一種適用於光電耦合器封裝的環氧樹脂組合物的製作方法

2023-06-22 03:06:41

本發明涉及一種環氧樹脂組合物，特別是一種適用於光電耦合器封裝的環氧樹脂組合物。
背景技術：
：光電耦合器是以光為媒介傳輸電信號的一種電-光-電轉換器件，通過光信號之間的傳遞來實現輸入與輸出之間的電隔離的器件。它由發光源和受光器兩部分組成：把發光源和受光器組裝並包封在同一密閉的殼體內，彼此間用導光透明矽樹脂隔離。光電耦合器是一種具有良好電氣隔離功能的控制元件。光電耦合器的封裝，直接決定光電耦合器的可靠性和使用壽命。因此，光電耦合器用封裝材料對傳統的環氧樹脂組合物提出了要求更高。研發適應這種要求的用於光電耦合器封裝的環氧樹脂組合物顯得尤為重要。技術實現要素：本發明所要解決的技術問題是針對現有技術中光電耦合器封裝材料的不足，提供一種新的適用於光電耦合器封裝的環氧樹脂組合物，該組合物一方面能夠阻隔外界光源進入到內部導光透明矽樹脂，另一方面能夠對在導光矽樹脂中傳輸的內部光吸收極少，保證光電藕合器的功能良好。本發明所要解決的技術問題是通過以下的技術方案來實現的。本發明是一種適用於光電耦合器封裝的環氧樹脂組合物，其特點是：該組合物主要成份包含環氧樹脂、酚醛樹脂、耐磨添加劑、反光材料和著色劑；所述的環氧樹脂為式【1】所示環氧樹脂或者由式【1】和【2】表示的環氧樹脂的混合物，其含量佔環氧樹脂組合物總質量的0.5%~20%；優選5%~18%；式【1】式【2】其中n=0~10；所述的酚醛樹脂為式【3】所示酚醛樹脂或者為式【3】和【4】表示的酚醛樹脂的混合物，其總含量佔環氧樹脂組合物總質量的0.5%~20%；優選3%~15%；式【3】其中ar為芳香烴，n=1~10；式【4】其中n=0~10；所述的耐磨添加劑為聚乙烯蠟或氧化聚乙烯蠟中的一種，其含量佔環氧樹脂組合物的0.01-1%；所述的反光填料為鈦白粉，其含量佔環氧樹脂組合物總質量的2%-60%。本發明所述的一種適用於光電耦合器封裝的環氧樹脂組合物，其進一步優選的技術方案是：所述的著色劑為黃色著色劑，選自鈦鎳黃、鈦鉻黃、鐵黃、分散橙、聯苯胺黃，其總含量不超過環氧樹脂組合物總質量的1%，優選為0.01-0.5%，進一步優選0.05-0.3%。本發明所述的一種適用於光電耦合器封裝的環氧樹脂組合物，其進一步優選的技術方案是：當所述的環氧樹脂為式【1】和【2】表示的環氧樹脂的混合物時，式【1】所示的環氧樹脂不超過環氧樹脂組合物總質量的15%，式【2】所示的環氧樹脂不超過環氧樹脂組合物總質量的8%。本發明所述的一種適用於光電耦合器封裝的環氧樹脂組合物，其進一步優選的技術方案是：當所述的環氧樹脂為式【1】和【2】表示的環氧樹脂的混合物時，其中式【1】所示的環氧樹脂佔環氧樹脂組合物總質量的3%~12%，式【2】所示的環氧樹脂佔環氧樹脂組合物總質量的2~6%。本發明所述的一種適用於光電耦合器封裝的環氧樹脂組合物，其進一步優選的技術方案是：當所述的酚醛樹脂混合使用式【3】和式【4】所示的酚醛樹脂時，式【3】的含量不超過環氧樹脂組合物總質量的15%，式【4】的含量不超過環氧樹脂組合物總質量的15%。