CN103700727B - 光电耦合器的封装方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种光电耦合器的封装方法，光电耦合器包括发光二极管、光敏三极管、四个引线和绝缘白胶；四个引线各自具有与其互为一体的贴片基岛；发光二极管的负极装在第一贴片基岛上，正极与第二贴片基岛电连接；光敏三极管的集电极装在第三贴片基岛上，发射极与第四贴片基岛电连接；发光二极管、光敏三极管和四个贴片基岛均封装在绝缘白胶内，且绝缘白胶内有透明环氧树脂胶，发光二极管与光敏三极管相对布置；而其：所述封装的步骤依次是，涂覆透明环氧树脂；涂覆绝缘白胶；该步骤依次包括，配制绝缘白色环氧树脂组合物、预热、注胶和电镀；即完成光电耦合器的封装处理。本发明具有工艺合理，不易吸收外界光干扰，使用寿命长，且可靠性高等优点。

Description

光电耦合器的封装方法
技术领域
本发明涉及一种光电耦合器的封装方法。
背景技术
现有的光电耦合器的封装方法是将黑色环氧树脂封装在发光二极管、光敏三极管、第一贴片基岛、第二贴片基岛、第三贴片基岛和第四贴片基岛的外周，其具体步骤依次是，注胶、热固化、去飞边、电镀和烘干，这样的封装方法，不仅工艺步骤繁多、而且生产成本高，由于采用的环氧树脂是黑色环氧树脂，而黑色易吸收外界光，会使发光二极管和光敏三极管对档直接造成损失，若将该种结构的光电耦合器应用于外界光干扰较强及对环保有较高要求的场合下，产品内部会因为光散射而导致变向光衰减，从而造成有对档偏差的现象发生，使得产品容易失效，使用寿命短。
发明内容
本发明的目的是：提供一种工艺合理，不易吸收外界光干扰，使用寿命长，且可靠性高的光电耦合器的封装方法，以克服现有技术的不足。
为了达到上述目的，本发明的技术方案：一种光电耦合器的封装方法，所述光电耦合器包括发光二极管、光敏三极管、第一引线、第二引线、第三引线、第四引线和绝缘白胶；所述第一引线、第二引线、第三引线、第四引线各自具有与其互为一体的第一贴片基岛、第二贴片基岛、第三贴片基岛和第四贴片基岛；所述发光二极管的负极装在第一贴片基岛上，而其正极与第二贴片基岛电连接，且发光二极管的外周有硅胶；所述光敏三极管的集电极装在第三贴片基岛上，而其发射极与第四贴片基岛电连接，光敏三极管表面的基极是感光区；所述发光二极管、光敏三极管、第一贴片基岛、第二贴片基岛、第三贴片基岛和第四贴片基岛均封装在绝缘白胶内，且绝缘白胶内有透明环氧树脂胶，发光二极管与光敏三极管相对布置；而其：所述封装的步骤依次是，
a、涂覆透明环氧树脂，所述涂覆透明环氧树脂步骤，是将所述发光二极管、光敏三极管、第一贴片基岛、第二贴片基岛、第三贴片基岛和第四贴片基岛放置在模具中，然后浇注透明环氧树脂，再放入烘箱内进行热固化；所述烘箱内的固化温度控制在170～180℃范围内，固化时间控制在5.5～6.5小时范围内；
b、涂覆绝缘白胶，是将步骤a得到的工件外周涂覆绝缘白胶；该步骤依次包括，
b1、配制绝缘白色环氧树脂组合物，该组合物以重量百分含量计包括：环氧树脂9%～12%，线性酚醛树脂3%～5%，填料76%～78%，催化剂1%～2%，白色着色剂2%～4%，脱模剂1%～2%；
b2、预热；所述预热步骤是将步骤b1配制的绝缘白色环氧树脂组合物进行预加热；预加热温度控制在85～95℃范围内，预热时间控制在10～20s范围内；
b3、注胶；所述注胶步骤是将步骤a得到的工件放置在模温控制在173～183℃范围内的模具内，再由注塑机将经b2步骤预热的绝缘白色环氧树脂组合物注入模具的腔体内，固化形成绝缘白胶；
c、电镀；所述电镀步骤是将步骤b3得到的工件与2～3V电压电源的阴极连接，并放置在电镀液中，以与2～3V电压电源的阳极连接的焊锡作为阳极，通过电镀在工件的四个引线上镀上锡层，即完成光电耦合器的封装处理。
在上述技术方案中，所述步骤b1中的绝缘白色环氧树脂组合物的环氧树脂为邻甲酚醛环氧树脂和联苯型环氧树脂中的一种或两种。
在上述技术方案中，所述步骤b1中的绝缘白色环氧树脂组合物的填料为熔融硅粉和结晶硅粉中的一种或两种。
