通过设置凸起，第一导线架和第二导线架之间的绝缘表面路径变长，爬电距离变大，从而更好的防止光耦合器出现短路现象。

优选的，两个所述凸起沿互相靠近的方向均开设有凹槽。

通过采用上述技术方案，通过设置多个凹槽，在占用空间不变的情况下，第一导线架和第二导线架之间的绝缘表面路径变的更长，爬电距离更大，进一步的防止光耦合器出现短路现象。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

（1）发光芯片将电信号转化为光信号，发光芯片发射出光线，由于光反射外封装体形成了一个封闭的光反射面，并且第一导线架和第二导线架的外表面均设置有光反射层，因此光线会在透光内封装体内经过多次反射，最后大部分光线被感光芯片接收，少部分被遮挡在透光内封装体内，从而提高感光芯片的收光率；

（2）聚光套朝向第一导线架和第二导线架之间的透光内封装体倾斜设置，发光芯片发射出的光线集中射向第一导线架和第二导线架之间的透光内封装体上，大部分的光线会直接反射到感光芯片上，从而减少光信号在透光内封装体内的损失，提高感光芯片的收光率；

（3）收光套朝向第一导线架和第二导线架之间的透光内封装体倾斜设置，会有更多的光线直接反射到感光芯片内，减少了光线在收光套内的多次反射这个过程，从而减少了光信号的损坏，使得感光芯片的收光率更高。

附图说明

图1是本申请实施例的光耦合器的侧视剖视图；

图2是图1中A处的放大图；

图3是本申请实施例的光耦合器的俯视图。

附图标记说明：1、发光芯片；2、感光芯片；3、第一导线架；4、第二导线架；5、透光内封装体；6、光反射外封装体；7、光反射面；8、第一引脚；9、第二引脚；10、光反射层；11、隔热套；12、聚光套；13、收光套；14、凸起；15、凹槽。

具体实施方式

以下结合附图1-3对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种光耦合器。参照图1和图2，光耦合器包括发光芯片1感光芯片2、第一导线架3和第二导线架4，发光芯片1和感光芯片2分别设置在第一导线架3和第二导线架4互相靠近的一侧，发光芯片1与感光芯片2同面设置，且发光芯片1的发光面朝向电路板。第一导线架3和第二导线架4之间设置有包覆发光芯片1和感光芯片2的透光内封装体5，第一导线架3和第二导线架4之间还设置有包覆透光内封装体5的光反射外封装体6，光反射外封装体6和透光内封装体5之间形成了封闭的光反射面7。

具体的，第一导线架3和第二导线架4互相远离的一端分别水平延伸至光反射外封装体6的两侧外侧，且第一导线架3和第二导线架4延伸至光反射外封装体6外侧的一侧分别向下弯折连接有焊接在电路板上的第一引脚8和第二引脚9，第一引脚8和第二引脚9分别沿第一导线架3和第二导线架4的一侧间隔设置有两个。位于透光内封装体5内的第一导线架3和第二导线架4外表面均包覆有一层光反射层10。特别说明的是，为了使本申请实施例的光耦合器的剖视图看起来更加直观，透光内封装体5、光反射外封装体6和光反射层10等透明材料在附图中均未打剖面线。

第一导线架3通电时，发光芯片1将接受到的电信号转化成光信号，发光芯片1的发光面发射出光线，光线经过在封闭的光反射面7内多次反射最终被感光芯片2接受。由于有部分光线会反射到第一导线架3和第二导线架4的外表面，而第一导线架3和第二导线架4不具有反射光线的特性，因此通过在第一导线架3和第二导线架4的外表面包覆一层光反射层10，使得光能量不会被吸收，能够继续反射直到被感光芯片2吸收。

本实施例中，透光内封装体5的材料为环氧树脂，环氧树脂具有良好的透光性，在其它实施方式中，透光内封装体5的材料也可为硅胶等透光材料；光反射外封装体6和光反射层10的材料均为白胶，白胶具有较高的光反射率，在其它实施方式中，光反射外封装体6和光反射层10也可以选用对应能够反射发光芯片1所发射出的光线的材质。

由于发光芯片1长时间工作会发热，为了更好的对发光芯片1进行散热，在第一导线架3上设置有包覆发光芯片1的隔热套11，通过隔热套11使发光芯片1更好的散热。本实施例中，隔热套11为透明灌封胶层，透明灌封胶透光性好且具有良好的导热性，并且表面粘接力强，能够很好的与透光内封装体5粘接。

隔热套11外套设有一层聚光套12，聚光套12两端开口设置，聚光套12一端连接在第一导线架3的下表面，且另一端敞口设置，且聚光套12敞口的一端朝向第一导线架3和第二导线架4之间的光反射面7倾斜设置。需要说明的是，聚光套12的材质和光反射层10的材质相同，均为能够反射光线的材质，并且位于聚光套12内部的隔热套11与聚光套12之间注塑满环氧树脂。

