CS268940B1 - Method of encapsulation of electron and electrotechnical components - Google Patents

Method of encapsulation of electron and electrotechnical components Download PDF

Info

Publication number
CS268940B1
CS268940B1 CS872912A CS291287A CS268940B1 CS 268940 B1 CS268940 B1 CS 268940B1 CS 872912 A CS872912 A CS 872912A CS 291287 A CS291287 A CS 291287A CS 268940 B1 CS268940 B1 CS 268940B1
Authority
CS
Czechoslovakia
Prior art keywords
components
encapsulation
layer
encapsulating
electrotechnical
Prior art date
Application number
CS872912A
Other languages
Czech (cs)
Other versions
CS291287A1 (en
Inventor
Martin Ing Csc Capka
Marie Ing Czakova
Jiri Ing Pliva
Jaroslav Rndr Zamastil
Jan Ing Makovicka
Original Assignee
Capka Martin
Czakova Marie
Pliva Jiri
Zamastil Jaroslav
Makovicka Jan
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Capka Martin, Czakova Marie, Pliva Jiri, Zamastil Jaroslav, Makovicka Jan filed Critical Capka Martin
Priority to CS872912A priority Critical patent/CS268940B1/en
Publication of CS291287A1 publication Critical patent/CS291287A1/en
Publication of CS268940B1 publication Critical patent/CS268940B1/en

Links

Landscapes

  • Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)

Abstract

Způaob zapouzdřeni elektronických, elektrotechnických a zejaéna polovodičových součástek spočívající v to·, It ae na toučástky ualstěné v sodulu nejprve nanese prvá pouzdřicl vrstva tvořeni telechellckýa polya1loxane■ obsahující· vinyl skupiny a d1attyl-aetyl/hdroganZs1loxanový kopolyaer a po Jej 1 vulkan1zac1 v přltoanostl katalyzAtoru na biz1 rhodia nebo platiny aa nanese druhá chránící a ■echanlcky pevnějil vrstva tvořanA epoxidovou pryskyřici, příče·! některé součistky «ohou být najprva paslvoviny speciální pat1vačn1 vrstvou. Tento způsob zapouzdřeni je vhodný pro výkonové polovodičové aoučéitky a pro součástky obsahující spájeni spoje, tenké drAty nebo jjni snadno zranitelná aista.A method of encapsulating electronic, electrotechnical and semiconductor components consisting in that, on the components placed in the solution, a first encapsulating layer is first applied, consisting of a telechelic polya1loxane containing vinyl groups and a diacetyl-acetyl/hydrogensiloxane copolymer, and after vulcanization in the presence of a catalyst on rhodium or platinum, a second protective and mechanically fixed layer is applied, consisting of an epoxy resin, while some components may first be coated with a special bonding layer. This method of encapsulation is suitable for power semiconductor components and for components containing solder joints, thin wires or other easily vulnerable parts.

Description

Vynález ·· týk* způsobu zapouzdřeni elektronických a elektrotechnických součástek, například polovodičových součástek, který je vhodný zejména pro součástky obsahující pájené spoje, tenké drétky e jiné snadno zranitelná sista.The invention relates to a method of encapsulating electronic and electrotechnical components, for example semiconductor components, which is particularly suitable for components containing soldered joints, thin wires and other easily vulnerable systems.

K ochraně elektrotechnických e elektronických součástek, jeko jsou hybridní integrované «odulý, výkonové polovodičové «odulý, transistory std., před působeni· vlhkosti a korosivnlch látek přítomných v ovzduii se velmi často používají plastické hmoty. Po obvyklé psstveci elektronového a dírového přechodu polovodiče speciálními vysoce čistými povlaky /junction coating/ jako jsou bezalkalická n1zkotavitelná skla, nebo silikonové kaučuky a laky, polyimidové laky a podobné, následuje zapouzdřeni do plastu, obvykle ae jedná o epoxidové zalávacl nebo lisovací hmoty nebo jiné reekroplasty /diellylftaláty e podobné/.Plastics are very often used to protect electrical and electronic components, such as hybrid integrated circuits, power semiconductor circuits, transistors, etc., from the effects of moisture and corrosive substances present in the air. After the usual protection of the electron and hole junction of the semiconductor with special high-purity coatings (junction coating) such as alkali-free low-melting glasses, or silicone rubbers and varnishes, polyimide varnishes and the like, encapsulation in plastic follows, usually involving epoxy potting or molding compounds or other thermoplastics (diethyl phthalates and the like).

