Научный журнал
Современные наукоемкие технологии
ISSN 1812-7320
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,969

ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРОИЗОЛЯЦИОННЫХ СВОЙСТВ ПОЛИОРГАНОСИЛСЕСКВИОКСАНОВОГО ПОКРЫТИЯ, ПРИМЕНЯЕМОГО В МИКРОЭЛЕКТРОНИКЕ

Рамонова Д.М. 1 Неёлова О.В. 1
1 Северо-Осетинский государственный университет им. К.Л. Хетагурова
1. Неёлова О.В. // Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2007. 
Т. 50. Вып. 11. С. 78-81.
p>Разработана рецептура однокомпонентной кремнийорганической композиции низкотемпературного отверждения с высокой адгезией полимерного покрытия к различным конструкционным материалам, как при нормальных климатических условиях, так и в условиях воздействия жестких климатических факторов. Покрытие работоспособно в интервале температур от –70 до + 250 °С, обладает высокими диэлектрическими характеристиками (в том числе в СВЧ диапазоне частот), отсутствием коррозионного действия по отношению к алюминию и меди, высокими влагозащитными свойствами, сочетает высокую эластичность с прочностью. Композиция рекомендована для защиты активных элементов и плат СВЧ изделий электронной техники.

 

В качестве основы композиции использован кремнийорганический блок-сополимер лестничного строения, состоящий из жестких фенилсилсесквиоксановых и эластичных одноцепочечных диметилсилоксановых звеньев с концевыми гидроксильными группами, следующего строения:

ramonova1.wmf,

где n = 5-8, m = 25-80.

Массовая доля гидроксильных групп в блок-сополимере составляет 0,4-0,5 %, поэтому его можно отверждать по реакции поликонденсации. В качестве отверждающей системы использовали 10 % раствор полидиметилборцирконсилоксана в триэтоксисилане HSi(OC2H5)3 [1]. Дополнительно для увеличения степени сшивки блок-сополимера и снижения температуры и времени отверждения в композицию вводили метакрилатметилтриэтоксисилан СН2=С(CH3)COOСН2Si(OC2H5)3. Для получения стабильных диэлектрических характеристик покрытия при воздействии жестких климатических факторов в композицию вводили 4,4′ -дитиодифенилдималеимид, имеющий следующее строение:

ramonova2.wmf

Композицию отверждали при температуре +70 °С в течение 4 ч. Данная отверждающая система не приводит к образованию при отверждении веществ, способных вызывать коррозию активных элементов, и позволяет получать покрытия с высокой адгезией к различным конструкционным материалам.

Электроизоляционные свойства покрытий определяли: удельное объемное электрическое сопротивление ρv по ГОСТ 6433.2-71, тангенс угла диэлектрических потерь tg δ и диэлектрическую проницаемость ε по ГОСТ 22372-77 на частоте 106 Гц и по ГОСТ 8.015-72 на частоте 10 ГГц. Разработана методика и определены диэлектрические параметры tg δ и ε на частоте 15 ГГц. Электрическую прочность Епр определяли по ГОСТ 6433.3-71. 

Температуру стеклования полимерного покрытия определяли по измерению величины тангенса угла диэлектрических потерь tg δ на частоте 106 Гц при отрицательных температурах. Кривые зависимости tg δ от температуры приведены на рисунке. Как видно из приведенных данных, температура стеклования покрытия, приготовленного из разных партий блок-сополимера, соответствующая пику на кривой, составляет –(70-72) °С.

ramonovaris1.tif

Зависимость величины tg δ покрытия, приготовленного из двух партий кремнийорганического блок- сополимера

Исследованы электроизоляционные свойства покрытия в диапазоне температур (табл. 1), а также после длительного воздействия высоких температур (табл. 2). Определены параметры tg δ и ε на частотах 10 и 15 ГГц при НКУ (табл. 3).

Таблица 1

Зависимость ρv, tg δ и ε покрытия от температуры и Епр от толщины пленки

Температура,

оС

ρv,

Ом∙см

tg δ

(частота 106 Гц)

ε

(частота 106 Гц)

Епр, кВ/мм, при толщине пленки, мкм

200-250

70-150

-60

+25±10

+50

+100

+150

+200

+250

2∙1015

3∙1015

8∙1014

6∙1013

2∙1013

3∙1012

1∙1012

1,2∙10-3

1,2∙10-3

1,0∙10-3

1,0∙10-3

1,0∙10-3

9∙10-4

9∙10-4

3,3

3,3

3,1

2,9

2,8

2,8

2,8

 

40

 

55

Таблица 2

Электроизоляционные свойства покрытия после температурных воздействий

Вид температурного

воздействия

Результаты испытаний

ρv, Ом∙см

tg δ на частоте 106 Гц

ε на частоте 106 Гц

После воздействия температуры 250 °С в течение 1000 ч.

– при НКУ

– при температуре 250 °С

 

После воздействия температуры 300 °С в течение 24 ч.

– при НКУ

– при температуре 250 °С

 

6∙1016

9∙1012

 

 

2∙1016

5∙1012

 

8∙10-4

3∙10-3

 

 

1,3∙10-3

2,6∙10-3

 

3,1

2,3

 

 

3,4

2,5

Таблица 3

Диэлектрические свойства покрытия в СВЧ диапазоне частот

Наименование параметра

Результаты измерений на частоте

10 ГГц

15 ГГц

tg δ

1,2∙10-2

3,3∙10-2

ε

2,6

3,5

Проведенные исследования позволяют сделать вывод о том, что покрытие обладает высокими диэлектрическими характеристиками в широком диапазоне температур и частот, включая СВЧ диапазон, что позволяет рекомендовать композицию для защиты ряда СВЧ изделий электронной техники (диодов и конденсаторов, микросборок на поликоровой и стеклотекстолитовой подложках, мест паек) от воздействия жестких климатических факторов.


Библиографическая ссылка

Рамонова Д.М., Неёлова О.В. ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРОИЗОЛЯЦИОННЫХ СВОЙСТВ ПОЛИОРГАНОСИЛСЕСКВИОКСАНОВОГО ПОКРЫТИЯ, ПРИМЕНЯЕМОГО В МИКРОЭЛЕКТРОНИКЕ // Современные наукоемкие технологии. – 2013. – № 9. – С. 72-73;
URL: http://top-technologies.ru/ru/article/view?id=33220 (дата обращения: 22.08.2019).

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 = 1.252