Пресс-материал для герметизации полупроводниковых приборов и интегральных схем

 

Изобретение относится к области получения пресс-материалов для герметизации полупроводниковых приборов и интегральных схем. Изобретение позволяет повысить стойкость к перегретому пару с температурой 121°С под давлением 2 атм при сохранении высоких физико-механических и электроизоляционных свойств за счет использования в композиции в качестве производного имидазола соединения,выбранного из группы, содержащей,ма с. ч.: 2-метилимидазол 2,7-3,8; 2,4-диметилимидазол 1,9-3,2; 1-винил-2-метилимидазол 1,6- 3,2 или 2-этилимидазол 1,7-4,2 и дополнительно Полиметилвинилэтоксисилазан 1,3-1,7. Композиция также содержит , мае.ч.: эпоксикрезолформальдегидный олигомер 100; отвердитель - крезолформальдегидный олигомер 33-67, буроугольный воск 4-5 и кварцевьй порошок 266-334. 4 табл. СО

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4648838/05 (22) 06.02.89 (46) 30.09.91 ° Бюл. Y - 36 (72) А.М.Пойманов, Т.В.Кашинская,.

А.П.Акопов, Л.А.Арутюнянц, Т.А.Конышева, Т.Н.Путилина, М.П.Рязанцева, Г.В.Исагулянц, К.N.Ãèòèñ и Г,Е.Неумоева (53) 678.643 (088.8) (56) Заявка Японии 60-149662, кл. С 08 К 5/01, 1984.

Авторское свидетельство СССР

К- 1311230, кл. С 08 L 63/04, 1988. (54) ПРЕСС-МАТЕРИАЛ ДЛЯ ГЕРМЕТИЗАЦИИ

ПОЛУПРОВОЛНИКОВЫХ ПРИБОРОВ И ИНТЕГРАЛЬНЫХ СХЕМ (57) Изобретение относится к области получения пресс-материалов для герметизации полупроводниковых приборов

Изобретение относится к области эпоксидных пресс-материалов для герметизации полупроводниковых приборов (ПП) и интегральных схем (ИС).

Целью изобретения является повышение стойкости пресс-материала к воздействию перегретого водяного пара под давлением при сохранении его высоких физико-механических и электроизоляционных характеристик.

Используемые продукты имеют следукщие характеристики.

Полиметилвинилэтоксисилазаи или продукт 149-173 (ТУ 6-02-1279-84) по- . лучают в результате частичного алкоголиза метилтрихлорсилана и последующего совместного аммонолиза получен„„SU „„1680735A1 (51)5 С 08 ? 63/04, С 09 К 3/10

2 и интегральных схем. Изобретение позволяет повысить стойкость к перегретому пару с температурой 121 С под давлением 2 атм при сохранении высоких физико-механических и электроизоляционных свойств за счет использовайия в композиции в качестве производного имидазола соединения, выбранного из группы, содержащей,ма с. ч.: ?-метилимидазол 2, 7-3,8; 2,4-диметнлимидазол

1,9-.3,2; 1-винил-2-метилимидазол 1,63,2 или 2-этилимицазол l,7-4,2 и дополнительно полиметилвинилэтоксисилазан 1,3-1,7. Композиция также содержит, мас.ч.: эпоксикрезолформальдегидный олигомер 100; отвердитель— крезолформальдегидный олигомер 33-67, буроугольный воск 4-5 и кварцевый порошок 266-334. 4 табл. ного продукта с винилтрихлорсиланом и диметилдихлорсиланом (соотношение

1,5:1,5:1,0 моль соответственно).

2-Метилимидазол получают по следующей методике. 17 см отработанного катализатора риформинга АП-64 зернением 1-2 мм загружают в проточный кварцевый реактор и восстанавливают водородом при 500 С в течение 2 ч (скорость его пропускания 180 мл/мин).

Затем, не прекращая тока водорода, охлаждают реактор до 400 С и при этой температуре в течение 2-3 ч пропускают заранее приготовленную смесь этилендиамина и уксусной кислоты (соотношение компонентов 1,0: 1, 15-1, 17 моль) .

