Пресс-композиция Советский патент 1991 года по МПК C09K3/10 H01L31/203 

(21)4433992/05

(22)19.04.88

(46) 30.04.91 . )юл. N 16 (72) Т.В.Кашинская, Т.Н.Путилина, Л.К.Лкоева, М.Л.Рязанцева, Н.И.Нестеров и С.А.Деревянко

(53)678.643(088.8)

(56)Заявка Японии № 61-95020,

кл. С 08 G 59/62, I 01 L 23/30, 1984.

(54)ПРЕСС-КОМПОЗИЦИЯ

(57)Изобретение относится к области эпоксидных пресс-материалов и может быть использовано для герметизации полупроводниковых приборов и интегральных микросхем. Изобретение позволяет повысить механическую прочность

отверждеиного материала при сохранении высоких электроизоляционных свойств за счет использования в пресс- композиции, включающей, мае.ч.: эпок- сикрезолформальдегидный олигомер ЮО; отвердитель - крезолформальдегидный новолачный олигомер 50-67; ускоритель - 2-метилимидазол 3,4-3,8; наполнитель - пылевидный кварц 345-363, антиадгезионная добавка - воск 5,0- 5,5, дополнительно антипирена - оксида сурьмы 0,2-7,6 к модификатора 6,7-17,1, выбранного из группы, включающей диглицидиловый эфир тетрабром- дифенилолпропана, тетрабромпирокате- хин, дибромбутендиол, дибромнеопен- тилглпколь. 2 табл.

О)

Изобретение относится к эпоксидным пресс-материалам и может быть использовано для герметизации полупроводниковых приборов и интегральных микросхем.

Цель изобретения - повышение механической прочности пресс-композиции при сохранении ее высоких электроизоляционных свойств.

Диглицидиловый эфир тетрабромдифе- нилолпропана (марка УП-631) получают взаимодействием тетрабромдифеннлолпро- пана с эпихлоргидрином. Содержание связанного брома 50%.

Тетрабромпирокатехин получают бро- мированием пирокатехина в различных растворителях, неорганических кислотах, в воде при 25-3 °С с последующей

промывкой полученного соединения бро- мистоводородной или соляной кислотой, 1%-ным сульфитно-содовым раствором и водой. Содержание связанного брома - не менее 72%.

Дибромнеопентилгликоль получают взаимодействием пентаэритрита с бромистым водородом в растворителе, воде при 110°С.

Дибромбутендиол получают взаимодействием бутиндиола с бромом (1: . :1 моль) в растворителе при 20-30 С.

В качестве основы пресс-композиции используют твердый эпоксикрезол- формальдегидный олигомер, полученный эпокгидированием крезолформаль- дегидного новолачного олигомера эпихлоргидрнном в присутствии хлорнс

того триэтилбензиламмония при С н течение 2,5 ч с последующем дегид- рохлориронанием твердым едким натром и отмывкой. Эпоксиноволачный олиго- мср имеет среднечисловую мол .мае. 1000-1200, содержание эпоксидных групп 20%, содержание общего хлора 0,3%. Эпоксидный эквивалент его ранен 180-200, т.е. находится в пределах интернала значений эпоксидного эквивалента о-крезолноволачного олн- гомера в известном пресс-материале. Крезолформальдргидпми новолачный олигомер, являющийся промежуточным продуктом при синтезе эпоксиноволач- ного олигомера и использующейся качестве его отнердителя, nonvMamr поликонденсацией о-крезола с форма. ьдегч- дом (соотношение 1:0,93 моль соответ- ственно) в кислой среде (соляная кислота) при 80+1°0 в течение 4 ч.

2-Метилиммдазол синтезируют из э гилендиамина и уксусной кислоты (со- отнлиенне 1:1,17 моль соответственно) на алюмоплатнновом катализаторе ри форминга АП-64 (зернение 1-2 мм, содержание платины не менее 0,57,) я токе водорода при 400°С п течение 3 ч. Антиадгезнойной добавкой является пчелиный воск, наполнителем - пылевидный кварц марки КП-П, предварительно просушенный при 250°Г, в течение 8 ч.

