半导体组件组件尺寸因应携带型和小型装置的发展，走向小型化，而要求光耦合器具备标准四引脚双列直插式封装（DIP）的性能，但仅占用一小部分空间。微型扁平封装光耦合器的特色在于以小型化的封装与接脚间距，提供较传统光耦合器更小的尺寸。

微型扁平封装大幅缩小产品尺寸

微型扁平封装光耦合器一般说来有两种小形封装（SOP）结构：引线间距为2.54 mm的全间距型和引线间距为1.27mm的半间距型。(图一)所示为全间距微型扁平封装与四引脚DIP的尺寸比较，(图二)所示为半间距微型扁平封装与四引脚DIP的尺寸比较。全间距型微型扁平封装的占位面积比四引脚DIP小37％，而半间距型微型扁平封装的占位面积则小61％。微型扁平封装光耦合器的占位面积较小，且组件高度约为四引脚DIP的一半（指安装高度）。

《图一 全间距微型扁平封装与4引脚DIP尺寸比较》

《图二 半间距微型扁平封装与4引脚DIP尺寸比较》

全间距和半间距微型扁平封装光耦合器的基本功能特性相似，每种封装均可用于直流和交流输入结构，(图三)所示为由单个驱动硅光电晶体管的砷化镓红外线（IR）发光二极管（LED）构成的直流输入型电路图，(图四)所示为两个反向并联的驱动硅光电晶体管的砷化镓红外线发光二极管构成的交流输入型电路图。直流输入光耦合器适用于微处理器输入、数字逻辑输入、电源监控器、双绞线接收器和电话线接收器等设备，提供电压隔离功能；交流输入耦合器是在交流线监控器、未知极性直流传感器和电话线接收器等设备中提供电压隔离功能的组件。

《图三 单个驱动硅光电晶体管的砷化镓红外线发光二极管构成的直流输入型电路图》

《图四 两个反向并联的驱动硅光电晶体管的砷化镓红外线发光二极管构成的交流输入型电路图》

小型化带来之技术挑战

相较于目前市面上主流的四接脚双列直插式封装光耦合器，微型扁平封装光耦合器的运作特性和性能规格并未有显著进步，惟封装本身则是一个显著的进步，因此，需要要求的是制程和封装技术，而不是电子设计。

光耦合器封装的一个重要特性是输入和输出之间的内部分隔，这也称作隔离厚度。这种分隔可用作附加安全防护，当发生介质材料击穿的情况下，在输入和输出电路之间提供电隔离。与另一种上下式结构（LED堆栈在晶体管芯片上）相比，共面封装构造（LED和晶体管芯片并列）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。

已有部份半导体大厂的双列直插式（DIP）光耦合器将这种共面结构技术转移到微型扁平封装中，以解决一些难题：缩小现有的LED和晶体管芯片、重新设计导线架和耦合穹顶，以及遮蔽检测器芯片免受周围红外线光源的干扰。

为了将芯片置入比DIP封装小很多的封装中，必须缩小LED和检测器芯片，较小的组件外形具有几项优势：对于LED，由于较小的芯片电流密度高，在低驱动电流情况下，较小的芯片可比较大的芯片产生更多的光，这样可改进组件的低电流性能。对于晶体管芯片，因为较小芯片的结点减小，具有较低的结点电容，可改进关断时间和抗噪音性能。

导线架和耦合穹顶的重新设计必须仔细计划，以使隔离电压（最大输入/输出分隔）和光传输效率（最大耦合穹顶尺寸）达到最大，同时不影响封装结构的完整性。如果设计的隔离间隙和耦合穹顶过大，将影响结构的完整性，降低组件所能承受的最高回焊温度。如果设计的隔离间隙和耦合穹顶过小，将造成不可接受的光传输效率（低CTR）和隔离电压的损失。（作者任职于快捷半导体）