CS232965B1

CS232965B1 - Epoxy potting compound

Info

Publication number: CS232965B1
Application number: CS458783A
Authority: CS
Inventors: Jan Makovicka; Vladimir Jirutka; Bohumil Kolman
Original assignee: Jan Makovicka; Vladimir Jirutka; Bohumil Kolman
Priority date: 1983-06-22
Filing date: 1983-06-22
Publication date: 1985-02-14

Abstract

Vynález se týká epoxidové zalévací hmoty zejména pro elektrotechnické a elektronické součástky. Epoxidová zálévaci hmota je tvořena epoxidovou pryskyřici dianového typu, tvrdidlem a práškovým plnivem, která navíc obsahuje látky ze skupiny vyšších mastných kyselin, solí nebo esterů vyšších mastných kyselin jako je steann, včelí vosk, kamaubský vosk, stearan vápenatý, stearan zinečnatý, v množství 0,1 až 0,7 % na pryskyřici, nebo obsahuje parafin v množství 0,1 až 0,7 % na pryskyřici.The invention relates to an epoxy potting compound, especially for electrotechnical and electronic components. The epoxy potting compound is made up of a diane type epoxy resin, a hardener and a powder filler, which additionally contains substances from the group of higher fatty acids, salts or esters of higher fatty acids such as stean, beeswax, kamauba wax, calcium stearate, zinc stearate, in an amount of 0.1 to 0.7% per resin, or contains paraffin in an amount of 0.1 to 0.7% per resin.

Description

Vynález se týká epoxidové zalévaoí hmoty tvořené nízkomolekulární epoxidovou pryskyřicí, tvrdidlem a práškovým plnivem, která je vhodná zejména pro elektrotechnické a elektronické součástky.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to an epoxy encapsulating material consisting of a low molecular weight epoxy resin, a hardener and a powder filler, which is particularly suitable for electrical and electronic components.

Epoxidové zalévací hmoty se používají k zalévání kondenzátorů, transformátorů, k impregnaci statorového vinutí elektromotorů, k zalévání impulsních převodníků, k pouzdření polovodičových diod, tyristorů, tranzistorů, výkonových polovodičových modulů, k odlévání průchodek atp.Epoxy encapsulating materials are used for potting capacitors, transformers, for impregnating the stator windings of electric motors, for potting pulse converters, for enclosing semiconductor diodes, thyristors, transistors, power semiconductor modules, for casting bushings, etc.

Epoxidovou zalévací hmotu tvoří ní zkomol ekulární epoxidová pryskyřice zpravidla dianového typu (tj. na bázi epichlórhydrínu a dihydroxydif enylpropanu), případně cykloalifatické epoxidová pryskyřice, epoxidová novolaková pryskyřice, cykloalifatická glycidýl esterová pryskyřice atd., déle tvrdidlo, což jsou alifatické aminy, aromatické aminy, aminové adukty (např. produkty reakce alifatických aminů s butyl nebo f enylglycidyletherem), cykloalifatické aminy, terciární aminy, latentní iontové katalyzátory, anhydridy organických kyselin, polyamidy atd. a konečně práékové plnivo, jako je tavený křemen, bezalkalické sklo, korund, slída atd. Zalévací hmota může dále obsahovat různé modifikátory, plastifikátory a ředidla k úpravě zpracovatelských i finálních vlastností hmoty.The epoxy encapsulating compound is formed by a truncated ecular epoxy resin, typically of the dian type (i.e., based on epichlorohydrin and dihydroxydiphenylpropane), optionally a cycloaliphatic epoxy resin, an epoxy novolak resin, a cycloaliphatic glycidyl ester resin, etc., longer a hardener, amine adducts (eg reaction products of aliphatic amines with butyl or phenylglycidyl ether), cycloaliphatic amines, tertiary amines, latent ionic catalysts, organic acid anhydrides, polyamides etc. and finally a powdered filler such as fused silica, alkali glass, corundum, mica etc. The encapsulant may further comprise various modifiers, plasticizers and diluents to adjust the processing and final properties of the composition.

Při zpracování jsou nejdůležitějSí následující vlastnosti: viskozita a expthermické teplo uvolňující se při vytvrzovací reakci a z toho vyplývající licí životnost, smrštění a vnitřní pnutí zalévací hmoty. Z vlastností finálních se požadují hlavně tepelná odolnost, mechanické vlastnosti, lineární roztažnost, teplota skelného přechodu, tepelná vodivost, v elektrotechnice a v elektronice dále elektroizolační vlastnosti a odolnost vůči pronikání vlhkosti.The following properties are most important in processing: viscosity and expthermic heat released during the curing reaction and the resulting casting life, shrinkage and internal stress of the encapsulant. The final properties are mainly required for thermal resistance, mechanical properties, linear expansion, glass transition temperature, thermal conductivity, electrical and electronic properties, and electrical insulation and moisture penetration resistance.

Vlhkost, která vniká do pouzder např. polovodičových součástek, má nepříznivé účinky na elektroizolační vlastnosti hmoty, způsobuje korozi kontaktů, zhoršení funkce součástky, případně může vést až ke zničení součástky. Vlhkost vniká do pouzder z epoxidových zalévacich hmot hlavně difúzí samotným objemem hmoty. Množství vlhkosti, které pohltí nebo propustí pouzdro z epoxidové licí hmoty je pro některé aplikace nepřípustně vysoké.Moisture entering the enclosure of eg semiconductor components has adverse effects on the electroinsulating properties of the material, causes corrosion of the contacts, deterioration of the function of the component or possibly even the destruction of the component. Moisture penetrates into the epoxy encapsulating shells mainly by diffusion through the volume of the material alone. The amount of moisture that absorbs or permeates the epoxy casting casing is unacceptably high for some applications.

