DE4003842C2 - Epoxidharzmassen zum Einkapseln von Halbleitern, enthaltend kugelförmiges Siliciumdioxid - Google Patents
Epoxidharzmassen zum Einkapseln von Halbleitern, enthaltend kugelförmiges SiliciumdioxidInfo
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Description
Die Erfindung betrifft kugelförmiges Siliciumdioxid enthaltende
Epoxidharzmassen zum Einkapseln von Halbleitervorrichtungen
und deren Verwendung zur Herstellung gehärteter Produkte.
Typische Epoxidharzmassen des Standes der Technik zum Einkapseln von Halb
leitervorrichtungen sind Epoxidharzmassen mit darin vermischtem Härtungs
mittel, wie Phenolharz, und anorganischen Füllstoff, wie Siliciumdioxid. Diese
Epoxidharzmassen sind zum Einkapseln für Halbleitervorrichtungen vorteil
haft. Aufgrund ihrer niedrigen Schmelzviskosität und ihres hohen Schmelz
fließvermögens im Vergleich zu anderen hitzehärtbaren Harzmassen, wie Phe
nolharzmassen, bewirken diese Epoxidharzmassen eine verbesserte Feuchtig
keitsbeständigkeit bei LSI, IC und Transistoren unter Herabsetzung von Beschä
digungen an den darauf aufgebrachten feinen Mustern und Drähten.
Die jüngste Entwicklung, daß Siliciumchips vergrößert sind und der Abstand der
Verdrahtungen verkleinert ist, erfordert die Annäherung des Ausdehnungskoef
fizienten von Verkapselungsmassen für Halbleiter an den von Siliciumchips. Ein
Versuch besteht darin, die Menge des in die Epoxidharzmasse eingemischten
Füllstoffs zu erhöhen, um somit den Ausdehnungskoeffizienten der gehärteten
Masse zu verringern.
Andererseits besteht der Wunsch nach einer fließfähigeren Einkapselungsmas
se, um somit der Nachfrage nach größeren Mehrfachanschlußstift-Bausteinen
entgegenzutreten. Im allgemeinen fließt die Epoxidharzmasse beim Anstieg der
Menge des Füllstoffs nur gering, und sie läßt sich zudem unzulänglich verformen,
wobei des öfteren Hohlräume und Drahtverschiebungen während des Verformens
gebildet werden, was zu einem gehärteten Produkt mit geringer Feuchtigkeitsbe
ständigkeit führt. Es besteht daher ein Bedürfnis für die Entwicklung einer Epo
xidharzmasse zum Einkapseln von Halbleitern, mit hohem Fließvermögen und
Verformbarkeit, welche in der Lage ist, ein gehärtetes Produkt mit niedrigem Aus
dehnungskoeffizienten zu bilden.
Bei Epoxidharzmassen aus einem Epoxidharz, einem Härtungsmittel und einem
anorganischen Füllstoff sind bereits einige Lösungsversuche gemacht worden,
indem man zur Verminderung der Spannung ein Modifikationsmittel auf der Ba
sis von Silicon oder Polybutadien hinzugefügt hat oder die Menge an eingemisch
tem anorganischen Füllmittel zur Verminderung des Ausdehnungskoeffizienten
erhöht hat. Diese Lösungsversuche haben, obwohl sie die Spannung vermindern
können, einige Nachteile. Die Erhöhung der Menge an eingemischtem anorgani
schen Füllstoff beeinflußt das Fließvermögen der Masse während des Verfor
mens und die Feuchtigkeitsbeständigkeit des gehärteten Produkts beim Löten
nach Feuchtigkeitsabsorption in ungünstiger Weise. Es ist daher schwierig, einen
Kompromiß zwischen den wichtigen Funktionen für Einkapselungsmassen, wie
niedrige Spannung, Feuchtigkeitsbeständigkeit beim Löten nach Feuchtigkeits
absorption und Schmelzfließvermögen zu finden.
