SU1747462A1 - Антистатический состав - Google Patents

Abstract

Использование: дл  антистатизации полимерных материалов, в частности поверхности диэлектриков, соприкасающихс  с полупроводниковыми приборами и интегральными схемами дл  защиты последних от воздействи  статического электричества. Сущность изобретени : антистатический состав содержит четвертичную аммониевую соль общей формулы R-. RI-N-R, i RI где Ri, R2 - алкил Ci-Сш; Ra - алкил Ci-Сщ или-нафтенильный радикал, Ri-Ra - может быть группа CHzCHzOH; Ri - алкил CrCs, группа (СН2СНаО)т Н, А СеНбЗОз; СбН4(СНз)50з ; N03, 1/3PCU, СРзСОО, ОНзСОО; НСОО, СНз504, Cl. Br, I. F или их смесь, и растворитель, выбранный из группы , содержащей низшие алифатические спирты, воду, алифатические или ароматические углеводороды, эфиры карбоновых кислот, алифатические кетоны или смесь этого органического растворител  с растворителем , выбранным из группы, содержащей хлор-и фторзамещенные алифатические углеводороды Ci-Ca при следующем соотношении компонентов, мас.%: четвертичное аммониевое соединение 0,-5-10,0; растворитель остальное. Антистатические свойства предложенных составов сохран ютс  после термостатировани  при 125-250°С в течение 0,2-150 ч. Удельное поверхностное элек- три«еское сопротивление подложки, обработанной таким составом, после термостатировани  равно 5,8-107 7,5-Ю9 Ом. 1 табл. VI N

Description

.Изобретение относитс  к антистатическим составам дл  полимерных материалов, в частности, поверхности диэлектриков, соприкасающихс  с полупроводниковыми приборами и интегральными схемами дл  защиты последних от воздействи  статического электричества

Тестирование и эксплуатаци  полупроводниковых приборов (ПП) и интегральных микросхем (ИМС) часто происходит при высоких температурах, поэтому полимерные

материалы, контактирующие с ПП и ИМС, должны обладать антистатическими свойствами , сохран ющимис , длительное врем  при повышенных температурах.

Антистатический состав, нанесенный на поверхность диэлектрика, должен способствовать надежному рассеиванию статического электричества и в то же врем  не  вл тьс  провод щим материалом, так как это вызывает повреждение ПП и ИМП. Стандартное требование к антистатическим составам - снижение удельного поверхностного

ю

электрического сопротивлени  диэлектрика до величин 10 10-10 7 Ом.

Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  антистатический состав, содержащий четвертичные аммониевые соединени  (ЧАС) и растворитель.

В антистатический состав прототипа вход т ЧАС общей формулы:

О

и „{OA)tOR3 4(OA )mOR

где RI и Рз - Ci-Сш алкил или алкенил;

R2- Ci-Сз алкил;

RA - Н или Ca-Cie алкил или алкенил;

X - Ci-Сз алкил или группы (АО) |Н;

У - Ci-Сз алкил или группы () m H, А О;

ОА; ОА - оксиэтиленовые, оксипропи- леновые группы; I, m - может быть О;

l+m - от 0 до 20.

Недостатком известных составов, содержащих четвертичные аммониевые соли алкилфосфатов,  вл етс  их неспособность сохран ть антистатические свойства при повышенных температурах в течение длительного времени.

Цель изобретени  - повышение термостабильности состава с сохранением антистатических свойств в течение длительного времени.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что антистатический состав содержит в качестве четвертичных аммониевых соединений четвертичные амониевые соли общей фор

Ч

Rr-N-R:

+

А

R,

где Ri, R2 - Ci-Cie алкил;

Rs- Ci-Cis алкил или нафтенильный радикал;N

R1-R3 - группа CtoCHa ОН;

R4 - Ci-Cs алкил, группа (СН2 CHaOJmH;

А - СбНзЗОз; С6Н4(СНз) 50з;Шз; 1/3 P04I СРзСОО, СНзСОО, HCOO, CH3S 04, CI, Br, F, I или их смесь, в качестве растворител  - растворитель, выбранный из группы, содержащей низшие алифатические спирты , воду, алифатические или ароматические углеводороды, эфиры карбоновых кислот, алифатические кетоны, или смесь этого органического растворител  с растворителем, выбранным из группы, содержащей хлор -и фторзамещенный алифатические углеводороды С1-С2, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Четвертичное аммониевое соединение0,5-10,0

РастворительОстальное.

