光電耦合器的封裝方法
2023-06-02 01:47:06 2
光電耦合器的封裝方法
【專利摘要】本發明涉及一種光電耦合器的封裝方法，光電耦合器包括發光二極體、光敏三極體、四個引線和絕緣白膠；四個引線各自具有與其互為一體的貼片基島；發光二極體的負極裝在第一貼片基島上，正極與第二貼片基島電連接；光敏三極體的集電極裝在第三貼片基島上，發射極與第四貼片基島電連接；發光二極體、光敏三極體和四個貼片基島均封裝在絕緣白膠內，且絕緣白膠內有透明環氧樹脂膠，發光二極體與光敏三極體相對布置；而其：所述封裝的步驟依次是，塗覆透明環氧樹脂；塗覆絕緣白膠；該步驟依次包括，配製絕緣白色環氧樹脂組合物、預熱、注膠和電鍍；即完成光電耦合器的封裝處理。本發明具有工藝合理，不易吸收外界光幹擾，使用壽命長，且可靠性高等優點。
【專利說明】光電耦合器的封裝方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種光電耦合器的封裝方法。
【背景技術】
[0002]現有的光電耦合器的封裝方法是將黑色環氧樹脂封裝在發光二極體、光敏三極體、第一貼片基島、第二貼片基島、第三貼片基島和第四貼片基島的外周，其具體步驟依次是，注膠、熱固化、去飛邊、電鍍和烘乾，這樣的封裝方法，不僅工藝步驟繁多、而且生產成本高，由於採用的環氧樹脂是黑色環氧樹脂，而黑色易吸收外界光，會使發光二極體和光敏三極體對檔直接造成損失，若將該種結構的光電耦合器應用於外界光幹擾較強及對環保有較高要求的場合下，產品內部會因為光散射而導致變向光衰減，從而造成有對檔偏差的現象發生，使得產品容易失效，使用壽命短。
【發明內容】
[0003]本發明的目的是:提供一種工藝合理，不易吸收外界光幹擾，使用壽命長，且可靠性高的光電耦合器的封裝方法，以克服現有技術的不足。
[0004]為了達到上述目的，本發明的技術方案:一種光電耦合器的封裝方法，所述光電耦合器包括發光二極體、光敏三極體、第一引線、第二引線、第三引線、第四引線和絕緣白膠；所述第一引線、第二引線、第三引線、第四引線各自具有與其互為一體的第一貼片基島、第二貼片基島、第三貼片基島和第四貼片基島；所述發光二極體的負極裝在第一貼片基島上，而其正極與第二貼片基島電連接，且發光二極體的外周有矽膠；所述光敏三極體的集電極裝在第三貼片基島上，而其發射極與第四貼片基島電連接，光敏三極體表面的基極是感光區；所述發光二極體、光敏三極體、第一貼片基島、第二貼片基島、第三貼片基島和第四貼片基島均封裝在絕緣白膠內，且絕緣白膠內有透明環氧樹脂膠，發光二極體與光敏三極體相對布置；而其:所述封裝的步驟依次是，
a、塗覆透明環氧樹脂，所述塗覆透明環氧樹脂步驟，是將所述發光二極體、光敏三極體、第一貼片基島、第二貼片基島、第三貼片基島和第四貼片基島放置在模具中，然後澆注透明環氧樹脂，再放入烘箱內進行熱固化；所述烘箱內的固化溫度控制在170?180°C範圍內，固化時間控制在5.5?6.5小時範圍內；
b、塗覆絕緣白膠，是將步驟a得到的工件外周塗覆絕緣白膠；該步驟依次包括，
bl、配製絕緣白色環氧樹脂組合物，該組合物以重量百分含量計包括:環氧樹脂9%?12%，線性酚醛樹脂3%?5%，填料76%?78%，催化劑1%?2%，白色著色劑2%?4%，脫模劑1%?2% ；
