Безкорпусная герметизация полупроводниковых приборов
эксплуатационных требований, которые предъявляют к конкретному
полупроводниковому прибору.
Важным фактором при защите p-n-переходов лаков является чистота
лакируемой поверхности, которая должна быть тщательно протравлена, промыта
и высушена. После сушки p-n-переходы переносят в специальных вакуумных
эксикаторах в скафандры, в которых носят лак на поверхность кристалла. При
нанесении лакового покрытия лак набирают в шприц и осторожно небольшими
порциями выдавливают на поверхность полупроводникового кристалла. Для
покрытия круглых структур применяют различные полуавтоматические
приспособления. Сушат лак в специально выделенных термостатах. Режим сушки
зависит от вида лака или эмали, а также типа прибора.
Лак К-1 — довольно густая, почти прозрачная масса вязкостью 80–100
сСт при 20 С. Плёнка этого кремнийорганического лака после полимеризации
при 130–150 С в течение не менее 4 ч почти прозрачна и удовлетворительно
переносит термоциклирование. Термостойкость около 200 0С. Применяют лак К-1
в основном для защиты сплавных кремниевых p-n-переходов. Наносят лак иглой
шприца или тонкой стальной проволокой, окуная ее в тигелек с лаком. При
нанесении лак не полностью переходит с иглы ( или проволоки ) на кристалл,
что приводит к утолщению ее кончика, которое удаляют, протирая иглу
миткалем, смоченным в спирте.
Лак К-55 –густая прозрачная вязкая масса желтоватого цвета,
приготавливаемая из полиорганосилоксановой смолы. Защитная пленка
образуется на поверхности полупроводникового кристалла после обработки при
130-1500С в течении 2-3 ч. Удельное объемное сопротивление пленки при 200С
равно 1013 Ом(см, а при 200 0С-1012Ом(см. После пребывания пленки в
атмосфере с повышенной влажностью ( 98%) ее объемное сопротивление
снижается до 1011 Ом(см. Термостойкость 150-1800С.
Лак К-57 –прозрачная вязкая масса светло-желтого цвета.Время
высыхания пленки лака при температуре 2000С равно 1-1,5 часа. Удельное
сопротивление при 200С равно 1014 Ом(см, а при 2000С –1012Ом см.
Термостойкость 180-2000С. Пленка обладает высокой влагостойкостью и
стойкостью к термоциклическому изменению температуры. Рекомендуемый режим
сушки: выдержка 10 часов при 150-1700С.
Лак МК-4У –вязкая масса желтого цвета. Связующим веществом является
кремнийорганическая смола , модифицированная полиэфирами и эпоксидными
смолами, а в качестве наполнителя в смолу вводиться слюда мусковит.
Рекомендуемый режим сушки: выдержка 2 ч при 1800С. Удельное объемное
сопротивление при 200С равно 1014 Ом*см. Термостойкость 180-2000С.
Защитный лак ПЭ-518 – терефталевоглицириновой смолы ТФ-4 в
циклогексане; прозрачная жидкость от светло- до темно-жёлтого цвета.
Обладает термостойкостью в диапазоне температур от –60 до +100С. Тангенс
угла диэлектрических потерь на частоте 106 Гц равен 0,04. Удельное объёмное
сопротивление равное в обычных условия 1014 Ом*см, после пребывание во
влажной среде атмосфере в течении 48 часов снижается до 1012 Ом*см.
Применяется для защиты p-nпереходов от воздействия влаги и воздуха.
Защитный лак КО-938В — раствор кремнийорганической смолы и толуола,
модифицированный полиэфиром; жидкость коричневого цвета. Перед
употреблением в лак добавляют сиккатив. Содержание сухого остатка равно
50%. Плёнка высыхает при 150 С в течение 30 мин. Адгезионная прочность
8*104 Н/м2. Электрическая прочность при 20 С равна 75 кВ/мм, при 200 С — 40
кВ/мм, а после воздействия влажной атмосферы в течении 48 часов —50 кВ/мм.
Удельное объёмное электрическое сопротивление при 20 С равна 1014 Ом*см, а
при 200 С — 1012 Ом*см. Диэлектрическая проницаемость на частоте 106 Гц
при 20 С равна 4, а тангенс диэлектрических потерь при тех же условиях –
6*10-4 . Применяется для защиты p-n-переходов полупроводниковых приборов,
работающих при температурах до 200 С, а также в качестве адгезионного
подслоя для эластичные заливочные компаунды.
Кремнийорганический лак КО-961-п — раствор
полиметилвинилфенолсилоксилазана в толуоле; бесцветная или светло-жёлтая
жидкость без механических примесей. Содержание сухого остатка не привышает
57-63%. Плёнка высыхает при 20 С в течение 60 минут. Электрическая
прочность при 20 С равна 85 кВ/мм, а при 150 С — 5 кВ/мм. Удельное объёмное
сопротивление при 20 С равно 1014 Ом*см, а при 150 С — 1012 Ом*см. Покрытия
обладают хорошей влагостойкостью и высокими диэлектрическими
характеристиками. Тангенс угла диэлектрических потерь – 0,003.
