RU2643190C2 - Оптический изолятор для изоляции печатной платы - Google Patents

Оптический изолятор для изоляции печатной платы Download PDF

Info

Publication number
RU2643190C2
RU2643190C2 RU2016116037A RU2016116037A RU2643190C2 RU 2643190 C2 RU2643190 C2 RU 2643190C2 RU 2016116037 A RU2016116037 A RU 2016116037A RU 2016116037 A RU2016116037 A RU 2016116037A RU 2643190 C2 RU2643190 C2 RU 2643190C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
photocell
circuit board
printed circuit
optical isolator
recess
Prior art date
Application number
RU2016116037A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2016116037A (ru
Inventor
Кирк Аллан ХАНТЕР
Джаред Джеймс ДРАЙЕР
Джордан Деннис ЛАКТ
Сэмьюэль Итэн МЕССЕНДЖЕР
Original Assignee
Майкро Моушн, Инк.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Майкро Моушн, Инк. filed Critical Майкро Моушн, Инк.
Publication of RU2016116037A publication Critical patent/RU2016116037A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2643190C2 publication Critical patent/RU2643190C2/ru

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B10/00Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/80Optical aspects relating to the use of optical transmission for specific applications, not provided for in groups H04B10/03 - H04B10/70, e.g. optical power feeding or optical transmission through water
    • H04B10/801Optical aspects relating to the use of optical transmission for specific applications, not provided for in groups H04B10/03 - H04B10/70, e.g. optical power feeding or optical transmission through water using optical interconnects, e.g. light coupled isolators, circuit board interconnections
    • H04B10/802Optical aspects relating to the use of optical transmission for specific applications, not provided for in groups H04B10/03 - H04B10/70, e.g. optical power feeding or optical transmission through water using optical interconnects, e.g. light coupled isolators, circuit board interconnections for isolation, e.g. using optocouplers
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • H05K1/0274Optical details, e.g. printed circuits comprising integral optical means
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B10/00Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/0011Working of insulating substrates or insulating layers
    • H05K3/0044Mechanical working of the substrate, e.g. drilling or punching
    • H05K3/0047Drilling of holes
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/30Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
    • H05K3/32Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • H05K1/0213Electrical arrangements not otherwise provided for
    • H05K1/0254High voltage adaptations; Electrical insulation details; Overvoltage or electrostatic discharge protection ; Arrangements for regulating voltages or for using plural voltages
    • H05K1/0256Electrical insulation details, e.g. around high voltage areas
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/09Shape and layout
    • H05K2201/09009Substrate related
    • H05K2201/09036Recesses or grooves in insulating substrate
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/10Details of components or other objects attached to or integrated in a printed circuit board
    • H05K2201/10007Types of components
    • H05K2201/10121Optical component, e.g. opto-electronic component
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/10Details of components or other objects attached to or integrated in a printed circuit board
    • H05K2201/10431Details of mounted components
    • H05K2201/10507Involving several components
    • H05K2201/10545Related components mounted on both sides of the PCB
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00Metal working
    • Y10T29/49Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49002Electrical device making
    • Y10T29/49117Conductor or circuit manufacturing
    • Y10T29/49124On flat or curved insulated base, e.g., printed circuit, etc.
    • Y10T29/4913Assembling to base an electrical component, e.g., capacitor, etc.

Abstract

Изобретение относится к оптическому изолятору, передающему электрические сигналы между двумя изолированными одна от другой цепями с использованием разных частот электромагнитного спектра. Технический результат – использование материала печатной платы (ПП) для физического разделения компонентов оптопары, что устраняет необходимость в защите компонентов оптоизолятора, подлежащего встраиванию в «полевое устройство», снижает пространственные требования к ПП, а также затраты на тестирование. Достигается тем, что оптический изолятор (100) включает в себя ПП (106), имеющую первую поверхность (114) и вторую поверхность (122), противолежащую первой поверхности. ПП (106) имеет выемку (110), продолжающуюся сквозь эту плату (106) лишь частично. Первый фотоэлемент (104) имеет активную поверхность и установлен относительно первой поверхности (114) ПП. Второй фотоэлемент (102) имеет активную поверхность и установлен относительно второй поверхности ПП (126). Второй фотоэлемент (102) сконфигурирован с возможностью взаимодействия с первым фотоэлементом (104). По меньшей мере один из первого и второго фотоэлементов имеет свою активную поверхность, расположенную по меньшей мере частично в выемке (110). Между первым и вторым фотоэлементами (104, 102) проложен участок ПП (106). 2 н. и 16 з.п. ф-лы, 3 ил.