b2、預熱；所述預熱步驟是將步驟bl配製的絕緣白色環氧樹脂組合物進行預加熱；預加熱溫度控制在85?95°C範圍內，預熱時間控制在10?20s範圍內；
b3、注膠；所述注膠步驟是將步驟a得到的工件放置在模溫控制在173?183°C範圍內的模具內，再由注塑機將經b2步驟預熱的絕緣白色環氧樹脂組合物注入模具的腔體內，固化形成絕緣白膠；
C、電鍍；所述電鍍步驟是將步驟b3得到的工件與2?3V電壓電源的陰極連接，並放置在電鍍液中，以與2?3V電壓電源的陽極連接的焊錫作為陽極，通過電鍍在工件的四個引線上鍍上錫層，即完成光電耦合器的封裝處理。
[0005]在上述技術方案中，所述步驟bl中的絕緣白色環氧樹脂組合物的環氧樹脂為鄰甲酚醛環氧樹脂和聯苯型環氧樹脂中的一種或兩種。
[0006]在上述技術方案中，所述步驟bl中的絕緣白色環氧樹脂組合物的填料為熔融矽粉和結晶矽粉中的一種或兩種。
[0007]在上述技術方案中，所述步驟bl中的絕緣白色環氧樹脂組合物的催化劑為三苯基膦、N -( 2-氰基乙基)和己內醯胺中的一種或幾種。
[0008]在上述技術方案中，所述步驟c之前還包括去飛邊步驟，所述去飛邊步驟是將步驟b3得到的工件與3?5V電壓電源的陽極連接，再放置在強鹼溶液中通電進行電解，然後再通過高壓水去除工件上多餘的絕緣白膠。
[0009]在上述技術方案中，所述步驟c之後還包括烘乾步驟，所述烘乾步驟是將步驟c得到的工件放在烘箱內進行烘乾，所述烘箱的烘乾溫度控制在145?155°C範圍內，烘乾時間控制在1.5?2.5小時範圍內，待烘乾完畢後並進行退火處理。
[0010]在上述技術方案中，所述步驟b3中所述的注塑機的注射壓力控制在50?60Kg/cm2範圍內，注射時間控制在8?12s範圍內。
[0011]在上述技術方案中，所述步驟c中的電鍍液是體積比為12.8?13.8:6.2?7.2:3.5?4.5:74?78的甲基磺酸、甲基磺酸錫、亮錫添加劑和水組成的酸性溶液；電鍍電流控制在85?95A範圍內，電鍍時間控制在15?16分鐘範圍內。
[0012]在上述技術方案中，所述去飛邊步驟的電解電流控制在150?170A範圍內，電解時間控制在8?10分鐘範圍內，高壓水的壓力控制在23?33MPa範圍內。
[0013]本發明所具有的積極效果是:本發明的封裝步驟依次是，塗覆透明環氧樹脂和塗覆絕緣白膠，所述塗覆絕緣白膠步驟依次包括，配製絕緣白色環氧樹脂組合物、預熱、注膠和電鍍；本發明的封裝方法工藝合理，而且生產成本低；由於本發明的絕緣白色環氧樹脂組合物是白色的，不像黑色環氧樹脂吸光，絕緣白色環氧樹脂組合物的反光率在50?60%範圍內，使得本發明製得的光電耦合器內部不易發生光散射，也不易會發生變向光衰減的情況，而發光二極體和光敏三極體也不會發生對檔偏差，適用於外界光幹擾較強及對環保有較高要求的場合下，不僅使用壽命長，且可靠性高。實現了本發明的目的。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014]圖1是本發明的光電耦合器一種【具體實施方式】的主視圖；
圖2是圖1的A-A首I]視不意圖；
圖3是圖2的B-B剖視示意圖；
圖4是圖2的C-C剖視示意圖。
【具體實施方式】
