NL8102948A - Vormbare mengsels op basis van epoxyharsen met kleine thermische uitzettingscoefficient en groot thermisch geleidingsvermogen. - Google Patents

Description

Γ~ t~vö 1970 " ' " .-- - i ' ) i ·! 1

t I

i ! · ; Vormbare mengsels op basis van epoxyharsen met kleine thermische uit-I ; zettingscoëfficiënt.en groot thermisch geleidingsvermogen. '

De uitvinding heeft betrekking op vormbare mengsels : van epoxyharsen, die geschikt zijn als omhullingsmateriaal voor elek- ; trische en elektronische inrichtingen, in het bijzonder voor micro-: - elektronische componenten, zoals halfgeleiders.

5. Elektrische en elektronische inrichtingen zijn reeds : eerder ingekapseld in een reeks harsachtige materialen, met inbegrip ; van epoxyharsen, silicoonharsen en fenolharsen. Zo is bekend, vormbare mengsels te gebruiken op basis van epoxyharsen, welke een epoxyhars bevat;. een harder daarvoor en een anorganische vulstof als essentiële be-| 10' standdelen, terwijl, verder nog verschillende hulpstoffen kunnen worden I toegevoegd,, zoals katalysatoren, losmiddelen, pigmenten, vlamvertragers ; en koppelmiadelen.

Van inkapselharsen voor micro-elektronische inrichtingen worden de volgende eigenschappen verlangd: 15 a) goede verenigbaarheid met de inrichting zelf, zon- : der chemische, fysische of elektrische storing van de werking van de halfgeleiderinrichtingen door het gebruikte inkapselingsmiddel; b) deugdelijke afdichting bij de geleiders om binnendringen van vocht en ionische verontreinigingen langs deze geleiders te 20 voorkomen; c) geringe doordringbaarheid van hét inkapselingsmiddel voor vocht; · d) gering gehalte aan ionische verontreinigingen, zoals .+ +' + —

Li , Na , K en Cl ; 25 e) hoge glasovergangstemperatuur; f) kleine thermische uitzettingscoëfficiënt; g) groot thermisch geleidingsvermogen; h) dimensionale stabiliteit over lange perioden.

Terwijl de onder (a), (b), (c), (d), (e) en (h) ver- 30 melde eisen in hoofdzaak worden vervuld door epoxyharsen, die zijn gehard met een anhydride, en verder door fenolformaldehydecondensaten, . kresolformaldehydecondensaten, polyaminen of combinaties daarvan met of zonder katalysatoren en koppelmiddelen, worden de zeer belangrijke fac------ toren, geringe thermische uitzettingscoëfficiënt en groot thermisch ge- 8Ί 02 948 ί 2 I ...

ij.

I ; leidingsvermogen samen met het vereiste geringe gehalte aan ionische ver-: ontreinigingen en een gering afschurend vermogen rechtstreeks en belang-I rijk beïnvloed door de keuze van de anorganische vulstof of vulstoffen.

Het belang van een kleine thermische uitzettingscoëf-5; ficiënt in een vormbaar mengsel op basis van epoxyharsen, kan niet te ! veel nadruk krijgen. De enorme vooruitgang in de micro-elektronische . industrie heeft het mogelijk gemaakt halfgeleiderchips te vervaardigen i ! .. met toenemende grootte, functionaliteit, ingewikkeldheid en circuit- i : .. . ...

I : dichtheid. Dergelijke grote halfgeleiderchips zijn meer kwetsbaar voor '10, spanningen als gevolg van thermische uitzetting dan de kleine eenvou-: dige chips met als gevolg, dat. toepassing van een inkapselingsmiddel, ·> dat geen kleine thermische uitzettingscoëfficiënt heeft, de oorzaak is : van voortijdig bezwijken, als gevolg, van barsten van chips,, breken van i : I draden, barsten van een 'passivèringslaag en van veranderingen van para- | 15; meters. Dergelijke gebreken houden alle verband met grote inwendige spanningen., veroorzaakt door temperatuurveranderingen, welke het gevolg : zijn van een grote in plaats van een kleine thermische uitzettingsco-; efficiënt van het gebruikte epoxymengsel.

Haast de eis van een kleine thermische uitzettingscoëf-20 ficiënt is het evenzeer belangrijk, dat het vormbare epoxymengsel een groot thermisch geleidingsvermogen heeft. Halfgeleiderinrichtingen met grote circuitdichtheid produceren meer warmte per oppervlakte-eenheid dan inrichtingen met kleine circuitdichtheid, waardoor het nodig is, deze warmte snel te dissiperen door het inkapselingsmiddel om wer-25 king onder betrekkelijk koele omstandigheden te verzekeren en een lange bruikbaarheidsduur te verkrijgen. In de elektronische industrie wordt algemeen aanvaard, dat een toename van 10°C in de junctietemperatuur de nuttige levensduur van een halfgeleiderinrichting vermindert tot de helft. Daarom is de eigenschap Van een groot thermisch geleidingsvermo-30 gen en dus snelle afvoer van warmte, noodzakelijk voor efficiënte werking en lange nuttige levensduur van een micro-elektronische inrichting.

De anorganische vulstoffen, welke thans in gebruik zijn voor vormbare epoxymengsels omvatten gesmolten siliciumdioxyde, a-kwarts, aluminiumoxyde, glasvezels, calciumsilicaat, een reeks grondsoorten en 35 kleisoorten en verschillende combinaties daarvan. Deze vulstoffen, welke kQ - 80% van de totale inkapselingsmengsels uitmaken, hebben de grootste 81 02948: -------------- I t · i 1 : ! i I ! 3 I \ 4 I ; invloed op de eigenschappen van de thermische uitzettingscoëfficiënt ; en het thermische geleidingsvermogen. Zo heeft gesmolten siliciumoxyde ! een kleine thermische nitzettingscoëfficient. Helaas heeft deze zelfde vulstof tevens een klein thermisch geleidingsvermogen. Die vulstof moet . 5 daarom worden gebruikt in combinatie met een vulstof met een groot . : thermisch geleidingsvermogen om deze twee eigenschappen samen te kri j-: gen.

Een andere veel gebruikte vulstof is α-kwarts, dat een : groot thermisch geleidingsvermogen heeft, maar eveneens een grote ther-101 mische uitzettingscoëfficiënt, zodat deze noodzakelijk moet worden ge- ; bruikt in combinatie met een-vulstof met een kleine thermische uitzet-' : tingscoëfficiënt om dit- gebrek te compenseren, i Hoewel aluminiumoxyde tegelijk de eigenschappen van ,1 ; een kleine thermische uitzettingscoëfficiënt en een groot thermisch | 1J, geleidingsvermogen heeft, verhindert zijn zeer sterk afschurend vermo-! . . gen de toepassing, omdat het een onaanvaardbaar grote en snelle slij-! : tage-meebrengt van de fabricage- en'vormapparatuur.

| De stand der techniek beschrijft geen enkele praktisch • ; ; bruikbare vulstof, welke een kleine thermische uitzettingscoëfficiënt : 20 heeft (hier gedefinieerd als minder dan 23 x 10 /°C] beneden de glas- . overgangstemperatuur en tegelijk een groot thermisch geleidingsvermogen (hier gedefinieerd als groter dan 25 x 10 cal/°C/cm/sec). De procedures om de thermische uitzettingscoëfficiënt en het thermisch geleidingsvermogen te bepalen worden hieronder beschreven in voorbeeld I.

25 Het is dus gewenst een verbeterd vormbaar mengsel op basis van epoxyharsen te verschaffen, dat een vulstof bevat, welke tegelijk een kleine thermische uitzettingscoëfficiënt heeft en een groot thermisch geleidingsvermogen, welke vulstof betrekkelijk weinig afschurend is en vrij is van ionische verontreinigingen.

