Герметизирующий пресс-материал

 

Изобретение относится к эпоксидным пресс-материалам для герметизации полупроводниковых приборов (ППП) и интегральных микросхем (ИМС). Изобретение позволяет устранить адгезию к стали при сохранении ее к алюминию за счет использования в пресс-материале, включающем мае.ч эпоксикрезолформальдегидный олигомер 100; крезолформальдегидный олигомер 50-67; 2-метилимидазол 3,8-4,9; воск буроугольный 4,8-9,7; диглициловый Эфир тетрабромдифенилолпропана 17,1- 24,0; кварцевый порошок 300-615; триоксид сурьмы 5,1-9,0; углерод технический 0,9- 1,5, дополнительно у -эп9ксипропоксипропилтриэтоксисилана 2,4-4,0. 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

IlPI ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ6СТВУ (21) 4635101/05 (22) 10.01.89 (46) 15.03.92. Бюл. № 10 (72) A.M,Ïîéìàíîâ, К.Е.Шубин, Т.В.Кашинская, А.П.Акопов. Т;Н.Путилина и М.П.Рязанцева (53) 668.395.5(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1645276, кл, С 08 L 63/00, 1988. (54) ГЕРМЕТИЗИРУЮЩИЙ ПРЕСС-МАТЕРИАЛ (57) Изобретение относится к эпоксидным пресс-материалам для герметизации полупроводниковых приборов (ППП) и интегИзобретение относится к эпоксидным пресс-материалам для герметизации полупроводниковых приборов (ПП) и интегральных микросхем (ИМС).

Целью изобретения является устранение адгезии в стали при сохранении ее к алюминию.

В качестве основы пресс-композиции используют твердый эпоксикрезолформальдегидный олигомер, полученный эпоксидированием креэолформальдегидного новолачного олигомера. Последний получают поликонденсацией о-крезола с формаль-. дегидом при избытке о-крезола (соотношение 1:0,93 моля соответст"венно) в кислой среде (соляная кислота) при 80+1 С в течение 4 ч. Полученный о-крезолформальдегидный олигомер эпоксидируют эпихлоргидрином в присутствии триэтилбензиламмония хлористого при 90+2 С в течение 2,5 ч с последующим дегидрохлорированием твердым едким натром и отмывкой. Эпоксиноволачный олигомер имеет среднечисловую мол.м, „. Ж„„1719419 А1 (я) С 09 К 3/10, С 08 1 63/00, С 08 К 13/02//(С 08 К 13/02. 3:04,3:36, 3:22, 5:34, 5:54 ) ральных микросхем (ИМС), Изобретение позволяет устранить адгезию к стали при сохранении ее к алюминию эа счет использования в пресс-материале, включающем мас.ч эпоксикреэолформальдегидный олигомер 100; крезолформальдегидный олигомер 50-67; 2-метилимидазол 3,8-4,9; воск буроугольный 4,8 — 9,7; диглициловый эфир тетрабромдифенилолпропана 17,124,0; кварцевый порошок 300 — 615; триоксид сурьмы 5,1-9,0; углерод технический 0,9-.

1,5, дополнительно у -эпоксипропоксипропилтриэтоксисилана 2,4 — 4,0. 2 табл.

1000 — 1200, содержание эпоксидных групп не менее 20%, общего хлора не более 0,3;ь.

В качестве отвердителя используют окрезолформальдегидный олигомер, синтезированный из о-крезола и формальдегида, как указано выше. После высушивания в вакууме (0,90-0,95 кгс/см2, t = 140-150 С, 1 ч) его растворяют в толуоле, затем отгоняют Ф азеотроп толуол-вода, отделяют хлориды и проводят отмывку дистиллированной водой 0 от примесей. Крезолформальдегидный олигомер имеет среднечисловую мол.м. 500600. 2-Метилимидазол синтезируют из этилендиамина и уксусной кислоты (соотношение 1,00:(1,15 — 1,17) моля соответственно) на алюмоплатинавом катализаторе риформинга АП вЂ” 64 (зернение 1-2 мм, содержание платины не менее 0,57, ) в токе водорода при

400 С в течение 3 ч.

Огнестойкую добавку — диглицидиловый эфир тетрабромдифенилолпропана (марки УП-631) получают взаимодействием

1719419

4.тетрабромдифенилолпропана с эпихлоргидрином (ТУ 6-05-1689 — 79).

