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出门在外也不愁光电耦合器的封装及其发展 - 光电耦合器的封装及其发展龙 乐（龙泉长柏路98号，1栋208室，四川 成都610100）摘要：本文就国内外光电耦合器的封装结构及其关键技术展开评述，介绍这类器件的性能。特点、封装结构类型、关键技术、发展趋势，从实际应用出发，注重器件本身的物理结构和生产制造技术。 关键词：封装；光电耦合器；光电器件中图分类号：TN36 文献标识码：A1引言光电耦合器也称为光电隔离器或光耦合器，有时简称光耦。这是一种以光为耦合媒介，通过光信号的传递来实现输人与输出间电隔离的器件，可在电路或系统之间传输电信号，同时确保这些电路或系统彼此间的电绝缘。近年来，随着半导体技术、光电子学的深入发展，光耦的结构设计、封装制作技术也不断创新，各种类型产品相继问世，数千种型号构成几百个品种系列，研发成为一个独立的种类繁多、性能优良的半导体器件门类，广泛应用于计算机及其外设接口、工控、电信、仪器仪表、数据总线、高速数字系统、数字I／O口、模／数转换、数据发送、单片机接口、电平转换、信号及级间隔离、脉冲放大等范围，甚至在电源技术的线性隔离、电量反馈、电流传感、电量变换等各个场合都有成功的应用，市场需求量持继增长，发展极其迅速。2光电耦合器的性能特点光耦的基本结构是将光发射器(红外发光二极管、红外LED)和光敏器(硅光电探测敏感器件)的芯片封装在同一外壳内，并用透明树脂灌封充填作光传递介质，通常将光发射器的管脚作输入端，光敏器的引脚作为输出端，当输入端加电信号时，光发射器发出的光信号通过透明树脂光导介质投射到光敏器后，转换成电信号输出，实现了以光为媒介的电→光→电信号转换传输，并在电气上是完全隔离的。光耦的主要性能特点如下：①隔离性能好，输入端与输出端完全实现了电隔离，其绝缘电阻RISO一般均能达到1010Ω以上，绝缘耐压VISO在低压时都可满足使用要求，高耐压一般能超过lkV，有的可达10kV以上。②光信号单向传输，输出信号对输入端无反馈，可有效阻断电路或系统之间的电联系，但并不切断他们之间的信号传递。 ③光信号不受电磁干扰，工作稳定可靠。 ④抗共模干扰能力强，能很好地抑制干扰并消除噪音。⑤光发射和光敏器件的光谱匹配十分理想，响应速度快，传输效率高。⑥易与逻辑电路连接。⑦无触点、寿命大、体积小、耐冲击。⑧工作温度范围宽，符合工业和军用温度标准。从应用方面看，要求光耦在不同的应用场合，具有各自相应的特性，电流传输比CTR大，线性度好，绝缘电压高，高速大容量，导通后压降小。光耦的耦合效率(即CTR)和隔离特性是其主要的诱人之处，研发的产品种类可满足不同场合的需求，提高电子线路的可靠性。3光电耦合器封装结构光耦的封装结构大体分为内封装与外封装两大部分，将光发射器和光敏器管芯、集成电路芯片、封装材料以及封装外壳设计、制作技术的有机结合，不同的结构组合可形成各种各样的光耦，极大地丰富了光耦的品种，派生出各种型号产品，有按性能、封装结构、输出形式、用途等几种不同的分类方法。按光耦封装结构的外壳类型的分类如表1所示，其目的是将光耦的内部电路与外界相隔离密封，以免受到外界的干扰，同时可提高光耦的可靠性，并使整个光耦外形尺寸、性能规范化，同一型号的光耦往往采用多种独特的封装形式，满足应用场合的要求。简而言之，从内部的光电器件管芯、光传输结构到外部的封装结构外壳，不同的结构设计具有各自的特点，通过结构设计，改善光耦的内外部结构，可生产出实际应用所需的特性。