Es besteht außerdem eine weitere Nachfrage nach dünneren Halbleitervorrich
tungen, welche für flache Bausteine und SOJ-Bausteine typisch sind. Wenn man
dünne Halbleitervorrichtungen auf Leiterplatten anbringt, könnte die Gegenwart
von Feuchtigkeit im Bauteil eine Wasserdampfexplosion hervorrufen, welche
Risse im Bauteil und Hohlräume auf der Oberfläche des Siliciumchips hervorru
fen würden.
Es besteht deshalb ein Bedarf hinsichtlich der Entwicklung einer Epoxidharz
masse zum Einkapseln von Halbleitern mit einem hohen Fließvermögen beim
Verformen, welche in der Lage ist, ein gehärtetes Produkt mit geringer Spannung
und verbesserter Lötbeständigkeit, insbesondere Feuchtigkeitsbeständigkeit
und Rißbeständigkeit nach Feuchtigkeitsabsorption, zu bilden.
Die US-A-4 701 479 beschreibt eine Epoxidharzmasse zum Einkapseln von
Halbleitern, die als Füllstoff kugelförmiges Siliziumdioxid mit einer mittle
ren Teilchengröße von 1 bis 25 µm sowie pulverisiertes Siliziumdioxid mit
einer mittleren Teilchengröße von 1 bis 25 µm enthält.
Die JP-A-6 1143466 beschreibt eine Epoxidharzmasse zum Versiegeln von
Halbleitern, welche als Füllstoff Quarzpulver mit einer mittleren Teilchen
größen von 5 bis 15 µm und einer spezifischen Oberfläche von 1 bis 5 m²/g
enthält.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Epoxidharzmasse zum Einkap
seln von Halbleitern, mit hohem Fließvermögen und verbesserter Verformbar
keit zur Verfügung zu stellen, welche in der Lage ist, ein gehärtetes Produkt mit
niedrigem Ausdehnungskoeffizienten zu bilden. Mit verbesserter Verformbar
keit ist gemeint, daß die Formmasse beim Verformen keine Defekte, wie Hohlräu
me und Drahtverschiebung hervorruft.
Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, eine Epoxidharzmasse zum Einkapseln
für Halbleiter zur Verfügung zu stellen, die beim Verformen ein hohes Fließver
mögen aufweist und in der Lage ist, ein gehärtetes Produkt mit niedriger Span
nung und verbesserter Lötbeständigkeit nach Feuchtigkeitsabsorption, insbe
sondere Feuchtigkeitsbeständigkeit und Rißbeständigkeit nach Feuchtigkeits
absorption in Kombination mit anderen Behandlungen einschließlich Löten, zu
bilden.
Es sind Untersuchungen über anorganische Füllstoffe für Epoxidharz
massen zum Einkapseln von Halbleitern durchgeführt worden. Verschiedene
Nachteile von Epoxidharzmassen des Standes der Technik konnten durch Ver
wendung einer Mischung aus (A) kugelförmigem Siliciumdioxid mit einer mittle
ren Teilchengröße von 5 bis 35 µm, (B) kugelförmigem Siliciumdioxid mit einer
mittleren Teilchengröße von 0,1 bis 2 µm und (C) gemahlenem Siliciumdioxid mit
einer mittleren Teilchengröße von 2 bis 15 µm als anorganischer Füllstoff, vor
zugsweise einer Mischung aus 20 bis 80 Gew.-% kugelförmigem Siliciumdioxid
(A), 1 bis 20 Gew.-% kugelförmigem Siliciumdioxid (B) und 20 bis 80 Gew.-% ge
mahlenem Siliciumdioxid (C), bewegen auf das Gesamtgewicht des Füllstoffes, be
seitigt werden. Auf diese Weise erhält man eine Epoxidharzmasse zum Einkap
seln von Halbleitern mit hohem Fließvermögen beim Verformen, welche in ein
Produkt mit geringer Spannung und verbesserter Lötbeständigkeit nach Feuch
tigkeitsabsorption gehärtet werden kann.
