CS215853B1 - A method of increasing the reliability of a semiconductor component encapsulated or embedded in plastic - Google Patents

A method of increasing the reliability of a semiconductor component encapsulated or embedded in plastic Download PDF

Info

Publication number
CS215853B1
CS215853B1 CS259180A CS259180A CS215853B1 CS 215853 B1 CS215853 B1 CS 215853B1 CS 259180 A CS259180 A CS 259180A CS 259180 A CS259180 A CS 259180A CS 215853 B1 CS215853 B1 CS 215853B1
Authority
CS
Czechoslovakia
Prior art keywords
increasing
plastic
reliability
semiconductor device
embedded
Prior art date
Application number
CS259180A
Other languages
Czech (cs)
Inventor
Jan Makovicka
Bohumil Kolman
Jaroslav Mares
Original Assignee
Jan Makovicka
Bohumil Kolman
Jaroslav Mares
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jan Makovicka, Bohumil Kolman, Jaroslav Mares filed Critical Jan Makovicka
Priority to CS259180A priority Critical patent/CS215853B1/en
Publication of CS215853B1 publication Critical patent/CS215853B1/en

Links

Landscapes

  • Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)

Abstract

Vynález se týká zapouzdření polovodičů do platických hmot a řeší problém zvýšení těsnosti pouzder z platu. Podstatou vynámezu je použití alkylhyfrugenpolysiloxanu obecného vzorce R^-Sí-O-/RH-Sí-Ot(?;—-— —/ Rg-Si-O^- Si R^j kde R je methyl nebo ethyl a m = 10+2000 resp. n = 0*2000, jako impregnačního laku k vakuové impregnaci pouzder polovodičkových prvků za tlaku 0,66 až 13,33 kPa po dobu minimálně 30 sekund. Lak se potom vytvrdí např. 3 hodiny při 160 °C. Cílem této operace je především utěsnění spár a mezer mezi plastem a elektrodami nebo chladicími plochami součástek. Ke snížení vytvrzovací teploty a doby vytvrzování lze použít katalyzátoru ze skupiny látek zahrnujících organokovové soli nebo organokovové sloučeniny některých kovů např. naftenát kobaltový, naftenát železnatý, oktoát zinečnatý, oktoát cínatý a pod.The invention relates to the encapsulation of semiconductors in plastic materials and solves the problem of increasing the tightness of plastic housings. The essence of the invention is the use of alkylhydrogenpolysiloxane of the general formula R^-Si-O-/RH-Si-Ot(?;—-— —/ Rg-Si-O^- Si R^j where R is methyl or ethyl and m = 10+2000 or n = 0*2000, as an impregnating varnish for vacuum impregnation of semiconductor element housings at a pressure of 0.66 to 13.33 kPa for a minimum of 30 seconds. The varnish is then cured for e.g. 3 hours at 160 °C. The aim of this operation is primarily to seal joints and gaps between the plastic and electrodes or cooling surfaces of components. To reduce the curing temperature and curing time, a catalyst from the group of substances including organometallic salts or organometallic compounds of certain metals can be used, e.g. cobalt naphthenate, iron naphthenate, zinc octoate, tin octoate, etc.

Description

Vynález se týká způsobu zvýšení spolehlivosti zapouzdření polovodičové součástky v platu, zejména ve vlhkém prostředí.The invention relates to a method of increasing the reliability of encapsulation of a semiconductor component in a tray, particularly in a humid environment.

Hlavním důvodem stále rostoucího použití plastů v oblasti zapouzdřování polovodičových součástek jsou především důvody ekonomické. Plasty, které dosáhly dominujícího postavení v oblasti spotřebního průmyslu již v dřívější době, začínají pronikat nyní i do průmyslových a vojenských aplikací elektrotechniky a elektroniky. Tento průnik plastů souvisí se stále rostoucí spolehlivostí pouzder z plastů, která dosud byla jejich hlavní^nevýhodou a limitujícím faktorem použiti ve výkonových aplokacích nebo ve vojenské technice.The main reason for the increasing use of plastics in the field of encapsulation of semiconductor devices is primarily economic. Plastics, which have already dominated the consumer industry in the past, are now beginning to penetrate the industrial and military applications of electrical engineering and electronics. This penetration of plastics is related to the ever-increasing reliability of plastic housings, which has so far been a major disadvantage and a limiting factor for use in power applications or military technology.

