Безкорпусная герметизация полупроводниковых приборов

Компаунд ЭЗК-11 состоит из 100 ч смолы ЭД-6, 12 ч. отвердителя, 18 ч касторового масла, 12 ч. бутилметакрилата, 150 ч. кварца, 150 ч. талька. Удельное объемное электрическое сопро­тивление при 20° С равно 10¹⁴ Ом-см, а при 80°С—10¹³ Ом-см. Тангенс угла диэлектрических потерь на частоте 10⁶ Гц при 20° С равен 0,001, а при 80° С—0,03. Диэлектрическая проницаемость при тех же условиях соответственно равна 4,1 и 4,6. Время отверждения при 80° С равно 1 ч, при 100° С—2 ч, а при 140° С—3 ч.

Компаунд ЭЗК-12 состоит из 100 ч эпоксидной смолы ЭД-5, 10 ч. отвердителя, 10 ч. стирола и 100 ч двуокиси титана. Удель­ное объемное сопротивление при 20° С равно 10¹⁴ Ом-см, а при 100° С—10⁹ Ом-см. Тангенс угла диэлектрических потерь на час­тоте 10⁶ Гц при 20° С равен 0,02, а при 100° С—0,05. Диэлектри­ческая проницаемость при тех же условиях соответственно равна 9 и 12. Время отверждения при 60—80° С равно 8—12 ч.

Компаунд К-153 (эпоксидно-тиоколевый) — однородная жидкость от светло- до темно-бурого цвета, обладает повышенной эластичностью и хорошей морозостойкостью. В состав компаунда входят эпоксидная смола ЭД-5, тиокол и полиэфир МГФ-9. Для отверждения рекомендуется выбирать один из следующих режи­мов: 8 ч при 18—20° С и 6—8 ч при 80° С; 8 ч при 18—20° С, 2 ч при 75—80° С и 6 ч при 100° С; 8 ч при 18—20° С и 3 ч при 120° С. В некоторых случаях отверждение проводят при комнатной тем­пературе в течение 3 суток. Отвержденный компаунд имеет предел прочности при изгибе (0,8—1)-10⁸ . Н/м² , -при растяжении—' (4—5) • 10⁷ Н/м² , а при сжатии— (1—1,2) • 10⁸ Н/м² Относительное удлинение при разрыве составляет от 3 до 5%. За 24 ч впитывает 0,08% влаги, за 30 суток—0,3%. После пребывания в ацетоне в те­чение 24 ч увеличивает массу на 2%. Удельное объемное электри­ческое сопротивление равно 10¹⁴ Ом-см. Тангенс угла диэлектри­ческих потерь на частоте 10⁶ Гц при 20° С равен 0,03, а диэлектри­ческая проницаемость равна 4. Электрическая прочность при тол­щине образца 2 мм равна 20 кВ/мм.

_ Компаунд К-139—продукт модификации смолы ЭД-5 поли­эфиром МГФ-9 и парбоксилатным каучуком Т: КА-26. Применяется

для герметизации деталей электронной аппаратуры и приборов Жизнеспособность компаунда после приготовления не превышает 2 ч Скорость полимеризации при температуре 140° С равна 30—50 с Отверждение можно проводить по одному из следующих режимов: 48 ч—при 20° С; 6 ч—при 20° С, 2 ч—при 80° С и 6 ч— при 100° С; 6 ч—при 20° С и 8—10 ч—при 60—80° С Предел проч­ности при изгибе (5—6)-10⁷ Н/м² , при растяжении (4—6) • 10⁷ Н/м² . Относительное удлинение при разрыве 8% Температура стекло­вания 75° С Удельное электрическое сопротивление при 20° С рав­но 10¹⁴ Ом-см Тангенс угла диэлектрических потерь на частоте 10⁶ Гц при 20° С равен 0,04, а диэлектрическая проницаемость равна 4,5

Пресс-материал ЭКП-200 — эпоксикремнийорганический пресспорошок черного цвета с дисперсностью 0,5 мм на основе эпоксидной смолы ЭД-6, отвердителей и минерального наполни­теля применяется для герметизации изделий электронной техники, а также для изготовления деталей радиоэлектронной аппа­ратуры, рассчитанных на эксплуатацию в диапазоне температур от —60 до +200° С в течение 1000 ч Время желатинизации при 160° С равно 1—2 мин Тангенс угла диэлектрических потерь на частоте 10⁶ Гц равен 0,03, а диэлектрическая проницаемость рав­на 5 Удельное электрическое сопротивление при 20° С равно 10¹⁴ Ом-см, а после пребывания в атмосфере с 98% влажности при температуре 40°С в течение 30 сут—10¹³ Ом-см Электриче­ская прочность при нормальных условиях и после пребывания во влажной'атмосфере 20 кВ/мм Усадка не превышает 0,5% Плот­ность 1,7—1,9 г/см³ Коэффициент линейного расширения 30-10-⁶ /°С Водопоглощение 0,5% Время отверждения при 160° С равно 4—5 мин на 1 мм толщины образца