Die Erfindung betrifft somit eine Epoxidharzmasse zum
Einkapseln von Halbleitern, aus einem Epoxidharz, einem Härtungsmittel und
einem anorganischen Füllstoff, worin der anorganische Füllstoff (A) kugelför
miges Siliciumdioxid mit einer mittleren Teilchengröße von 5 bis 35 µm, (B) ku
gelförmiges Siliciumdioxid mit einer mittleren Teilchengröße von 0,1 bis 2 µm
und (C) gemahlenes Siliciumdioxid mit einer mittleren Teilchengröße von 2 bis
15 µm umfaßt.
Das vorliegend verwendete Epoxidharz ist nicht besonders beschränkt, soweit es
mindestens zwei Epoxidgruppen in seinen Molekülen aufweist. Beispiele dafür
schließen Ortho-Kresol-Epoxidharze vom Novolak-Typ, phenolische Epoxid
harze vom Novolak-Typ, cycloaliphatische Epoxidharze, Epoxidharze vom Bis
phenol-Typ, substituierte oder unsubstituierte Epoxidharze vom Triphenolal
kan-Typ und halogenierte Vertreter der vorstehenden Epoxidharze alleine und
eine Mischung aus zwei oder mehreren von ihnen ein. Bevorzugt sind Kresol-Epo
xidharze vom Novolak-Typ und phenolische Epoxidharze vom Novolak-Typ.
Das Härtungsmittel kann im Einklang mit dem speziellen Typ des Epoxidharzes
ausgewählt werden. Typische Beispiele sind Amin- und Acetanhydridhärtungs
mittel sowie phenolische Novolak-Härtungsmittel. Die phenolischen Novolak-
Härtungsmittel sind insbesondere bevorzugt im Hinblick auf die Verformbarkeit
und Feuchtigkeitsbeständigkeit der Epoxidharzmasse. Beispiele für phenolische
Novolak-Härtungsmittel sind Novolak-Phenolharze und Novolak-Kresolharze.
Das Härtungsmittel kann in nicht eingeschränkter Menge eingemischt werden.
Wenn das Härtungsmittel ein Phenol-Novolak-Härtungsmittel ist, dann wird es
vorzugsweise in der Weise eingemischt, daß das Molverhältnis der Epoxidgruppe
im Epoxidharz zur phenolischen Hydroxylgruppe im Härtungsmittel im Bereich
von 2 : 1 bis 2 : 3 liegt.
Ein Härtungsbeschleunigungsmittel kann vorzugsweise in die Masse zur Be
schleunigung der Reaktion zwischen dem Epoxidharz und dem Härtungsmittel
eingemischt werden. Beispiele für Härtungsbeschleunigungsmittel schließen
Imidazole, Undecen-Verbindungen, wie 1,8-Diazabicyclo-(5,4,0)-7-undecen
(DBU), Phosphinverbindungen, wie Triphenylphosphin, tertiäre Amine und Cy
cloamidine allein und Mischungen davon ein. Die Menge des eingemischten Här
tungsbeschleunigungsmittels ist nicht besonders eingeschränkt und kann in
wirksamen Mengen verwendet werden.
Weiterhin kann ein Siliconpolymer vorzugsweise in die erfindungsgemäße Epo
xidharzmasse eingemischt werden, um somit die Spannungen herabzusetzen.
Mit dem hinzugefügten Siliconpolymer weist das gehärtete Produkt im Wärme
schocktest ein vermindertes Auftreten von Rissen in den Bausteinen auf. Beispie
le für Silconpolymere schließen Siliconöle, Siliconharze, Siliconkautschuks, wo
bei jeweils eine Epoxid-, Amino-, Carbonyl-, Hydroxyl-, Hydrosilyl- oder Vinyl
gruppe vorhanden ist, und Copolymere aus diesen Siliconpolymeren mit organi
schen Polymeren, wie Phenol-Novolak-Harze und epoxidierte Phenol-Novolak-
Harze, ein.
Das Siliconpolymer kann in Mengen von 1 bis 50 Gew.-Teilen pro 100 Gew.-Teile
der Gesamtmenge von Epoxidharz und Härtungsmittel eingemischt werden.