Продукты реакции собирают в две пос1680735 ледовательно соединенные ловушки типа "труба в трубе", охлаждаемые соответственно льдом и смесью сухого льда с ацетоном. Собранные за 2-3 ч

5 кристаллы промывают этанолом, отжимают, перекристаллизовывают из диоксана, промывают диэтиловым эфиром.

Т „ высушенного продукта 140-143 С.

2-Этилимидазол получают из этилен" 10 диамина и пропионовой кислоты по аналогичной методике с тем исключением, что перекристаллизацию проводят из смеси диоксан-гексан (1:4) и промыо вают н.гексаном. Т>< продукта 79."81 С.15

2,4-Диметилимидазол получают из

1,2-диаминопропана и уксусной кислоты по аналогичной методике. Для выделения кристаллов из маслообразного проо дукта последний упаривают при 100 С на роторном испарителе, вводят затравку из кристаллов чистого продукта и оставляют на ночь. Кристаллы промывают гексаном, перекристаллизовывают из смеси диоксан-гексан (3:1), пов- 25 торно промывают гексаном с небольшим количеством эфира. Тд„ продукта 8587о С.

1-Винил-2-метилимидазол получают винилированием 2-метилимидаэол ацети- 30 леном в реакторе барботажного типа при температуре 180 С в течение 4 ч в присутствии полухлористой меди (Cu C1 ), взятой в количестве 4% от винилируемого соединения, в гексаметаноле. Соотношение имидазол — растворитель составляет 1,0:2 5 соответ"ственно.

В качестве основы пресс-материала .используют твердый зпоксикрезолфор- 0 мальдегидный олигомер, полученный эпоксидированием крезолформальдегидного новолачного олигомера эпихлоргидрином в присутствии триэтилбензиламмония хлористого при температуре, 9012 С в течение 2,5 ч с последующим дегидрохлорированием твердым едким натром и отмывкой. Эпоксиноволачный олигомер имеет среднечисловую мол.м.

1000-2000, содержание эпоксиднык групп 20% содержание общего хлора не более 0,3%.

Крезолформальдегидный новолачный олигомер получают поликонденсацией о-крезола с формальдегидом (соотношение 1,0:0,93 моль) в кислой среде (соляная кислота) при температуре

80- 1 С в течение 4 ч.

Антиадгезионной добавкой является воск буроугольный (ТУ 14-7-24-80) °

Наполнителем является кварц пылевидный марки КП-Б (ГОСТ 9077-82), предварительно прокаленный при темпе- . ратуре 800 С в течение 8 ч.

Стандартные образцы для проведения испытаний получали методом литьевого прессования при температуре 165 5 С, удельном давлении 15 0 ИПа с последумцей термообработкой при температуре

200 С в течение 8 ч.

Удельное объемное электрическое сопротивление определяли по ГОСТ

6433.2-.71 при постоянном напряжении

100-105 В на трех дисках диаметром

50 мл толщиной 0,8-1,0 мм.

Влагопоглощение пресс-материала ,в процессе выдержки в автоклаве определяли на трех образцах диаметром

50 мм, толщиной 2 мм. Расчет влагопоглощения проводили по изменению массы образцов после вццержки их в автоклаве емкостью 500 мл, содержащем

50 мл деионизованной воды, герметично закрытом и помещенном в термостат с о ф;

Т=120 С. Взвешивание образцов проводили после охлаждения их до комнатной температуры.

Удельное поверхностное электрическое сопротивление определяли по ГОСТ

6433.2-71 на трех дисках диаметром

50 мм, толщиной 0,8-1 0 мм. Тангенс угла диэлектрических потерь и диэлектрическую проницаемость при частоте

1 МГц определяли по ГОСТ 22372-77 на трех дисках диаметром 50 мм и толщиной

0,8-1,0 мм.

Температуру стеклования определяли по ОСТ 110177-85 на трех брусках размером 50х50х5 мм. Температурный коэффициент линейного расширения определяли по ГОСТ 17173-70 на трех брусках размером 50х50х5 мм.

