CS253645B1 - Způsob zhotoveni povlaku pro ochranu elektronických součástek - Google Patents

Abstract

Řeší se vytvoření povlaku pro ochranu elektronických součástek, např. elektrických odporových tělísek, který je elektricky i tepelně izolující, je odolný proti mechanickému poškození, proti působení vlhkosti, chemických vlivů a vlivu atmosféry. Povlak je tvořen jednak základní tmelovou vrstvou, obsahující pojivovou složku a anorganická plniva a pigmenty v hmotnostním poměru 1 : 1 až 2,5 jednak obsahuje těsnicí vrstvu.

Description

Vynález se týká způsobu zhotovení povlaku pre ochranu elektronických součástek, elektricky a tepelně izolujícího, odolného proti mechanickému po Škození, proti působení vlhkosti, chemických vlivů a vlivů atmosféry·

Dosud běžně používané ochranné povlaky se zhotovují z hmot na organické nebo anorganické pojivové bázi· Nevýhodou povlaků obsahujících organická pojivá je omezená tepelná odolnost - lze je obvykle použít de teplot cca 150 °C - a Často i Spatná přilnavost ke kovovým složkám součástek, zejména při teplotních změnách, kdy se projeví v důsledku výrazně odliiné roztažnosti materiálů elektronické součástky a povlaku· Ani dosud používané po vlaky s anorganickou pojivovou bází v plné míře nesplňují požadavky, které vyplývají z funkcí elektronických součástek· Jejich nevýhodou je zejména častá chemická enterakce s podkladovým materiálen, která například mění elektrické charakteristiky odporů s aktivní vrstvou charakteru oxidů kovů nanesenou na keramickém podkladu· Anorganické povlaky bývá třeba vytvrzovat při teplotách vyiěích než 300 °C, což omezuje jejich použitelnost pro součástky s nižSíni nároky na tepelnou odolnost nebo výrazně mění elektrické funkční charakteristiky· Te se týká povlaků z hmot obsahujících hydraulicky tuhnoucí pojivá, pojivá fosforečnanová nebo křoaičitanová - epékaná nebo tavená· I u těchto anorganických povlaků bývá závadou nedostatečná přilnavost k některým materiálovým složkám elektronických součástek, rozdílné roztažnosti povlaku a podkladu, které při tepelném zatížení vedou k poruchám celistvosti povlaku. Ani difuzní nebo plazmové nanášení vrstvy neřeží požadavky na ochranné povlaky, klátěné na elektronické součástky, protože je při nanášení extrémně zatěžují a způsobují značné kolísání elektrických vlastností.

Tyto nedostatky do značné míry odstraňuje způsob zhotovení povlaku pre ochranu elektronických součástek podle vynálezu,

253 645 jehož podstata spočívá v tom, žo ae na povrch elektronické součástky manoso tmelová vrstvo, obsahující 5 až 45 % hmat· ethyl silikátu hydrolyzovanáho 60-ti až 90-ti % etechiometrického množství vody potřebné pro jeho úplnou hydrolýzu, 5 až 45 · hmot. roztoku obsahujícího 35 až 45 % hmot· silikonové a/nebo methy1si 11 koňové pryskyřice s molárním poměrem siloxy- a methoxy- skupin 1 s 1 a 50 až 70 % hmot· inertních anorganických plniv a pigmentů o zrnitosti monžl než 100/um, například oxidu železitého, oxidu chromitého, oxidu křemičitého, slídy, vzniklá vrstva ss vytvrdí postupným zvyšováním teploty do maximálně 350 °C v průběhu 10 mž 60 min·, načež so na ni pro utěsnění nanese roztok obsohujíeí 30 ož 80 % mothyltriothoxysilonu hydrelyzovoaého 50 až 90 % stochiomotrlckáho množství vody, potřebného pro úplnou hydrolýzu ethoxyskupin a takto vzniklá těsnicí vrstva so vytvrdí při teplotě 10 až 60 °C po dobu 1 až 10 hod· Vlastní povlaková vrstva - tmel - es skládá z pojivá, plniv a barevných pigmentů· Pojivém je směs částečně hydrolyzovanáho a polymerovaného othylsilikátu alternativně:

A) s roztěkám methylsilikonové pryskyřice charakterizovaná molárním poměrem methoxy skupin k siloxy skupinám 1:1a obsahem pryskyřice 28 až 33 % hmot· v rozteku, anebo

B) z roztokem silikonová pryskyřice připravená esterifikací organo křemičitých sloučenin ethylalkoholem a následnou hydrolýzou vzniklých esterů s bodem varu větSin než 72 °C, obsažených v dostilačaím zbytku po rektifikačním odstranění methylchlorsilanu a z obsahem 35 až 45 % hmot· pryskyřice v roztoku·

Obrn typy pryskyřic lze jako složky pojivá kombinovat·

Plnivovou složkou vlastní vrstvy tmelu jsou směsi v daném systév mu chemicky inertních oxidů, křomičitaaů, hllnitokřoaičitanů o velikosti zrno do 100/um· K dosažení požadovaných vzhledových vlastností jasu účelná přísady pigmentů·

B*o utěsnění povlaku so použije částečně hydrolyzovaný mothyltriothoxysilan, který to nanáží poléváním· Povlak vytvořený způsobem podle vynálezu jo izolantem s dostatečně vysokým průřezovým napětím, stálým i při tepelném, fyzikálním a chemickém zatížení, odpovídajícím mezním stavům, ktoré mohou vzniknout

253 645 při užití· Při zhotovováni povlaku nedochází k fyzikální nebo chemické interakci mezi povlakem a elektricky aktivní vrstvou prvku, která by nepříznivě ovlivnila jeho elektrické funkční chmrmktorietiky. Povlak je celistvý, přilnavý ke všem materiálovým složkám prvku, m to i při tepelném zatížení odpovídajícím podmínkám užití prvku. Povlak je odolný i proti mechanickému poškozeni při manipulaci a prvky, proti vlhkosti m působení prostředí. Jeho zhotovení je proveditelné nm kontinuálně pracujícím zařízení s co nejmeněími nároky na energii. Konečně vyhovuje i estetickým nárokům.