Erfindungsgemäß wird ein spezifischer Siliciumdioxidfüllstoff als anorgani
scher Füllstoff in die Epoxidharzmasse zum Einkapseln von Halbleitern, welche
das Epoxidharz und das Härtungsmittel als wesentliche Bestandteile und das
oben beschriebene Härtungsbeschleunigungsmittel als wahlweisen Bestandteil
enthält, eingemischt.
Das vorliegend verwendete kugelförmige Siliciumdioxid weist eine mittlere Teil
chengröße von 5 bis 35 µm, vorzugsweise 8 bis 32 µm auf.
Wenn die mittlere Teilchengröße
des kugelförmigen Siliciumdioxids weniger als 5 µm beträgt, dann weist das gehärtete
Produkt im Wärmekreislauf eine geringere Rißbeständigkeit auf. Wenn
die mittlere Teilchengröße des kugelförmigen Siliciumdioxids mehr als 35 µm
beträgt, dann könnte beim Formen eine Drahtverschiebung auftreten.
Man erhält das kugelförmige Siliciumdioxid nach einer Vielzahl von Verfahren,
einschließlich Schmelzen von natürlichem Quarz, Hydrolyse oder Heißschmel
zen von gereinigtem Chlorsilan oder Alkoxysilan und Solgel-Verfahren.
Gemäß der Erfindung wird eine Mischung
aus (A) kugelförmigem Siliciumdioxid mit einer mittleren Teilchengröße von 5
bis 35 µm, vorzugsweise 8 bis 32 µm, (B) kugelförmigem Siliciumdioxid mit einer
mittleren Teilchengröße von 0,1 bis 2 µm, vorzugsweise 0,5 bis 1,5 µm und (C) ge
mahlenem Siliciumdioxid mit einer mittleren Teilchengröße von 2 bis 15 µm,
vorzugsweise 3 bis 12 µm, als Füllstoff verwendet. Die Verwendung von diesen drei
Siliciumdioxid-Arten schafft eine Epoxidharzmasse mit Fließvermögen und
auch Lötbeständigkeit nach Feuchtigkeitsabsorption, wodurch ein gehärtetes
Produkt mit geringen Spannungen zur Verfügung gestellt wird.
Das kugelförmige Siliciumdioxid (A) weist vorzugsweise eine spezifische Oberflä
che bis zu 2,5 m²/g, vorzugsweise 0,4 bis 1,4 m²/g auf, da die Masse außerdem ein
verbessertes Fließvermögen aufweist. Das vorstehend beschriebene kugelförmi
ge Siliciumdioxid ist am meisten
bevorzugt. Die Menge an eingemischtem kugelförmigen Siliciumdioxid (A) liegt
im Bereich von 20 bis 80%, insbesondere 20 bis 75 Gew.-%, bezogen auf das Ge
wicht des gesamten anorganischen Füllstoffs. Massen mit einem Füllstoff, der
weniger als 20 Gew.-% kugelförmiges Siliciumdioxid (A) enthält, können manch
mal ein geringes Fließvermögen zeigen, währenddessen Massen mit Füllstoff, der
mehr als 80 Gew.-% kugelförmiges Siliciumdioxid (A) aufweist manchmal eine ge
ringe Lötbeständigkeit nach Feuchtigkeitsabsorption aufweisen.
Kugelförmiges Siliciumdioxid (B) bewirkt die Verbesserung des Fließvermögens
der Masse, wenn dieses zu dem kugelförmigen Siliciumdioxid (A) hinzugefügt
wird. Das kugelförmige Siliciumdioxid (B) weist vorzugsweise eine spezifische
Oberfläche von bis zu 15 m²/g, vorzugsweise 4 bis 10 m²/g auf, wodurch die Masse
weiterhin hinsichtlich ihrer Fließfähigkeit verbessert wird. Die Menge an einge
mischtem kugelförmigen Siliciumdioxid (B) liegt im Bereich von 1 bis 20%, ins
besondere 5 bis 15%, bezogen auf des Gewicht des gesamten anorganischen Füll
stoffs. Massen mit Füllstoff, die weniger als 1 Gew.-% kugelförmiges Siliciumdio
xid (B) enthalten können manchmal ein unzureichendes Fließvermögen aufwei
sen, währenddessen Massen mit Füllstoff, der mehr als 20 Gew.-% kugelförmiges
Siliciumdioxid (B) enthält, manchmal eine geringe Lötbeständigkeit nach Feuch
tigkeitsabsorption aufweisen.