30 Het is daarom het hoofddoel van de uitvinding een ver beterd vormbaar mengsel op basis van epoxyharsen te verschaffen, dat een vulstof bevat, welke aan het mengsel de twee eigenschappen verleent van een kleine thermische welke betrekkelijk niet afschurend is en vrij is van ionische verontreinigingen.

35 In ruime zin heeft de uitvinding betrekking op een ver beterd vormbaar mengsel op basis van epoxyharsen, dat in staat is te T10Z9 4 8: ! I ~ · : I , I , : I I . k it 1 } I .

! : worden omgezet in een thermisch, geharde. toestand door toepassen van hit- i ; te en druk. en:dat geschikt Is om micro-elektronische inrichtingen in te ... '· 1 kapselen, waart ij het mengsel omvat een epoxyhars, een harder daarvoor . i en ongeveer UQ - 80 gew.$ vulstof, terwijl de verbetering "bestaat in de .. 5 toepas sing "van'ongeveer 25 - 100' gew.,$ van de vulstof van een specifiek : anisotroop polykristallijn gesinterd keramisch produkt. Dit produkt is gekenmerkt, doordat het als. primaire fase cordlëriet. heeft en ana- lytisch in hoofdzaak bestaat uit' 13,5 - 16,5$ RO, 33 - Ui$ Al^O^ en | I k6,6 - 53$ SiOg, ..terwijl het een'thermische uitzettingscoëfficiënt . 10 in.ten minste ëéh richting heeft van minder dan 11,0 x 10 ^/°C in het I . ; gehied van 25 - 1000°C, terwijl RQ in hoofdzaak bestaat uit een oxyde, | ; gekozen uit 'de groep, bestaande uit RiO, CóO, SeO, MnO en TiOg, waarbij ; HO minder dan. 25% van het RO uitmaakt, CoO minder dan 15 gew.$ van i . het RO, FeO minder dan bo gew. $ van het RO, MnO minder dan 98 gew.$ | 15! van het RO en TxOwminder dan 15 gew.$ van het RO, terwijl de rest van : het RO praktisch, geheel bestaat rat MgO, welk anisotroop polykristallijn gesinterd keramisch produkt betrekkelijk niet afschurend is en vrij is 1 van Ionische verontreinigingen en aan het' vormbare mengsel op basis : ; van epoxyharsen een lineaire thermische uitzettingscoëfficiënt beneden 20; het glasovergangspunt geeft van minder dan 23 x 10 /°C en een thermisch

i „ —i|. O

geleidingsvermogen groter dan 25 x 10 cal/ C/cm/sec.

Eet anisotropische polykristallijne gesinterde keramische produkt, dat volgens de uitvinding wordt gebruikt, wordt volledig beschreven in het Amerikaanse octrooischrift 3.885.977» waarvan de : 25 beschrijving hier door verwijzing wordt opgenórneh'.

De ultvindingsgedachte van dit oetrooischrift berust op de ontdekking, dat de oriëntatie van cordlëriet kristallieten in een gebrand keramisch materiaal met een'samenstelling van il — 56,5$ S1O2, 30. r 50$ AlgO3 en 9 - 20$, MgO een zeer geringe uitzetting'geeft in de 30 richting evenwijdig aan.de georiënteerde C-as van de kristallen. Het gevormde monolithische' gebrande keramische 'produkt in de vorm van een honingraat wordt daar gezegd bijzonder geschikt te zijn voor toepassing als katalysatordrager voor beheersing van luchtverontreinigingen.

De uit vinding heeft eveneens betrekking op een werk-35 wijze' om een vormbaar epoxymengsel te bereiden, dat in staat is te worden omgezet In een thermisch, geharde toestand onder invloed van hitte en druk 81 02 9 4 8 ~ 'TT “ T ~ / i i .

I I en dat geschikt is óm micro-elektronische inrichtingen in te kapse-! len, welk mengsel een lineaire thermische uitzettingscoëfficiënt heeft ; beneden dev glasovergangstemperatuur van minder dan 23 x 10 /°C en een : thermisch geleidingsvermogen dat groter is dan 25 x 10 Cal/°C/cm/sec.

5 welke werkwijze omvat, mengen van een epoxyhars, een harder daarvoor en . i ongeveer Ho - 80 gew.$, berekend op het gehele mengsel van een vulstof, terwijl 25 - 100$ van deze vulstof bestaat uit een anisotroop poly-: kristallijn, gesinterd keramisch produkt met cordiëriet als primaire 1 fase dat, analytisch, bezien, in hoofdzaak bestaat uit 11,5 - 16,5$ RO, t i10 33 - H1$ AlgO^ en H6,6 - 53$ SiOg» terwijl de thermische uitzettings- l coëfficiënt in ten minste één richting kleiner is dan 11,0 x 10 ^/°C over: ; het gebied Van 25 - i000°C, terwijl R0 in hoofdzaak bestaat uit 1 lid, ! gekozen uit de groep KiO, Co0,. FeO, MnO en TiO, terwijl van het RiO min-' der dan 25 gew.$ aanwezig is, berekend op het R0, van. het CoO minder M5 dan 15 gew.$, berekend op het RO,. van het FeO minder dan Ho gew.$, be rekend op het R0, van het MnO minder dan 98$,' berekend op het R0 en : van het TiOg minder dan 15 gew.$ berekend op het RO, terwijl de rest ; van het R0 praktisch geheel bestaat uit'MgO, welk anisotroop polykris- .tallijn gesinterd keramisch produkt praktisch niet afschurend is en vrij ^20 is van ionische verontreinigingen, waarna men dit mengsel korte tijd blootstelt aan'hitte en druk om het samen te persen en: te ‘verdichten.

De uitvinding heeft' eveneens betrekking op halfgelei-: derinrichtingen, welke zijn ingekapseld in de verbeterde vormbare meng- seis op basis van epoxyharsen, welke hierboven zijn beschreven.

25 Volgens een voorkeursuitvoeringsVorm bestaat de R0- component van dit produkt uit MgO en het polykristallijne gesinterde keramische materiaal vormt praktisch 100 gew.$ van de vulstof, hoewel bijmengen van 0 - 75 gew.$ van andere vulstoffen, uitvoerbaar is, wanneer die de gewenste kleine thermische uitzettingscoëfficiëntoen het gro-. 30 te geleidingsvermogen niet schaden.

De epoxyharscomponenten van de mengsels volgens de uitvinding zijn die met'meer dan een epoxygroep: en ze kunnen bestaan uit elke epoxycomponent, welke in vormbare mengsels wordt gebruikt, zoals de diglycidylethers van bisfenol A, glycidylethers . van fenolformaldehy-35 deharsen, alifatische, cycloalifatische, aromatische.en heterocyclische epoxyharsen. Deze epoxyharsen zijn in de handel onder den reeks handels- ...... gy 0 2 9 4 8 I ; —-------:--! I ; I ! 1 I !' c > . 6 i j . merken, zoals Epon, Epi-Rez, Genepoxy en Araldite om slechts enkele te ; noemen. Ook geëpoxyleerde novolakharsen zijn bruikbaar volgens de·uit- i j j vinding en die zijn in de handel verkrijgbaar onder de handelsmerken Ciba I ; ECU en Dow DM. De epoxyharsen, beschreven in het Amerikaanse octrooi-: 5 schrift U.OU2.550 zijn bruikbaar bij de werkwijze volgens de uitvinding.

