DE4233450A1 - Waermehaertbare harzzusammensetzungen und damit eingekapselte halbleitereinrichtungen - Google Patents
Waermehaertbare harzzusammensetzungen und damit eingekapselte halbleitereinrichtungenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft wärmehärtbare Harzzusammensetzungen mit ver
bessertem Fluß und einer verbesserten Härtung zu Produkten mit einem
niedrigen Ausdehnungskoeffizient, einer hohen Glasübergangstempera
tur, guter Haftfestigkeit und geringer Feuchtigkeitsabsorption sowie Halb
leitereinrichtungen, welche mit gehärteten Produkten der wärmehärtbaren
Harzzusammensetzungen eingekapselt sind.
Die Hauptentwicklung der modernen Halbleiterindustrie umfaßt harzein
gekapselte Dioden, Transistoren, IC, LSI und Super-LSI. Unter den ver
schiedenen Harzmischungen für die Einkapselung von Halbleitereinrich
tungen werden Epoxyharzzusammensetzungen am häufigsten verwendet,
da diese im allgemeinen hinsichtlich der Formbarkeit, Haftfestigkeit, den
elektrischen Eigenschaften, mechanischen Eigenschaften und der Feuch
tigkeitsbeständigkeit gegenüber den anderen wärmehärtbaren Harzen
verbessert sind. Der derzeitige Trend bei diesen Halbleitereinrichtungen
geht in Richtung eines zunehmend hohen Grades an Integration und damit
einhergehender zunehmender Chipgröße. Andererseits ist es erwünscht,
daß die Packungen kleinere und dünnere Außenabmessungen aufweisen,
um den Anforderungen an Kompaktheit und leichtes Gewicht für elektroni
sche Ausrüstungen zu genügen. Weiterhin wird zur Befestigung von Halbleiterteilen
auf Schaltkreistafeln aus Gründen einer erhöhten Teiledichte
auf den Tafeln und einer verringerten Tafeldicke nunmehr häufig die Ober
flächenmontage von Halbleiterteilen angewandt.
Eine herkömmliche Verfahrensweise für die Oberflächenmontage von
Halbleiterteilen besteht darin, die gesamten Halbleitereinrichtungen in ein
Lötbad einzutauchen oder diese durch eine heiße Zone eines geschmolze
nen Lötmetalls zu führen. Die mit diesem Verfahren verbundenen Thermo
schocks bewirken, daß die Einkapselungsharzschichten Risse bilden oder
führen zu einer Trennung an der Grenzfläche zwischen den Leitungsrah
men oder Chips und dem Einkapselungsharz. Solche Risse und Trennun
gen werden ausgeprägter, wenn die Einkapselungsharzschichten für die
Halbleitereinrichtung vor den Thermoschocks, welche während der Ober
flächenmontage auftreten, Feuchtigkeit absorbiert haben. Da jedoch die
Einkapselungsharzschichten bei den praktischen Herstellungsstufen un
vermeidlich Feuchtigkeit absorbieren, erleiden mit Epoxyharz eingekap
selte Halbleitereinrichtungen nach der Montage manchmal einen Verlust
an Zuverlässigkeit bzw. Betriebssicherheit.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, die oben genannten Probleme
des Standes der Technik zu überwinden und eine neue und verbesserte
wärmehärtbare Harzzusammensetzung vorzusehen, welche verbessertes
Fließverhalten und eine verbesserte Härtung zu Produkten mit niedrigem
Ausdehnungskoeffizient, geringen Spannungen, einer hohen Glasüber
gangstemperatur (Tg), einer guten Haftfestigkeit und geringen Feuchtig
keitsabsorption zeigt.
Weiterhin ist es Aufgabe der Erfindung, eine mit einem gehärteten Produkt
der wärmehärtbaren Harzzusammensetzung eingekapselte Halbleiterein
richtung vorzusehen, welche vollkommen zuverlässig bzw. betriebssicher
gegenüber Feuchtigkeit und Thermoschocks während der Oberflächen
montage bleibt.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst mit einer wärmehärtbaren
Harzzusammensetzung gemäß Anspruch 1 sowie andererseits durch eine
eingekapselte Halbleitereinrichtung gemäß Anspruch 6. Vorteilhafte Aus
gestaltungen des Erfindungsgegenstandes sind in den Unteransprüchen
angegeben.
