DE102007037622A1 - Harz-Formulierung auf Bismaleinimid-Basis und Verwendung der Harz-Formulierung - Google Patents

Harz-Formulierung auf Bismaleinimid-Basis und Verwendung der Harz-Formulierung Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Harz-Formulierung mit mindestens einer vernetzbaren Bismaleinimid-Komponente, dadurch gekennzeichnet, dass die Bismaleinimid-Komponente Bismaleinimidophenylindan mit folgender Strukturformel aufweist: $F1 Die Reste R1, R2, und R3 sind beliebige organische Gruppen. Die Harz-Formulierung eignet sich zur elektrischen Isolierung von Bauelementen, bei denen im Betrieb hohe Temperaturen von bis zu 225°C auftreten. Verwendung findet die Harz-Formulierung zur Herstellung einer isolierenden Vergussmasse oder einer isolierenden Beschichtung eines elektrischen Bauelements, insbesondere aber zur Herstellung einer Folie mit folgenden Verfahrensschritten: a) Bereitstellen der Harz-Formulierung, b) Formgebungsprozess der Harz-Formulierung und c) Initiierung einer Vernetzung der Bismaleinimid-Komponente der Harz-Formulierung, wobei die Folie entsteht. Schließlich wird eine Verwendung der Folie zur planaren Kontaktierung einer elektrischen Kontaktstelle eines elektrischen Bauelements mit folgenden Verfahrensschritten angegeben: a') Bereitstellen des Bauelements mit der Kontaktstelle, b') Auflaminieren der Folie auf das Bauelement, so dass die Kontaktstelle von der Folie bedeckt ist, c') Öffnen eines Fensters in der Folie, so dass die Kontaktstelle des Bauelements freigelegt wird, und d') Kontaktieren der Kontaktstelle durch das Fenster hindurch.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Harz-Formulierung auf Bismaleinimid-Basis und die Verwendung der Harz-Formulierung.
  • Aus der WO 03/030247 A2 ein Verfahren zum planaren Kontaktieren eines elektrischen Bauelements bekannt. Dabei wird eine Kontaktfläche des Bauelements, beispielsweise ein auf einem Substrat angeordnetes Halbleiterbauelement, großflächig kontaktiert. Zur Kontaktierung wird eine Isolationsfolie auf das Halbleiterbauelement auflaminiert. Durch Erzeugen eines Fensters in der Isolationsfolie wird die Kontaktfläche des Halbleiterbauelements freigelegt. Nachfolgend wird die Kontaktfläche durch Metallabscheidung auf der Kontaktfläche und auf Bereichen der Isolationsfolie durch das Fenster hindurch elektrisch kontaktiert.
  • Das bekannte Verfahren wird beispielsweise in der Hochleistungselektronik zur Kontaktierung von Leistungshalbleiterbauelementen eingesetzt. Im Betrieb derartiger Bauelemente kann es zu einer hohen Wärmeentwicklung und in Folge davon zu einer erheblichen thermischen Belastung der Folie kommen. Die thermische Belastung führt bei den kommerziell erhältlichen Folien, beispielsweise auf Epoxid-Basis, zu Degradationsprozessen. Aufgrund der Degradationsprozesse verschlechtern sich beispielsweise die mechanischen Eigenschaften der Folie.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, eine Harz-Formulierung anzugeben, die sehr gut verarbeitet werden kann und die thermischen Belastungen bei Temperaturen von bis zu 225°C Stand hält.
  • Zur Lösung der Aufgabe wird eine Harz-Formulierung mit mindestens einer vernetzbaren Bismaleinimid-Komponente angegeben, dadurch gekennzeichnet, dass die Bismaleinimid-Komponente Bismaleinimidophenylindan mit folgender Strukturformel aufweist:
    Figure 00020001
  • Die Reste R1, R2 und R3 sind beliebige gleiche oder verschiedene gesättigte oder ungesättigte organische Reste, beispielweise Ethyl- oder Phenyl-Gruppen. Wasserstoff ist ebenfalls denkbar. Vorzugsweise sind die Reste R1 bis R3 jeweils eine Methylgruppe. Bismaleinimidophenylindan (BMPI) zeichnet sich durch einen niedrigen Schmelzpunkt von unter 90°C aus. Darüber hinaus zeigt das BMPI bei der Schmelztemperatur eine niedrige Viskosität. Dies führt zu einer sehr guten Verarbeitbarkeit. Gleichzeitig weist BMPI eine gute thermische Stabilität auf. BMPI vereint somit eine gute Verarbeitbarkeit und eine zu erzielende hohe thermische Stabilität.
