Клей

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВ ИТИЛЬСТВУ и 11785336(22) Заявлено 010378 (23)2584996/23-05 Р 1) йл )( 3 С 09 Ю 3/16 с присоединеммем заявки Йо(23) Приоритет Государстаеииый комитет СССР яв яеаам изобретеиий и открытий(53) УДК 668. 395. . 7 (088. 8) Дата опубликоваммя описания 08.12.80(54) КЛЕЯ Изобретение относится к токопроводящим теплостойкнм клеям на основе эпоксиноволачных смол, предназначенных для крепления кристаллов больших интегральных схем (БИС) в корпус з или на подложку.Основные условия эксплуатации, БИС: диапазон рабочих температур от -60 до +150 С, воздействие температуоры 300 оС в течение. 10 мин (процесс 10 разварки выводов), многократное термоциклирование от -60 фС до +150 фС, воздействие тропических условий (относительная влажность воздуха 98+2, температура 40 фС),вкбрацконные и ли нейные.перегрузки до 20 000 ф . В таких условиях эксплуатации клей должен обладать прочностью, обеспечивающей крепление БИС, и главное - иметь удельное объемное электрическое со противление () не более 10 Ом см.В отечественной прсевшленности для различных целей применяют большое количество клеев-контактолов, таких, как К, К, К, К, АТК, ЭК, 2 ЭВТ, 52-383, ЙРа; к ИР, но только клей ЭВТ способен выдерживать воздействие температуры 300 С (температура разварки выводов). Однако высокая температура отверждения 30(.250 С), длительность процесса отверждения и требования по условиям прогрева и охлаждения исключает его применение в поточном производстве изготовления БИС. Наличие в ряде клеев летучих растворителей исключает воэможность их применения для монтажа БИС, поскольку растворитель всегда остается в клеевомсоединении и разрушает его в процессе воздействия температуры 300 фС, много" кратного термоциклирования, в тропических условиях,. Известны токопроводящие клен 52-383, ИРа и др. Однако, они имеют низкую теплостой-. кость, что не удовлетворяет условиям эксплуатации БИС ) 1.Более теплостойкие полимеры на основе эпоксинсволачных смол 12) пригодны к эксплуатации до 180 С, Однако из-за их высокой вязкости трудно создать клен, технологичные . в применении при нормальных условиях, Попытки модификации композиций на ос нове эпоксиноволачных смол позволили снизить вязкость композиций, но при этом значительно снизилась теплостойкость полученных полимеров (до 130 оС), Недостатком композиций на основе эпоксиноволачных смол является также,отверждения.аИзвестные композиции на основе . циклоалифатических эпоксидных смол (ЦАЭС), в частности на основе 3,4- :-эпоксициклогексилметил,4-эпоксициклогексанкарбоксилата(смолы УП) (3, превосходят вышеописанные полиме ры,так как обладают высОкой деформационной теплостойкостью(до 200 оС),отличаются высоким сохранением исходных свойств при повышенных (до 200,С) )температурах, имеют низкую вязкость.Ф Однако недостатками клеев на основе ЦАЭС, в том числе смолы УП, являются недостаточная прочность бед до 100-120 кг/см ), высокаяатемпература отверждения (до 200 С), многоступенчатость и длительность (до 20 ч) режима отверждения, Это обусловлено тем, что ЦЮС отверждается лишь ангидридами ди- и поликарбоновых кислот и для предотвращения потерь ангидрида на стадии гелеобразования необходимо применение умеренных температур (до 100 С). Для дости-;жения оптимальной полноты отверждения полимеров на основе ЦЬЭС требуе ся последующее воздействие высоких температур (до 200 С). дополнительно 3, 4-эпоксициклогексил 1метил,4 -эпоксициклогексанкарбоксилат и токопроводящий наполнительпри следующем соотношении компонентов, вес.