ГЕРМЕТИЗИРУЮЩИЙ КОМПАУНД Российский патент 2008 года по МПК C08K3/10 C08L63/02 H01B3/40 H01L23/28 

Описание патента на изобретение RU2329280C1

Герметизирующий компаунд относится к области органических высокомолекулярных соединений, в частности к композиции эпоксидных смол, и предназначен для герметизации полупроводниковых приборов.

Известна клеевая композиция для монтажа кристаллов интегральных микросхем (см., например, патент РФ №2076394, кл. H01L 23/29, 1991), содержащая полимерное связующее и наполнитель в виде порошков добавок.

Известная композиция не обеспечивает герметичности.

Наиболее близким по химическому составу к предложенному является заливочный компаунд ЭК-29 (см., например, авт. св. №1558239, кл. C08L 63/10, 1994), предназначенный для пропитки и заливки высоковольтных блоков электрофизических приборов, содержащий эпоксидиановую смолу, олигоэфиракрилат МГФ-9, метафенилендиамин.

Для герметизации полупроводниковых приборов и микросхем компаунд ЭК-29 пришлось существенным образом модифицировать с целью уменьшения диэлектрической проницаемости материала и увеличения его теплопроводности. Также компаунд ЭК-29 не обеспечивает стабильности свойств материала из-за наличия в нем активных групп, которые могут вступать в неконтролируемые химические взаимодействия. В результате таких реакций изменяется химический состав материала, его механические и диэлектрические свойства, накапливаются внутренние напряжения, приводящие к появлению трещин.

Предложенное изобретение направлено на обеспечение постоянства свойств полимерного материала и возможности герметизации приборов с развитой поверхностью р-n-переходов.

Для достижения указанного эффекта герметизирующий компаунд, содержащий эпоксидиановую смолу, олигоэфиракрилат МГФ-9, метафенилендиамин для образования более плотной и жесткой полимерной сетки в качестве эпоксидиановой смолы содержит эпоксидиановую смолу ЭД-22 с содержанием эпоксидных групп 22%, дополнительно наполнитель, представляющий собой смесь 6,0 вес.ч. нитрида бора, 4,0 вес.ч. талька и 0,8 вес.ч. аэросила, нигрозин в качестве черного красителя и катализатора реакции отверждения эпоксидных групп, при следующем соотношении компонентов, вес.ч.:

эпоксидиановая смола ЭД-22100олигоэфиракрилат МГФ-950метафенилендиамин20вышеуказанный наполнитель35нигрозин0,5

Сравнительные составы компаундов ЭК-29 и ЭК-29М приведены в таблице.

Используемые компонентыЭК-29, вес.ч.ЭК-29М, вес.ч.Смола эпоксидиановая ЭД-20 (ГОС 10587-84)100-Смола эпоксидиановая ЭД-22 (ГОС 10587-84)-100Олигоэфиракрилат МГФ-9 (ТУ 113-00-0561643-27-92)5050Метафенилендиамин ГОСТ 5826-782020Смесь наполнителей-35Нигрозин ТУ 6-14-376-84-0,5

Нигрозин, который одновременно играет роль черного красителя, введен в состав герметизирующего компаунда для отверждения избыточного количества реакционноспособных эпоксидных групп как катализатор реакции отверждения.

Для образования более плотной и жесткой полимерной сетки в качестве эпоксидиановой смолы использована эпоксидиановая смола ЭД-22 с содержанием эпоксидных групп 22% и наполнитель, представляющий собой смесь 6,0 вес.ч. нитрида бора, 4,0 вес.ч. талька и 0,8 вес.ч. аэросила,

Олигоэфиракрилат МГФ-9 представляет собой продукт теломеризации (совместной поликонденсации) метакриловой кислоты, триэтиленгликоля и фталевого ангидрида.

Приготовление компаунда ЭК-29М осуществляется следующим образом.

Наполнители предварительно прокаливаются для удаления остатков влаги по режимам, указанным в таблице.

НаименованиеРежимТемпература, °СВремя, чТальк ГОСТ 19729-74+200±103Нитрид бора ТУ 2-036-707-77+270±104Аэросил ГОСТ 14922-77+125±103

Далее отсушенные наполнители смешиваются в фарфоровой ступке, в соотношении, указанном выше, и при температуре +60°С тщательно перетираются пестиком (операция повторяется 2-3 раза до получения однородной смеси).

