專利名稱：光耦合器的制作方法
技術領域：
本發明是關于一種光耦合器，特別是一種可于高工作電壓環境下使用的光耦合器。
背景技術：
光耦合器(Wioto-coupler)通過其內部的發光芯片與光感芯片的搭配，完成將電 信號轉為光信號、光信號再轉為電信號的轉換，因而適可用作一種電路安全裝置。通過光耦 合器的使用，可以避免來源端的電信號發生突波、不穩定等狀況時，使得接收端的電路因直 接電性連接該來源端，而產生譬如晶體管燒毀或電路無法正常運作等情形。如圖1所示，現有的光耦合器1包含一發光芯片12及一光感芯片13，是分別于光 耦合器1的內部上下相互對置。光耦合器1還包含一內封裝體15及一外封裝體16，其中 發光芯片12及光感芯片13是由內封裝體15所包覆，此內封裝體15為一絕緣層，可使發光 芯片12及光感芯片13間無法導電。外封裝體16包覆內封裝體15，且外封裝體16 —般呈 現黑色，以隔絕并吸收內、外部的光線，避免內、外部的光線對光感芯片13產生干擾。當一 輸入電信號傳輸至發光芯片12時，發光芯片12可將輸入電信號轉換為一光束14，光感芯 片13接收光束14后，便可進一步將光束14轉換為一輸出電信號，進而發揮電轉光而光再 轉為電的轉換，發揮電路安全裝置的角色。承上所述，外封裝體16為隔絕內、外部的光線，而必須于塑料基材中加入大量填 料(filler)使其呈黑色，但加入大量填料后將大幅改變外封裝體16的熱膨脹系數。因此， 為避免內封裝體15與外封裝體16的熱膨脹系數差異過大，造成運作時因溫度上升，令內封 裝體15與外封裝體16間產生變形破壞，所以內封裝體15亦必須加入適量的填料，使內封 裝體15的熱膨脹系數接近外封裝體16。然而在加入填料后，通常會使得內封裝體15呈白 色并降低其透光率。低透光率的內封裝體15會更進一步造成發光芯片12及光感芯片13間 的距離無法過大，否則將使發光芯片12所發出的光束14在穿透內封裝體15時耗損過多， 光感芯片13無法接受足夠的光束14，以正常發揮將光信號轉換為電信號的功能。因此，當現有的光耦合器1在絕緣電壓(VISO)實質上小于或等于5000伏特的作 業環境下，發光芯片12與光感芯片13間的最短距離實質上必須至少介于0.4毫米(mm)至 0. 6毫米(mm)之間，才能避免尖端放電的現象出現。然而，一旦作業環境的工作電壓實質上 需高于8000伏特(Volt)時，發光芯片12與光感芯片13間的最短距離則被規范實質上必須 大于3. 0毫米(mm)，且其漏電距離(ere印agedistance)實質上亦必須大于8. 0毫米(mm)。 在上述工作環境中，現有光耦合器1將會因為內封裝體15的透光率過低，發光芯片12所發 出的光束14有所耗損，無法傳送到光感芯片13使其正常將光信號轉換為電信號，而喪失于 該作業環境正常運作的能力。有鑒于此，提供一可在高工作電壓環境下使用的光耦合器，這是此一業界亟待解 決的問題。
發明內容
本發明的一目的在于提供一種光耦合器，適可于一高電壓的作業環境下使用，同 時避免因光信號耗損過大，而光耦合器無法正常工作的情形。為達上述目的，本發明的光耦合器包含一發光芯片、一光感芯片、一透明內封裝體 及一反射器。發光芯片及光感芯片相面對設置，并分別發出一光束并接收該光束。透明內 封裝體包覆發光芯片與光感芯片。其中，反射器設置于透明內封裝體內并鄰近發光芯片，以 反射并聚集發光芯片所發射的光束的一第一部分至光感芯片。
為讓上述目的、技術特征、和優點能更明顯易懂，下面將結合附圖對本發明的較佳 實施例進行詳細說明，其中圖1是現有的光耦合器的剖面側視示意圖；及圖2是本發明的光耦合器的剖面俯視示意圖。
