Реферат: Безкорпусная герметизация полупроводниковых приборов

Компаунды МБК-1 и МБК-3 — высокомолекулярные полимерные соединения с добавкой химически активного компонента – отвердителя, широко применяемые для защиты германиевых p-n- переходов. Перед использованием компаунды вакуумируют – обрабатывают под вакуумом. Плёнка компаунда МБК-1 после полимеризации в течение 10-12 часов при температуре 80-100 С твёрдая, а компаунда МБК-3 эластичная, поэтому устойчивость компаунда МБК-3 к термоциклам значительно выше. Термостойкость компаундов невысока — около 150 С. Удельное объёмное сопротивление компаунда МБК-3 —10¹² -10¹³ Ом*см. Компаунды обладают хорошей адгезией к германию и удовлетворительной влагостойкостью. Тангенс угла диэлектрических потерь при частоте 50 Гц и температуре 20 С равен 6*10^-2 — для МБК-1 и 5*10^-2 — для МБК-3. Диэлектрическая проницаемость при тех же условиях соответственно равна 3,3 и 4. Электрическая прочность лежит в пределах 15–25 кВ/мм при толщине плёнки 1-1,5 мм температуре 20 С.

Компаунды ГК и ГКН — предназначены для пассивации и защиты p-n- переходов полупроводниковых приборов, работающих при температурах от –60 до +220 С. По внешнему виду компаунд ГК (Г– гидридсодержащий, К– компаунд) — бесцветная мутная, а компаунд ГКН (Н – с наполнителем) светло-серая жидкость.

Плёнка компаундов после полимеризации — выдержке при комнатной температуре 20 ч, а затем при 110 С – 2 ч и при 150 С не менее 5 ч – эластичная. Удельное объёмное сопротивление при 20 С соответственно равно 10¹⁴ и 10¹⁵ Ом*см. Тангенс угла диэлектрических потерь на частоте 10⁶ Гц равен 3*10^-3 , а диэлектрическая проницаемость на той же частоте –3,5. Электрическая прочность 25 кВ/мм.

Эпоскидные смолы.

Эпоксидными смолами называются олигомеры и полимеры,^: СН—СН содержащие в микромолекуле эпоксидные группы \ / ,,

Эпоксидные смолы представляют собой группу искусственных смол,» получаемых в результате реакции хлорированных глицеринов;

с двухатомными или многоатомными фонолами в щелочной среде, Обычно для получения эпоксидных смол используют эпихлоргидрин или дихлоргидрин глицерина с резорцином или дифенилолпроданом. В первом случае получают резорциновые смолы, во вто-Ч • ром — дйановые, которые как менее токсичные и более дешевые получили наибольшее распространение. Молекулярная масса эпоксидных смол может меняться от нескольких сотен до нескольких тысяч в зависимости от соотношения в них исходных компонентов.

В табл. 27 приведены данные по влиянию соотношения эпихлоргидрина глицерина и дифенилоляропана на молекулярную! массу и, температуру размягчения эпоксидных смол. 1|

Эпоксидные смолы—это жидкие или низкоплавкие продукты?! легко растворимые во многих органических растворителях (аце-тоне, толуоле, хлорированных углеводородах и др.), нерастворимые в воде и мало растворимые в спиртах. С увеличением молекулярной массы растворимость эпоксидных смол уменьшается. Неотвержденные эпоксидные смолы имеют ограниченное применение

Эпоксидные смолы, полученные взаимодействием эпихлоргидрина или дихлоргидрина с многоатомными фонолами, резорцином, анилином, аминами, гликолями, можно разбить на три основные группы: диэпоксидные, полиэпоксидные и алифатические диэпоксидные

Таблица 27. Свойства эпоксидных смол
Характеристика	Состав смолы
I	и	III	IV
Отношение молей эпихлоргадрина глицерина к дифенилолпропану ............	2,6:1 27 483	2,0:1 43 650	1,5:1 77 903,	1,2:1 99 1415-
Температура размягчения, ° С .......
Молекулярная масса ..........

К диэпоксидным относятся смолы на основе дифенилолпропана (ЭД-5, ЭД-6, Э-37)), диаминодифенилметана (ЭМДА)„ фенолфталеина (ЭФФ) и азотсодержащие на основе анилина (ЭА), к полиэпоксидным — смолы на основе эпоксиноволаков (ЭН-5, ЭН-6), полифенолов (ЭТФ) и эпоксициануратные на осно­ве циануровой кислоты (ЭЦ), а к алифатическим диэпоксидным — смолы на основе алифатических аминов (Э-181, ДЭГ-1, ТЭГ-1„ МЭГ-1 и ЭЭТ-1).

В полупроводниковом производстве для приготовления различ­ных компаундов для герметизации полупроводниковых приборов и интегральных схем широкое применение находят эпоксидные смолы ЭД-5, ЭД-6, Э-37, ЭЦ и Т-10.

