ными смолами, отверждаемыми ангидридами, в основном с целью .регулирования скорости отверждения. Crespi и Delmonte [Л. 10-6] показали, что выбор ускорителя будет отражаться на потере веса смол, отверж-

. 1гэ to IN CQ I

1ГЭ ts

Рабо.чап температура, °C Шкала ?/7г

Рис. 10-15. Длительная рабочая температура различных заливочных смол при разной степени потери в весе (Л. 10-1].

денных ангидридами. В частности, в табл. 10-5 отражено влияние различных ускорителей на эпоксидные смолы, отвержденные фталевым (РА) и гексагидрофталевым (ННРА) ангидридом. Далее, весьма существенно, что потеря веса при работе в инертной атмосфере не всегда так велика, как на воздухе. Отсюда следует, что во всех

случаях срок службы заливочного материала будет больше того, который можно ожидать по данным старения образцов на воздухе. Этот факт продемонстрировал Wenzel в специальной работе {Л. 10-6], в которой образцы различных кремнийорганических смол были под-

Рабочая темпфатура, °С

Рис. 10-16. Длительная рабочая температура эпоксидных смол с различными отвердителями при разной степени потери в весе {Л. 10-1].

вергнуты тепловому старению на воздухе и в атмосфере азота при 250° С в течение 900 ч. Некоторые данные из этой работы представлены в табл. 10-6.

Электроизоляционные свойства смол при повышенных температурах. Электроизоляционные свойства заливочных смол при повышенных температурах изменяются

Таблица 10-6 Потеря веса образцов кремнийорганических смол при 250° С на воздухе и в атмосфере азота [Л. 10-6]

Влияние различных ускорителей (1% по весу на смесь смолы с отвердителем) на потерю веса при тепловом старении при 2050 эпоксидных смол, отвержденных двумя различными ангидридами-РА и ННРА [Л. 10-5]

В значительной степени; имеет значение не только температура, но и время старения и частота. Кроме того, электрические свойства меняются в зависимости от ти-J10B смол, отвердителей, наполнителей и модификаторов.

Хотя и можно сделать

о

гооо ч при тос Щ/зоочпригго°с

некоторые обобщения, однако в больщинстве случаев будут встречаться многочисленные исключения из правил. По-.этому, очевидно, лучще привести некоторые характерные данные, про-. анализировать их с целью--возможных обобщений, но предоставить читателю делать собственные заключения о пригодности смол для работы при повыщенных температурах.

Одним из наиболее важных электроизоляционных свойств заливочных смол, применяемых в электронной технике, является удельное сопротивление. В общем случае удельное сопротивление данного компаунда повышается по мере дополнительного отверждения или полимеризации в процессе теплового старения и снижается с ростом температуры. Характерные примеры приве-

Рис. 10-17. Потеря веса некоторых обычных эпоксидных смол при длительном тепловом старении [Л. 10-4].

/ - NMA; 2 - надик-ангидриД; 3 - пиперидин.

1000

800 700 BOO 500

iOO 300

дены на рис. 10-18, на котором сопротивление изоляции возрастает в течении нескольких первых сотен часов теплового старения, после чего происходит снижение сопротивления. На рис. 10-19 и 10-20 показано, как меняется сопротивление изоляции при быстром изменении температуры, когда тепловое старение не проявляется. Хотя, по-видимому, в каждом случае колебания слишком велики для того, чтобы точно предсказать или рассчитать сопротивление изоляции или удельное сопротивление для любых уело- ВИЙ, некоторые обобщения могут быть сделаны. Во-первых, очевидно, что в боль- -шинстве случаев сопротив- ление снижается или имеет тенденцию к снижению по мере роста температуры. Во-вторых, йз рис. 10-20 еле-дует, что сопротивление изо- 1 ляции снижается, если кон-центрация отвердителя ни-же стехиометрического соотношения. Очевидно, это можно объяснить, исходя из того, что если отвердителя берется меньше, чем это требуется по стехиометрическому соотношению, то наблюдается неполнота отверждения.

Две другие электроизо- ляционные характеристики,

которые часто имеют большое значение для заливочных материалов в электро- и радиотехнике,- это диэлектрическая проницаемость и tg6. Низкие диэлектрические потери имеют особенно большое значение в высокочастотной технике, так как большие потери будут приводить к чрезмерному нагреву, снижению эффективности оборудования и иногда даже к неправильному функционированию оборудования. В особенности это имеет значение при работе мощных микроволновых установок.

Многие смолы, особенно полярного типа, например содержащие гидроксильные, карбоксильные, аминные, галогенные и тому подобные группы, могут иметь низ-

юо гоо зоо ш 500

Время, ч

Рис. 10-18. Влияние теплового старения при 215° С на сопротивление изоляции двух отвержденных ангидридами эпоксидных смол.

ю

I

TeMnepami/pa, C

10-19. Зависимость от температуры удельного объемного сопротивления некоторых нагревостойких смол (Л. 10-3].