Изгибающее напряжение при разрушении определяли по ГОСТ 4648-71 на пяти брусках размером 80х10х4 мм. Модуль упругости при изгибе определяли по

ГОСТ 9550-31 на пяти брусках размером

80х10х4 мм.

Эпоксидные пресс-материалы получа- . ют способом, включающим следующие стадии: — совмещение в расплаве эпоксиноволачного олигомера (100 мас..ч.), айтиадгезионной добавки (3,0 мас.ч.), этоксисилазана (1,0 мас.ч.), кварцевого порошка (200 мас.ч.) при темпе33-6.7

1,9-3,2

1,6-3,2

1, 7-4,2

4-5

266-334 ъ, Таблица 1

5 1680735 6 ратуре 150-1700С в течение 5-7 мин отвердитель — крезолЬормальдегидный (состав 1); новолачный олигомер ускоритель — просовмещение в расплаве новолачно- изводное имидазола, буроугольный воск го олигомера (33,0-67,0 мас..ч.), ан- и кварцевый порошок, о т л и ч а ю—

5 тиадгезионной добавки (1,0-2,0 мас.ч.), шийся тем, что, с целью повьппения соотвердителя (0,3-0,7 мас.ч.), уско- стойкости к воздействию перегретого рителя отверждения (1,6-4,2 мас.ч,), водяного пара под давлением при сохракварцевого порошка (66,0-134,0 мас.ч.) нении высоких Аизико-механических и при температуре 150-170 С в течение : 1О злектроизоляционных свойств, он содерФ

5-7 мин (состав 2) жит в качестве производного имидазола — измельчение составов 1 и 2, про- соединение, выбранное из группы, сосеивание (сито У 063), смешение. держащей 2-метилимндазол, 2,4-диметилВсе исходные компоненты для полу- имидазол, 1-винил-2-метилимидазол и чения составов 1 и 2 перечислены в 15- 2»этилимидазол и дополнительно полиметом порядке, в каком они вводились тилвинилэтоксисилазан при следующем в расплавы олигомеров. Известный соотношении компонентов, мас.ч.: пресс-материал был получен тем же Эпоксикрезолформальдеспособом. гидный новолачный олиПримеры составов полученных пресс- 20 гомер 100 композиций приводятся в табл.1. Свой- Отвердитель — крезолства композиций представлены в табл.2, Ьормальде гид ный

3,4. олигомер

Пресс-материалы состава, указанного Полиметилвинилэтокв табл.1, изготавливают по указанной 1, 3-1,7 методике. 2-Иетилимидаз ол 2,7-3,8

Примеры 4-6 контрольные. или 2,4-диметилимиф о р м у л а и з о б р е т е н и я дазол или 1-винил-2-метил"

Пресс-материал для герметизации .30 . имидазол полупроводниковых приборов и интег- : . или 2-этнлимидазол ральных схем, включающий эпоксикрезол- Буроугольный воск формальдегидный новолачный олигомер, Кварцевый порошок

Компонент

Э оксикрезолфорналв- . дегндный новолачньН олигонер

Новолакский олитомер крезолфорналъдеГндный

Полиметнлвияялэтоксисилаз ая

2»нетилииидаз оп

2, 4-tbwemuscwgasoa

1-Винил-2-иетнл- ннидазоп

2-Этилнмида зол

2-(2 -пирндил) беязинндазол

Аятиадтезионяал добавка — буроугольвий воск

Кварцевый поролон

Эфяр полиэтиленГляк оля

T ГЛП LLI

9 10 11 12 13 14 15 16 17

1ОО 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 10О 100 100 100 100

67 33 58 33 62 40 67 67 50 33 50

33 67 50 40 61 50

1,3 1,7 1,5 1,3 1,7 1,4

1,6

1,О

3,6

2,5

1,6 3,2 1,9

1,2 4,2 2,9

5 32

405050504 ° 04,64 ° 0504,25,05,04 ° 5

266 334 300 280 334 300 334 266 280 266 334 300 334 334 280

0 5

1,З

2,1 з,8

1,5 1,2 18

3 5 3 8

1,7 1,З

3 ° 2 1,9

4,о

266 з,о

500 (4 о х (4

In о х .Ф

С4

О1 ь (!

l4 (Ю

A (4( х ((1 о

С 1

О1

t4

lo х

In о

К (4

С(О1 ((1

Ю

ÑO ( (Ч с( о (n х

CO .