[0015]以下結合附圖以及給出的實施例，對本發明作進一步的說明，但並不局限於此。[0016]如圖1、2、3、4所不，一種光電f禹合器的封裝方法,所述光電f禹合器包括發光二極體1、光敏三極體2、第一引線3、第二引線4、第三引線5、第四引線6和絕緣白膠7 ;所述第一引線3、第二引線4、第三引線5、第四引線6各自具有與其互為一體的第一貼片基島3-1、第二貼片基島4-1、第三貼片基島5-1和第四貼片基島6-1 ;所述發光二極體I的負極裝在第一貼片基島3-1上，而其正極與第二貼片基島4-1電連接，且發光二極體I的外周有矽膠8 ;所述光敏三極體2的集電極裝在第三貼片基島5-1上，而其發射極與第四貼片基島6-1電連接，光敏三極體2表面的基極2-1是感光區；所述發光二極體1、光敏三極體2、第一貼片基島3_1、第二貼片基島4_1、第二貼片基島5_1和第四貼片基島6_1均封裝在絕緣白月父7內，且絕緣白膠7內有透明環氧樹脂膠9，發光二極體I與光敏三極體3相對布置；而其:所述封裝的步驟依次是，
a、塗覆透明環氧樹脂，所述塗覆透明環氧樹脂步驟，是將所述發光二極體1、光敏三極體2、第一貼片基島3-1、第二貼片基島4-1、第三貼片基島5-1和第四貼片基島6-1放置在模具中，然後澆注透明環氧樹脂，再放入烘箱內進行熱固化；所述烘箱內的固化溫度控制在170?180°C範圍內，固化時間控制在5.5?6.5小時範圍內；
b、塗覆絕緣白膠，是將步驟a得到的工件外周塗覆絕緣白膠；該步驟依次包括，
bl、配製絕緣白色環氧樹脂組合物，該組合物以重量百分含量計包括:環氧樹脂9%?12%，線性酚醛樹脂3%?5%，填料76%?78%，催化劑1%?2%，白色著色劑2%?4%，脫模劑1%?2% ；
b2、預熱；所述預熱步驟是將步驟bl配製的絕緣白色環氧樹脂組合物進行預加熱；預加熱溫度控制在85?95°C範圍內，預熱時間控制在10?20s範圍內；
b3、注膠；所述注膠步驟是將步驟a得到的工件放置在模溫控制在173?183°C範圍內的模具內，再由注塑機將經b2步驟預熱的絕緣白色環氧樹脂組合物注入模具的腔體內，固化形成絕緣白膠7 ；
C、電鍍；所述電鍍步驟是將步驟b3得到的工件與2?3V電壓的陰極連接，並放置在電鍍液中，以與2?3V電壓電源的陽極連接的焊錫作為陽極，通過電鍍在工件的四個引線3、
4、5、6上鍍上錫層，即完成光電耦合器的封裝處理。
[0017]本發明所述步驟bl中的絕緣白色環氧樹脂組合物的環氧樹脂為鄰甲酚醛環氧樹脂和聯苯型環氧樹脂中的一種或兩種。
[0018]本發明所述步驟bl中的絕緣白色環氧樹脂組合物的填料為熔融矽粉和結晶矽粉中的一種或兩種。本發明的白色環氧樹脂組合物在溫度175°C下，90秒後的熱硬度不小於80 (邵氏硬度計D型)。其中，填料優先選用熔融性矽粉，當填料含量大於76%並配合聯苯型環氧樹脂、線性酚醛樹脂的較高熱硬度的特性，從而極大的提升了絕緣白色環氧樹脂組合物的熱硬度，並確保該組合物固化後的吸水率必須小於等於0.4% (PCT，168h)。
[0019]注:若絕緣白色環氧樹脂組合物的熱硬度過低，則會出現在封裝完成後產品過軟而失去基本離模能力，並且產品的注膠口會完全殘留於引線上而無法分離，使得產品沒有實際可操作性。
[0020]本發明所述步驟bl中的絕緣白色環氧樹脂組合物的催化劑為三苯基膦、N -(2-氰基乙基)和己內醯胺中的一種或幾種。這樣，在注膠步驟後，無需要熱固化工藝，使得絕緣白色環氧樹脂組合物滿足在180s內交聯固化程度大於99.6%。[0021]本發明的絕緣白色環氧樹脂組合物在溫度150°C，時間在6H內，不會發生明顯變色，那是因為抗氧化能力有明顯提升，並具有反射率高的特點，從而提高其對檔率。
