現(xiàn)代光學(xué)耦合器的核心是輸入端的LED和輸出端的光電探測器. 它們被絕緣的光傳導(dǎo)介質(zhì)隔開。光電探測器可以是光電晶體管,可以是帶有晶體管的光電二極管,也可以是集成式檢測器/邏輯集成電路。大多數(shù)光學(xué)耦合器都經(jīng)過UL1577、CSA和IEC/DIN EN/EN 60747-5-2列明的基本安全標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證。
在某些情況下,人們特別希望提高一個封裝中的光學(xué)耦合器數(shù)量,以優(yōu)化生產(chǎn)成本,節(jié)約電路板空間。例如,在計算機系統(tǒng)中,在一個封裝中集成兩條以上的光學(xué)耦合器通道,可以明顯降低并行接口和串行接口的部件數(shù)量和電路板空間,如RS232/485/422、SPI (串行外設(shè)接口)和集成電路之間(I2C)總線。多通道光學(xué)耦合器在工業(yè)控制、測試測量、PLC(程控邏輯控制器)醫(yī)療系統(tǒng)、Fieldbus接口和數(shù)據(jù)采集中;在POE (通過以太網(wǎng)供電)和聯(lián)網(wǎng)電路板等通信應(yīng)用中;在等離子平板顯示器和其它消費家電中都提供了同樣的優(yōu)勢。
以前把兩個以上的光學(xué)耦合器集成到一個DIP/表面封裝的澆鑄封裝中是一個很大的挑戰(zhàn)。主要問 題來自已有的封裝工藝及LED方塊的正面發(fā)光特點。
部分困難包括: HDi_|{2^
*制造工藝增加,工藝復(fù)雜程度增加; >H5_,A}f
*光學(xué)耦合器通道之間的光泄漏/串?dāng)_; kx%\Cz
*由于隔離材料放置困難而導(dǎo)致IC芯片數(shù)量提高的相關(guān)問題; &3Ry0?RET
*由于要求的引線框和封裝圖形,需要明顯大得多的封裝。
光學(xué)耦合器制造技術(shù)
光學(xué)耦合器的工作基礎(chǔ)是LED發(fā)出的光通過透明的絕緣介質(zhì)到光電探測器,這種介質(zhì)提供2.5 kV - 6 kV范圍的高壓絕緣。光耦合程度取決于光導(dǎo)材料。絕緣將通過光導(dǎo)材料本身或通過額外的光傳導(dǎo)介電材料實現(xiàn)。在任何情況下,LED的排列、光導(dǎo)材料、介電材料和IC都會直接影響光耦合和高壓絕緣的性能。一般來說,光學(xué)耦合器封裝與傳統(tǒng)集成電路封裝類似,但它采用獨特的工藝步驟和必要的材料,以形成光導(dǎo),滿足高壓絕緣要求。下表列明了各種澆鑄光學(xué)耦合器的制造方法,介紹了獨特的材料、工藝和限制。
雙澆鑄工藝
圖1 澆鑄光學(xué)耦合器封裝使用的雙澆鑄工藝
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