具體實施例方式如圖2所示，本發明的光耦合器2包含一發光芯片22，一光感芯片23，一透明內封 裝體25、一外封裝體沈及一反射器29。其中，發光芯片22適于發出一光束對，光感芯片23 面對發光芯片22設置，并適于接收發光芯片22所發射出的光束對。透明內封裝體25包覆 發光芯片22與光感芯片23，且外封裝體沈包覆透明內封裝體25，同時在透明內封裝體25 及外封裝體26之間形成有一界面觀，界面觀適于反射光束M。反射器四設置于透明內 封裝體25內并鄰近發光芯片22，以反射發光芯片22所發射的光束M的一第一部份Ma， 并使其聚集至光感芯片23。通過透明內封裝體25以及反射器四的設置，本發明的光耦合 器2適可大幅改善光束M于光耦合器2內傳遞的效率。于一較佳實施例中，發光芯片22是一紅外線發光二極管，而光感芯片23是一光敏 晶體管。透明內封裝體25的材質包含環氧樹脂，外封裝體沈的材質包含環氧樹脂基材及 白色填料，且該白色填料包含二氧化鈦。進一步說明，于本發明中，反射器四是相對發光芯片22而設置于光感芯片23相 反的一側，并且發光芯片22與光感芯片23皆設置在同一平面上。鄰近發光芯片22所設置 的反射器四較佳地是呈碗形，光束24的第一部份2 通過反射器四的碗形反射曲面反射 并匯聚至光感芯片23。其中，透明內封裝體25具有一長邊L及一向內縮的中央窄部251。 發光芯片22及光感芯片23分別設置于長邊L的兩端，以增加發光芯片22及光感芯片23 間的距離，并提高絕緣效果。中央窄部251設置于發光芯片22及光感芯片23間，透明內封 裝體25的中央窄部251與外封裝體沈間的界面28還包括一反射面觀1，適可反射發光芯 片22所發射的光束M至光感芯片23。光耦合器2還包含至少二引線架27a、27b，發光芯 片22及光感芯片23分別設置于一第一引線架27a及一第二引線架27b上，且至少二引線 架27a、27b可相互遠離地向外延伸，然亦可朝向同一方向延伸。該反射器四較佳地是一體 成形于發光芯片22所在的第一引線架27a上。于上述的較佳實施例中，被外封裝體沈所包覆的透明內封裝體25的中央窄部251 較佳地是一側具有較窄開口，而另一側則具有較寬開口的設計，其中該較窄開口較鄰近發光芯片22，而該較寬開口較鄰近光感芯片23，通過反射面281相對于發光芯片22至光感芯 片23的方向略微傾斜的設計，使光束24的第一部分24a及第三部分24b得以更有效率地 反射并聚集至光感芯片23上。同時，為滿足本發明于高工作電壓環境下的使用需求，發光 芯片22與光感芯片23間的距離是大于或等于3. 0毫米(mm)，且光耦合器2的漏電距離是 大于或等于8. 0毫米(mm)，以避免尖端放電而導致電路毀損的現象產生。本發明光耦合器2的電轉光、光再轉為電的轉換步驟詳述如下。當一輸入電信號 傳送至發光芯片22時，發光芯片22適可將該輸入電信號轉換為光束M以傳送至光感芯片 23，而當光感芯片23接收光束24后，便可進一步將光束M轉換為一輸出電信號，而完成將 電轉光、光再轉換為電的步驟。需特別說明的是，于本發明中，發光芯片22所發射的光束24 可進一步被區分為第一部份24a、第二部分24b及第三部分24c。其中，光束24的第一部份 24a是由發光芯片22發射，且通過反射器29反射后，直接穿過透明內封裝體25或間接地通 過反射面反射后聚集至光感芯片23 ；光束24的第二部分24b是于發光芯片22發射， 于未經過反射器四、亦未經過反射面281反射的情況下穿過透明內封裝體25，直接地傳遞 至光感芯片23 ；而光束24的第三部份24c是由發光芯片22發射，且不通過反射器四反射， 間接地通過反射面281反射后聚集至光感芯片23。因此，本發明的光耦合器2是通過反射 器四、反射面281及中央窄部251間的相互搭配，適可大幅降低光束24于透明內封裝體25 間傳遞所造成的損失，從而提高電轉光、光再轉為電的轉換效率，以滿足于高工作電壓環境 下的需求。上述的實施例僅用來例舉本發明的實施態樣，以及闡釋本發明的技術特征，并非 用來限制本發明的保護范疇。任何熟悉此技術者可輕易完成的改變或均等性的安排均屬于 本發明所主張的范圍，本發明的權利保護范圍應以申請專利范圍為準。
權利要求
1.一種光耦合器，其特征在于，包含一發光芯片，適于發出一光束；一光感芯片，面對該發光芯片設置，適于接收該光束；一透明內封裝體，包覆該發光芯片與該光感芯片；以及一反射器，設置于該透明內封裝體內并鄰近該發光芯片，其中該反射器適于反射該發 光芯片所發射的該光束的第一部份并使其聚集至該光感芯片。
2.根據權利要求1所述的光耦合器，其特征在于，該反射器是相對于該發光芯片而位 于該光感芯片相反的一側。
