3.9.3. 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 (0,5-1мм);

– высокая химическая стойкость;

– высокая электрическая прочность.

По областям применения компаунды делятся на пропиточные, назначение которых аналогично назначению пропиточных лаков, и заливочные (рис. 3.10).

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

ВРЭА наиболее используются компаунды на основе синтетических смол (рис. 3.10). 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.

3.10. Полимеры.

Полимером называется органическое вещество, имеющее длинные молекулы, построенные из одинаковых многократно повторяющихся звеньев – мономеров. Классификация полимеров по различным признакам представлена на рис.3.11.

По происхождению полимеры делятся на три группы (рис. 3.11.).

Природные образуются в результате жизнедеятельности растений и животных и содержатся в древесине, шерсти, коже: протеин, целлюлоза, крахмал, латекс. Обычно природные полимеры подвергаются операциям выделения, очистки, при которых структура основных цепей остаётся неизменной. Продуктом такой переработки являются искусственные полимеры: натуральный каучук, целлулоид и др. Синтетические полимеры получают синтезом из низкомолекулярных веществ и не имеют аналогов в природе.

По химической структуре полимеры делятся на линейные и пространственные (рис.3.11.). Сравнительный анализ этих двух групп полимеров дан в таблице 3.4.

Таблица 3.4. Сравнительный анализ линейных и пространственных полимеров.

	Линейные полимеры	Пространственные полимеры
Макромолекулы	Цепочечные последовательности повторяющихся звеньев между цепочками, действуют силы Ван-дер-Ваальса.	Связаны в общую пространственную сетку.
Свойства	Гибкость, эластичность, легко размягчаются и расплавляются, растворяются в растворителях.	Большая жесткость, высокая температура плавления, значительная часть не растворяется.
При нагревании проявляют	Термопластичность – при нагревании размягчаются, при охлаждении затвердевают без химических изменений.	Термореактивность – при нагревании необратимо изменяют свойства.

Полимеры могут быть получены с помощью реакций полимеризации (рис. 3.12,а) либо поликонденсации (рис. 3.12,б).

Реакция полимеризации протекает по схеме nM=M_n, где M – молекула мономера; n – степень полимеризации. При цепной полимеризации молекулярная масса нарастает почти мгновенно, реакция чувствительна к присутствию примесей и требует, как правило, высоких давлений. Такой процесс в естественных условиях невозможен, и все природные полимеры образованы иным путём. Реакция полимеризации проводится в сложной аппаратуре специализированных производств. С помощью полимеризации получают, например, полиэтилен, поливинилхлорид, полиметилметакрилат (органическое стекло) и т.д.

Полимеры могут образовываться более простым путём – постепенно от мономера к димеру, затем к триммеру, тетрамеру и т.д. Такое объединение мономеров, их “конденсацию”, называют реакцией поликонденсации, она не требует высоких давлений, но сопровождается изменением химического состава, а часто и выделением побочных продуктов. Эта реакция реализуется в природе, она может быть легко осуществлена за счёт небольшого нагрева в самых простых условиях.

Поликонденсационные полимеры обладают, как правило, пониженными электрическими свойствами по сравнению с материалами, полученными по реакции полимеризации. Основной причиной этого является наличие в поликонденсационных диэлектриках остатков побочных низкомолекулярных веществ (воды, кислот, спирта), которые, распадаясь на ионы, увеличивают проводимость материала. Кроме того, молекулы конденсационных полимеров содержат полярные группы, что повышает их угол диэлектрических потерь и гигроскопичность.

Путём поликонденсации получают, например, фенолформальдегидные и полиэфирные смолы.