Gemahlenes Siliciumdioxid (C) bewirkt die Verbesserung der Löteigenschaften
eines gehärteten Produkts nach Feuchtigkeitabsorption ohne die Fließfähigkeit
der Masse zu beeinflussen. Das gemahlene Siliciumdioxid ist nicht besonders
eingeschränkt, solange es eine mittlere Teilchengröße von 2 bis 15 µm aufweist.
Man erhält das gemahlene Siliciumdioxid vorzugsweise durch feines Zerklei
nern von kugelförmigem Siliciumdioxid.
Das kugelförmige Siliciumdioxid, aus dem das gemahlene Siliciumdioxid (C) her
gestellt wird, ist nicht besonders eingeschränkt, wobei allerdings kugelförmige
Siliciumdioxidteilchen mit einer mittleren Teilchengröße von 20 bis 50 µm und
kugelförmige Siliciumdioxidteilchen mit einer Teilchengröße von mindestens
75 µm bevorzugt sind. Diese kugelförmigen Siliciumdioxidteilchen können nach
allgemein bekannten Verfahren fein zerkleinert werden, wobei das Mahlen in der
Kugelmühle bevorzugt ist. Es versteht sich, daß das gemahlene Siliciumdioxid,
das durch Mahlen von kugelförmigem Siliciumdioxid erhalten wird, eine Masse
ist, die kugelförmige Siliciumdioxidteilchen, deren Oberfläche aufgerauht ist,
halbkugelförmige Stücke, die aus Teilung von Teilchen entstanden sind, halbku
gelförmige Stücke mit abgerundeten Ecken und andere Stücke mit irregulärer Ge
stalt umfaßt.
Die Menge des eingemischten gemahlenen Siliciumdioxids (C) liegt im Bereich
von 20 bis 80%, insbesondere von 20 bis 75 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des
gesamten anorganischen Füllstoffs. Massen mit Füllstoff, der weniger als 20
Gew.-% gemahlenes Siliciumdioxid (C) enthält, können manchmal eine geringe
Lötbeständigkeit des gehärteten Produkts nach Feuchtigkeitsabsorption aufwei
sen, währenddessen Massen mit Füllstoff, der mehr als 80 Gew.-% gemahlenes Si
liciumdioxid (C) enthält, manchmal zu einer geringen Fließfähigkeit führen.
Zusätzlich zu der oben beschriebenen Siliciumdioxidmischung können, solange
das Ziel der Erfindung erreicht wird, alle gewünschten anorganischen Füllstoffe,
wie Glasfasern, in die vorliegende Masse eingemischt werden.
Das Siliciumdioxid und die anderen anorganischen Füllstoffe können mit Haft
mitteln, wie γ-Glycidoxypropyltrimethoxysilan auf herkömmliche Weise vor
dem Einmischen in die Masse oberflächenbehandelt werden.
In der bevorzugten erfindungsgemäßen Masse sind 250 bis 700 Teile, insbesonde
re 300 bis 550 Gew.-Teile des Füllstoffs pro 100 Gew.-Teile der Gesamtmenge von
Epoxidharz und Härtungsmittel vorhanden.
