Современная электроника №4/2020

СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ 28 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 4 2020 Рис. 2. Участки жидкого покрытия под компонентом SOIC спустя 60 дней после УФ-отверждения Рис. 3. Исчезновение пика изоцианата при вторичном химическом процессе отверждения ным, поскольку оно не требует допол- нительных процессов. Однако в этом случае материал хорошо отверждает- ся в областях, подверженных воздей- ствию света, что затрудняет диффузию влаги и покрытия, а также выделение уходящих групп (обычно диоксида углерода). Чем лучше барьер покрытия, тем дольше длится процесс вторич- ного отверждения, и в данном случае речь идёт уже о днях, неделях, меся- цах и даже годах. Это можно увидеть на рисунке 1, где в инфракрасном спек- тре со временем наблюдается исчезно- вение пика изоционата в основном УФ-влагоотверждаемом материале на предметном стекле с типичной толщи- ной 150 мкм. Пик изоцианата исчезал через 93 дня при хранении при +23°С и относитель- ной влажности 50%. Таким образом, материалу потребовалось более трёх месяцев для достижения необходимых свойств. Если мы рассмотрим матери- ал под компонентом, который не под- вергался воздействию ультрафиолета и полностью зависит от процесса вторич- ного отверждения, то станет ясно, что это может занять ещё больше времени. При удалении достаточно небольшой микросхемы через 60 дней были обна- ружены пятна довольно вязкого жид- кого покрытия в затенённых областях, как показано на рисунке 2. Процессы вторичного отверждения теплом требуют дополнительных про- цедур и времени, что в значительной степени нивелирует преимущества быстрого первичного отверждения. Первоначальное быстрое отвержде- ние может создавать значительные уровни напряжения и редко приво- дит к более чем 70–80% полимери- зации. Это означает, что материалы могут содержать реакционноспособ- ные группы, которые остаются без- действующими. После воздействия высоких температур (+100°С) может происходить дополнительная поли- меризация, в результате чего матери- алы продолжают затвердевать, со вре- менем менять свойства и становиться более склонными к растрескиванию во время теплового удара. Материалы, для которых требуется вторичный химический процесс, пол- ностью отверждаются в течение 6–8 ч при комнатной температуре после воз- действия подходящего длинновол- нового ультрафиолетового света (от светодиода 365 нм или железо-леги- рованной D-лампы), как показано на рисунке 3. Изоцианатный пик пол- ностью исчез в течение 6 ч. Благода- ря уникальной рецептуре этих матери- алов остаточное напряжение сводится к минимуму, и отверждение происхо- дит с высокой эффективностью, что приводит к минимальным изменени- ям свойств при термоциклировании. Чтобы оценить изменения физиче- ских свойств материалов в результа- те процесса термического старения, встречающиеся в типичных экспери- ментах на термический удар листы испытуемых материалов были сформо- ваны и отверждены с использованием рекомендуемых длин волн и дозы УФ. Эти листы затем извлекали из тефло- новой формы. Из них были изготовле- ны образцы, которые отверждались в течение 60 дней в условиях окружаю- щей среды (+25°C при относительной влажности 45–55%). Затем пять образ- цов каждого материала были испыта- ны на удлинение и модуль упругости Жидкое покрытие Жидкое покрытие Жидкое покрытие 80 60 40 80 T, % 60 40 80 60 40 3600 3400 24 часа 6 часов N N N – – – – – – – – H H C C C = – – = = = O O O O O 15 минут 3200 3000 2800 2600 2400 2200 2000 Волновое число, см –1 1800 1600 1400 1200 1000 800 3232 2271 1727 3232 1727 3232 1727 100 75 50 100 T, % 75 50 100 75 50 0 3600 3400 93 дня 30 дней N C = = O 15 минут 2270 2271 3200 3000 2800 2600 2400 2200 2000 Волновое число, см –1 1800 1600 1400 1200 1000 800 (1776.851, 34.3951) Рис. 1. Исчезновение пика изоцианата в УФ/влагоотверждаемом материале со временем после воздействия ультрафиолета при +23°С и относительной влажности 50%