Gegenstand der Erfindung ist demnach eine wärmehärtbare Harzzusam
mensetzung, umfassend
- A) ein naphthalinringtragendes Epoxyharz,
- B) ein dicyclopentadien-modifiziertes Phenolharz der folgenden allgemei nen Formel (1):
worin R1 ein Wasserstoffatom oder eine Alkylgruppe mit 1 bis 6 Kohlenstof
fatomen und n eine ganze Zahl von 0 bis 15 bedeuten, und
- C) einen anorganischen Füllstoff.
Gemäß der Erfindung hat sich gezeigt, daß eine solche wärmehärtbare
Harzzusammensetzung ein gutes Fließverhalten zeigt und zu Produkten
mit niedrigem Ausdehnungskoeffizient, geringen Spannungen, einer ho
hen Tg, guten Haftfestigkeit und geringen Feuchtigkeitsabsorption aus
härtet. Die Zusammensetzung ist über Halbleitereinrichtungen formbar.
Die mit gehärteten Produkten der Zusammensetzung eingekapselten Halb
leitereinrichtungen sind äußerst zuverlässig bzw. betriebssicher.
Insbesondere sind Epoxyharzzusammensetzungen unter Verwendung
naphthalinringtragender Epoxyharze und/oder naphthalinringtragender
Phenolharze in einer Anzahl von Patentveröffentlichungen beschrieben,
beispielsweise in JP-A-21627/1991, 39323/1991, 43412/1991 und
59020/1991. Diese Zusammensetzungen basieren auf naphthalinringtra
genden Epoxy- oder Phenolharzen und ergeben vorteilhafte Eigenschaften,
welche bei früheren Dünnpackungs- Einkapselungsharzen nicht gefunden
werden.
Diese bekannten wärmehärtbaren Harzzusammensetzungen, welche
naphthalinringtragende Epoxy- oder Phenolharze umfassen, härten zu
Produkten mit einem niedrigen Ausdehnungskoeffizient, geringen Span
nungen, einer hohen Tg und geringer Feuchtigkeitsabsorption, sind jedoch
schlecht hinsichtlich der Adhäsion bzw. Haftfestigkeit.
Die kombinierte Verwendung eines naphthalinringtragenden Epoxyharzes
und eines dicyclopentadien-modifizierten Phenolharzes der Formel (1) ist
wirksam bei der Verringerung des Prozentgehaltes an Wasseraufnahme
und erhöht signifikant die Bindefestigkeit. Aufgrund der geringen Wasser
aufnahme und der verstärkten Haftfestigkeit, ist die Rißbeständigkeit bei
der Eintauchung in Lötmetall nach der Feuchtigkeitsabsorption signifi
kant verbessert. Im Gegensatz zu bekannten Packungen, welche Risse bil
deten, wenn sie in ein Lötbad bei 260°C eingetaucht wurden, zeigt sich völ
lig überraschend, daß Packungen, welche mit der erfindungsgemäßen Zu
sammensetzung eingekapselt werden, unter den gleichen Bedingungen
keine Rißbildung zeigen.
Die vorliegende Erfindung umfaßt eine wärmehärtbare Harzzusammenset
zung, umfassend (A) ein naphthalinringtragendes Epoxyharz, (B) ein Phe
nolharz und (C) einen anorganischen Füllstoff.
Die Komponente (A) ist ein naphthalinringtragendes Epoxyharz. Bevorzugt
sind naphthalinringtragende Epoxyharze der allgemeinen Formel (2)
In Formel (2) bedeuten R2 ein Wasserstoffatom oder eine Alkylgruppe mit 1
bis 10 Kohlenstoffatomen, wie etwa Methyl-, Ethyl- und Butylgruppen;
OG eine Glycidylgruppe der Formel
A ein Wasserstoffatom oder eine Gruppe
k eine ganze Zahl von 0 bis 5,1 eine ganze Zahl von 0 bis 3, m eine ganze Zahl
von 0 bis 2 und n gleich 1 oder 2. Wenn n gleich 1 ist, kann die OG-Gruppe
an jedem Ring des Naphthalinrings gebunden sein. Wenn n gleich 2 ist,
können die zwei OG-Gruppen entweder an einem oder beiden Ringen des
Naphthalinrings gebunden sein.