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Оптический изолятор, также известный как оптоизолятор, оптопара или оптрон, является электрическим устройством, которое передает электрические сигналы между двумя изолированными одна от другой цепями с использованием разных частот электромагнитного спектра. Изоляция между цепями препятствует тому, чтобы большие напряжения или ток, наведенные или иначе присутствующие в одной из цепей, передавались или сообщались в другую цепь. Типичные оптические изоляторы не могут переносить между цепями измеряемую энергию, но могут передавать сигналы между этими изолированными цепями. Как может быть понятно, оптические изоляторы широко используются во множестве различных электронных устройств, где требуется изоляция.
Один конкретный электронный прибор, который использует оптические изоляторы, известен как "полевое устройство". Полевые устройства используются в области управления технологическими процессами и области измерения для множества различных целей. Как правило, такие полевые устройства имеют "полевой" упрочненный корпус, такой, что они могут быть установлены на открытом воздухе в относительно жестких окружающих условиях и способны противостоять обусловленным климатом экстремальным температурам, влажности, а также вибрации и механическим ударам. Кроме того, полевые устройства, как правило, работают при относительно низкой мощности. Например, в настоящее время имеются некоторые полевые устройства, которые получают всю свою рабочую мощность из известного замкнутого контура с током в 4-20 мА, работающего при относительно низких напряжениях (12-42 В постоянного тока).
Среда, в которой работают полевые устройства, иногда может быть крайне волатильной. Некоторые среды могут быть настолько волатильными, что мельчайшая рассеиваемая энергия в диапазоне микроджоулей или даже достаточно высокая поверхностная температура электрического компонента могла бы привести к локальному воспламенению атмосферы и к распространению взрыва. Эти области называются опасными, защищаемыми или взрывоопасными зонами. В качестве способа предупреждения нежелательных возгораний были разработаны правила "внутренней безопасности" как средство обеспечения ограниченной энергии и температуры в полевых устройств. Соблюдение требований "внутренней безопасности" гарантирует, что даже в условиях отказа схема или само устройство не сможет воспламенить волатильную окружающую среду.
Один из методов, который может быть использован для выполнения внутренних стандартов безопасности, заключается в том, чтобы разделить компоненты физическим барьером. Степень разделения зависит от конкретного материала, используемого для формирования физического барьера. Оптические изоляторы могут быть использованы для того, чтобы передавать данные через этот барьер, если они разделены в соответствии с этими внутренними стандартами безопасности.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Предложен оптический изолятор. Оптический изолятор включает печатную плату, имеющую первую поверхность и вторую поверхность, противоположную первой поверхности. Печатная плата имеет выемку, проходящую сквозь эту плату только частично. Первый фотоэлемент имеет активную поверхность и крепится относительно первой поверхности печатной платы. Второй фотоэлемент имеет активную поверхность и крепится относительно второй поверхности. Второй фотоэлемент выполнен с возможностью взаимодействовать с первым фотоэлементом. По меньшей мере, один из первого и второго фотоэлементов имеет свою активную поверхность, расположенную по меньшей мере частично в углублении. Между первым и вторым фотоэлементами проложен участок печатной платы.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг. 1 представляет собой схематичный вид пары оптронов в соответствии с вариантом исполнения настоящего изобретения.
Фиг. 2 представляет собой схематичный вид, показывающий предпочтительную конфигурацию для создания точного промежутка на печатной плате для оптрона в соответствии с вариантом исполнения настоящего изобретения.
Фиг. 3 представляет собой схематичный вид пары оптронов, определяющих возможность возникновения перекрестных помех между соседними оптронами.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЛЛЮСТРАТИВНЫХ ВАРИАНТОВ ИСПОЛНЕНИЯ
В соответствии с вариантами исполнения настоящего изобретения фотоизлучатель и фотоприемник, такой как ИК фотодиод, разнесены между собой на противоположных сторонах печатной платы. Фотоизлучатель и фотоприемник физически разделяет участок печатной платы. Фотоизлучатель и фотоприемник работают совместно, образуя оптрон, с использованием в качестве твердой изоляции саму печатную плату. Стандарт 60079-11 по защите компонентов не должен приниматься во внимание, если фотоизлучатель и фотоприемник не являются моноблочными компонентами, такими как единый модуль интегральной схемы (ИС). Сам материал печатной платы используется в качестве необходимого надежного пространственного разделителя компонентов один от другого. Таким образом, устраняется необходимость в защите компонентов, тем самым снижая количество компонентов, пространственные требования печатной платы и стоимость. Кроме того, к такой схеме больше не относятся многие из тех испытаний, которые перечислены в разделе 10.11 этого стандарта, так что затраты на тестирование также значительно сокращены.
