CS273406B1 - Method of encased power semiconductor components re-treatment - Google Patents
Method of encased power semiconductor components re-treatment Download PDFInfo
- Publication number
- CS273406B1 CS273406B1 CS776788A CS776788A CS273406B1 CS 273406 B1 CS273406 B1 CS 273406B1 CS 776788 A CS776788 A CS 776788A CS 776788 A CS776788 A CS 776788A CS 273406 B1 CS273406 B1 CS 273406B1
- Authority
- CS
- Czechoslovakia
- Prior art keywords
- solution
- power semiconductor
- minutes
- epoxy resin
- semiconductor devices
- Prior art date
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 20
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 13
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 claims abstract description 14
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 claims abstract description 14
- 238000005266 casting Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000009835 boiling Methods 0.000 claims abstract description 7
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 3
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 9
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 9
- TYJJADVDDVDEDZ-UHFFFAOYSA-M potassium hydrogencarbonate Chemical compound [K+].OC([O-])=O TYJJADVDDVDEDZ-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 3
- 238000010125 resin casting Methods 0.000 claims description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 abstract description 4
- BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L potassium carbonate Chemical compound [K+].[K+].[O-]C([O-])=O BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L 0.000 abstract 2
- 229910000027 potassium carbonate Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 abstract 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 10
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 description 7
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 5
- 239000008393 encapsulating agent Substances 0.000 description 4
- 238000009419 refurbishment Methods 0.000 description 4
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 2
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 238000001311 chemical methods and process Methods 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000003776 cleavage reaction Methods 0.000 description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 2
- 238000005538 encapsulation Methods 0.000 description 2
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 2
- 239000004848 polyfunctional curative Substances 0.000 description 2
- 238000004382 potting Methods 0.000 description 2
- 230000007017 scission Effects 0.000 description 2
- -1 H 2 SO 4 Chemical compound 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 150000004982 aromatic amines Chemical class 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000000593 degrading effect Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 description 1
- 150000002118 epoxides Chemical class 0.000 description 1
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 1
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000002386 leaching Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 229920002379 silicone rubber Polymers 0.000 description 1
- 239000004945 silicone rubber Substances 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000007614 solvation Methods 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 239000007785 strong electrolyte Substances 0.000 description 1
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Encapsulation Of And Coatings For Semiconductor Or Solid State Devices (AREA)
- Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)
Description
polovodičových součástek (57) Řešení se týká způsobu repase zapouzdřených polovodičových součástek, kde alespoň část povrchu Si destičky je v přímém styku se zalévací hmotou na bázi licí epoxidové pryskyřice a u kterých dochází ke snížení závěrných elektrických vlastností. Součástka se ponoří do 0,01 až 0,2 M roztoku uhličitanu draselného při teplotě rovné bodu varu roztoku na dobu 5 až 60 minut. Roztok je rozplavován a ochlazován vodou, následuje sušení při teplotě 80 až 16D °C po dobu 20 až 60 minut.
| 273 | 406 |
| (11) , | |
| (13) | Bl |
| (51) | Int. Cl5 H 01 L 21/56 |
CS 273406 Bl
Vynález se týká způsobu repase zapouzdřených výkonových polovodičových součástek, kde alespoň část povrchu Si destičky je v přímém styku se zalévací hmotou na bázi licí epoxidové pryskyřice.
V současné době se repase výkonových polovodičových součástek pouzdřených zalitím do epoxidové pryskyřice bu3 vůbec neprovádí, nebo se používá mechanické destrukce, která však v žádném případě nezaručuje opětnou použitelnost jednotlivých poměrně drahých součástek. Použití chemických procesů k rozrušení pouzdra výkonových polovodičových součástek z epoxidové pryskyřice je s ohledem na jeho vysokou chemickou odolnost také prakticky nepoužitelné.