Zusätzlich zu den oben genannten Bestandteilen kann die erfindungsgemäße
Masse weiterhin, falls erwünscht, verschiedene gut bekannte Zusatzstoffe ent
halten. Die Zusatzstoffe schließen Trennmittel, z. B. Wachse, wie Carnauba-
Wachs und Fettsäuren, wie Sterinsäure und deren Metallsalze; Pigmente, wie Ruß,
Kobaltblau und rotes Eisenoxid; Flammverzögerungsmittel, wie Antimonoxid
und Halogenide, Haftmittel, wie Epoxysilan, Vinylsilan, Borverbindungen und
Alkyltitanate; Antioxidantien und dergleichen allein oder Mischungen davon
ein.
Die erfindungsgemäße Epoxidharzmasse kann beispielsweise durch gleichför
miges Vermischen der Mengen der oben genannten notwendigen Bestandteile,
Vermahlen der Mischung in einer auf 70 bis 95°C vorgeheizten Mahlvorrichtung,
wie eine Knetvorrichtung, Walzmühle und Extruder, Abkühlen der Mischung und
Zerkleinern der Mischung hergestellt werden. Ein bevorzugtes Verfahren ist das
Schmelzmischen unter Verwendung einer Mischwalze oder eines Extruders. Die
Reihenfolge des Mischens der Bestandteile ist nicht kritisch.
Die erfindungsgemäße Epoxidharzmasse wird zum Einkapseln von Halbleiter
vorrichtungen, wie IC, LSI, Transistoren Thyristoren und Dioden als auch bei der
Herstellung von gedruckten Schaltungen verwendet.
Die Halbleitervorrichtungen können nach gut bekannten Verformungsverfah
ren, wie Preßspritzen, Spritzgießen und Vergießen, eingekapselt werden. Sehr oft
wird die Epoxidharzmasse bei Temperaturen von 150 bis 180°C verformt und bei
Temperaturen von 150 bis 180°C während 2 bis 16 Stunden nachgehärtet.
Die erfindungsgemäßen Beispiele sind nicht einschränkend und dienen lediglich
der Erläuterung der Erfindung. Wenn nichts anderes angegeben ist, sind alle Teile
und Prozentangaben auf das Gewicht bezogen.
Man stellt eine Grundmasse her, indem man 58 Teile eines epoxidierten Novolak-
Kresolharzes mit einem Epoxidäquivalent von 200 und einem Erweichungs
punkt von 65°C, 6 Teile bromiertes epoxidiertes Novolak-Phenolharz mit einem
Epoxidäquivalente von 280, 36 Teile eines Novolak-Phenolharzes mit einem
Phenoläquivalent von 110 und einem Erweichungspunkt von 80°C, 0,7 Teile Tri
phenylphosphin, 10 Teile Antimontrioxid, 0,5 Teilen Canauba-Wachs, 1,6 Teile
γ-Glycidoxypropyltrimethoxysilan und 1 Teil Kohlenstoff vermischt. Man stellt
die Epoxidharzmassen her, indem man die Grundmasse mit den in Tabelle 1 ge
zeigten Siliciumdioxidmischungen vermischt. Man vermischt die Mischung un
ter Schmelzen in einer Mischwalze bei 80°C während 5 Minuten, überführt in
Platten- bzw. Folienform, kühlt herunter und zerkleinert.
Mit den Massen führt man folgende Untersuchungen durch.
Die Ergebnisse sind ebenfalls der Tabelle 1 zu entnehmen.
Man mißt die Spiralfließfähigkeit bei 175°C und 686 N/cm² unter
Verwendung einer Form nach dem EMMI-Standard.
Man verformt ein Teststück mit den Ausmaßen 5×5×5 mm bei 175°C während
2 Minuten und härtet bei 180°C während 4 Stunden nach. Man mißt den Ausdeh
nungskoeffizienten und die Glasumwandlungstemperatur (Tg) des Teststücks un
ter Verwendung einer Agne-Testvorrichtung (Sinku Roko K. K.), währenddessen
man es mit einer Geschwindigkeit von 5°C/Min. über einen Bereich von 25°C bis
250°C erhitzt.