在上述技术方案中，所述步骤b1中的绝缘白色环氧树脂组合物的催化剂为三苯基膦、N-(2-氰基乙基)和己内酰胺中的一种或几种。
在上述技术方案中，所述步骤c之前还包括去飞边步骤，所述去飞边步骤是将步骤b3得到的工件与3～5V电压电源的阳极连接，再放置在强碱溶液中通电进行电解，然后再通过高压水去除工件上多余的绝缘白胶。
在上述技术方案中，所述步骤c之后还包括烘干步骤，所述烘干步骤是将步骤c得到的工件放在烘箱内进行烘干，所述烘箱的烘干温度控制在145～155℃范围内，烘干时间控制在1.5～2.5小时范围内，待烘干完毕后并进行退火处理。
在上述技术方案中，所述步骤b3中所述的注塑机的注射压力控制在50～60Kg/cm2范围内，注射时间控制在8～12s范围内。
在上述技术方案中，所述步骤c中的电镀液是体积比为12.8～13.8：6.2～7.2：3.5～4.5：74～78的甲基磺酸、甲基磺酸锡、亮锡添加剂和水组成的酸性溶液；电镀电流控制在85～95A范围内，电镀时间控制在15～16分钟范围内。
在上述技术方案中，所述去飞边步骤的电解电流控制在150～170A范围内，电解时间控制在8～10分钟范围内，高压水的压力控制在23～33MPa范围内。
本发明所具有的积极效果是：本发明的封装步骤依次是，涂覆透明环氧树脂和涂覆绝缘白胶，所述涂覆绝缘白胶步骤依次包括，配制绝缘白色环氧树脂组合物、预热、注胶和电镀；本发明的封装方法工艺合理，而且生产成本低；由于本发明的绝缘白色环氧树脂组合物是白色的，不像黑色环氧树脂吸光，绝缘白色环氧树脂组合物的反光率在50～60%范围内，使得本发明制得的光电耦合器内部不易发生光散射，也不易会发生变向光衰减的情况，而发光二极管和光敏三极管也不会发生对档偏差，适用于外界光干扰较强及对环保有较高要求的场合下，不仅使用寿命长，且可靠性高。实现了本发明的目的。
附图说明
图1是本发明的光电耦合器一种具体实施方式的主视图；
图2是图1的A-A剖视示意图；
图3是图2的B-B剖视示意图；
图4是图2的C-C剖视示意图。
具体实施方式
以下结合附图以及给出的实施例，对本发明作进一步的说明，但并不局限于此。
如图1、2、3、4所示，一种光电耦合器的封装方法，所述光电耦合器包括发光二极管1、光敏三极管2、第一引线3、第二引线4、第三引线5、第四引线6和绝缘白胶7；所述第一引线3、第二引线4、第三引线5、第四引线6各自具有与其互为一体的第一贴片基岛3-1、第二贴片基岛4-1、第三贴片基岛5-1和第四贴片基岛6-1；所述发光二极管1的负极装在第一贴片基岛3-1上，而其正极与第二贴片基岛4-1电连接，且发光二极管1的外周有硅胶8；所述光敏三极管2的集电极装在第三贴片基岛5-1上，而其发射极与第四贴片基岛6-1电连接，光敏三极管2表面的基极2-1是感光区；所述发光二极管1、光敏三极管2、第一贴片基岛3-1、第二贴片基岛4-1、第三贴片基岛5-1和第四贴片基岛6-1均封装在绝缘白胶7内，且绝缘白胶7内有透明环氧树脂胶9，发光二极管1与光敏三极管3相对布置；而其：所述封装的步骤依次是，
a、涂覆透明环氧树脂，所述涂覆透明环氧树脂步骤，是将所述发光二极管1、光敏三极管2、第一贴片基岛3-1、第二贴片基岛4-1、第三贴片基岛5-1和第四贴片基岛6-1放置在模具中，然后浇注透明环氧树脂，再放入烘箱内进行热固化；所述烘箱内的固化温度控制在170～180℃范围内，固化时间控制在5.5～6.5小时范围内；
b、涂覆绝缘白胶，是将步骤a得到的工件外周涂覆绝缘白胶；该步骤依次包括，
b1、配制绝缘白色环氧树脂组合物，该组合物以重量百分含量计包括：环氧树脂9%～12%，线性酚醛树脂3%～5%，填料76%～78%，催化剂1%～2%，白色着色剂2%～4%，脱模剂1%～2%；
b2、预热；所述预热步骤是将步骤b1配制的绝缘白色环氧树脂组合物进行预加热；预加热温度控制在85～95℃范围内，预热时间控制在10～20s范围内；
