本發明屬于光半導體器件及集成電路封裝技術領域，尤其涉及一種光電耦合器件封裝用環氧樹脂組合物及其制備方法。
背景技術：
光電耦合器也稱為光電隔離器或光耦合器，有時簡稱光耦。它是一種以光為耦合媒介，通過光信號的傳遞來實現輸人與輸出間電隔離的器件，用途非常廣泛。光電耦合器的封裝有兩方面，一方面是內封裝，其作用是形成器件內部的光信號傳輸體系，提高器件的電特性；另一方面是外封裝，其目的是把器件的內部電路與外界環境相隔離，以免受到外界的干擾，同時可提高器件的可靠性并使整個器件外形參數規范化。
目前像臺灣和日本的產品成本比較高，為了達到透光性的要求使用了比較特別的無機填充劑。
技術實現要素：
本發明的目的在于提供一種光電耦合器件封裝用環氧樹脂組合物及其制備方法，旨在解決光電耦合器封裝產品存在成本比較高的問題。
本發明是這樣實現的，一種光電耦合器件封裝用環氧樹脂組合物，所述光電耦合器件封裝用環氧樹脂組合物按照重量份由環氧樹脂100份、固化劑40份~80份、二氧化硅微粉300份~500份、促進劑0.5份~1份、脫模劑2份~5份、偶聯劑2份~6份和氣相二氧化硅5份~10份組成。
進一步，所述環氧樹脂是鄰甲基酚醛型環氧樹脂、雙酚-A型環氧樹脂、雙酚-F型環氧樹脂、聯苯型環氧樹脂、雙環戊二烯型環氧樹脂、脂環族型環氧樹脂和雜環型環氧樹脂中的任意一種或兩種。
進一步，所述固化劑是線型酚醛樹脂或它的衍生物、芳烷基線型酚醛樹脂或它的衍生物、單羥基或二羥基萘酚醛樹脂及其衍生物、芳烷基的苯酚或萘酚的縮合物、雙環戊二烯與苯酚的共聚物。
進一步，所述固化促進劑是甲基咪唑、2，4-二甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、2-苯基咪唑、2-苯基-4-甲基咪唑、2-（十七烷基）咪唑；三乙胺基芐基二甲胺、α-甲基芐基二甲胺、2-（二甲胺基甲基）苯酚、2，4，6-三（二甲胺基甲基）苯酚、1，8-二氮雜雙環（5，4，0）十一碳烯-7，以及三苯基膦、三乙基膦、三丁基膦、三（對甲基苯基）膦有機膦化合物中的任意一種。
進一步，所述脫模劑通式（1）表示，且酸值和皂化值都大于100mgKOH/g的化合物；
其中 X：表示羧酸基-COOH
Y：表示含有有機酸酐的官能部分，如：
等，
R：表示15-35個碳原子的脂肪烷烴或烯烴；
R’：表示1-10個碳原子的脂肪烷烴或烯烴；
X、Y至少一種存在，且X+Y≦3。
本發明的另一目的在于提供一種所述光電耦合器件封裝用環氧樹脂組合物的制備方法，所述光電耦合器件封裝用環氧樹脂組合物的制備方法包括以下步驟：
步驟一，按照重量份將環氧樹脂100份、固化劑40份~80份、二氧化硅微粉300份~500份、促進劑0.5份~1份、脫模劑2份~5份、偶聯劑2份~6份和氣相二氧化硅5份~10份的原材料準備好；
步驟二，將原材料在雙輥煉膠機上混煉均勻，混煉溫度80℃~90℃，混煉后冷卻粉碎。
本發明的另一目的在于提供一種利用所述光電耦合器件封裝用環氧樹脂組合物封裝的光半導體器件。
本發明的另一目的在于提供一種利用所述光電耦合器件封裝用環氧樹脂組合物封裝的集成電路。