光耦内封装的作用是形成内部的信号传输体系，提高器件的电籽睦，还可从其内部光敏探测器管芯结构来分类，具体情况如表2所示。其中每一种类型也可细分，例如，硅光敏三极管输出型光耦可分为无基极连接，基极与集电极并联连接，两只光敏三极管(一只用于伺服反馈机制上)，二级光敏三极管组合而成的达林顿管、电阻达林顿管、光敏场效应管、多路腔体隔离单通道等多种输出形式。光耦的封装结构包括内部固定光发射器与光敏器件的附着框架及距离、位置、合理布局结构，光信号传输的光通道和耦合穹顶结构，不同的光传输结构，其内封装的形式也存在差异，多与其他半导体器件有不同的构架。光耦的封装虽独特，但应用要求光必须高效率地从输入端耦合到输出端，通过改进结构，提高整个光耦的综合性能。4光电耦合器的关键技术光耦通常采用4、6、8或16引脚的各式DIP封装，在DIP封装工艺流程中，光耦封装还需要复杂和费时的过成型(overmolding)处理，包括目视预耦合、耦合对准、点胶填充透明树脂、清除多余树脂等工序，将增加光耦封装的时间和费用。以多路小型24引脚DIP封装光耦为例，介绍其工艺流程：陶瓷基片制作→厚膜电路制作→烧结压焊→管芯测试→耦合对准→中测→装架→封装→检漏→老化筛选→成测→打标，制作工艺的关键①选用优质的高速GaAlAs红外LED和硅光敏三极管芯片，保证PC．T的一致性，提高光耦的可靠性；②采用A1203陶瓷基片，导带用钯金丝网印刷，陶瓷金属化封装③严格控制烧结压焊工艺，操作中选用合适温度与时间，尽量保证两类管芯的极限使用条件④压焊采用金丝球焊，工艺操作中严格把握各个步骤的清洁度，以保证引线键合质量⑤多路独立腔体完全分离，互不干扰，使每路传输独立工作，实现极佳的电隔离；⑥设计中管芯合理布局，以适应散热要求，红外LED的热沉选用纯度为99％的BeO陶瓷载体，热沉能充分对LED工作时产生的热量散发，使LED在超温下也正常工作，并延长其寿命，降低其反向漏电流。单路4引脚塑封光耦的工艺技术相对简单，用导电浆料将红外LED和光敏三极管管芯粘接在各自对位的框架上，中25lLm金丝压焊键合电极内引线，将发光与光敏受光框架对齐，使其发光与受光的光学中心一致，两框架间用高耐压，导光透明的硅树脂填充，然后用白色环氧树脂包封。导光透明硅树脂的选定对光耦CTR和Vlso的影响极大，采用反射涂层覆盖光涂层的导光透明硅树脂，使光传输到光敏器件的辐射量达到最大。光耦的技术参数可分为输人部分、输出部分、传输特性、隔离特性等几大部分，主要有红外LED的正向压降VF、正向电流IF、功率耗散PD、光敏三极管的集电极-发射极反向击穿电压V(BR)CEO、集成极-发射极饱和压降VCE（sat）、功率耗散PD、整个器件的CTR、VISO(有时也用RISO、出人间电容CISO表示)等。此外，在传输数字信号时，还需考虑上升时间tr、下降时间tf、延迟时间ton、存储时间ts等参数。CTR是光耦的重要参数，与晶体管的hFE有某种相似之处。VISO是光耦的另一个重要特性，在输入和输出间提供电隔离，有时也称其为厚度。光耦的这两大主要参数CTR和VISO通过结构设计与制作技术来体现，尽可能提高CTR值动态范围和VISO。光耦CTR和VISO都与红外LED及光敏三极管之间距离相关，距离增大时，VISO提高，CTR下降；距离缩小时，CTR提高，VISO降低。为解决这一矛盾，除选择光发射与光敏三极管管芯的距离和硅树脂提高耐压外，还改进光耦内部的发光与光敏管芯的相对位置及光传输通道结构，从平面结构发展到上下堆叠结构，并列共面结构，不同结构导致框架和封装形式的变化，确保光信号的有效传输。