Валентина Ширшова Екатерина Фомченко bazalt1@rambler ru
Скачать 325.46 Kb.
|
Газо- и влагопроницаемость поли-пара-ксилиленовых пленок [3]
Пленки поли-n-ксилиленов обладают высокой прозрачностью, особенно поли-хлор-n-ксилилен, и имеют высокие оптические свойства; в вакууме практически не поглощают мягкое рентгеновское излучение, обладают стойкостью к высокоинтенсивному ультрафиолетовому излучению. Физико-механические и электрические свойства не меняются при облучении их γ-лучами дозой 10 Мрад. Высокая радиационная стойкость и возможность нанесения на пленки поли-n-ксилилена металлических и диэлектрических покрытий позволяет использовать их на космических кораблях в качестве фильтров, экранов и др. изделий [15 - 17]. Облучение на воздухе приводит к интенсивному разложению и большой хрупкости полимера [4]. Электрические свойства поли-n-ксилилена и его производных приведены в табл. 5. Поли-n-ксилилен характеризуется высоким объемным электрическим сопротивлением, высокой электрической прочностью, низким значением диэлектрических потерь, малым изменением диэлектрической проницаемости с частотой. Эти свойства делают поли-n-ксилилен отличным диэлектрическим и изоляционным материалом в условиях повышенной температуры и влажности . Электрические свойства поли-n-ксилиленовых пленок мало зависят от их толщины, скорости их образования и температуры подложки. Выдержка пленок на воздухе при высоких температурах также мало влияет на электрические свойства пленок. Поли-n-ксилилены характеризуются как термостойкие полимеры. Однако, применение для поли-n-ксилилена ограничивается стабильностью относительно слабых дибензольных групп в полимерных цепях. Термоокислительная деструкция поли-n-ксилилена начинается на воздухе при 300°С. При длительной эксплуатации верхний температурный предел для поли-n-ксилилена составляет 100°С, для поли-дихлор-n-ксилилена - 130°С, для поли-α,α,α`, α`-тетрафтор-n-ксилилена - 220°С. При отсутствии кислорода поли-n-ксилилены выдерживают длительное воздействие температуры до 450°С. Для повышения термоокислительной стабильности поли-n-ксилиленов используют введение антиоксидантов – стерически затрудненных фенолов [3, 4, 18, 19]. Поли-n-ксилилены отличаются высокой эластичностью при низких температурах, что делает возможным их использование в качестве диэлектрических и изоляционных материалов в криогенных устройствах. Пленки толщиной 1000Å не изменяют своих механических и электрических свойств при циклических изменениях температуры от 20 до -270°С. Пленка полихлор-n-ксилилена толщиной 50мкм сохраняется после 6-разового изгиба на 180° при -200°С. Отмечается, что наилучшими показателями при низких температурах характеризуется пленка незамещенного поли-n-ксилилена [3]. Таблица 5. Электрические свойства поли-n-ксилиленов [3]
Впервые применила покрытие в 1965 году фирма Union Carbide Corp. под общим названием Parilen (Парилен) N, C, D (соответственно поли-n-ксилилен, поли-хлор-n-ксилилен и поли-дихлор-n-ксилилен) (рис. 2) для защиты изделий с электронными компонентами, а с 1976 года парилен широко используется в передовых западных технологиях авиакосмической, военной и промышленной техники, в изделиях радио- и электротехнического назначения в соответствии с военным стандартом MIL 46058С. В настоящее время ведущими зарубежными компаниями по разработкам в области технологии париленовых покрытий и выпуску оборудования являются фирмы Cookson Electronics scs и Para Tech Coating, Inc. (США) [20]. Рис.2  В нашей стране работы по изучению процесса пиролитической полимеризации начались в одном из ведущих научных центров НИФХИ им. Л.Я. Карпова под руководством профессора И.Е. Кардаша, который на протяжении 40 лет возглавлял это направление. В середине 60-х г.г. проводились работы по синтезу поли-n-ксилилена пиролизом n-ксилола, термической деструкции [19]. Систематические исследования по синтезу исходных материалов и технологии получения покрытий начались с 1975 г. в ЦНИИ “Прикладной химии” [21], а с 1981 г. в НПО “Авангард” началась разработка отечественной технологии защиты РЭА на печатных платах и микроэлектронных устройств. С 1986 г. по 1991 г. разработки проводились по комплексной программе МНТК “Радиотехномаш” при общем курировании специалистами НПО “Авангард” [8, 22, 23]. Основными направлениями разработок отечественной технологии являлись: создание серийного производства исходных материалов, разработка прогрессивных технологических процессов электроизоляционной и противокоррозионной защиты радиоэлектронной аппаратуры, в т.