本發明所述的一種適用於光電耦合器封裝的環氧樹脂組合物，其進一步優選的技術方案是：當所述的酚醛樹脂混合使用式【3】和式【4】所示的酚醛樹脂時，式【3】的含量佔環氧樹脂組合物總質量的2%~10%，式【4】含量佔環氧樹脂組合物總質量的1%~5%。其中，式【1】所示環氧樹脂為日本新日鐵住金化學有限公司生產銷售的ydc-1312。式【3】所述的酚醛樹脂產品，優選日本新日鐵住金化學有限公司生產銷售的gk-5855p-60c。本發明所述的一種適用於光電耦合器封裝的環氧樹脂組合物，其進一步優選的技術方案是：環氧樹脂中的環氧基數與酚醛樹脂中的羥基數的比為0.5~1.6，優選0.9~1.4，進一步優選1~1.2。本發明所述的一種適用於光電耦合器封裝的環氧樹脂組合物，其進一步優選的技術方案是：所述的耐磨添加劑為聚乙烯蠟或氧化聚乙烯蠟，其為分子量範圍為500-10000，優選2000-4000，針入度為0.02-3，優選為0.1-1；其含量佔環氧樹脂組合物總質量的0.01-1%，優選為0.1-0.4%。本發明所述的一種適用於光電耦合器封裝的環氧樹脂組合物，其進一步優選的技術方案是：所述的反光填料為鈦白粉；其含量佔環氧樹脂組合物總質量的2%~60%，優選5-40%，進一步優選10-35%。本發明所述的一種適用於光電耦合器封裝的環氧樹脂組合物，其進一步優選的技術方案是：除鈦白粉作反光填料外，還添加二氧化矽、氧化鋁、氧化鎂、氧化銻、硫酸鋇、碳酸鎂、碳酸鋇、氫氧化鎂或者其它填充材料；總填料的含量佔環氧樹脂組合物總質量的65%~90%。本發明所述適用於光電耦合器封裝的環氧樹脂組合物，所述的耐磨添加劑同時具有耐磨和脫模作用，可同時作脫模劑。在耐磨添加劑的基礎上，還可以添加以下脫模劑：如巴西棕櫚蠟、硬脂酸、酯化或皂化的蒙旦蠟等中的一種或幾種。本發明所述的一種適用於光電耦合器封裝的環氧樹脂組合物，還可以添加固化促進劑，可以選自咪唑及其鹽類中的一種或幾種，或者其它常規的固化促進劑。發明人研究發現，通過在體系中加入單體環氧樹脂和mar型樹脂以及相應的填料含量可以獲得外觀優良的封裝體；通過控制著色劑和反光填料的比例，可獲得良好的電性能；同時通過加入咪唑類潛伏性催化劑和單體類環氧樹脂如ydc-1312（式1所示），能夠獲得在低粘度區域具有較寬範圍的u形圖，使之封裝時進入封裝體內的樹脂流速均勻，進一步消除黃點等外觀不良現象；另外，加入耐磨添加劑可顯著提高其耐磨性。本發明針對光電耦合器封裝材料的要求，研發得到了一種新的適用於光電耦合器封裝的環氧樹脂組合物，該組合物一方面能夠阻隔外界光源進入到內部導光透明矽樹脂，另一方面能夠對在導光矽樹脂中傳輸的內部光吸收極少，保證光電耦合器的功能良好。與現有技術相比，本發明環氧樹脂組合物的主要優點是：（1）封裝後的環氧樹脂組合物能有效隔離外界光進入到內部導光透明矽樹脂減少外界光對內部器件的幹擾；（2）環氧樹脂組合物封裝外殼對內部發光源的發射光在矽樹脂中傳輸時對其吸收少，減少內部發射光的損失；（3）環氧樹脂組合物封裝外殼外觀良好，無開裂、無黃點；（4）環氧樹脂組合物封裝外殼耐磨性好，在後固化及檢測過程中不易產生劃痕。