平面结构是将两种管芯置于同一个平面上，其内封装涉及到两层胶，最内层为透明硅树脂，外层是紧贴内层的很薄一层反射胶，内外两层胶均采用点胶形式，确保封装胶表面的平滑，光信号通过反射层输到光敏三极管光敏面上，传输过程中因反射会产生一定的光损失，CTR有所下降，但封装成本降低。另可利用基极引端来改变光耦的CTR值。上下堆叠结构将两种管芯安放在上、下对位的框架上，红外LED堆叠在光敏三极管管芯上，光信号直接传输到光敏三极管的光敏面上，不用反射，其内封装只涉及到一层胶，传输效率高于平面结构。并列共面结构是将两种管芯左右并列对位安放，可提供增强的隔离厚度和较低的封装电容，同时不会影响光传输效率，并大幅度降低封装外壳高度和在印刷电路板上的占位面积，尤其适合微型扁平封装外壳用，但需重新设计引线框架与耦合穹顶，选用较小面积的管芯。 VISO是由两种管芯间的绝缘距离及框架结构位置、尺寸确定的，其变化也直影响到CTR。采用填充高耐压、导光透明的内封装硅树脂，在满足耐压要求的情况下，变换绝缘距离，可制作不同CTR值的系列产品。在要求高耐压时，两种管芯之间的绝缘距离尽可能增大，提高VISO。内封装硅树脂的耐压特性和光谱特性分别对光耦的绝缘距离、CTR值的影响极大，一般品种的硅树脂耐压为17kV／mm，通用型光耦要求VISO在2．5kV左右，发光与光敏管芯最短距离为0．4mm，对封装时框架间距、管芯、焊料都要求精密控制。总而言这，内封装硅树脂的耐压特性制约了绝缘距离的最小值，而其光谱特性限制了绝缘距离最大值。此外，硅树脂本身对湿度、温度，随时间增加的劣化等环境的稳定性，对光耦性能也有一定影响，因而有些特殊产品采用空气封装，通常空封时的VISO≥6kV／mm，但CTR值高。光耦的封装结构有独特之处，技术上延用集成电路封装，一些特性是在元器件、材料选取时确定的，在选择技术线路时，需要结合实际应用综合考虑、设计。5光电耦合器发展趋势光耦已独立地发展成为一个完整的产品系列，迄今其结构设计不断创新，封装技术不断改进完善，封装日趋微型化、表面安装化，封装密度不断提高的多路化，其发展趋势可归纳为以下几方面。在光耦的输入部分，采用GaAlAs或GaAsP的红外LED，提高光耦响应速度，GaAIAs红外LED响应时间50ns，外量子效率较高(3％)，在装配时不需特殊工艺，已完全实用化；将两只反向并联的GaAs红外LED作光发射器，构成交流输入光耦；通过改进芯片生产工艺，增加红外LED的工作寿命与可靠性；用有机LED作光发射器是一种新的尝试，有机LED加工容易，发光光谱宽(适宜多种光接收光敏器件)，制作与硅工艺兼容，如用厚SiO2作电隔离膜，可使光耦单片化。输出部分为IC型的光耦取得很大发展，占整个光耦的50％左右，单片芯片集成了更为复杂的高增益光电探测器，将PIN型光敏二极管、放大器电路、施密特触发逻辑部分及肖特基箝位晶体管制作在同一块芯片上，用以封装在光耦中适合高速、抗噪声滞后、逻辑电平输出的应用需求。近年来，还开发出视频／宽带线性IC输出型光耦，光耦线性隔离放大器、光耦误差放大器、高速数字光耦等产品，光耦误差放大器将光耦、精确参考电压和误差放大器制作在单个封装中，可节省空间，简化设计。高速数字光耦在同一封装内有红外LED驱动IC、高速红外LED、CMOS光电探测IC(集成了光电二极管、高速跨导放大器、带输出驱动的电压比较器)，其传输速率为50-100Mb，封装外型8引脚塑封DIP、Gul环型、SOIC和16引脚窄体／宽体SOIC封装等多种。