Эпоксидные формовочные порошки ЭФП — пресспорошки на основе эпоксидной смолы ЭД-6, отвердителя и мине­ральных наполнителей, выпускаемые пяти марок ЭФП-60, ЭФП-61, ЭФП-62, ЭФП-64 (черные) и ЭФП-65 (красно оранже­вый) и применяемые для герметизации и изготовления деталей радиоэлектронной аппаратуры Дисперсность порошков всех ма­рок 0,5 мм Время желирования при температуре 150° С от 40 до 120 с Жизнеспособность при температуре хранения 25° С равна 1,5 ч Тангенс угла диэлектрических потерь на частоте 10⁶ Гц равен 0,03 Диэлектрическая проницаемость 6 Удельное объемное и поверхностное сопротивление 10¹⁴ Ом-см Электрическая проч­ность 20 кВ/мм Предел прочности при статическом изгибе со­ставляет: для ЭФП-60—6-Ю⁷ Н/м² , для ЭФП-61—7-10⁷ Н/м² , для ЭФП-62—9-Ю⁷ Н/м² , а для ЭФП-64 и ЭФП-65—7-Ю⁷ Н/м² . Коэффициент линейного расширения до ЭФП-60, ЭФП-62 и ЭФП-65 равен (32-38) • Ю-⁶ 1/°С, для ЭФП-61 — (28-32) X Х10-⁶ 17° С, а для ЭФП-64—(22—25) • 10-⁶ 1/°С.'Усадка мате­риала всех марок не превышает 0,5% Плотность изменяется от 1,7 г/см³ для ЭФП-60 до 2,2 г/см³ для ЭФП-65 Время отвержде-

ния всех порошков при 150° С равно 3—4 мин при толщине образ-| ца 1 мм

Компаунд ЭК.БТ-103—прозрачная однородная жидкость светло-желтого цвета, получаемая смешиванием эпоксидной смо­лы ЭД-5 с отвердителем и ускорителем полимеризации. Приме­няется для защиты источников излучения, работающих в инфра­красной и видимой областях спектра, а также герметизации полу­проводниковых приборов. Не теряет своих свойств при использо­вании в условиях пониженных (—60° С) и повышенных (+120° С) температур. Показатель преломления при 20° С равен 1,55. Жиз­неспособность 10—12 ч. Тангенс угла диэлектрических потерь на частоте 10⁶ Гц при 20° С равен 0,05. Диэлектрическая проницае­мость 5. Удельное объемное сопротивление при 20° С равно 10¹⁴ Ом-см, электрическая прочность 20 кВ/мм. Теплостойкость 90° С. Водопроницаемость за 24 ч не превышает 1%.

Компаунд БЭТА-1—однородная жидкость светло-желтого цвета, получаемая смешиванием эпоксидной смолы ЭД-5, отвер-дителя и ускорителя полимеризации. Применяется для герметиза­ции полупроводниковых источников излучения в инфракрасной и видимой области спектра, а также для изготовления корпусов различных полупроводниковых приборов. Стоек в интервале тем­ператур от —60 до +100° С. Показатель преломления 1,55. Жиз­неспособность 24 ч. Тангенс угла диэлектрических потерь на час­тоте 10⁶ Гц при 20° С равен 0,05. Диэлектрическая проницаемость 5. Удельное объемное сопротивление 2-Ю⁹ Ом-см. Водопоглоще-ние в течение суток не превышает 1%.

Компаунд КЖ-25 — вязкая однородная жидкость ярко-красного цвета, получаемая смешиванием эпоксидной смолы ЭД-5, отвердителя, наполнителя и ускорителя полимеризации. Применяется для герметизации германиевых полупроводниковых приборов, работающих в интервале температур от —60 до +70° С. Жизнеспособность 10—12 ч. Тангенс угла диэлектрических потерь на частоте 10⁶ Гц при 20° С равен 0,02. Диэлектрическая проницае­мость 4. Удельное объемное сопротивление при 20° С равно

10¹⁴ Ом-см. Электрическая прочность 20 кВ/мм. Усадка при поли­меризации не превышает 1 %.

