Каково применение силиконовой электроники?

С бурным развитием электронной промышленности требования к материалам возрастают. Благодаря своим уникальным эксплуатационным преимуществам силиконовые материалы удовлетворяют потребности электронных изделий в термостойкости, устойчивости к старению, изоляционным свойствам и другим аспектам. В то же время силиконовые материалы обладают хорошей обрабатываемостью и пластичностью, что позволяет легко изготавливать из них электронные компоненты различных форм и размеров. Каково применение силикона в электронной промышленности?

Развитие силиконовой электронной промышленности впечатляет, благодаря тому что силиконовые материалы обладают адгезионной герметизацией, устойчивостью к высоким и низким температурам, атмосферостойкостью и другими превосходными свойствами. Эти свойства обеспечивают широкое применение силикона в области электротехники и электроники, например: связующие вещества, герметики, заливочные клеи, гели, обмазочные покрытия, материалы для терморегулирования, а также материалы для инкапсуляции компонентов и полупроводниковые покрытия, такие как силиконовые компаунды.

Следующие пять аспектов применения силикона в электронных изделиях:

• Что такое силикон?
• Каково воздействие силиконов?
• Зачем использовать силикон в электронных изделиях?
• Как применять силикон в электронной промышленности?
• Как сделать электронные изделия более производительными?

1. Что такое силикон?

Силикон — это полимерное соединение, состоящее из силановых соединений и органических групп. Он имеет полимерную структуру и органические соединения и может быть изготовлен при комнатной температуре. Он обладает огнестойкостью, термостойкостью, устойчивостью к окислению и хорошей электропроводностью. Электронный силикон подходит для производства электронных изделий.

2. Каково воздействие силикона?

Электронный силикон — это материал широкого спектра применения, который имеет важное значение в области электрических контактов. Электронный силикон может улучшить электропроводность электронных изделий, их термостойкость и коррозионную стойкость. В связи с постоянным развитием электронных изделий в будущем силиконовые материалы будут шире применяться в области электронных контактов.

2.1 Преимущества

Силикон обладает электропроводностью, термостойкостью, химической стабильностью и другими характеристиками, которые играют важную роль в области электрических контактов. В частности, влияние силикона на электрические контакты заключается в следующем:

(1) Улучшение электропроводности

Силикон обладает отличными проводящими свойствами и может улучшить проводимость электрических контактов, делая электронные изделия более чувствительными и точными.

(2) Повышение термостойкости

Силикон обладает термостойкостью и может использоваться для производства высокотемпературных электронных изделий, таких как высокотемпературные конденсаторы и полупроводниковые чипы.

(3) Повышение коррозионной стойкости

Силикон обладает антиоксидантными свойствами, коррозионной стойкостью и другими характеристиками и может использоваться для производства коррозионно-стойких покрытий электронных изделий, продлевая срок их службы.

2.2 Каковы области применения силикона?

Силикон широко используется в области электрических контактов, в основном по следующим направлениям:

(1) Гибкие сенсорные экраны

Силикон Материалы обладают отличной гибкостью и проводимостью и могут использоваться для изготовления гибких сенсорных экранов. По сравнению с традиционными стеклянными материалами силиконовые сенсорные экраны небьющиеся, легкие, имеют хорошее светопропускание и могут значительно повысить удобство использования и пользовательский опыт.

(2) Антикоррозионное покрытие

Силиконовые материалы обладают термостойкостью, коррозионной стойкостью и другими характеристиками, могут использоваться для покрытия поверхности электронных изделий и выполнять антикоррозионную функцию. Например, в области автомобильной электроники силиконовые материалы могут использоваться для изготовления антикоррозионных покрытий систем электронного управления, что может повысить стабильность и срок службы электронных изделий.

(3) Упаковка ИС

Силиконовые материалы также могут использоваться в области корпусирования интегральных схем и могут быть изготовлены с отличными характеристиками, такими как высокая прочность, термостойкость, низкие диэлектрические свойства, низкий коэффициент теплового расширения и другие характеристики.

3. Зачем использовать силикон в электронных изделиях?