: Harders welke volgens de uitvinding kunnen worden ge- : bruikt zijn alle harsen, die gewoonlijk worden gebruikt om de epoxyharsen te verknopen tot een harde en niet smeltbare massa. Deze harders zijn in vakkringen algemeen bekend en toepassing van een bepaalde har-10- der of een combinatie daarvan is niet kritisch voor de uitvinding.

Enkele harders welke kunnen worden gebruikt zijn de ; volgende: i | Anhydriden I : Alle cyclische anhydriden van dicarbonzuren of andere . ! 15: polycarbonzuren die geschikt zijn om epoxyharsen bij een geschikte tem— : . .

| 1 peratuur te verknopen. Deze omvatten, maar zijn niet beperkt hot de vol— I : gende: ftaalzuuranhydride, tetrachloorftaalzuuranhydride, benzofe- : nontetracarbonzuurdianhydride (BTDA), pyromellietzuurdianhydride (PMDA), : ; het dianhydride van 1,2,3,^-cyclopentaantetracarbonzuur (CPDA), tri- 20 mellietzuuranhydride, trimellietzuurdianhydride, nadinezuuranhydride ; (d.w.z. endomethyleentetrahydroftaalzuuranhydride), chloorendineanhydride, hexahydroftaalzuuranhydride en dergelijke. Andere als harder bruikbare anhydriden zijn in de handel onder het merk AMOCO, b.v. AMOCO TMX 220, hetgeen blijkbaar het reactieprodukt is van trimellietzuur met 25 het diazijnzuurderivaat van ethyleenglycol en AMCfcO TMX 330, wat het reactieprodukt is van triacetine met trimellietzuuranhydride.

Novolakken

Kresol- of fenolnovolakken zijn bruikbaar en ze wor-, den gevormd door formaldehyde om te zetten met kresolen of fenolen tot 30 condensaten, welke fenolische hydroxylgroepen bevatten.

Aminen

Alle gewoonlijk gebruikte polyaminen zijn ook thans bruikbaar, zoals de diaminen, met inbegrip van aromatische aminen, b.v. methyleendianiline, m-fenyleendiamine en m-tolyleendiamine.

35 Gewoonlijk gebruikt men 10 - 200% en bij voorkeur 20 - 100% harder, berekend op de stoechiometrische hoeveelheid van de ge- - 81 02 9 4 8 ί . ' ! 7 .

tl

{ · I

! ! ’ ί i bruikte epoxygroepen.

i 1 Een reeks hulpmiddelen kan aan het vormbare epoxymeng- i : sel worden toegevoegd om bijzondere eigenschappen te verkrijgen. Zo ί voegt men gewoonlijk katalysatoren toe, losmiddelen, pigmenten, vlam-: 5; vertragers en koppelingsmiddelen, naast de noodzakelijke componenten , epoxyhars, harder en vulstof.

Een katalysator dient om het harden of verknopen van I de- epoxyhars te versnellen. Hoewel dus een katalysator niet noodzake-|| lijk is om een epoxyhars te verknopen, is die technisch toch nuttig om- j , ; ’ I 10 dat het de tijd verkort, die nodig is om de verknoopte toestand van het ί mengsel te bereiken. Enkele gebruikte katalysatoren zijn aminen, zoals . j ; dimethylamine, dimethylaminoëthylfenol, metaalhalogeniden, zoals boor-I trifluoride, zinkchloride, tinchloride,. en dergelijke aeetylacetönaten ; en. een reeks imidazolen. De gebruikte hoeveelheid katalysator kan varië-15! ren van. 0,05 - 10 gew.$, berekend op de epoxyhars.

| Losmiddelen zijn nuttig om te voorkomen,, dat het meng-, ; sel in de vorm blijft plakken en om na het vormpersen het gerede voor-, .. werp gemakkelijk uit de vorm te kunnen nemen. Wassen, zoals camaubawas, : montaanwas.en verschillende siliconen, polyethenen en gefluoreerde ver-: 20; bindingen worden daarvoor toegepast. Sommige metaal-vetzuurverbindingen, | b.v. zink-, magnesium- en calciumstearaat naast glyceryl-vetzuurverbin-dingen worden eveneens gebruikt. Andere glijmiddelen kunnen, waar nodig, worden toegepast, hoewel het bij vele persoperaties niet nodig is een losmiddel te verwerken in. het epoxymengsel zelf.

25 Het meest gebruikte pigment of kleurstof voor epoxy- vormmengsels is roet. Het valt gemakkelijk in te zien, dat men een grote reeks andere pigmenten kan gebruiken dan roet, wanneer dat gewenst is voor een bijzonder kleureffect. Pigmenten, welke tevens dienst doen als vlamvertragers zijn de metaal bevattende verbindingen, wanneer het 30 metaal antimoon, fosfor, aluminium of bismut is. Organische halogeni-den zijn eveneens nuttig om vlamvertraging te verkrijgen.

Ook koppelmiddelen kunnen worden toegepast om de bestendigheid tegen water of de elektrische eigenschappen in natte toestand van het vormmengsel te verbeteren. De bij voorkeur gebruikte kop-35 pelmiddelen zijn gewoonlijk silanen, die in de handel worden gebracht door Dow Chemical Co. onder de naam Z-60^0, welk materiaal de formules 81 02 9 4 8 j Γ- — :---; : ' " ~~ ; ! : ' 8 ί ; . .

, ! ί ' _ I ! heeft: . ' Ο (CH30)3SI(CH2)30CH2CH-CH2 , en' "Ζ-βΟΤΟ" - methyltrimethoxysilaan.

Silanen worden ook geleverd door Union Carbide onder 5 de volgende aanduidingen:

At-162 methyltriëthoxysilaan, A-163 methyltrimethoxysilaan, A-172 vinyl-tris-(2-methoxyethoxy)silaan, ί i A-186 beta-[3,i*-epoxy-cyclohexyl]ethyltrimethoxysilaan, : 10: A-I87 ' gamma-glycidaxypropyltrimethoxysilaan, 1 ‘ j , ! A—1100 gamma-aminopropyltriëthoxysilaan.

I i Eveneens bruikbaar zijn:

j. KBM-202 difenyldimethoxysilaan - geleverd door SHINETSU CHEMICAL

I - CO., en | 15; PO-330 fenyltrimethoxysilaan - geleverd door PETRARCH SYSTEMS,

Ine.

Wanneer men deze middelen gebruikt is de hoeveelheid ongeveer 0,05 - 3 gev.%, berekend op het gehele mengsel.

Hetzelfde effect: een kleine thermische uitzettings-20: coëfficiënt beneden de glasovergangstemperatuur (al) en een groot ther-^ misch geleidingsvermogen ( A ) kan worden verkregen door toepassing van de specifieke anisotropische, polykristallijne gesinterde keramische produkten, welke thans worden gebruikt, wanneer -dat produkt wordt verwerkt in vormbare mengsels op basis van siliconen, fenolharsen en sili-25 coon-epoxyhydriden, polyimiden en polyfenyleensulfiden, of dergelijke ; polymeren.

Voor vollediger begrip van de uitvinding wordt nu verwezen naar de volgende specifieke voorbeelden, welke de verbeterde vormbare mengsels op basis van epoxyharsen volgens de 'uitvinding beschrijven.

30 Voorbeeld I

Het volgende epoxymengsel werd bereid door droog mengen van gepoederde componenten in de aangegeven hoeveelheden en bij kamertemperatuur, tot een homogeen mengsel was verkregen. Gemakshalve werden geringe hoeveelheden katalysator, losmiddel, pigment en silaan toege- 81 02 9 4 8 I ·. ; ί · 1 1., I i . - · . 9 i - : .

