Безкорпусная герметизация полупроводниковых приборов
Страница 5
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 отверждения 100 ч смолы необходимо от 8 до 12 ч продукта Время отверждения при 100° С равно 6 ч
Гексаметилендиамин (ГМДА)—жидкость темно-желтого цвета Молекулярная масса 116 Температура плавления 42° С, а кипения 200° С Содержит 24% азота Температура совмещения лежит в пределах от 40 до 60° С Для отверждения 100 ч смолы необходимо от 10 до 15 ч продукта Время отверждения при 25° С равно 5 сут, при 80° С—10 ч, при 120° С—3 ч
М-Фенилендиамин (МФДА) — жидкость желтого цвета Молекулярная масса 108 Температура плавления 60° С, а кипения 280° С Температура совмещения лежит в пределах от 60 до 90° С Для отверждения 100 ч смолы необходимо от 10 до 14 ч продукта Время отверждения при температуре 80° С равно 8 ч, а при 120° С—2 ч
Дициандиамид (ДЦДА) — бесцветная жидкость Молекулярная масса 84 Температура плавления 200° С Цри нагревании разлагается Содержит 65% азота Температура совмещения лежит в пределах от 150 до 170° С Д'ля отверждения 100 ч смолы необходимо от 15 до 20 ч продукта Время отверждения при температуре 170° С равно 40 мин
Триэтаноламин (ТЭА) — бесцветная жидкость Молеку лярная масса 149 Температура кипения лежит в диапазоне от 170 до 225° С, а температура совмещения—в диапазоне от 40 до 80° С Для отверждения 100 ч смолы необходимо от 15 до 20 ч продукта Время отверждения при температуре от 80 до 100° С
равно 6 ч
Диметиланилин (ДМА)—.жидкость коричневого цвета Молекулярная масса 121 Температура китгения 192° С Температура совмещения 60° С Для отверждения 100 ч смолы необходимо от 0,05 до 0,5 ч продукта Время отверждения при температуре 20°С равно 8 ч
Отвердитель Л 18—прозрачная вязкая жидкость от желЗ того до темно-коричневого цвета. Для отверждения 100 ч. смолы, используют от 20 до 80 ч. продукта.
Малеиновый ангидрид (МА) 1 С4НаОз — бесцветные/ игольчатые кристаллы или чешуйки белого цвета, растворимые^ в воде. Молекулярная масса 98,06. Выпускается марка ЧДА. Температура плавления 52—54° С. Температура совмещения лежит в пределах от 55 до 60° С. Для отверждения 100 ч. смолы' необходимо 0,85—1 ч. продукта. Время отверждения при 120° С равно 2 ч, а при 150° С—10 ч.
Фталевый ангидрид (ФА) С8Н40з — порошок белого цвета. Молекулярная масса 148,11. Температура начала плавле-^' ния 130° С. Температура совмещения лежит в пределах от 135 до 145° С. Для отверждения 100 ч. смолы необходимо 3"ч. ангидрида. Время отверждения при 120—150° С равно нескольким часам.
Метилтепрагидрофталевый ангидрид (МТГФА) СдНщОз—белый кристаллический порошок или белые с кремовым оттенком чешуйчатые пластинки. Растворяется в эфире, ацетоне. Труднее растворяется в спирте. Не растворяется в воде. Молекулярная масса 166,179. Температура плавления 60—65°С. Вязкость при температуре 90° С равна 30 сСт. Температура^ совмещения лежит в пределах от 60 до 80° С. Для отверждения 100 ч. смолы необходимо 4 ч продукта. Время отверждения при 120° С равно 3 ч, а при 150°^С—15 ч. Применяется в качестве отвердителя при горячем отверждении эпоксидных смол или со- , ставов на их основе. Выпускается марка Ч с содержанием чисто- | го продукта 99%. 1
Тетрагидрофталевый' ангидрид (ТГФА) — кристал-1 лический порошок белого цвета. Молекулярная масса 152. Тем--1 пература плавления 98—101° С. Температура совмещения лежит ^ в пределах от 100 до 110° С. Для отверждения 100 ч. смолы не- \1 обходимо от 2 до 4 ч. продукта. Время отверждения при 120° С < равно 2 ч, при 130° С—3 ч, а при 150° С—6 ч.
