Brevet FR2656739A1 — publié le 19910705

PHOTO-COUPLEUR POUR MONTAGE EN SURFACE. La présente invention a pour objet un photo-coupleur pour montage en surface. Les photo-coupleurs rassemblent sous un même boîtier un élément photoémetteur et un élément photo-récepteur Leur fonction est de découpler électriquement des circuits échan- geant des signaux et un élément principal de leur caractéris- tique est la tension d'isolement, dont la valeur dépend de la distance qui sépare l'émetteur du récepteur Or, les boîtiers mettent en oeuvre des supports à performances d'isolement électrique élevées et qui sont coûteux (céramique etc). Augmenter les dimensions pour augmenter la tension d'isolement revient alors cher. L'invention a pour objet un photo-coupleur pour mon- tage en surface à tension d'isolement élevée et qui peut être réalisé à moindre coût. Le photo-coupleur selon l'invention est ainsi carac- térisé en ce qu'il comprend un premier support comportant un élément photo-émetteur, un deuxième support comportant un élé- ment photo-récepteur et un boîtier d'assemblage électriquement isolant dans lequel le premier et le deuxième support sont as- semblés, de préférence par encliquetage, dans une direction longitudinale du boîtier d'assemblage de telle sorte que l'é- lément photo-émetteur et l'élément photo-récepteur soient en face l'un de l'autre, et en ce que le premier et le deuxième support présentent une face latérale pourvue de pistes conduc- trices en contact électrique avec lesdits éléments respectifs en vue dudit montage en surface. Le boîtier d'assemblage assure une fonction d'espa- cement entre les deux supports ce qui permet d'obtenir l'iso- lation électrique élevée qui est désirée Par contre, le boî- tier d'assemblage est une pièce de faible coût. Le boîtier d'assemblage peut présenter deux parties assemblées entre elles selon une direction transversale Ceci permet de rendre les deux parties assemblées particulièrement simples à mouler. Le boîtier d'assemblage présente, selon un mode de réalisation préféré, au moins un évidement disposé de manière à recevoir une colle d'assemblage, destinée à maintenir le photo-coupleur à plat sur un circuit, par exemple un circuit imprimé, pour une phase ultérieure de soudure. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée à titre d'exemple non limi- tatif, en liaison avec les dessins qui représentent: la figure 1, une vue en perspective d'un photo-coupleur se- lon l'invention. les figures 2 a, 2 b et 2 c, respectivement, en vue latérale un demiboîtier d'assemblage, en coupe transversale, selon BB un boîtier d'assemblage, et en coupe longitudinale partielle A, un boîtier d'assemblage. les figures 3 a, 3 b et 4, un support respectivement en vue latérale gauche, en vue latérale droite et en vue de dessous. Selon la figure 1, un boîtier d'assemblage 1 de forme allongée en matériau électriquement isolant présente des faces latérales 14 contre lesquelles des supports 20 sont maintenus en butée à l'aide de dispositifs d'encliquetage 11, 12 par assemblage selon une direction longitudinale de boîtier 1 (flèche F) Un des supports 20 comporte un élément photo- émissif et l'autre support 20 comporte un élément photo-récep- teur L'encliquetage et la mise en butée permettent d'assurer que les axes optiques des deux éléments soient pratiquement le même Le boîtier d'assemblage 1 présente une ouverture centra- le cylindrique ou rectangulaire 4 pour le passage des rayons lumineux, se prolongeant aux deux extrémités longitudinales par deux logements 5 permettant de recevoir les éléments et leurs connexions électriques ainsi que leurs éventuels élé- ments de couplage optique La longueur du boîtier d'assemblage permet d'assurer la tension d'isolement électrique désirée et est donc choisie pour satisfaire à ce paramètre En outre, le boîtier d'assemblage 1 comporte sur l'une de ses surfaces su- périeure ou inférieure un évidement 8 permettant de recevoir de la colle de fixation 9 du photo-coupleur sur un circuit im- primé 30 en vue d'une opération de soudure à la vague des con- tacts 22 et 24 des supports 20. Les supports 20 sont représentés plus particulière- ment aux figures 3 a, 3 b et 4 Sur leur face supérieure 27, un élément opto-électronique 40, soit photo-émetteur, soit photo- récepteur est monté, ses deux électrodes étant en contact électrique avec deux métallisations dont l'une est en contact électrique avec une métallisation 22 d'une face latérale 26 et l'autre avec une métallisation 24 espacée de la métallisation 22 sur la même face latérale 26 La face inférieure 25 du sup- port 20 peut comporter des métallisations 21 et 23, respecti- vement en contact électrique avec les métallisations 22 et 24 Les métallisations 21 et 23 peuvent servir à des fins de test lorsque le photo-coupleur est monté ou bien encore peu- vent servir de métallisation pour le montage en surface d'un support 20 utilisé seul c'est-à-dire sans boîtier 1. La face supérieure 27 du