提高光耦可靠性的封裝結(jié)構(gòu)及封裝工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電子元器件技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種用于提高光耦高壓性能的封裝工
-H-
O
【背景技術(shù)】
[0002]光親為光親合器、光電隔離器的簡(jiǎn)稱(chēng)，是以光為媒介傳輸電信號(hào)，對(duì)輸入電信號(hào)和輸出電信號(hào)具有良好的隔離作用，抗干擾能力強(qiáng)，工作穩(wěn)定，無(wú)觸點(diǎn)，使用壽命長(zhǎng)，傳輸效率高，因此在電路中得到廣泛應(yīng)用。
[0003]普通光耦的封裝結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括輸入端芯片3和輸出端芯片5，輸入端芯片和輸出端芯片分別設(shè)置在輸入端框架I和輸出端框架4上，輸入端芯片和輸出端芯片上都焊接有金線；在普通光耦封裝過(guò)程中，需要將輸入端芯片和輸出端芯片封裝在一塊模壓料中，并且兩者之間需要分開(kāi)設(shè)置。為防止輸入端A和輸出端B之間發(fā)生高壓擊穿，需要將封裝內(nèi)部的金屬導(dǎo)電部分用透明硅膠封8閉住，然后再在殼體和透明硅膠之間填充模壓料。由于硅膠和模壓料不粘連，為了提高封裝內(nèi)部A-B間的高壓擊穿距離，硅膠體積必須足夠大，以便盡可能覆蓋住封裝內(nèi)部的金屬導(dǎo)電部分。
[0004]但是由于硅膠體積太大，產(chǎn)品應(yīng)用時(shí)錫焊溫度不能超過(guò)260°C /10秒，不然會(huì)造成產(chǎn)品封裝爆裂。然而產(chǎn)品SMT貼片應(yīng)用時(shí)溫度將達(dá)到270°C -280°C /10秒，所以這類(lèi)結(jié)構(gòu)的光耦不能采用SMT貼片技術(shù)，而需要單獨(dú)手工焊接；但是手工焊接過(guò)程中的焊接溫度也不易控制，因此焊接完成后的光耦經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)損壞現(xiàn)象。
[0005]為了提高光耦的高壓性能和錫焊溫度，將光耦內(nèi)的硅膠體積縮小，如圖2所示；但是硅膠體積縮小后，必然后造成高壓距離不夠，容易發(fā)生高壓擊穿現(xiàn)象。為了解決內(nèi)部高壓擊穿距離不夠，又采用了硅膠表面處理工藝使硅膠在模壓時(shí)粘住模壓料，以消除光耦內(nèi)部的高壓擊穿路徑。但是采用這種結(jié)構(gòu)也存在弊端:硅膠在模壓時(shí)受熱(170-180°C)膨脹，模壓后冷卻收縮，硅膠在模壓料和芯片焊接金線之間產(chǎn)生應(yīng)力使焊接金線容易被拉斷，大大降低了產(chǎn)品的可靠性問(wèn)題。
[0006]綜上，采用改進(jìn)后的光耦封裝結(jié)構(gòu)和封裝工藝，雖然提高了錫焊溫度，可以使光耦在焊接過(guò)程中應(yīng)用SMT貼片錫焊工藝；但是存在硅膠表面處理工藝復(fù)雜、制造成本大大提高的缺陷，并且硅膠在模壓料和芯片、金線之間的應(yīng)力會(huì)降低金線焊接的可靠性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明需要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種既能夠提高光耦錫焊溫度、又能夠提高光耦可靠性能的封裝工藝。
[0008]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案如下。
[0009]提高光親可靠性的封裝結(jié)構(gòu)，包括并列對(duì)位安放在殼體內(nèi)輸入端框架和輸出端框架，所述輸入端框架和輸出端框架上分別粘接有輸入端芯片和輸出端芯片，輸入端芯片和輸出端芯片上均焊接有焊接金線；所述輸入端芯片和輸入端芯片焊接金線外包有球形輸入端透明硅膠層，輸出端芯片和輸出端芯片焊接金線外包有球形輸出端透明硅膠層，輸入端透明硅膠層和輸出端透明硅膠層之間設(shè)置有熱塑型透明塑料高壓阻斷層，所述殼體與輸入端透明硅膠層、輸出端透明硅膠層以及高壓阻斷層之間填充有模壓料。
[0010]提高光耦可靠性的封裝工藝，包括以下步驟:
第一步.采用導(dǎo)電漿料將光耦的輸入端芯片和輸出端芯片分別粘接在輸入端框架和輸出端框架上，并使輸入端框架和輸出端框架左右并列對(duì)位安放在殼體內(nèi)；
第二步.將焊接金線分別焊接在輸入端芯片和輸出端芯片上；
第三步.將輸入端芯片和輸入端芯片焊接金線采用透明硅膠包封形成輸入端透明硅膠層，將輸出端芯片和輸出端芯片焊接金線采用透明硅膠包封形成輸出端透明硅膠層；
第四步.在輸入端透明硅膠層和輸出端透明硅膠層之間注入熱塑型透明塑料形成高壓阻斷層；
第五步，向殼體內(nèi)注入模壓料，模壓即完成封裝。
[0011]上述提高光耦可靠性的封裝工藝，第四步中所述熱塑型透明塑料的熔點(diǎn)溫度低于模壓步驟溫度，模壓封裝后熱塑透明塑料與模壓料粘連，形成高壓阻斷層。
[0012]由于采用了以上技術(shù)方案，本發(fā)明所取得技術(shù)進(jìn)步如下。
[0013]本發(fā)明不僅能夠提高錫焊溫度，使光耦能夠在焊接過(guò)程中應(yīng)用SMT貼片錫焊工藝；而且還能夠在不需要硅膠表面處理復(fù)雜工藝條件下，消除芯片焊接金線與硅膠、模壓料之間的應(yīng)力以及光耦內(nèi)部的高壓擊穿路徑，在降低生產(chǎn)難度以及生產(chǎn)成本的基礎(chǔ)上，有效保證了產(chǎn)品的可靠性。
【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1為本普通光耦的封裝結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為普通光耦改進(jìn)后的封裝結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為本發(fā)明的封裝結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]其中:1.輸入端框架，2.輸入端芯片焊接金線，3.輸入端芯片，4.輸出端框架，5.輸出端芯片，6.輸出端焊接金線，7.模壓料，8.透明硅膠，9.輸入端透明硅膠層，10.輸出端透明硅膠層，11.高壓阻斷層。
【具體實(shí)施方式】
[0016]為了使本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)說(shuō)明的是，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0017]提高光耦可靠性的封裝工藝，具體包括以下步驟:
第一步.耦合對(duì)準(zhǔn)并裝架
采用導(dǎo)電漿料將光耦的輸入端芯片3和輸出端芯片5分別粘接在輸入端框架I和輸出端框架4上，并使輸入端框架和輸出端框架左右并列對(duì)位安放在殼體內(nèi)。
[0018]第二步.焊接
將焊接金線分別焊接在輸入端芯片和輸出端芯片上。
[0019]第三步.包封輸入端和輸出端將輸入端芯片3和輸入端芯片焊接金線2采用透明硅膠包封形成輸入端透明硅膠層9，將輸出端芯片5和輸出端芯片焊接金線6采用透明硅膠包封形成輸出端透明硅膠層10。由于硅膠與模壓料不粘連，因此硅膠和模壓料不會(huì)對(duì)焊接金線產(chǎn)生應(yīng)力，也就不會(huì)影響焊接金線的焊接可靠性。
[0020]第四步.設(shè)置高壓阻斷層
在輸入端透明硅膠層9和輸出端透明硅膠層10之間注入熱塑型透明塑料形成高壓阻斷層11。本發(fā)明中，熱塑型透明塑料的熔點(diǎn)溫度低于模壓步驟溫度，以保證在第六步的模壓工序中熱塑性材料與模壓料能夠粘連，且在模壓冷卻后熱塑性材料可靠粘住模壓料，從而在輸入端和輸出端之間形成高壓阻斷層，消除光耦內(nèi)部的高壓擊穿路徑，提高了產(chǎn)品高壓可靠性。
[0021]第五步，模壓
向殼體內(nèi)注入模壓料7，模壓即完成封裝。本發(fā)明中，模壓料采用白色環(huán)氧樹(shù)脂，以提高透光率。模壓封裝后，輸入端透明硅膠層、輸出端透明硅膠層與模壓料無(wú)粘連，熱塑透明塑料與模壓料粘連，由于高壓阻斷層位于金線之外，形成高壓阻斷層，避免了粘連后的應(yīng)力將金線拉斷。
[0022]采用本發(fā)明的封裝工藝制作的光耦，其結(jié)構(gòu)如圖3所示，光耦的封裝結(jié)構(gòu)具體為:殼體內(nèi)并列對(duì)位安放有輸入端框架I和輸出端框架4，輸入端框架I和輸出端框架4上分別粘接有輸入端芯片3和輸出端芯片5，輸入端芯片3和輸出端芯片5上均焊接有焊接金線；輸入端芯片3和輸入端芯片焊接金線2外包有球形輸入端透明硅膠層9，輸出端芯片5和輸出端芯片焊接金線6外包有球形輸出端透明硅膠層10，輸入端透明硅膠層9和輸出端透明硅膠層10之間設(shè)置有熱塑型透明塑料高壓阻斷層11 ;輸入端透明硅膠層9、輸出端透明硅膠層10、高壓阻斷層11的外壁與殼體之間填充有模壓料7。