Антиадгезионной добавкой является воск буроугольный (ТУ 39 — 232 — 86), Наполнителями являются кварц пыле- 5 видный марки КП вЂ” Б (ГОСТ 9077 — 82), предварительно прокаленный при 800 С в течение 8 ч, и триоксид сурьмы (ТУ 48 — 14—

1 — 82), предварительно просушенный при

250 в течение 8 ч. 10

В качестве пигмента используют углерод технический (ТУ 14 — 7-24 — 80).

Адгезию пресс-материала к конструкционным материалам (предел прочности при сдвиге) определяли по ГОСТ 14759 — 69 15 на пластинах из стали марки Х вЂ” 18 — Н вЂ” 9 — Т и алюминия Д вЂ” 16, Пресс-материал получали способом, включающим следующие стадии; получение, наполненной основы совме- 20 щением в расплаве следующих компонентов: эпоксикрезолформальдегидного олигомера (100 мас.ч), у-эпоксипропоксипропилтриэтоксисилана (1,6 — 2,5 мас,ч), диглицидилового эфира тетрабромдифенилолпропана 25 (17,1 — 24,0. мас.ч), антиадгезионной добавки (3,2 — 6,0 мас,ч), кварцевого порошка (200-370 мас.ч), углерода технического (0,6 — 0,9 мас,ч) при 160)-10 С в течение 3 — 4 мин; получение наполненного отвердителя 30 совмещением в расплаве (температура .

160+10 С, время 3-4 мин) следующих компонентов: крезолформальдегидного олигомера (50,0-67,0 мас.ч), у-эпоксипропоксипропил- 35 триэтоксисилана (0,8-1,5 мас,ч), антиадгезионной добавки (1,6 — 3,7 мас.ч), ускорителя отверждения (3,4 — 3,8 мас.ч), трехокиси сурьмы (5,1 — 9,0 мас.") кварцевого порошка (100 — 245 мас.ч), углерода технического (0,3 — 40

0,6 мас.ч); измельчение наполненных основы и отвердителя, просеивание (сито 063) и смещение их.

Составы и свойства полученных пресс- 45 композиций по примерам приведены в табл.1.

Свойства пресс-композиций приведены в табл.2, Пример ы 1 — 3,6,7. Пресс-материал 50 состава, указанного в табл;1, изготавливают по описанной методике.

Пример 4, По описанной методике изготавливают пресс-материал, включающий

100,0 мас.ч. эпоксикрезолформальдегидного 55 олигомера,67,.0 мас,ч, крезолформальдегидного олигомера,,4,9 мас.ч, 2-метйлимидазола, 7,8 мас.ч. буроугольного воска, 24,0 мас.ч. диглицидилового эфира тетрабромдифенилолпропана, 514,0 мас.ч кварцевого порошка, 9,0 мас.ч, трехокиси сурьмы, 1,3 мас.ч углерода технического, 2,2 мас.ч,у-эпоксипропоксипропилтриэтоксисилана. Материал имеет адгезию к алюминию несколько выше, чем у прототипа, но одновременно повышена и адгезия к стали, что затрудняет очистку пресс-формы, Пример 5. По описанной выше методике изготавливают пресс-материал, включающий

100.0 мас.ч. эг)оксикрезолформальдегидного олигомера, 67,0 мас.ч крезолформальдегидного олигомера, 4,9 мас.ч. 2-метилимидазола, 7,8 мас.ч. буроугольного воска, 24,0 мас.ч. диглицидилового эфира тетрабромдифенилолпропана, 514,0 мас.ч. кварцевого порошка, 9,0 мас,ч. трехокиси сурьмы, 1,3 мас.ч. углерода технического, 4,2 мас.ч, у-эпоксипропоксипропилтриэтоксисилана.

Пресс-материал не имеет адгезии к стали, на значительно снижена адгезия к алюминию, что недопустимо.

Как следует из табл,2, предлагаемый пресс-материал не имеет адгезии к стали, сохраняя в то же время величину адгезии к алюминию на уровне известной пресс-компо( зиции, т.е, пресс-материал имеет высокую адгезию к конструкционному материалу изделия (алюминию) и не имеет адгезии к рабочей поверхности пресс-формы (стали), т,е. поверхность пресс-формы легко очищается от остатков пресс-материала, что обуславливает быстрый цикл формования и высокое качество материала.