Дл  экспериментальной проверки предлагаемых составов были синтезированы ЧАС и приготовлены составы, содержащие ЧАС в концентрации 0,5-10,0 мас.% и

индивидуальные растворители или их смеси . Составы наносили на силикатные стекла, высушивали при комнатной температуре в течение 4 ч, затем термостатировали при определенных температурах, Термостабильность этих составов определилась временем , в течение которого удельное поверхностное электрическое сопротивление (ра) силикатных стекол, на которые наносили состав, измен лось от исходных

величин до величин 10100м,таккакименно эти величины характеризуют антистатические свойства ЧАС как хорошие, ps определ ли по ГОСТ 6433-71, использу  те- раомметр Е 6-1 ЗА.рз используемых силикатных стекол 10 Ом, т.е. они обладают диэлектрическими свойствами. Силикатные стекла в качестве подложки были выбраны из-за прозрачности, что позвол ло визуально контролировать качество пленок нанесенных антистатических составом из-за инертности подложку, так как исключалось вли ние ее на термостабильность антистатических составов. Термостабильность пленок антистатических составов изучали при

температурах 125-250°С. Врем  воздействи  температур на пленки антистатических составов колебалось от 0,2 до 150 ч.

В зависимости от структуры ЧАС синтезировали двум  методами,

Пример. Триметилоктадециламмо- ний ацетат.

В трехгорлую колбу емкостью 2 л, снабженную мешалкой, обратным холодильником и термометром, загружали 62 г (0,208

моль) диметилоктадециламина, 600 мл.этилового (изопропилового) спирта, 29,4 г (0,208 моль) метила йодистого и 89,2 г (в пересчете на абсолютно сухой ионит, 0,29 моль) анионита АВ-17 в ацетатной форме и

при перемешивании нагревали до 50-55°С. В этих услови х содержимое колбы выдерживали 3 ч, затем добавл ли дополнительно 89,2 г анионита и реакцию продолжали еще 3 ч при той же температуре. Содержимое колбы охлаждали до комнатной температуры, анионит отфильтровывали. Растворитель удал ли ва- куумированием, мазеобразный остаток высушивали в вакууме до посто нного веса. Содержание основного вещества 98 мас.%.

П р и м е р 2. Диметил (2-гидроксиэтил) октадвциламмоний формиат.

В трехгорлую колбу емкостью 500 мл, снабженную мешалкой, обратным холодильником и термомет ром, загружали 59,4 г (0,2 моль) диметилоктадециламина, 14,4 г (0,8 моль) воды и 200 мл этилового (изопро- пилового) спирта (или только воду), продували N2, охлаждали содержимое колбы до 4-6°С, добавл ли в течение 2,5-3,0 ч 10,56 г (0,24 моль) окиси этилена и проводили реакцию при перемешивании в течении 3,5-4,0 ч при температуре 4-8°С. Содержание колбы оставл ли в холодильнике на 10-12 ч. Содержание основного вещества - диметил(2-гид- роксиэтил)-октадециламмоний гидроксида, в полученном растворе 28-29 мас.%. Нейтрализацией эквивалентным количеством муравьиной кислоты получали раствор ди- метил (2-гидроксиэтил)-октадециламмоний формиата. Растворители удал ли вакууми- рованием, продукт реакции высушивали в вакууме до посто нного веса. Содержание соли 98 мас.%.

При меры 3,5,6,8,10,11,12-18.

Процесс вели по примеру 2, отлична только форма анионита АВ-17, которую выбирали в зависимости от требуемого аниона в ЧАС.

П риме р а 4,7,9,19.

Процесс вели по примеру 2, отличались только кислоты, нейтрализующие четвертичное аммониевое основание.

Антистатические составы нужной концентрации получены растворением опреде- ленного количества ЧАС в индивидуальном растворителе или в их смеси,

Дл  всех примеров приготовление антистатического состава происходило .идентично .

Приготовление 5%-ного раствора три- метилоктадециламмоний нитрата,

В коническую колбу с плотно закрывающейс  пробкой внесли 95 г спиртобензино- вой смеси (1:1), затем добавили 5 г триметилоктадециламмоний нитрата и растворители при комнатной температуре.

Антистатические составы наносили на силикатные стекла кистью или окунанием, затем состав на подложке высушивали при комнатной температуре в течение 4 ч и тер- мостатировали при температурах от 125 до 250°С.

ps подложки с нанесенным ЧАС измер ли до и после термостатировани  через- определенный промежуток времени,

8 таблице приведены данные по антистатическим составам 1-19, (предлагаемым и известному) указаны температура и продолжительность температурного воздействи , приведены данные удельного поверхностного электрического сопротивлени  подложки, на которую нанесен антистатический состав, до () и после (рГ) термостатировани .