  • Gemäß einer besonderen Ausgestaltung ist mindestens ein Co-Monomer zur Bildung eines Co-Polymerisats mit dem Bismaleinimidophenylindan vorhanden. Das Co-Monomer reagiert mit Bismaleinimidophenylindan. Bevorzugt findet eine Reaktion ab einer Temperatur von 150°C statt. Das Co-Monomer wird bei der Vernetzung in das Netzwerk durch Polykondensation eingebaut. Das Co-Monomer fungiert dabei als so genannter Toughening Modifier (TM). Es dient der Modifizierung der mechanischen Eigenschaften eines aus der Harz-Formulierung gewonnenen Produkts, beispielsweise einer Folie.
  • Aufgrund der hohen Reaktivität der funktionellen Gruppen des BMPIs sind beliebige Co-Monomere denkbar. Als besonderes geeignet hat sich ein Co-Monomer herausgestellt, das eine Allyl-Gruppe und/oder eine Phenolgruppe aufweist. Vorzugsweise sind beide Gruppen vorhanden, wie im Fall des Compimids TM 124® von Degussa:
    Figure 00030001
  • In einer besonderen Ausgestaltung ist in der Harz-Formulierung ein Entgasungsmittel vorhanden. Das Entgasungsmittel erleichtert ein Entgasen der Harz-Formulierung während der Verarbeitung. Beispielsweise wird die Harz-Formulierung zu einer Folie verarbeitet. Mit dem Entgasungsmittel sind Folien mit einer glatten Folienoberfläche erhältlich.
  • In einer besonderen Ausgestaltung weist das Entgasungsmittel mindestens ein Polyacrylat auf, wobei ein wesentlicher Bestandteil des Entgasungsmittels von dem Polyacrylat gebildet wird. Dabei sind verschiedenste Polyacrylate denkbar. Als besonders geeignet hat sich dabei Modaflow® von Monsanto herausgestellt.
  • In einer weiteren Ausgestaltung enthält die Harzformulierung mindestens ein Thixotropierungsmittel. Unter Thixotropie wird im Allgemeinen die Erscheinung verstanden, dass die Viskosität einer Flüssigkeit oder eines Gels durch Einwirken einer mechanischen Kraft reversibel erhöht wird. Das Thixotropierungsmittel der Harz-Formulierung führt dazu, dass die Harz-Formulierung Thixotropie zeigt. Somit lässt sich mit dem Thixotropierungsmittel die Verarbeitbarkeit der Harz-Formulierung steuern.
  • Als Thixotropierungsmittel sind verschiedenste Materialien bzw. Materialkombinationen denkbar. Besonders vorteilhaft ist der Einsatz hochdisperser Kieselsäure, die durch Flammenhydrolyse von Siliziumtetrachlorid hergestellt wird. Eine derartige Kieselsäure wird beispielsweise über den Handelsnamen Aerosil® von Degussa vertrieben. In einer besonderen Ausgestaltung weist daher das Thixotropierungsmittel Aerosil® auf. Dieses Thixotropierungsmittel erhöht eine Standfestigkeit einer nach einem Formgebungsprozess aus der Harz-Formulierung hergestellten, noch nicht ausgehärteten (vernetzten) Folie. Ansonsten würde sich nämlich die Folie beim Aushärten zusammenziehen oder es käme zum „Ausbluten". Es würden sich verflüssigte Harzanteile von den festen Harzanteilen trennen.
  • Neben dem Co-Monomer, dem Thixotropierungsmittel, und dem Entgasungsmittel, die vor allen Dingen im Hinblick auf die Verarbeitbarkeit der Harz-Formulierung eingesetzt werden, können weitere Bestandteile in der Harz-Formulierung vorhanden sein. Die weiteren Bestandteile können ebenfalls auf die Verarbeitbarkeit der Harz-Formulierung abzielen. Beispielsweise ist ein Viskositätsmittel zum Steuern der Viskosität der Harz-Formulierung vorhanden. Die weiteren Bestandteile können aber auch im Hinblick auf die thermische Stabilität eines aus der Harz-Formulierung gewonnenen Produkts abzielen. In einer besonderen Ausgestaltung ist daher mindestens ein Zusatz zur Einstellung einer chemischen, elektrischen und/oder physikalischen Eigenschaft der Harz-Formulierung und/oder eines aus der Harz-Formulierung hergestellten Produkts vorhanden. Dabei sind verschiedenste organische und anorganische, reaktive oder nicht reaktive Zusätze denkbar.