„Отъ-ердитель УП-575 — жидкость от светло- до темно-коричневого цвета, продукт конденсации гексаметилендиамина ' с циклогексаноном. Показатель преломления лежит в пределах от 1,49 до 1,51. Применяют для приготовления пластмассы с тем- :
пературой отверждения выше 20° С. Увеличивает жизнеспособ- , ность композиций.
Отвердитель АФ-2—вязкая жидкость красно-коричнево- < го цвета, продукт на основе фенола этилендиамина и форма- :
лина.
Эпоксидные компаунды представляют собой продукты модификации эпоксидных смол отвердителями, пластификаторами и наполнителями. При введении "модифицирующих веществ изме-няются свойства эпоксидных смол: снижается их вязкость, изменяется жизнеспособность, претерпевают изменения физико-механические и электрические свойства. Таким образом, эпоксидные компаунды представляют собой двух-, трех- и четырехкомпонентные системы, в которых первая и вторая составляющие (смола и Отвердитель) являются постоянными, а третья: и четвертая (пластификатор и наполнитель) вводятся для получения определенных свойств пластмассы.
В качестве пластификаторов, уменьшающих хрупкость компаундов, используют полиэфиры, дибутилфталаты, диоктилсеба-цинаты, трикрезилфосфаты, трифенилфосфаты и др. Количество вводимых пластификаторов обычно колеблется в пределах от 5 до 30% по отношению к массе смолы.
Наполнители (песок, кварц, тальк, слюда и др.) улучшают механические и^ термические свойства компаундов и вводятся в их состав обычно в больших количествах (до 300% по отноше'-нию к массе смолы).
Эпоксидные компаунды обладают хорошей адгезией ко многим материалам и имеют малую усадку, колебания которой от 0,4 до 2,5% зависят от условий отверждения и состава компаунда. В производстве полупроводниковых приборов и 'интегральных схем для герметизации кристаллов с р-п-переходами широко применяют следующие эпоксидные компаунды: эпоксидно-полиэфирные (К-115, К-201, К-168, К-176, Д-2, Д-4. Д-19, ЭЗК-11, ЭЗК-12), эпоксидно-тиоколевые (К-153 и др.), эпоксидно-каучковые (К-139 и др.), эпоксидно-кремнийорганические (ЭФП-60, ЭФП-61, ЭФП-62, ЭФП-63, ЭФП-64, ЭФП-65, ЭКБТ-103, БЭТА-1, КЖ-25, ЭКМ, ЭЦД, ЭКП-200).
Компаунд К-115—прозрачная жидкость от светло-желтого до коричневого цвета, продукт модификации смолы ЭД-5 полиэфиром МГФ-9. Содержит 2,5,% летучих примесей. Жизнеспособность при 20° С равна 2 ч. Отверждение проводят по одному из режимов: при комнатной температуре—24 ч, при 60° С— 10—12 ч, при 80° С—8—10 ч, при 100° С—6 ч, при ^120° С—3 ч. Предел прочности отвержденного компаунда при сжатии равен (1,1—1,4). Ю8 Н/м2, а при изгибе (0,9-1,3) • 108 Н/м2. За 24 ч поглощает 0,04% влаги и 0,4% ацетона. Удельное объемное электрическое сопротивление 1015 Ом-см, а поверхностное ' &-1014 Ом-см. Тангенс угла диэлектрических потерь на частоте 106 Гц при температуре 20° С равен 0,02, а диэлектрическая проницаемость при тех же условиях равна 4 Электрическая прочность 25 кВ/мм. Теплостойкость 100° С.