Vorzugsweise enthält das naphthalinringtragende Epoxyharz (A) weniger
als 10 Gew. -%, insbesondere weniger als 7 Gew. -% epoxidierte Produkte
von α-Naphthol und α,β-Naphthol im Hinblick auf die Wärme- und Feuch
tigkeitsbeständigkeit.
Weiterhin sind zweikernige Verbindungen, die aus Phenolen bestehen, wie
etwa Diglycidylether und Phenylglycidylether, vorzugsweise auf weniger
als 0.5 Gew. -%, insbesondere weniger als 0,2 Gew.-% beschränkt.
Wünschenswerterweise besitzt das Epoxyharz (A) einen Erweichungs
punkt von 50 bis 120°C, insbesondere von 70 bis 110°C und ein Epoxyä
quivalent von 100 bis 400. Ein Epoxyharz mit einem Erweichungspunkt
von unterhalb 50°C besitzt die Nachteile, daß gehärtete Produkte eine zu
niedrige Tg aufweisen und daß das Formen der Zusammensetzung häufig
von Graten und Lunkern begleitet ist. Bei einem Erweichungspunkt von
über 120°C würde die Zusammensetzung für die Formung zu viskos wer
den.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform, bei der die Zusammensetzung für
die Halbleitereinkapselung verwendet wird, sollte das Epoxyharz (A) vor
zugsweise weniger als 1000 ppm, insbesondere weniger als 500 ppm hydro
lisierbares Chlor und weniger als 10 ppm an Natrium und Kalium enthal
ten. Wenn eine Halbleitereinrichtung mit einem Harz, welches mehr als
1000 ppm hydrolysierbares Chlor und mehr als 10 ppm an Natrium und Ka
lium enthält, eingekapselt wird, würde sie beim Stehenlassen in einer At
mosphäre mit hoher Temperatur und hoher Feuchtigkeit während eines
langen Zeitraums die Feuchtigkeitsbeständigkeit verlieren.
Veranschaulichende nichtbeschränkende Beispiele des Epoxyharzes mit
einem Naphthalinring sind nachstehend angegeben.
In den Formeln bedeuten R ein Wasserstoffatom oder eine einwertige Koh
lenwasserstoffgruppe mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen,
OG eine Gruppe der Formel
a gleich 1 oder 2, b, c, d und e eine ganze Zahl von mindestens 2.
Während ein naphthalinringtragendes Epoxyharz, wie oben definiert, als
Epoxyharz eine wesentliche Komponente bei der erfindungsgemäßen wär
mehärtbaren Harzzusammensetzung darstellt, kann ein beliebiges her
kömmliches Epoxyharz zusätzlich verwendet werden. Typisch für das zu
sätzliche Epoxyharz sind Epoxyharze mit mindestens zwei Epoxygruppen
im Molekül, beispielsweise Bisphenol-A-Epoxyharze, Phenolnovolak-Epo
xyharze, Triphenolalkan-Epoxyharze und Polymere hiervon, Epoxyharze
vom dicyclopentadien-modifizierten Phenol-Typ, Phenolaralkyl-Epoxyhar
ze, Glycidylester-Epoxyharze, cycloaliphatische Epoxyharze, heterocycli
sche Epoxyharze und bromierte Epoxyharze.
Vorzugsweise liegt der Naphthalinringgehalt in dem naphthalinringtragen
den Epoxyharz im Bereich von 5 bis 80 Gew.-%, insbesondere von 10 bis 60
Gew.-%.
Die Komponente (B) ist ein dicyclopentadien-modifiziertes Phenolharz,
welches als Härtungsmittel für die Komponente (A) oder das Epoxyharz
dient. Es besitzt die folgende allgemeine Formel (1):
In der Formel (1) bedeuten R1 ein Wasserstoffatom oder eine Alkylgruppe
mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, wie etwa Methyl- Ethyl-, Propyl-, Butyl-, He
xyl- und Cyclohexylgruppen, und n eine ganze Zahl von 0 bis 15.
Veranschaulichende nichtbeschränkende Beispiele des Phenolharzes der
Formel (1) sind nachstehend angegeben.
Wünschenswerterweise besitzt das dicyclopentadien-modifizierte Phenol
harz (B) einen Erweichungspunkt von 60 bis 150°C, insbesondere von 70
bis 130°C und ein Hydroxyläquivalent von 90 bis 250, insbesondere 150
bis 200.