Ш 140 i50 160 по 180 ISO Температура, С

Рис. 10-20. Зависимость от температуры сопротивления изоляции некоторых эпоксидных компаундов {Л. 10-4].

Отвердители: / - НЕТ; 2 - NMA - 83 весовые части; 3 - надик-аигидрид; 4 - NMA - 43 весовые части; 5 - NMA - 25 весовых частей; 6 - пиперидин.

4 2,5

гоо

0,001

75 100 m ISO Температура, С

Рис. 10-21. Зависимость от температуры диэлектрической проницаемости е и tg б некоторых нагревостойкйх смол. Числа в скобках - температура деформации смолы [Л. 10-1].

/ -DCR-7501, 1 Мгц (150).

Рис. 10-22. Сравнение зависимостей от температуры tg6 кремнийорганических и эпоксидных смол gi. 10-7].

/ - эпоксидная смола, отвержденная пиперидином (10 гц); 2 - эпоксидная смола, отвержденная метафенилеидиамином (10 гц);

3 - кремннйорганическая смола Union Carbide без растворителя (102-10= гц).

0.01

0.001

25 50 7,5 то 125 ISO . Температура,°С

Рис. 10-23. Сравнение зависимостей от температуры диэлектрической проницаемости е некоторых кремнийорганических и эпоксидных смол

{Л. 10-7]. / - эпоксидная смола, отвержденная пиперидином (1№ гч); 2 - эпоксидная смола, отвержденная метафенил-диамином (10 гц); 3 - крем-ннйорганнческая смола Union Carbide без растворителя (1№-10= гц)

25 50 75 ЮО 125 ISO Температура, °С

10,0

-2,0 1,0

о

0.1 щ

0,01

0,00!

ojaoot

во юо ISO гоо 2S0 зоо Температура, °С

Рис. 10-24. Зависимость от температуры диэлектрической проницаемости е и tg б кремнийорганической смолы без растворителя, наполненной ортосиликатом циркония {Л. 10-8].

щи tg6 при комнатной температуре, который увеличивается по мере роста температуры. Это частично связано с поляризацией полярных групп в электрическом поле при повышенной температуре, при которой эти группы имеют большую свободу перемещений. В то же время при комнатной температуре полярные группы как бы замораживаются. По этой причине у смол повышенной

100 zoo 300 < время старения, °С

Рис. 10-25. Влияние уеплового старения при 300° С на диэлектрическую проницаемость е и tg б кремнийорганической смолы без растворителя, наполненной ортосиликатом циркония [Л. 10-8].

теплостойкости электроизоляционные характеристики с повышением температуры до температуры тепловой деформации меняются меньше, чем у малотеплостойких смол того же типа.

На рис. 10-21-10-23 показаны зависимости tg6 и диэлектрической проницаемости от температуры для некоторых компаундов. Видно, что для различных смол наблюдается широкое колебание их электроизоляционных характеристик. Тем не менее ясно, что кремнийорганические смолы и полибутадиены при повышенных

температурах имеют лучшие свойства, чем другие компаунды.

Влияние наполнителей и модификаторов на электроизоляционные свойства при повышенных температурах может быть значительным, что необходимо учитывать. В частности, этот факт продемонстрирован на рис. 10-24 и 10-25. При сравнении рис. 10-21, 10-22 и 10-23 с рис. 10-24 и 10-25 можно видеть, что хорошие характеристики кремнийорганических смол значительно меняются при добавке наполнителя. Разумеется, применение наполнителей и модификаторов является тем не менее необходимым во многих случаях.

ЗАЛИВОЧНЫЕ СИСТЕМЫ ДЛЯ РАБОТ ПРИ ТЕМПЕРАТУРАХ 300-500° С

Требования к электронному оборудованию для кос-1ических целей проявляются в усилении требований к эксплуатации изделий при высоких температурах. В связи с этим представляет особый интерес получение заливочных систем, yдoвлetвopяющиx этим требованиям. Особенно остро стоит проблема для температур 300-500° С, при которых обычно должны применяться неорганические материалы, особенно при более высоком пределе температуры или длительном сроке эксплуатации.

Хотя неорганические материалы нагревостойки при температурах 300-500° С, при их применении возникает много проблем. В большинстве случаев их получение и переработка отличаются от техники получения и переработки органических заливочных материалов. Например, стекло или другие неорганические материалы, которые хорошо работают при 500° С, обычно не размягчаются, пока их не нагревают до температуры значительно выше 500° С. Подобные материалы обычно исключаются из числа заливочных материалов, рассчитанных на работу при 500° С, так как заливочные материалы в момент заливки должны быть жидкими, а высокая температура этих неорганических материалов в жидком состоянии может привести к разрушению деталей заливаемых узлов. Однако некоторые виды стекла, например стекло для пайки с высоким содержанием свинца, плавятся при температуре ниже 500° С. Надо иметь в виду, что