Vytvrzování zalévací hmoty je složitý chemický proces se silně exotermickým charakterem. 3eho základem je štěpení epoxidového cyklu s následnou reakcí volných radikálů, což vede k prostorovému zesítění molekul zalévací hmoty. Reakční kinetika vytvrzování je velmi silně závislá na striktním dodržení poměru epoxidové pryskyřice a tvrdidla, kterou je obvykle látka na bázi aromatických aminů a teplotním režimu vytvrzování. Občas však dochází k výrazným změnám elektrických vlastností vytvrzené hmoty, jako permitivity, vodivosti, které následně vedou k nestabilitě závěrných elektrických vlastností, a tím k jejich vyřazování jako neopravitelných zmetků. Pouzdření výkonových polovodičových součástek zalitím epoxidovou pryskyřicí a jejím následným vytvrzením je v současné době používáno zejména při výrobě tzv. bezpotenciálových modulů, tj. kompaktních bloků, obsahujících dvě nebo více polovodičových součástek. Prakticky se jejich pouzdření provádí tak, že po natmelení korpusu do krabičky jsou součástky zality epoxidovou pryskyřicí s příměsí tvrdidla a temperovány v jednom nebo ve dvou krocích po dobu, která je potřebná k přechodu licí pryskyřice z kapalného do tuhého skupenství. Materiál krabičky modulu je obvykle velmi podobného chemického složení jako vytvrzená zalévací hmota.
Mikrostruktura vytvrzené hmoty, především koncentrace polarizovatelných radikálů a jejich dipólové momenty, zásadním způsobem ovlivňují závěrné vlastnosti zalitých polovodičových systémů. Vytvrzená hmota je totiž v přímém styku s povrchovou ochranou systémů, kterou je nejčastěji silikonový kaučuk. Terjká vrstvička kaučuku chrání povrch polovodiče v místech vyústění vysokonapěíových přechodů. Podobně jako vytvrzená zalévací hmota obsahuje i kaučuk jako elektret polarizovatelné molekuly. Působením silného elektrického pole při závěrném zatížení součástky dochází k přeorientaci a vzájemnému ovlivňování dipólů ve vytvrzené hmotě i kaučuku. Interakce dipólů ve vrstvě kaučuku přiléhající k polovodiči, například křemíku s oblastí prostorového náboje vyúsťující na povrch Si vede k jeho deformací a zvyšování závěrných proudů při konstantním vloženém napětí a teplotě součástky. Kinetika tohoto děje závisí na časových konstantách polarizace dipólů v pryskyřici a kaučuku; jejich hodnota se obvykle pohybuje v řádu jednotek až desítek minut. Postupné zvyšování závěrného proudu vede velmi často až k úplné destrukci součástky.
Uvedené nevýhody odstraňuje způsob repase výkonových polovodičových součástek, kde alespoň část povrchu Si destičky je v přímém styku se zalévací hmotou na bází licí epoxidové pryskyřice, při kterém se výkonová polovodičová součástka ponoří do 0,01 až 0,2 M roztoku uhličitanu draselného při teplotě rovné bodu varu roztoku na dobu 5 až 60 minut, potom následuje rozplavování a ochlazování roztoku přitékající vodou až na teplotu okolí, potom se výkonové polovodičové součástky vyjmou a suší při teplotě 80 až 160 °C po dobu 20 až 60 minut.
Vynález umožňuje použití výkonových polovodičových součástek, které byly vyřazeny jako 'neopravitelné zmetky, a tím znehodnocují vložený materiál a práci.