[0022]本發明所述步驟c之前還包括去飛邊步驟，所述去飛邊步驟是將步驟b3得到的工件與3?5V電壓電源的陽極連接，再放置在強鹼溶液中通電進行電解，在引線表面產生的氣體將無效區域的殘餘封裝料與引線剝離，然後再通過高壓水去除工件上多餘的絕緣白膠7。
[0023]本發明所述步驟c之後還包括烘乾步驟，所述烘乾步驟是將步驟c得到的工件放在烘箱內進行烘乾，所述烘箱的烘乾溫度控制在145?155°C範圍內，烘乾時間控制在
1.5?2.5小時範圍內，待烘乾完畢後並進行退火處理。能夠去除產品內部之間存在的內應力，長時間使用後，引線與封裝的絕緣白膠相鄰處，不會產生錫須，使得產品的可靠性高。
[0024]本發明所述步驟b3中所述的注塑機的注射壓力控制在50?60Kg/cm2範圍內，注射時間控制在8?12s範圍內。
[0025]本發明所述步驟c中的電鍍液是體積比為12.8?13.8:6.2?7.2:3.5?4.5:74?78的甲基磺酸、甲基磺酸錫、亮錫添加劑和水組成的酸性溶液；電鍍電流控制在85?95A範圍內，電鍍時間控制在15?16分鐘範圍內。
[0026]本發明所述去飛邊步驟的電解電流控制在150?170A範圍內，電解時間控制在8?10分鐘範圍內，高壓水的壓力控制在23?33MPa範圍內。
[0027]本發明所述的光電耦合器的工作原理，是由發光二極體的發出紅外光，光敏三極體的基極接收紅外光，再將光信號轉化為電信號實現工作。由於已有技術中黑色環氧樹脂吸光，使得發光二極體發出的紅外光會發生散射，而散射到外圍的紅外光則會被黑色的環氧樹脂所吸收，導致光信號的變向衰減，而本發明製得的產品則不會存在這樣的問題，由於絕緣白色環氧樹脂組合物的高反射率，使得散射出的紅外光會被絕緣白色環氧樹脂組合物重新被反射回來，實現二次接收，極大降低了這種光衰減的現象。
[0028]本發明小試效果顯示，其使用效果是十分滿意的。
【權利要求】
1.一種光電稱合器的封裝方法，所述光電稱合器包括發光二極體(I)、光敏三極體(2)、第一引線(3)、第二引線(4)、第三引線(5)、第四引線(6)和絕緣白膠(7);所述第一引線(3)、第二引線(4)、第三引線(5)、第四引線(6)各自具有與其互為一體的第一貼片基島(3-1)、第二貼片基島(4-1)、第三貼片基島(5-1)和第四貼片基島(6-1);所述發光二極體(O的負極裝在第一貼片基島(3-1)上，而其正極與第二貼片基島(4-1)電連接，且發光二極體(I)的外周有矽膠(8);所述光敏三極體(2)的集電極裝在第三貼片基島(5-1)上，而其發射極與第四貼片基島(6-1)電連接，光敏三極體(2)表面的基極(2-1)是感光區；所述發光二極體(I)、光敏三極體(2)、第一貼片基島(3-1)、第二貼片基島(4-1)、第三貼片基島(5-1)和第四貼片基島(6-1)均封裝在絕緣白膠(7)內，且絕緣白膠(7)內有透明環氧樹脂膠(9)，發光二極體(I)與光敏三極體(3)相對布置；其特徵在於:所述封裝的步驟依次是， a、塗覆透明環氧樹脂，所述塗覆透明環氧樹脂步驟，是將所述發光二極體(I)、光敏三極體(2)、第一貼片基島(3_1)、第二貼片基島(4_1)、第二貼片基島(5_1)和第四貼片基島(6-1)放置在模具中，然後澆注透明環氧樹脂，再