ч. изделий микроэлектроники, покрытиями из газовой фазы на основе поли-n-ксилилена, создание промышленного оборудования для получения ППКП и освоение технологии на предприятиях оборонного комплекса. Существенный вклад в научные разработки, в т.ч. по синтезу хлор-, бром-, циан-замещенных полимеров и поли-α,α,α′,α′-тетрафтор-n-ксилилена, методикам очистки материалов, исследованию механизмов и кинетики процессов, структуры полимеров, созданию лабораторного и опытно-промышленного оборудования внесли лаборатория НИФХИ им. Карпова, ВНИПИМ (г. Тула), а также в/ч 35533, НИТИ (г. Саратов) и ряд других отраслевых лабораторий и КБ [24, 25, 26, 27]. В Институте механики металлополимерных систем АН БССР успешно проводились работы по исследованию возможности вторичного использования свободных пленок поли-n-ксилилена для нанесения покрытий. В рамках указанной программы разрабатывался высокоэффективный процесс получения поли-n-ксилиленовых покрытий при плазменном разложении мономера Д-2 (ди-n-ксилилена), который способен с успехом заменить пиролитическое разложение указанного мономера, а также может быть использован для модификации свойств указанных покрытий [28,29]. С середины 80-х г.г. в НПО “Авангард”, на основе созданных к тому времени макетов лабораторных вакуумных установок началась разработка и создание первых промышленных установок для получения поли-n-ксилиленовых покрытий. К 1991 г. было выпущено несколько опытно-промышленных и лабораторных моделей установок. К началу 80-х г.г. было освоено опытное, а в 90-х г.г. - серийное производство исходных материалов - ди-пара-ксилилена (ТУ6-14-50-91) и дихлор-ди-пара-ксилилена (ТУ6-14-50-94) на опытном производстве ВНИПИМ (г. Тула). Для успешного освоения технологии на предприятиях оборонного комплекса был разработан Военный стандарт отрасли ОСТВ 107.460007.008-2000 “Аппаратура радиоэлектронная. Сборочно-монтажное производство. Покрытия на основе поли-пара-ксилилена, поли-хлор-пара-ксилилена и комбинированные покрытия”. Стандарт устанавливает типовые технологические процессы влагозащиты, электроизоляции и капсулирования элементов радиоэлектронной аппаратуры и других изделий покрытиями на основе указанных покрытий и служит основанием для разработки рабочих технологических карт предприятиями-изготовителями изделий. Технологию нанесения поли-n-ксилиленовых покрытий, как и другие “высокие технологии”, в 90-е годы постигла участь “выживания” и сохранения разработок до лучших времен, которые наступили в конце 90-х годов. В последующие годы практически не проводились научные исследования в этой области, и освоение технологии предприятиями было приостановлено. Не удалось сохранить и производство исходных материалов. В 2001 году фирмой ООО “Базальт” была предпринята попытка восстановления производства, но в связи с малой потребностью в сырье оно было нерентабельно. Сейчас в основном применяются исходные продукты зарубежного производства (США, Япония). Стоимость этих материалов (ДПК-N, ДПК-C) составляет от 1200€ до 2000€ за 1кг в зависимости от партии поставки и материала. При этом стоимость покрытия 1 дм2 поверхности изделия колеблется от 500 до 2000 рублей. Благодаря уникальному сочетанию высоких эксплуатационных свойств и оригинальности технологи поли-n-ксилиленовые покрытия нашли применение в различных областях науки и производства. Они используются как в качестве конструкционных материалов, так и защитного покрытия для изделий, работающих в условиях повышенной влажности, температуры, биологических, химических и других факторов. Наибольшее применение технология получила в электронике и электротехнике, и, прежде всего, в изделиях радиоэлектронной аппаратуры и является уникальным способом обеспечения надежности электронных устройств различного назначения в жестких условиях эксплуатации [30, 31, 32, 33]. Электронный модуль с точки зрения покрытия является сложнопрофильным изделием, состоящим из многослойного диэлектрического основания с металлическими проводниками, узкими отверстиями и элементами электронной техники, изготовленными из различных материалов (металлы, керамика, стекло, пластмассы и т.