b3、注胶；所述注胶步骤是将步骤a得到的工件放置在模温控制在173～183℃范围内的模具内，再由注塑机将经b2步骤预热的绝缘白色环氧树脂组合物注入模具的腔体内，固化形成绝缘白胶7；
c、电镀；所述电镀步骤是将步骤b3得到的工件与2～3V电压的阴极连接，并放置在电镀液中，以与2～3V电压电源的阳极连接的焊锡作为阳极，通过电镀在工件的四个引线3、4、5、6上镀上锡层，即完成光电耦合器的封装处理。
本发明所述步骤b1中的绝缘白色环氧树脂组合物的环氧树脂为邻甲酚醛环氧树脂和联苯型环氧树脂中的一种或两种。
本发明所述步骤b1中的绝缘白色环氧树脂组合物的填料为熔融硅粉和结晶硅粉中的一种或两种。本发明的白色环氧树脂组合物在温度175℃下，90秒后的热硬度不小于80（邵氏硬度计D型）。其中，填料优先选用熔融性硅粉，当填料含量大于76%并配合联苯型环氧树脂、线性酚醛树脂的较高热硬度的特性，从而极大的提升了绝缘白色环氧树脂组合物的热硬度，并确保该组合物固化后的吸水率必须小于等于0.4%（PCT，168h）。
注：若绝缘白色环氧树脂组合物的热硬度过低，则会出现在封装完成后产品过软而失去基本离模能力，并且产品的注胶口会完全残留于引线上而无法分离，使得产品没有实际可操作性。
本发明所述步骤b1中的绝缘白色环氧树脂组合物的催化剂为三苯基膦、N-(2-氰基乙基)和己内酰胺中的一种或几种。这样，在注胶步骤后，无需要热固化工艺，使得绝缘白色环氧树脂组合物满足在180s内交联固化程度大于99.6%。
本发明的绝缘白色环氧树脂组合物在温度150℃，时间在6H内，不会发生明显变色，那是因为抗氧化能力有明显提升，并具有反射率高的特点，从而提高其对档率。
本发明所述步骤c之前还包括去飞边步骤，所述去飞边步骤是将步骤b3得到的工件与3～5V电压电源的阳极连接，再放置在强碱溶液中通电进行电解，在引线表面产生的气体将无效区域的残余封装料与引线剥离，然后再通过高压水去除工件上多余的绝缘白胶7。
本发明所述步骤c之后还包括烘干步骤，所述烘干步骤是将步骤c得到的工件放在烘箱内进行烘干，所述烘箱的烘干温度控制在145～155℃范围内，烘干时间控制在1.5～2.5小时范围内，待烘干完毕后并进行退火处理。能够去除产品内部之间存在的内应力，长时间使用后，引线与封装的绝缘白胶相邻处，不会产生锡须，使得产品的可靠性高。
本发明所述步骤b3中所述的注塑机的注射压力控制在50～60Kg/cm2范围内，注射时间控制在8～12s范围内。
本发明所述步骤c中的电镀液是体积比为12.8～13.8：6.2～7.2：3.5～4.5：74～78的甲基磺酸、甲基磺酸锡、亮锡添加剂和水组成的酸性溶液；电镀电流控制在85～95A范围内，电镀时间控制在15～16分钟范围内。
本发明所述去飞边步骤的电解电流控制在150～170A范围内，电解时间控制在8～10分钟范围内，高压水的压力控制在23～33MPa范围内。
本发明所述的光电耦合器的工作原理，是由发光二极管的发出红外光，光敏三极管的基极接收红外光，再将光信号转化为电信号实现工作。由于已有技术中黑色环氧树脂吸光，使得发光二极管发出的红外光会发生散射，而散射到***的红外光则会被黑色的环氧树脂所吸收，导致光信号的变向衰减，而本发明制得的产品则不会存在这样的问题，由于绝缘白色环氧树脂组合物的高反射率，使得散射出的红外光会被绝缘白色环氧树脂组合物重新被反射回来，实现二次接收，极大降低了这种光衰减的现象。
本发明小试效果显示，其使用效果是十分满意的。

Claims (9)

1.一种光电耦合器的封装方法，所述光电耦合器包括发光二极管（1）、光敏三极管（2）、第一引线（3）、第二引线（4）、第三引线（5）、第四引线（6）和绝缘白胶（7）；所述第一引线（3）具有与其互为一体的第一贴片基岛（3-1）、第二引线（4）具有与其互为一体的第二贴片基岛（4-1）、第三引线（5）具有与其互为一体的第三贴片基岛（5-1）、第四引线（6）具有与其互为一体的第四贴片基岛（6-1）；所述发光二极管（1）的负极装在第一贴片基岛（3-1）上，而其正极与第二贴片基岛（4-1）电连接，且发光二极管（1）的外周有硅胶（8）；所述光敏三极管（2）的集电极装在第三贴片基岛（5-1）上，而其发射极与第四贴片基岛（6-1）电连接，光敏三极管（2）表面的基极（2-1）是感光区；所述发光二极管（1）、光敏三极管（2）、第一贴片基岛（3-1）、第二贴片基岛（4-1）、第三贴片基岛（5-1）和第四贴片基岛（6-1）均封装在绝缘白胶（7）内，且绝缘白胶（7）内有透明环氧树脂胶（9），发光二极管（1）与光敏三极管（2）相对布置；其特征在于：所述封装的步骤依次是，