  • In einer besonderen Ausgestaltung weist der Füllstoff mindestens einen gegenüber dem Bismaleinimidophenylindan im Wesentlichen inerten Bruchzähigkeitsmodifikator auf. Der Bruchzähigkeitsmodifikator ist eine Substanz, mit der eine mechanische Eigenschaft, z. B. Weichheit, Biegsamkeit bzw. Elastizität, und damit die Verarbeitbarkeit eines aus der Harz-Formulierung hergestellten Produkts verbessert werden kann. Der Bruchzähigkeitsmodifikator unterbindet beispielsweise die Rissbildung und Rissfortpflanzung in der ganz oder nur teilweise ausgehärteten Folie. Im Wesentlichen inert bedeutet dabei, dass es während der Herstellung, der Lagerung und/oder der Weiterverarbeitung der Harz-Formulierung zu keiner oder nahezu keiner chemischen Reaktion zwischen dem Bruchzähigkeitsmodifikator und dem Bismaleinimidophenylindan kommt.
  • In einer besonderen Ausgestaltung weist der Bruchzähigkeitsmodifikator ein Polyetherimid (PEI) auf. Als besonders geeignet hat sich dabei ULTEM 1010® von General Electric gezeigt. Dieser Bruchzähigkeitsmodifikator, ein Thermoplast, verbindet sehr gut die gewünschte niedrige Reaktivität gegenüber dem Bismaleinimidophenylindan mit der gewünschten Elastizität eines Produkts in Form einer Folie.
  • Insbesondere können in der Harz-Formulierung anorganische Füllstoffe enthalten sein. Diese Füllstoffe können verschiedenste Funktionen ausüben. Beispielsweise wird durch anorganische Füllstoffe eine Brennbarkeit der Harz-Formulierung bzw. des resultierenden Produkts herabgesetzt. Ebenso kann eine elektrische Durchschlagsfestigkeit des Produkts erhöht werden. In einer besonderen Ausgestaltung weist der Zusatz zumindest einen aus der Gruppe Bornitrid und/oder Wollastonit ausgewählten anorganischen Füllstoff auf. Wollastonit erhöht aufgrund seiner nadelförmigen Kristallstruktur eine Flexibilität des Systems. Bornitrid, insbesondere wenn es fein vermahlen eingesetzt wird, zeigt sehr gute Kompabilität zu Bismaleinimidophenylindan und führt somit zu einer verbesserten Temperaturstabilität. Darüber hinaus zeichnet sich Bornitrid durch eine hohe Wärmeleitfähigkeit aus. Dies führt zu einer entsprechenden Wärmeleitfähigkeit des resultierenden Produkts Im Hinblick auf Hochtemperaturanwendungen ist dies besonders vorteilhaft.
  • Die genannten anorganischen Füllstoffe führen zu einer zusätzlichen Thixotropierung. Da dies eine Fließfähigkeit der Harz-Formulierung behindert und somit eine Verarbeitbarkeit einschränkt, ist gegebenenfalls der Anteil an Aerosil® anzupassen.
  • Zur Verbesserung einer Homogenität der Harz-Formulierung und der daraus gewonnenen Folie können weitere Additive, beispielsweise Bindemittel oder Dispergatoren enthalten sein. Ein besonderes Augenmerk wird dabei auf die Verteilung des Füllstoffs oder der Füllstoffe in der Harz-Formulierung bzw. des resultierenden Produkts geworfen. Ebenso kann hier die spätere Anwendung des Produkts im Blickpunkt stehen. In einer besonderen Ausgestaltung ist daher ein Haftvermittler vorhanden zur Verbesserung einer Haftung zwischen vernetztem Bismaleinimidophenylindan und dem Füllstoff und/oder zur Verbesserung einer Haftung zwischen dem durch die Vernetzung des Bismaleinimidophenylindans gebildeten Produkts und einem Untergrund (z. B. Substratoberfläche, elektrisches Bauelement), auf dem das Produkt aufgebracht werden soll. Zur Anbindung der Füllstoffe Bornitrid und Wollastonit hat sich ein Haftvermittler in Form eines Silans als besonders günstig herausgestellt. Silan ist hat sich auch als Haftvermittler für Metall- oder Keramik-Untergründe bewährt, auf die beispielsweise eine aus der Harz-Formulierung gewonnene Folie auflaminiert wird. In einer besonderen Ausgestaltung weist daher der Haftvermittler ein Silan auf. Vorzugsweise weist dabei das Silan eine Epoxi-Gruppe auf. Sehr gute Erfahrungen wurden dabei mit dem Silan A-187 (3-(Trimethoxysilyl)-Propoxy-Methyl-Oxiran) gemacht.
  • Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird die Harz-Formulierung zum Herstellen einer elektrisch isolierenden Vergussmasse und/oder einer elektrisch isolierenden Beschichtung eines elektrischen Bauelements verwendet. Die Harz-Formulierung wird zur elektrischen Isolierung des Bauelements eingesetzt. Dazu werden die Harz-Formulierung und die zu isolierende Oberfläche des Bauelements in Kontakt miteinander gebracht. Anschließend wird die Vernetzung der Harz-Formulierung initiiert. Es bildet sich die elektrisch isolierende Vergussmasse.
  • Zum Auftragen können beliebige Verfahren angewandt werden. In einer besonderen Ausgestaltung wird zum Herstellen der elektrisch isolierenden Vergussmasse und/oder zum Herstellen der elektrisch isolierenden Beschichtung die Harz-Formulierung in einem Spritzgussverfahren und/oder in einem Tintenstrahl-Druckverfahren (InkJet-Verfahren) auf das Bauelement aufgetragen.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Verwendung der Harz-Formulierung zur Herstellung einer Folie mit folgenden Verfahrensschritten angegeben: a) Bereitstellen der Harz-Formulierung, b) Formgebungsprozess der Harz-Formulierung und c) Initiierung einer Vernetzung des Bismaleinimidophenylindans der Harz-Formulierung, wobei die Folie entsteht.
  • Das Bereitstellen beinhaltet u. a. ein Vermischen der Bestandteile der Harz-Formulierung miteinander. Der Formgebungsprozess umfasst einen Foliengieß-Prozess. Dazu wird beispielsweise die Harz-Formulierung bei 100°C bis 120°C auf eine thermofixierte, einseitig silikonisierte PET (Polyethylenterephthalat)-Trägerfolie in dünner Schicht (Schichtdicke z. B. 100 μm bis 200 μm) aufgetragen.
  • Nach dem Formgebungsprozess wird die Vernetzung initiiert. Dies gelingt beispielsweise durch Temperaturerhöhung. Dabei kann der Vernetzungsprozess vollständig durchlaufen werden. Vorzugsweise erfolgt die Vernetzung aber lediglich teilweise. In einer besonderen Ausgestaltung wird daher das Vernetzen abgebrochen. Es findet ein Anhärteprozess statt. Der Abbruch der Vernetzung erfolgt vorzugsweise bei einem Vernetzungsgrad von maximal 20%. Dies bedeutet, dass 20% oder weniger des Bismaleinimidophenylindans der Harz-Formulierung umgesetzt ist. Dies führt dazu, dass die Folie noch flexibel ist und bei der Weiterverarbeitung einer mechanischen Beanspruchung, beispielsweise beim Einspannen, Aufheizen, Auflaminieren, etc., Stand hält und nicht reißt. Gleichzeitig trägt sich die Folie durch das Anhärten selbst und kann von einer eventuell bei Formgebungsprozess verwendeten Trägerfolie abgelöst werden. Das Ablösen gelingt relativ leicht, da sich an einer Oberfläche der Folie und damit an einer Grenzfläche zu einer Trägerfolie Oligomere der Bismaleinimid-Komponente bilden, die zu einem Verlust einer Klebrigkeit der Harz-Formulierung bzw. der Folie führen. Durch den Einsatz von Thermoplasten als weitere Zusätze kann sowohl die Flexibilität als auch die Selbst-Tragfähigkeit der angehärteten Folie erhöht werden.