Větší spolehlivosti se dosáhlo jednak zlepšením čistoty používaných hmot, tedy snížením obsahu volných iontů ve hmotě, které v součinnosti s vlkostí jsou původci elektrochemické koroze a mají zejména alkalické ionty i nepříznivý vliv na polovodičový přechod diod, tyristorů, tranzistorů a pod. Dále byla zvýšena teplota skelného přechodu T pouO zdřicich hmot, tedy teplota, při které se skokem mění lineární roztažnost. Prudký nárůst lineární roztažnosti při teplotě T mé za·následek ztrátu součástky a vznik amykovýchGreater reliability was achieved both by improving the purity of the materials used, ie by reducing the content of free ions in the material, which in conjunction with moisture are the cause of electrochemical corrosion and especially alkaline ions and adversely affect the semiconductor transition diodes, thyristors, transistors and the like. Furthermore, the glass transition temperature T of the masonry materials was increased, that is, the temperature at which the linear expansion changes linearly. The sharp increase in linear expansion at temperature T results in the loss of the part and the formation of amyloc

O namáháni ve spojích, pájce a pod., což může vést ke krátkodobému nebo i trvalému poškození součástky. Například zavedením epoxidových novolaků se teplota T zvýšila z dosavado nich 115 a 125 °C pro dlaňové epoxidové pryskyřice na 145 a 165 °C. Vedle zlepšení čistoty samotných pouzder se zlepšila i čistota a kvalita pasivačních povlaků děrové a elektronové vodivosti. V posledních několika letech se natavuji na polovodičový přechod, určený k zapouzdření do platu, speciální borosilikátová skla. Zavedením epoxidových novolaků se zlepšila i adheze pouzdřících hmot a tím i spolehlivost součástek v platu. Také nové silikonové a epoxysilikonové hmoty doznaly zřejmého pokroku v této oblasti.On stresses in joints, solder, etc., which can lead to short or permanent damage to the component. For example, by introducing epoxy novolaks, the temperature T increased from the current 115 and 125 ° C for palm epoxy resins to 145 and 165 ° C, respectively. In addition to improving the cleanliness of the sheaths themselves, the cleanliness and quality of the hole and electron conductivity passivation coatings have also improved. In the past few years, I have been melting special borosilicate glass on a semiconductor transition intended for encapsulation in a wage. The introduction of epoxy novolaks also improved the adhesion of the encapsulating materials and thus the reliability of the components in the tray. The new silicone and epoxy silicone compositions have also made clear progress in this area.

Je známou skutečností, že vlhkost proniká do pouzdra samotným plastem, který nikdy není nepropustný vůči vlkosti, jednak podél samotných vývodů. Není-li adheze hmoty vysoká, nebo je-li snížena důsledkem teplotního cyklování během zkoušek nebo provozu, je řídícím dějem pronikání vlkosti prostup plynné páry podél kovových vývodů. Jedním z procesů jak zlepšit spolehlivost součástky platu je dodatečná impregnace pouzdry nízkoviskozním lakem, který utěsní spáru podél vývodů součástky. K tomuto účelu se používají nízkoviskozní, zpravidla silikonové impregnační laky, speciálně formulované pro tento účel, obvykle jde o methylsiloxanové nebo methylfenylsiloxanové laky, jejichž nevýhodou bývá vysoká vytvrzovací teplota, zpravidla 200 °C nebo i vyšší, která je v některých případech nevhodná s ohledem na použité pájky nebo i materiál pouzdra, nebo se používají modifikované siloxany, například modifikátory mohou být. alkydy, akryláty, fenoplasty, epoxidy a pod., jejichž vytvrzování probíhá za nižších a tedy přijatelnějších teplot*It is a well-known fact that moisture penetrates into the housing by the plastic itself, which is never impermeable to moisture, on the one hand along the outlets themselves. If the adhesion of the mass is not high, or if it is reduced due to temperature cycling during testing or operation, the control of moisture penetration is the vapor permeability along the metal outlets. One process to improve the reliability of the salary component is to additionally impregnate the housing with a low viscosity lacquer that seals the joint along the component outlets. Low viscosity, usually silicone impregnating lacquers specially formulated for this purpose are usually used for this purpose, usually methylsiloxane or methylphenylsiloxane lacquers, the disadvantage of which is the high curing temperature, generally 200 ° C or higher, which in some cases is unsuitable with regard to solders or even housing material used, or modified siloxanes are used, for example modifiers may be. alkyds, acrylates, phenoplasts, epoxides, etc., which cure at lower and therefore more acceptable temperatures *