Стандартные образцы для проведения испытаний получали методом литьевого прессования при 165i5°C, % дельном давлении 15,0 МПа с последующей термообработкой при 200°С в течение 8 ч.

Изгибающее напряжение при разруше- нии и модуль упругости при изгибе определяли на пяти брусках размером (80iO,2)x(l040,2)x(4,r)fO,2) мм.

Удечьное объемное электрическое сопротивление определяли при постоянном напряжении 100-105 В на трех дисках диаметром 50+0,5 мм и толщиной 0,8- 1,0 мм.

Тангенс угла диэлектрических потер

и диэлектрическую проницаемость опре- Sn тилимидазол 3,6; пчелиный воск 5,5;

- .,п f

деляли на трех дисках диаметром 4;0t5 мм и толщиной 0,8-1,0 мм, воспламеняемость - на пяти брусках размером (120±Ю)х(10±0,5)х(3-5) мм.

Время гелеобразования определяли на металлической обогреваемой плите.

Пресс-композиции получали способом, включаклцим следующие стадии:

кварцевый порошок 363; оксид сурьмы 7,6; модификатор формулы I 17,3 (т.е. содержание брома в связующем более 5 мае.7) .

Потученная пресс-композиция нете иологнчна: имеет большое время геле образования, образцы извлекаются из формы гибкими, легко повреждаются и

5

j

с.

о

.;(

дг,

.S

30

понучение наполненной основы совмещением в расплаве следующих компонентов, мае.ч.: эиоксикрезолформаль- дегидньш олигомер 100; кварцевый порошок 212-234; антиадгезионная добавка 3,2-3,5; модификатор 6,7-17,1; температура 160+10°С, время 3-6 мин;

получение наполненного отвердите- ля совмещением в расплаве (температура I6oi.1i)0г, время 3-4 мин) следующих компонентов, мае.ч.: крезолформальде- гидный олигомер 50,0-67,0; кварцевый порошок 129-133; оксид сурьмы 0,2- 7,6; ускоритель отверждения 3,4-3,3; антиадгезионная добавка 1,8-2,0;

измельчение наполненных асновы и отвердтеля, просеивание (сито 063) и смешение их.

Примеры 1 и 2. Составы полученных пресс-композиций приведены в табл. 1. В качестве модификатора использован диглицидиловый эфир тет- рабромдифенилолпропана (I).

Пресс-композиции изготавливают по описанной выше методике.

Приме р 3. По описанной выше методике изготавливают пресс-композицию включающую, мае.ч.: рпоксикрезол- формальдегидный олигомер 100; крезол-- (Ьормальдегидный олигомер 67,0; 2-ме- гплнмидазол 3,8; пчелиный воск 5,2; кварцевый порошок34.; оксид сурьмы 1,2; модификатор Т Ь,5 (т.е. содержание брома Р связующем менее 2 мае.).

Полученная композиция имеет более низкие значения механической прочности и диэлектрических показателей. Аналогичные результаты получены и для композиций, содержащих такое же количество, 7,8-тетрабромпирокатехина (II), дибромбутендпола (Hi), дибромнеопен- тплглнколя (LV).

II р и м е р . По описанной выше методике изготавливают пресс-композицию, включающую мае.ч.: эпоксикрезол- формальдегидный олигомер 100; крезол- формальдепщный опигомер 57,0; 2-метилимидазол 3,6; пчелиный воск 5,5;

.,п f

кварцевый порошок 363; оксид сурьмы 7,6; модификатор формулы I 17,3 (т.е. содержание брома в связующем более 5 мае.7) .

Потученная пресс-композиция нетех иологнчна: имеет большое время геле- образования, образцы извлекаются из формы гибкими, легко повреждаются и

расслаиваются. По внешнему виду они не соответствуют стандартам.

Аналогичные результаты получены и для композиций с таким же количеством добавок II, III и IV.