Фиг. 1 представляет собой схематичный вид пары оптронов в соответствии с вариантом исполнения настоящего изобретения. Оптрон 100 образован фотоизлучателем 102 и фотоприемником 104, расположенными на противоположных сторонах печатной платы 106. В варианте, показанном на фиг. 1, фотоизлучатель 102 является инфракрасным фотодиодом, имеющим полусферический участок 108, который расположен в отверстии 110 в печатной плате 106. Кроме того, в этом варианте исполнения фотоприемник 104 представляет собой pin-диод. Такую конфигурацию можно рассматривать как представляющую собой два взаимодействующих между собой фотоэлемента, в которой по меньшей мере один из фотоэлементов (в данном случае фотоизлучатель) имеет активную поверхность, которая, по меньшей мере, частично расположена в углублении печатной платы 106. В соответствии с одним из вариантов исполнения настоящего изобретения отверстие или углубление (выемка) 110 заканчивается на поверхности 112, а боковые стенки углубления 110, предпочтительно, продолжаются к поверхности 112 приблизительно под 90 градусов. Поверхность 112 отстоит от поверхности 114 печатной платы 106 схемы по меньшей мере на 0,2 мм, что является минимальным требованием для твердого материала на соответствие приложению F стандарта 60079-11 для 300 В. Фотоприемник 104 установлен смежно к поверхности 114 таким образом, что свет, испущенный из фотоизлучателя 102, который проходит через поверхность 112, принимается фотоприемником 104. Таким образом, фотоизлучатель 102 и фотоприемник 104 взаимодействуют между собой, образуя оптрон. Как может быть понятно, расположение фотоизлучателя 102 и фотоприемника 104 обеспечивает передачу сигнала в одном направлении (от фотоизлучателя к фотоприемнику). Таким образом, для того чтобы через печатную плату 106 обеспечить двунаправленную связь, установлен второй оптрон 121, который по существу является обратным по отношению к оптрону 100. В частности, оптрон 121 включает в себя фотоизлучатель 116, продолжающийся в отверстие или углубление 118 в печатной плате 106. Углубление (выемка)118 заканчивается в поверхности 120, которая удалена от поверхности 122 печатной платы 106 на минимальную величину "твердой" изоляции (0,2 мм). Фотоприемник 124 в одном варианте исполнения установлен смежно с поверхностью 122, так что свет, проходящий через поверхность 120, принимается фотоприемником 124. Таким образом, фотоизлучатель 116 и фотоприемник 124 представляют собой второй оптрон, который во взаимодействии с оптроном 100 посредством печатной платы 106 обеспечивает двунаправленную связь.
Фиг. 1 иллюстрирует печатную плату 106, имеющую шесть различных слоев меди - 126, 128, 130, 132, 134 и 136, которые разделены между собой материалом 119 печатной платы и удалены или иным образом отделены от углублений 110, 118 на минимальную величину для твердого материала в соответствии с приложением F стандарта 60079-11. Более конкретно, в варианте исполнения, показанном на фиг. 1, это расстояние составляет минимально 0,2 мм. Фотоизлучатель 102 продолжается в углубление 110 таким образом, что выпуклость 108 фотоизлучателя 102 находится вблизи поверхности 112. Такая близость увеличивает отношение сигнал-шум на оптроне 100 и позволяет снизить общую потребляемую мощность. Хотя варианты исполнения настоящего изобретения, как правило, описаны, для случая, когда в углублении печатной платы расположена часть фотоизлучателя, явно предполагается, что вместо этого или, а также, в углублении может быть расположен фотоприемник. Однако во всех таких конфигурациях, по меньшей мере одна активная поверхность (выпуклость фотоизлучателя или чувствительная поверхность фотоприемника) расположена внутри углубления печатной платы.
Когда фотоприемник выставлен должным образом, он будет получать сигнал от фотоизлучателя, который расположен прямо напротив него. В одном варианте исполнения фотоприемник имеет свою активную поверхность, выставленную по центру выпуклость фотоизлучателя (такую, как выпуклость 108).
Фиг. 2 представляет собой схематичный вид предпочтительного способа создания выемок 110, 118. Как правило, отверстие выполняют сверлильным инструментом, таким как сверло 150, которое имеет заостренный конец 152, что приводит к получению конической торцевой поверхности 154. Однако коническая торцевая поверхность 154 на практике будет отклонять или преломлять иным образом проходящие через эту граничную поверхность лучи электромагнитного спектра. Таким образом, электромагнитный сигнал 156 рассеивается, и электрический отклик кристалла 158 фотоприемника ослабляется. В предпочтительном варианте исполнения используют сверло 160 с плоским концом. Сверло 160 имеет конец 162, который по существу плоский. Это приводит к образованию отверстия 164, имеющего дно 166, которое расположено приблизительно под прямым углом к боковой стенке отверстия 164. Плоская поверхность 166 гарантирует, что сигнал, проходящий по воздуху к граничной поверхности печатной платы, сохраняет свое первоначальное направление и не преломляется или не подвергается другим изменениям. Таким образом, сигнал 168 проходит прямо к кристаллу 170 фотоприемника, который имеет бóльший отклик по сравнению с кристаллом 158 фотоприемника. В другой иллюстративной конфигурации сверло имеет конец вогнутой формы.