Tyto «ateriály vyznačující se vysokou tvrdosti a vysoký· odulé· pružnosti máji kromě nesporných přednosti, jako je dobrá adheze, k různým povrchům, postačující zpracovatelské vlastnosti, nízká navlhavost i určité nevýhody. Patři k nim předevii· velké vnitřní pnuti, vznikající při saritěni plastu po vytvrdnutí, které spolu s rozdílnou roztažnosti použitých aateriélů /plasty, kovy, keramika a podobně/ vede ke vzniku prasklin a trhlin v plastu, což má za následek sníženi jeho ochranné funkce nebo naruienl spojů integrovaných obvodů, transistorových modulu a podobně, a tím i zvýienou poruchovost součástek a modulů. Na druhé straně některé pružné elastomery, jako silikonové kaučuky, nevykazuji dostatečné aechaniské vlastnosti, aby chránily součástky proti mechanickému poikozeni. Tyto nevýhody odstraňuje způsob zapouzdřeni součástek podle vynálezu.These materials, characterized by high hardness and high elasticity, have, in addition to undeniable advantages such as good adhesion to various surfaces, sufficient processing properties, low wettability, as well as certain disadvantages. These include, in particular, high internal stresses arising during the shrinkage of the plastic after hardening, which, together with the different expansion of the materials used (plastics, metals, ceramics, etc.), leads to the formation of cracks and fissures in the plastic, which results in a reduction in its protective function or disruption of the connections of integrated circuits, transistor modules, etc., and thus an increased failure rate of components and modules. On the other hand, some flexible elastomers, such as silicone rubbers, do not exhibit sufficient mechanical properties to protect components against mechanical damage. These disadvantages are eliminated by the method of encapsulating components according to the invention.

Podstatou vynálezu je způsob vícevrstvého zapouzdřeni elektronických a elektrotechnických součástek a zejména polovodičových součástek, spočívající v tom, že se na součástky nanese prvá pouzdřlci vrstva, tvořená telecheHckým polysiloxanem, obsahujícím vinyl skupiny » d.1metyl-metyl/hydrogen/siloxanovým kopolymerem a po její vulkanizad za přítomnosti katalyzátoru na bázi rhodia nebo platiny se nanese druhá vrstva, tvořená epoxidovou pryskyřici, přičemž součástky mohou být nejprve pasívovány speciální pasivačni vrstvou.The essence of the invention is a method of multilayer encapsulation of electronic and electrotechnical components, and in particular semiconductor components, consisting in applying a first encapsulation layer to the components, consisting of a telechemical polysiloxane containing vinyl groups » d.1methyl-methyl/hydrogen/siloxane copolymer and after its vulcanization in the presence of a rhodium- or platinum-based catalyst, a second layer, consisting of an epoxy resin, is applied, whereby the components can first be passivated with a special passivation layer.

Velkou výhodou zapouzdřeni podle vynálezu je nízké vnitřní pnuti v místech dotyku s jednotlivými součástkami. Silikonová hmota je po vulkanizad dostatečně pružná, aby vyrovnala dilatace i při velkém rozdílu teplot jednotlivých míst - obvod není mechanicky namáhán a ve vnitřní ochranné vrstvě nevznikají trhliny ve hmotě jako důsledek rozdílných dilated použitých materiálů, tak je potlačena možnost tvorby mezer obvykle se tvořících mezi plastem a povrchem polovodičového systému. Proto ochranná funkce této vrstvy zůstává zachována 1 v náročných klimatických a provozních podmínkách. Ha druhé straně vnějií vrstva vytvrzené époxidové*pryskyřice slouží předevilm k mechanické fixaci a ochraně i k celkovému zpevněni modulu obsahujícího zapouzdřené součástky.A great advantage of the encapsulation according to the invention is the low internal stress in the places of contact with the individual components. After vulcanization, the silicone material is sufficiently flexible to compensate for the expansion even with a large difference in the temperatures of the individual places - the circuit is not mechanically stressed and cracks in the material do not occur in the inner protective layer as a result of the different dilated materials used, thus the possibility of gaps usually forming between the plastic and the surface of the semiconductor system is suppressed. Therefore, the protective function of this layer remains preserved even in demanding climatic and operating conditions. On the other hand, the outer layer of hardened epoxy resin serves primarily for mechanical fixation and protection as well as for the overall strengthening of the module containing the encapsulated components.