今后的发展是更高性能及水平、多功能化的IC型光耦。2002年底，业界推出的全间距、半间距微型扁平封装光耦特性如表3所示。其技术改进是采用并列共同结构与小面积管芯，红外LED因较小管芯的电流密度高，在低驱动电流情况下，可比较大的管芯产生更多的光，改进低电流性能，而较小硅光敏三极管管芯的结点减小，具有较低的结点电容，能改进关断时间与抗噪声性能。重新设计引线框架。重新设计引线框架与耦合穹顶，使CTR和VISO最大化。微型扁平封装的4个表面安装引脚间距分别为2．54mm、1．27mm，在印刷电路板上的占位面积比4引脚DIP小37％、61％，并满足回流焊工艺要求，批量1万只时，HMHAA280／2801单价为0．17美元，HMHAA280单价为0．29美元，特别适合电信、功率转换、工控等需要小尺寸产品的应用要求。BGA封装光耦是DIP塑封产品的进一步改进，表4示出这两种封装的比较，其封装高度不超过1．2mm，占位面积小于塑封DIP外形，采用氧化铝基片的厚膜技术附着管芯，反射涂层覆盖光涂层，使传输到光敏管芯的辐射达到最大，无铅焊球形成二层互连，构成完全无铅光耦封装。FEA分析显示，在严格的260℃无铅回流焊条件下，封装能够处于应力极小或无应力状态，通过独立进行的经验性测试验证。据称BGA可减少制造光耦封装的相关时间与成本，此技术正在专利申请中。6结束语光耦是一类易于广泛应用的组装型半导体器件，具有较高的灵敏度、速度、共模抑制比、输出、线性度，而且绝缘耐压高，共模瞬态噪声抑制强，功耗小，今后将会随着信号处理的数字化、高速化、系统化、网络化的进展而加速发展。 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标题：光电耦合器的封装及其发展
&光电耦合器的封装及其发展龙 乐（龙泉长柏路98号，1栋208室，四川 成都610100）摘要：本文就国内外光电耦合器的封装结构及其关键技术展开评述，介绍这类器件的性能。特点、封装结构类型、关键技术、发展趋势，从实际应用出发，注重器件本身的物理结构和生产制造技术。 关键词：封装；光电耦合器；光电器件中图分类号：TN36 文献标识码：A1引言光电耦合器也称为光电隔离器或光耦合器，有时简称光耦。这是一种以光为耦合媒介，通过光信号的传递来实现输人与输出间电隔离的器件，可在电路或系统之间传输电信号，同时确保这些电路或系统彼此间的电绝缘。近年来，随着半导体技术、光电子学的深入发展，光耦的结构设计、封装制作技术也不断创新，各种类型产品相继问世，数千种型号构成几百个品种系列，研发成为一个独立的种类繁多、性能优良的半导体器件门类，广泛应用于计算机及其外设接口、工控、电信、仪器仪表、数据总线、高速数字系统、数字I／O口、模／数转换、数据发送、单片机接口、电平转换、信号及级间隔离、脉冲放大等范围，甚至在电源技术的线性隔离、电量反馈、电流传感、电量变换等各个场合都有成功的应用，市场需求量持继增长，发展极其迅速。2光电耦合器的性能特点光耦的基本结构是将光发射器(红外发光二极管、红外LED)和光敏器(硅光电探测敏感器件)的芯片封装在同一外壳内，并用透明树脂灌封充填作光传递介质，通常将光发射器的管脚作输入端，光敏器的引脚作为输出端，当输入端加电信号时，光发射器发出的光信号通过透明树脂光导介质投射到光敏器后，转换成电信号输出，实现了以光为媒介的电→光→电信号转换传输，并在电气上是完全隔离的。