ч,:Эпоксиноволачнаясмола 70-403,4-Эпоксициклогексилметил,4-эпоксициклогексанкарбоксилатм-фенилендиаминДиаминодифенилметан 11,2-10,2Токопроводящийнаполнитель 494-248,5Токопроводящий клей, состоящийиз двух компонентов, совмещенных перед употреблением: компонент 1 представляет собой пастообразный продуктсовмещения токопроводящего наполните ля со смесью 3,4-эпоксициклогексилмектил-З, 4 -эпоксициклогексанкарбоксилата (УП) и низкомолекулярнойэпоксиноволачной смолы (УП) общей формулы 1включаощиотвердитеве отвердикую смесьминодифенную 3,4-э-эпоксици Известен токопроводящий двухкомпонентный клей Д. иа эпоксидной где и1-1,5,основе японской фирмы "Тпгее 8 опд" с компонент 2 - жидкая эвтектическаятеплостойкостью 300 С, применяемый за Зя смесь м-фенилендиамина и диаминоРубежом для изготовления БИС. Б ка-дифенилметана (1: 1), стабилизированчестве токопроводящего наполнителя ная эпоксидом УП, вколиклей Дсодержит мелкодисперсное честве 15 вес.ч, на 100смесисеребро. Он отличается хорошей элекаминов.тропроводностьюу 10 .104 Ом см) Сравнительная характеристика пред 40 лаоднако имеет невысокие прочностныелагаемого клея и йзвестных приведехарактеристикийУсдв 40-80 кг/см) иотверждении при 150 С в течение 1Как видно из табл. 1, применениеНаиболее близким по технической предложенной кокомпозиции позволяет посущности и достигаемому результату щ лучать токопроводящие клен, превосЭк предложенному клею является клей ходящие зару" будежные образцы по прочлачн ю сПОН43 включающий эпоксиново- ности н и 20 сС 3у смолу, отвержденную отвердите- в 2,5 раза, Предложенный клей не ус 1031 обл ает нелем аькнного типа, Однако клей эпОн- тупает клею Д Д- по сохранению элекными ха аладает невысокими прочност- жв трических характеристикарактеристиками в интервале эксплуатации БИС. Эжв в условияхтемператур от 20 о 150и . то позволяет предкостью к влаге.т до С, и выше, стой приятиям электронной промышленненностиЦелью изовыпускать БИС с применением отечестние п очностелью изобретения является повыше- венного токопроводядящего клея, которор ости клеевых соединений, му присвоена марка уП-201стойкости кИли ованиюи к многократному термоцик- Пример изготовле иРи влаге и придание токопро- Приготовление компонентаводящих свойств. При испоЛьзовании в качестве токоЦель достигается тем, что клей, проводящего наполнителя карбонильй эпоксиноволачную смолу и ного никеля компонент 1 готовят наль аминного типа, в качест краскотерке смешением никелевого потеля содержит эвтектичес- Рошка со смесью смол УПи УП,м-фенилендиамина и диа- взтяых в .различных соотношениях (см.илметана, стабилизированФпримеры 2"15).Компонен 1п нент представляпоксициклоге ксилметил, 4 - ет собой пастообраз нуразную массу черногоклогексанкарбоксилатом, и 65 цвета.785336 25 Таблица 1 Клей Показ атель По примеру 12(-60) " (+150) (60) - (+150) 20-260 . Диапазон рабочихтемператур, о С Кратковремен. Кратковремен,. Крат ковремен. 300300 300 Температура отверждения, ф С 150 170 170 Длительность отверждения, ч 0,5 0,5 Время гелеобразования при 150 С,мин Жизнеспособностьпри 20 1 5 С, ч 9-10 7-8 Предел прочности присдвиге, ст.3/ст.3,кг/см , при температуре,оС 132-161 220-28080-100 80 20 35-84.,: При использовании в качестве токо" проводящего наполнителя мелкодисперс- ного серебра компонент 1 готовят по следующей схеме; смесь смол УПи УП(взятых в различных соотношениях по приварам 2-15)растворяют в ацетоне (марки ч.