Компаунд ЭКМ—вязкая жидкость кирпично-красного цвета. Применяется для герметизации полупроводниковых дио­дов и транзисторов. Диапазон рабочих температур от—60 до +120° С. Усадка после отверждения не превышает 0,9%. Жизне­способность 4 ч. Предел прочности на разрыв 7,4-Ю⁷ Н/м² . КТР равен 47-Ю-⁶ 1/°С. Тангенс угла диэлектрических потерь на час­тоте 10⁶ Гц при 20° С равен 2,5-10~² . Диэлектрическая проницае­мость 4,5. Удельное объемное сопротивление при 20° С равно

10¹⁵ Ом-см. Электрическая прочность 35 кВ/мм.

Компаунд ЭЦД—вязкая жидкость черного цвета. Диапа­зон рабочих температур от —60 до +150° С. Усадка после затвер­девания 0,7%. Жизнеспособность 48 ч. Предел прочности на раз­рыв 7,3-Ю⁷ Н/м² . Тангенс угла диэлектрических потерь на частоте

Ю⁹ Гц при 20°С равен 1,5-Ю-² . Диэлектрическая проницаемость 2,5. Удельное объемное сопротивление при 20°С равно 10¹⁵ Ом-см. Электрическая прочность 20 кВ/мм.

Компаунд К-18—вязкотекучий материал от белого до тем­но-серого цвета. Применяется для герметизации полупроводнико­вых приборов и интегральных микросхем, работающих в атмосфере с повышенной влажностью в интервале температур от —60 до +250° С. Жизнеспособность 6 ч. Содержание летучих примесей при температуре 150° С не превышает 1,5%. Относительное удли­нение при разрыве 80%. Удельное объемное сопротивление при 20°С и относительной влажности 65% равно 10¹³ Ом-см. Тангенс угла диэлектрических потерь на частоте 10⁵ Гц равен 0,02, а ди­электрическая проницаемость на той же частоте равна 3. Элек­трическая прочность 15 кВ/мм.

Компаунд К-25 — вязкая жидкость от серого до черного цвета, получаемая смешиванием смолы СК-25,1 наполнителя (стекло—кристаллического цемента марки СЦ-90-1), красителя (нигрозина) и отвердителя (полиамидной смолы Л-20). Применя­ется для защиты и герметизации полупроводниковых приборов, работающих в интервале температур от —60 до +150°. Жизнеспо­собность при 20°С не более 2 ч. Тангенс угла диэлектрических потерь при 20°С и частоте Ю⁶ Гц равен 0,015. Диэлектрическая проницаемость 4,5. Удельное объемное сопротивление 1,5-Ю¹² Ом-см. Для приготовления компаунда берут 100 мае ч смолы СК-25, 100—200 мае. ч. стеклокристаллического цемента, 2 мае. ч нигрозина и 50—60 мае. ч. смолы Л-20.

Компаунд К-26—вязкая жидкость красного цвета, полу­чаемая смешиванием смолы ЭД-20, красителя, разбавителя (гли-цидилового эфира) и отвердителя (полиамидной смолы Л-20). Применяется для герметизации цифрознаковых индикаторов, ра­ботающих в интервале температур от —60 до +125° С. Жизне­способность не более 2 ч. Тангенс угла диэлектрических потерь при 20°С и частоте Ю⁶ Гц равен 0,03, а диэлектрическая прони­цаемость при тех же условиях равна 5. Удельное объемное сопро­тивление при 20°С равно 8-Ю¹⁴ Ом-см. Водопоглощение не пре­вышает 0,5%. Разрушающее напряжение дри растяжении 2,5-Ю⁷ Н/м² . Для приготовления компаунда берут 100 мае. ч смо­лы ЭД-20, 20 мае ч. глицидилового эфира, 50 мае. ч. полиамидной смолы Л-20 и 0,5 мае ч. красителя.

Пресс-материал ЭФП-63—порошок темно-серого цвета, композиция на основе эпоксидной смолы, минеральных наполни­телей, отвердителя и красителя. Применяется для герметизации полупроводниковых приборов и гибридных интегральных микро­схем. Тангенс угла диэлектрических потерь на частоте Ю⁶ Гц ра­вен 0,03, а диэлекгрическая проницаемость на той же частоте равна 5 Удельное объемное сопротивление Ю¹⁴ Ом-см. Электри­ческая прочность 20 кВ/мм. Разрушающее напряжение при ста­тическом изгибе 9-Ю'' Н/м² . КТР в интервале температур от 20 до 125° С равен 25-Ю-⁶ 1/°С. Усадка 0,6%.