具體實施方式以下進一步對本發明的技術方案進行描述，以使本領域技術人員進一步地理解本發明，而不構成對其權利的限制。實施例1，一種適用於光電耦合器封裝的環氧樹脂組合物，該組合物主要成份包含環氧樹脂、酚醛樹脂、耐磨添加劑、反光材料和著色劑；所述的環氧樹脂為式【1】所示環氧樹脂，其含量佔環氧樹脂組合物總質量的5%；式【1】所述的酚醛樹脂為式【3】所示酚醛樹脂，其含量佔環氧樹脂組合物總質量的10%；式【3】其中ar為芳香烴，n=1~10；所述的耐磨添加劑為聚乙烯蠟或氧化聚乙烯蠟中的一種，其含量佔環氧樹脂組合物的0.01%；所述的反光填料為鈦白粉，其含量佔環氧樹脂組合物總質量的60%。所述的著色劑為黃色著色劑，選自鈦鎳黃、鈦鉻黃、鐵黃、分散橙、聯苯胺黃，其總含量佔環氧樹脂組合物總質量的0.01。再加入適量的其它常用環氧樹脂組合物添加劑。實施例2，一種適用於光電耦合器封裝的環氧樹脂組合物，該組合物主要成份包含環氧樹脂、酚醛樹脂、耐磨添加劑、反光材料和著色劑；所述的環氧樹脂為式【1】和式【2】所示環氧樹脂；其中式【1】所示的環氧樹脂佔環氧樹脂組合物總質量的3%，式【2】所示的環氧樹脂佔環氧樹脂組合物總質量的6%。所述的酚醛樹脂為式【3】和【4】表示的酚醛樹脂的混合物，式【3】的含量佔環氧樹脂組合物總質量的10%，式【4】含量佔環氧樹脂組合物總質量的5%。所述的耐磨添加劑為聚乙烯蠟或氧化聚乙烯蠟中的一種，其含量佔環氧樹脂組合物的1%；所述的反光填料為鈦白粉，其含量佔環氧樹脂組合物總質量的50%。所述的著色劑為黃色著色劑，選自鈦鎳黃、鈦鉻黃、鐵黃、分散橙、聯苯胺黃，其總含量佔環氧樹脂組合物總質量的0.5%。實施例3，一種適用於光電耦合器封裝的環氧樹脂組合物，該組合物主要成份包含環氧樹脂、酚醛樹脂、耐磨添加劑、反光材料和著色劑；所述的環氧樹脂為式【1】和式【2】所示環氧樹脂；其中式【1】所示的環氧樹脂佔環氧樹脂組合物總質量的12%，式【2】所示的環氧樹脂佔環氧樹脂組合物總質量的6%。所述的酚醛樹脂為式【3】和【4】表示的酚醛樹脂的混合物，式【3】的含量佔環氧樹脂組合物總質量的2%，式【4】含量佔環氧樹脂組合物總質量的1%。所述的耐磨添加劑為聚乙烯蠟或氧化聚乙烯蠟中的一種，其含量佔環氧樹脂組合物的0.05%；所述的著色劑為黃色著色劑，選自鈦鎳黃、鈦鉻黃、鐵黃、分散橙、聯苯胺黃，其總含量佔環氧樹脂組合物總質量的0.1%。環氧樹脂中的環氧基數與酚醛樹脂中的羥基數的比為0.5~1.6所述的耐磨添加劑為聚乙烯蠟或氧化聚乙烯蠟，其為分子量範圍為500-10000，，針入度為0.02-3，其含量佔環氧樹脂組合物總質量的0.1%。所述的反光填料為鈦白粉；其含量佔環氧樹脂組合物總質量的5%，除鈦白粉作反光填料外，還添加二氧化矽、氧化鋁、氧化鎂、氧化銻、硫酸鋇、碳酸鎂、碳酸鋇、氫氧化鎂或者其它填充材料；總填料的含量佔環氧樹脂組合物總質量的65%。