本發(fā)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(huán)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(xiàn)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(huán)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(shù)規(guī)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(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種光電耦合器件封裝用環(huán)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(fā)明是這樣實現(xiàn)的，一種光電耦合器件封裝用環(huán)氧樹脂組合物，所述光電耦合器件封裝用環(huán)氧樹脂組合物按照重量份由環(huán)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(lián)劑2份~6份和氣相二氧化硅5份~10份組成。
進一步，所述環(huán)氧樹脂是鄰甲基酚醛型環(huán)氧樹脂、雙酚-A型環(huán)氧樹脂、雙酚-F型環(huán)氧樹脂、聯(lián)苯型環(huán)氧樹脂、雙環(huán)戊二烯型環(huán)氧樹脂、脂環(huán)族型環(huán)氧樹脂和雜環(huán)型環(huán)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(huán)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(huán)（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(fā)明的另一目的在于提供一種所述光電耦合器件封裝用環(huán)氧樹脂組合物的制備方法，所述光電耦合器件封裝用環(huán)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(huán)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(lián)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(fā)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(huán)氧樹脂組合物封裝的光半導體器件。
本發(fā)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(huán)氧樹脂組合物封裝的集成電路。
本發(fā)明提供的光電耦合器件封裝用環(huán)氧樹脂組合物及其制備方法，使環(huán)氧樹脂組合物固化后具有出色的透光性能。該環(huán)氧樹脂組合物用于封裝光電耦合器件，由環(huán)氧樹脂、固化劑、固化促進劑、二氧化硅微粉、偶聯(lián)劑等組分組成。環(huán)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(xiàn)有組合物高2-5個百分點。本發(fā)明所涉及的環(huán)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(fā)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(huán)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(fā)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(fā)明的環(huán)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(huán)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(huán)氧樹脂組合物（二氧化硅微粉含量大于65%，小于該數(shù)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(huán)氧樹脂組合物的透光率顯得尤為重要，本發(fā)明的環(huán)氧樹脂組合物的透光率可達到25%以上。
本發(fā)明所采用的方法既簡單又高效，環(huán)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(fā)明實施例提供的光電耦合器件封裝用環(huán)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(fā)明的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結合實施例，對本發(fā)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(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
下面結合附圖對本發(fā)明的應用原理作詳細的描述。
本發(fā)明實施例提供的光電耦合器件封裝用環(huán)氧樹脂組合物按照重量份由環(huán)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(lián)劑2份~6份和氣相二氧化硅5份~10份組成。
本發(fā)明的環(huán)氧樹脂可以是鄰甲基酚醛型環(huán)氧樹脂、雙酚-A型環(huán)氧樹脂、雙酚-F型環(huán)氧樹脂、聯(lián)苯型環(huán)氧樹脂、雙環(huán)戊二烯型環(huán)氧樹脂、脂環(huán)族型環(huán)氧樹脂和雜環(huán)型環(huán)氧樹脂等上述環(huán)氧樹脂可以單獨使用，也可以兩種混合使用。優(yōu)選環(huán)氧樹脂為鄰甲基酚醛型環(huán)氧樹脂、聯(lián)苯型環(huán)氧樹脂和雙環(huán)戊二烯型環(huán)氧樹脂。
本發(fā)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(huán)戊二烯與苯酚的共聚物等。優(yōu)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(huán)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(yōu)選小于5ppm。
本發(fā)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(huán)（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(fā)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(xiàn)問題比如器件表面發(fā)花。優(yōu)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(fā)明實施例提供的光電耦合器件封裝用環(huán)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(huán)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(lián)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(fā)明的應用原理作進一步的描述。
實施例A
環(huán)氧樹脂選用鄰甲基酚醛型環(huán)氧樹脂（濟南圣泉海沃斯化工有限公司生產，環(huán)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(lián)劑KH560（江蘇晨光偶聯(lián)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(fā)明的應用效果作詳細的描述。
本發(fā)明實施例提供的環(huán)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(tài)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(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)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(fā)明的保護范圍之內。