Výše uvedené nedostatky, t.j. vysoké vytvrzovaci teploty impregnačních laků, jsou odstraněny způsobem zvyšování spolehlivosti zapouzdřené polovodičové součástky podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že polovodičová součástka v odlévacím nebo lisovaném pouzdru z plastu se ponoří do alkylhydrogenpolysiloxanuThe above drawbacks, i.e. the high curing temperature of the impregnating lacquers, are eliminated by the method of increasing the reliability of the encapsulated semiconductor component according to the invention, which consists in immersing the semiconductor component in a casting or molded plastic casing in an alkylhydrogenpolysiloxane

215 853215 853

RR

R - Si IR - Si I

RR

SiSi

SiSi

kde R=CH, nebo CHc 3 2 5 m = 10 * 2000 n = O, ♦ 2000 při tlaku 0,66 až 13,33 kPa po dobu minimálně 30 s a po této lázně opláchne nebo otře alifatickým nebo aromatickým rozpouštědlem» Poté se vysuší* zbytky rozpouštědla a vytvrdí nanesený alkylhydrogenpolysiloxan.where R = CH or CH c 3 2 5 m = 10 * 2000 n = 0, ♦ 2000 at a pressure of 0,66 to 13,33 kPa for a minimum of 30 s and rinsed or wiped with an aliphatic or aromatic solvent after this bath » dried the solvent residues and cured the deposited alkyl hydrogen polysiloxane.

Alkylhydrogenpolysiloxan je vytvrditelný například již při teplotě 160 °C, s použitím katalyzátorů ,/naftenáty a oktoáty zinku, olova, cínu, železa apod. lze snížit vytvrzování až na 120 °C nebo s přídavkem organických sloučenin titanu postačí teplota 20 ®C.Alkylhydrogenpolysiloxane is curable, for example, at a temperature of 160 DEG C., with the use of catalysts, naphthenates and octoates of zinc, lead, tin, iron, etc., curing can be reduced up to 120 DEG C. or 20 DEG C. can be added with organic titanium compounds.

PříkladExample

Polovodičový modul s bezpotenciální základnou zapouzdřený do epoxidové pryskyřice se ponoří do methyhydrogenpolysiloxanu za tlaku 5 kPa po dobu 30 sekund. Po odstranění vakua a vyjmutí součástky z lázně se součástka ponoří na 5 sekund do perchlorethylenu. Po odpaření rozpouštědla na vzduchu se povlak vytvrdí 3 hodiny při 160 °C. Vzniklý povlak je pružný a zachovává na rozdíl od nemodifikovaných methylsiloxanů a methylfenylsiloxanů svou funkci i při teplotních šocích.The potential-free semiconductor module encapsulated in an epoxy resin is immersed in methyl hydrogen polysiloxane at 5 kPa for 30 seconds. After removing the vacuum and removing the part from the bath, the part is immersed in perchlorethylene for 5 seconds. After evaporation of the solvent in air, the coating was cured at 160 ° C for 3 hours. The resulting coating is flexible and, unlike unmodified methylsiloxanes and methylphenylsiloxanes, retains its function even at temperature shocks.

Polovodičový modul impregnovaný výše uvedeným způsobem je vložen po zapouzdření do kyselé galvanické cínovací lázně obsahující 20 % hmotnostních koncentrované kyseliny sírové' HgSO^ na dobu 10 minut při teplotě 25 °C. Takto impregnované moduly jsou bez výjimky stabilně stejné, ale neimpregnované součástky jsou stoprocentně nestabilní. Podobně jsou stoprocentně stabilní součástky impregnované za stejných podmínek metbylhydrogenpolysiloxa nem s přídavkem 10 hmotnostních dílů naftenátu olovnatého, když impregnační lak se po nane sení nejprve vytvrdí 30 minut při teplotě 120 °C.The semiconductor module impregnated as described above is embedded in an acid galvanic tin bath containing 20% by weight of concentrated sulfuric acid < RTI ID = 0.0 > H2SO4 < / RTI > for 10 minutes at 25 ° C. The impregnated modules are always the same without exception, but the unimpregnated components are 100% unstable. Similarly, 100% stable parts are impregnated under the same conditions with methyl hydrogen polysiloxane with the addition of 10 parts by weight of lead naphthenate when the impregnating varnish is first cured for 30 minutes at 120 ° C after application.

