RU2043668C1

RU2043668C1 - Electric insulation compound

Info

Publication number: RU2043668C1
Authority: RU
Inventors: Борис Павлович Лиховецкий; Надежда Васильевна Соловова
Original assignee: Борис Павлович Лиховецкий; Надежда Васильевна Соловова
Priority date: 1992-05-20
Filing date: 1992-05-20
Publication date: 1995-09-10

Abstract

FIELD: electronics. SUBSTANCE: electric insulation compound includes, per cent by mass: mica flour 5.5-11.0; aeroseal 1.5-5.5; grease 1.8-2.8; cyclohexanol 27.0-30.0; epoxy resin 33.0-38.0; resin hardener 21.0-23.0. EFFECT: proposed compound provides for manufacture of thin insulation film with high surface resistance over substrates. 1 tbl

Description

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано при изготовлении печатных плат методом толстопленочной технологии для создания изоляционного слоя на металлических, диэлектрических низкотемпературных и керамических подложках при создании одно- и многоуровневых печатных плат. The invention relates to radio engineering and can be used in the manufacture of printed circuit boards by the method of thick-film technology to create an insulating layer on metal, dielectric low-temperature and ceramic substrates when creating single and multi-level printed circuit boards.

Известен наносимый на подложку электроизоляционный материал [1] на основе неорганических порошков и минерального наполнителя следующего состава, мас. Фторкаучук 20-87 Смола 1-10 Синтетический каучук 0,1-10 Слюда 10-60 Вулканизатор 0,1-10
Материал предназначен для влагозащиты и изоляции элементов, установленных на печатной плате. Слой изоляции, получаемый из этого материала, не жесткий, эластичный, что непригодно для создания твердого, прочного изоляционного слоя на металлических подложках. Известный состав может быть использован для покрытия бескорпусных элементов, установленных на печатной плате.Known deposited on a substrate of insulating material [1] based on inorganic powders and mineral filler of the following composition, wt. Fluoroelastomer 20-87 Resin 1-10 Synthetic rubber 0.1-10 Mica 10-60 Vulcanizer 0.1-10
The material is intended for moisture protection and insulation of elements mounted on a printed circuit board. The insulation layer obtained from this material is not rigid, elastic, which is unsuitable for creating a solid, durable insulation layer on metal substrates. The known composition can be used to cover unpacked elements mounted on a printed circuit board.

Известна также электроизоляционная композиция на основе эпоксидных смол, например электронный заливочный компаунд для высоковольтных изделий, содержащая в своем составе при следующем соотношении компонентов, мас. Эпоксидная смола 27,3-40,1
Триглицидихлорпо- лиольная смола 17,2-40,9
Изометилтетрагидро- фталиевый ангидрид 29,5-39,3 Диметиланилин 0,2-0,6 Глицерин 2,1-2,9
Паста на основе указанной композиции имеет недостаточно хорошие реологические свойства вязкость очень высока, что не позволяет получить тонкую изоляционную пленку 35-45 мкм при использовании для целей трафаретной печати, как это необходимо в толстопленочной технологии. К тому же поверхностное сопротивление слоя пленки из нее недостаточно по своим показателям из-за использования указанных исходных компонентов.Also known is an insulating composition based on epoxy resins, for example, an electronic casting compound for high-voltage products, containing in its composition in the following ratio of components, wt. Epoxy 27.3-40.1
Triglycidichloropolyol resin 17.2-40.9
Isomethyltetrahydrophthalic anhydride 29.5-39.3 Dimethylaniline 0.2-0.6 Glycerol 2.1-2.9
The paste based on this composition has not enough good rheological properties, the viscosity is very high, which does not allow to obtain a thin insulating film of 35-45 microns when used for screen printing, as is necessary in thick-film technology. In addition, the surface resistance of the film layer from it is insufficient in terms of its performance due to the use of these starting components.

Технической задачей создания предлагаемой композиции является обеспечение получения тонкого 35-45 мкм слоя, жесткого, с высокими диэлектрическими показателями, в частности с высоким поверхностным сопротивлением, и с хорошими адгезионными показателями к подложке и к проводниковому слою, наносимому на изоляционный слой. Поставленная задача реализуется тем, что в электроизоляционной композиции на основе эпоксидной смолы в качестве изоляционного компонента содержится смесь слюдяной муки и аэросила, а в качестве реологического компонента смесь пасты циатима и циклогексанола при следующем соотношении компонентов, мас. Слюдяная мука 5,5-11,0 Аэросил 1,5-5,5 Циатим 1,8-2,8 Циклогексанол 27,0-30,0 Эпоксидная смола 33,0-38,0 Отвердитель смолы 21,0-23,0
Достигается это тем, что подбор компонентов предлагаемой электроизоляционной композиции функциональной фазы, органического связующего и реологического состава позволяет получить при низкотемпературном процессе полимеризации пасты тонкую пленку до 35 мкм на всей поверхности подложки. Одновременно вследствие того, что частицы слюдяной муки обладают небольшим удельным весом по сравнению с остальными компонентами, вязкость пасты обеспечивает распределение в поверхностном слое в достаточном количестве этих частиц и поверхностное сопротивление получаемой пленки высокое даже при относительно небольшом процентном содержании слюды. Использование полужидких реологических компонентов (пастообразных) позволило обеспечить хорошую реологию.The technical task of creating the proposed composition is to provide a thin 35-45 μm layer, hard, with high dielectric properties, in particular with high surface resistance, and with good adhesive characteristics to the substrate and to the conductive layer applied to the insulating layer. The task is realized in that in the insulating composition based on epoxy resin as an insulating component contains a mixture of mica flour and Aerosil, and as a rheological component is a mixture of paste of tsatim and cyclohexanol in the following ratio of components, wt. Mica flour 5.5-11.0 Aerosil 1.5-5.5 Tsiatim 1.8-2.8 Cyclohexanol 27.0-30.0 Epoxy resin 33.0-38.0 Hardener resin 21.0-23, 0
This is achieved by the fact that the selection of the components of the proposed electrical insulation composition of the functional phase, organic binder and rheological composition allows to obtain a thin film up to 35 microns on the entire surface of the substrate during the low-temperature process of polymerization of the paste. At the same time, due to the fact that particles of mica flour have a small specific gravity compared to other components, the viscosity of the paste ensures a sufficient distribution of these particles in the surface layer and the surface resistance of the resulting film is high even with a relatively small percentage of mica. The use of semi-liquid rheological components (pasty) allowed to provide good rheology.