Příkladem způsobu repase výkonových polovodičových součástek podle vynálezu je například repase tyristorového modulu zapouzdřeného zalévací hmotou na bázi licí epoxidové pryskyřice vykazujícího nestabilní elektrické vlastnosti při kterém jsou tyto součástky ponořeny do 0,05 M roztoku KgCOj o teplotě okolí. Tato soustava je zahřáta až k bodu varu a při této teplotě udržována po dobu 20 minut. Po uplynutí této doby je roztok s ponořenými moduly rozplavován tekoucí vodou až do ochlazení modulů na teplotu okolí. V následuIfe
CS 273406 Bl jícím kroku jsou součástky sušeny při teplotě 125 °C po dobu 30 minut. Dalším příkladem způsobu repase takovýchto součástek jsou tyristorové moduly s nestabilním chováním, které jsou analogicky jako ve výše uvedeném případě, doba varu roztoku však činí 40 minut. V pří pádě, že po kontrolním měření stability závěrných proudů jsou zjištěny součástky s nestabilními vlastnostmi, opakuje se celý postup s varem modulů v roztoku po dobu 20 minut. Jestliže ani potom není dosaženo stability závěrného proudu, jsou její příčiny způsobeny jinými faktory, než vlastnostmi zalévací hmoty.
Vynález využívá tří faktorů:
- poruchy ve složení a způsobu vytvrzení zalévací hmoty se projeví nedostatečným prostorovým zesítěním molekul a přítomností nerozštěpených koncových skupin s epoxidovým cyklem
- CH - CH2
- míra zesítění je detakovatelná prostřednictvím pohyblivosti volných iontů v pryskyřici, přičemž s rostoucím zesítěním pohyblivosti klesá;
- náboj volných, chemicky nevázaných iontů v pryskyřici je schopen v mikroměřítku orientovat koncové radikály polarizovatelných molekul, obdobně jako u solvatace, a tím částečně řešit vliv vnějšího elektrického pole.
Přítomnost iontů v objemu nedostatečně zesítěné pryskyřice, respektive zvýšení jejich koncentrace, vede tedy ve svých důsledcích ke zlepšení časové stability závěrných vlastností součástek. Prakticky lze tohoto zvýšení dosáhnout následujícím způsobem:
Zapouzdřená součástka je zahřívána ve zředěném vodném roztoku silného elektrolytu. Protože epoxidová pryskyřice, která je v přímém styku s roztokem elektrolytu, má částečně charakter iontoměniče diky přítomnosti skupin 0H2 v pryskyřici, dochází nejprve k adsorpci a následně k difúzi iontů do nedostatečně zesítěné epoxidové pryskyřice. Tomuto procesu napomáhá souběžné štěpení dříve nezreagovaných epoxidových cyklů molekulami vody podle rovnice z°\
CH - CH2 + H20
OH
CH
OH
CH ’ ’ tj. za vzniku silně polarizovatelných skupin OH. Ohřevem se struktura a složení hmoty postupně stabilizují, inkorporované ionty jsou elektrolyticky fixovány ve svých polohách a jejich náboj vede k orientaci dipólů pryskyřice. Polarizační účinek iontů roste s velikostí jejich náboje, fixace iontů je tím pevnější, čím větší jsou iontové poloměry. Po určité době se ustaví rovnovážný stav a další inkorporace iontů je potlačena.
Konkrétní elektrolyty odzkoušené a pozitivně působící na stabilitu závěrných vlastností : K2G0.j, Ní(N0j)2, NaCl, HC1, HjSO^, KOH. Podobně bude zřejmě působit celá řada dalších, některé je však třeba vyloučit pro korozivní účinky na kovové díly modulů.
Vynálezu je možno použít všude tam, kde výkonové polovodičové systémy jsou zalévány do .epoxidové pryskyřice a kde vinou kvality této zalévací hmoty nebo nedodržením technologického postupu dojde k nestabilitě elektrických závěrných vlastnosti.