Bei der bevorzugten Ausführungsform, bei der die Zusammensetzung für
die Halbleitereinkapselung verwendet wird, sollte das Phenolharz (B) vor
zugsweise weniger als 10 ppm an Natrium und Kalium enthalten. Wenn ei
ne Halbleitereinrichtung mit einem Harz, welches mehr als 10 ppm an Na
trium und Kalium enthält, eingekapselt und in einer Atmosphäre hoher
Temperatur und hoher Feuchtigkeit über einen langen Zeitraum stehen ge
lassen wird, können die Alkaligehalte eine Verschlechterung der Feuchtig
keitsbeständigkeit fördern.
Bei der erfindungsgemäßen wärmehärtbaren Harzzusammensetzung ist
das oben definierte dicyclopentadien-modifizierte Phenolharz eine wesent
liche Komponente, wobei andere Phenolharze in Kombination eingemischt
werden können. Beispiele des anderen Phenolharzes, welches hierin ver
wendet werden kann, umfassen ein Phenolharz mit mindestens zwei phe
nolischen Hydroxylgruppen im Molekül, wie etwa Novolak-Phenolharze,
Resol-Phenolharze, Phenolaralkylharze, Triphenolalkan-Harze und Poly
mere hiervon sowie naphthalinringtragende Phenolharze. Insbesondere
führt die zusätzliche Verwendung eines naphthalinringtragenden Phenol
harzes zu einer wärmehärtbaren Harzzusammensetzung, welche weniger
feuchtigkeitsabsorbierend ist und ein größeres Haftvermögen aufweist.
Amin-Härtungsmetall und Säureanhydrid-Härtungsmetall können eben
falls zusammen eingesetzt werden.
Wenn das dicyclopentadien-modifizierte Phenolharz der Formel (1) in Bei
mischung mit anderen Phenolharzen verwendet wird, sollte das erstere
mindestens 10 Gew.-% , vorzugsweise mindestens 20 Gew. -% der gesamten
Phenolharzkomponenten ausmachen, um eine ausreichende Haftfestigkeit
zu erzielen.
Das Mischungsverhältnis des Epoxyharzes und Phenolharzes hängt vom
Äquivalentverhältnis der Epoxy- zu den Hydroxylgruppen ab. Wünschens
werterweise liegt das Äquivalentverhältnis der Epoxygruppen zu den Hy
droxylgruppen im Bereich von 0,5 bis 2, insbesondere von 0,8 bis 1,5. Dem
zufolge werden vorzugsweise etwa 30 bis 100 Teile, insbesondere etwa 40
bis 70 Gewichtsteile des Phenolharzes pro 100 Gewichtsteile des Epoxyhar
zes verwendet. Auf dieser Basis würden weniger als 30 Teile des Phenolhar
zes eine weniger zufriedenstellende Festigkeit ergeben, wohingegen bei
mehr als 100 Teilen des Phenolharzes ein Teil des Phenolharzes unreagiert
bliebe, wodurch ein Verlust der Feuchtigkeitsbeständigkeit resultieren
würde.
Bei der Durchführung der Erfindung wird vorzugsweise ein siliconmodifi
ziertes Copolymer zusätzlich zu dem naphthalinringtragenden Epoxyharz
(A) und dem dicyclopentadienmodifizierten Phenolharz (B) zur Verstärkung
der Vorteile der Erfindung zugemischt. Die hierin verwendbaren siliconmo
difizierten Copolymeren umfassen Copolymere, die aus der Additionsreak
tion von eine Alkenylgruppen enthaltenden Epoxy- und Phenolharzen oder
eine Alkenylgruppe enthaltenden naphthalinringtragenden Epoxy- und
Phenolharzen mit Organopolysiloxanen, insbesondere deren SiH-Grup
pen, resultieren.
Nachfolgend werden Beispiele der eine Alkenylgruppe enthaltenden Epoxy-
und Phenolharze oder der eine Alkanylgruppe enthaltenden naphthalin
ringtragenden Epoxy- und Phenolharze angegeben.
In den Formeln sind p und q positive Zahlen im Bereich von: 1p10 und
1q3.