В соответствии с вариантами исполнения настоящего изобретения для уменьшения ослабления сигнала из-за материала печатной платы и других факторов может быть использовано несколько способов. В частности, можно удалять материал печатной платы, оставляя при этом лишь достаточное количество материала для удовлетворения требований по размещению, принимая во внимание производственные допуски. Кроме того, компоненты фотоизлучателя и фотоприемника могут выбираться, исходя из величины сигнала и картины оптического рассеяния. Далее, трафарет припоя между активными поверхностями оптических компонентов может быть опущен. Наконец, как изложено выше со ссылкой на фиг. 2, для выполнения встречного отверстия может быть использовано сверло с плоским наконечником. Любые или все эти различные конструктивные характеристики взаимно увязывают между собой, для того чтобы получить оптрон, образованный из множества отдельных компонентов, который бы в значительной степени реально соответствовал внутренним критериям безопасности при сохранении небольшой площади печатной платы.
Как можно заметить, формирование смежных оптронов для того, чтобы обеспечить изолированную двустороннюю связь через печатную плату 106 с использованием отдельных компонентов, может породить перекрестные помехи между этими оптронами, если нежелательные или паразитные сигналы не подавить полностью. Есть два основных пути, в которых могут присутствовать перекрестные помехи. Фиг. 3 иллюстрирует эти два основных канала перекрестных помех. Первый канал перекрестных помех идет по поверхности платы, как это показано пунктирной линией 180. В этом случае инфракрасное освещение от фотоизлучателя 102 может проходить прямо вдоль поверхности 122 платы к фотоприемнику 124. Этот первый вид перекрестных помех может быть уменьшен увеличением расстояния между фотоизлучателем 102 и фотоприемником 124. Однако увеличение расстояния между этими компонентами является нежелательным, поскольку при этом будет использоваться ценное пространство печатной платы. Более благоприятное решение заключается в добавлении над фотоприемником 124 непрозрачной крышки, так чтобы он не мог получать освещение 180, создающее перекрестные помехи. Одной предпочтительной формой такой непрозрачной крышки является непрозрачная заливка, обеспеченная вокруг и (или) поверх фотоприемника 124. Это непрозрачная заливка имеет дополнительное преимущество, заключающееся в устранении влияния окружающего света на фотоприемник 124. Примерные материалы заливки включают эпоксидную смолу или силикон RTV.
Второй канал перекрестных помех на фиг. 3 показан ссылочной позицией 182. В частности, этот канал перекрестных помех образован инфракрасным излучением, прошедшем через материал печатной платы 106. Эти перекрестные помехи могут быть уменьшены путем размещения медных слоев 126, 128, 130, 132, 134, 136 как можно ближе друг к другу, чтобы заставить свет при прохождении через плату рассеиваться как можно быстрее. Далее, размещение медных слоев ближе к выемке фотоизлучателя уменьшает часть сигнала, которая рассеивается от фотоприемника. При этом уменьшается размер отверстия в слоях меди и тем самым блокируется канал 182 перекрестных помех. Кроме того, можно воздействовать на внутреннюю стенку выемки, чтобы облегчить передачу сигнала от фотоизлучателя к фотоприемнику и (или) изменить ее для снижения перекрестных помех. Например, в выпуклость излучателя может быть вставлен какой-то рукав или саму выемку можно покрыть или обработать каким-нибудь материалом иным образом для облегчения передачи сигнала.
Варианты исполнения настоящего изобретения, в общем, обеспечивают в высокой степени компактную конфигурацию оптрона, которая может легко удовлетворить внутренним требованиям безопасности для полевых устройств и других электронных приборов. Считается, что оптроны в соответствии с вариантами исполнения настоящего изобретения могут обеспечить передачу сигнала на частоте 125 кГц и, возможно, до 250 кГц.
Варианты исполнения настоящего изобретения могут быть использованы в любом электронном устройстве, где применение оптронов является оправданными. Тем не менее варианты исполнения настоящего изобретения особенно полезны для полевых устройств, которые должны соответствовать стандарту внутренней безопасности, такому, как описаны выше.
Хотя настоящее изобретение было описано со ссылкой на предпочтительные варианты, специалистам в данной области техники будет понятно, что как по форме, так и в деталях в него могут быть внесены изменения, не выходящие за рамки сущности и объема изобретения. Вышеприведенное описание относится к фиксированному зазору между оптическими компонентами величиной в 0,2 мм. Хотя такая конфигурация специально предназначена для обеспечения изоляции между по своей природе надежной областью и своей природе ненадежной областью, изобретение этой конфигурацией не ограничено. Такое же самое расстояние изоляции может быть использовано для отделения друг от друга ненадежных секций. Аналогичным образом, в зависимости от требований по изоляции и конструктивных ограничений величина разделения может быть большей или меньшей чем 0,2 мм. Изобретение применимо к электромагнитному излучению любой частоты, включая видимый свет, инфракрасное и ультрафиолетовое излучение. Между фотоизлучателем и печатной платой для снижения ослабления, обусловленного преломлением или отражением между слоями различных сред, может быть применено полупрозрачное заполняющее вещество.