Výhodou tohoto způsobu zapouzdřeni je také skutečnost, že hydros 11ylační vulkanlzovatelné silikonové hmoty lze připravovat ve vysoké čistotě a s vynikajícími elektroizolačními vlastnostmi, což zvyiuje provozní spolehlivost zapouzdřených součástek a zároveň jsou sníženy požadavky na čistotu epoxidových zalévadch hmot, tvořících vníjáí ochrannou vrstvu. Vlastností epoxidů potom mohou být optimalizovány z hlediska mechanických vlastnosti, technologie aplikace i ceny.Another advantage of this encapsulation method is that hydrosylation vulcanizable silicone compounds can be prepared in high purity and with excellent electrical insulation properties, which increases the operational reliability of the encapsulated components and at the same time reduces the requirements for the purity of the epoxy potting compounds forming the underlying protective layer. The properties of the epoxies can then be optimized in terms of mechanical properties, application technology and price.

Výhodou tohoto způsobu zapouzdření je dále snadná repast /rozpouzdřenost/ součástek v případě banální závady v elektrickém obvodu /utržený drát a podobně/ nebo systém. Tato skutečnost je významná zejména pro pouzdření výkonových součástek, kde podstatnou částí ceny součástek je samotný polovodičový systém. Pouzdro lze mechaCS 268940 B1 nickou cestou rozebrat a gel odstranit organickými rozpouitidly. Při zapouzdřeni do epoxidových lisovacích hmot je repase součástky velel obtížná a vltllnou neproveditelná bez značného rizika poškozeni zapouzdřeného systému nebo elektrického obvodu.The advantage of this method of encapsulation is also the easy repackaging of components in the event of a banal defect in the electrical circuit (broken wire, etc.) or system. This fact is particularly important for the encapsulation of power components, where a significant part of the price of the components is the semiconductor system itself. The housing can be mechanically disassembled and the gel removed with organic solvents. When encapsulating in epoxy molding compounds, repackaging of the component is very difficult and often impossible without a significant risk of damaging the encapsulated system or electrical circuit.

Dále uvedené příklady Ilustruji zapouzdřeni podle vynálezu, aniž by Jej vymezovaly nebo ouezovaly.The following examples illustrate the encapsulation of the invention without limiting or limiting it.

Přiklad 1Example 1

Výkonový bezpotendálový tyrlstorový modul, který tvoři dva antlparalelnt propojené tyrlstory < paslvovanýml PNPU přechody speciálně čistým silikonovým povlakem, uložené na keraaických substrátech z korundové keramiky a přitlačené vhodnou konstrukci k měděné základné, na které je po obvodě pMtulin vnější kryt z epoxidové lisovací hmoty, byl zalit smid telechellckého poly/dlmetylslloxanu/, dlmetyt-metyl/hydrogen/d loxanového kopolymerů a hydrodlylaénlho katalyzátoru na bázi platiny. Po vulkanlzad silikonového potyacru 2 h/100 °C se horní ochranná vrstva vytvoří zalítlo neplněnou epoxidovou pryskyřici dlaňového typu s latentnlm katalyzátore·. Celek se uzavře vlčkem z lisovací hmoty a vytvrdl 5h/15O °C.The power potential-free thyristor module, which consists of two antiparallel connected thyristors < passivated PNPU junctions with a specially pure silicone coating, placed on ceramic substrates made of corundum ceramics and pressed by a suitable structure to a copper base, on which there is an outer cover made of epoxy molding compound around the circumference, was cast from a mixture of telechelic poly(dimethylsiloxane), dimethyl-methyl/hydrogen/di loxane copolymers and a platinum-based hydrolyzed catalyst. After the silicone potyacr has been vulcanized for 2 h/100 °C, the upper protective layer is formed from a completely unfilled palm-type epoxy resin with a latent catalyst. The whole is closed with a mold of molding compound and cured for 5 h/150 °C.