  • Da bei geeigneter Prozessführung selbstragende Folien hergestellt werden können, sind Folien mit beliebigen Foliestärken zugänglich. Vorzugsweise wird aber eine Folie mit einer aus dem Bereich von 20 μm bis 400 μm und insbesondere aus dem Bereich von 50 μm bis 200 μm ausgewählten Folienstärke. Diese Folienstärken eignen sich für beliebige, nachfolgende Folienverarbeitungsprozesse.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Verwendung der Folie zur planaren Kontaktierung einer elektrischen Kontaktstelle eines elektrischen Bauelements mit folgenden Verfahrensschritten angegeben: a') Bereitstellen des Bauelements mit der Kontaktstelle, b') Auflaminieren der Folie auf das Bauelement, so dass die Kontaktstelle von der Folie bedeckt ist, c') Öffnen eines Fensters in der Folie, so dass die Kontaktstelle des Bauelements freigelegt wird, und d') Kontaktieren der elektrischen Kontaktstelle durch das Fenster hindurch. Einzelheiten dieser Art der Kontaktierung sind der WO 03/030247 A2 zu entnehmen. Dabei ist festzuhalten, dass sich die Folie gerade für diesen Prozess besonders eignet: Die Folie ist laminierbar (z. B. unter Vakuum) und zeigt eine gute Haftfähigkeit auf verschiedensten Materialien (Cu, Si). Darüber hinaus eignet sich die Folie für die zur planaren Kontaktierung vorgesehenen Laserablation.
  • Zusammenfassend sind mit der Erfindung folgende Vorteile verbunden:
    • – Durch den Einsatz von Bismaleinimidophenylindans als Bismaleinimid-Komponente einer entsprechenden Harz-Formulierung, die bei relativ niedriger Temperatur schmilzt und die bei der Schmelztemperatur eine niedrige Viskosität zeigt, wird die Verarbeitung der Harz-Formulierung stark vereinfacht.
    • – Durch die niedrige Schmelztemperatur und der damit einhergehenden niedrigen Viskosität ist es möglich, einen relativ hohen Füllgrad an Füllstoffen zu erzielen. Dadurch lässt sich eine Vielzahl von Eigenschaften des resultierenden Produkts, beispielsweise Wärmeleitfähigkeit, mechanische Stabilität (z. B. Bruchzähigkeit) Temperaturausdehungskoeffizient, Haftung am Untergrund, etc., in einem weiten Bereich einstellen.
    • – Durch das Anhärten und die Flexibilisierung mit Bruchzähigkeitsmodifikatoren (Thermoplasten) wird eine gut applizierbare Folie erhalten, die selbst tragend ist und bereits einer relativ niedrigen Prozesstemperatur von etwa 70°C für die planare Kontaktierung eingesetzt werden kann.
    • – Die angehärtete Folie zeigt eine gute Lagerbeständigkeit. Ein Einfrieren wie bei vergleichbaren Produkten ist nicht nötig.
    • – Die Harz-Formulierung ist für Hochtemperatur-Anwendugnen geeignet. Eine aus der Harz-Formulierung gewonnene Folie zeigt beispielsweise bei 175°C über 1000 h lediglich Verfärbung, jedoch keine nennenswerte Zersetzung (gemessen am Masseverlust).
    • – Bereits im ungefüllten Zustand (ohne entsprechenden Füllstoff) zeigt ein resultierendes Produkt einen niedrigen thermischen Ausdehungskoeffizienten. Daraus resultiert ein erhöhter Freiheitsgrad hinsichtlich anderer Eigenschaften wie Flexibilität und thermische Stabilität des Produkts.
  • Anhand eines Ausführungsbeispiels und einer Figur wird die Erfindung näher erläutert. Die Figur ist schematisch und stellt keine maßstabsgetreue Abbildung dar.
  • Die Figur zeigt einen Ausschnitt eines Leistungshalbleitermoduls von der Seite.
  • Gemäß dem Ausführungsbeispiel setzen sich die Harz-Formulierung wie folgt zusammen:
    Bismaleinimidophenylindan 50 MT
    Compimide TM 124® 50 MT
    Bornitrid (fein vermahlen)
    Aerosil®
    Modaflow®
    Silan A-187 0,5 MT
  • In nicht dargestellten Ausführungsformen wird die Harz-Formulierung zum Herstellen einer elektrisch isolierenden Vergussmasse und zum Herstellen einer elektrisch isolierenden Beschichtung des Leistungshalbleiterbauelementsverwendet. Dazu wird ein Spritzgussverfahren bzw. ein InkJet-Verfahren angewandt. Insbesondere durch die Anwendung des InkJet-Verfahrens gelingt es, die elektrisch isolierende Beschichtung strukturiert auf das Leistungshalbleiterbauelement aufzutragen und somit von vornherein elektrische Kontaktflächen des Bauelements frei zu lassen. Nach dem Auftragen wird die Harz-Formulierung thermisch ausgehärtet.
