專利名稱：光耦合器的制作方法
技術領域：
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：
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，便可進一步將光 束14a轉(zhuǎn)換為一輸出電信號，進而發(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 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設置于同一 平面，并且同樣朝光耦合器2的一方向211設置。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，為了更進一步增進光束的第一部分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)。相應地，反射曲面251設置于透明內(nèi)封裝體25的長邊L的鄰設于發(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 本領域的技術人員，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 應屬于本發(fā)明保護的范圍。
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，朝向一方向設置，適于發(fā)出一光束；一光感晶片，朝向該方向設置，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，設置在一第一引線架上，適于發(fā)出一光束；一光感晶片，設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