I ' voegd. Het verkregen mengsel werd.daarna verdicht op een hete tweewal-! ; senmolen met verschillende omtreksnelheden, daarna afgekoeld op kamer- : temperatuur en gemalen tot een vormbaar epoxymengsel in de vorm van ' grove deeltjes, dat voor.inkapselingsdoeleinden kan worden omgezet in i 5 een geharde toestand door uitoefenen: van hitte en druk. Dë specifieke ; anisotropische'polykristallijne gesinterde keramische vulstof volgens de uitvinding.'.wordt" in dit en in., de volgende voorbeelden aangeduid als de "onderhavige.vulstof".

I 1 Epókyméngsel 10 Componenten GeW, f : polyglyeidylether. van o-kresol- i formaldehyde novolak (epoxyhars, 1 -''.18,25 ; I fenol-formaldehyde. novolak (harder 1 T,6ö .

| ; onderhavige vulstof 73,00. ..

15 2-heptyldecylimidazool (katalysator1 ... 0,25 ! ! carnauhawas (losmiddel·) 0,30 j . roet 0,20. .

; silaan "Ζ-6(Α,0". (koppelmddell Q,^0 .

Het gehalte aan vulstof in dit en in.de volgende voor- 20 beelden wordt constant gehouden op .‘55 vol.$, omdat .metingen van de lineaire thermische uitzettingscoëfficiënt en van het thermisch, gelei- dingsvermogen; gebaseerd .worden op.volumeprocenten en niet op gewiehts- 3 procenten. B.v. is de dichtheid'van. de onderhavige..vuist of 2,6 g/cm .

De dichtheid van'het overige gedeelte (27$) van .bet mengsel is onge-3 25 veer 1,.18 g/em . Daarom is dus het volume van de vulstof gelijk, aan 73 ' '2.6' = 55% 73 + 27 2.6 1.18

Dit mengsel werd onderzocht op zijn thermische geleidingsvermogen en zijn thermische' lineaire uitzettingscoëfficiënt met de volgende methoden . ' 30 Thermisch, geleidingsvermogen

Het thermisch geleidingsvermogen is een maat voor het vermogen van het materiaal om warmte te geleiden. Bij deze proef werd ............ de Colora Thermoconductometer gebruikt, gebaseerd op een. methode, ont- 87 0 2 9 4 8 Γ—f-------: :-———--: : ! ; ! ! ίο ; . ι : worpen door Dr. J. Schroeder (Duits octrooischrift 1.1^5*875) om het thermisch geleidingsvermogen van plastische materialen te meten.

| ! Bij deze methode wordt een cilindrisch monster van het .. , I materiaal geplaatst tussen twee kookkamers, welke twee verschillende : 5: zuivere vloeistoffen bevatten met een verschil in hun kookpunten van j ; 10 — 20°C. De vloeistof in de benedenste kamer wordt verhit tot koken, ! : de warmte wordt door het materiaal overgedragen en brengt de vloeistof i j ; .in. de bovenste kamer aan de. kook. De tijd wordt gemeten die nodig is j : om een gekozen hoeveelheid warmte door het monster te laten stromen, 10 die voldoende is om 1 ml vloeistof uit de bovenste kookkamer (het koude i eind) te verdampen, waarna deze wordt gecondenseerd in een buret. De i tijd, die nödig is om 1 ral vloeistof te verdampen en weer te condense-ren door warmte toe te voeren door het monster,, wordt vergeleken met i ; - j' teen bekende standaard.

| 15; Om het geleidingsvermogen tè bepalen wordt een schijf | ι van het.te onderzoeken materiaal gevormd met afmetingen.van 18 mm x 3,2 : mm. Deze schijf wordt in de thermoconductometer geplaatst en doorgeme-i i ten op de genoemde wijze.

; De thermische geleidingscoëfficiënt ( A ) van de kunst- 20 stof, uit gedrukt in calorie/°C/cm/seconde, wordt berekend uit de for-' mule: V _Q_ h

A “ t.(TA - TB) * F

waarin Q = verdampingswarmte van 1 ml van^vloeistof B

t = tijd in seconden om 1 ml te destilleren, 25 TA-TB = temperatuurverschillen in °C tussen de kookpunten van de twee vloeistoffen, h = hoogte van het monster in cm en F = de doorsnede van het monster in cm^.

\ -!+ .

Een waarde voor A groter dan 25 x 10 is zeer ge- 30 wenst voor inkapselingsmiddelen voor elektronische inrichtingen.

\ .... —U

In dxt voorbeeld bleek Λ gelijk te zijn aan 30 x 10

Cal/°C/cm/sec.

Thermische uitzettingseoëfficiënt

De lineaire thermische uitzettingseoëfficiënt is een 8102948“ ' j j * " ! · ' 11 j | ‘ maat voor de omkeerbare uitzetting onder invloed van warmte van een ma-; ! teriaal. Een Thermal Mechanical Analyser wordt gebruikt om de uitzet- : tingseigenschappen te meten van een gevormd epoxymengsel of kunststof-: mengsel.

5 Kunststofmaterialen bereiken bij een of andere tempe- ; ratuur een glanzende toestand, waarin de polymeerketens beginnen te-ver-; slagpen. Deze temperatuur wordt aangeduid als de glasovergangstempera- I tuur (T ) van de kunststof. Een gemiddelde thermische uitzettingscoëf- j . , ® , . .

' ficient beneden T wordt aangeduid als a^. De gemiddelde thermische uit- : 10: zettingscoëfficiënt boven T^ wordt aangeduid als αOm a^, a^ en T^ i van een kunststof te bepalen, wordt een cilindrisch proefstuk met af-; ; metingen van 5 x 5 mm gevormd in een pers bij 17T°C en 70 atmosfeer. .

I ; Dit proefstuk wordt daarna nog verder gehard bij een voor elk materiaal I ' . : I ; te kiezen'temperatuur en gedurende een voldoende tijd.

: 15 Dit nageharde monster wordt daarna in de kwartsbuis- ; kamer gebracht van de. Thermal Mechanical Analyser. Een kwartsverplaat-j . singsmeter wordt bovenop het monster geplaatst. De kamer wordt daarna met een gekozen snelheid opgewarmd (gewoonlijk 5°C/minuut). De uitzet-: ting van de kunststof wordt waargenomen door een transducer, welke de I 20 inlichtingen overbrengt naar een XY-recorder. Het verkregen thermogram . toont de verplaatsing als functie van de temperatuur.

Om Τ^ te bepalen worden de beste raaklijnen getrokken ; voor het onderste gedeelte van de kromme en voor het bovenste gedeelte daarvan. De temperatuur bij het snijpunt van deze twee raaklijnen is 25 de glasovergangstemperatuur.

oc.j en dg kunnen als volgt worden berekend.

Li x A

« = Γχ“τ xF

o

In deze formule is α = de gemiddelde lineaire thermische uitzettingscoëfficiënt in /°C, 30 = verplaatsing in centimeter, A = gevoeligheid op de Y'-as,

Lq = de oorspronkelijke lengte van het monster in centimeter, . T = temperatuurgebied, gebruikt om TE te bepalen en 35 F = ijkfactor.

8102948 j I ' I : 12 . . . .