本發明提供的光電耦合器件封裝用環氧樹脂組合物及其制備方法，使環氧樹脂組合物固化后具有出色的透光性能。該環氧樹脂組合物用于封裝光電耦合器件，由環氧樹脂、固化劑、固化促進劑、二氧化硅微粉、偶聯劑等組分組成。環氧樹脂組合物，用于封裝光電耦合器件，特別涉及以一種高酸值和高皂化值化合物作為脫模劑，具有出色的透光性能，透光率可達到25%以上，比現有組合物高2-5個百分點。本發明所涉及的環氧樹脂組合物為內封裝用，要求對850nm或940nm有一定的透光性，這兩個波長是光信號傳輸常用的。本發明通過使用特定的脫模劑，采用常用的電子級二氧化硅微粉作為填充劑制作的環氧樹脂組合物，不僅成本低，而且具有出色的透光性。目前該組合物產品的成本在￥20元/公斤左右，本發明組合物的成本只有約￥12元/公斤，而且透光率要比目前產品還高。
本發明的環氧樹脂組合物就是用于光電耦合器的內封裝；作為用于光電耦合器件內封裝的環氧樹脂組合物，首先要求透光率（具體說應該是近紅外光，常用的波長為850nm和940nm）要達到一定要求，大部分封裝公司要求850nm波長，厚度0.6mm的樣片透光率要大于20%，而一般環氧樹脂組合物（二氧化硅微粉含量大于65%，小于該數值會影響器件的可靠性）的透光率在8-16%，因此研究如何提高環氧樹脂組合物的透光率顯得尤為重要，本發明的環氧樹脂組合物的透光率可達到25%以上。
本發明所采用的方法既簡單又高效，環氧樹脂組合物固化后具有出色的透光性能。
附圖說明
圖1是本發明實施例提供的光電耦合器件封裝用環氧樹脂組合物的制備方法流程圖。
具體實施方式
為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。
下面結合附圖對本發明的應用原理作詳細的描述。
本發明實施例提供的光電耦合器件封裝用環氧樹脂組合物按照重量份由環氧樹脂100份、固化劑40份~80份、二氧化硅微粉300份~500份、促進劑0.5份~1份、脫模劑2份~5份、偶聯劑2份~6份和氣相二氧化硅5份~10份組成。
本發明的環氧樹脂可以是鄰甲基酚醛型環氧樹脂、雙酚-A型環氧樹脂、雙酚-F型環氧樹脂、聯苯型環氧樹脂、雙環戊二烯型環氧樹脂、脂環族型環氧樹脂和雜環型環氧樹脂等上述環氧樹脂可以單獨使用，也可以兩種混合使用。優選環氧樹脂為鄰甲基酚醛型環氧樹脂、聯苯型環氧樹脂和雙環戊二烯型環氧樹脂。
本發明的固化劑可以是線型酚醛樹脂或它的衍生物、芳烷基線型酚醛樹脂或它的衍生物、單羥基或二羥基萘酚醛樹脂及其衍生物、芳烷基的苯酚或萘酚的縮合物、雙環戊二烯與苯酚的共聚物等。優選酚醛樹脂為線型酚醛樹脂或它的衍生物、芳烷基線型酚醛樹脂或它的衍生物。
環氧樹脂和酚醛樹脂在120℃下提取水的氯離子和鈉離子含量應小于10ppm, 優選小于5ppm。
本發明的固化促進劑可以是甲基咪唑、2，4-二甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、2-苯基咪唑、2-苯基-4-甲基咪唑、2-（十七烷基）咪唑等咪唑類化合物；三乙胺基芐基二甲胺、α-甲基芐基二甲胺、2-（二甲胺基甲基）苯酚、2，4，6-三（二甲胺基甲基）苯酚、1，8-二氮雜雙環（5，4，0）十一碳烯-7等叔胺基化合物；以及三苯基膦、三乙基膦、三丁基膦、三（對甲基苯基）膦等有機膦化合物。
本發明使用的具有通式（1）表示的結構且酸值和皂化值都大于100mgKOH/g的化合物，從加工性能角度考慮軟化點控制在40℃-120℃之間，低于40℃，化合物傾向于偏軟，不易粉碎和分散均勻，高于120℃，化合物傾向于在加工時無法融化，會以顆粒狀分散在組合物中，使組合物在使用時出現問題比如器件表面發花。優選軟化點范圍60℃-90℃。
其中 X：表示羧酸基-COOH
Y：表示含有有機酸酐的官能部分，如：
等，
R：表示15-35個碳原子的脂肪烷烴或烯烴；
R’：表示1-10個碳原子的脂肪烷烴或烯烴；
X、Y至少一種存在，且X+Y≦3。
