Способ изготовления композиции для иммерсионной среды оптрона

Изобретение относится к оптоэлектронике и может быть использованопри изготовлении оптронов.Основным недостатком оптронаявляется иммерсионная среда, церезкоторую излуцение передается к фотоприемнику, К оптической среде предьявляются довольно жесткие требования,так как от нее в значительной степенизависят основные характеристики оптрона: коэффициент передачи по току,пробивное напряжение изоляции между истоцником и приемником излучения,область рабочих температур, а такжетехнологичность изготовления оптрона, В первых оптронах оптическойсредой служил воздух 1 1)Недостаток таких приборов - низкийкоэффициент передачи излучения междуисточником и приемником вследствие 20большой разницы показателей преломления элементов оптрона и воздуха.Основные полупроводниковые материалы, из которых изготовляют оптроны и Фотоприемники - арсенид галлия и кремний, показатели преломления которых больше 3. Поэтому награнице источника (117 3) и воздуха1,л = 1) излучение частичное, претерпедает Френелевское отражение и полное внутреннее отражение и из источника не выходит, Довольно сильное,отражение имеет место и при входе излучения из воздуха в фотоприемник засцет Френелевских потерь. В сумме поф о 35теря излучения " 36/.Наиболее близким по техническойсущности и достигаемому результатук предлагаемому является способ получения композиции для иммерсионной среды оптрона путем смешения эпоксиднойсмолы, например диановой, с отведителем ангидридного типа. Преимущест"вами эпоксидной смолы являются ееклеящая способность, изоляционные45свойства, пластичность и низкая температура плавления 1 2 )Недостаток иммерсионной среды,выполненной из эпоксидной смолы, -низкий показатель преломления, цтоприводит к нарушению оптическойоднородности оптрона и понижению егокоэффициента передаци по току.Целью изобретения является улуцшение оптической однородности оптрона и повышение его коэфФциента передачи по току,Поставленная цель достигаетсятем, что в эпоксидную диановую смолунагретую до 230-250 С, вводятрасплав селена в количестве 15-20/от веса смолы, смесь перемешиваютмин и 6 хлаждают со скоростью ч 050 оС/ч, после чего вводят отвердитель.Из числа неорганицеских веществ, хорошо совмещается с эпоксидной смолой -селен, показатель преломления которого ) 3, При 2 ч 0 + 10 С селен дает сэпоксидной смолой смесь, после охолаждения со скоростью ц 0-ч 5 С/ч, дающую стабильную иммерсионную среду споказателем преломления больше 1,75,причем величина И. увеличивается с количеством селена в смоле.Вследствие того, что эпоксидныегруппы расположены на концах молекул,отвержденные смолы эластичны, а сегменты цепей обладают подвижностью.Это дает воэможность цепям селенарасполагаться между цепями смолы,образуя стабильную смесь.Так как одним из требований к иммерсионной среде являются хорошиеизсляционные свойства, желательно нахождение селена в смоле в аморфномвиде. Аморфная модификация легкообразуется путем быстрого охлаждениярасплава селена. При реакции с эпоксидной смолой может образовыватьсямостик - О О - связывающий две моле 11Окуля смолы, Аморфный селен обладаетнеобходимыми свойствами для созданияиммерсионной среды на основе эпоксидной сиолы с улучшенными оптическимисвойствами, Оптимальным соотношениемсмолы и селена является 15-202 селенаот общего количества смолы,Температура 2 ч 0 + 10 С являетсяооптимальной, так как при температуребольше 250 С селен реагирует с органическими молекулами, отщепляя от нихводород, При этом образуется селеноводород Н 5 е, имеющий в небольшихконцентрациях запах аммиака. Однакоселеноводород неустойчив и реагируетдаже со слабыми окислителями, выделяя селен,Важнейшие свойства селена в аморфном и кристаллическом состоянии, атакже свойства эпоксидной смолы приведены в табл, 1.Из табл. 1 видно, цто аморфныйселен обладает необходимыми свойствами1033512 Аморфный селен Свойства Эпоксидная смола1,8-7,4 3,7 4,5-6, 5 преломленияЯр 0,6- 1,1 мкм 2,6 3,2 для создания иммерсионной среды наоснове эпоксидной смолы с улучшеннымиоптическими свойствами. Низкая температура плавления селена позволяет вводить его в смолу в расплавленном сос"тоянии, смола ЭД, в свою очередь,хорошо переносит кратковременную выдержку 10 мин) при 2401 10 С безизменения своих свойств после охлаждения до комнатной температуры. 10Предлагаемый способ изготовлениякомпозиции для иммерсионной средыоптрона осуществляют следующим образом,Эпоксидную диановую смолу нагревают до 230-250 С, вводят в нее расплав селена, перемешивают в течение3-5 мин, затем охлаждают со скоростью40-45 О С/ц и вводят ангидридныйотвердитель. Изготовление композиции 20рекомендуется проводить в запаянныхкварцевых ампулах.Режим охлаждения со скоростью40-45 С/ч выбран, поскольку он технологичен и обеспечивает образование 25гомогенного твердого раствора селенав смоле. При количестве селена более30/ достигается предел его совместимос.ти со смолой, В результате происходиттрудноконтролируемый процесс взаимодействия смолы с селеном, приводящийк остекловыванию смеси.Показатели полученных композицийданы в табл. 2,3Плотность, г/см 1,2-1,3 Отверждение эпоксидной смолы прово"дят отвердителем - изометилтетрагидро"фталатовым ангидридомизо-ИТГФА ) присоотношении его и эпоксидной смолыс селеном 1:20 при 80 С,Из табл, 2 следует, что введениеселена в количестве, меньшем 15 Я,не дает существенного увеличенияпоказателя преломления и коэффициентапередачи по .току, При введении его вколичестве более 20 также отсутствует положительный эффект по требуемымхарактеристикам, кроме того, появляется опасность остекловывания смеси.Полученная смесь смолы и селенаимеет улучшенные оптические характеристики в диапазоне волн 0,65-0,9 мкм.Коэффициент пропускания смеси составляет 7 й, а показатель преломления .1,81 - против 70 и 1,47 соответственно у исходной смолы.Введение полученной смеси в оптрон в качестве иммерсионной среды;,можно осуществлять закапыванием какпри комнатной температуре, так и пои70 С. В последнем случае время отверж.дения сокращается в 3 раза. Использование иммерсионной среды в виде смеси эпоксидной смолы и селена в транзисторных оптронах типаАОТ 110) повышает коэффициент передачи по току и улучшает оптическую однородность оптрона.Т а б л и ц а 1о 33512 Продолжение табл,1 3,5-4,2 710 - 10 Таблица 2 Тип образцов (заполимеризованное состояние по примеру Исходная смолаЭД1,68 198 2. СмолаЭД24 гСелен 151)4 г 226 3, Смола ЭД24 г Селен 1,201) 5 г 200 СмолаЭД24 гСелен 1304)7 г 205 ВНИИПИ Заказ 5555/25 Тираж 494 Подписное Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Диэлектрическая проницаемость Удельное объемное сопротивление, Ом.см 1. СмолаЭД"20 24 гСелен,;(10)2,4 г КоэффициентпропусканияЪ Е= 0 650,9 мкмПоказательпреломленияЛ-. 0,65-09 мкм Коэффици ентпередачипо току,