Hoewel in dit en in alle volgende voorbeelden zowel α1 1 als -waarden worden bepaald, is de α^-waarde, nl. de lineaire ther- ; mische uitzettingscoêfficient beneden de glasovergangstenrperatuur (T ) g : de significante thermische uitzettingscoêfficient om de prestaties van : 5! de vormbare epoxymengsels te bepalen voor inkapselen van elektronische ~ —6 ; 1 inrichtingen. Een -waarde kleiner dan 23 x 10 is zeer gewenst voor een inkapselingsmiddel voor elektronische inrichtingen. In dit voorbeeld I bleken de waarden van en als volgt te zijn:

a1 18,3 x 10*6/°C

: 10: ag Τ^Λ X 10 6/°C

T 16U°C

g

; Voorbeeld II

De bereidingswijze en de procedure uit voorbeeld I . werden herhaald, maar in plaats van de onderhavige vulstof werd kristal-| 15: lijn siliciumoxyde gebruikt. Voor a^, a^, en X werden de volgende • waarden gevonden: -6 30,1 x 10 82,8 x 10 ^ i T 159 s ; 20 χ 3^ x 10

! Voorbeeld III

De procedure uit voorbeeld I werd herhaald met het volgende mengsel:

Component , Gew. % 25 polyglycidylether van o-kresol-formalde- hyde novolak 1^,10 fenol-formaldehyde novolak (harder) J,6o tabulair aluminiumoxyde T9,00 2-heptyldecylimidazool (katalysator) 0,20 30 camaubawas (losmiddel] 0,30 roet 0,20 silaan "Z-6oUO" (koppelmiddel) 0,U0

De volgende resultaten werden verkregen voor α1, a0, T en λ :

g _(C

35 α. 16,2 x 10 «2 57,1 x 10 6 81 0 2 9 4 8 I ί- ί 'I ' ; ! ! , . 13 i j Τ 178 δ _i|.

χ 57 X 10

I ' Voorbeeld IV

De werkwijze uit voorbeeld, I werd herhaald met het : 5. volgende mengsel: | Component Gew.% ! 1 polyglycidylether van o-kresol/formaldehyde ί i novolak (epoxyhars) 17,95 I fenol/formaldehyde-novolak (harder) 7,^-0 : 10 cordierietglas 73,50 .· 2-heptyldecylimidazool (katalysator) 0,25 : . camaubawas ·( losmiddel) .0,30 ; , roet 0,20 | silaan "Z-60U0" (koppelmiddel) 0,H0 j . ' ; 15 De. volgende waarden werden gevonden voor α., α„, Τ λ\ d. g : d 23,0 x 10 : “2 Χ 10~6 Τ 15 5 β -k 20 \ 20 χ 10

Voorbeeld V

De procedure uit voorbeeld. I werd herhaald met het volgende mengsel:

Component f Gew.% 25 polyglycidylether van o-kresol/formaldehyde novolak (epoxyhars) 17Λ5 fenolformaldehyde-novolak (harder) 7,20 cordierietkristallen 7^-,20 2-heptyldecylimidazool (katalysator) 0,25 30 carnaubawas (losmiddel) 0,30 roet 0,20 silaan Γ,Ζ-β0ί+0" (koppelmiddel) 0,H0

De volgende resultaten werden gevonden voor α., a_, T

1 1 2 g en Λ : 35 o, 23,9 x 10“° ίΤ02 9 4 8 !. 1¼ ' I .

' i I a2 79,0 x 10*"6 i ; . T 158 ! \ 26 x 10 4

Voorbeeld YI

J

: 5 ; De. procedure uit voorbeeld. I werd herhaald met het ί I ; volgende mengsel: i . ' | Component Gew. % : polyglycidylether van o-kresol/formaldehyde •10 i novolak (epoxyhars) 17,03 ; fenol/formaldehyde-novolak (harder) 7,05 ; wallastoniet 7^-,80 2-heptyldecylimidazool (katalysator) 0,22 I camaubavas (losmiddel) 0,30 |15 roet ' 0,20 j ! silaan ,TZ-60^0." (koppelmiddel) 0,^0 ! i · „ · ' ! Met dit mengsel werden de volgende waarden gevonden voor al, aoS T en λ : 1 1 2 g '' ; : _6 : 22,6 X 10“ ;20 a2 76,7 X 1076 T 167 °c

.s -U

. h 25 X 10

Voorbeeld VII \

De procedure uit voorbeeld I werd gevolg met het vol- 25 gende mengsel:

Component Gew.$

Polyglycidylether van o-kresol-formaldehyde novolak (epoxyhars) ' 11,95 fenolformaldehyde-novolak (harder) U,95 30 zirkoonsilicaat 82,00 2-heptadecylimidazool (katalysator) 0,20 carnaubawas (losmiddel) 0,30 roet (pigment) 0,20 silaan "Z-60^0" (koppelmiddel) 0,1*0 8102948 ί 1 . i I·. 15 :'

I

* | 1 i ; De volgende resultaten werden verkregen voor α , α„, I en λ: I ë i i , —6 21+,0 χ 1.0 ! 1 I £ 86,3 x 10 ': : T 161+- °c

S

I \\ 30 x 10 | . - -i ' ' I' I .

I ! ! i : I t : j _ - · - i :- 81 02 9 4 8 : :τ^ ,r , “ : I - - I '

I ; Voorbeeld VIII

i ...

I De werkwijze uit voorbeeld I werd herhaald met het i volgende mengsel: : Component Gew.$ | 5 | polyglycidylether van o-kresol/ j formaldehyde-novolak (epoxyhars) 21,10 l ! fenol/formaldehyde-novolak (harder)' 8,70 : gesmolten SiO^ 69,00 i i 2-heptyldecylimidazool (katalysator) 0,30 10 camaubawas (losmiddel) 0,30 ; roet 0,20 s silaan "Z-60l+0" (koppelmiddel) 0,1+0 i i

Met dit mengsel werden voor α., a?, T en A de volgen- \ ld § I ; de vaarden gevonden: 1 . £ 15: a1 22,6 x 10- | ! a2 77,6 x 10“6 : T 159 ’ β -1+· : Λ 17 x 10

De resultaten van de voorbeelden I - VIII zijn samen- 20 gevat in tabel A.

8Γ02 9 4 8 - !. ! η ; ] 1 I -.: .

ί ' Η Ο Ο Ο Ο

Η τ- t- Ο 04 NO NO

^ «Ν Λ Λ ^ > τ— οο σ\ cv! t— ιλ τ- <μ no oj c- <- LA LA Ο Ο Η Ον Ον Ο Ο C0 ι Η « « " « * « J· Ο > ^ -=f OJ ^ J· Ό \fl ΟΟ t- CO CM 00 r- ! CO LA O 04 : O O to f- \fl (- H * e * * * n |s-, f_f\ > C- C- -3" r· Q| \o to ftl T- C— 0J t— ^-

! ' I LA O O LA

it -¾¾. _=r CVI 04 '-ON o .··_· · #i m ' ri * r r CO V0 ! i · > > / t- t- -=t ^ on c\ la cu , (L) C*— GJ h *"” ; ü I , . , -

LA O O LA

. 0\ -=f LA O O

i ^ * r · * * r r · LA O

H t— · b— on T- fO 4 LA 0J

! '<! »- C— (MC—'- i ' ; ' ' ί. e φ o σ o o

1-3 OH r- CO O

I—)H r\ m n rrroOC—

HtUH -=Γ LA ON >“ Ό t- t- 1Λ CD - t— C— '_LA'— ffi P ' ?Ί

C 0 LA O O LA

0 OJ NO O 1- r- CO

EHi>H rr «i « « « ON -d"

H COC— CO i— O 04 LA CO

<— t— (O φ >- d LA O O LA CÖ

04 NO O ·<— CO _=T CQ

1—| " r r #> <3 coc—cn r-co-d-Nocoö »— c— t— t— t— cd <d

H

•H

CQ

Ö O .