Claims (31)

1. Оптический изолятор, содержащий:
печатную плату, имеющую первую поверхность и вторую поверхность, противолежащую первой поверхности, при этом печатная плата имеет выемку, продолжающуюся сквозь нее лишь частично,
оптопару, содержащую первый фотоэлемент и второй фотоэлемент,
при этом первый фотоэлемент имеет активную поверхность, причем первый фотоэлемент установлен относительно первой поверхности печатной платы,
при этом второй фотоэлемент имеет активную поверхность, причем второй фотоэлемент установлен относительно второй поверхности и сконфигурирован с возможностью взаимодействия с первым фотоэлементом, и
при этом по меньшей мере один из первого и второго фотоэлементов имеет свою активную поверхность, расположенную по меньшей мере частично в выемке, и
при этом между первым фотоэлементом и вторым фотоэлементом проложен участок печатной платы,
при этом участок печатной платы, проложенный между первым и вторым фотоэлементами, обеспечивает внутреннюю безопасность оптопары оптического изолятора, подлежащего встраиванию в полевое устройство.
2. Оптический изолятор по п. 1, в котором выемка является круговой и имеет концевую поверхность.
3. Оптический изолятор по п. 2, в котором концевая поверхность пересекается с боковой поверхностью под по существу прямым углом.
4. Оптический изолятор по п. 2, в котором концевая поверхность является плоской.
5. Оптический изолятор по п. 1, в котором первый фотоэлемент является фотоизлучателем.
6. Оптический изолятор по п. 5, в котором фотоизлучатель является светоизлучающим диодом.
7. Оптический изолятор по п. 6, в котором светоизлучающий диод является ИК светоизлучающим диодом.
8. Оптический изолятор по п. 5, в котором фотоизлучатель по меньшей мере частично расположен в выемке.
9. Оптический изолятор по п. 8, в котором фотоизлучатель имеет выпуклость, которая расположена в выемке.
10. Оптический изолятор по п. 1, в котором второй фотоэлемент является фотоприемником.
11. Оптический изолятор по п. 10, в котором фотоприемник является pin-диодом.
12. Оптический изолятор по п. 10, в котором фотоприемник покрыт непрозрачной крышкой.
13. Оптический изолятор по п. 1, в котором участок печатной платы, проложенный между первым и вторым фотоэлементами, обеспечивает минимальное отстояние в соответствии с правилами внутренней безопасности оптопары.
14. Оптический изолятор по п. 13, в котором минимальное отстояние равно по меньшей мере 0,2 мм.
15. Оптический изолятор по п. 13, в котором печатная плата имеет множество медьсодержащих слоев и в котором медь в таких медьсодержащих слоях расположена на по меньшей мере минимальном отделяющем расстоянии от углубления.
16. Способ изоляции электрических компонентов для оптического изолятора, содержащий:
размещение первых электрических компонентов на первой стороне печатной платы,
размещение вторых электрических компонентов на второй стороне печатной платы,
формирование выемки на первой стороне печатной платы, которая частично продолжается через эту печатную плату в направлении второй стороны,
установку первого фотоэлемента, имеющего активную поверхность в этой выемке и соединенного с первой электрической схемой, и
установку второго фотоэлемента, имеющего активную поверхность на второй стороне печатной платы, при этом второй фотоэлемент сконфигурирован с возможностью взаимодействия с первым фотоэлементом, и второй фотоэлемент электрически подсоединен ко второй схеме, при этом первый и второй фотоэлементы образую оптопару,
при этом участок печатной платы, проложенный между первым и вторым фотоэлементами, обеспечивает внутреннюю безопасность оптопары оптического изолятора, подлежащего встраиванию в полевое устройство.
17. Способ по п. 16, в котором первый фотоэлемент содержит диод.
18. Способ по п. 16, в котором формирование выемки включает в себя сверление печатной платы.
RU2016116037A 2013-09-26 2014-08-25 Оптический изолятор для изоляции печатной платы RU2643190C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US14/037,852 2013-09-26
US14/037,852 US10075246B2 (en) 2013-09-26 2013-09-26 Optical isolator mounted in printed circuit board recess
PCT/US2014/052467 WO2015047619A1 (en) 2013-09-26 2014-08-25 Optical isolator with printed circuit board isolation