放入烘箱內進行熱固化；所述烘箱內的固化溫度控制在170~180°C範圍內，固化時間控制在5.5~6.5小時範圍內； b、塗覆絕緣白膠，是將步驟a得到的工件外周塗覆絕緣白膠；該步驟依次包括， bl、配製絕緣白色環氧樹脂組合物，該組合物以重量百分含量計包括:環氧樹脂9%~12%，線性酚醛樹脂3%~5%，填料76%~78%，催化劑1%~2%，白色著色劑2%~4%，脫模劑1%~2% ； b2、預熱；所述預熱步驟是將步驟bl配製的絕緣白色環氧樹脂組合物進行預加熱；預加熱溫度控制在85~95°C範圍內，預熱時間控制在10~20s範圍內； b3、注膠；所述注膠`步驟是將步驟a得到的工件放置在模溫控制在173~183°C範圍內的模具內，再由注塑機將經b2步驟預熱的絕緣白色環氧樹脂組合物注入模具的腔體內，固化形成絕緣白膠(7)； C、電鍍；所述電鍍步驟是將步驟b3得到的工件與2~3V電壓的陰極連接，並放置在電鍍液中，以與2-3V電壓電源的陽極連接的焊錫作為陽極，通過電鍍在工件的四個引線(3、4、5、6)上鍍上錫層，即完成光電耦合器的引腳表面處理。
2.根據權利要求1所述的光電耦合器的封裝方法，其特徵在於:所述步驟bl中的絕緣白色環氧樹脂組合物的環氧樹脂為鄰甲酚醛環氧樹脂和聯苯型環氧樹脂中的一種或兩種。
3.根據權利要求1所述的光電耦合器的封裝方法，其特徵在於:所述步驟bl中的絕緣白色環氧樹脂組合物的填料為熔融矽粉和結晶矽粉中的一種或兩種。
4.根據權利要求1所述的光電耦合器的封裝方法，其特徵在於:所述步驟bl中的絕緣白色環氧樹脂組合物的催化劑為三苯基膦、N -( 2-氰基乙基)和己內醯胺中的一種或幾種。
5.根據權利要求1所述的光電耦合器的封裝方法，其特徵在於:所述步驟c之前還包括去飛邊步驟，所述去飛邊步驟是將步驟b3得到的工件與3~5V電壓電源的陽極連接，再放置在強鹼溶液中通電進行電解，然後再通過高壓水去除工件上多餘的絕緣白膠(7)。
6.根據權利要求1所述的光電耦合器的封裝方法，其特徵在於:所述步驟c之後還包括烘乾步驟，所述烘乾步驟是將步驟c得到的工件放在烘箱內進行烘乾，所述烘箱的烘乾溫度控制在145~155°C範圍內，烘乾時間控制在1.5~2.5小時範圍內，待烘乾完畢後並進行退火處理。
7.根據權利要求1所述的光電耦合器的封裝方法，其特徵在於:所述步驟b3中所述的注塑機的注射壓力控制在50~60Kg/cm2範圍內，注射時間控制在8~12s範圍內。
8.根據權利要求1所述的光電耦合器的封裝方法，其特徵在於:所述步驟c中的電鍍液是體積比為12.8~13.8:6.2~7.2:3.5~4.5:74~78的甲基磺酸、甲基磺酸錫、亮錫添加劑和水組成的酸性溶液；電鍍電流控制在85~95A範圍內，電鍍時間控制在15~16分鐘範圍內。
9.根據權利要求5所述的光電耦合器的封裝方法，其特徵在於:所述去飛邊步驟的電解電流控制在150~170A範圍內，電解時間控制在8~10分鐘範圍內，高壓水的壓力控制在23~33MPa範圍內。`
【文檔編號】H01L31/18GK103700727SQ201310734171
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年12月27日 優先權日:2013年12月27日
【發明者】殷培皓, 徐青青, 施麗 申請人:常州銀河世紀微電子有限公司