СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЛАГОЗАЩИТНЫХ СВОЙСТВ ИЗОЛЯЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ Советский патент 1971 года по МПК H01L21/66 

Изобретение относится к способам испытания влагозащитных свойств изоляционных материалов и .покрытий па пих основе, применяемых для герметизации полупроводниковых приборов.

Известен способ исследования влагозащитных свойств органических материалов но изменению скорости изменения тангенса угла диэлектрических потерь образца из пористой керамики, защищенного исследуемым материалом, при выдержке его в атмосфере с повыщенной влажностью.

При использовании указанного способа контактирующая с исследуемым материалом поверхность является влагопроницаемой, характер взаимодействия органических материалов с поверхностью керамического датчика отличается от характера взаимодействия с поверхностью полупроводника.

Известный способ не позволяет количественно оценить влагозащитные свойства органических материалов и определить их пригодность для защиты полупроводниковых приборов от действия влаги.

Цель изобретения - разработка способа определения влагозащитных свойств изоляционных материалов., позволяющего оценить весь комплекс влагозащитных свойств органических покрытий, применяемых для герметизации полупроводниковых приборов. Поставленная цель достигается тем, что в качестве чувствительного элемента используют образец пол}1прО|ВОдника, совмещающий в себе фунКцни индикатора влаги, влагонепроницаемой подложки и модели защищаемого изделия.

Полупроводниковый элемент защищают слоем испытуемого материала (лаки, компаунды и т. п.) и выдерживают в увлажненной

среде. Оценку влагозащитных свойств производят путем определения значения равновесной концентрации влаги на поверхности полупроводника по изменению величины эффективного времени жизни неосновных носителей

заряда в полупроводнике.

Величина равповесной концентрации влаги, измеренная на границе испытуемой материал - полупроводник, учитывает комплексное влияние влал-сностных констант (D, Р, h)

объема материала, степень адгезионной связи материала покрытия с поверхностью полупроводника, изменение физико-механических свойств материала вблизи поверхности полупроводника (возникновение граничного слоя),

изменение абсорбционных свойств поверхности полупроводника.

мент; 4 - испытуемый материал; 5 - блок измерения Тофф.н.и заряда полупроводника.

Пример в ы п о л н е и и я. Предварительно готовят чувствительный полупроводниковый элемент, который представляет собой травленую нлоскопараллельную нластину германия с электрическими контактами. Подготовленный полупроводниковый элемент помеш,ают в камеру влаги и снимают зависимость тэфф.и.11 заряда в полупроводнике от относительной Блажности воздуха. Измерение тофф.и.и может быть произведено любым известным методом, например по снаду фотопроводимости.

При каждом значении относительной влажности в камере влаги на поверхности полупроводника устанавливается определенная концентрация влаги NS, значение которой может быть определено, например, но данным Лоу. Строят график зависимости ТэФф.п. от относительной влажности воздуха и концентрации влаги на поверхности нолуироводпика. Полупроводник загцигцают испытуемым изоляционным материалом, помещают в ка.меру влаги с относительной влажностью 98% при температуре 40°С и снимают зависимость Тафф.п.и от времени выдержки до момента насыщения. О моменте насыщения судят по установке постоянного значения Тэфф.п.ц. Строят график. По величине устаповивщегося значения тэфф.п.п и графику зависимости тэфф.п.ц от концентрации влаги на поверхности незаии-iщенного полупроводника определяют paiiiioвеспую концентрацию влаги на границе испытуемый матерпал - полупроводник.

Значение равновесной концентрации влаги, определенное для эпоксидного ко.мпаупда ЭКМ, равпо 1,5-10 моль1см.

При отсутствии адгезионной связи с поверхностью полупроводника испытание этого же материала дает значение равновесной концентрации влаги, нревьшшющее указанное более чем в три раза.

Лучщими влагозащитными свойствами обладает материал, дающий меньщую концентрацию влаги на границе раздела с защищаемой поверхностью.

Пригодным для защиты от влаги является тот материал, для которого значение равновесной концентрации влаги на границе с иолупроводником меньще того значения, при котором полупроводниковый прибор забраковывается.

Предмет изобретения

Снособ онределеиия влагозащитных свойств изоляционных материалов но изменению параметров чувствительного элемента во влажной среде до и ноеле нанесения испытуемого материала, отличающийся тем, что, с целью приближения условий исиытапия к эксплуатационным, в качестве чувствительного элемента используют полунроводник, служащий одновременно и влагонепроницаемой подложкой, а оценку влагозапщтных свойств производят по величине равновесной концентрации влаги lia поверхности полупроводника, определяемой по изменению величины эффективного времени жизни неоснов ых носителей заряда иолупроводпика.

2 3

I//