Vynález je blíže objasněn nm připojených příkladech; byl aplikován mm keramická odporová tělíska s odporovou vrstvou z oxidu ciničitého m s nominální hodnotou R * 90 až 100 Ohmů.

Příklad 1

Složení hmoty pro vytvořeni základní vrstvy tmelu bylo:

částečně hydrolýzovaný ethylsilikát 53 g roztok silikonové pryskyřice (A) 106 g koloidní SiO₂ (např. Siloxid) 1 g TiO₂ - rutil 5 g mletý křemen 230 g mletá slída 20 g

Tato směs byla nanesena poléváním a vytvrzonm postupným zvyšováním teploty až am 160 ®C a při této teplotě probíhal proces 40 minut. Po samovolném zchladnutí byl poléváním nanesen utěsmovaci prostředek - cca 50 %-ní roztok částečně hydralýzavaného methyltriethexyailanu v ethylalkoholu. Jeho vytvrzoaí probíhalo při teplotě 20 °C cca 2 hodiny.

Příklad 2

Složení hmoty pro zhotovení vrstvy tmelu bylo:

částečně hydrolýzovaný ethylsilikát 48 g roztok pryskyřice (B) 112 g koloidní SiO₂ (např. Siloxid) 1 g

CrgO^ 2 g mletý křemen 280 g

Další postup byl obdobný jako u příkladu 1 s tím rozdílem, že

·.. '(· . . ' 1 . > I. >· “ 0 *

253 645

Příklad 3

Sležení hmoty pro zhotovení vrstvy tmelu bylo:

částočmě hydrolýzovoaý othylsilikát roztok pryskyřice (A) roztok pryskyřice (S) koloidní SiO₂ (Siloxid) ®*®2θ3 mletý křemen mletá slída g 61 g 40 g g 5 g

250 g 10 g

Způsob zhotovení povlaku a jeho utěsnění byl stojný jako u pří kladu 1, přičemž konečná teplota vytvrzování vrstvy tmelu byla 210 °C a těsnicí vrstva byla vytvrzona 1 hod· při 50 °C,

S odporovými tělisky opatřenými povlaky podle příkladů 1 až 3 byly provedeny tyto zkouěky:

- zatěžovací zkouška jmenovitým stejnosměrným proudem při teplotě okolí 70 *C a trvání 1000 h· Zněna hodnot odporu so od výchozích nelišila více než - 5

- dlouhodobá vlhkostní zkouška při relativní vlhkosti « 95 % a teplotě 40 *C po dobu 56 dní, při zatížení stejnosměrným napětím hodnoty 0,1 max· povoleného. Po dvouhodinové aklimatizaci v laboratorních podmínkách byly vzorky po dobu 24 h zatíženy jmenovitým napětím s následným proměřením hodnot od peru· Výsledné změny nepřevyšovaly - 5 % výchozích hodnot,

- zkouško mechanické pevnosti· Mechanické vlastnosti byly posu zavány standardní zkouškou přilnavosti při zatížení vzorků kg· Povlaky téte zkeušee vyhověly,

- varná zkouška· Vzorky byly ponořeny na dobu 10 minut da vrou cí deninerslisované vody· Po vyjmutí nebyly zjištěny vzhlede vé sněny,

- zkouška ultrazvukem· Praní vzorků v ultrazvukové pračce s vo dou nebo ethylalkoholem nevyvolalo žádné zněny·

Vynález jo možno využívat zejména v elektrotechnickém průmyslu.

Claims (1)

1. Způsob zhotovení povlaku pro ochranu elektronických součástek, vyznačující se tín, že se na povrch elektronické součástky nanese tmelová vrstva, obsahující 5 až 45% hnot. ethylsilikátu hydrolyzovaného 60-ti až 90-ti % stechionetrického množství vody, potřebného pro jeho úplnou hydrolýzu, 5 až 45 % hnot· roztoku obsahujícího 35 až 45 % hmot· silikonové a/nebo methylsilikonové pryskyřice s nolámín poněren siloxy- a nethoxyskupia 1 : 1 a 50 až 70 % hnot. inertních anorganických plniv a pigmentů e zrnitosti menší než lOO^un, například oxidu železí tého, oxidu chromítého, oxidu křemičitého, slídy, vzniklá vrstva ee vytvrdí postupným zvyšováním teploty do maximálně 350 ®C v průběhu 10 až 60 min·, načež ae na ni pre utěsnění nanese roztek obsahující 30 až 80 % nethyltriethoxysilanu hydrolýzovaného 50 až 90 % stechionetrického množství vody, potřebného pro úplnou hydrolýzu ethoxyskupin a takto vzniklá těsnicí vrstva se vytvrdí při teplotě 10 až 60 °C po dobu 1 až 10 hodin.