Твердеющие диэлектрики

К данной группе относятся лаки, эмали, компаунды (рис. 1.2.). Общей чертой этих материалов является образование прочной твердой пленки, способной защищать поверхность изделия или придавать им товарный вид.

Компоненты современной РЭА и её сборочные единицы – радиоэлектронные ячейки – имеют небольшие размеры, почти не содержат механически перемещаемых деталей, часто вскрываемых крышек или отверстий. Это создаёт возможность защищать блоки и ячейки плёнкой, т.е. сплошноё оболочкой из лака, эмали или компаунда. Такой способ защиты и одновременно придания прочности называют бескорпусной герметизацией – “окукливанием”.

Этот способ обладает преимуществами по сравнению с герметизацией в корпусе:

- дешевизна;

- технологичность;

- малые размеры;

- возможность полной автоматизации;

Однако такие оболочки, непосредственно примыкающие к поверхности твердотельного активного прибора или проводника или резистора, могут не только подавлять массообмен между изделием и внешней средой, но и участвовать в нежелательных физико-химических процессах, влияющих на работоспособность РЭА. В этом случае надо учитывать и физическую, и химическую совместимость материалов, что ставит перед конструкторами новые, трудные задачи.

Лаки, эмали и компаунды применяют не только в качестве оболочек компонентов, но и для герметизации крышек корпусов РЭА и её блоков, а также для пропитки намоточных изделий, волокнистых и листовых наполнителей при изготовлении слоистых пластиков. В этом случае их называют пропиточными.

1.5.1. Лаки

Лаки – это растворы плёнкообразующих веществ (лаковой основы) в летучих жидкостях. Лаковой основой могут быть природные, искусственные или синтетические полимеры, которые после нанесения плёнки и растворения растворителя в результате химических реакций отверждаются, образуя плотное и прочное покрытие.

По применению электроизоляционные лаки делятся на покрывные, пропиточные и клеящие (рис. 1.4.).

Покрывные лаки служат для образования прочной, гладкой, блестящей, влагостойкой плёнки на поверхности печатных плат, предварительно пропитанных электроизоляционных материалов. специальные покрывные лаки (эмаль-лаки) наносят непосредственно на металл, создавая на его поверхности электроизоляционный слой (эмалированные проводов, изоляция листов ферромагнетика в расслоённых магнитопроводах).

Рис. 1.4. Различные способы классификации лаков.

Лаковые плёнки должны обладать следующими свойствами:

- хорошей адгезией;

- нехрупкостью;

- стойкостью к термоударам и нагреванию во влажной атмосфере;

- в некоторых случаях возможностью пропаять лаковое покрытие для повышения ремонтопригодности изделия.

Лаковые покрытия являются относительно плотными только при малой толщине (15-75 мкм), слои большей толщины отверждаются с образованием капилляров диаметром 1-10 мкм, через которые удаляются пары растворителя. Поэтому увеличение толщины покрытия сверх 100 мкм неэффективно.

Пропиточные лаки используются для пропитки пористой и, в частности, волокнистой изоляции, например, трансформаторов и дросселей. После пропитки поры в изоляции оказываются заполненными не воздухом, а высохшим лаком, имеющим более высокие электрическую прочность и теплопроводность, чем воздух. В результате пропитки повышается пробивное напряжение, увеличивается теплопроводность (это важно для отвода тепловой мощности потерь), уменьшается гигроскопичность, улучшаются механические свойства изоляции.

Клеящие лаки применяются для склеивания между собой твёрдых электроизоляционных материалов, например, клейка листочков расщеплённой слюды при изготовлении миканитов, или для приклеивания изоляции к металлу. Клеящие лаки должны обеспечивать особо высокую адгезию к склеиваемым материалам.

По режиму сушки (рис. 1.4) различают лаки горячей (печной) сушки, требующие повышенной, более 70° С, температуры, и лаки холодной (воздушной) сушки, которые достаточно быстро и хорошо сохнут при комнатной температуре. Более качественная лаковая плёнка образуется при отверждении в горячем состоянии, когда химические процессы происходят глубже и полнее.

В РЭА применяются лаки на основе смол и полимеров.

1.5.2. Эмали

Эмали – пигментированные лаки. Пигментами служат оксиды металлов, которые окрашивают покрытия и делают их непрозрачными, повышают механическую и абразивную прочность, защищают металл от коррозии.

Эмали, как и лаки, пористы, из-за чего могут набухать в атмосфере, содержащей пары воды, но особенно органических веществ. Вследствие двухкомпонентной природы эмали разрушаются под внешним воздействием быстрее, чем лаки, в результате так называемого меления – разрушения с поверхности, сопровождающегося потерей глянца и уменьшением толщины.

1.5.3. Компаунды

Компаунды – смеси полимеров с различными добавками, в основном состоят из тех же веществ, которые входят в состав лаковой основы электроизоляционных лаков, но не содержат летучих растворителей и отверждаются без выделения газо- или парообразных веществ. Отсюда следуют их преимущества по сравнению с лаками и эмалями:

- отсутствие пористости даже в сравнительно толстом слое (0,5-1 мм.);

- высокая химическая стойкость;

- высокая электрическая прочность.

По областям применения компаунды делятся на пропиточные, назначение которых аналогично назначению пропиточных лаков, и заливочные (рис. 1.5).

Заливочные компаунды служат для заполнения сравнительно больших полостей в радиодеталях и узлах, а также для нанесения сравнительно толстого (0,5-0,8 мм.) покрытия.

В РЭА наиболее используются компаунды на основе синтетических смол (рис. 1.5). Эпоксидные компаунды обладают высокой механической прочностью, хорошими электрическими параметрами, малой усадкой при затвердевании, высокими влагозащитными свойствами, однако при их использовании возникают деформирующие усилия. Поэтому для герметизации полупроводниковых приборов и ИС применяют эластичные компаунды на основе кремнийорганических смол. Разработанные составы, например КМ-9, эластичны даже при -50° C и годятся для герметизации таких чувствительных к механическим нагрузкам материалов, как высокоиндукционные ферриты и пермаллои.

Оптически прозрачные компаунды необходимы при герметизации оптоэлектронных приборов: фотоприёмников, светодиодов, оптопар. Прозрачные покрытия также удобны для защиты печатных плат: в этом случае возможен контроль правильности и целостности коммутации с помощью прокалывающих щупов. Прозрачен, например, эластичный компаунд КМ-9.

Рис. 1.5. Различные способы классификации компаундов.

---

Дата добавления: 2015-10-21