-i

-P

<D

O

f-H

f—I ·*

O CQ

m cd d) > P Cd M , -9 l o cd o <u o cd Η ω ö § ,ώ , G 's’ rö

. !> cd cd Ή 0 <u OCJ

H HO B H --- ?h 0 0 -P 04 9 H O « 0) > > (Q O Ή cd O fn ,C O 0 Η H G -P --- o •PdOPM-rlWW Φ dj 0.0 · -μ CD I IP- g Cd ·Η HO OO H Cd

HO 1) ΟΟΗΡ-Ρ^Ή*'--’-^ Cd CQ

!>s H HOGHMPhOHCO CQ NO NO ü j>,

Hi^t^bC'HCd-P-PT-IO HI I -=f H

-p .η,9η·η·η <l)<dgSG<uoo ι · cd G CJO><D!>HPtHtHOP<DCQ'-'-'— o -p οι !>ϊΗΗ0η·ηρΡρ>·ηημ O'- cd G HHHrGcdcdOtUtQGHO 0 Λί

O b0 cd cd G -P Η ·Η ·Η cd O O O X !*< -— X

e i>,asotQPiHHHP4ai> *

a HfiilH'rlrQSHPlHPWtU

O OOOGGcdOOcdHtDO v 04 M-O

---------- O Ρπ(Ηίχ,0ΜΕΗ0Οί2Κ10ΕΗ0|ζ}| Eh|^· 81 0 2 9 4 8 Γ : ‘ : : ; · Ί ! 18 I · ·

Zoals blijkt uit tabel A vertonen de mengsels uit de i : voorbeelden I, III en VI, waarin de onderhavige vulstof, tabulair alu-I miniumoxyde en wallastoniet aanwezig is, waarden van a, kleiner dan 23 x | · 10 / C en een thermisch geleidingsvermogen Λ groter dan 25 x 10 'cal/ ! 5 : cm/sec/°C. De mengsels uit de voorbeelden II, IV, V, VII en VIII. hebben : ofwel waarden voor a, groter dan 23 x 10 / C of waarden, voor \ kleiner

k O

idan 25 x 10” cal/cm/sec/ C, zodat deze minder nuttig zijn in gevallen waar tegelijk een kleine thermische uitzettingscoëfficiënt en een groot j : thermisch geleidingsvermogen nodig zijn» 110 Het vormbare mengsel op basis van epoxyharsen uit voor— ; -beeld III heeft weinig praktische betekenis,, vooral door.het grote afschu- • - | .rend vermogen van tabulair aluminiumoxyde, hetgeen leidt tot snel slij— ! ' ! | 'ten van de vervaardigingsapparatuur. Het mengsel uit voorbeeld VI bevat j. . wallastoniet als vulstof» Deze vulstof bevat gewoonlijk een groot gehal-, 15 , te aan Ionische- verontreinigingen, zoals natriumionen, waardoor de betrouwbare werking van de halfgeleiderinrlchtingen, welke daarin zijn in— ! ; gekapseld, wordt verminderd. Het mengsel uit voorbeeld VII gebruikt zir- : koonoxyde als vulstof, hetgeen een grote diëlektrische constante heeft | i en dikwijls verontreinigd is met sterk radioactieve elementen, hetgeen 20 het ongewenst maakt als component voor een inkapselingsmiddel voor halfgeleiderinrichtingen. Alleen een vormbaar mengsel op basis van epoxyharsen, dat de onderhavige vulstof bevat, zoals getoond in voorbeeld I, heeft praktische betekenis voor inkapselen van micro-elektronische inrichtingen omdat de onderhavige vulstof praktisch vrij is van de gebre-25 ken, welke optreden bij tabulair aluminiumoxyde, -Wallastoniet en zirkoon-oxyde. De mengsels uit de voorbeelden IV en V gebruiken als vulstof cor-dierietglas en. cordierietkristallen, in plaats van de onderhavige vul-: stof uit voorbeeld I. De totale chemische samenstelling is soortgelijk voor cordierietglas, cordierietkristallen en'de onderhavige vulstof, 30 omdat hun voornaamste gemeenschappelijke bestanddeel bestaat uit cordie-riet (2 Mg0.2Al20^.5Si0g), hetgeen geïdentificeerd kan worden door zijn röntgendiffractiespectrum. Cordierietglas en cordierietkristallen bevatten echter aanmerkelijke hoeveelheden α-kwarts en spinel (MgA^O^), ; terwijl de onderhavige vulstof vrij is van dergelijke verontreinigingen.

35 Cordierietkristallen zijn minder amorf dan cordierietglas, terwijl de onderhavige vulstof praktisch zuiver cordieriet is met zijn karakteristie-“ ke rontgendiffractiespectrum.

8102948 Γ~ ί-:-:------ j ! ‘ . · 'I ί 19-

'. ! I

| ! Voorbeeld IX

! De procedure uit voorbeeld I werd gevolgd bij de berei- ; ding van het volgende mengsel: i

Component Gew.# ; 5 Polyglycidylether van o-kresol/ ' ! : formaldehyde-novolak (epoxyhars) 18,25 ; Fenol/formaldehyde-novolak. (harder) 7>60

Onderhavige vulstof 36,50 I ' Kristallijn.; SiO^ 36,50 10 ! 2-Heptyldecylimidazool (katalysator) 0,25 : Camaubawas (losmiddel) 0,30 ί Roet · / 0,20 ] -· / · - ! ; Silaan "Z-60U0” (koppelmiddel) 0,U0· ί ί Met dit mengsel werden voor α1, cu, T en \ de volgende 15 [waarden gevonden: | a. 22,T x 10"6 i ! | ; dg 82,6 x 10 ! t 165 J _h ^ 3b x 10 20 Opgemerkt wordt, dat toepassing van kristallijn SiOg als enige vulstof in voorbeeld II leidde tot een α.-waarde van 30,1 x 6 10 , wat onaanvaardbaar hoog is, terwijl toepassing van een combinatie van vulstoffen bestaande uit kristallijn S1O2 en de onderhavige vulstof leidde tot een vermindering van deze a1-waarde tot een veel gewenster -6 25 waarde van 22,7 x 10

Dit toont de bruikbaarheid en de veelzijdigheid van de onderhavige vulstof, welke dus kan worden gebruikt als enige vulstof (100# van de hoeveelheid vulstof) in een vormbaar mengsel op basis van epoxyharsen, maar die ook kan worden gemengd met andere gebruikelijke 30 vulstoffen in een concentratie, die in sommige gevallen slechts ongeveer 25 gew.# van de totale vulstof kan bevatten en dan nog de beide eigenschappen verleent van een kleine thermische uitzettingscoëfficiënt beneden de glasovergangstemperatuur (a^) en een groot thermisch geleidings-vermogen ( X ).

81 02 9 4 8 ( I : : ' ' ~ . 1 i ! - ; I J.

j ; 20 ·- ! . - . : * ί .

ίVoorbeeld X

j De procedure uit voorbeeld I werd gevolgd bij de berei- 1 jding van het volgende mengsel: | · Component Gevr.% i 5 | Polyglycidylether van o-kresol/ : formaldehyde-novolak (epoxyhars) 15,85 ij.

i Fenol/formaldehyde-novolak (harder) 6,80 : Onderhavige vulstof 38,20 !" ; Gecalcineerd A^O^ 38,20 ï10 ' 2-Heptyldecylimidazool (katalysator) 0,25

Camaubawas (losmiddel) 0,30 ί Roet 0,20 ; Silaan "Ζ-βοΗΟ" (koppelmiddel) 0,U0 j Met dit mengsel werden voor α^,. T en \ de volgen— ί . g. .

