Brevet FR2660115A1 — publié le 19910927

PHOTOCOUPLEUR. La présente invention a pour objet un photocoupleur comprenant un élément photo-émetteur et un élément photo- récepteur, l'élément photo-émetteur présentant une première et une deuxième électrode en contact électrique avec respective- ment une première et une deuxième broche de contact par rap- port auxquelles l'élément photo-récepteur est fixé en posi- tion, l'élément photo-récepteur présentant une troisième et une quatrième électrode en contact électrique avec respective- ment une troisième et une quatrième broche de contact par rap- port auxquelles l'élément photo-récepteur est fixé en posi- tionl l'élément photo-émetteur et l'élément photo-récepteur étant situés en regard l'un de l'autre et emprisonnés dans une première couche solide et transparente, entourée au moins en partie par une deuxième couche solide agencée de manière à ré- fléchir la lumière. Un tel dispositif est connu de la demande de brevet français FR-2 262 407 déposée le 22 février 1974 par la Deman- deresse Dans celui-ci, la deuxième résine est rendue réflé- chissante par le fait que son indice de réfraction est infé- rieur à celui de la première résine Il est maintenant courant d'utiliser pour la deuxième couche, une résine chargée par exemple par du Ti O 2 ('résine blanche"), laquelle possède in- trinséquement des propriétés réfléchissantes. Les procédés de fabrication des photocoupleurs im- pliquent, en général, comme dernière étape, le moulage d'un boîtier opaque, puis sa polymérisation par cuisson. L'invention a pour objet un photocoupleur mettant en oeuvre un boîtier pré-formé dans lequel sont disposés les élé- ments électriques et opto-électroniques le constituant ainsi que les résines. La fabrication peut être ainsi rendue plus simple et plus rapide. Dans ce but, un photocoupleur selon l'invention est caractérisé en ce qu'il comporte un boîtier pré-formé compre- nant un fond et des parois latérales, le fond comportant au moins un logement recevant une première extrémité des premier, deuxième, troisième et quatrième broches, et une première deu- xième, troisième et quatrième rainure, dans lesquelles s'enga- gent une partie centrale de respectivement la première, deu- xième, troisième et quatrième broche. Lors de l'assemblage, un peigne portant les bro- ches, et sur lesquelles les éléments opto-électroniques sont solidarisés électriquement et mécaniquement est introduit dans les rainures au niveau de la partie centrale des broches jus- qu'à ce que les extrémités des broches soient prises dans leur logement, assurant ainsi un positionnement mécanique précis des broches et des éléments photo-émetteur et photo-récepteur. Selon un mode de réalisation avantageux, au moins une paroi interne jouxte la première extrémité d'au moins une broche, et de préférence elle est en contact mécanique au moins avec une portion de ladite première extrémité On amé- liore ainsi la précision de positionnement des éléments pho- to-émetteur et/ou photo-récepteur. Lesdites rainures peuvent être avantageusement dis- posées sur deux parois latérales opposées (pour des boîtiers du type à deux rangées dits "dual in line" ou DIL). Un logement peut être prévu pour chaque broche. Un logement comporte de préférence un chanfrein d'entrée. Pour permettre l'implantation des broches dans un circuit imprimé, les broches peuvent être repliées, à l'exté- rieur du boîtier, parallèlement à la paroi latérale correspon- dante du boîtier. L'invention concerne également un photocoupleur multiple comportant des photocoupleurs individuels alignés, tels que définis ci-dessus selon l'invention, et pourvus de moyens de séparation, de préférence constitués par un couplage à queue d'aronde. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée à titre d'exemple limitatif, en liaison avec les dessins qui représentent: la figure la, une coupe longitudinale d'un photo-coupleur selon l'invention, la figure lb étant un détail agrandi de la figure la, et la figure lc une vue de dessous en coupe d'une variante de la figure la. la figure 2, une variante préférée du mode de réalisation des figures la à lc. la figure 3, un photocoupleur multiple comportant des photo- coupleurs individuels tels que sur les figures 1 à lc et/ou 2, et la figure 4 un photocoupleur individuel après séparation. Selon la figure la, un photocoupleur comporte un bottier désigné par le repère général 1 présentant un fond 2 et des parois latérales 3 Il s'agit d'un boîtier pré-formé s'apparentant à des boîtiers utilisés couramment par exemple pour des composants à deux rangées de broches (UDIL' ou "dual-in-line") L'utilisation d'un tel boîtier permet d'uti- liser un outillage standard pour disposer des broches 5 à 8 portées par des peignes et sur lesquelles ont été présentés des éléments opto-électroniques, à savoir un élément photo-ré- cepteur 9 et un élément photo-émetteur 10 Plus particulière- ment, l'élément 9 est soudé en 11 sur une extrémité 51 de la broche 5 de manière à connecter une première électrode de l'é- lément 9 à la broche 5 alors que son autre électrode est mise en contact avec une extrémité 61 de l'électrode 6 par un fil 13, par exemple soudé par thermo-compression Il en va de même pour l'élément 10 (soudure en 12 sur l'extrémité 71 de la bro- che 7, fil 14 pour contact électrique avec l'extrémité 81 de la broche 8). Le fond 2 du boîtier 1 présente un ou plusieurs lo- gements ( 21, 22) (rainures, trou) de préférence chanfreinés, pour recevoir les extrémités 51, 61, 71 et 81 des broches 5 à 8 (ou certaines d'entre elles) L'extrémité ( 51, 61, 71, 81) des broches 5 à 8 se prolonge par une partie repliée à 450 ( 52, 62,72,82), puis par une partie centrale ( 53, 63, 73, 83) après un nouveau repliement à 450, laquelle partie centrale s'engage dans une rainure ( 31, 32, 33, 34) ménagée à la partie inférieure (opposée au fond 2) de la paroi 3 Les rainures sont ici ménagées sur deux parois latérales opposées de la pa- roi 3 pour un montage DIL La coopération des logements ( 21, 22) et des rainures ( 31, 32, 33, 34) permet un positionnement précis des broches avec un équipement d'implantation standard, et donc des éléments opto-électroniques ( 9,10) l'un par rap- port à l'autre, ceux-ci ayant été au préalable positionnés avec précision sur les bords 51 et 71. Le fond 2 du boitier étant disposé vers le bas, et préchauffé à 100 WC, on coule une résine transparente 15 (par exemple la résine RTV 141 de Rhône Poulenc) que l'on fait poly- mériser complètement ( 3 mm à 1500 C pour la résine précitée). Ensuite, sur le boîtier préchauffé à 100 'C, on cou- le une résine réfléchissante 16 (ou d'indice inférieur à la première résine) dont la viscosité est de préférence élevée de manière à éviter tout écoulement par les rainures 31, 41, 51 et 61 au voisinage des portions centrales ( 53, 63, 73, 83) des borches 5 à 8 Une résine réfléchissante peut être par exemple composée de 100 parties pondérales d'ARALDITE F (CIBA-GEIGY), de 100 parties pondérales de durcisseur HY 906 (CIBA-GEIGY), éventuellement de 0,3 parties pondérales d'un accélérateur DY 064 (amine tertiaire), et enfin d'une charge consistant en parties pondérales de Ti O 2 Pour améliorer l'adhérence avec le métal (cuivre) des broches, il est particulièrement avantageux d'ajouter un promoteur d'adhésion, par exemple 2 à 3 parties pondérales de l'agent de pontage silane A 174 (Union Carbide) pour la résine transparente RTV 141 ou A 187 pour la résine époxy (ARALDITE F) Le durcissement peut s'opérer à *C pendant 24 heures. Ensuite on peut réaliser des opérations de découpa- ge des peignes, de repliement éventuel des extrémités à souder ( 54, 64, 74, 84) en général moins large des broches 5 à 8 etc La figure lb montre plus en détail le maintien des extrémités ( 51, 61, 71, 81) des broches Une ou plusieurs pa- rois internes 4 situées à proximité immédiate desdites extré- mités permettent un meilleur positionnement La ou les parois internes 4 peuvent présenter des bossages 41 qui sont en con- tact mécanique avec les extrémités ( 51, 61, 71, 81) ou certai- nes seulement d'entre celles-ci, pour guider plus précisément les broches. En d'autres termes, les logements 21 et 22 assurant le positionnement en hauteur des broches, les rainures ( 31, 32, 33, 34) assurent le positionnement latéral des broches (la figure lc représente un photocoupleur dépourvu de paroi 4) En outre, la présence