Диэлектрическая проницаемость 4,5. Лак легко воспламеняется: нижний
температурный предел воспламеняемости насыщенных паров в воздухе 8 С, а
верхний 36 С. Предельно допустимая концентрация раров лака в воздухе
составляет 10–20 мг/м3.
Лак сульфон —раствор полисульфонамида на основе изофталеновой кислоты
и 3,3-диаминодифенисульфона в диметилацетамиде или диметилформамиде;
жидкость желтоватого цвета. Содержание сухого остатка не превышает 15%.
Удельное объёмное сопротивление при 20 С равно 1014 Ом*см , при 200 С —
1012 Ом*см, а при 48-часовом воздействии влаги (95%) и 55 С — 1013 Ом*см.
Электрическая прочность при 20 равна 50 кВ/мм. Тангенс угла
диэлектрических потерь на частоте 103 Гц при температуре 20 С равен 0,02, а
диэлектрическая постоянная при тех же условиях – 4. Применяется для защиты
p-n-переходов полупроводниковых приборов, работающих в интервале температур
от –60 до +200 С.
Лак «Пан» — 5%-ный раствор полинитрилоакрилата в диметилформамиде;
прозрачная жидкость жёлтого цвета без механических примесей. Вязкость при
20 С равна 80–150 сСт. Показатель преломления 1,43–1,44.
Эмаль АС–539 —суспензия пигмента свинцового сурика в растворе
эпоксидной смолы, ярко-оранжевого цвета. Разбавляется ксилолом. Вязкость
при 20 С равна 90–100 сСт. Содержание сухого остатка 25%. Тангенс угла
диэлектрических потерь на частоте 1МГц и температуре 20 С не превышает
0,025. Плёнка высыхает при 18-23 С в течение 1 ч, а при 130 С – 4 ч.
Удельное объёмное сопротивление при 20 С равно 5*1014 Ом*см, а после
пребывания во влажной атмосфере (98%) в течение 48 часов снижается до 1013
Ом*см. Электрическая прочность 20 кВ/мм. Влагонабухаемость плёнки в течение
48 часов при 18-23 С не превышает 1%. Эмаль устойчива к перепаду температур
от –60 до + 125 С . Применяется для защиты полупроводниковых приборов и
кристаллов с p-n-переходов от внешних воздействий в интервале температур от
–60 до +150 С.
Эмаль КО-97— смесь кремнийорганического лака ФМ-34 и смолы БКМ-5 с
добавлением пигментов и наполнителей. Вязкость при 20 С равна 80-100 сСт.
Содержание сухого остатка не превышает 48-58%. Удельное объёмное
сопротивление при 20 С равно 1014 Ом*см, а при 170 С — 1012 Ом*см, а после
пребывания во влажной атмосфере снижается до 1011 Ом*см. Тангенс угла
диэлектрических потерь на частоте 1 МГц при 20 С равен 0,01, а при 170 С
повышается до 0,015. Диэлектрическая проницаемость при тех же условиях
соответственно равна 3,5 и 5,5. Влагонабухаемость не превышает 1%.
Электрическая прочность 20 кВ/мм. Эмаль устойчива к перепаду температур
от –65 до +150 С.
Эмаль ЭП-274 — суспензия пигментов в эпоксидном лаке ЭП-074. Для
разбавления применяется смесь, содержащая 30% ацетона, 30% этилцеллозольва
и 40% ксилола. Вязкость 80-100 сСт. Время высыхания плёнки при 150 С
равно 1 ч. Содержание сухого остатка лежиит в пределах от 35 до 45%.
Применяется для окраски полупроводниковых приборов, эксплуатирующихся в
условиях тропического климата, и выпускаются в двух цветов: серого и
черного.
Эмаль РПЭ-401 — смесь кремнийорганического лака ФМ-ЗУ и раствора
смолы БМК-5 в соотношении 5:1, в которую добавляют наполнители: 20% рутила,
20% кварца, 30% слюды и 30% талька. Плёнка высыхает при 200 С в течение 5
часов. Удельное объёмное сопротивление при 20 С равно 1014 Ом*см, при 200
С — 1012 Ом*см, а после выдержки во влажной атмосфере (98%) – 2,8*1013
Ом*см.
Эмаль ЭС-50 — кремнийорганическая смола модифицированная телиэфирами
и эпоксидными смолами, в которую в качестве наполнителя вводится рутил.
Плёнка высыхает при 180 С в течение 2 часов. Удельное объёмное
сопротивление при 20 С равно 1014 Ом*см, при 200 С — 1012 Ом*см, а после
выдержки во влажной атмосфере (98%) – 109 Ом*см.
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 |2,6|2,0|1,5|1,2|
|глицерина к дифенилолпропану |:1 |:1 |:1 |:1 |
|............ |27 |43 |77 |99 |
| |483|650|903|141|
| | | |, |5- |
|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
[pic]
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
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9
|