CS 273406 Bl i
Claims (1)
- -iPŘEDMĚT VYNÁLEZUZpůsob repase zapouzdřených výkonových polovodičových součástek, kde alespoň část povrchu Si destičky je v přímém styku se zalévací hmotou na bázi licí epoxydové pryskyřice, vyznačující se tím, že se výkonová polovodičová součástka ponoří do 0,01 M až 0,2 M roztoku uhličitanu draselného při teplotě rovné bodu varu roztoku na dobu 5 až 60 minut, potom je roztok rúzplavován a ochlazován vodou na teplotu okolí, potom následuje sušení výkonových polovodičových součástek při teplotě 80 až 160 °C po dobu 20 až 60 minut.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS776788A CS273406B1 (en) | 1988-11-25 | 1988-11-25 | Method of encased power semiconductor components re-treatment |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS776788A CS273406B1 (en) | 1988-11-25 | 1988-11-25 | Method of encased power semiconductor components re-treatment |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CS776788A1 CS776788A1 (en) | 1990-07-12 |
| CS273406B1 true CS273406B1 (en) | 1991-03-12 |
Family
ID=5427368
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CS776788A CS273406B1 (en) | 1988-11-25 | 1988-11-25 | Method of encased power semiconductor components re-treatment |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CS (1) | CS273406B1 (cs) |
-
1988
- 1988-11-25 CS CS776788A patent/CS273406B1/cs unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CS776788A1 (en) | 1990-07-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Zhang et al. | Dynamically crosslinked dry ion‐conducting elastomers for soft iontronics | |
| US5589129A (en) | Method of manufacturing a molding using a filler or an additive concentrated on an arbitrary portion or distributed at a gradient concentration | |
| DE69528961D1 (de) | Verfahren zur Herstellung von intergrierten Schaltungen mit Hochspannungs- und Niederspannungs-lateralen-DMOS-Leistungsbauelementen und nichtflüchtigen Speicherzellen | |
| Dong et al. | Effect of temperature gradient on space charge behavior in epoxy resin and its nanocomposites | |
| CS273406B1 (en) | Method of encased power semiconductor components re-treatment | |
| ES2187755T3 (es) | Materiales que tienen alta conductividad electrica a temperaturas ambientales y metodos para su fabricacion. | |
| CN101792520A (zh) | 低腐蚀性的环氧树脂及其制造方法 | |
| KR20180088813A (ko) | 피복 재료를 포함하는 전기 장치의 제조 방법 | |
| Masuzaki et al. | Superior high-temperature dielectric properties of dicyclopentadiene resin | |
| US10910284B2 (en) | Semiconductor device and method of manufacturing thereof | |
| JP4596875B2 (ja) | 樹脂で被覆した高耐電圧半導体装置及びその製造方法 | |
| Iizuka et al. | Measurement of space charge distribution in epoxy resin after water absorption treatment | |
| CN111058071A (zh) | 一种提高无机金属材料和高分子聚合物之间界面热传导的方法 | |
| US3181229A (en) | Hermetically sealed semiconductor device and method for producing it | |
| Wu et al. | The effect of γ-irradiation on the electrical properties of epoxy resin systems | |
| US3894890A (en) | Method for improving the radiation resistance of silicon transistors | |
| Hayase et al. | Polymerization of epoxide with aluminum complex/silanol catalyst. VII. Thermal and electrical properties of epoxy resin cured with the new catalyst | |
| Suzuki et al. | Comparative study on ionic conduction of polar and nonpolar polymers using molecular dynamics simulations | |
| CN120865514A (zh) | 一种耐高低温冲击、耐高压的损伤可修复、可拆解的vitrimer灌封电学组件及其制备方法 | |
| CN104789113B (zh) | 一种有机硅改性苯并噁嗪高压电机浸渍漆及其制备方法 | |
| CN113061321B (zh) | 复合材料及其制备方法 | |
| Niemi | Self-priming silicone elastomeric coatings for high voltage insulator bodies | |
| Fouracre et al. | The effect of gamma-irradiation on the electrical properties of two typical epoxy resin systems | |
| US5022969A (en) | Process for encasing an electronic component | |
| Liang et al. | Electrically induced linear locomotion of polymer gel in air |