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2016116037A RU2016116037A (ru) 2017-10-31
RU2643190C2 true RU2643190C2 (ru) 2018-01-31

Family

ID=51493082

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016116037A RU2643190C2 (ru) 2013-09-26 2014-08-25 Оптический изолятор для изоляции печатной платы

Country Status (7)

Country Link
US (1) US10075246B2 (ru)
EP (1) EP3050407A1 (ru)
JP (1) JP6393751B2 (ru)
CN (2) CN104519654B (ru)
CA (1) CA2923172A1 (ru)
RU (1) RU2643190C2 (ru)
WO (1) WO2015047619A1 (ru)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9990837B1 (en) 2017-03-01 2018-06-05 Rosemount Inc. Intrinsic safety isolation with capacitive coupling
US11204268B2 (en) 2019-09-05 2021-12-21 Micro Motion, Inc. Magnetic flowmeter having a programmable bi-directional current generator
US11181404B2 (en) 2019-09-05 2021-11-23 Micro Motion, Inc. Magnetic flowmeter with a current sampling circuit sampling coil current pulses at a sampling frequency
US11333537B2 (en) 2019-09-05 2022-05-17 Micro Motion, Inc. Load leveling boost supply for magnetic flowmeter
JP6675701B1 (ja) * 2019-11-13 2020-04-01 先端フォトニクス株式会社 光学部品及びアイソレータ
CN110854171B (zh) * 2019-11-21 2022-09-13 京东方科技集团股份有限公司 一种显示基板及其制备方法、显示装置