support 20 comporte deux métallisations 41 et 43 en continuité électrique respective- ment avec les métallisations, 22 et 24 Un élément 40 est en contact électrique par sa face inférieure avec la métallisa- tion 41 La deuxième connexion électrique de l'élément 40 est réalisée par un fil 44 entre sa face supérieure et la métalli- sation 43. On remarquera que sur les figures, on a représenté deux évidements 8 l'un à la face supérieure, l'autre à la face inférieure du boîtier 1 Ceci n'a d'autre but que de symétri- ser celui-ci de manière en particulier à le réaliser sous for- me de deux demi-boîtiers 2 et 3 séparés selon un plan longitu- dinal du boîtier 1 et pouvant être facilement assemblés selon une direction transversale La réalisation d'un boîtier 1 sous forme de deux demi-boîtiers 2 et 3, moulés par exemple en ma- tière plastique, est alors particulièrement économique. En outre, les supports 20 (par exemple en cérami- que) peuvent être de dimensions réduites car non grevées par les problèmes de tension d'isolement élevées entre deux élé- ments émetteur et récepteur. On obtient donc un photo-coupleur à performances élevées, facile à fabriquer et peu coûteux. Lorsque les supports 20 sont assemblés sur le boî- tier 20, ils sont maintenus en butée 14 par les dispositifs d'encliquetage 12 et latéralement par les faces 15 des bras d'encliquetage 11 Les métallisations 22 et 24 des deux sup- ports 20 sont disposés dans le prolongement de la même face dite inférieure du boîtier 1, ce qui permet le montage en sur- face. Des matériaux convenant particulièrement à la réa- lisation du boîtier d'assemblage sont par exemple un polyamide 4-6 chargé d'oxyde de titane (connu sous la marque STANYL de la Société néerlandaise DSM) ou bien encore un polymère dit "à cristaux liquides" chargé de fibre de verre et d'oxyde de ti- tane (connus sous la marque VECTRA de la société américaine CELANESE). L'ouverture centrale 4 peut être réfléchissante et dans ce cas, de section préférentiellement cylindrique avec un diamètre adapté à un fonctionnement de type conduit de lumiè- re Un élément opto-électronique 40 peut être disposé au foyer d'une lentille de manière à améliorer le rendement lumineux. L'ouverture centrale 4, qu'elle soit ou non réfléchissante, peut être remplie d'une résine transparente de manière à augmenter le couplage lumineux La résine est préférentielle- ment d'un type agencé pour remplir l'ouverture 4 par capilla- rité, par exemple la résine "porétanche 290 " de LOCTITE, qui est dix fois plus fluide que l'eau La résine présente en ou- tre l'avantage de fixer en position les supports 20 par colla- ge. REVENDICATIONS 1 Photocoupleur pour montage en surface caractérisé en ce qu'il comprend un premier support ( 20) comportant un élément photo-émetteur, un deuxième support ( 20) comportant un élément photo-récepteur et un boîtier d'assemblage ( 1) élec- triquement isolant dans lequel le premier et le deuxième sup- port ( 20) sont assemblés ( 11, 12) dans une direction longitudinale (F) du boîtier d'assemblage de telle sorte que l'élément photo-émetteur et l'élément photo-récepteur soient en face l'un de l'autre, et en ce que le premier et le deuxième support ( 20) présentent une face latérale ( 26) pourvue de pistes conductrices ( 22, 24) en contact électrique avec lesdits éléments respectifs en vue dudit montage en sur- face. 2 Photocoupleur selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'assemblage est réalisé par encliquetage. 3 Photocoupleur selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le boîtier d'assemblage présente deux parties assemblées entre elles selon une direction transversale. 4 Photocoupleur selon une des revendications 1 ou 3, caractérisé en ce que le boîtier d'assemblage ( 1) présente au moins un évidement ( 8) disposé de manière à recevoir une colle d'assemblage ( 9) destinée à maintenir le photo-coupleur à plat sur un circuit ( 30) pour une phase ultérieure de soudure. Photocoupleur selon une des revendications précé- dentes caractérisé en ce qu'au moins un support ( 20) est en céramique. 6 Photocoupleur selon une des revendications précé- dentes caractérisé en ce que le boîtier d'assemblage ( 1) est en matière plastique. 7 Photocoupleur selon la revendication 6, caractérisé en ce que ladite matière plastique est un polyamide de 4-6 chargé d'oxyde de titane. 8 Photocoupleur selon la revendication 6 caractérisé en ce que ladite matière plastique est un polymère chargé de fibres de verre et d'oxyde de titane. 9 Photocoupleur selon une des revendications précé- dentes caractérisé en ce que le boîtier d'assemblage présente une ouverture centrale ( 4) dont la forme est adaptée à un fonctionnement en conduit de lumière. Photocoupleur selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'ouverture centrale ( 4) est réfléchissante. 11 Photocoupleur selon une des revendications 9 ou 10, caractérisé en ce que l'ouverture centrale est remplie de ré- sine transparente.