Brevet FR2564266A1 — publié le 19851115

La présente invention concerne un photocoupleur comportant un composant à semiconducteurs émetteur de lumière et un composant à semiconducteurs récepteur de lumière, dans lequel les deux composants sont fixés avec isolation entre eux sur un support et encapsulés dans une matière plastique. Des photocoupleurs sont utilisés pour transmettre un signal électrique, sous forme d'un signal lumineux, entre un circuit émetteur et un circuit récepteur qui est totalement isolé du circuit émetteur et par suite isolé galvaniquement. Des photocoupleurs sont par exemple employés pour la séparation de potentiel et l'augmentation de l'immu- nité dans la commutation téléphonique de centraux manuels et dans le traitement de données. Des photocoupleurs sont également utilisés pour la séparation de potentiel des circuits de commande et de charge en électronique de puissance, pour la commande d'amorçage de triacs et de thyristors. Dans un procédé connu pour la production d'un photocoupleur, les composants à semiconducteurs émetteur et récepteur sont fixés dans un plan sur des parties voisines, présentant un écartement défini, d'un ruban de contact structuré et continu. Un réflecteur plastique est ensuite placé sur les deux composants à semiconducteurs, puis l'espace compris entre les composants et le récepteur est rempli par une matière plastique transparente, entourant aussi les broches de contact. Le réflecteur est ensuite encapsulé avec la matière plastique transparente dans une matière plastique opaque, constituant le boîtier. Les ligaments reliant les rubans de contact sont ensuite découpés. Les deux composants à semiconducteurs sont par exemple dans un coupleur du type cité une diode électroluminescente et un phototran- sistor. Au lieu d'un phototransistor, il est également possible d'utiliser un phototransistor à effet de champ, une photodiode, un autre composant à semiconducteurs photosensible ou un circuit intégré photosensible. Le photocoupleur connu présente certes une tension d'isolement élevée, mais ne convient pas pour la miniaturisation et l'emploi préférentiel de circuits à couches en technique hybride, car les dimensions du boîtier sont relativement grandes par suite de sa cons- titution. L'invention a donc pour objets un photocoupleur et un procédé de production de ce photocoupleur, de dimensions plus réduites et se prêtant à l'emploi dans des circuits hybrides. Dans le cas d'un photocoupleur comportant un composant à semi- conducteurs émetteur de lumière et un composant à semiconducteurs récepteur de lumière, et dans lequel les deux composants sont dispo- sés avec isolation entre eux sur un support et encapsulés dans une matière plastique transparente, et selon une caractéristique essen- tielle de l'invention, la matière plastique transparente constitue le boîtier du photocoupleur et est revêtue d'une mince couche de matériau réfléchissant opaque. Le principe de l'invention est donc le suivant: le boîtier est pratiquement constitué par la seule matière plastique transparente, qui lui confère la stabilité mécanique requise, tandis que la couche réfléchissante doit être aussi mince que possible et ne contribue pratiquement pas à la stabilité mécanique du boîtier. La couche réflé- chissante doit être dans la mesure du possible juste assez mince pour que son épaisseur suffise à assurer la réflexion requise. Pour obtenir un facteur de couplage élevé, et selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, le boîtier plastique miniaturisé est revêtu par immersion d'une couche plastique réflé- chissante en résine époxyde blanche. Le photocoupleur selon l'invention présente l'avantage essentiel suivant: la matière plastique transparente (avec le revêtement réfléchissant très mince, d'environ 0,3 mm) constitue le boîtier et permet ainsi d'éviter un boîtier extérieur distinct en matière plas- tique opaque. Une réduction importante des dimensions du boîtier est ainsi possible. Un photocoupleur selon l'invention se prête à l'utilisation de grande série dans des circuits hybrides pour la séparation de poten- tiel et le découplage immune. Lorsque les dimensions du boîtier sont choisies égales à celles d'un boîtier miniature normalisé, du type SOT 143 par exemple, il en résulte un avantage supplémentaire: Ces composants peuvent être traités sur les automates d'équipement du commerce. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à l'aide de la description détaillée ci-dessous d'un exemple de réalisation et des dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est une vue en perspective d'un photocoupleur découpé; la figure 2 est une coupe d'un photocoupleur; et la figure 3 est une coupe d'un photocoupleur comportant une couche réfléchissante. Pour l'établissement des contacts du composant à semiconducteurs émetteur (1) et du composant à semiconducteurs récepteur (2), on utilise de préférence un ruban de contact se présentant sous forme d'une bande continue et comportant pour la production des ligaments transversaux, des longerons extérieurs et des ligaments médians. Après l'encapsulation de l'émetteur (1) et du récepteur (2) dans une matière plastique transparente (4), des outils découpent les ligaments transversaux, les longerons extérieurs et les ligaments médians. La matière plastique transparente (4) est constituée par une résine époxyde hyaline dans l'exemple de réalisation selon figure 1. La mince couche opaque est constituée par une résine époxyde ou par une masse à mouler époxyde claire, réfléchissant l'infrarouge. La matière plastique (4) contenant le composant à semiconduc- teurs émetteur (1) et le composant à semiconducteurs récepteur (2) est revêtu d'une couche réfléchissante opaque (5) par immersion ou moulage. Le boîtier miniature parallélépipédique ainsi obtenu pré- sente les dimensions du type normalisé SOT 143, c'est-à-dire lon- gueur x largeur x hauteur: 2,9 x 1,3 x 1 mm. Il est également possible de réaliser les dimensions d'un boîtier miniature normalisé de type TO 143 ou SO 6. La couche réfléchissante opaque (5) est par exemple constituée par une résine époxyde blanche mélangée avec de l'oxyde de titane. Il est possible aussi de produire des réflecteurs similaires en mélangeant de la magnésie et d'autres matières plastiques transpa- rentes, telles qu'un polycarbonate. Les plages de raccordement 3a, 3b et 6a, 6b, nécessaires pour le raccordement électrique des composants à semiconducteurs émet- teur (1) et récepteur (2), sont produites par un procédé de pliage selon figure 1. Les références indiquées sur la figure 2 sont les mêmes que celles sur la figure 1. La lumière (7) émise par le composant à semiconducteurs émetteur (1) traverse la matière plastique (4) de tous les côtés, comme indiqué sur la figure 2. L'immersion et le revêtement de la matière plastique (4) par une masse réfléchissante (5) produisent une réflexion totale (7) à l'intérieur de la matière plastique (4), de sorte qu'on obtient un facteur de couplage typique de 100 %, comme indiqué sur la figure 3. Les références de la figure 3 sont les mêmes que celles sur les figures 1 et 2. La tension d'isolement nécessaire pour la séparation de poten- tiel entre les composants à semiconducteurs émetteur (1) et récep- teur (2) est de 500 V au minimum. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art au principe et aux dispositifs qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs, sans sortir du cadre de l'invention. Revendications 1. Photocoupleur comportant un composant à semiconducteurs émetteur de lumière et un composant à semiconducteurs récepteur de lumière, dans lequel les deux composants sont fixés avec isolation entre eux sur un support et encapsulés dans une matière plastique transparente, et caractérisé en ce que la matière plastique transparente constitue le boîtier du photocoupleur et est revêtue d'une mince couche de matériau réfléchissant opaque. 2. Photocoupleur selon revendication 1, caractérisé en ce que les deux composants à semiconducteurs sont disposés dans un même plan. 3. Photocoupleur selon une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le boîtier plastique est recouvert sur toutes les faces d'une couche réfléchissante. 4. Photocoupleur selon une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les dimensions de la matière plastique d'en- capsulation sont les mêmes que celles d'un boîtier miniature paral- lélépipédique normalisé de type SOT 143, TO 143 ou SO 6 5. Photocoupleur selon une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la matière plastique transparente est une résine époxyde hyaline. 6. Photocoupleur selon une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la mince couche opaque est constituée par une résine ou une masse à mouler époxyde claire, réfléchissant l'infra- rouge. 7. Photocoupleur selon une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la mince couche opaque présente une épais- seur d'environ 0,3 mm et produit une réflexion totale à l'intérieur. 8. Procédé de production d'un photocoupleur selon une quelconque des revendications I à 7, caractérisé en ce que le boîtier plastique transparent est revêtu d'une couche opaque par immersion ou moulage.