Компаунд ЭКБТ-103—прозрачная однородная жидкость светло-желтого цвета, композиция на основе эпоксидной смолы ЭД-22 с отвердителем и ускорителем. Применяется для защиты и герметизации полупроводниковых источников света в инфра­красной и видимой областях спектра и обеспечивает работу при­боров в диапазоне температур от —60 до +120° С. Показатель преломления при 20° С равен 1,55 Тангенс угла диэлектрических потерь при частоте 10⁶ Гц равен 0,05, а диэлектрическая прони­цаемость на той же частоте равна 5. Удельное объемное сопро­тивление 10¹⁴ Ом-см. Электрическая прочность 20 кВ/мм. Про­зрачность в исходном состоянии не менее 88%, а после обработки при температуре 120° С в течение 30 сут^-85%. Водопоглощение не более 1%. Для приготовления компаунда берут 100 мае. ч. смолы ЭД-22, 10 мае. ч. отвердителя (трибутилбората) и 1 мае ч. ускорителя (марки '606/2).

Компаунд Л-1—композиция на основе эпоксидной смолы ЭД-24, смолы «Оксилин-5», отвердителя (МТГФА) и ускорителя (диметилбензиламина). Применяется для герметизации цифро-знаковых индикаторов. Для получения герметизирующего состава красного или зеленого цвета в состав вводят смолу «Оксилин-5» соответс'пвуюйцего цвета. Для приготовления компаунда берут 40 мае. ч. смолы ЭД-24, 60 мае. ч. смолы «Оксилин-5», 37 мае ч. отвердителя и 1 мае. ч.ускорителя.

Компаунды ОП-3 и ОП-ЗМ (О—оптический, П—про­зрачный, 3—номер компаунда, М—модифицированный) приме­няются для заливки элементов оптоэлектронных приборов. Ком­паунды—прозрачные жидкости: ОП-3—бесцветная или слабого желтого цвета, а ОП-ЗМ—желтого, зеленого, красного и руби­нового цветов. Время желирования при температуре 120° С не более 10 мин. Показатель преломления 1,48. Вязкость компаундов лежит соответственно в Пределах от 150 до 500 и от 1500 до 6000 сСт. Светопропускание при толщине 0,8—1 мм и 20° С от 65 до 85%. Тангенс угла диэлектрических потерь при 20° С и частоте 10⁶ Гц равен 0,03, а диэлектрическая проницаемость при тех же условиях равна 5 Удельное объемное сопротивление при 20° С равно 10¹⁴ Ом-см Разрушающее напряжение при растяжении лежит в пределах от 1.5-Ю⁷ до 2,5-Ю⁷ Н/м² . Водопоглощение за 24 ч не превышает 0,5%. КТР равен 8-Ю-⁵ 1/°С.

Компаунд ОП-6—прозрачная жидкость желтоватого или красного цвета. Применяется для герметизации оптоэлектронных приборов, работающих при температурах от —60 до +125° С. При­готовляется на основе эпоксидной смолы и отвердителя ангидрид­ного типа. Время желирования при температуре 120° С равно 30 мин Прозрачность при длине волны 0,7—1 мкм и температуре 20° С не менее 85%. Водопоглощение за 24 ч не более 0,3%.

Компаунд ОП-429/1—вязкая, бесцветная, прозрачная жид-' кость. Применяется для защиты и герметизации цифрознаковых индикаторов и оптронов, работающих при температурах от —60 до +125° С. Время желирования 1 ч. Показатель преломления при

20° С равен 1,53. Светопропускание при толщине 1 мм и 20° С в инфракрасной и видимой области спектра не менее 85%. Тан­генс угла диэлектрических потерь при 20° С и частоте Ю⁶ Гц равен 0,03, а диэлектрическая проницаемость при тех же условиях равна 3,8 Удельное объемное сопротивление при 20° С равно 10¹³ Ом-см. Водопоглощение в холодной воде за 24 ч. не превышает 0,1%. Разрушающее напряжение при растяжении равно 4,5-Ю⁷ Н/м² . Выдерживает в течение 5 мин температуру 240° С.