éventuelle de la paroi 4 permet d'améliorer le parallélisme entre les extrémités 51 et 71 (ce sont essen- tiellement celles des broches ( 5, 7) qui portent les éléments 9 et 10 qui sont concernés) et les bossages 41 optimisent ce parallélisme. Selon les figures 3 et 4, les photocoupleurs indi- viduels peuvent être disposés en rangée, les boîtiers 1 étant pourvus à cet effet de moyens de couplage tels que des queues d'aronde (partie femelle 90 et partie mâle 91 aux figures lc et 4) On remarquera que la fabrication des photocoupleurs peut être réalisée en assemblant préalablement en ligne les boîtiers 1 vides, le montage des broches se faisant facilement à partir de peignes à pas standard, les photocoupleur étant ensuite utilisés individuellement, ou collectivement en nombre voulu, en tant que de besoin. On remarquera qu'à la figure 3, les broches ont été repliées, à l'extérieur du boîtier 1, de telle sorte que leurs extrémités ( 54 etc) amincies puissent être soudées à tra- vers les trous d'un circuit imprimé. REVENDICATIONS 1 Photocoupleur comprenant un élément photo-émetteur et un élément photo-récepteur, l'élément photo-émetteur pré- sentant une première et une deuxième électrode en contact électrique avec respectivement une première et une deuxième broche de contact par rapport auxquelles l'élément photo-émet- teur est fixé en position, l'élément photo-récepteur présen- tant une troisième et une quatrième électrode en contact élec- trique avec respectivement une troisième et une quatrième bro- che de contact par rapport auxquelles l'élément photo-récep- teur est fixé en position, l'élément photo-émetteur et l'élé- ment photo-récepteur étant situés en regard l'un de l'autre et emprisonnés dans une première couche solide et transparente, entourée au moins en partie par une deuxième couche solide agencée de manière à réfléchir la lumière caractérisé en ce qu'il comporte un boîtier pré- formé ( 1) comprenant un fond ( 2) et des parois latérales ( 3), le fond comportant au moins un logement ( 21, 22) recevant une première extrémité ( 51, 61, 71, 81) des première ( 5), deuxième ( 6), troisième ( 7) et quatrième ( 8) broches et une première ( 31), deuxième ( 32), troisième ( 33) et quatrième ( 34) rainures dans lesquelles s'engagent une partie centrale de respectivement la première ( 5), deuxième ( 6), troisième ( 7) et quatrième broche ( 8). 2 Photocoupleur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte au moins une paroi interne ( 4) jouxtant la première extrémité d'au moins une broche ( 5, 6, 7, 8). 3 Photocoupleur selon la revendication 2, caractérisé en ce que ladite paroi interne ( 4) est en contact mécanique ( 41) au moins avec une portion de ladite première extrémité ( 51, 61, 71, 81). 4 Photocoupleur selon une des revendications précé- dentes caractérisé en ce que lesdites rainures ( 21, 22) sont disposées sur deux parois latérales opposées. Photocoupleur selon une des revendications précé- dentes caractérisé en ce qu'il comporte un logement ( 21,22) pour chaque broche. 6 Photocoupleur selon la revendication 5 caractérisé en ce que ledit logement ( 21, 22) présente un chanfrein d'en- trée. 7 Photocoupleur selon une des revendications précé- dentes caractérisé en ce qu'à l'extérieur du boîtier, les bro- ches sont repliées parallèlement à la paroi latérale corres- pondante ( 3) du boîtier ( 1) de manière qu'une deuxième extré- mité ( 54, 64, 74, 84) de celles-ci, opposée à ladite première extrémité ( 51, 61, 71, 81) soit implantable à travers des trous d'un circuit imprimé. 8 Photocoupleur selon une des revendicationsprécéden- tes caractérisé en ce que la deuxième couche solide ( 16) est réfléchissante. 9 Photocoupleur selon une des revendications précé- dentes caractérisé en ce que la deuxième couche solide ( 16) a un indice de réfraction inférieur à celui de la première couche solide ( 15). Photocoupleur multiple comportant des photocou- pleurs individuels alignés caractérisé en ce qu'ils sont selon une des revendications précédentes et sont pourvus de moyens de séparation. 11 Photocoupleur selon la revendication 10, caractéri- sé en ce que lesdits moyens de séparation sont constitués par un couplage à queue d'aronde ( 90, 91).