Přiklad 2Example 2

Výkonový bezpotendálový tyrlstorový tranzistorový aodul, tvořsný dvěma PNP tranzistory, paslvovanýml na přechodu Speciální· poly1m1dovým lakem, napájenými na korundové keramice opatřené na spodní straně aědínou fólii plátovanou na keramice technikou přímého spojováni mědi s keramikou /při teplotě 1 065 °C až 1 083 °C v Inertní atmosféře s malým přídavkem kyslíku - typicky setiny procenta/, vyrobený tak, že plátovaná keramika tvořící dosedad plochu modulu se po natmelenl keramických čipu do základny z epoxidové lisovací haoty se zalije směsi telechellckého polyslloxanu terminovaného vlny I«kup1nam1, d1aetyl-metyl/hydrogen/s1loxanového kopolyaeru a hydros 1lylačni ho katalyzátoru na bází rhodia. Po vulkanlzad silikonového polymeru 1 h/150 °C se horní ochranná vrstva - po natmelenl vnějšího pláště z epoxidové lisovací haoty - vytvoří nalítla epoxidovou pryskyřici dlaňového typu plněnou mletým křemenem a tvrdidlem na bázi aromatického dlamlnu. Celek se uzavře vlčkem z polymetylentereftalátu a vytvrdl 2 h/80 °C ♦ 4 h/150 °C.Power potential-free thyristor transistor module, consisting of two PNP transistors, passivated at the junction with a special polyimide varnish, powered on corundum ceramics provided on the lower side with a copper foil clad on the ceramics by the technique of direct bonding of copper to ceramics /at a temperature of 1,065 °C to 1,083 °C in an inert atmosphere with a small addition of oxygen - typically hundredths of a percent/, manufactured in such a way that the clad ceramics forming the front surface of the module are, after cementing the ceramic chips into the base of an epoxy molding die, poured with a mixture of telechelic polysiloxane terminated with a group of I«kup1nam, diethyl-methyl/hydrogen/siloxane copolymer and a rhodium-based hydrosilation catalyst. After vulcanization of the silicone polymer for 1 h/150 °C, the upper protective layer - after the epoxy molding outer shell has been cemented - is formed by pouring a palm-type epoxy resin filled with ground quartz and an aromatic phthalate-based hardener. The whole is closed with a polyethylene terephthalate cap and cured for 2 h/80 °C ♦ 4 h/150 °C.

Claims (1)

Způsob zapouzdřeni elektronických a elektrotechnických součástek, vyznačující se tím, že se na součástky nanese prvá pouzdřid vrstva, tvořená telecheHckým polyslloxanem, obsahujícím vinyl skupiny a d1metyl-metyl/hydrogen/s1loxanovým kopolymerem a po její vulkanlzad za přítomnosti katalyzátoru na bázi rhodia nebo platiny se nanese druhá vrstva, tvořená epoxidovou pryskyřici.A method of encapsulating electronic and electrotechnical components, characterized in that a first encapsulating layer formed by a telechelic polysiloxane containing vinyl groups and a dimethyl-methyl/hydrogen/siloxane copolymer is applied to the components and, after its vulcanization in the presence of a rhodium- or platinum-based catalyst, a second layer formed by an epoxy resin is applied.
CS872912A 1987-04-24 1987-04-24 Method of encapsulation of electron and electrotechnical components CS268940B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS872912A CS268940B1 (en) 1987-04-24 1987-04-24 Method of encapsulation of electron and electrotechnical components

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS872912A CS268940B1 (en) 1987-04-24 1987-04-24 Method of encapsulation of electron and electrotechnical components

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CS291287A1 CS291287A1 (en) 1989-09-12
CS268940B1 true CS268940B1 (en) 1990-04-11

Family

ID=5367629

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS872912A CS268940B1 (en) 1987-04-24 1987-04-24 Method of encapsulation of electron and electrotechnical components

Country Status (1)

Country Link
CS (1) CS268940B1 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
CS291287A1 (en) 1989-09-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5539218A (en) Semiconductor device and resin for sealing a semiconductor device
JP2585006B2 (en) Resin-sealed semiconductor device and method of manufacturing the same
EP0285450A2 (en) Epoxy resin composition and a resin-sealed semiconductor device
CN105190872B (en) Semiconductor device
JPS59109356A (en) Sealing casing having excellent airtight-ness and its manufacture
JP2682788B2 (en) Electronic component encapsulation device
KR0157844B1 (en) Resin-sealed semiconductor device and manufacturing method
JPS6314499B2 (en)
JPH0412027B2 (en)
CN1324699C (en) Power semiconductor module
JPH0653358A (en) Insulating semiconductor package
JPS62197451A (en) Resin composition for use in sealing electronic component
CS268940B1 (en) Method of encapsulation of electron and electrotechnical components
JP2701045B2 (en) Resin-sealed semiconductor device and method of manufacturing the same
Wong Recent advances in hermetic equivalent flip-chip hybrid IC packaging of microelectronics
JP2827115B2 (en) Resin-sealed semiconductor device
JPS60229945A (en) Epoxy resin sealing material
JP2608407B2 (en) Resin-sealed semiconductor device
Taylor Just how reliable are plastic encapsulated semiconductors for military applications and how can the maximum reliability be obtained?
IT984017B (en) SOLID-STATE ELECTRONIC DEVICES ENCAPSULATED WITH CONDUCTIVE WIRES CONNECTED WITH HERMETIC SEAL
JP2003273292A (en) Sealing frame member and silicone elastomer sheet
GB2295722A (en) Packaging integrated circuits
Janczek Material investigation for pressure sensor package p-dsof-8-1
KR100406499B1 (en) equipment for molding of semiconductor package and molding method using it
KR100685406B1 (en) Semiconductor device with protective member