[发明专利]提高光耦可靠性的封装结构及封装工艺

说明书

技术领域

本发明涉及电子元器件技术领域，特别是一种用于提高光耦高压性能的封装工艺。

背景技术

光耦为光耦合器、光电隔离器的简称，是以光为媒介传输电信号，对输入电信号和输出电信号具有良好的隔离作用，抗干扰能力强，工作稳定，无触点，使用寿命长，传输效率高，因此在电路中得到广泛应用。

普通光耦的封装结构如图1所示，包括输入端芯片3和输出端芯片5，输入端芯片和输出端芯片分别设置在输入端框架1和输出端框架4上，输入端芯片和输出端芯片上都焊接有金线；在普通光耦封装过程中，需要将输入端芯片和输出端芯片封装在一块模压料中，并且两者之间需要分开设置。为防止输入端A和输出端B之间发生高压击穿，需要将封装内部的金属导电部分用透明硅胶封8闭住，然后再在壳体和透明硅胶之间填充模压料。由于硅胶和模压料不粘连，为了提高封装内部A-B间的高压击穿距离，硅胶体积必须足够大，以便尽可能覆盖住封装内部的金属导电部分。

但是由于硅胶体积太大，产品应用时锡焊温度不能超过260℃/10秒，不然会造成产品封装爆裂。然而产品SMT贴片应用时温度将达到270℃-280℃/10秒，所以这类结构的光耦不能采用SMT贴片技术，而需要单独手工焊接；但是手工焊接过程中的焊接温度也不易控制，因此焊接完成后的光耦经常会出现损坏现象。

为了提高光耦的高压性能和锡焊温度，将光耦内的硅胶体积缩小，如图2所示；但是硅胶体积缩小后，必然后造成高压距离不够，容易发生高压击穿现象。为了解决内部高压击穿距离不够，又采用了硅胶表面处理工艺使硅胶在模压时粘住模压料，以消除光耦内部的高压击穿路径。但是采用这种结构也存在弊端：硅胶在模压时受热（170-180℃）膨胀，模压后冷却收缩，硅胶在模压料和芯片焊接金线之间产生应力使焊接金线容易被拉断，大大降低了产品的可靠性问题。

综上，采用改进后的光耦封装结构和封装工艺，虽然提高了锡焊温度，可以使光耦在焊接过程中应用SMT贴片锡焊工艺；但是存在硅胶表面处理工艺复杂、制造成本大大提高的缺陷，并且硅胶在模压料和芯片、金线之间的应力会降低金线焊接的可靠性。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提供一种既能够提高光耦锡焊温度、又能够提高光耦可靠性能的封装工艺。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案如下。

提高光耦可靠性的封装结构，包括并列对位安放在壳体内输入端框架和输出端框架，所述输入端框架和输出端框架上分别粘接有输入端芯片和输出端芯片，输入端芯片和输出端芯片上均焊接有焊接金线；所述输入端芯片和输入端芯片焊接金线外包有球形输入端透明硅胶层，输出端芯片和输出端芯片焊接金线外包有球形输出端透明硅胶层，输入端透明硅胶层和输出端透明硅胶层之间设置有热塑型透明塑料高压阻断层，所述壳体与输入端透明硅胶层、输出端透明硅胶层以及高压阻断层之间填充有模压料。

提高光耦可靠性的封装工艺，包括以下步骤：

第一步．采用导电浆料将光耦的输入端芯片和输出端芯片分别粘接在输入端框架和输出端框架上，并使输入端框架和输出端框架左右并列对位安放在壳体内；

第二步．将焊接金线分别焊接在输入端芯片和输出端芯片上；

第三步．将输入端芯片和输入端芯片焊接金线采用透明硅胶包封形成输入端透明硅胶层，将输出端芯片和输出端芯片焊接金线采用透明硅胶包封形成输出端透明硅胶层；

第四步．在输入端透明硅胶层和输出端透明硅胶层之间注入热塑型透明塑料形成高压阻断层；

第五步，向壳体内注入模压料，模压即完成封装。

上述提高光耦可靠性的封装工艺，第四步中所述热塑型透明塑料的熔点温度低于模压步骤温度，模压封装后热塑透明塑料与模压料粘连，形成高压阻断层。

由于采用了以上技术方案，本发明所取得技术进步如下。

本发明不仅能够提高锡焊温度，使光耦能够在焊接过程中应用SMT贴片锡焊工艺；而且还能够在不需要硅胶表面处理复杂工艺条件下，消除芯片焊接金线与硅胶、模压料之间的应力以及光耦内部的高压击穿路径，在降低生产难度以及生产成本的基础上，有效保证了产品的可靠性。

附图说明

图1为本普通光耦的封装结构示意图；

图2为普通光耦改进后的封装结构示意图；

图3为本发明的封装结构示意图。

其中：1.输入端框架，2.输入端芯片焊接金线，3.输入端芯片，4.输出端框架，5.输出端芯片，6.输出端焊接金线，7.模压料，8.透明硅胶，9.输入端透明硅胶层，10.输出端透明硅胶层，11.高压阻断层。