15 · de waarden verkregen: 1 —6 a1 1T,3 x 10 a2 75,0x10^ 1 T 169 : v* . -h ; / ko x 10 20 Hieruit blijkt, dat de onderhavige vulstof kan worden ! gecombineerd met gecalcineerd aluminiumoxyde onder verkrijging van de j gewenste waarde voor en \ .

: Voorbeeld XI

De procedure uit voorbeeld I wer<jl gevolgd bij de berei- 25 ding van het volgende mengsel:

Component Gev.% : Polyglycidylether van o-kresol/ formaldehyde-novolak (epoxyhars) 19,65 :FemoT^formaldehyde-novolak (harder)' 8,20 30 Onderhavige vulstof 35,50 . Gesmolten S1O2 35,50 2-Heptyldecylimidazool (katalysator) 0,25

Carnauhawas (losmiddel) 0,30

Roet 0,20 35 ; Silaan "Z-éO^O" (koppelmiddel) 0,^0 8102948 I ( · ; 21 1 i i ,-/ I : Met dit mengsel werden voor α„ α*, Τ en \ de volgen-

! ; ' S

• de waarden verkregen: ; i α., 21 x 10" α2 78,9 x 10"6 ς Τ 163 : -k χ 22 χ 10 ..... · Wanneer gesmolten Si0„ werd gebruikt als emige vulstof, i \ -1+ ! zoals in voorbeeld VIII, dan was de waarde voor A 1T x 10 , hetgeen : niet aanvaardbaar is. Wanneer echter de onderhavige vulstof wordt ge- i10 mengd met een gelijke hoeveelheid gesmolten Si0o, dan wordt de waarde ί , van Λ aanzienlijk groter nl. 22 x 10 , hetgeen een gewenst geval vormt j /

: voor aanvaardbaarheid, i Voorbeeld XIX

j ;

De werkwijze uit voorbeeld I werd gevolgd bij de berei-115 j ding van het volgende mengsel:

Component Gev.% i | Polyglycidylether van o-kresol/ formaldehyde-novolak (epoxyhars) 17»55 : Fenol/formaldehyde novolak (harder) 7,30 20 Onderhavige vulstof 37,00

Wallastoniet 37,00 2-ïïeptyldecylimidazool (katalysator). 0,25

Carnaubawas (losmiddel) 0,30

Roet 0,20 25 Silaan "Z-60H0" (koppelmiddel) 0 # 1+0

Met dit mengsel werden voor α., α„, T en \ de volgen- ^ β de vaarden gevonden: a. 17,1+ x 10"6 -6 a2 69,6 x 10 30 T 172 \S -Ij.

χ 25 χ ίο

Wanneer dit voorbeeld wordt vergeleken met voorbeeld VI, dan blijkt de vermindering van de α^-waarde, verkregen door toepassing van een vulstof, welke bestaat uit gelijke hoeveelheden van de onderha-35' vige vulstof en wallastoniet.

8T 0 2 9 4 8( I Γ“ “ " : — : • ί ' j ! .22 ' j i · 1

; ; Voorbeelden XIII - XV

Deze voorbeelden tonen, dat het mogelijk is andere epo-; xyharsen te gebruiken dan de polyglycidylether van o-kresolformaldehyde-novolak en andere harders dan fenolformaldehydenovolak in de vormvare i 5 mengsels op basis van epoxyharsen, welke de onderhavige vulstof bevat-; ten, terwijl dan toch de gewenste waarden worden verkregen voor en \ . De mengsels en de daarmee verkregen resultaten zijn samengevat in tabel B. De metingen zijn verricht, zoals aangegeven in voorbeeld I.

TABEL B

j τι - -- j ; Componenten Voorbeelden - gew.$_

Ho : xiu xiv xv_ * ! ; / | ! Polyglycidylether van I | o—kresol formaldehyde— ! novolak_;_._ -_-_- j i Polyglycidylether van .15 | fenol/formaldehyde-novolak_;_16,T0_9,55_7,20 \ , Diglycidylether van ; bis fenol A_______|_ 9,60__ ; Kresol/formaldehyde-novolak_ 9*20_6,70_ j I Gebromeerde diglycidylether ,20 1 van bis-fenol A_1 ,U0 ; Onderhavige vulstof _73,00 73,00_72,00 ; Antimoonoxyde_'___’ _1,00 ' 2-HeptyldecyIimidazool_ 0,20 0,25 0,25 , Camaubawas_Q,30_0,30_0,30 25 Roet__0,20_ 0,20_0,20 Z-60k0 (silaan) ’ Q,U0 0,U0 0,U0 n α1 X 30 / 0 _;_ 19,7 17,0 16,8 ou x 10~VV 68,7 75,8 72,8 ~d- --------- ---- T - °C f' 183 1U9 169 —g--------------------------- ......- 30 λ x 10~4 cal. /°C/cm/sec _'31 '_31 30

Voorbeelden XVI - XXI

Deze voorbeelden tonen, dat het mogelijk is anhydriden of aminen te gebruiken als harders voor epoxyharsen of mengsels van epoxyharsen, samen met de onderhavige vulstof onder verkrijgen van de ge-35 wenste waarden voor en \ , zelfs wanneer de toevoegsels verschillen 81 02 9 4 8~

I I

. ~ ί .

' I i 23 . . ; |· !.

: ; van die uit voorbeeld I. Evenzo leidt toepassing van dezelfde anhydri- i den als harders met dezelfde epoxyharsen in combinatie met andere vul-! ; stoffen dan de onderhavige vulstoffen, d.v.z. in combinatie met a- i ; kwarts οΓ gesmolten SiO^ tot onaanvaardbaar grote waarden voor en/of 5 : onaanvaardbare lage waarden voor X .

Het mengsel, gebruikt in de voorbeelden XVI - XXI en ; de resultaten, verkregen door de vaarden van a1 en X te bepalen op l | dezelfde wijze als in voorbeeld I, zijn samengevat in tabel C.

; i ; i t ij , · ( . ’ •-i - ; ! ί · i .

I ί ! I · ; · . - 8102948 I ! 2b : l! hooo oo ο o

i : W 00 CO M3 CU 00 LA O LA LA

i ' W * r η λ λ r * η ' * (V) (j-\ t-OO LT\ LA O r- OJ J PI t- π :- :: CU VO W , h oooo σ ο o

IxjOOOOvO 00 LA Ο SO CU SO

^«q i' ft · r n «> nnrr 1 CO

os on At αν σ ^ cu o co — cvj *- SO CO t— I I σσ σο ο οσ |χ!οοοσνσ co - la ο ^ os J—| * r n r t\ r e< {/\ xooo At os σ '-'cvj'-voo-oj j SO CU t— *-t η o σ o o σ o o o

HcOr-o WOOJOJ- -4\0' }—{ r η n nnr *«t r n \^q £«—.

i : |> O LA SO LA CU O O O S LD U3 " « ^ so dj co ^ i Ü - ; h cn so so σ o os co co ! : N CU OS t- LA OV'-OJfO · t- CO · m * #i r- *> r c · r · n, r. (V) £\j p< os cu la os · T- σ σ σ · · cu la m :1-5¾¾ V- vo po co <- K > - - . Φ . , - . .

« o - - .....

E-< cn so so σ o os co co

H CU OS t- tA OS ^ CU O0 ' LA OS

Γί> ^ 1 ^ * ff . ' ff * ff . * ff 1 1 ff ff | · ff · ; oscula os ^ σ σ o -- la h to

^ SO OU CO : C— CU

r“t Ό H .....