П р и м е р. Исходные компоненты подготавливаются следующим образом. Мелкодисперсные порошки слюды и аэросила тщательно перемешиваются. Затем в смесь порошков добавляют пастообразный циатим и снова тщательно перемешивают с добавлением растворителя циклогексанола. В последнюю очередь добавляют эпоксидную смолу и хорошо перемешивают до гомогенной композиции в специальной установке, например, типа УКМ. Перед употреблением пасты в нее добавляют отвердитель, например смолу ПО-300. Полученную пасту наносят на подложку методом трафаретной печати. Далее осуществляют сушку при температуре 120^оС в инфракрасной печи в течение 8-10 мин или в сушильном шкафу в течение 1 ч, после нанесения и полимеризации проводникового рисунка в зазоре между проводниковыми линиями (расстояние между которыми может быть менее 0,5 мм) изоляционная поверхность имеет высокое поверхностное сопротивление.PRI me R. The starting components are prepared as follows. Fine powders of mica and aerosil are thoroughly mixed. Then, a paste-like cyatim is added to the powder mixture and again thoroughly mixed with the addition of a cyclohexanol solvent. Lastly, an epoxy resin is added and mixed well until a homogeneous composition in a special installation, for example, type UKM. Before using the paste, a hardener is added to it, for example, PO-300 resin. The resulting paste is applied to the substrate by screen printing. Next, by drying at ¹²⁰ ° C in an infrared oven for 8-10 minutes or in an oven for 1 hour, after application and curing of conductor pattern in the gap between the conduction lines (distance between which may be less than 0.5 mm) Insulating The surface has a high surface resistance.

В таблице приведены примеры состава композиции по данному изобретению. The table shows examples of the composition of the composition according to this invention.

Как показали исследования, повышение количества слюдяной муки увеличивает поверхностное сопротивление изоляции полученной пленки между проводниковыми линиями. Но при этом несколько ухудшаются реологические свойства пасты, что может сказаться на ее равномерном распределении на подложке и толщине слоя, а также на адгезионных свойствах пленки как к подложке, так и к проводниковому слою. Studies have shown that increasing the amount of mica flour increases the surface insulation resistance of the resulting film between the conductor lines. But at the same time, the rheological properties of the paste deteriorate somewhat, which can affect its uniform distribution on the substrate and the thickness of the layer, as well as the adhesive properties of the film to both the substrate and the conductor layer.

Что касается процентного содержания остальных компонентов пасты, то они подобраны таким образом, чтобы обеспечивались необходимые реологические свойства пасты, обеспечивающие получение заданной толщины слоя и распределение функциональной фазы оптимальным образом. As for the percentage of the remaining components of the paste, they are selected in such a way as to ensure the necessary rheological properties of the paste, providing a given layer thickness and the distribution of the functional phase in an optimal way.

Предлагаемое изобретение позволяет обеспечить: получение тонкого слоя до 35 мкм изоляционного слоя с высокими свойствами (сопротивление изоляции более 10000 Мг.Ом, эл.прочность более 15 кВ/мм); равномерность толщины слоя по поверхности за счет хороших реологических свойств при трафаретной печати; высокие влагозащитные свойства закрываемых поверхностей; хорошую совместимость с различными подложками гетинакс, стеклотекстолит, алюминий, пленочные диэлектрики; требуемую прочность диэлектрического слоя; высокую адгезию к подложке и проводниковым линиям; исключение необходимости использования высокотемпературного вжигания пасты, с применением дорогостоящего оборудования; высокую разрешающую способность диэлектрического рисунка, что важно при выполнении защитных масок и многоуровневых печатных плат. The present invention allows to provide: obtaining a thin layer of up to 35 μm of an insulating layer with high properties (insulation resistance of more than 10,000 Mg.Ohm, electric strength more than 15 kV / mm); uniform thickness of the layer on the surface due to good rheological properties in screen printing; high moisture protective properties of the closed surfaces; good compatibility with various substrates getinaks, fiberglass, aluminum, film dielectrics; the required strength of the dielectric layer; high adhesion to the substrate and conductor lines; elimination of the need to use high-temperature incineration of the paste, using expensive equipment; high resolution dielectric pattern, which is important when performing protective masks and multi-level printed circuit boards.

Claims

ELECTRICAL INSULATION COMPOSITION containing an epoxy resin, a hardener and components providing the required rheological characteristics, characterized in that it additionally contains mica flour and aerosil, as these components, a mixture of a lubricant like TsIATIM and cyclohexanol with the following components, wt.

Mica flour 5.5 11.0
Aerosil 1.5 5.5
Grease type TsIATIM 1.8 2.8
Cyclohexanol 27.0 30.0
Epoxy 33.0 38.0
Resin Hardener 21.0 23.0