Diese eine Alkenylgruppe enthaltenden Epoxy- und Phenolharze können
beispielsweise durch Epoxidieren von eine Alkenylgruppen enthaltenden
Phenolharzen mit Epichlorhydrin oder durch teilweises Umsetzen gut be
kannter Epoxyharze mit 2-Allylphenol hergestellt werden.
Die mit den vorher genannten Harzen umzusetzenden Organopolysiloxane
besitzen beispielsweise folgende Struktur.
Bei der Zusammensetzung wird das siliconmodifizierte Copolymer vorzugs
weise in Mengen von 0 bis 50 Teilen, insbesondere 1 bis 30 Gewichtsteilen
pro 100 Gewichtsteilen des gesamten Epoxyharzes (A) und Phenolharzes
(B) eingemischt. Mehr als 50 Gewichtsteile auf dieser Basis des Copolyme
ren würden eher in nachteiliger Weise die Haftfestigkeit beeinträchtigen
und gehärtete Produkte mit einem ausreichend hohen Wasserdiffusions
koeffizienten, um eine Wasserpermeation zu ermöglichen, ergeben.
Die Komponente (C) ist ein anorganischer Füllstoff, der aus den herkömmli
cherweise für Epoxyharze verwendeten gewählt werden kann. Der anorga
nische Füllstoff ist wirksam zur Reduzierung des Ausdehnungskoeffizien
ten des Einkapselungsharzes zur Verringerung von Spannungen gegenü
ber den Halbleiterelementen. Quarzglas in gemahlener und sphärischer
Form und kristallines Siliciumdioxid werden oft als anorganischer Füll
stoff verwendet. Aluminiumoxid, Siliciumnitrid und Aluminiumnitrid sind
ebenso geeignet. Der Füllstoff sollte vorzugsweise eine mittlere Teilchen
größe von etwa 5 bis 20 µm besitzen. Es ist empfehlenswert, nur einen ku
gelförmigen Füllstoff oder eine Mischung aus sphärischen und gemahlenen
Formen zu verwenden, um sowohl die Formbarkeit und die geringe Ausdeh
nung der gehärteten Produkte zu erzielen. Der Füllstoff wird vorzugsweise
mit Silan-Kupplungsmitteln vor dem Einmischen oberflächenbehandelt.
Der anorganische Füllstoff wird vorzugsweise in einer Menge von etwa 200
bis etwa 1000 Teilen, insbesondere etwa 250 bis etwa 800 Gewichtsteilen
pro 100 Gewichtsteilen der Gesamtharzkomponenten in der Zusammen
setzung verwendet. Auf dieser Basis würden weniger als 200 Teile des Füllstoffs
zuwenig sein, um seine Zwecke der Reduzierung des Ausdehnungs
koeffizienten und somit Verringerung der Spannungen gegenüber Halblei
terelementen, um eine Schädigung der Elemente zu verhindern, zu erzie
len. Die Einmischung von mehr als 1000 Teilen des Füllstoffs würde der Zu
sammensetzung für die Formgebung eine zu hohe Viskosität verleihen.
Zusätzlich kann ein Härtungspromotor (D) der erfindungsgemäßen Zusam
mensetzung zugegeben werden. Typische Härtungspromotoren sind Imida
zol und dessen Derivate, Phosphinderivate und Cycloamidinderivate. Vor
zugsweise wird der Härtungspromotor in Mengen von 0,001 bis 5 Teilen,
insbesondere 0,1 bis 2 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteile des Epoxyhar
zes (A) eingemischt. Weniger als 0,001 Teile des Härtungspromotors sind
zuwenig, um die Härtung innerhalb eines kurzen Zeitraums zu vervollstän
digen, während mehr als 5 Teile des Promotors die Härtungsgeschwindig
keit zu stark beschleunigen könnte, um eine annehmbare Formgebung zu
erzielen.
Bei bestimmten bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung können
verschiedene organische synthetische Kautschuke, thermoplastische Har
ze, wie etwa Styrol-Butadien-Methylmethacrylat-Copolymere und Styrol-
Ethylen-Buten-Styrol-Copolymere, Silicongel, und Siliconkautschuk in
feiner Pulverform zugegeben werden, um den gehärteten Produkten aus der
wärmehärtbaren Harzzusammensetzung Flexibilität und Zähigkeit zu ver
leihen. Der anorganische Füllstoff kann mit einem Siliconkautschuk oder
Silicongel vom Zweikomponenten-Typ oberflächenbehandelt worden sein.