д.а,)или смеси5 (1:1)ацетона и этилового спирта и на. носят мономолекулярным слоем на поверхность мелкодисперсного серебра.При температуре 60-80 С и остаточном давлении до 2 мм рт.ст. растворитель 1 полностью удаляется из смеси. Компонент 1 представляет собой порошкообразный продукт (слегка влажный порошок)серого цвета. Приготовление компонента 2.Компонент 2 готовят сплавлением м-фенилендиамина и диаминодифенилметана при 80-100 С, взятых в соотношении 1: 1. Полученную эвтектическую смесь охлаждают до 40 С, вводят смолу УПв количестве 15 вес.ч. на 100 вес,ч, смеси ами" нов и тщательно перемешивают.Приготовление клея. Компонент 1 смешивают при комнатной температуре с компонентом 2 в указанных в примерах соотношениях. С целью равномерного смешения компонентов рекомендуется смешение компонентов 1 и 2 проводить в ступке.В табл. 2 приведены свойства пред.- ложенного токопроводящего клея (примеры 8-14).Свойства клея по примеру 12 после многократного термоциклирования, воздействия злагокамеры приведены в табл. 3.Одним из наиболее важных преимуществ отечественного клея УП-201 является то, что клей наполнен карбонильным никелем и при этом достигается низкое удельное объемное сопро-тивление. Применение этого клея позволяет сэкономить значительное количество драгоценного металла - серебра. Клей УП-201, наполненный никелем, применяют для крепления БИС, предназначенных для иэделий бытовой техники, Наполнение клея серебром используется лишь при изготовлении ИС дляспеццелей.785336 8 Продолжеии ООфс т.З,. после воздействияв течение 10 мин, кг/см йри 25 после 1 термоциклов 4-198 18 1,2 10 2, 81.0 25, послствия 3010 мин воздей 0 С в течение 10-4 0 термо 5, послциклов1,0.10 0 25, посл в тропич виях (вл выдержки ких услогокамере 0.10 4,5 ф 10 при 25 после 10 суток во влагокамере Уделъное объемное электрическое сопротивление, ом см, при температуре,ф25785336 12,176-236 154 219"229 151-187 м-фен Днами Токоп наполИс тые 1. Технолог 952-422 произв щих клеев 5.2-3 МТИММП, М. 2, Справочник по пластмассам.Под ред. Катаева Э. М., т. 2 "Химияф, 1975, с. 201-204, 211-212.3, Петько И. П., Батог А. Е. Тер мостарение полимеров на основе циклоалифатических диэпоксидов - ".Плас массаф., 92, 1976, с. 39.-41.4. Кардашов Д. А, Синтетические клен, М., фХимия", 1976, с. 146, 14 (прототип). тСоставительородкина Техред Н,Ба Лукинурка орректор О. Бил Редак одписное Эаказ 8757/26 . Тираж 725 ВНИИПИ Государственного коми по делам изобретений,н отк 113035, Москва, Ж, Раушскатета СССРрытий я наб., д. 4 Филиал ППП фПатент", г. ужгоро ул. Проектная форМула изобретенияКлей, включакщий зпоксиноволачную молу и отвердитель аминного типа, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью получения высокой црочности клеевых соединений, улучшения электри,ческих свойств, стойкости к многократноФ термоциклированию и влаге, в ка,честве отвердителя он содержит эвтектическую смесь м-фенилендиамина и диаминодифенилметана, стабилизированную 3,4-эпоксициклогексилметил,4-эпоксициклогексанкарбокснлатам, и допол, р фнительно 2,4-эпоксициклогекснлметил-, :-Зф,4-эпоксициклогексанкарбоксилат и гокопроводящий наполнитель прн сле:цукщем соотношении компонентов, вес.ч.)зд Эпоксиноволачнаясмола 70-40 3,4-Эпоксицикло- гексилметил,4-эпоксипикло" 35гексанкарбоксилат 63,1-23,1 лендиамин 11,2-10,2 одифенилметан 11,2-10,2сводящийитель 494-248очники информации,во внимание при эксперти ический регламентодства электропроводя83, ИР, ИР,