DE2748523A1

DE2748523A1 - Epoxid-niederdruckpressmasse

Info

Publication number: DE2748523A1
Application number: DE19772748523
Authority: DE
Inventors: Eberhard Dipl Phys Dr Strieder
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1977-10-28
Filing date: 1977-10-28
Publication date: 1979-05-03

Description

Epoxid-Niederdruckpreßmasse
Die Erfindung betrifft eine Epoxid-Niederdruckpreßmasse zum Umhüllen elektronischer Bauelemente, insbesondere Halbleiterbauelemente und integrierter Schaltungen, mit einem Quarzmehl-Füllstoff, der vorzugsweise 60 bis 70 Gewichtsprozent der Epoxid-Niederdruckpreßmasse bildet.
Elektronische Bauelemente, wie zum Beispiel Dioden, Transistoren, integrierte Schaltungen, Gleichrichter, Thyristoren, Widerstände, Kondensatoren usw. werden bekanntlich oft mit Kunststoff umhüllt, um so die Bauelemente vor Umwelteinflüssen zu schützen. Die Kunststoffumhüllung soll dabei eine einwandfreie Funktion und eine lange Lebensdauer der Bauelemente gewährleisten.
Versuche haben Jedoch ergeben, daß die herkömmlichen Kunststoffe diese Forderungen aus den folgenden Gründen nur unzureichend erfüllen können: a) Unter der Einwirkung von Feuchtigkeit wandern Ionen in der Kunststoffumhüllung zum Bauelement. Diese Ionen bewirken dort eine Änderung und Verschlechterung der elektrischen Eigenschaften, wie zum Beispiel eine Wanderung der Kennlinien.
b) Bei höheren Temperaturen macht sich der unterschiedliche thermische Ausdehnungskoeffizient der Kunststoffumhüllung und des Bauelementes bemerkbar. Da sich nämlich die Kunststoffumfüllung stärker ausdehnt als das Bauelement, treten bei einer Beanspruchung mit unterschiedlichen Temperaturen mechanische Spannungen auf, die zu einer Zerstörung des Bauelementes fGhren können.
c) Da die Kunststoffumhüllung bei Temperaturen von etwa 160 0C bis 200 0C auf die Bauelemente aufgetragen wird, treten diese mechanischen Spannungen schon beim AbkUhlen auf Raumtemperatur nach dem Auftragen der Kunststoffumhüllung auf. Dies kann insbesondere bei Bauelementen mit großen Abmessungen, wie zum Beispiel bei Leistungshalbleitern, infolge der starken Schrumpfung zu einer Zerstörung des Bauelementes beziehungsweise der Kunststoffuihtiflung durch Rißbildung fuhren.
d) FUr viele in HF-Bereich betriebene Bauelemente, wie zum Beispiel HF-Halbleiterbauelerente, sind Kunststoffe mit niedriger Dielektrizitätszahl und geringem Verlustfaktor erforderlich, da sonst die gewunsohten HF-Eigenschaften nicht störungsirei zu erzielen sind.
Diese hohen Qualitätsanforderungen konnten bisher nicht durch einen einheitlichen Kunststofftyp erfüllt werden. Es werden daher Kunststoffe mit unterschiedlicher chemischer Zusammensetzung bevorzugt.
Epoxidpreßmassen besitzen zus Beispiel eine gute mechanische Festigkeit, einen ungUnstigen thermischen Ausdehnungskoeffizienten bei höheren Temperaturen, keine befriedigenden dielektrischen Eigenschaften und eine verringerte Feuchtebe ständi gke i t. Dagegen haben Siliconmassen eine ßchlechtere mechanische Festigkeit, einen günstigen thermischen Ausdehnungskoeffizienten bei höheren Temperaturen, gute dielektrische Eigenschaften sowie eine gute Feuchtebe standigkeit.
Bei Epoxid- und Siliconmassen werden durch Zusatz von Glasfasern einerseits die mechanischen Eigenschaften verbessert, wodurch aber andererseits die Viskositätseigenschaften und die Feuchtebeständigkeit verschlechtert werden.
Da Epoxidmassen um wenigstens 50 96 wirtschaftlicher als Siliconmassen sind, besteht in letzter Zeit ein großes Interesse an einer Verbesserung der physikalisch-chemischen Materialeigenschaften von Epoxidmassen.
Es gibt bereits eine Niederdruck-Preßmasse zum Umhüllen von elektronischen Bauelementen (DT-AS 1 789 053), die aus einem nachgereinigten auf Bisphenol A-Basis aufgebauten Epoxidharz besteht, wobei der Chlorgehalt höchstens 0,1 Gewichtsprozent beträgt.
Diese Niederdruck-Preßmasse soll bei Anwesenheit von Feuchtigkeit und Wärme eine elektrolytische Korrosion der Bauelemente verhindern.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Epoxid-Niederdruckpreßmasse anzugeben, die eine gute mechanische Festigkeit aufweist, einen dem Bauelement auch bei höheren Temperaturen angepaßten thermischen Ausdehnungskoeffizienten besitzt und gute dielektrische Eigenschaften und eine hohe Feuchtebeständigkeit hat.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Quarzmehl-Füllstoff amorph ist und eine Oberflächenbeschichtung aus Aminosilan als Haftvermittler hat.
Da Epoxidmassen nämlich zu ca. 60 bis 70 % aus Füllstoff bestehen, werden die Eigenschaften einer daraus hergestellten Preßmasse weitgehend durch diese Füllstoffe bestimmt. Die Erfindung sieht nun vor, daß die bisher üblichen kristallinen, nicht oberflächenbeschichteten Quarzmehl-Füllstoffe durch einen amorphen, oberilächenbeschichteten Quarzmehl-Füllstoff ersetzt werden. Die Oberflächenbeschichtung erfolgt dabei durch Aminosilan als Haftvermittler. Der Quarzmehl-FUllstofi hat eine amorphe Struktur.
Die erfindungsgemaße Epoxid-Niederdruckpreßmasse hat gegenüber den herkömmlichen Preßmassen mit Füllstoff ohne Aminosilan die folgenden Vorteile: Die mechanische Festigkeit ist wesentlich erhöht, so hat zum Beispiel die Biegefestigkeit einen um 30 ,~ größeren Wert. Der thermische Ausdehnungskoeffizient ist um etwa 30 % verbessert.
Die Dielektrizitätszahl ist um etwa 10 X geringer. Außerdem ist die Feuchtebestandigkeit erhöht.
1 Patentanspruch

Claims

Patentanspruch Epoxid-Niederdruckpreßmasse zum Umhüllen elektronischer Bauelemente, insbesondere Halbleiterbauelemente und integrierter Schaltungen, mit einem Quarzmehl-?Ullstoff, der vorzugsweise 60 bis 70 Gewichtsprozent der Epoxid-Niederdruc#preßmasse bildet, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Quarzmehl-FUllstofi amorph ist und eine Oberflächenbeschichtung aus Aminosilan als Haftvermittler hat.