Claims (2)

P fi E D M Ě T VYNÁLEZUTHE FIELD OF THE INVENTION 1. Způsob zvýšení spolehlivosti zapouzdření polovodičové součástky zalisované nebo zalité v plastu, vyznačený tím, že do alkylhydrogenpolysiloxanu obecného vzorce se ponoří polovodičová součástka kde R = CH^ - nebo C2H5 ~ m = 10 + 2000 , n· = 0 ♦ 2000 při tlaku 0,66 až 13,33 kPa po dobu minimálně 30 sekund a po vyjmutí se očistí alifatickým nebo aromatickým rozpoštědlem, vysuší se zbytky rozpouštědla, načež se vytvrdí nanesenýMethod for increasing the encapsulation reliability of a plastic molded or embedded semiconductor device, characterized in that a semiconductor device is immersed in an alkyl hydrogen polysiloxane of the general formula wherein R = CH 2 - or C 2 H 5 - m = 10 + 2000, n · = 0 ♦ 2000 at a pressure of 0.66 to 13.33 kPa for a minimum of 30 seconds and after removal, it is cleaned with an aliphatic or aromatic solvent, dried with solvent residues and then cured 215 853 alkylhydrogenpolysiloxan.215 853 alkylhydrogen polysiloxane. 2. Způsob zvýšení spolehlivosti zapouzdření polovodičové součástky podle bodu 1, vyznačený t í m, že do alkylhydrogenpolysiloxanu se přidá katalyzátor ze skupiny látek zahrnujících organokovové soli nebo organokovové sloučeniny některých kovů jako cínu, olova, titanu, chrómu, -zinku, kobaltu, vápníku a hořčíku.2. A method of increasing the encapsulation reliability of a semiconductor device according to claim 1, wherein the catalyst is selected from the group consisting of organometallic salts or organometallic compounds of certain metals such as tin, lead, titanium, chromium, zinc, cobalt, calcium, and the like. magnesium. Vytiskly Moravské tiskařské závody, provoz 12, Leninova 21, OlomoucPrinted by Moravian Printing Works, plant 12, Leninova 21, Olomouc
CS259180A 1980-04-14 1980-04-14 A method of increasing the reliability of a semiconductor component encapsulated or embedded in plastic CS215853B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS259180A CS215853B1 (en) 1980-04-14 1980-04-14 A method of increasing the reliability of a semiconductor component encapsulated or embedded in plastic

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS259180A CS215853B1 (en) 1980-04-14 1980-04-14 A method of increasing the reliability of a semiconductor component encapsulated or embedded in plastic

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CS215853B1 true CS215853B1 (en) 1982-09-15

Family

ID=5363475

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS259180A CS215853B1 (en) 1980-04-14 1980-04-14 A method of increasing the reliability of a semiconductor component encapsulated or embedded in plastic

Country Status (1)

Country Link
CS (1) CS215853B1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3673099A (en) Process and composition for stripping cured resins from substrates
EP0044136A1 (en) Encapsulation of electronic device
US8717130B2 (en) Lacquer composition and use thereof
TWI706024B (en) Adhesive composition for heat dissipation material, heat dissipation material of adhesive, insert substrate and manufacturing method thereof
GB2317386A (en) UV- and thermally-hardenable epoxy resins
CN108350166A (en) Non-chromated corrosion inhibiting polysulfide sealant
US4564562A (en) Silicone encapsulated devices
US4582556A (en) Adhesion primers for encapsulating epoxies
ATE494329T1 (en) CROSSLINKING METHOD FOR AN EPOXY RESIN COMPOSITION CONTAINING REACTIVE PHOSPHONATE
JPS60210672A (en) Coating composition
KR940009038B1 (en) Silicone leather-based resin coating liquid composition
EP0644908A1 (en) Silicon based lacquer, its use as a substrate coating and substrates thus obtained
EP0138209B1 (en) Epoxy resin composition
CN1027375C (en) Silicone composition
CS215853B1 (en) A method of increasing the reliability of a semiconductor component encapsulated or embedded in plastic
CN1146975C (en) Method of forming a molded hollow plastic housing
US4362570A (en) Solvent mixture for removing polysulfide and silicone rubber coatings
US4148966A (en) Polyarylene sulphide coated backing
CA1040942A (en) Method of coating oxidized inorganic substrates with polymide
JP2001244383A (en) Semiconductor device
US2955327A (en) Method for sealing electrical switches or the like
KR20210124994A (en) Improved process for applying silane-based coatings on solid surfaces, particularly on metal surfaces
JPH0714433A (en) Impregnating agent for electronic parts
Li et al. Epoxy Resin with Metal Complex Additives for Improved Reliability of Epoxy-Copper Joint
JP2005229697A (en) Vacuum motor