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5990475A (en) * 1997-12-29 1999-11-23 Raytheon Company Barrier mountable optically coupled isolator housing and assembly having a waveguide
RU2373605C1 (ru) * 2008-05-05 2009-11-20 Открытое Акционерное Общество "Завод "Автоприбор" Способ изготовления оптоэлектронной микросборки
DE102009008087A1 (de) * 2009-02-09 2010-08-19 Continental Automotive Gmbh Elektrooptisches Steuer-oder Regelgerät und Verfahren zum Austausch von Steuer-und Regelsignalen
DE102010012064A1 (de) * 2010-03-19 2011-09-22 R. Stahl Schaltgeräte GmbH LED-Anordnung mit lichtdurchlässiger Leiterplatte
US8604436B1 (en) * 2011-03-24 2013-12-10 Maxim Integrated Products, Inc. Proximity sensor device
US20140191143A1 (en) * 2013-01-04 2014-07-10 Capella Microsystems (Taiwan), Inc. Optocoupler

Family Cites Families (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS53123690A (en) 1977-04-04 1978-10-28 Tooru Koide Electric signal coupler and display unit
DE3633181C2 (de) * 1986-09-30 1998-12-10 Siemens Ag Reflexlichtschranke
JPH0528059U (ja) * 1991-09-20 1993-04-09 日本電気株式会社 光結合半導体装置
US5639970A (en) 1995-07-17 1997-06-17 Rosemount Inc. Current selection circuitry for magnetic flowmeter
US5995252A (en) 1997-03-03 1999-11-30 Elsag International N.V. Low power digital signal isolator
US6256016B1 (en) * 1997-06-05 2001-07-03 Logitech, Inc. Optical detection system, device, and method utilizing optical matching
JP3497971B2 (ja) 1997-08-05 2004-02-16 シャープ株式会社 光結合装置およびその製造方法
AU3967901A (en) 1999-10-28 2001-06-04 Powersmart, Inc. I2c opto-isolator circuit
US6775440B2 (en) * 2000-04-28 2004-08-10 Kyocera Corporation Optical module and carrier for optical module
US6555935B1 (en) 2000-05-18 2003-04-29 Rockwell Automation Technologies, Inc. Apparatus and method for fast FET switching in a digital output device
US6635866B2 (en) * 2001-04-19 2003-10-21 Internation Business Machines Corporation Multi-functional fiber optic coupler
US6657476B1 (en) 2002-07-09 2003-12-02 Honeywell International Inc. AC-coupled sensor signal conditioning circuit
US7054760B2 (en) 2003-03-12 2006-05-30 Youngquist John S Apparatus and method for generating and displaying fuel flow information in a GPS-equipped vehicle
JP2005159137A (ja) * 2003-11-27 2005-06-16 Sharp Corp 光半導体素子およびこの光半導体素子を用いた電子機器
US7019318B2 (en) 2003-12-29 2006-03-28 Schneider Automation, Sas Dual current-source digital-input circuit for an industrial automation system
FR2871244A1 (fr) 2004-06-07 2005-12-09 Fci Sa Dispositif de couplage optique
JP4493045B2 (ja) 2005-12-05 2010-06-30 パナソニック株式会社 スイッチングレギュレータ回路
US7630844B2 (en) 2006-07-03 2009-12-08 Endress + Hauser Flowtec Ag Field device electronics fed by an external electrical energy supply
US7498974B2 (en) 2006-09-21 2009-03-03 Rosemount Tank Radar Ab Radar level gauge with a galvanically isolated interface
DE102006056175A1 (de) 2006-11-27 2008-05-29 Endress + Hauser Flowtec Ag Meßanordnung zum Erfassen chemischer und/oder physikalischer Meßgrößen sowie Meßgerät dafür
US7619418B2 (en) 2007-04-19 2009-11-17 Rosemount Inc. Magnetic flowmeter output verification
US8116055B2 (en) 2007-06-21 2012-02-14 Avago Technologies Ecbu Ip (Singapore) Pte. Ltd. Methods and apparatuses for performing common mode pulse compensation in an opto-isolator
GB0818991D0 (en) 2008-10-16 2008-11-26 Univ Strathclyde Fibre optic sensor system
KR20120016188A (ko) * 2009-02-05 2012-02-23 에디스 코완 유니버시티 광 접속 시스템
JP2010283007A (ja) 2009-06-02 2010-12-16 Yokogawa Electric Corp 多層プリント基板とそれを用いた半導体試験装置
CN101832499A (zh) * 2010-05-28 2010-09-15 深圳市日锋电子有限公司 一种led射灯
MX2013002476A (es) 2010-09-13 2013-06-11 Micro Motion Inc Circuito de aislamiento optico.
US8772909B1 (en) * 2012-10-04 2014-07-08 Vlt, Inc. Isolator with integral transformer
US9322901B2 (en) * 2013-02-20 2016-04-26 Maxim Integrated Products, Inc. Multichip wafer level package (WLP) optical device