Unter anderem sind die oben erwähnten siliconmodifizierten Copolymeren
und Styrol-Butadien-Methylmethacrylat-Copolymeren zur Verringerung
von Spannungen des Epoxyharzes wirksam.
Vorzugsweise wird das als spannungsherabsetzendes Mittel wirkende
thermoplastische Harz in einer Menge von etwa 0,5 bis 10 Gew.-%, insbe
sondere von etwa 1 bis 5 Gew.-%, bezogen auf die gesamte wärmehärtbare
Harzzusammensetzung, eingemischt. Das thermoplastische Harz würde in
Mengen von weniger als 0,5 Gew. -% eine unzureichende Thermoschockbe
ständigkeit und in Mengen von mehr als 10 Gew. -% eine geringe mechani
sche Festigkeit ergeben.
Falls erwünscht, kann die erfindungsgemäße Zusammensetzung weiterhin
Formtrennmittel, wie etwa Carnaubawachs, höhere Fettsäuren und ein syn
thetisches Wachs, Silan-Kupplungsmittel, Antimonoxid und Phosphorver
bindungen enthalten.
Die erfindungsgemäße Zusammensetzung kann durch Schmelzen und
Mahlen der Komponenten in einer Heißwalzenmühle, Schmelzen und Kne
ten in einem Kneter oder Schmelzen und Mastizieren in einem kontinuier
lichen Extruder hergestellt werden. Die Reihenfolge der Einmischung der
Komponenten ist nicht kritisch.
Die erfindungsgemäßen wärmehärtbaren Harzzusammensetzungen sind
in vorteilhafter Weise zur Einkapselung zahlreicher Typen von Halbleiter
einrichtungen anwendbar, einschließlich Dual-in-line Packungs(DIP)-,
Flachpackungs-, Plastic Leaded Chip Carrier (PLCC)- und Small Outline
(SO)- Typen. Die Zusammensetzungen können durch herkömmliche Ver
fahren geformt werden, einschließlich dem Preßspritzen, Spritzgießen und
Gießverfahren. Am häufigsten werden die Zusammensetzungen bei einer
Temperatur von etwa 150 bis etwa 180°C geformt und bei einer Temperatur
von etwa 150 bis etwa 185°C während etwa 2 bis etwa 16 Stunden nachge
härtet.
Aus der obigen Beschreibung geht hervor, daß die erfindungsgemäßen wär
mehärtbaren Harzzusammensetzungen ein verbessertes Schmelzverhal
ten zeigen und zu Produkten mit einem niedrigen Ausdehnungskoeffizient,
einer hohen Tg, einer guten Haftfestigkeit und geringen Feuchtigkeitsab
sorption härten. Mit gehärteten Produkten der Zusammensetzungen einge
kapselte Halbleitereinrichtungen sind vollkommen zuverlässig bzw. be
triebssicher.
Nachstehend wird die Erfindung anhand von Beispielen und Vergleichsbei
spielen näher erläutert, die jedoch nicht beschränkend sind. Alle Teile be
ziehen sich auf das Gewicht.
Es wurden wärmehärtbare Harzzusammensetzungen hergestellt durch
gleichförmiges Schmelzmischen der folgenden Komponenten in einer Heiß-
Doppelwalzenmühle. Die verwendeten Komponenten waren ein naphtha
linringtragendes Epoxyharz, ein Phenolharz, bromiertes Epoxyharz, sili
conmodifiziertes Copolymer, wie nachstehend gezeigt und in den in Tabelle
1 angegebenen Mengen verwendet, 550 Teile kugelförmiges Siliciumdioxid,
10 Teile Antimontrioxid, 1,5 Teile γ-Glycidoxypropyltrimethoxysilan, 1,5
Teile Wachs E, 1,0 Teile Ruß und 0,8 Teile Triphenylphosphin.
Mit diesen Zusammensetzungen wurden die folgenden Prüfungen (A) bis(E)
durchgeführt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.
Unter Verwendung einer Form gemäß dem EMMI-Standard wurde die Mes
sung bei 175°C und 6,86 MPa (70 kg/cm2) durchgeführt.
Es wurden Prüfstäbe von 10×100×4 mm, welche bei 175°C und 6,86 MPa
(70 kg/cm2) während zwei Minuten geformt und bei 180°C während vier
Stunden nachgehärtet wurden, gemäß JIS K6911 geprüft.
