DE2107389A1

DE2107389A1 - Umhüllungsmasse für elektrische Bauelemente

Info

Publication number: DE2107389A1
Application number: DE19712107389
Authority: DE
Inventors: Franz Dipl.-Ing. Dr.Dr. 8000 München Fischer
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1971-02-16
Filing date: 1971-02-16
Publication date: 1972-08-31

Description

Umhüllungsmasse für elektrische Bauelemente Die Erfindung betrifft eine Umhüllungsmasse für elektrische Bauelemente, insbesondere für Italbleiterbauelemente, welche das Bauelement umgibt und welche wenigstens zur Hälfte aus einem anorganischen Füllstoff besteht. Ferner wird ein Verfahren zur Herstellung dieses Füllstoffes vorgeschlagen.
Die Zuverlässigkeit und Lebensdauer elektrischer Bauelemente hängen iii hohem Maße von der Qualität der diese Bauelemente umgebenden Umhüllungsinassen ab. So hat es sich gezeigt, daß mit Epoxydmassen ulaliüllte Bauelemente nach gewissen Betriebszeiten schadhaft werden, da die in die Plastikmasse eindringerade Feuchte durch Hydrolyse Komponenten des Kunststoffes zersetzt, wodurch aggressive Säuren entstehen, die das gesamte System zerstören. Ferner quillt der Kunststoff auf und beschädigt die inneren Verbindungen zwischen dem Bauelement und den durch die Gehäusewand führenden elektrischen Anschlüssen Eine weitere Fehlerquelle, die vor allem bei Halbleiterbauelementen auftritt, ist darin zu sehen, daß die sich bildenden lonisierten Säuremoleküle zur Oberfläche des Yalbleitersystems wandern und dort elektrische Ladungen induzieren, welche die elektrischen Eigenschaften des Bauelements in unerwünschter Weise beeinflussen. Dieses Vorgang tritt auch dann auf, wenn die Halbleiteroberfläche gegen Korrosion durch eine dünne Glasschicht geschützt ist. Durch diese elektrische Änderung kann das System instabil werden oder sogar bei gewissen Betriebs temperaturen ganz ausfallen.
Bisher sind verschiedene Versuche unternommen worden, elektrische Bauelemente gegen Feuchteeinflüsse zu schützen: So ist es beispielsweise bereits schon aus der deutschen Patentschrift 947 919 bekannt, in einem Transistorgehäuse ein absorbierendes Trockonmittel vorzusehen. Auch ist es aus der deutschen Patentanmeldung 5 37313 VIII c/21g nicht mehr neu, zum Schutz gegen das Eindringen von Feuchtigkeit im Gehäuse Füllstoffe anzuordnen, die durch Vernetzung eine größere Dichtigkeit gegen die Feuchte bewirken. Ein möglicher Füllstoff ist Kaolin-Zinkoxyd.
Umhüllungemassen für Halbleiterbauelemente, wie Epoxyde oder Silicone, enthalten derzeit bis zu 70 ffi verschiedene Füllstoffe, die zum Teil wasseranziehend sind. Dies erklärt das schnelle Eindringen von Feuchte in den Kunststoff. Diese Füllstoffe sind aber gerade wegen ihrer mechanischen und thermischen Eigenschaften besonders für die Umhüllung der Bauelemente geeignet. Es hat sich auch gezeigt, daß die Beimengung wssserabweisend er Stoffe zu diesen Füllstoffen deren mechanische und thermische Eigenschaften ungünstig beeinflußt.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Umhüllungemasse anzugeben, die bei guten thermischen und elektrischen Eigenschaften eine sehr geringe Feuchteaufnahme und Feuch tedurchlässigkeit aufweist.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die den Füllstoff bildenden Teilchen mit einer wasserabweisenden Schicht umhüllt sind. Vorzugsweise haben diese Teilchen eine flache, plättchenförmige Struktur.
Durch diese erfinderische Maßnahme ritrd die Wasseraufnahme und Wasserdurchlässigkeit der Uinhüllungsmaterialien wesentlich herabgesetzt. Quellung und Hydrolyse treten insbesondere bei der Verwendung von Siliconharz mit präparierten Bornitridplättchen als Füllstoff nicht mehr auf. Bei gleichzeitiger Brhöhung der Feuchte beständigkeit und der Zuverlässigkeit des Bauelements braucht die besonders empfindliche Halbleiteroberfläche nicht mehr durch einen teuren Prozeß vor der eindringenden Feuchte geschützt zu werden.
Es ist vorteilhaft, wenn als Füllstoff plättehenförmiges Bornitrid und amorphes Quarz verwendet wird und wenn als wasser abweisende Schicht Chlorsiloxan oder Borsiloxan vorgesehen ist. Es ist aber auch möglich, ähnliche Materialien zu verwenden.
Weitere geeignete Füllstoffe sind Quarzmehl, Glasfaser oder Metalloxyde.
Schließlich besteht eine Weiterbildung der Erfindung noch in einem Verfahren zur Herstellung des Füllstoffes. Es wird nämlich in vorteilhafter Weise vorgeschlagen, daß die wasserabweisende Schicht aus der Gasphase auf die den Füllstoff bildenken Teilchen abgeschieden wIrd.
Weitere vIerasle und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Figuren.
Fig. 1: Ein mit Kunststoff umhülltes Bauelement im Schnitt; Fig. 2: Einen Teil des Füllstoffes, vergrößert dargestellt.
in der Figur 1 ist 1 das Halbleitersystem, das auf dem mittleren AusSiErungsdraht 2 auflegiert ist. Die beiden Anschlußdrähte 3 und 4 sind durch die inneren Verbindungsdrähte 5 mit dem System verbelden. Das Halbleitersystem 1 ist mit der Kunststoffmasse 6 umhüllt, die bis zu 70 <0 aus präparierten anorganischen Füllstoffen besteht.
In der Figur 2 ist ein Teil dieses Füllstoffes vergrößert herausgezeichnet. Dabei weisen die anorganischen Füllstoffe 10 auf ihrer Oberfläche eine wasserabweisende Schicht 11 aus Chiorsiloxan auf und sind im Kunstharz 12 eingebettet.
6 Patentansprüche 2 Figuren

Claims

Patentansprüche 1. Umhüllungsmasse für elektrische Bauelemente, insbesondere für Halbleiterbauelemente, weiche das Bauelement umgibt und welche wenigstens zul Hälfte aus einem anorganischen Füllstoff besteht, d a d u r c h g e K e n n z e i c h -n e t , daß die den Füllstoff bildenden Teilchen mit einer wasserabweisenden Schicht umhüllt sind.
2. Umhüllungsmasse nach Anspruch 1, d a d u r c 11 g e -k e n n z e i c h n e t , daß die den Füllstoff bildenden teilchen eine flache, plättchenförmige Struktur haben.
3. Umhüllungsmasse nach Anspruch 1 oder 2, g e k e n n -z e i c Ii n e t d u r c h eine wasserabweisende Schicht aus Chlorsiloxan.
4. Umhüllungsmasse nach Aspruch 1 oder 2, g e k e n n -z e i c h n e t d u r c h eine wasserabweisende Schicht aus Borsiloxan.
5. Umhüllungsmasse nach Anspruch 1, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h einen plättchenförmigen Füllstoff aus amorphem Quarz oder Quarzmehl oder metalloxid oder Bornitrid oder Glasfaser.
6. Verfahren zur Herstellung des Füllstoffes nach einem der Ansprüche 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß die wasserabweisende Schicht aus der Gasphase auf die den Füllstoff bildenden Teilchen abgeschieden wird.

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