Смола эпоксидиановая с содержанием эпоксидных групп 22% (ЭД-22) для удаления остатков влаги вакуумируется при температуре +80°С в течение 2 часов.

Навеска смолы смешивается в стеклянном стакане с навеской наполнителей и черным красителем нигрозином. Тщательно перемешивается и вакуумируется при температуре +60°С в течение 2 часов.

Растворяется навеска метафенилендиамина в олигоэфиракрилате МГФ-9, смесь вакуумируется при +60°С в течение 30 минут. Затем смесь объединяют с навеской смолы, перемешанной со смесью наполнителей и нигрозином. Полученный компаунд тщательно перетирается в фарфоровой ступке для получения однородной смеси и вакуумируется при +40°С в течение 5-10 минут до схода пены. Жизнеспособность компаунда после приготовления составляет 1 час.

Режим отверждения компаунда ЭК-29М выбирают на основе метода дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК) или метода инфракрасной Фурье-спектроскопии (ИКФС) следующим образом.

В процессе термообработки герметизирующего компаунда отбирают 6 проб, причем первую пробу берут через 4 часа после начала термообработки, последующие пробы отбирают с интервалом 1 час. При этом определяют содержание реакционно-способных эпоксидных групп методом ИФК-спектроскопии и ДСК.

Разработанный режим отверждения заключается в том, что термообработка компаунда ведется ступенчато при условии постоянства кинетических параметров реакции до исчезновения реакционноспособных эпоксидных групп следующим образом:

Время (час)Температура, °С1+507+602+80

Предложенный герметизирующий компаунд ЭК-29М, отвержденный по предлагаемому режиму, в отличие от компаунда ЭК-29 обеспечивает надежную герметизацию микросхем и полупроводниковых приборов с развитым р-n-переходом, а также устойчив в течение длительного времени и в течение этого времени сохраняет свои диэлектрические, механические и теплофизические свойства.

Сравнительные характеристики предложенного и известного компаундов приведены в таблице.

Характеристика компаундаЭК-29ЭК-29МЭК-29М после имитации длительного храненияЭК-29М после дополнительной имитации длительного храненияУдельное объемное электрическое сопротивление ρv Ом·м>1·11114,4·10135,3·10136,2·1013Предел прочности при сжатии, кПа·106>24,5809796Пробивное напряжение Епр, кВ·мм-1,при частоте 50 Гц>2424,823,324tgδ0,040,020,010,01Диэлектрическая проницаемость ε>5,34,03,73,3Удельное поверхностное электрическое сопротивление, Ом>1·10148,9·10141,1·10157,1·1014

Теплофизические свойства компаунда после имитации длительного хранения сохраняются:

Температура стеклования Тст,°CТемпература начала разложения Тразл.,°СДо начала44207После окончания45209

Похожие патенты RU2329280C1

название год авторы номер документа
ЭПОКСИУРЕТАНОВЫЙ ЗАЛИВОЧНЫЙ КОМПАУНД 2013
  • Николаева Наталия Петровна
  • Кузьмин Михаил Владимирович
  • Кольцов Николай Иванович
RU2545308C2
СПОСОБ ОТВЕРЖДЕНИЯ ЭПОКСИДНЫХ КОМПАУНДОВ 2006
  • Ватопедский Александр Николаевич
  • Баитова Екатерина Андреевна
RU2325997C1
ЭЛЕКТРОИЗОЛЯЦИОННЫЙ ЗАЛИВОЧНО-ПРОПИТОЧНЫЙ КОМПАУНД 2017
  • Шацких Сергей Николаевич
RU2672094C1
ЭЛЕКТРОИЗОЛЯЦИОННЫЙ ЗАЛИВОЧНО-ПРОПИТОЧНЫЙ КОМПАУНД 2022
  • Шацких Сергей Николаевич
RU2787124C1
Термореактивная композиция 1978
  • Задонцев Борис Григорьевич
  • Котляр Николай Андреевич
  • Берлин Альфред Анисимович
  • Харахаш Виктор Георгиевич
  • Малейкович Валентина Георгиевна
SU789547A1
Электроизоляционный компаунд 1983
  • Бляхман Ефим Моисеевич
  • Литвинова Марина Алексеевна
  • Гольдман Анатолий Яковлевич
  • Ващенко Вера Семеновна
  • Абаренкова Новелла Николаевна
SU1165696A1
ЭЛЕКТРОИЗОЛЯЦИОННЫЙ КОМПАУНД 1991
  • Кушникова Р.В.
  • Трищенко Т.В.
  • Кременчугская Е.Ф.
  • Мельниченко В.М.
  • Садунов В.Д.
  • Новицкий Е.З.
RU2046413C1
КОМПОЗИЦИЯ, ЧУВСТВИТЕЛЬНАЯ К ИК-ЛАЗЕРНОМУ ИЗЛУЧЕНИЮ 1991
  • Комарь В.В.
  • Коноплева Е.В.
  • Герасимов А.В.
  • Ермоленко И.Н.
  • Гусева Е.Д.
RU2035055C1
Труба 1979
  • Волк Аркадий Иосифович
  • Кушнир Давид Владимирович
  • Захожий Владимир Симонович
SU891461A1
ЭЛЕКТРОИЗОЛЯЦИОННЫЙ ЗАЛИВОЧНЫЙ КОМПАУНД 2008
  • Гладких Светлана Николаевна
  • Башарина Евгения Николаевна
  • Наумова Людмила Ивановна
RU2356116C1