Как видно из таблицы, составы, содержащие ЧАС в концентрации 0,5-10,0 мас.% (примеры 1-17), обладают повышенной термостабильностью . Антистатические свойства этих составов сохран ютс  после термостатировани  при 125-250°С в течение 0,2-150 ч. {Ј подложки, обработанной этими составами, после термостатировани  равно 5,8-10 -7,5109 Ом. Антистатические свойства составов по примерам 18 и 19 резко ухудшаютс  при термостатировании. По примеру 18, содержащему ЧАС в концентрации 0,45 мас,%, состав, во-первых, не обеспечивает подложке такого же исходного ps0, как использование состава с ЧАС в более высокой концентрации начина  с 0,5 мас.%; во-вторых, после термостатировани  при 150°С в течение 0,1 ч р7 равно 1,2К 10 Ом. Использование состава по примеру 19, содержащего ЧАС 10,5 мас.%, приводит к большому расходу антистатика, кроме того, поверхность диэлектрика становитс  скользкой.

При использовании предлагаемых составов повышаетс  термостабильность антистатических составов, сохран ютс  антистатические свойства в течение длительного времени при высоких температурах . Использование эффективных антистатических составов позвол ет снизить вредное действие статического электричества в процессе сборочно-монтажных и наладочных работ, что позвол ет уменьшить брак повысить производительность труда и качество выпускаемой продукции, а также улучшает услови  электронной и общей гигиены производства.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Антистатический состав, содержащий четвертичные аммониевые соединени  и растворитель, отличающийс  тем, что, с целью повышени  термостабильности состава с сохранением антистатических свойств в течение длительного времени, в качестве четвертичных аммониевых соединений он содержит четвертичные аммоние- вые соли общей формулы

   1+

   RrN-Rj

   «Ч

   где Ri, R2 - Ci-Cie алкил1

   А

   Нз - Ci-Cis алкил или нафтенильный радикал;

   RI- Вз может быть группа CHaChteOH;

   R4 - Ci-Cs алкил, группа (СН2 СН20)тН;

   А - СбНбЗОз, СбН4(СНз)50з, N03, 1 /3 PCX СРзСОО; СНзСОО; HCOO; CH3S04; CI, Вг,1, Вили их смесь,

   а качестве растворител  - растворитель , выбранный из группы, содержащей низкие алифатические спирты, воду, алифа0

   тические или ароматические углеводороды, эфиры карбоновых кислот, алифатические ке- тоны или смесь этогчэ органического растворител  с растворителем, выбранным из группы, содержащей хлор и фторзамещенные алифатические углеводороды Сч-С2, при следующем соотношении компонентов, мас.%: Четвертичные аммониевые соединени 0,5-10,0

   РастворительОстальное

   t -Rj-R CHj; R3 C18H32 Л

   2Динетил-(2-гидроксиэтил)октадециланмоний формиэт .}; % Ч CHpCHJDH Л НСОО

   3Триметилоктддециламмоний нитрат

   VR -cHji R3.cHH37;A кол

   k Дометил-(2-гидроксиэтил)октздецилэнмоний толуолсупьфонат; К1 КгвСНз; &ъ Л СНЭС6Н 503; П4«СИ2СЧгОН

   5Триоксилметигаммоний нетилсульфэт RleR2 Ri C5K-r A CH3SO

   6Диметилнафтенилцетиламмоки Ьромид; Ri-C46H3ij R5 ОцНд;

   7Мвтил (д 1 2 тидроксиэтил )октадсциламиоиий хпорил ацетат, иодид, R1«K9«Cl 9C VC «H3 ,,CHjCOlf

   8Диэтилнафтениппропила моний трифторадетат ; R C31I7 А кСГЛСО

   9Диметигпропилцстиламчочий бромид; К--С

   Ь с;ьн5з- .

   10Диметил-(2-гидроксиэтилцетилзмионий иодид R2-R4 CU3; R

   11Д.четилэтмлоктадецилйммоний фторид R3 C1SH5 ; R C2HS;

   12Диметиламилц&типаммоьий бромид ; R4 CSH11; R3-

   13Дим тилгекеилцетиламмоний бромид R -CHj; Rn-C,6H33i R3 C6lt,ji A Br

   1 4 Динетилгептилцетипаммоний бромид;

   Кг кч-снз5

   15Диметилоктилцетилдммоний бромид U1°C1SK35: Ri CHji

   16Диметнлд| децилнетилзммоний бромид; R KC., Rj CIlj, ,

   17Диметилдиистиламноний бромид; K,R С,,1 ,IU

   18Трис (бут v лдимстилоктиламмоний) (фосфат; R1 C8H17 )

   19Додецилдецип(пентаоксиэтил)метиломмоний бензолсульфонат; R ,Hj5.; R2 C10H21; Hj-CHj, 5; A C IljSO

   Бутипацстат

   1,5-10

   tBO