II р и м е р 5. По описанной выше методике изготавливают пресс-композицию, включающую, мае .ч.: эпоксикрезол формальдегидный олигомер 100; кре- золформальдегидный олигомер 67,0; 2-метилимидазол 3,8; пчелиный воск 5,1; кварцевый порошок 349; модификатор I 10,3 и не содержапг/ю оксида сурьмы.

Полученная композиция по значениям механических и электроизоляционных свойств аналогична пресс-композиции по примеру 1, но отличается от нее

несколько меньшим временем гелеобразо-20 свойств, она содержит в качестве вос

вания и большей воспламеняемостью.

Аналогичные результаты получены и для остальных композиций с добавкам модификаторов II, III и IV, но не содержащих оксида сурьмы III.

Примерб. По описанной выше методике изготавливают пресс-композицию, включающую, мае.ч.: эпоксикре- золформальдегидный олигомер 100; кре- золформальдегидный олигомер 57,0; 2-метилимидазол 3,8; пчелиный воск 5,5; кварцевый порошок 349; модификатор I 10,3; оксид сурьмы 7,8.

Полученная пресс-композиция нетехнологична: имеет большое время гелеоб разования, образцы хрупкие, легко повреждаются при извлечении из пресс- формы, механические свойства снижены.

Аналогичные результаты получены и для пресс-композиций с добавками моди

фикаторов II, III и IV и данным количеством оксида сурьмы.

В табл. 1 приведены составы пресс- композиций; в табл. 2 - их свойства.

Формула изобретения

Пресс-композиция для герметизации полупроводников, включающая эпокси- крезолформальдегидный олигомер, от- вердитель - крезолформальдегидный новолачный олигомер, ускоритель отверждения - 2-метилимидазол, наполнитель - пылевидный кварц и антиадгезионную добавку - воск, отличающаяся тем, что, с целью повышения механической прочности при сохранении высоких электроизоляционных

ка пчелиный воск и дополнительно ан- типирен - сурьмы и модификатор, выбранный из группы, включающей ди- глицидиловый эфир тетрабромдифенилол- пропана, тетрабромпирокатехин, ди- бромбутендиол, дибромнеопентилгли- - коль, при следующем соотношении . .

компонентов, мае.ч.:

i i

Эпоксикрезолформальдегидный олигомер 100 Крезолформальдегид- ный новолачный олигомер50-672-Метилимидазол 3,4-3,8 Пылевидный кварц 345-363 Пчелиный воск 5,0-5,5 Оксид сурьмы 0,2-7,6 Указанный модификатор 6,7-17,1

л- д- р ль- но-

а-

ск

100

3,8

5,2

349

1,8

100

100

100

100

3,4 5,4

351

3,8

5,2

348 1.2

3,6

363349

7,6

10,3 17,1

6,5 17,3 10,3

100

67,0 50,0 67,0 57,0 67,0 57,0

3,6 5,5

10,3

349

7,8

100

100

3,6

363349

7,6

17,3 10,3

100

57,0 67,0 57,0

3,6 5,5

10,3

100

67,0

3,8

5,2

6,7

100

3,3 5.4

349348358

7,81,83,1

00

67,0 67,0

3,3 5,9

100

67,0

3,8 5,3

100

3,5 5,3

12,8

100

3,3 5,5

345353352363

0,27,61,35,1

8,2 13,7

100

50,0 67,0 67,0

3,8 5,0

333

100

61

3,5 5,2

347 0,3

100

101}

5964

344343

17,0

11,1

з -еwi

1ч;

3N

2427

784 9770

А 2 22

4-10

4,2

93,6 82,7 67,0

9542

22

14

46

22

г

3-10

10 8, 1,1-Ю 2

3,54,6

94,П 66,4 87,0 39,3 89,5 100,0 103,0 98,8 69,3 88,6 8740 6406 9314 9139 9884 9864 8710 9658 8506 10115

3722

2530222523

28

29

74,8 84, Ь 9550 9660 33 27

5644510-34173776132

2810172611251423192720

153

21 i;

МО-2 1-1) 8,2-10 ч.З-Ю 3 1 Г.Г1 1 . 1 ,1 9-10

1 ,

д.2 «,34,34,24,34,34,34,34,04,34,3 4,1