高隔离电压的电-光-电隔离结构的制作方法
【专利摘要】一种高隔离电压的电-光-电隔离结构，包括位置互相对正设置的光源芯片和光探测芯片；光源芯片和光探测芯片之间及二者周围的空间均被绝缘导光胶填充；其创新之处在于：所述光源芯片和光探测芯片之间设置有一光导管，光导管内孔与光源芯片和光探测芯片对正设置，光导管内填充有绝缘导光胶，光导管的介电强度大于绝缘导光胶的介电强度。本发明的有益技术效果是：解决了到达光探测芯片的光量因隔离电压上升而降低的问题，使电-光-电隔离结构可以获得较大的隔离电压。
【专利说明】高隔离电压的电-光-电隔离结构
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种电隔离技术，尤其涉及一种高隔离电压的电-光-电隔离结构。【背景技术】
[0002]电-光-电隔离结构的基本原理是:光源芯片将前级电路的电信号转换为光信号，光信号由光探测芯片采集后转换为电信号后输出至后级电路，从而实现前后级电路的电气隔离。这种电-光-电隔离结构可用于光电耦合器、光电传感器等器件中。
[0003]在实际工程中，可能出现前后级电路间的电位差达到上万伏乃至几万伏，同时又对电隔离器件的体积有严格限制，这就要求电-光-电隔离结构同时具有高隔离电压和小型化的特征，现有的一种典型解决方案如图1所示，采用图1中的方案时，为了提高电-光-电隔离结构的隔离电压，一般通过增加光源芯片和光探测芯片的间距的方式来降低前、后级电路间的电场强度，并在光源芯片和光探测芯片之间及二者周围的空间填充高介电强度的绝缘导光胶，以提高电-光-电隔离结构的抗击穿能力；存在的问题是:理论上，光源芯片和光探测芯片之间的间距越大，电-光-电隔离结构的隔离电压也越高，但实际应用中，光源芯片发出的光照射到光探测芯片上的光量却会随着间距的增大而降低，当电-光-电隔离结构的隔离电压增加至I万伏以上后，若继续增加间距，将会导致光探测芯片转换出的电信号过弱以致无法满足需求，从而对隔离电压的进一步提高造成瓶颈。
【发明内容】
[0004]针对【背景技术】中的问题，本发明提出了一种高隔离电压的电-光-电隔离结构，包括位置互相对正设置的光源芯片和光探测芯片；光源芯片和光探测芯片之间及二者周围的空间均被绝缘导光胶填充；其改进在于:所述光源芯片和光探测芯片之间设置有一光导管，光导管内孔与光源芯片和光探测芯片对正设置，光导管内填充有绝缘导光胶，光导管的介电强度大于绝缘导光胶的介电强度。
[0005]本发明的原理是:现有技术中，对电-光-电隔离结构的隔离电压提升造成瓶颈的主要原因是:随着光源芯片和光探测芯片间距的增加，光源芯片发出的光的发散区域也越大，这就导致光探测芯片采集到的光量降低；采用本发明方案后，由于受光导管的限制，光源芯片发出的光不会向外扩散，反而会在光导管内壁的反射作用下向光探测芯片处汇集，从而将光的发散区域控制在较小的范围内，以解决因间距增加而导致光的发散区域也相应增加的问题，最终保证照射到光探测芯片上的光量满足要求，在此基础上，就可以使光源芯片和光探测芯片之间的间距大幅增加，以进一步增加电-光-电隔离结构的隔离电压，满足高隔离电压应用场合的要求。
[0006]优选地，所述光导管采用氧化铍陶瓷制作。
[0007]本发明的有益技术效果是:解决了到达光探测芯片的光量因隔离电压上升而降低的问题，使电-光-电隔离结构可以获得较大的隔离电压。【专利附图】
【附图说明】
[0008]图1、现有的电-光-电隔离结构原理示意图；
图2、本发明的原理示意图；
图3、光导管结构立体示意图；
图1、2中虚线框所示区域即为绝缘导光胶的填充范围；
图中各个标记所对应的部件分别为:用于为各个部件提供支承的基体1、光源芯片2、光探测芯片3、光导管4、用于安装光源芯片的载体一 5、用于安装光探测芯片的载体二 6。
【具体实施方式】
[0009]一种高隔离电压的电-光-电隔离结构，包括位置互相对正设置的光源芯片2和光探测芯片3 ;光源芯片2和光探测芯片3之间及二者周围的空间均被绝缘导光胶填充；其创新在于:所述光源芯片2和光探测芯片3之间设置有一光导管4，光导管4内孔与光源芯片2和光探测芯片3对正设置，光导管4内填充有绝缘导光胶，光导管4的介电强度大于绝缘导光胶的介电强度。
[0010]进一步地，所述光导管4采用氧化铍陶瓷制作。
[0011]实施例:
现有技术中，光源芯片2和光探测芯片3的间距一般设置为1.8mm左右，此时，电-光-电隔离结构的隔离电压约为I万伏，如果再进一步增加光源芯片2和光探测芯片3的间距，光探测芯片3转换出的电信号迅速减弱，当光源芯片2和光探测芯片3增加到
2.2mm以上后，光探测芯片3转换出的电信号将衰减至无法满足需求的程度。
[0012]采用本发明方案，光源芯片2和光探测芯片3的间距可延长至6mm以上，隔离电压可达3万伏以上，并且具有进一步提闻的潜力。
【权利要求】
1.一种高隔离电压的电-光-电隔离结构，包括位置互相对正设置的光源芯片(2)和光探测芯片(3);光源芯片(2)和光探测芯片(3)之间及二者周围的空间均被绝缘导光胶填充；其特征在于:所述光源芯片(2)和光探测芯片(3)之间设置有一光导管(4)，光导管(4)内孔与光源芯片(2)和光探测芯片(3)对正设置，光导管(4)内填充有绝缘导光胶，光导管(4)的介电强度大于绝缘导光胶的介电强度。
2.根据权利要求1所述的高隔离电压的电-光-电隔离结构，其特征在于:所述光导管(4)采用氧化铍陶瓷制作。
【文档编号】H01L25/16GK103633081SQ201310626908
【公开日】2014年3月12日 申请日期:2013年12月2日 优先权日:2013年12月2日
【发明者】李冰, 徐道润, 陈春霞, 欧熠, 龚磊, 李祖安, 张佳宁, 李洪玉, 谢俊聃, 成精折, 曾铮, 肖清惠 申请人:中国电子科技集团公司第四十四研究所