a、涂覆透明环氧树脂，所述涂覆透明环氧树脂步骤，是将所述发光二极管（1）、光敏三极管（2）、第一贴片基岛（3-1）、第二贴片基岛（4-1）、第三贴片基岛（5-1）和第四贴片基岛（6-1）放置在模具中，然后浇注透明环氧树脂，再放入烘箱内进行热固化；所述烘箱内的固化温度控制在170～180℃范围内，固化时间控制在5.5～6.5小时范围内；
b、涂覆绝缘白胶，是将步骤a得到的工件外周涂覆绝缘白胶；该步骤依次包括，
b1、配制绝缘白色环氧树脂组合物，该组合物以重量百分含量计包括：环氧树脂9%～12%，线性酚醛树脂3%～5%，填料76%～78%，催化剂1%～2%，白色着色剂2%～4%，脱模剂1%～2%，所述绝缘白色环氧树脂组合物在温度175℃下，90秒后的热硬度以邵氏硬度计D型检定不小于80；
b2、预热，所述预热步骤是将步骤b1配制的绝缘白色环氧树脂组合物进行预加热，预加热温度控制在85～95℃范围内，预热时间控制在10～20s范围内；
b3、注胶，所述注胶步骤是将步骤a得到的工件放置在模温控制在173～183℃范围内的模具内，再由注塑机将经b2步骤预热的绝缘白色环氧树脂组合物注入模具的腔体内，固化形成绝缘白胶（7）；
c、电镀；所述电镀步骤是将步骤b3得到的工件与2～3V电压的阴极连接，并放置在电镀液中，以与2～3V电压电源的阳极连接的焊锡作为阳极，通过电镀在工件的四个引线（3、4、5、6）上镀上锡层，即完成光电耦合器的引脚表面处理。
2.根据权利要求1所述的光电耦合器的封装方法，其特征在于：所述步骤b1中的绝缘白色环氧树脂组合物的环氧树脂为邻甲酚醛环氧树脂和联苯型环氧树脂中的一种或两种。
3.根据权利要求1所述的光电耦合器的封装方法，其特征在于：所述步骤b1中的绝缘白色环氧树脂组合物的填料为熔融硅粉和结晶硅粉中的一种或两种。
4.根据权利要求1所述的光电耦合器的封装方法，其特征在于：所述步骤b1中的绝缘白色环氧树脂组合物的催化剂为三苯基膦、N-(2-氰基乙基)和己内酰胺中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的光电耦合器的封装方法，其特征在于：所述步骤c之前还包括去飞边步骤，所述去飞边步骤是将步骤b3得到的工件与3～5V电压电源的阳极连接，再放置在强碱溶液中通电进行电解，然后再通过高压水去除工件上多余的绝缘白胶（7）。
6.根据权利要求1所述的光电耦合器的封装方法，其特征在于：所述步骤c之后还包括烘干步骤，所述烘干步骤是将步骤c得到的工件放在烘箱内进行烘干，所述烘箱的烘干温度控制在145～155℃范围内，烘干时间控制在1.5～2.5小时范围内，待烘干完毕后进行退火处理。
7.根据权利要求1所述的光电耦合器的封装方法，其特征在于：所述步骤b3中所述的注塑机的注射压力控制在50～60Kg/cm2范围内，注射时间控制在8～12s范围内。
8.根据权利要求1所述的光电耦合器的封装方法，其特征在于：所述步骤c中的电镀液是体积比为12.8～13.8：6.2～7.2：3.5～4.5：74～78的甲基磺酸、甲基磺酸锡、亮锡添加剂和水组成的酸性溶液；电镀电流控制在85～95A范围内，电镀时间控制在15～16分钟范围内。
9.根据权利要求5所述的光电耦合器的封装方法，其特征在于：所述去飞边步骤的电解电流控制在150～170A范围内，电解时间控制在8～10分钟范围内，高压水的压力控制在23～33MPa范围内。
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