СЧ

С( Ю х (1

СЧ (1 (4 ("1 (С о х

Т (О о (О

СО

СЧ

Ю м

И

СЧ

,О

A.Ф

l»

М х

С4 (O

* О

f» ((1 (4 м

Чс (4

ln

CD х

И1 о

С

СЧ о

С(Ф

ln

С1

К м

СЧ

1О

A (4

In о х ((1 о

С 1 (С

С1 х

Cf м .Ф

СЧ м ((1 о х

Ч4

О1 с4 o х м

ln о х

СЧ л

A (1 (С(Ю х

О1

О1 (Ч (4 о х

С \

I I

I I

О

С 4

01 (О

СО (01

01 х х х о а

Р х (С( о х

Ю сп

С 4

01

0l Н х

Х O,CI о

0l Х I ооэ

Х 0I Ц

l0

Оa(. х (о

Х Х Р. аЭИ

ЭЦО

0l 0I О ( о

0l х

Р

I х

Я а х

>ЭО

I g ( а х 2

0f Я «й

М(0Х

Ig Е(l0

Р I х

Р кон охх

Э Э (03 0 01 (0 а х ° х

Р nl

f0 l0 а о

Э и х

Е Э

Э f V н оо

I о

Р Х

О, Х Р ж

1(0

О Р, Э 0t

0 I

ge»C О

v (. (0 » у

Р

Э

Р

44 О

Р

v v о р

v g

Э С(Я

Р, 2 25

222

4I I (0l о

1 (<

1680735 х сп

A о» (n о

Сх л

4

"o ((Ъ ,( х (00

° \ ( х (O

Сп (((Ю х ( (4 о х

СЧ

CO

CO

Ф (О

СО СО

М CO

СО

С 1 С

CO СО

СО Ф ( (O

С» (О сЧ чо о (O O1 с со о е

С

О1 С 4 (О (О ((1 О1

СЧ

О О со . Ch о

О1

f с со (4 (O ((CO Ч л со

I 1! (Ч Ф I

СО (1 л

О 1 (О о о л с

CO (О

0I и И

Р

И I

1680735 «Ф ФВ

ОМ Л

О о о

lII

Cl

СЧ Ь о, \

Л

О4.

О O о о о е а В °

О оо о

Фе\ IO а В °

OI 44 СЧ

0 ФО о о

40 ОО 40 о о о е

l»

44

Э

О

4l

ФО о о о

° В °

И И а

54 ОС ОФ ОС 44 04 04

O О О О О О О О

Ф

О

СЧ

ОЭ О б а

44 С4

44 ОС

О> ф б а

С4 СЧ

44 ОС

О О

СЧО И а а

С4 Л 0

ФФФ 54 О!

О О 9

О О

В а В

СЧ 00 ЧФ м 54

О О О

О О

4 Ъ 4 Ъ

О О I

° O

В В

° Ъ М

О О

СФФ

СЧ

el

СЧ

44

С4

4 а

ФО 4 Ъ О а а а

«Ч) М

О«ОФ м

О О О

° °

О О

В а О ФО

ОС

О О

О М О a a °

Т ФО 44

О ФВ 44

ОО CO

° а В

aC t СЧ

5C е

О О О

° a i

И М И б а а

СФФ ФО СЧ ф м

О О О

° »

М И И

° ° а

ОФ ° 444

Ь 5

О О ма

ОИ е»

° а Ф

О\

5 5

0C O

° б

° С

ОФО О а В б

O4 ° . ° м

О О О

° » Ф» Ф»

° °;

