VII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2015

Большой интерес для применения в микроэлектронике представляют компаунды на основе низкомолекулярных кремнийорганических каучуков, которые отверждаются при комнатной температуре в контакте с влагой воздуха. Они отличаются хорошей влаго- и атмосферостойкостью, выдерживают воздействие высоких температур (250-315^оС), обладают высокой адгезией к конструкционным материалам, отличными электроизоляционными свойствами. Композиции состоят из полимерной основы, наполнителей, различных добавок, сшивающих агентов и катализаторов вулканизации [1].

Кремнийорганический каучук СКТН, содержащий ионные примеси натрия и калия в пределах до (1-5)10^-5 %, может служить основой для разработки отечественных компаундов нового поколения, предназначенных для защиты новых типов ПП и ИС.

Благодаря наличию концевых гидроксильных групп каучук СКТН способен отверждаться при комнатной температуре под воздействием полифункциональных кремнийорганических соединений. Отверждающая система должна обеспечить такие технологические показатели разрабатываемой композиции, как: температура сушки не более 150^оС, ограниченное время отверждения при температурном воздействии (не более 5-7 ч.), однокомпонентность состава, срок хранения композиции не менее 6 месяцев, а также коррозиопассивность покрытия. В качестве отверждающей системы, удовлетворяющей указанным требованиям, был использован раствор гетеросилоксана – полидиметилборцирконсилоксана (БЦС), представляющего собой продукт взаимодействия α, ω – дигидроксиполидиметилсилоксана с борной кислотой и ацетилацетонатом циркония, взятых в соотношении 100:16,8:0,65, в триэтоксисилане.

Для получения оптимальной вязкости композиции и увеличения прочностных характеристик покрытия в качестве наполнителя использовали мелкодисперсный оксид кремния (IV) – аэросил. Исследованы три марки аэросила: А-300, АМД-4, АМ-1-300 (последние две марки представляют собой модифицированный аэросил). При использовании аэросила марки АМ-1-300 происходит расслаивание композиции в процессе её хранения, поэтому он не пригоден в качестве наполнителя компаунда. Аэросил марки АМД-4 также нельзя использовать из-за высокого содержания в нем ионов натрия и калия.

Композиции готовили путем смешивания каучука с предварительно прокаленным при температуре (40010)⁰С в течение 4 ч. аэросилом марки А-300. Смесь каучука с аэросилом пропускали через трехвалковую краскотерочную машину не менее 2 раз до получения однородной массы. Затем эту основу смешивали с отверждающей системой – 20% раствором полидиметилборцирконсилоксана – и расфасовывали в бутыли, заполняя их не более, чем на 0,7 объема. Композицию необходимо вакуумировать в вакуумном сушильном шкафу при комнатной температуре при остаточном давлении 0,08 МПа в течение 1 ч. Вулканизацию компаунда проводили при комнатной температуре при выдержке на воздухе (относительная влажность не менее 60%) в течение 5 ч с дополнительным прогревом покрытий при температуре 150⁰С в течение 7 ч.

В разработанном компаунде содержание ионных примесей не превышает 510^5 %. Это соответствует уровню лучших зарубежных аналогов: компаундам серии HIPEC (TMX₁-9224 и Q1-9214) американской фирмы «Dow Corning Co.» и эластомерам серии JCR, например, марки KJR-9060 E японской фирмы «Shin-Etsu Chemical» [2].

Покрытия, полученные из компаунда, обладают высокими электроизоляционными свойствами, полным отсутствием коррозионного действия по отношению к алюминию и меди, высокими влагозащитными свойствами, отличной адгезией к кремнию, алюминию и меди. Введение в состав наполнителя аэросила марки А-300 позволяет получать композиции с оптимальной вязкостью, что приводит при изготовлении приборов к повышению производительности труда на операции «защита» и получению покрытий оптимальной толщины.

Компаунд может быть рекомендован для защиты p-n- переходов высоковольтных полупроводниковых приборов и других изделий электронной техники, работающих в условиях воздействия температур выше 150^оС, в частности для защиты кристаллов мощных высоковольтных транзисторов КТ 838А.

Литература

1. Лабутин А.А. Антикоррозионные и герметизирующие материалы на основе синтетических каучуков. – Л.: Химия, 1982. – 213 с.

2. Попова Г.Е. Кремнийорганические защитные материалы в изделиях микроэлектроники и в технологии печатных плат. – Обзоры по электронной технике. Серия 6. Материалы, 1988, вып.8 (1414). – 43 с.

Код для цитирования: Скопировать