  • Gemäß einer alternativen Anwendung wird die Harz-Formulierung zu teil-vernetzten Folien verarbeitet. Die teil-vernetzen Folien werden zur planaren Kontaktierung eines Bauteils verwendet.
  • Das Bauteil ist ein Leistungshalbleiterbauelement 10, das auf einem DCB (Direct Copper Bonding) Substrat mit einer Keramikplatte angeordnet ist, an deren Hauptflächen Kupferschichten 112 und 113 angebracht sind (vgl. Figur). Das Leistungshalbleiterbauelement ist auf die Kupferschicht 112 des Substrats aufgelötet.
  • Das Leistungshalbleiterbauelement weist auf der dem Substrat abgekehrten Seite eine Kontaktierungsfläche 101 auf. Zur elektrischen Kontaktierung wird die teil-vernetzte Folie auf das Leistungshalbleiterbauelement und das Substrat auflaminiert.
  • Nach dem Auflaminieren wird in der Folie ein Fenster 121 erzeugt und so die Kontaktierungsfläche freigelegt. Das Erzeugen des Fensters erfolgt durch Laserablation. In einer alternativen Ausführung wird zum Erzeugen des Fensters ein Photolithographie-Prozess durchgeführt.
  • Nach dem Erzeugen des Fensters wird elektrisch leitendes Material 14 auf der freigelegten Kontaktierungsfläche und auf der auflaminierten Folie abgeschieden. Das elektrisch leitende Material wird in mehreren Schichten aus der Gasphase abgeschieden. Den Abschluss bildet eine galvanisch abgeschiedene Kupferschicht. Auf diese Weise werden die Kontaktierungsflache des Leistungshalbleiterbauelements mit einer elektrischen Leitungsbahn kontaktiert, die über eine hohe Stromtragfähigkeit verfügt. Bauelement, Substrat und die entsprechenden Leitungsbahnen bilden das Leistungshalbleitermodul.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - WO 03/030247 A2 [0002, 0025]

Claims (19)

  1. Harz-Formulierung mit mindestens einer vernetzbaren Bismaleinimid-Komponente, dadurch gekennzeichnet, dass die Bismaleinimid-Komponente Bismaleinimidophenylindan mit folgender Strukturformel aufweist:
    Figure 00120001
  2. Harz-Formulierung nach Anspruch 1, wobei mindestens ein Co-Monomer zur Bildung eines Co-Polymerisats mit dem Bismaleinimidophenylindan vorhanden ist.
  3. Harz-Formulierung nach Anspruch 2, wobei das Co-Monomer eine Ally-Gruppe und/oder eine Phenolgruppe aufweist.
  4. Harz-Formulierung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei mindestens ein Entgasungsmittel vorhanden ist.
  5. Harz-Formulierung nach Anspruch 4, wobei das Entgasungsmittel mindestens ein Polyacrylat aufweist.
  6. Harz-Formulierung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei mindestens ein Thixotropierungsmittel vorhanden ist.
  7. Harz-Formulierung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei mindestens einen Zusatz zur Einstellung einer chemischen, elektrischen und/oder physikalischen Eigenschaft der Harz-Formulierung und/oder eines aus der Harz-Formulierung hergestellten Produkts vorhanden ist.
  8. Harz-Formulierung nach Anspruch 7, wobei der Zusatz mindestens einen gegenüber dem Bismaleinimidophenylindan im Wesentlichen inerten Bruchzähigkeitsmodifikator aufweist.
  9. Harz-Formulierung nach Anspruch 8, wobei der Bruchzähigkeitsmodifikator ein Polyetherimid aufweist.
  10. Harz-Formulierung nach Anspruch 7, wobei der Zusatz zumindest einen aus der Gruppe Bornitrid und/oder Wollastonit ausgewählten anorganischen Füllstoff aufweist.
