Пресс-материал для герметизации полупроводниковых приборов и интегральных схем

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН 80735 А 1 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ льных 88.ЗАЦИИТЕГсти герм ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(54) ПРЕСС-МАТЕРИАЛ ЛЛЯ ГЕРМЕТИПОЛУПРОВОНИКОВЫХ ПРИБОРОВ И ИРАЛЬН 111 Х СХЕМ(57) Изобретение относится к ополучения пресс-материалов длятизации полупроводниковых приб Изобретение относится к области эпоксидных нресс-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 электро изоляционных 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(д)5 С 08 1 63/04, С 09 К 3/ 2и интегра схем. Изобретение позволяет повысить стойкость к перегретому пару с температурой 121 С поддавлением 2 атм при сохранении высоких Аизико-механических и электроизоляционных свойств за счет использовайия в композиции в качестве производного имидазола соединения, выбранного изгруппы, содержащей,ма с. ч.: -метилимидазол 2,7-3,8; 2,4-диметилимидазол1,9-3,2; 1-винил-метилимидазол 1,63,2 или 2-этилимицазол 1,7-4,2 и дополнительно полиметилвинилэтоксисилазан 1,3-1,7. Композиция также содержит, мас,ч,: эпоксикрезолАормальдегидный 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 риАорминга АПзернением 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 пос 1680735ледовательно соединенные ловушки типа "труба в трубе", охлаждаемые соответственно льдом и смесью сухого льда с ацетоном. Собранные за 2-3 ч5 кристаллы промывают этанолом, отжимают, перекристаллизовывают из диоксана, промывают диэтиловым эйиром. 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 ф 4) и промыо вают н.гексаном. Т продукта 79."81 С.152,4-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 торно промывают гексаном с небольшим количеством эйира, Тд продукта 85- 87 С.1-Винил-метилимидазол получают винилированием 2-метилимидаэол ацети леном в реакторе барботажного типа при температуре 180 С в течение 4 ч в присутствии полухлористой меди (СцС 1), взятой в количестве 4% от винилируемого соединения, в гексаметаноле. Соотношение имидазол - растворитель составляет 1,0:25 соответ"- ственно.В качестве основы пресс-материала используют твердый зпоксикрезолАормальдегидный олигомер, полученный эпоксидированием крезолормальдегидного новолачного олигомера эпихлоргидрином в присутствии триэтилбензиламмония хлористого при температуре, 90 Ф 2 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%. КрезолАормальдегидный новолачный олигомер получают поликонденсацией о-крезола с йормальдегидом (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 К 11-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 1655 фС, удельном давлении 15,0 ИПа с последунмцей 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 О, 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 выцержки их в автоклаве емкостью 500 мл, содержащем 50 мл деионизованной воды, герметично закрытом и помещенном в термостат со ф;Т=120 С. Взвешивание образцов проводили после о:;лаждения их до комнатной температуры.