Кремнийорганическая композиция

Кремнийорганическая композиция

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ (l 11 477181

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 19.11.73 (21) 1969335/23-5 с присоединением заявки № (32) Приоритет

Опубликовано 15.07.75. Бюллетень № 26

Дата опубликования описания 01.12.75 (51) М. Кл. С 08g 47/06

С 09d 3/82 гасударственные комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 678.84(088.8) (72) Авторы изобретения

В. В. Северный, И. Х. Арро, Н. Л. Луцковская, Е. И. Минскер, Л. В, Моор, Н, А. Мещерякова, Г. А, Ашкинази, Г. А. Соо и М. П. Витол (71) Заявитель (54) КРЕМИИЙОРГАНИЧЕСКАЯ КОМПОЗИЦИЯ

В

HO Si 0 Р

1, т1

Изобретение относится к области создания композиции для стабилизации и защиты поверхности полупроводниковых приборов от влияния внешней среды.

Известно использование в силовой полупроводниковой технике для защиты поверхности приборов компаунда КЛТ-30, приготовленного на основе кремнийортанического каучука марки СКТН с двуокисью титана в качестве наполнителя и отвер>кдаемого метилтриацето- Й ксисиланом (катализатор К-10С).

Отрицательными сторонами компаунда

КЛТ-30 является нестабильность его свойств

or партии к партии и относительно высокий уровень токо" утечки у защищенных им при- 15 боров при повышенных напряжениях и температурах.

Необходимость стадии,предварительной пассивации поверхности полупроводниковых приборов, а также отсутствие предваритель- 20 ной термической обработки наполнителей не могут не оказать отрицательного влияния на стабильность показателей приборов.

Для создания защитного материала разработана одокомпонентная кремнийорганическая композиция, сочетающая в себе после отвер>кдения одновременно свойства высокоэластичного материала с хорошей адгезией к кремнию и германию и стабилизацию электрических параметров полупроводниковых 30 приборов. В состав, композиции введены полиорганосилоксан общей формулы гдето и R — алкил или арил, одинаковые или разные; п= 400; смесь наполпителей, состоящую из окиси-закиси свинца, нитрида бора и аэросила (модифицированного или немодифицированного), и катализаторы отверждения общей формулы

R (CHg) gSi (OR ) з где R — Н, (CgHg)gN; а=1; R" — алкил с числом атомов углерода до 5 или диметилацетоксим.

Отличительной особенностью предлагаемой композиции является то, что используют налолнители, предварительно подвергнутые термической обработке при 200 †5 С в течение

3 — 4 ч. При этом из наполнителей полностью удаляются сорбированная и кристаллизационная влага и окклюдированные газы.

Термообработка РЬ304 при 200 †3 С приводит не только к удалению с поверхности,порошка сорбционной влаги и газов, но и к ста477181

Таблица 1

Химический состав различных образцов предлагаемой композиции

Катализаторы вулканизации

Немодифи- Модифицир»304 °

СКТН, Образец, Диэтиламинометилтриэтоксисилан

B3N % рованная

81):), % цированная

51С), %

Метил трн(ацетоксим) силан

0,5

1,66

3,0

5,9

8,5

13,0

13,0

1,7

1,8

2,0

1,5

1,5

5,6

4.0

58,0

57,8

59,0

59,0

34,2

34,7

32,0

29,2

26,0

16,2

16,2

4,0

4,0

6,0

58,0

65,0

65,0

2,6

3,2

4,2

1,6

Таблица 2

Электрические свойства образцов предлагаемой композиции

Старение 180 С, 300 ч

Старение 200 С, 24 ч

Исходное состояние 20 С

Образец, 10 — !4

; ч ом см

10 — 14 ом см

Е, кв/»м

tgtа 10

Е, кв/мм тя,.10 ом с»

) Е, кв/м

19 !

18

22

1,9

2,85

2,88

2,83

2,75

2,83

3,0

2,9

ll

15 !

13

3,0

3,0

2,83

2,80

3,0

3,0

2,7

19

16

20,8

24,7

26,5

24,0

22,0

20,0

3,0

3,0

2,85

2,98

2,77

3,1

3,0

5,8

6,8

4,4

6,3

7,8

3,0

2,9

14

i5

18

17

l5 (,9

20,7

2,0

3,0

2,9

2,9

),8

22,0

24,0

22,0

20,0

21,0

4,7

6,0

4,7

2,2

2,8

Примечания:

=- †диэлектрическ проницаемость;

tg> †танге угла диэлектрических потерь;

;,. †удельн объемное сопротивление; (замеры сделаны при

Š†электрическ прочность. частоте 1 Мгц) билизации в нем соотношения Pb++/РЬ++++, повышая тем самым его способность к нейтрализации на поверхности полупроводниковых приборов разноименных зарядов.