Смола ЭД-5 — вязкая светло-коричневая жидкость, продукт конденсации дифенилолпропана (температура плавления 140— 142° С, содержание свободного фенола не более 4%) с эпихлор-гидрином глицерина. Молекулярная масса 360—470. Температур» размягчения 0°С. Время отверждения с гексаметилендиамином при 120° С равно 10 мин. Содержит 20% эпоксидных групп и 2,5% летучих соединений. Мольное соотношение эпихлоргадрина и дифенилолпропана 5:1.

Смола ЭД-6 — прозрачная вязкая жидкость от светло-желто­го до светло-коричневого цвета, продукт конденсации дифенилолпропана и эпихлоргидрина в присутствии щелочи. Молекулярная масса 480—600. Температура размягчения 10° С. Содержит от 14 до. 18% эпоксидных групп и 1% летучих соединений. Мольное соот­ношение эпихлоргидрина и дифенилолпропана 2,5:1.

Смола Э-37—сиропообраэная жидкость от светло-желтого» до темно-коричневого цвета, продукт взаимодействия дифенилол­пропана и эпихлоргидрина. Молекулярная масса 600—800. Тем­пература размягчения 50—70° С. Содержит от 11 до 17% эпоксид­ных групп, 0,5% летучих соединений и 0,005 ионов хлора. Мольное соотношение эпихлоргидрина и дифенилолпропана 1,2:1.

Смола ЭЦ — густой вязкий или твердый хрупкий материал от желтого до коричневого цвета,, продукт конденсации цикличе­ского тримера циануровой "кислоты с эпихлоргидрином. Молеку­лярная масса 400—600. Температура размягчения 70—80^С. Со­держит 30% эпоксидных групп,- 1,5% летучих соединений, 5% хло­ра и 0,1% ионов хлора.Смола Т-10—прозрачный вязкий материал от желтого до -коричневого цвета, продукт модификации смолы ЭД-6 полиорга носилоксаном Молекулярная масса 300—700 Температура раз-1 мягчения 60—70° С Содержит от 11,5 до 14,5% эпоксидных групп' и 97% сухого остатка Применяется для приготовления заливоч­ных составов для изделий электронной техники, работающих в ин­тервале температур от —60 до +220° С При комнатной темпера туре смола не токсична а при ] 220° С

не огнеопасна Полностью | растворяется в ацетоне 3

Широкое применение эпоксидных смол обусловлено исключи тельно ценным комплексо свойств, присущих этой группе I искусственных соединений (рис 43) Основные положительные качества эпоксидных смол за-ключаются в том, что на их ос нове получают жидкие и твердые | материалы, которые отвержда- ются как при комнатной, так и при повышенной температуре без образования пузырей .

В качестве отвердителей для эпоксидных смол могут быть ис-

Рис 43 Зависимость свойств эпоксид ных смол от частоты и температуры в — тангенса угла диэлектрических потерь б — объемного и поверхностного удельного со­противления е — диэлектрической проницае мости

пользованы алифатические и аро- % магические амины, пиперидин и ангидриды кислот Алифатические амины — диэтилентриамин и триэтилентетрамин характеризуются тем, что при добавлении их в эпоксидную смолу отверждение ее происходит при комнатной температуре Однако при повышенных температурах наблюдается ухудшение электро-физических свойств пластмасс Добавление к эпоксидным смолам ;

ароматических аминов — метафенилендиамина, метилендиамина или диаминдифенила позволяет получать пластмассы, отвержде- ние которых происходит при повышенной температуре (40—60° С),^ и использовать их при более высоких рабочих температурах, чем смолы с алифатическими аминами Введение в эпоксидную смолу пиперидина дает температуру отверждения порядка 100° С . Для получения пластмасс, стойких к повышенным температурам, 1 в эпоксидную смолу добавляют ангидриды кислот (например, гидрид метилгексановой кислоты)

Отвердители придают эпоксидной смоле определенные специ-„ фические свойства, необходимые для конкретных целей применения Свойства эпоксидных смол после введения в них отвердите

лей зависят не только от рода отвердителя, но и от его количества. Избыток отвердителя (как "и его недостаток) может отразиться на свойствах конечного продукта Так, избыток аминов, особенно с высокой температурой кипения, приводит к тому, что получен­ные пластмассы способны вызывать коррозию некоторых метал­лов (меди, латуни и др ) Количество отвердителя может^ отра­зиться также на физико механических и электрических свойствах отвержденной смолы Таким образом, в зависимости от вида и количества введенного в смолу отвердителя можно получать термореактивные продукты с высокой химической стойкостью, механический прочностью и стабильностью электрических пара­метров

Для отверждения эпоксидных смол широкое применение находят следующие материалы (отвердители)

Диэтилентриамин (ДЭТА) — жидкость желтого цвета Молекулярная масса 103 Температура кипения 206° С Содержит 27,2% первичных аминов и 12,8% -вторичных Температура совме­щения лежит в пределах от 20 до 40° С Для отверждения 100 ч смолы необходимо от 8 до 12 ч продукта Время отверждения при 100° С равно 6 ч