光耦的主要性能特点如下：①隔离性能好，输入端与输出端完全实现了电隔离，其绝缘电阻RISO一般均能达到1010Ω以上，绝缘耐压VISO在低压时都可满足使用要求，高耐压一般能超过lkV，有的可达10kV以上。②光信号单向传输，输出信号对输入端无反馈，可有效阻断电路或系统之间的电联系，但并不切断他们之间的信号传递。 ③光信号不受电磁干扰，工作稳定可靠。 ④抗共模干扰能力强，能很好地抑制干扰并消除噪音。⑤光发射和光敏器件的光谱匹配十分理想，响应速度快，传输效率高。⑥易与逻辑电路连接。⑦无触点、寿命大、体积小、耐冲击。⑧工作温度范围宽，符合工业和军用温度标准。从应用方面看，要求光耦在不同的应用场合，具有各自相应的特性，电流传输比CTR大，线性度好，绝缘电压高，高速大容量，导通后压降小。光耦的耦合效率(即CTR)和隔离特性是其主要的诱人之处，研发的产品种类可满足不同场合的需求，提高电子线路的可靠性。3光电耦合器封装结构光耦的封装结构大体分为内封装与外封装两大部分，将光发射器和光敏器管芯、集成电路芯片、封装材料以及封装外壳设计、制作技术的有机结合，不同的结构组合可形成各种各样的光耦，极大地丰富了光耦的品种，派生出各种型号产品，有按性能、封装结构、输出形式、用途等几种不同的分类方法。按光耦封装结构的外壳类型的分类如表1所示，其目的是将光耦的内部电路与外界相隔离密封，以免受到外界的干扰，同时可提高光耦的可靠性，并使整个光耦外形尺寸、性能规范化，同一型号的光耦往往采用多种独特的封装形式，满足应用场合的要求。简而言之，从内部的光电器件管芯、光传输结构到外部的封装结构外壳，不同的结构设计具有各自的特点，通过结构设计，改善光耦的内外部结构，可生产出实际应用所需的特性。光耦内封装的作用是形成内部的信号传输体系，提高器件的电籽睦，还可从其内部光敏探测器管芯结构来分类，具体情况如表2所示。其中每一种类型也可细分，例如，硅光敏三极管输出型光耦可分为无基极连接，基极与集电极并联连接，两只光敏三极管(一只用于伺服反馈机制上)，二级光敏三极管组合而成的达林顿管、电阻达林顿管、光敏场效应管、多路腔体隔离单通道等多种输出形式。光耦的封装结构包括内部固定光发射器与光敏器件的附着框架及距离、位置、合理布局结构，光信号传输的光通道和耦合穹顶结构，不同的光传输结构，其内封装的形式也存在差异，多与其他半导体器件有不同的构架。光耦的封装虽独特，但应用要求光必须高效率地从输入端耦合到输出端，通过改进结构，提高整个光耦的综合性能。4光电耦合器的关键技术光耦通常采用4、6、8或16引脚的各式DIP封装，在DIP封装工艺流程中，光耦封装还需要复杂和费时的过成型(overmolding)处理，包括目视预耦合、耦合对准、点胶填充透明树脂、清除多余树脂等工序，将增加光耦封装的时间和费用。以多路小型24引脚DIP封装光耦为例，介绍其工艺流程：陶瓷基片制作→厚膜电路制作→烧结压焊→管芯测试→耦合对准→中测→装架→封装→检漏→老化筛选→成测→打标，制作工艺的关键①选用优质的高速GaAlAs红外LED和硅光敏三极管芯片，保证PC．T的一致性，提高光耦的可靠性；②采用A1203陶瓷基片，导带用钯金丝网印刷，陶瓷金属化封装③严格控制烧结压焊工艺，操作中选用合适温度与时间，尽量保证两类管芯的极限使用条件④压焊采用金丝球焊，工艺操作中严格把握各个步骤的清洁度，以保证引线键合质量⑤多路独立腔体完全分离，互不干扰，使每路传输独立工作，实现极佳的电隔离；⑥设计中管芯合理布局，以适应散热要求，红外LED的热沉选用纯度为99％的BeO陶瓷载体，热沉能充分对LED工作时产生的热量散发，使LED在超温下也正常工作，并延长其寿命，降低其反向漏电流。