Введение у-эпоксипропоксипропилтриэтоксисилана, низкомолекулярного горючего вещества в указанных в табл,1 количествах не снижает физико-механические и диэлектрические свойства и не повышает воспламеняемость заявляемого пресс-материала по сравнению с известной пресс-композицией (см. табл.2), Стандартные образцы для проведения испытаний получали методом литьевого прессования при температуре 165+5 С, удельном давлении 15,0 МПа с последующей термообработкой при 200 С в течение 8 ч.

Изгибающее напряжение при разрушении определяли по ГОСТ 4648 — 71 на пяти брусках размером (80+0,2)х(10+0,2)х(4,0+0,2)

Модуль упругости при изгибе определяли по ГОСТ 9550 — 81 на пяти брусках размером (80+0,2)х(100,2)х(4+0,2) мм.

Удельное обьемное электрическое сопротивление определяли по ГОСТ 6433-71 на трех дисках диаметром (50+0,5} мм толщиной (0)8-1,0) мм, 1719419

Таблица 1

»

Значение показателя по примерам

Компонент, мас.ч.,и характеристика

° »» °

«» «««»

3 4 5 . 6 7 8

Эпоксикреэолформальдегидный олигомер 100

1OO: 1.OO 1OO 1OO 1OO . 1OO 1ОО

100

Креэолформальдегидный олигомер .50

67. 58 67

4,9: 4,2 4,9

67

4,9

67 67

3,8 3,8

67

3,8

50

3,8

2-Иетилимидаэол

Воск пчелиный

3,8 3,8

»

4,8 8;4 9,7 7,8 7,8

5,2

8,4

Воск буроугольный

8, 4 8,4

5,2

Диглицидиловый эфир тетрабромдифенилолпропана (УП-631) 24,0 22,7

24,0 24,0

480 480

17, t

24,0

24,0

17, 1 24,0

17,1

351 480

Кварц пылевидный марки

КП-Б 300

480 615 500 514

35!

Триоксид сурьмы (Sbg03)

Углерод технический

3 -Эпоксипропоксипропил" тризтоксисилан 2,4

9ФО 9э0

15 15

8,6 9,0 9,0 5,! 5,1 - 9,0

9,.0

1,5

1ьг 1.,3 : !эз - 1ь!

1,5

3,5 4,o z,z 4,z

3,5

Эпоксидная диановая смола

100

Винилтризтоксисилан

3.5.

g"ÀìèHîïðîïèëòðèçòoêсисилан

3,5

Предел прочности при сдвиге, ИПа

0 0 0 О,бf . 0 O 22,,0099, 0,86 0

090 085 .0183 096 0 ° 34 1,54 087 039

0 2,25

0 32 1,14 к стали к алюминию

П р и м е ч а н и е. Примеры 6, 7.- известные, .примеры 8-10 - контрольные, Воспламеняемость определяли по

ГОСТ 21207-81 на пяти брусках размером (120+10)х(10+0,5)x(3-5) мм;

Формула изобретения

Герметизирующий пресс-материал, 5 включающий эпоксикрезолформальдегидный олигомер, отюрдитель —. крезолфор-: . мальдегиднь!й !олигомер! ускоритель отверждения — 2-метилимидазол, антиадгезионную добавку — воск- буроугольнь! й,-диг- 10 лицидиловый эфир тетреб»ромдифенилолпропана,наполнители кварцевый порошок и триоксид сурьмы, пигмент.— углерод техиическйй, о тл и ча ю щ и йс я тем,что,с цельюустранения адгезии к стали при сохранении ее к 15 алюминию, он дополнительно содержит gэпоксипропоксипропилтриэтоксисилан при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

Эпоксикрезолформальдегидный олигомер 100

Крезолформальдегидный олигомер

50-67

2-метилимидазол 3,8-4,9

Воск буроугольный 4,8-9,7

Диглицидовый эфир тетрабромдифенилолпропана 17,1-24,0

Кварцевый порошок 300-615

Триоксид сурьмы 5,1-9,0

Углерод технический 0,9-1,5 ,«Г-Э поксип!Топоксипропилтриэтоксисилан

2,4-4,0

Таблица2. Составитель А;Зачернюк

Техред M Моргейтал Корректор M.MycKa

Редактор T,Самерханова

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул,Гагарина, 101

Заказ 741 Тираж 419 Подписное

ВНИИПО Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5