Удельное поверхностное электрическое сопротивление определяли по ГОСТ 6433.2-71 на трех дисках диаметром 50 мм, толщиной 0,8-10 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 50 х 50 х 5 мм. Температурный коэА- фициент линейного расширения определяли по ГОСТ 17173-70 на трех брусках размером 50 х 50 х 5 мм.Изгибающее напряжение при разрушении определяли по ГОСТ 4648-71 на пяти брусках размером 80 х 10 х 4 мм. Модуль упругости при изгибе определяли по ГОСТ 9550-31 на пяти брусках размером 80 х 10 х 4 мм.Эпоксидные пресс-материалы получа- . ют способом, включающим следующиестадии:- 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 темпепо примерам омпонент 11 12 13 14 15 16 17 Зпоксикрезолбормалвдегидный новолачньа 1олигомерПоводаный олитомеркрев онаормальде"Полиметилвиянлэтоксисилазая2 нетипимидаз оп2,4-Диметипипдазол1-Винил-метил-нмидазоп2-Этилнмидав оп2-(2 -пиридил) беязимндазолАятиадтевионяалдобавка - буроугольный воскКварцевый поролон Эфяр полиэтилен 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 33 5 33 58 3 0 67 50 67 40 67 3 6 3 1,6 5 1,3 1,7 1,45 1680735 б ратуре 150-170 фС в течение 5-7 минотвердитель - 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 -5тиадгезионной добавки (1,0-2,0 мас.ч.), щ и й с я 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 : 10 злектроизоляционных свойств, он содер-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-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 Эпоксикрезолйормальдеспособом. гидный новолачный олиПримеры составов полученных пресс гомер 100 композиций приводятся в табл.1. Свой- Отвердитель - крезолства композиций представлены в табл.2, Ьормальде гид ный 3,4 олигомерПресс-материалы состава, указанного Полиметилвинилэтокв табл.1, изготавливают по указанной 25 сисилазан 1,3-1,7 методике. 2-Иетилимидаз ол 2,7-3,8Примеры 4-6 контрольные. или 2,4-диметилимиф о р м у л а и з о б р е т е н и я дазолили 1-винил-метил"Пресс-материал для герметизации 30 имидазолполупроводниковых приборов и интег- : или 2-этнлимидазол ральных схем, включающий эпоксикрезол- Буроугольный воск ормальдегидный новолачный олигомер, Кварцевый порошоклаа ххп фР Оаи хЕ аа РюН ОО ох хРх ххИ 44О Р,а а ХХОХ 1 Оою 1 -у х Ра 4 О О с О Р с Р а сД Р 2 йФСЧО ИСЧ Гщ ще л ЭС м О О ОО О 1еъ м Ф Ю О О- ОВ 4 Ъ ЕЪ О О СФ 4 СЧ С О ЭЭ МЪЕЧ СЧ О О Ме 4ССО ЭЭ М1 а СЧ СТ 4 О От О О 1О 40 О ОО 040 М О. О ефф ИИО ЛЛ11ОООО М СЧ СЧ М Л Г" Л Г" ььфО Л Сф МЪ 11 В 40 443 СЧ й О Оь О1ОООО 40 44О4щеВ ф 4 щ Сщф лО ОВ 440 СЧ1 ВмЪ ьеЪл лО О4СЧ О1 Мл л О О ф ОфО3 3 ВЛ Л44 О ф 0 1 ФО М О1щф 40 М 4 Мь 4 еь О О ф1щт Л СЧ ВФ в О О Оф ъ ИГЪ ИВ В ЕЪ О СЧ ф л О О ОеМИ МЪ 1Ое ф Оф ф Ю О- Л4 О О МЪ1 4йЕ ЧС ОФО ОйМьО О О О4; ОМ Оа М И С 41 1 1 л %4 фф ОО О1щЕ Э 4 е МФ ОО ОФ фОМЪ СЧВ СЧ ЕЪ СЧ 4 л лфСЧщф О 11 СЧ СЪ М ОЮ Ме О О О4СФЪ СЧ ОВЕЪ СЧЧЭ ГЪ О И ф й й щЕ И 40 ф ф ф ЭЭ фФа ОООООООО 04 МЪ 40 й Л ф ф ф ЕЪ И 40 Л ф ф ф СЭ 1 1 1ВОООООООО ОфИфИЬйй Е И О Л ЭЭ ОФ ф фВВ 1 1 В ОООО ОООО МЪСГ 1 Ле МСЧСЧ МЪ 0 40 Л Л Л Гщ ЛаВОООООООО 1 1 111 мъ л Ъ сч съ сф Гъ щЕ 4 ГС 40 ф ф ф ф ф фаОООООООО ф Л4 Ъ ЕЪ М ФФС И 40 ф ф ф ф ф фаВ Воооооооо И И О О СЧ Ф щЕ 4 ГЪ МЪ 40 фф ф ф ф ф ВВ афО О О О ОООО