Реферат патента 2008 года ГЕРМЕТИЗИРУЮЩИЙ КОМПАУНД

Изобретение относится к композиции на основе эпоксидной смолы, предназначенной для герметизации полупроводниковых приборов. Компаунд содержит следующее соотношение компонентов, вес.ч.: 100 эпоксидиановой смолы ЭД-22 с содержанием эпоксидных групп 22% для образования более плотной и жесткой полимерной сетки, 50 олигоэфиракрилата МГФ-9, 20 метафенилендиамина, 35 наполнителя, 0,5 нигрозина в качестве черного красителя и катализатора реакции отверждения эпоксидных групп. Наполнитель представляет собой смесь 6,0 вес.ч. нитрида бора, 4,0 вес.ч. талька и 0,8 вес.ч. аэросила. Изобретение позволяет обеспечить герметизацию приборов с развитой поверхностью р-n-переходов и постоянство диэлектрических, механических и теплофизических свойств полимерного материала. 5 табл.

Формула изобретения RU 2 329 280 C1

Герметизирующий компаунд, содержащий эпоксидиановую смолу, олигоэфиракрилат МГФ-9, метафенилендиамин, отличающийся тем, что для образования более плотной и жесткой полимерной сетки в качестве эпоксидиановой смолы содержит эпоксидиановую смолу ЭД-22 с содержанием эпоксидных групп 22%, дополнительно наполнитель, представляющий собой смесь 6,0 вес.ч. нитрида бора, 4,0 вес.ч. талька и 0,8 вес.ч. аэросила, нигрозин в качестве черного красителя и катализатора реакции отверждения эпоксидных групп при следующем соотношении компонентов, вес.ч.:

эпоксидиановая смола ЭД-22100олигоэфиракрилат МГФ-950метафенилендиамин20вышеуказанный наполнитель35нигрозин0,5

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2008 года RU2329280C1

СПОСОБ ГЕРМЕТИЗАЦИИ ПЛЕНОЧНЫХ КОНДЕНСАТОРОВ 1987
  • Браташ Е.А.
  • Наймарк Э.А.
  • Советкин Ю.Ф.
  • Якимова О.М.
SU1558239A1
ЭПОКСИДНЫЙ ЗАЛИВОЧНЫЙ КОМПАУНД 1992
  • Власова Ольга Витальевна
  • Стеклова Вера Владимировна
  • Шиханова Людмила Николаевна
  • Марченко Татьяна Николаевна
  • Сидоров Валерий Федорович
RU2036948C1
СОСТАВ ДЛЯ ГЕРМЕТИЗАЦИИ РАДИОЭЛЕКТРОННЫХ УСТРОЙСТВ 1987
  • Геворкян О.М.
  • Бучнев И.Ф.
  • Чобанян Р.М.
  • Хананашвили Л.М.
  • Цомая Н.И.
SU1501506A1
Способ капсулирования деталейРАдиОэлЕКТРОННОй АппАРАТуРы 1978
  • Доброхотов Зинон Михайлович
  • Макаров Николай Петрович
  • Иванов Владимир Алексеевич
  • Енейкин Юрий Алексеевич
  • Кругликов Юрий Николаевич
SU796958A1
ПОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ 1993
  • Жаров Ю.В.
RU2054022C1

RU 2 329 280 C1

Авторы

Ватопедский Александр Николаевич

Баитова Екатерина Андреевна

Даты

2008-07-20Публикация

2006-10-17Подача