Prüfkörper von 4×4×15 mm, welche bei 175°C und 6,68 MPa (70 kg/cm2)
während zwei Minuten geformt und bei 180°C während vier Stunden nach
gehärtet wurden, wurden mittels einem Dilatometer durch Erwärmen der
Prüfkörper mit einer Geschwindigkeit von 5°C/min untersucht.
Halbleitereinrichtungen für eine Aluminiumleiter-Korrosionsbewertungs-
Feuchtigkeitsprüfung wurden zu flachen Packungen von 2 mm Dicke durch
Ausformen der Zusammensetzung um die Einrichtungen herum bei 175°C
und 6,86 MPa (70 kg/cm2) während zwei Minuten und Nachhärten bei
180°C während 4 Stunden eingekapselt. Die Packungen wurden in einer
heißen, feuchten Atmosphäre bei 85°C und RH 85% während 120 Stunden
gehalten, was den Packungen die Aufnahme von Feuchtigkeit erlaubt. Die
Feuchtigkeitsaufnahme wurde gemessen. Danach wurden die Packungen
10 Sekunden in ein Lötbad bei 260°C eingetaucht. Dann wurden die
Packungen auf Risse untersucht. Angegeben ist die Anzahl der gerissenen
Packungen/ Gesamtanzahl der geprüften Packungen. Lediglich die intak
ten Packungen wurden dann in einer gesättigten Wasserdampfatmosphäre
bei 120°C über einen vorbestimmten Zeitraum gehalten und der Prozent
satz an defekten Packungen wurde berechnet.
Zylinder von 15 mm Durchmesser und 5 mm Höhe wurden auf Platten einer
42-Legierung bei 175°C und 6,86 MPa (70 kg/cm2) während zwei Minuten
geformt und bei 180°C während 4 Stunden nachgehärtet. Die Proben wur
den bei 121°C und 2,1 Atmosphären 16 Stunden stehen gelassen und dann
einem Wasserphasen-Rückfluß bei 215°C während 1 Minute unterzogen.
Die Bindekraft wurde durch Messen der Zugfestigkeit zwischen dem ge
formten Zylinder und der 42-Legierungsplatte gemessen.
Die bei diesen Beispielen verwendeten Harze sind nachstehend charakteri
siert.
In den Formeln sind n und n′ Zahlen, welche gemäß den Epoxy- oder Hydro
xyäquivalenten festgelegt sind.
Claims (6)
1. Wärmehärtbare Harzzusammensetzung, umfassend
- A) ein naphthalinringtragendes Epoxyharz,
- B) ein dicyclopentadien-modifiziertes Phenolharz der folgenden allgemei nen Formel (1): worin R1 ein Wasserstoffatom oder eine Alkylgruppe mit 1 bis 6 Kohlen stoffatomen und n eine ganze Zahl von 0 bis 15 bedeuten, und
- C) einen anorganischen Füllstoff.
2. Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei das naphthalinringtra
gende Epoxyharz der folgenden allgemeinen Formel
entspricht, worin R1 wie in Anspruch 1 definiert ist, OG eine Glycidylgrup
pe bedeutet, n gleich 1 oder 2 ist, wobei die R1- und OG-Gruppen entweder
an einem Ring oder beiden Ringen des Naphthalinrings gebunden sein
können, A ein Wasserstoffatom oder die Gruppe,
k eine
ganze Zahl von 0 bis 5,1 eine ganze Zahl von 0 bis 3 und m eine ganze Zahl
von 0 bis 2 bedeuten.
3. Zusammensetzung nach Anspruch 1, enthaltend 100 Gewichtsteile
des Epoxyharzes (A) und 30 bis 100 Gewichtsteile des Phenolharzes (B).
4. Zusammensetzung nach Anspruch 1, enthaltend etwa 200 bis 1000
Gewichtsteile des Füllstoffs (C) pro 100 Gewichtsteile der Gesamtharz
komponenten.
5. Zusammensetzung nach Anspruch 1, umfassend weiterhin ein sili
conmodifiziertes Copolymer.
6. Halbleitereinrichtung, welche mit einer wärmehärtbaren Harzzu
sammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 5 in gehärtetem Zustand
eingekapselt ist.
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