實施例4，一種適用於光電耦合器封裝的環氧樹脂組合物，該組合物主要成份包含環氧樹脂、酚醛樹脂、耐磨添加劑、反光材料和著色劑；所述的環氧樹脂為式【1】和式【2】所示環氧樹脂；其中式【1】所示的環氧樹脂佔環氧樹脂組合物總質量的10%，式【2】所示的環氧樹脂佔環氧樹脂組合物總質量的5%。所述的酚醛樹脂為式【3】和【4】表示的酚醛樹脂的混合物，式【3】的含量佔環氧樹脂組合物總質量的5%，式【4】含量佔環氧樹脂組合物總質量的7%。所述的耐磨添加劑為聚乙烯蠟或氧化聚乙烯蠟中的一種，其含量佔環氧樹脂組合物的0.5%；所述的著色劑為黃色著色劑，選自鈦鎳黃、鈦鉻黃、鐵黃、分散橙、聯苯胺黃，其總含量佔環氧樹脂組合物總質量的0.5%。環氧樹脂中的環氧基數與酚醛樹脂中的羥基數的比為0.9~1.4；所述的耐磨添加劑為聚乙烯蠟或氧化聚乙烯蠟，其為分子量範圍為2000-4000，針入度為0.1-1；所述的反光填料為鈦白粉；其含量佔環氧樹脂組合物總質量的40%，除鈦白粉作反光填料外，還添加二氧化矽、氧化鋁、氧化鎂、氧化銻、硫酸鋇、碳酸鎂、碳酸鋇、氫氧化鎂或者其它填充材料；總填料的含量佔環氧樹脂組合物總質量的70%。實施例5，一種適用於光電耦合器封裝的環氧樹脂組合物實驗例：一、本實施例中的評價是根據下列方法進行的：(1)凝膠時間按sj/t11197-1999環氧模塑料的第5.3條凝膠化時間進行測定凝膠化時間(s)。(2)流動長度：按sj/t11197-1999環氧模塑料的第5.2條螺旋流動長度進行測定流動距離(cm)。(3)璃化轉變溫度：按sj/t11197-1999環氧模塑料的第5.6條線膨脹係數及玻璃化轉變溫度來測定玻璃化轉變溫度（tg）；(4)產品外觀：封裝完成後，目測來判定有無黃點、開裂。(5)劃痕情況：後固化及檢測完成後，均需目測檢驗產品表面有無劃痕，兩次檢驗都無明顯劃痕的判定為合格。(6)電性能：以moc光電耦合器為例，要求封裝完成後vce=24v漏電流小於87na，同時，vce=5vif=5ma，fic在3-34ma範圍內判定為電性能通過。二、本實施例中環氧樹脂組合物的原料及百分比用量參照下表1；三、實驗結果參見下表1：【表1】實驗實驗例1實驗例2實驗例3實驗例4實驗例5環氧樹脂式（1）531210—環氧樹脂式（2）665—酚醛樹脂式（3）101025—酚醛樹脂式（4）517—著色劑0.010.50.10.5—鈦白粉6050540—其他填充材料21206030—固化促進劑0.30.510.2—耐磨添加劑0.0110.050.5—其它添加劑3.68412.851.8—total100100100100100產品顏色黃色黃色黃色黃色凝膠化時間（s）2622322623螺旋流動長度（cm）98128234168137tg（℃）13697149128110產品外觀無開裂、無黃點無開裂、無黃點無開裂、無黃點無開裂、無黃點有開裂、有黃點劃痕情況合格合格合格合格不合格電性能通過通過通過通過未通過本發明環氧樹脂組合物應用於光電耦合器的封裝具有明顯的優勢：（1）產品外觀良好，無黃點、無開裂；（2）耐磨性好，不易產生劃痕；（3）電性能通過，說明其既能有效隔離外界光，又對光電耦合器內部發光源的發射光吸收少。當前第1頁12