如圖1所示，本發明實施例提供的光電耦合器件封裝用環氧樹脂組合物的制備方法包括以下步驟：
S101：按照重量份將環氧樹脂100份、固化劑40份~80份、二氧化硅微粉300份~500份、促進劑0.5份~1份、脫模劑2份~5份、偶聯劑2份~6份和氣相二氧化硅5份~10份的原材料準備好；
S102：將原材料在雙輥煉膠機上混煉均勻，混煉溫度80℃~90℃，混煉后冷卻粉碎。
下面結合具體實施例對本發明的應用原理作進一步的描述。
實施例A
環氧樹脂選用鄰甲基酚醛型環氧樹脂（濟南圣泉海沃斯化工有限公司生產，環氧當量200，軟化點58℃）100份；固化劑選用線型酚醛樹脂（濟南圣泉海沃斯化工有限公司生產，羥基當量105，軟化點68℃）50份，結晶型二氧化硅微粉（平均粒徑20?）180份，結晶型二氧化硅微粉（平均粒徑10?）180份，2-甲基咪唑0.8份，脫模劑為硬脂酸 4份，偶聯劑KH560（江蘇晨光偶聯劑有限公司生產）2份，氣相二氧化硅6份。將上述原材料在雙輥煉膠機上混煉均勻，混煉溫度80-90℃，混煉后冷卻粉碎。
實施例B
選用組分除結構如下
的脫模劑BH08 4份外，其它組分與實施例A相同，其制備方法也與實施例A相同。
對比例A
選用組分除脫模劑用巴西棕櫚蠟4份外，其它組分與實施例A相同，其制備方法也與實施例A相同。
對比例B
選用組分除脫模劑用Licowax S（科萊恩化工(中國)有限公司生產）4份外，其它組分與實施例A相同，其制備方法也與實施例A相同。
對比例C
選用組分除脫模劑用Licowax KSL（科萊恩化工(中國)有限公司生產)4份外，其它組分與實施例A相同，其制備方法也與實施例A相同。
對比例D
選用組分除脫模劑用Licowax 191（科萊恩化工(中國)有限公司生產)4份外，其它組分與實施例A相同，其制備方法也與實施例A相同。
所使用脫模劑的酸值和皂化值見表1。
表1脫模劑的酸值和皂化值
下面結合性能測試對本發明的應用效果作詳細的描述。
本發明實施例提供的環氧樹脂組合物性能測試按照下述方法進行：
1.凝膠化時間
熱板法，將電熱板加熱到175±1℃，取0.5-1.0克樣品粉料放在電熱板上，粉料逐漸熔化并變成膠態時為終點，讀出所需時間。
2.螺旋流動長度
在傳遞模壓機上借助EMMI-1-66螺旋流動金屬模具測定，取樣品粉料20±2克，模具溫度175±2℃，傳遞壓力50±2㎏/㎝2，注進時間40秒，固化時間160秒。
3.透光率
（1）樣片制備：樣片尺寸為25mm×15mm×0.6mm（長×寬×厚），模具溫度175±2℃，傳遞壓力50±2㎏/㎝2，注進時間40秒，固化時間160秒，為了防止制備樣片時產生氣泡影響測試結果，將粉料預先壓制成圓柱形錠料。
（2）測試：測試儀器為日本島津公司的UV-2600型UV-VIS分光光度計（帶積分球），測試所用波長為850nm。
以上性能測試結果見表2。
表2性能測試結果
從上述對比結果看，實施例具有非常好的透光率，完全滿足封裝要求。對比例B所用脫模劑Licowax S，只有酸值超過了100mgKOH/g，皂化值只有48mgKOH/g，未達到100mgKOH/g，結果透光率只有14%，對比例C所用的脫模劑Licowax KSL皂化值達到145mgKOH/g，而酸值只有30mgKOH/g，相對透光率較高，但是也未達到使用要求，比較例A和比較例D的酸值和皂化值都比較低，透光率也未達到使用要求。
以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。