КОМПОЗИЦИЯ НА ОСНОВЕ α,ω-ДИГИДРОКСИПОЛИДИМЕТИЛСИЛОКСАНА С ПОВЫШЕННЫМИ ПАССИВИРУЮЩИМИ СВОЙСТВАМИ - Студенческий научный форум

VII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2015

КОМПОЗИЦИЯ НА ОСНОВЕ α,ω-ДИГИДРОКСИПОЛИДИМЕТИЛСИЛОКСАНА С ПОВЫШЕННЫМИ ПАССИВИРУЮЩИМИ СВОЙСТВАМИ

Плиева А.Х. 1, Неёлова О.В. 1
1СОГУ, хим-тех
 Комментарии
Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Эластичные полимеры на основе низкомолекулярных кремнийорганических каучуков (α,ω-дигидроксиполидиметилсилоксанов) нашли широкое применение в качестве пассивирующих, защитных и герметизирующих покрытий в микроэлектронике. Целью работы является разработка новой однокомпонентной кремнийорганической композиции на основе низкомолекулярного полидиметилсилоксанового каучука СКТН, обладающей повышенными пассивирующими свойствами в условиях воздействия высоких температур (150-200оС) и электрических напряжений.

При разработке рецептуры компаунда с повышенными пассивирующими свойствами в качестве основы композиции использовали очищенный методом электрофильтрования низкомолекулярный кремнийорганический каучук СКТН марки Б HO–[Si(CH3)2O]n–H (n = 100-1500) с концевыми гидроксильными группами. В качестве отверждающей системы использовали 20% раствор очищенного полидиметилборцирконсилоксана в триэтоксисилане [1]. Такая отверждающая система позволила создать коррозиопассивные композиции, обладающие повышенными электроизоляционными, адгезионными и влагозащитными свойствами, а также устойчивостью покрытий к воздействию высоких температур и влажности. С целью повышения электроизоляционных свойств покрытия в условиях повышенных температур и электрических нагрузок в композицию на основе низкомолекулярного полидиметилсилоксанового каучука дополнительно вводили 1,2-диоксиантрахинон С14Н6(ОН)2 (ализарин).

Основными критериями при выборе оптимального соотношения компонентов в композиции были: 1) получение стабильной однокомпонентной системы со сроком хранения не менее 3 месяцев; 2) режим сушки покрытия ограничен температурой 150оС и временем 5-7 ч.; 3) высокие электроизоляционные и адгезионные характеристики при нормальных климатических условиях (НКУ) и при температуре 200оС; 4) отсутствие коррозионного действия по отношению к алюминию и меди.

Для изготовления композиций смесь каучука с 1,2-диоксиантрахиноном пропускали через трехвалковую краскотерочную машину не менее 3 раз. Однородную массу смешивали с отверждающей системой, расфасовывали полученную композицию в бутыли и затем её вакуумировали для удаления пузырьков воздуха. Компаунд представляет собой вязкую однородную непрозрачную жидкость оранжево-красного цвета. Состав композиции, обладающей оптимальными свойствами, получившей название «Компаунд марки КЭП» (кремнийорганический электроизоляционный пассивирующий), приведен в табл. 1.

Таблица 1

Состав композиции «Компаунд марки КЭП»

Компоненты

композиции

Содержание компонентов, мас. ч.

Каучук кремнийорганический низкомолекулярный СКТН марки Б, очищенный методом электрофильтрования

100

20 % раствор очищенного полидиметилборцирконсилоксана в триэтоксисилане

20

1,2-диоксиантрахинон С14Н6(ОН)2

0,4 – 0,6

При введении в композицию 1,2-диоксиантрахинона менее 0,4 мас. ч. на 100 мас. ч. каучука не достигается поставленная цель работы. Увеличение его количества более 0,6 мас. ч. приводит к расслоению композиции в процессе её хранения (избыток 1,2-диоксиантрахинона оседает на дне бутыли).

В табл. 2 представлены физико-химические свойства компаунда КЭП и его аналога – компаунда КЭЧ [2]. Компаунд обладает хорошей растекаемостью по поверхности различных конструкционных материалов (кремний, алюминий, медь) и позволяет получать защитные покрытия толщиной 100-200 мкм. Вулканизацию компаунда проводили при комнатной температуре при выдержке на воздухе с относительной влажностью не менее 60% в течение 5 ч. с дополнительным прогревом покрытий при температуре 1500С в течение 7ч.

Таблица 2

Влияние введения в композицию 1,2-диоксиантрахинона на свойствапокрытия

Наименование показателя и единица измерения

Результаты испытаний

Компаунд КЭЧ

(аналог)

Компаунд КЭП с 1,2-диоксиантрахиноном

Удельное объемное электрическое сопротивление V, Ом∙см

  • при НКУ

  • при температуре, оС

100

150

200

(5-7)∙1015

(1-5)∙1013

(1-2)∙1013

(3-6)∙1012

4∙1015-1∙1016

(2-3)∙1014

5∙1013-1∙1014

(1-3)∙1013

Электрическая прочность Епр, кВ/мм

  • при НКУ

  • при температуре, оС

100

150

200

41-46

40-45

35-40

25-30

45-55

41-52

38-47

35-42

Тангенс угла диэлектрических потерь tg  при частоте 106 Гц

(2-4)10-4

(2-4)10-4

Диэлектрическая проницаемость  при частоте 106 Гц

2,7-3.1

2,7-3,0

Коррозионная активность к Al и Cu, балл

0

0

Адгезия, балл

  • к кремнию

  • к меди

  • к алюминию

1

1

1

1

1

1

Влагопоглощаемость, %

0,1-0,2

0,13-0,18

Как видно из приведенных данных, компаунд КЭП обладает более высокими значениями величин V и Епр как при НКУ, так и при действии температур в диапазоне 100-200оС. Адгезионные и влагозащитные свойства покрытия, а также коррозионная активность разработанной композиции остаются на уровне аналога.

Компаунд может быть рекомендован для защиты p-n-переходов высоковольтных полупроводниковых приборов и других изделий электронной техники, работающих в условиях воздействия температур выше 150оС и электрических напряжений до 11 кВ, например, для защиты высоковольтных столбов КЦ 117, КЦ 118.

Литература

  1. Неёлова О.В. Высокочистые кремнийорганические заливочные компаунды, предназначенные для применения в микроэлектронике. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2007. Т. 50. Вып. 11. С. 78-81.

  2. Бегкиева Я.В., Неёлова О.В. Высокочистый кремнийорганический заливочный компаунд для защиты изделий электронной техники. - Химия и химическое образование. XXI век. Материалы Всероссийской научной конференции с международным участием. Владикавказ: Изд-во СОГУ, 2014, с. 211-215.

Просмотров работы: 1132