O)

<1! O

O rd i'

U -H

o u O Ό ^ ^ b “=ς

Ö »H

Ud Ö Ό ^

CÖ (D | W

Η VI U -P

IOIO U O

O t> sO p 33 · <D

O *H N {5 W

ζ C -Q C Al \ CÖ O O ' g

>0530^-10 Ό O

OcökCDO·'-' ·Η i-l >, ï> CÖ C -P ^ O.

<D O! O ·Η W CJ Ό O

AÖ <D ?-i cö Η H O -—* ί>3 -p ^ P Ό ο Μ ·Η p v-t CJ C Η A3 cö α)ΗΛ-ρσΐ>ωο cö o c cö h H cö -p <u cö ·η+= cö a3 cö P o υ eö >sg<D-p.H<Di3CQcÖ H O <ü CÖ O O o 'Ö fn H ö TÖ Μ -Γ-5 CÖ ·Η o ö a> ^ ^ At

P ·Η O >S O S3 ·Η ·Η Ö ^ Μ Η ·Η -P SO SO I

COpOpO^HOcÖ —‘ CÖ Ό W I I o o ·Ηθαιπ3Η-ρφ Höëoo ^ ÜHH O %-ι Η A3 ' <Ö Η -P O i>j(l) ρτ-t-i

Ob0O!>5O>;p-POW aJ-PSh.h ï*j & W Η N a3 o W g AU -P O cö O O X w g HO ΜΟ-ΡΌΉ W Ö (USD (OHH OOP-HOOöH'^'^OIP'rPcÖ *- CU to __________: OAj'AiomSOMCSiSICCtOCQOO 3| e| B < "8102948 * i ! ! ' I ·.! 25 I 'De voorbeelden XVI en XIX tonen, dat de onderhavige vulstof gebruikt kan worden met een combinatie van epoxyharsen, anhy-driden als harders of aminen als harders onder verkrijgen van een lage waarde voor en een grote waarde voor \ .

5 Voorbeeld XVII heeft een identieke samenstelling | ! als voorbeeld XVI met dit verschil, dat de vuiler bestaat uit kristal- | lijn SiOg in plaats van uit de onderhavige vulstof met het resultaat, dat de waarde voor onaanvaardbaar groot is.

! Voorbeeld XVIII gelijkt in samenstelling op voor- !10 ; beeld XVI, maar de vulstof bestaat uit gesmolten SiO^ in plaats van uit de onderhavige vulstof. Ook hier is de waarde voor te groot ; voor toepassing in een mengsel van op basis van epoxyharsen bestemd voor inkapselen van halfgeleiderinrichtingen of andere elektronische i inrichtingen.

'15 De voorbeelden XX en XXI komen overeen met voor- beeld XIX, behalve dat de vulstoffen in de voorbeelden XX en XXI resp. bestaan uit kristallijn SiO^ en uit gesmolten SiOg. In de voorbeelden XX en XXI zijn de waarden voor te groot en de waarde voor X in voorbeeld XXI is te klein.

/ g^j 0 2 9 4 8

Claims (7)

1. 2. Mengsel volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat RO praktisch geheel bestaat uit MgO.
2. 3. Mengsel volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat ongeveer 100 gew.% van de vulstof bestaat uit dit anisotrope polykristallijne, gesinterde keramische produkt. k. In een vormbaar mengsel op basis van epoxyhars, dat door toevoer van hitte en uitoefenen van druk kan worden gehard en dat 30 geschikt is voor inkapselen van micro-elektronische inrichtingen, welk mengsel omvat een epoxyhars, een harder daarvoor en ongeveer Uo - 80 gew.% vulstof, berekend op het gehele mengsel, met het kenmerk, dat ongeveer 25 - 100 gew.% van de vulstof bestaat uit een anisotroop, poly-—...... kristallijn, gesinterd, keramisch produkt met cordieriet als primaire 81 02 94 8 Γ~-η-------...............................................;---:-------- t> i ' | If.. ! : 27 i I fase, dat, "berekend als oxyden, in hoofdzaak bestaat uit 11,5 - 16,5% ; ; MgO, 33 - h]% Al^O^ en ^,6 " 53$ Si02, welke vulstof een thermische : uitzettingscoëfficiënt in ten minste één richting heeft van minder dan j 11,0 x 10 7/°C over het gebied van 25 - 1000°C, welk anisotroop, poly- | 5 kristallijn, gesinterd keramisch produkt praktisch niet afschurend is - j en vrij is van ionische verontreinigingen en aan het vormbare mengsel ! ' op basis van epoxyharsen een lineaire thermische uitzettingscoëfficiënt -6 o I beneden de glasovergangstemperatuur geeft van minder dan 23 x 10 / C en ·. i i o j ! een thermisch-geleidingsvermogen groter dan 25 x 10 cal/ C/cm/sec.
3. 5. Mengsel volgens conclusie h3 met het kenmerk, dat ] I . / \ \ de vulstof voor praktisch 100% bestaat uit dit anisotrope, polykristal- ! lijne, gesinterde, keramische produkt.
4. 6. Werkwijze om een vormbaar mengsel op basis van epo xyharsen te bereiden, dat onder invloed van hitte en druk kan worden jl5 ; omgezet in een geharde toestand en dat geschikt is voor inkapselen van j micro-elektronische inrichtingen, welk mengsel een lineaire thermische uitzettingscoëfficiënt beneden de glasovergangstemperatuur heeft van ; minder dan 23 x 10 /°C en een thermisch geleidingsvermogen groter.dan ! 25 x 10 ^ cal/°C/cm/sec, welke werkwijze omvat het mengen van een epoxy- 20· hars, een harder daarvoor en ongeveer 40 - 80 gew.$ vulstof, berekend op het gehele mengsel, terwijl 25 - 100 gew.$ van deze vulstof bestaat uit anisotroop, polykristallijn, gesinterd, keramisch, produkt met cordie-riet als vloeibare fase, welke vulstof, berekend als oxyden, in hoofdzaak bestaat uit 11,5 - 16,55? R0, 33 - A1203 en U6,6 - 53% SiOg, 25 terwijl de thermische uitzettingscoëfficiënt inkten minste één richting kleiner is dan 11,0 x 10 7/°C in het gebied van 25 - 1000°C en waarin R0 in hoofdzaak. bestaat uit één lid, gekozen uit de groep bestaande uit NiO, CoO, FeO, MnO en Ti02, terwijl van NiO minder dan 25 gew.$, berekend op R0 aanwezig is, van CoO minder dan. 15 gew.$, berekend op R0, 30 van FeO minder dan 1+0 gew.$, berekend op RO, van MnO minder dan 98 gew.$, berekend op R0 en van Ti02 minder dan 15 gew.$, berekend op R0, ter wijl de rest van het R0 praktisch geheel bestaat uit MgO, welk anisotroop, polykristallijn, gesinterd, keramisch produkt praktisch niet afschurend is en vrij is van ionische verontreinigingen, en men dit 35 mengsel korte tijd blootstelt aan hitte en druk om het te verdichten. J, Werkwijze volgens conclusie 6, met. het kenmerk, dat RO praktisch geheel bestaat uit MgO. 8102948 I ï------------—-- * i : 28
5. 8. Werkwijze volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat de vulstof voor ongeveer 100 gew.% "bestaat uit het genoemde aniso-trope, polykristallijne, gesinterde, keramische produkt.
6. 9· Werkwijze volgens conclusie 7» met het kenmerk, dat 5. ongeveer 100 gew. % van de vulstof "bestaat uit het genoemde anisotrope, I polykristallijne, gesinterde, keramische produkt.
7. 10. Halfgeleiderinrichting, ingekapseld in een gehard i mengsel, volgens conclusie 1. i i · | i ’ .Λ 8102948