单路4引脚塑封光耦的工艺技术相对简单，用导电浆料将红外LED和光敏三极管管芯粘接在各自对位的框架上，中25lLm金丝压焊键合电极内引线，将发光与光敏受光框架对齐，使其发光与受光的光学中心一致，两框架间用高耐压，导光透明的硅树脂填充，然后用白色环氧树脂包封。导光透明硅树脂的选定对光耦CTR和Vlso的影响极大，采用反射涂层覆盖光涂层的导光透明硅树脂，使光传输到光敏器件的辐射量达到最大。光耦的技术参数可分为输人部分、输出部分、传输特性、隔离特性等几大部分，主要有红外LED的正向压降VF、正向电流IF、功率耗散PD、光光敏三极管的集电极-发射极反向击穿电压V(BR)CEO、集成极-发射极饱和压降VCE（sat）、功率耗散PD、整个器件的CTR、VISO(有时也用RISO、出人间电容CISO表示)等。此外，在传输数字信号时，还需考虑上升时间tr、下降时间tf、延迟时间ton、存储时间ts等参数。CTR是光耦的重要参数，与晶体管的hFE有某种相似之处。VISO是光耦的另一个重要特性，在输入和输出间提供电隔离，有时也称其为厚度。光耦的这两大主要参数CTR和VISO通过结构设计与制作技术来体现，尽可能提高CTR值动态范围和VISO。光耦CTR和VISO都与红外LED及光敏三极管之间距离相关，距离增大时，VISO提高，CTR下降；距离缩小时，CTR提高，VISO降低。为解决这一矛盾，除选择光发射与光敏三极管管芯的距离和硅树脂提高耐压外，还改进光耦内部的发光与光敏管芯的相对位置及光传输通道结构，从平面结构发展到上下堆叠结构，并列共面结构，不同结构导致框架和封装形式的变化，确保光信号的有效传输。平面结构是将两种管芯置于同一个平面上，其内封装涉及到两层胶，最内层为透明硅树脂，外层是紧贴内层的很薄一层反射胶，内外两层胶均采用点胶形式，确保封装胶表面的平滑，光信号通过反射层输到光敏三极管光敏面上，传输过程中因反射会产生一定的光损失，CTR有所下降，但封装成本降低。另可利用基极引端来改变光耦的CTR值。上下堆叠结构将两种管芯安放在上、下对位的框架上，红外LED堆叠在光敏三极管管芯上，光信号直接传输到光敏三极管的光敏面上，不用反射，其内封装只涉及到一层胶，传输效率高于平面结构。并列共面结构是将两种管芯左右并列对位安放，可提供增强的隔离厚度和较低的封装电容，同时不会影响光传输效率，并大幅度降低封装外壳高度和在印刷电路板上的占位面积，尤其适合微型扁平封装外壳用，但需重新设计引线框架与耦合穹顶，选用较小面积的管芯。 VISO是由两种管芯间的绝缘距离及框架结构位置、尺寸确定的，其变化也直影响到CTR。采用填充高耐压、导光透明的内封装硅树脂，在满足耐压要求的情况下，变换绝缘距离，可制作不同CTR值的系列产品。在要求高耐压时，两种管芯之间的绝缘距离尽可能增大，提高VISO。内封装硅树脂的耐压特性和光谱特性分别对光耦的绝缘距离、CTR值的影响极大，一般品种的硅树脂耐压为17kV／mm，通用型光耦要求VISO在2．5kV左右，发光与光敏管芯最短距离为0．4mm，对封装时框架间距、管芯、焊料都要求精密控制。总而言这，内封装硅树脂的耐压特性制约了绝缘距离的最小值，而其光谱特性限制了绝缘距离最大值。此外，硅树脂本身对湿度、温度，随时间增加的劣化等环境的稳定性，对光耦性能也有一定影响，因而有些特殊产品采用空气封装，通常空封时的VISO≥6kV／mm，但CTR值高。