ФОC4 O а ° В

СЧ 4 Ъ 4 4

О О4

В °

° ф м

О. О

00 б

0I

ФО а

ФФЪ е4

О а

34

Ф ° ° °

М ФО ФО

В В В

° О И И

В

ОФ

ОЪ

° »

ФО

ОФ

ЪВ

В б В ° а

44

О

О а

« ф Ia

О

« ф Ia

Ъ О б Ф е

ФО СЧ в а

И М

»В ФФФ

О О

° «

Ф °

СЧ O

* °

Сч е» м м

О О

CO

Ol

4В

%

3

В

В

0«

ФО

В е

В

О4

О И, О О

В а а В

И 4"Ъ СЧ

СЧ МВФ 00

° О б

С ° а

4 О а

° 4 ОЕ

° О

О

Л

° ° В а а

° 0

О е

° е» °

° °

И 4О 00 а °

И 0

1 1 I

О D, О

° °

И О а ° а

СЧ I44

О О О е

\ . е

О 4 И а а а

С 4

М М СВ

О О О

° »

Ф Ф

OI Л О

В а В

° ° е ф .Ill СВ

О О О

Ц

ОФ

О

44

О

О!

О

О O

О О

С0 0

Л ОФ

О О

СЧ а

4 Ъ м б

О а ю

О м

4ФЪ

4Ч ф Фа

О О

° » е

Ф б

00 40 ICI а а °

° е» е а

I g I4

g O C4

ОЗ Зй

О

И Л О СЧ

ФФФ

ЧО

ОФ

Cl а

И Ос

Ф е

ФО

00

Ol

444

И

Ctl

СО

00

В O4

О> е

О а

° О\

О

4 \

В

l4l а

1 I 1

Ia 44

° Ф

ФОО О

В В б

° II М

ОО О е»

Ф °

ОИ 44

В а Ф

СЧ М СЧ м л

° I.СЧФ О а В а

СЧ 4 Ъ 44

+ Ю ФСФ

О О О

° Ф

ФФЪ ФЧ О

В В

° М СЧ

СЧ л Сч О

0) Сч О) ICI а a ° а

СЧ Ia4 С4 СЧ

5! 44

О О О О

5 М М Ф

О О О О

° ° °

О О СЧ О а а а а

Л 0 0

4 4Е \4 ° М ф

О О О О

«Ф ° °

О Л СФЪ И а а В °

4О СФФ СЧ ОФ

Ф О - - 44 44 CV 44

Ol 00 Ф \ 4 ) С Ъ 4 Ъ О

ФО OI а ° а Ф a *

ОО

ФЧ О ИИОФОФОФ

О ФО Л Л Л Л Л Л

° а Ф В

O O O O O d OP

Мф ФЧФЛС Ф

ФОНI Лf ЛЛФ

° а

ОООООООО

44 О Ф Ф ф

° ОФЛЛЛЛЛЛ в а а а а аВ .а

ОФОООООО

« IO 4\ О И ф Э ОФ еО И ФО CO CO СО 00 CO б В а Ф

ОООООООО

ОФ И ФО О4 Л ф ф ф

4"Ъ И ФО Л Ф Ф ф 00 в ° а в а ° в °

ОООООООО

ОФИФИЬОФОФ т И Ф Л 00 ОФ СО ф а ° а б В ° ° В

ОООО ОООО

00 И С 4 ФЧ СЧ 4Ч

ИФО Ф ЛЛ

ОООО ОООО

ИИЛ 444ЧСЧ

И ОФОЛЛЛС Л а В» »а а а

ОООООООО

М 00 О О ОЛС ° ЛС Л

a ° а а В а В

ОООООООО

1 I 1 1 1 1

СЧ Ф Ъ \О СО CO ф

О ««Ф° б ° ° В

ИЛСЪСЧММСФ

ИФОфффффф а а В В

ОООООООО

ФЛ МСЪСЪ

И IO CO CO CO CO ОО ф а В В а

ОООООООО

И И О О С 4 т И

И ОФСОФФCOCO а В В

О О О О ОООО

СЧ 4"Ъ И Л О СЧ И