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5990475A (en) * 1997-12-29 1999-11-23 Raytheon Company Barrier mountable optically coupled isolator housing and assembly having a waveguide
RU2373605C1 (ru) * 2008-05-05 2009-11-20 Открытое Акционерное Общество "Завод "Автоприбор" Способ изготовления оптоэлектронной микросборки
DE102009008087A1 (de) * 2009-02-09 2010-08-19 Continental Automotive Gmbh Elektrooptisches Steuer-oder Regelgerät und Verfahren zum Austausch von Steuer-und Regelsignalen
DE102010012064A1 (de) * 2010-03-19 2011-09-22 R. Stahl Schaltgeräte GmbH LED-Anordnung mit lichtdurchlässiger Leiterplatte
US8604436B1 (en) * 2011-03-24 2013-12-10 Maxim Integrated Products, Inc. Proximity sensor device
US20140191143A1 (en) * 2013-01-04 2014-07-10 Capella Microsystems (Taiwan), Inc. Optocoupler

Also Published As

Publication number Publication date
RU2016116037A (ru) 2017-10-31
WO2015047619A1 (en) 2015-04-02
CN104519654A (zh) 2015-04-15
US20150083942A1 (en) 2015-03-26
CA2923172A1 (en) 2015-04-02
JP2016533633A (ja) 2016-10-27
JP6393751B2 (ja) 2018-09-19
CN203942693U (zh) 2014-11-12
US10075246B2 (en) 2018-09-11
EP3050407A1 (en) 2016-08-03
CN104519654B (zh) 2019-11-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2643190C2 (ru) Оптический изолятор для изоляции печатной платы
TWI691044B (zh) 半導體封裝裝置及製造半導體封裝裝置之方法
US10147834B2 (en) Overmold proximity sensor and associated methods
US9776561B2 (en) Display apparatus
WO2006084237A3 (en) Vertical stacking of multiple integrated circuits including soi-based optical components
KR20110015550A (ko) 반도체 소자, 반사광 배리어 및 그를 위한 하우징 제조 방법
CN105425350B (zh) 一种光模块
US20180180828A1 (en) Optical module
US8410462B2 (en) Optoelectronic apparatus for transmission of an electrical signal
KR102212967B1 (ko) 임베디드 인쇄회로기판
US20170219787A1 (en) Communication Module
US11605918B2 (en) Protection device for a plug-in connection
TW201539258A (zh) 高靜電防護之電子裝置
CN103308081B (zh) 一种校准光路装置和光电传感器
WO2015111922A1 (ko) 매립형 인쇄회로기판
US6947620B2 (en) Optoelectronic coupler
US20230301006A1 (en) Vehicle Module Having a Manipulation-Detecting Electronic Control Unit
JP2015002248A (ja) 光学装置
CN109283510A (zh) 光感测装置和电子设备
CN211348543U (zh) 芯片测试压头和芯片测试装置
KR102524575B1 (ko) 광커넥터
CN105556878B (zh) 透明计算机结构
GB2193377A (en) Optoelectronic coupler
CN103869428A (zh) 光学隔离系统和组件
JP2014118200A (ja) 電子部品の収容状態確認方法

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20190826