Компаунд ОП-429/2 — вязкая жидкость белого цвета. При­меняется для герметизации и защиты полупроводниковых прибо­ров. Отличается от компаунда ОП-429/1 меньшим водопоглощением.

Защита поверхности p-n-переходов вазелином и цеолитами.

При сборке полупроводниковых кристаллов с p-n-переходами в корпуса используют метод стабилизации параметров введением в корпус прибора кремнийорганического вазелина в сочетании с влагопоглощающими добавками (гетерами), например с цеолитом. Изоляционный вазелин представляет собой смесь кремнийорганической жидкости с мелкодисперсным наполнителем в виде вязкой пасты. Широкое применение получили кремнийорганические вазелины КВ-3, КВ-2, КВ-3А.

Вазелин обладает высокими изоляционными свойствами: удельное объемное сопротивление вазелина при температуре 20⁰ С составляет 10¹⁴ ом*, а при 150⁰ -10¹² ом*см; тангенс угла диэлектрических потерь при частоте 10⁶ гц-0,006; диэлектрическая проницаемость-2,8, а диэлектрическая прочность-15 кВ мм.

Перед нанесением на полупроводниковые кристаллы или корпуса вазелин подвергают вакуумной сушке при температуре 150⁰ С в течение 8-10 ч. Технологический процесс нанесение вазелина проводиться в скафандрах в атмосфере осушенного азота.

Так же герметизацию производят цеолитным адсорбентом и синтетическими цеолитами:

Цеолитный адсорбент — порошкообразный синтетический цеолитный материал CaA, применяемый для создания защитной атмосферы во внутренних областях корпусов полупроводниковых приборов, выпускается двух видов: мелкокристаллический с размерами кристаллов от 1 до 5 мкм и крупнокристаллический с размерами кристаллов от 3 до 8 мкм. Статическая активность – влогоёмкость при относительной влажности воздуха 0,03% в течение 24 ч равна 18%. На основе порошка изготовляют таблетки диаметром 4 и 6 мм и толщиной 0,6 мм.

Синтетические цеолиты — высокоэффективные алюмосиликатные адсорбенты; в обезвоженном виде – пористые кристаллы с размерами около 1 мкм. Поры цеолитов представляют собой сферические полости с диаметром от 1,14 до 1,19 нм, соединённые между собой более узкими отверстиями , называемые окнами . Эффективные диаметры окон существенно отличаются в каждом типе цеолита и зависят от природы ионообменного катиона. Выпускаются пять марок цеолитав: КА, NaA, CaA, NaX и CaX, в которых эффективный диаметр окон соответственно равен 0,3;0,4;0,5;0,8;0,9 нм. Находящиеся в полостях цеолитов катионы создают в них области с неоднородными электростатическими полями, поэтому цеолиты особенно энергично адсорбируют электрически несимметричные молекулы воды, двуокиси углерода, метанола, а так же органических веществ.

Особенностью адсорбционных свойств пористых кристаллов цеолитов является молекулярно-ситовое действие; в первичной пористой структуре адсорбируются молекулы малых размеров, более крупные молекулы, для которых входы в полости через окна недоступны, не адсорбируются. Поэтому при использовании цеолитов необходимо учитывать органические адсорбируемости веществ за счёт молекулярно-ситового действия.

Кристаллы цеолитов микроскопических размеров в смеси с добавками 15–20% глины формируют в таблетки, гранулы или шарики различных размеров, которые для повышения механической прочности подвергают термической обработке в течение 2-6 часов при 550-600 С. Адсорбционные свойства формованных цеолитов по сравнению с кристаллическими обычно ниже на 20% в результате введения глины. Формованные цеолиты применяются для глубокой осушки и тонкой очистки газов и жидкостей. Основные свойства цеолитов приведены в таблице №1!

Защита p-n-переходов плёнками окислов металлов.

В полупроводниковой технологии для защиты кристаллов с p-n-переходами применяются плёнки на основе окисей металлов: алюминия, титана, бериллия, циркония. Исходный материал берут в виде порошка, а в качестве несущего агента может быть использован галоген или галоидное соединение водорода. Через рабочую камеру пропускают инертный газ и устанавливают перепад температур между источником защитного материала и полупроводниковым кристаллом. Температура источника должна быть выше температуры кристаллов, причём с увеличением разницы температуры скорость реакции повышается.

Для осаждения защитных плёнок Al₂ 0₃ , BeO, TiO₂ , ZnO₂ температуру источника


29-04-2015, 04:00