Термообработкой нитрида бора при 400—

500 С с поверхности порошка удаляются сорбционая влага и бороводороды и стабилизируют его электрические параметры.

Термообработкой немодифицированного аэросила SiOq при 400 — 500 С с его поверхности удаляются влага и НС1, кроме того, опг способствует конденсации гидроксилов на поверхности и, таким образом, удалению конденсационной воды, что положительно сказывается на стабильности системы в процессе хранения.

Специальная термообработка íàIIO;IHYòåëåé по|вышает активность предлагаемой композиции к хемосорбции влаги и нейтрализации остаточных зарядов па поверхности полупроводниковых структур, оказывая тем самым стибилизирующее действие на состояние поверхности полупроводникового кристалла.

Срок годности предлагаемой композиции при хранении в герметичной таре составляет

3 месяца.

Предлагаемая композиция надежно защищает поверхность переходов от воздействия окрухкающей среды и одновременно стабилизирует электрические параметры приборов (ооратные токи и токи утечки). Она химически инертна, гидрофобна, имеет высокие диэлектрические свойства (в=3,0; tg6=4 10, Е=18 кв/мм; pv=10 4 ом.см.), пригодна для работы при температуре от — 60 до +200 С, выдерживает кратковременное нагревание до

+250 С, пе создает заметных механических напряжений на границе раздела диэлектрик — переход в процессе работы прибора.

В табл. 1 — 4 приведены составы различных образцов предлагаемой композиции, а также диэлектрические и физико-механические свойства их вулканизатов.

Композиции готовят смешением компонентов (табл. 1) без доступа влаги воздуха в лопастном смесителе.

477181

Таблица 3

Физикз — механические свойства вулканизатов

Старение при 200 С, 24 ч

Старение при 180 С, 300 ч

Исходное состояние

Образец, кг/см а кг/см-

Z. %

z, %

% № кг/см

7,8

10,5

11,6

12,0

14,0

12,0 !

0,0

5,4

4,5

5,0

6,0

5,5

5,0

4,0

6,5

9,8

11,2

14,0 !

2,0

10,0

ll,8

2

4

6

Таблица 4

Стабильность электрических параметров приборов, подвергнутых одновременной электрической и тепловой нагрузкам

Обратные токи 1,.

Ток утечки l

Для приборов типа !

Образец, №

Для приборов типа

ТД вЂ” 320 при напряжении

600 В и 110 С

Для приборов типа A при напряжении

500 В и 150 С

ТД вЂ” 320 при напряжении

600 В и IIO С

Стабильны

Стабильны

Стабильны

Стабильны

Стабильны

Стабильны

9 !

Нестабильны

Нестабильны ю

Нестабильны

Нестабильны и

Нестабильны

Нестабильны

: — удельная разрывная прочность

Z — относительное удлинение

После введения соответствующего катализатора вулканизации готовый пастообразный материал помещают в герметичную тару (патроны, трубы).

Применение в производстве силовой полупроводниковой техники предлагаемой композиции в качестве защитного покрытия вместо эмали КО-97 или компаунда КЛТ-30 позволит повысить выход годных приборов (тиристоров) с максимально высокими параметрами.

Возможно использование композиции и при бескорпусной герметизации полупроводниковых приборов в микроэлектронике, например, взамен КЛТ-ЗО, на приборах КВ 104, КВ 102 и КД 103.

Предмет изобретения

Кремнийорганическая композиция на основе а, w — дигидрокси полидиорганосилоксана, катализатора отверждения и наполнителя, отличающаяся тем, что, с целью получения композиции для защиты поверхности полупроводниковых структур с повышенными стабилизирующими, защитными и адгезионными свойствами, в качестве катализатора использовано соединение общей формулы

R (СН2) а3! (OR ) з, где R — (СяНз) Х, Н;

R" — алкил с числом атомов углерода 1 — 5 или диметилацетоксим; a=1, а в качестве на10 полнителя — смесь окиси-закиси свинца, нитрида бора и двуокиси кремния, предварительно обработанных при 200 — 500 С, и компоненты взяты в следующем соотношении, вес. %: а, w-дигидроксиполидиорганосилоксан 58 — 65

Катализатор отверждения 2 — 6

Окись-закись свинца 35 — 16

Нитрид бора 0,5 — 13

Двуокись кремния 1,5 — 3,5.

Приоритет исчислять от 17 июля 1972 по заявке 1812462.