由于透光内封装体5的透光率不能达到100%，一般在95%左右，光线在透光内封装体5内走的行程约大，被吸收的能量就越多，因此通过设置聚光套12，发光芯片1发射出的光线不易向四周发散，即光线在透光内封装体5内的发散面积减小，更多的光线通过一次反射直接被感光芯片2接收，进而光能量的损耗越少，感光芯片2的收光率越高。

感光芯片2上套设有收光套13，收光套13两端开口设置，收光套13一端连接在第二导线架4的下表面，且另一端敞口设置，且收光套13敞口设置的一端朝向一导线架和第二导线架4之间的光反射面7倾斜设置。需要说明的是，收光套13的材质和光反射层10的材质相同，均为能够反射光线的材质，并且收光套13内部注塑满环氧树脂。

与聚光套12的原理相同，通过设置收光套13，更多的光线汇聚到收光套13内，一些不能直接反射到感光芯片2上的光线会在收光套13内进行多次反射，在收光套13内反射的行程远远小于在透光内封装体5内反射的行程，因此光能力的损耗更少，从而感光芯片2的收光率越高，信号传输准确率越高。

参照图3，位于光反射外封装体6两侧的第一导线架3和第二导线架4上均设置有绝缘的凸起14，凸起14为方形体且厚度等于第一导线架3和第二导线架4的厚度，凸起14的一侧紧贴光反射外封装体6的外侧壁。由于导体周围的绝缘材料被电极化，会导致绝缘材料呈现带电现象，通过设置凸起14，第一导线架3和第二导线架4之间的绝缘表面路径更长，电子在第一导线架3和第二导线架4之间的绝缘表面的爬行距离更长，即爬电距离更长，光耦从而更不容易出现短路的现象。

两个凸起14沿互相靠近的方向均开设有凹槽15，通过在凸起14上开设凹槽15，可以进一步的增大爬电距离。根据设计规范，凹槽15的宽度必须大于1mm，本实施例中，凹槽15的宽度为1mm。

本申请实施例一种光耦合器的实施原理为：在透光内封装体5内的第一导线架3和第二导线架4的外表面均套设有光反射层10，防止光能量被第一导线架3和第二导线架4吸收；在发光芯片1上套设隔热套11，对发光芯片1进行散热；在发光芯片1和感光芯片2上分别套设聚光套12和收光套13，使光线更加集中的进行反射，并且更加集中的反射到感光芯片2上，从而提高感光芯片2的收光率；在第一导线架3、第二导线架4和光反射外封装体6之间均设置有凸起14，凸起14上开设凹槽15，从而增加爬电距离，防止光耦合器出现爬电现象，从而出现短路的现象。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种光耦合器，其特征在于：包括发光芯片(1)、感光芯片(2)、透光内封装体(5)、光反射外封装体(6)、第一导线架(3)和第二导线架(4)，所述发光芯片(1)和感光芯片(2)分别设置在第一导线架(3)和第二导线架(4)互相靠近的一侧，所述透光内封装体(5)包覆在发光芯片(1)和感光芯片(2)上，所述光反射外封装体(6)包覆在透光内封装体(5)上，且所述第一导线架(3)和第二导线架(4)互相远离的一侧延伸出光反射外封装体(6)外侧，位于所述透光内封装体(5)内的第一导线架(3)和第二导线架(4)的外表面均设置有光反射层(10)。

2.根据权利要求1所述的一种光耦合器，其特征在于：所述发光芯片(1)套设有聚光套(12)，所述聚光套(12)一端连接在第一导线架(3)上且另一端开口设置，所述聚光套(12)用于汇聚发光芯片(1)发射出的光线。

3.根据权利要求2所述的一种光耦合器，其特征在于：所述聚光套(12)朝向第一导线架(3)和第二导线架(4)之间的透光内封装体(5)倾斜设置。

4.根据权利要求3所述的一种光耦合器，其特征在于：所述第一导线架(3)上设置有包覆发光芯片(1)的隔热套（11），所述隔热套（11）设置在聚光套(12)内。

5.根据权利要求1所述的一种光耦合器，其特征在于：所述感光芯片(2)套设有收光套(13)，所述收光套(13)一端连接在第二导线架(4)上且另一端开口设置，所述收光套(13)用于收集发光芯片(1)发射出的光线。

6.根据权利要求5所述的一种光耦合器，其特征在于：所述收光套(13)朝向第一导线架(3)和第二导线架(4)之间的透光内封装体(5)倾斜设置。

7.根据权利要求1所述的一种光耦合器，其特征在于：所述第一导线架(3)和第二导线架(4)延伸至光反射封装体外侧的一侧侧壁均设置有绝缘的凸起(14)，两个所述凸起(14)的一侧均紧贴光反射封装体的外侧壁。

8.根据权利要求7所述的一种光耦合器，其特征在于：两个所述凸起(14)沿互相靠近的方向均开设有凹槽(15)。

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