光耦的封装结构有独特之处，技术上延用集成电路封装，一些特性是在元器件、材料选取时确定的，在选择技术线路时，需要结合实际应用综合考虑、设计。5光电耦合器发展趋势光耦已独立地发展成为一个完整的产品系列，迄今其结构设计不断创新，封装技术不断改进完善，封装日趋微型化、表面安装化，封装密度不断提高的多路化，其发展趋势可归纳为以下几方面。在光耦的输入部分，采用GaAlAs或GaAsP的红外LED，提高光耦响应速度，GaAIAs红外LED响应时间50ns，外量子效率较高(3％)，在装配时不需特殊工艺，已完全实用化；将两只反向并联的GaAs红外LED作光发射器，构成交流输入光耦；通过改进芯片生产工艺，增加红外LED的工作寿命与可靠性；用有机LED作光发射器是一种新的尝试，有机LED加工容易，发光光谱宽(适宜多种光接收光敏器件)，制作与硅工艺兼容，如用厚SiO2作电隔离膜，可使光耦单片化。输出部分为IC型的光耦取得很大发展，占整个光耦的50％左右，单片芯片集成了更为复杂的高增益光电探测器，将PIN型光敏二极管、放大器电路、施密特触发逻辑部分及肖特基箝位晶体管制作在同一块芯片上，用以封装在光耦中适合高速、抗噪声滞后、逻辑电平输出的应用需求。近年来，还开发出视频／宽带线性IC输出型光耦，光耦线性隔离放大器、光耦误差放大器、高速数字光耦等产品，光耦误差放大器将光耦、精确参考电压和误差放大器制作在单个封装中，可节省空间，简化设计。高速数字光耦在同一封装内有红外LED驱动IC、高速红外LED、CMOS光电探测IC(集成了光电二极管、高速跨导放大器、带输出驱动的电压比较器)，其传输速率为50-100Mb，封装外型8引脚塑封DIP、Gul环型、SOIC和16引脚窄体／宽体SOIC封装等多种。今后的发展是更高性能及水平、多功能化的IC型光耦。2002年底，业界推出的全间距、半间距微型扁平封装光耦特性如表3所示。其技术改进是采用并列共同结构与小面积管芯，红外LED因较小管芯的电流密度高，在低驱动电流情况下，可比较大的管芯产生更多的光，改进低电流性能，而较小硅光敏三极管管芯的结点减小，具有较低的结点电容，能改进关断时间与抗噪声性能。重新设计引线框架。重新设计引线框架与耦合穹顶，使CTR和VISO最大化。微型扁平封装的4个表面安装引脚间距分别为2．54mm、1．27mm，在印刷电路板上的占位面积比4引脚DIP小37％、61％，并满足回流焊工艺要求，批量1万只时，HMHAA280／2801单价为0．17美元，HMHAA280单价为0．29美元，特别适合电信、功率转换、工控等需要小尺寸产品的应用要求。BGA封装光耦是DIP塑封产品的进一步改进，表4示出这两种封装的比较，其封装高度不超过1．2mm，占位面积小于塑封DIP外形，采用氧化铝基片的厚膜技术附着管芯，反射涂层覆盖光涂层，使传输到光敏管芯的辐射达到最大，无铅焊球形成二层互连，构成完全无铅光耦封装。FEA分析显示，在严格的260℃无铅回流焊条件下，封装能够处于应力极小或无应力状态，通过独立进行的经验性测试验证。据称BGA可减少制造光耦封装的相关时间与成本，此技术正在专利申请中。6结束语光耦是一类易于广泛应用的组装型半导体器件，具有较高的灵敏度、速度、共模抑制比、输出、线性度，而且绝缘耐压高，共模瞬态噪声抑制强，功耗小，今后将会随着信号处理的数字化、高速化、系统化、网络化的进展而加速发展。
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