3.根據權利要求1所述的光耦合器，其特征在于，該發光芯片與該光感芯片位在同一 平面上。
4.根據權利要求1所述的光耦合器，其特征在于，該透明內封裝體具有一長邊，該發光 芯片及該光感芯片于該透明內封裝體內是分別設置于該長邊的二端。
5.根據權利要求1所述的光耦合器，其特征在于，該光耦合器還包含一外封裝體，包覆 該透明內封裝體，并在該透明內封裝體與該外封裝體之間形成一界面，適于反射該光束。
6.根據權利要求5所述的光耦合器，其特征在于，該透明內封裝體于該發光芯片與該 光感芯片間具有一向內縮的中央窄部，并且該透明內封裝體的該中央窄部與外封裝體間的 該界面包括一位于該發光芯片與該光感芯片之間的反射面，適于反射該發光芯片所發射的 該光束到該光感芯片。
7.根據權利要求1所述的光耦合器，其特征在于，該發光芯片所發射的光束的一第二 部分穿過該透明內封裝體直接傳遞至該光感芯片。
8.根據權利要求1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 發光芯片及該光感芯片分別設置于各該引線架上。
9.根據權利要求8所述的光耦合器，其特征在于，該二引線架是相互遠離地向外延伸。
10.根據權利要求8所述的光耦合器，其特征在于，該二引線架是朝同一方向延伸。
11.根據權利要求8所述的光耦合器，其特征在于，該反射器是一體成形于設置該發光 芯片的該引線架上。
12.根據權利要求1所述的光耦合器，其特征在于，該反射器是呈碗形。
13.根據權利要求1所述的光耦合器，其特征在于，該發光芯片與該光感芯片間的距離 大于或等于3.0毫米。
14.根據權利要求1所述的光耦合器，其特征在于，該光耦合器的漏電距離大于或等于 8. 0毫米。
15.根據權利要求1所述的光耦合器，其特征在于，該透明內封裝體的材質包含環氧樹脂。
16.根據權利要求5所述的光耦合器，其特征在于，該外封裝體的材質包含環氧樹脂基 材及白色填料。
17.根據權利要求16所述的光耦合器，其特征在于，該白色填料包含二氧化鈦。
18.根據權利要求1所述的光耦合器，其特征在于，該光感芯片是一光敏晶體管。
19.根據權利要求1所述的光耦合器，其特征在于，該發光芯片是一紅外光發光二極
20.一種光耦合器，其特征在于，包含一發光芯片，設置在一第一引線架上，適于發出一光束；一光感芯片，設置在一第二引線架上且面對該發光芯片，適于接收該光束，其中該發光 芯片與該光感芯片位在同一平面上；一透明內封裝體，包覆該發光芯片與該光感芯片；一外封裝體，包覆該透明內封裝體，并在該透明內封裝體與該外封裝體之間形成一界 面，適于反射該光束；以及一反射器，設置于該透明內封裝體內并鄰近該發光芯片，其中該反射器適于反射該發 光芯片所發射的該光束的一第一部份并使其聚集至該光感芯片。
21.根據權利要求20所述的光耦合器，其特征在于，該反射器是相對于該發光芯片而 位于該光感芯片相反的一側。
22.根據權利要求20所述的光耦合器，其特征在于，該透明內封裝體于該發光芯片與 該光感芯片間具有一向內縮的中央窄部，并且該透明內封裝體的該中央窄部與外封裝體間 的該界面包括一位于該發光芯片與該光感芯片之間的反射面，適于反射該發光芯片所發射 的該光束到該光感芯片。
23.根據權利要求20所述的光耦合器，其特征在于，該二引線架是相互遠離地向外延伸。
24.根據權利要求20所述的光耦合器，其特征在于，該二引線架是朝同一方向延伸。
25.根據權利要求20所述的光耦合器，其特征在于，該反射器是一體成形于該第一引 線架上。
全文摘要
本發明是一種光耦合器。光耦合器包含一發光芯片、一光感芯片、一透明內封裝體以及一反射器。發光芯片適于發出一光束，光感芯片面對發光芯片設置，適于接受光束。透明內封裝體包覆發光芯片與光感芯片。反射器設置于透明內封裝體內并鄰近發光芯片，適于反射發光芯片所發射的光束的第一部分并使其聚集至光感芯片。
文檔編號H01L31/0232GK102147512SQ201010128140
公開日2011年8月10日 申請日期2010年2月9日 優先權日2010年2月9日
發明者蘇炤亙, 賴律名 申請人:億光電子工業股份有限公司