Сетевое издание
Международный студенческий научный вестник
ISSN 2409-529X

КОМПОЗИЦИЯ НА ОСНОВЕ Α,Ω-ДИГИДРОКСИПОЛИДИМЕТИЛСИЛОКСАНА С ПОВЫШЕННЫМИ ПАССИВИРУЮЩИМИ СВОЙСТВАМИ

Плиева А.Х. 1 Неёлова О.В. 1
1 Северо-Осетинский государственный университет им. К.Л. Хетагурова
1. Неёлова О.В. Высокочистые кремнийорганические заливочные компаунды, предназначенные для применения в микроэлектронике // Известия вузов. Химия и химическая 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.

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].

Таблица 2

Влияние введения в композицию 1,2-диоксиантрахинона на свойства покрытия

Наименование показателя и единица измерения

Результаты испытаний

Компаунд КЭЧ

(аналог)

Компаунд КЭП

с 1,2-диоксиантрахиноном

Удельное объемное электрическое сопротивление ρV, 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 tgδ при частоте 106 Гц

(2-4)Ч

(2-4)Ч

Диэлектрическая проницаемость ε 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

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.

Как видно из приведенных данных, компаунд КЭП обладает более высокими значениями величин ρV 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.


Библиографическая ссылка

Плиева А.Х., Неёлова О.В. КОМПОЗИЦИЯ НА ОСНОВЕ Α,Ω-ДИГИДРОКСИПОЛИДИМЕТИЛСИЛОКСАНА С ПОВЫШЕННЫМИ ПАССИВИРУЮЩИМИ СВОЙСТВАМИ // Международный студенческий научный вестник. – 2015. – № 3-4. ;
URL: https://eduherald.ru/ru/article/view?id=14202 (дата обращения: 07.12.2021).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074