[0023]本發(fā)明由于利用了兩種不同特性的透明材料，用熱塑性材料與模壓料粘合消除光耦內(nèi)部高壓擊穿路徑，提高產(chǎn)品的高壓可靠性；用透明硅膠不與模壓料粘合，消除了硅膠和模壓料對(duì)焊接金線的應(yīng)力，提高了產(chǎn)品的焊接可靠性。由于熱塑性材料在模壓時(shí)融化變形，其體積必須較小才能保證模壓時(shí)控制變形，因此本發(fā)明采用在設(shè)置高壓阻斷層前在輸入端與輸出端的包封硅膠，從而使熱塑性材料的體積控制在較小的范圍中。
[0024]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，分流支路、限壓支路以及放電支路還可以是其他元器件構(gòu)成的電路結(jié)構(gòu)。因此凡在本發(fā)明的原則和精神之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均就包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.提高光耦可靠性的封裝結(jié)構(gòu)，包括并列對(duì)位安放在殼體內(nèi)輸入端框架(I)和輸出端框架(4)，所述輸入端框架(I)和輸出端框架(4)上分別粘接有輸入端芯片(3)和輸出端芯片(5)，輸入端芯片和輸出端芯片上均焊接有焊接金線；其特征在于:所述輸入端芯片(3)和輸入端芯片焊接金線(2)外包有球形輸入端透明硅膠層(9)，輸出端芯片(5)和輸出端芯片焊接金線(6)外包有球形輸出端透明硅膠層(10)，輸入端透明硅膠層(9)和輸出端透明硅膠層(10)之間設(shè)置有熱塑型透明塑料高壓阻斷層(11 )，所述殼體與輸入端透明硅膠層、輸出端透明硅膠層以及高壓阻斷層之間填充有模壓料(7)。
2.提高光耦可靠性的封裝工藝，其特征在于包括以下步驟: 第一步.采用導(dǎo)電漿料將光耦的輸入端芯片和輸出端芯片分別粘接在輸入端框架和輸出端框架上，并使輸入端框架和輸出端框架左右并列對(duì)位安放在殼體內(nèi)； 第二步.將焊接金線分別焊接在輸入端芯片和輸出端芯片上； 第三步.將輸入端芯片和輸入端芯片焊接金線采用透明硅膠包封形成輸入端透明硅膠層，將輸出端芯片和輸出端芯片焊接金線采用透明硅膠包封形成輸出端透明硅膠層； 第四步.在輸入端透明硅膠層和輸出端透明硅膠層之間注入熱塑型透明塑料形成高壓阻斷層； 第五步，向殼體內(nèi)注入模壓料，模壓即完成封裝。
3.根據(jù)權(quán)利要2所述的提高光耦可靠性的封裝工藝，其特征在于:第四步中所述熱塑型透明塑料的熔點(diǎn)溫度低于模壓步驟溫度，模壓封裝后熱塑透明塑料與模壓料粘連，形成高壓阻斷層。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種提高光耦可靠性的封裝結(jié)構(gòu)及封裝工藝，所述封裝工藝具體包括：耦合對(duì)準(zhǔn)并裝架、焊接、包封輸入端和輸出端、設(shè)置高壓阻斷層以及模壓的步驟，其中高壓阻斷層設(shè)置在輸入端透明硅膠層和輸出端透明硅膠層之間，模壓料填充在輸入端透明硅膠層、輸出端透明硅膠層、高壓阻斷層外壁與殼體之間。本發(fā)明不僅能夠提高錫焊溫度，使光耦能夠在焊接過(guò)程中應(yīng)用SMT貼片錫焊工藝；而且還能夠在不需要硅膠表面處理復(fù)雜工藝條件下，消除芯片焊接金線與硅膠、模壓料之間的應(yīng)力以及光耦內(nèi)部的高壓擊穿路徑，在降低生產(chǎn)難度以及生產(chǎn)成本的基礎(chǔ)上，有效保證了產(chǎn)品的可靠性。
【IPC分類(lèi)】H01L23-31, H01L21-56, H01L25-16, H01L21-50
【公開(kāi)號(hào)】CN104867919
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510276434
【發(fā)明人】沈震強(qiáng)
【申請(qǐng)人】沈震強(qiáng)
【公開(kāi)日】2015年8月26日
【申請(qǐng)日】2015年5月27日