Man formt für den Zugversuch einen Stab aus der Masse nach der JIS K-9611-
Norm bei 175°C und 686 N/cm² während 2 Minuten und härtet bei
180°C während 4 Stunden nach. Man mißt die Biegefestigkeit des Stabs bei Raum
temperatur. Man hält den Stab weiterhin in einem Druckkocher (PC) bei 121°C
und 100% während 24 Stunden. Man mißt ebenfalls die Biegefestigkeit des in
dem Druckkocher behandelten Stabs.
Man kapselt einen flachen Baustein mit Ausmaßen von 14×20×2,3 mm (Dicke)
und einem Inselbereich von 8×10 mm mit der Masse bei 175°C während 2 Stunden
ein und härtet bei 180°C während 4 Stunden. Man läßt den Baustein in einem Be
hälter mit konstanter Temperatur/konstanter Feuchtigkeit bei 85°C und bei ei
ner relativen Feuchtigkeit von 85°C stehen und taucht dann in ein Lötbad bei
260°C ein und mißt die Zeit, bis Risse auf dem Baustein auftreten.
* Siliciumdioxid 6: gemahlenes Siliciumdioxid, erhalten durch feines Zerklei
nern von kugelförmigem Siliciumdioxid mit einer Teil
chengröße von mindestens 75 µm in einer Kugelmühle wäh
rend 2 Stunden, mit einer mittleren Teilchengröße von 5
µm, wobei der Anteil an grobkörnigen Teilchen von minde
stens 48 µm Größe bis zu 0,1% beträgt.
* Siliciumdioxid 7: gemahlenes Siliciumdioxid, erhalten durch feines Zerklei nern von kugelförmigem Siliciumdioxid mit einer mittle ren Teilchengröße von 30 µm in einer Kugelmühle während 1 Stunde, mit einer mittleren Teilchengröße von 10 µm, wo bei der Anteil an grobkörnigen Teilchen von mindestens 75 µm Größe bis zu 0,1% beträgt.
* Siliciumdioxid 8: gemahlenes Siliciumdioxid mit einer mittleren Teilchen größe von 15 µm.
* Siliciumdioxid 7: gemahlenes Siliciumdioxid, erhalten durch feines Zerklei nern von kugelförmigem Siliciumdioxid mit einer mittle ren Teilchengröße von 30 µm in einer Kugelmühle während 1 Stunde, mit einer mittleren Teilchengröße von 10 µm, wo bei der Anteil an grobkörnigen Teilchen von mindestens 75 µm Größe bis zu 0,1% beträgt.
* Siliciumdioxid 8: gemahlenes Siliciumdioxid mit einer mittleren Teilchen größe von 15 µm.
Wie aus Tabelle 1 zu entnehmen ist, weisen die Epoxidharzmassen, die keine der
drei Arten von kugelförmigen und gemahlenen Siliciumdioxiden gemäß der vor
liegenden Erfindung (Vergleichsbeispiele 1 bis 4) enthalten, ein niedriges Fließ
vermögen, eine niedrige Biegefestigkeit nach der PC-Behandlung oder eine nie
drige Rißbeständigkeit beim Löten auf. Die erfindungsgemäßen Epoxidharzmas
sen sind hinsichtlich dieser Eigenschalten ausgezeichnet, d. h. sie weisen eine ge
ringer Spannung, ein gutes Fließvermögen beim Verformen und eine hohe Lötbe
ständigkeit nach Feuchtigkeitsabsorption auf.
Man stellt eine Serie von Epoxidharzmassen her, indem man die gleiche Grund
masse und dann das gleiche Verfahren wie in Beispiel 1 mit der Maßgabe anwen
det, daß man das in Tabelle 2 gezeigte Siliciumdioxid verwendet. Man untersucht
die Massen in der gleichen Weise wie in Beispiele 1.
Die Ergebnisse sind der Tabelle 2 zu entnehmen.
Bemerkungen:
* Siliciumdioxid 9: kugelförmiges Siliciumdioxid, erhalten durch Oberflächen
behandlung von Siliciumdioxid 13 mit 0,6 Gew.-% γ-Glyci
doxypropyltrimethoxysilan (KBM 403, hergestellt durch
Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.).