Předložená vynélez odstraňůje uvedenou nevýhodu a řeší daný problém tak, že epoxidová zalévací hmota obsahuje látku ze skupiny vyšších mastných kyselin, solí nebo esterů vyšších mastných kyselin, jako je stearin, včelí vosk, kornaubský vosk, stearan zinečnatý apod., v množství 0,1 až· 0,7 % na pryskyřici, nebo zalévací hmota obsahuje parafin v množství 0,1 až 0,7 % na pryskyřici.The present invention overcomes this disadvantage and solves the problem by containing an amount of 0.1 fatty acid, salts or esters of higher fatty acids such as stearin, beeswax, cornauba wax, zinc stearate and the like in an amount of 0.1 up to 0.7% on resin, or the encapsulant contains paraffin in an amount of 0.1 to 0.7% on resin.

U epoxidové zalévací hmoty podle vynálezu, obsahující separátor nebo parafin v uvedeném množství, je potlačena difúze vlhkosti objemem hmoty, aniž je významně ovlivněna adheze zalévací hmoty.In the epoxy encapsulating compound of the invention containing a separator or paraffin in the indicated amount, moisture diffusion through the volume of the composition is suppressed without significantly affecting the adhesion of the encapsulant.

Příklad 1Example 1

Z epoxidové pryskyřice dianového typu vytvrzované diaminodifenylmethanem a plněné mletým taveným křemenem byla odlita pouzdra výkonových polovodičových modulů. Pouzdra byla podrobena zkoušce vlhkým teplem cyklickým po dobu 21 dní - dle ČSM 038 823 a byl zjišlován třetí hmotnostní přírůstek vlhkosti. V případě, že zalévací hmota neobsahovala žádnou další přísadu byl hmotnostní přírůstek vlhkosti 4,45 %, v případě přídavku 0,3 % včelího vosku do stejné zalévací hmoty klesl přírůstek vlhkosti na 3,87 %, v případě přídavku 0,5 % parafinu klesl přírůstek na 3,01 %.Power semiconductor module housings were cast from a diaminodiphenylmethane cured, diaminodiphenylmethane epoxy resin filled with ground fused silica. The housings were subjected to a 21-day cyclic humid heat test - according to CSM 038 823, and the third weight gain of moisture was detected. If the encapsulant did not contain any other additive, the moisture gain was 4.45%, in the case of the addition of 0.3% beeswax to the same encapsulant the moisture increment dropped to 3.87%, in the case of the addition of 0.5% paraffin increase to 3.01%.

Příklad 2Example 2

Z epoxidové pryskyřice dianového typu vytvrzované diaminodifenylmethanem a plněné mletým taveným křemenem byla odlita pouzdra výkonových polovodičových modulů. Pouzdra bylá podrobena zkoušce vlhkým teplem necyklickým po dobu 21 dní dle ČSN 038 824 a byl zjišlován střední hmotnostní přírůstek vlhkosti. V případě, že zalévaoi hmota neobsahovala žádnou další přísadu byl hmotnostní přírůstek vlhkosti 2,04 v případě přídavku 0,6 í stearinu přírůstek klesl na 1,68 %.Power semiconductor module housings were cast from a diaminodiphenylmethane cured, diaminodiphenylmethane epoxy resin filled with ground fused silica. The housings were subjected to a 21-day wet heat test according to CSN 038 824 and the mean weight gain of moisture was determined. In the case where the composition did not contain any other additive, the weight gain of moisture was 2.04 in the case of the addition of 0.6% stearin, the gain decreased to 1.68%.

Příklad 3Example 3

Z epoxidové pryskyřice dlaňového typu vytvrzované diaminodif enylmethanem a plněné skleněnou balotinou byla odlita pouzdra výkonových polovodičových modulů. Pouzdra byla podrobena zkoušce vlhkým teplem necyklickým po dobu 21 dní dle SsN 038 824 a byl zjišíován střední hmotnostní přírůstek vlhkosti. V případě, že zalévací hmota neobsahovala žádnou další přísadu byl hmotnostní přírůstek vlhkosti 3,52 %, v případě přídavku 0,7 % stearanu zinečnatého přírůstek klesl na 3,30 %.Power semiconductor module housings were cast from palm-type epoxy resin cured with diaminodiphenylmethane and filled with glass ballotin. The housings were subjected to a 21 day non-cyclic wet heat test according to SsN 038 824 and the mean weight gain of moisture was determined. If the encapsulant did not contain any other additive, the weight gain of moisture was 3.52%, in the case of the addition of 0.7% zinc stearate, the gain decreased to 3.30%.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

Epoxy encapsulant consisting of a low molecular weight palm type epoxy resin, hardener and powder filler, characterized in that it contains a substance from the group of higher fatty acids, salts or esters of higher fatty acids such as stearin, beeswax, carnauba wax, calcium stearate, zinc stearate 0.1 to 0.7% per resin, or contains paraffin in an amount of 0.1 to 0.7% per resin.