Тепло (особенно при неблагоприятных условиях окружающей среды, таких как высокая влажность) часто приводит к неисправностям компонентов. При широких колебаниях температуры (что часто встречается в автомобильных приложениях) разъемы и компоненты испытывают усталость, вызванную тепловым расширением и сжатием, что может привести к механическому повреждению. Металлические дендриты могут расти в тесных пространствах между дорожками печатных плат, что в конечном итоге приводит к коротким замыканиям и отказу компонентов. Также было обнаружено, что надежность и срок службы полупроводниковых устройств зависят от температуры в точке соединения, и снижение температуры на 10–15°°C может увеличить срок службы компонентов в два раза.  

(1) Диэлектрические свойства

Силиконовые материалы используются для электронных приложений; одним из их полезных свойств является стабильные диэлектрические характеристики в широком диапазоне температур и частот. Межмолекулярные силы силиконового полимера очень мало изменяются с течением времени (даже в широком диапазоне колебаний температуры), что приводит к очень стабильным физическим и электрическим свойствам.

(2) Низкий модуль упругости

Низкий модуль упругости также важен для снятия напряжений в электронных сборках, поскольку эластомеры могут помочь уменьшить воздействие вибрации и поглотить различия в тепловом расширении, которые могут повредить чувствительные компоненты и подложки. В типичном рабочем диапазоне температур автомобильной электроники современные силиконовые составы не проявляют температуры стеклования (Тg), поэтому модуль упругости остается довольно постоянным в течение цикла. Это поведение существенно отличается от эластомерных эпоксидных смол, используемых в электронике. Модуль упругости эластомерных эпоксидных смол увеличивается более чем на три порядка между экстремально высокими и низкими температурами, часто встречающимися в автомобильных приложениях.

(3) Химическая инертность

Отвержденные силиконы химически инертны и чрезвычайно стабильны. Многие продукты сохраняют свои физические свойства даже при работе в диапазоне температур от 250°°C (-50°°C до +200°c). Это делает силикон одним из химических материалов, способных выдерживать суровые условия (суровые условия, в которых должны работать автомобильные электронные системы).

4. Как применять силиконы в электронной промышленности?

В электронной промышленности силикон часто используется как общий термин для различных полимерных материалов, и большинство коммерческих силиконовых составов основаны на молекулярной формуле ПДМС (полидиметилсилоксана). Производители электронных компонентов предлагают силиконовые составы в виде клеев, герметиков, заливочных компаундов, гелей, облегающих покрытий, материалов для управления тепловыми режимами, а также компонентных герметиков и полупроводниковых покрытий. Кроме того, кремний является основным материалом для силиконов. Чистый кремний — это полупроводниковый металл и основной материал для большинства активных полупроводниковых компонентов.

4.1 Связующее вещество/Герметик

В основном они используются для склеивания компонентов в электронных модулях или герметизации корпусов для защиты от пыли, воды или других загрязнений. Основное преимущество силиконового герметика-клея заключается в его способности повышать надежность благодаря уникальной эластичности и снятию напряжений. Когда компоненты и печатные платы расширяются и сжимаются из-за быстрых термических циклов, эластомерные силиконовые связующие помогают поглощать тепловое расширение, избегая напряжений, которые иначе передавались бы на компонент жестким связующим. Их уникальная термическая стабильность позволяет им сохранять упругость при экстремальных температурах и многократных тепловых ударах.

В автомобильных электронных приложениях для электронного силиконового герметика лучше использовать силиконы с хорошей адгезией ко многим подложкам (анодированный алюминий), которые сохраняют свои свойства в течение длительного времени в широком диапазоне условий эксплуатации. Благодаря низкому модулю упругости после отверждения силиконовые связующие очень эффективно устраняют термические и механические напряжения, что значительно повышает надежность и срок службы.

Если рассеивание тепла является проблемой, использование термопроводящих материалов может значительно повысить теплопроводность силиконовых связующих. Термопроводящие силиконовые связующие предназначены для отвода тепла от электронных компонентов и цепей, что обеспечивает более высокую надежность и более длительный срок службы компонентов в моторных отсеках при высоких температурах.  

Порошковая серия XJY-8206 метилвиниловые MQ-силиконовые смолы могут использоваться для производства высокопрозрачной, высокотвердой VMQ-силиконовой резины, RTV-силикона и других LSR.

Силиконовая смола MQ на основе метилвинила и винилполидиметилсилоксан серии XJY-8206N может использоваться для изготовления двухкомпонентного герметика.