* Siliciumdioxid 10: kugelförmiges Siliciumdioxid, erhalten durch Oberflä chenbehandlung von Siliciumdioxid 15 mit 1,0 Gew.-% KBM 403.
* Siliciumdioxid 11: kugelförmiges Siliciumdioxid, erhalten durch Oberflä chenbehandlung von Siliciumdioxid 17 mit 0,8 Gew.-% KBM 403.
* Siliciumdioxid 12: kugelförmiges Siliciumdioxid, erhalten durch Oberflä chenbehandlung von kugelförmigem Siliciumdioxid mit einer mittleren Teilchengröße von 4 µm mit 0,9 Gew.-% γ- Glycidoxypropyltrimethoxysilan.
* Siliciumdioxid 13: gemahlenes Siliciumdioxid mit einer mittleren Teilchen größe von 1 µm, erhalten durch feines Zerkleinern von ku gelförmigem Siliciumdioxid mit einer mittleren Teilchen größe von 30 µm in einer Kugelmühle während 3 Stunden.
* Siliciumdioxid 10: kugelförmiges Siliciumdioxid, erhalten durch Oberflä chenbehandlung von Siliciumdioxid 15 mit 1,0 Gew.-% KBM 403.
* Siliciumdioxid 11: kugelförmiges Siliciumdioxid, erhalten durch Oberflä chenbehandlung von Siliciumdioxid 17 mit 0,8 Gew.-% KBM 403.
* Siliciumdioxid 12: kugelförmiges Siliciumdioxid, erhalten durch Oberflä chenbehandlung von kugelförmigem Siliciumdioxid mit einer mittleren Teilchengröße von 4 µm mit 0,9 Gew.-% γ- Glycidoxypropyltrimethoxysilan.
* Siliciumdioxid 13: gemahlenes Siliciumdioxid mit einer mittleren Teilchen größe von 1 µm, erhalten durch feines Zerkleinern von ku gelförmigem Siliciumdioxid mit einer mittleren Teilchen größe von 30 µm in einer Kugelmühle während 3 Stunden.
Die Daten aus Tabelle 2 zeigen weiterhin, daß die erfindungsgemäßen Massen ein
verbessertes Fließvermögen, eine verbesserte Biegefestigkeit nach der PC-Be
handlung und eine verbesserte Rißbeständigkeit beim Löten aufweisen.
Claims (4)
1. Epoxidharzmasse zum Einkapseln von Halbleitern, aus einem Epo
xidharz, einem Härtungsmittel und einem anorganischen Füllstoff, da
durch gekennzeichnet, daß der anorganische Füllstoff (A) kugelförmiges
Siliziumdioxid mit einer mittleren Teilchengröße von 5 bis 35 µm, (B) ku
gelförmiges Siliziumdioxid mit einer mittleren Teilchengröße von 0,1 bis 2
µm und (C) gemahlenes Siliziumdioxid mit einer mittleren Teilchengröße
von 2 bis 15 µm umfaßt.
2. Masse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das gemah
lene Siliziumdioxid durch feines Zerkleinern von kugelförmigem Silizium
dioxid erhalten worden ist.
3. Masse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß 250 bis 700
Gew.-Teile Füllstoff pro 100 Gew.-Teile der Gesamtmenge von Epoxidharz
und Härtungsmittel vorhanden sind und der Füllstoff (A) 20 bis 80 Gew.-%
kugelförmiges Siliziumdioxid mit einer mittleren Teilchengröße von 5 bis
35 µm, (B) 1 bis 20 Gew.-% kugelförmiges Siliziumdioxid mit einer mittle
ren Teilchengröße von 0,1 bis 2 µm und (C) 20 bis 80 Gew.-% gemahlenes
Siliziumdioxid, bezogen auf das Gesamtgewicht des Füllstoffs, umfaßt.
4. Verwendung einer Epoxidharzmasse nach einem der Ansprüche 1 bis
3 zur Herstellung eines gehärteten Produkts.
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