  11. Harz-Formulierung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, wobei ein Haftvermittler vorhanden ist zur Verbesserung einer Haftung zwischen vernetztem Bismaleinimidophenylindan und dem Füllstoff und/oder zur Verbesserung einer Haftung zwischen dem durch die Vernetzung des Bismaleinimidophenylindans gebildeten Produkts und einem Untergrund, auf dem das Produkt aufgebracht werden soll.
  12. Harz-Formulierung nach Anspruch 11, wobei der Haftvermittler ein Silan aufweist.
  13. Harz-Formulierung nach Anspruch 12, wobei das Silan eine Epoxi-Gruppe aufweist.
  14. Verwendung der Harz-Formulierung nach einem der Ansprüche 1 bis 13 zum Herstellen einer elektrisch isolierenden Vergussmasse und/oder zum Herstellen einer elektrisch isolierenden Beschichtung eines elektrischen Bauelements.
  15. Verwendung der Harz-Formulierung nach Anspruch 14, wobei zum Herstellen der elektrisch isolierenden Vergussmasse und/oder zum Herstellen der elektrisch isolierenden Beschichtung die Harz-Formulierung in einem Spritzgussverfahren und/oder i6 einem Tintenstrahl-Druckverfahren auf das Bauelement aufgetragen wird.
  16. Verwendung der Harz-Formulierung nach einem der Ansprüche 1 bis 13 zum Herstellen einer Folie mit folgenden Verfahrensschritten: a) Bereitstellen der Harz-Formulierung, b) Formgebungsprozess der Harz-Formulierung und c) Initiierung einer Vernetzung des Bismaleinimidophenylindans der Harz-Formulierung, wobei die Folie entsteht.
  17. Verwendung nach Anspruch 16, wobei das Vernetzen abgebrochen wird.
  18. Verwendung nach Anspruch 16 oder 17, wobei eine Folie mit einer aus dem Bereich von 20 μm bis 400 μm und insbesondere aus dem Bereich von 50 μm bis 200 μm ausgewählten Folienstärke hergestellt wird.
  19. Verwendung der nach einem der Ansprüche 16 bis 18 hergestellten Folie zur planaren Kontaktierung einer elektrischen Kontaktstelle eines elektrischen Bauelements mit folgenden Verfahrensschritten: a') Bereitstellen des Bauelements mit der Kontaktstelle, b') Auflaminieren der Folie auf das Bauelement, so dass die Kontaktstelle von der Folie bedeckt ist, c') Öffnen eines Fensters in der Folie, so dass die Kontaktstelle des Bauelements freigelegt wird, und d') Kontaktieren der elektrischen Kontaktstelle durch das Fenster hindurch.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009017732A1 (de) * 2009-04-11 2010-10-21 Semikron Elektronik Gmbh & Co. Kg Leistungshalbleiterbauelement mit einer Randpassivierung und Verfahren zu dessen Herstellung

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1993025386A1 (en) * 1992-06-16 1993-12-23 Ensign-Bickford Coatings Company Thermally resistant glass article
WO2003030247A2 (de) 2001-09-28 2003-04-10 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum kontaktieren elektrischer kontaktflächen eines substrats und vorrichtung aus einem substrat mit elektrischen kontaktflächen
US20060116476A1 (en) * 2004-12-01 2006-06-01 3M Innovative Properties Company Hybrid thermosetting composition
US20070179232A1 (en) * 2006-01-30 2007-08-02 National Starch And Chemical Investment Holding Corporation Thermal Interface Material

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1993025386A1 (en) * 1992-06-16 1993-12-23 Ensign-Bickford Coatings Company Thermally resistant glass article
WO2003030247A2 (de) 2001-09-28 2003-04-10 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum kontaktieren elektrischer kontaktflächen eines substrats und vorrichtung aus einem substrat mit elektrischen kontaktflächen
US20060116476A1 (en) * 2004-12-01 2006-06-01 3M Innovative Properties Company Hybrid thermosetting composition
US20070179232A1 (en) * 2006-01-30 2007-08-02 National Starch And Chemical Investment Holding Corporation Thermal Interface Material

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009017732A1 (de) * 2009-04-11 2010-10-21 Semikron Elektronik Gmbh & Co. Kg Leistungshalbleiterbauelement mit einer Randpassivierung und Verfahren zu dessen Herstellung

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