4.2 Обмазочное покрытие

Используется для нанесения тонкого слоя на печатные платы и компоненты с целью повышения механической и экологической защиты, что значительно продлевает срок службы. Силиконовые конформные покрытия защищают компоненты и цепи от влаги и загрязнений, а также помогают предотвратить короткое замыкание и коррозию проводников и паяных соединений. Они также защищают чувствительные компоненты и цепи от растворителей и царапин.   

Одним из ключевых факторов защиты цепей с помощью конформных покрытий является их способность обеспечивать полное покрытие всех поверхностей с хорошей адгезией. Очень низкое поверхностное натяжение и отличные смачивающие характеристики силиконов помогают достичь бездефектного соединения, что обеспечивает общую надежность, не оставляя места для конденсации влаги. Дышащая способность силикона означает, что любая влага под покрытием может рассеиваться, а влага в жидкой форме может выходить наружу.  

Традиционно наносимые распылением, погружением, инжекцией или обливом, силиконы все чаще используются в операциях селективного и автоматизированного нанесения покрытий, что делает возможным высокоскоростную автоматизированную обработку. Некоторые составы предназначены для отверждения при комнатной температуре или с ускорением нагревом, в то время как другие разработаны специально для высокоскоростной высокотемпературной обработки.

4.3 Силиконовые заливочные клеи

Все большее количество силиконовых компаундов с самоклеящейся способностью, при отверждении и нагреве выше 100 ° °C, могут хорошо скрепляться со многими распространенными подложками. Другие материалы требуют использования праймера для обеспечения полного сцепления. Тестирование (или ускоренное тестирование) в условиях, близких к фактическому использованию, имеет решающее значение для прогнозирования долгосрочной производительности в любом применении.

Силиконовые компаунды обычно поставляются как не содержащие растворителей двухкомпонентные жидкости с соотношением смешивания 1:1 (на основе отвердителя). Некоторые составы разработаны для соотношения 10:1. При смешивании в правильном соотношении они отверждаются в гибкий, лишенный напряжений эластомер. Некоторые материалы отверждаются при комнатной температуре, в то время как другие требуют нагрева. Силиконовые компаунды обычно не выделяют тепло (экзотермический профиль) или вредные побочные продукты. Они отверждаются как при малой, так и при большой толщине слоя, даже в условиях полной герметизации.

XJY-8205 Метиловая MQ Силиконовая Смола представляет собой твердый порошкообразный смолу, которая может использоваться в качестве армирующего материала для жидкого силиконового каучука. Добавление силиконовой MQ-смолы в компаунд может повысить его устойчивость к высоким и низким температурам, продлить срок службы широкого спектра материалов и может применяться ко всем типам электронных компонентов в источниках питания, включая печатные платы.

4.4 Силиконовый гель

Основная характеристика гелевого материала заключается в том, что после отверждения он сохраняет липкую поверхность, что позволяет ему поддерживать физическую адгезию к большинству подложек без необходимости использования праймера. Эта адгезия позволяет силикону самовосстанавливаться при повреждении или разрезе отвержденного геля, тем самым эффективно запечатывая сборку. Эта способность к самовосстановлению также позволяет проводить тестирование цепей с помощью щупов непосредственно через гель без ущерба для защиты материала. Многие другие материалы не обладают такими же свойствами, допускающими переделку или ремонт.

5. Как улучшить работу электроники?

Силиконы вскоре станут основой для автомобильной электроники благодаря своим физическим свойствам и широко доступным коммерческим технологическим характеристикам. За счет улучшения производительности и минимизации отказов электронных и оптических цепей и компонентов, силиконовые материалы разработаны для удовлетворения потребностей автомобильной промышленности и мобильных телефонов в более безопасных, легких, высокопроизводительных компонентах – с большей надежностью, чем когда-либо – которые могут использоваться в все более суровых условиях. Как вы можете повысить конкурентоспособность вашей продукции?

XJY Силиконы является одним из ведущих силиконовая смола MQ и Силикон VMQ производители в Китае, с более чем 30-летним опытом исследований и разработок и производства в силиконовой промышленности и более чем 15 соответствующими патентами и технической поддержкой. Наш продукты из силиконового сырья может удовлетворить потребности область электроники и поддерживать предоставление разнообразных индивидуальных решений.