д.). Для защиты электронных устройств традиционно использовались лаки на основе эпоксидных, уретановых, силиконовых связующих. Однако, в связи с появлением высокоинтегрированной элементной базы в этих устройствах, а также новых требований по экологии и безопасности процессов, применение лаков резко ограничилось, вплоть до полного отказа. В отличие от лаковых покрытий, когда для обеспечения требуемых защитных свойств покрытие осуществляется методом многократного нанесения материала толщиной 50-80 мкм, при использовании ППКП эквивалентное по защитным свойствам покрытие толщиной 10-15 мкм наносится за одну операцию. Важной особенностью ППКП является отсутствие внутренних напряжений, т.к. осаждение происходит из газовой фазы (минуя жидкую) при нормальной или пониженной (до 0°С) температуре, и для формирования покрытия не требуется температурного отверждения. Высокая равномерность покрытия по толщине, в т.ч. на острых кромках и в узких (<1 мкм) зазорах, делают покрытие незаменимым для сложнопрофильных поверхностей (рис.3) [34]. Защитное ППКП обеспечивает надежное функционирование таких изделий в условиях воздействия повышенной влажности, смены температур в широком диапазоне (от -80 до 100°С), биологических, химических и других факторов. Рис.3  Благодаря чистоте полимера (отсутствие примесей, катализаторов и т.п.) и щадящим условиям нанесения покрытия (вакуум, низкие температуры, химическая инертность) поли-n-ксилилен широко используется при изготовлении большого класса микроэлектронных элементов и устройств как в качестве конструкционного материала, так и защитных и пассивирующих слоев полупроводниковых структур. В качестве конструкционного материала применяется при изготовлении пленочных конденсаторов. При этом реализуются преимущества метода осаждения пленки из газовой фазы – полимерные покрытия имеют малую толщину, однородны по толщине, свободны от микропустот и обладают высокими диэлектрическими характеристиками. Конденсаторы с поли-n-ксилиленовым диэлектрическим слоем характеризуются высокой удельной емкостью, высокой электрической прочностью, большим сопротивлением изоляции, малым температурным коэффициентом емкости и не изменяют своих характеристик в широком диапазоне частот и температур. В качестве защитного покрытия используется как дополнительная защита от влаги и механических повреждений изделий микроэлектронной техники и резистивно-пленочных элементов, герметизированных в металлические или металлокерамические корпуса. В этом случае обеспечивается защита непосредственно каждого элемента конструкции, в т.ч. интегральных схем, полупроводниковых приборов и т.д. Аналогичное использование для микроэлектронных устройств в бескорпусном исполнении, изготовленных на различных основаниях (поликор, ситалл, керамика, полиимиды и др.). При изготовлении полупроводниковых кристаллов, а также при создании многоуровневых многокристальных модулей поли-n-ксилилен может применяться в качестве межслойного диэлектрика вместо SiO2 и полиимидных пленок, которые имеют высокие температуры формирования или чувствительны к воздействию влаги. Покрытие позволяет формировать межсоединения глубиной в несколько мкм [35]. Поли-n-ксилиленовые покрытия рекомендуются и для защиты от коррозии магнитных пленок. При сборке ряда микроэлектронных устройств, например, импульсных трансформаторов, сердечников элементов магнитной памяти для ЭВМ, ферритовых и пермаллоевых катушек, осуществляется операция намотки тонкой магнитной проволоки на поверхности сердечников и катушек. Абразивная поверхность ферритовых металлов может повреждать изоляцию проволоки при ее намотке, что приводит к возникновению замыканий между обмоткой и сердечником. Поли-n-ксилиленовые покрытия толщиной 12 мкм, нанесенные на ферритовые поверхности, создают надежную механическую и электроизоляционную защиту благодаря своей гладкой и неабразивной поверхности, что сводит к минимуму вероятность возникновения электрических замыканий в устройстве [3]. Поли-n-ксилиленовые покрытия позволяют также быстрее и с большей безопасностью осуществлять операцию намотки проволоки и нанизывания сердечников. Большой практический интерес представляет применение ППКП для капсулирования сильных восстановителей (например, алюмогидрида лития, гидридов лития, бора и других элементов) и окислителей (например, перхлората лития или аммония), а также щелочных металлов и их гидроокисей, капель воды, водных растворов и органических жидкостей в твердом состоянии. Нанесение поли-n-ксилиленовых покрытий на реакционноспособные добавки, в частности, катализаторы, отвердители или сшивающие агенты, позволяет контролировать и оптимизировать процесс их диспергирования в реакционной массе, обеспечивает их устойчивость при хранении и устраняет сложности, связанные с их транспортировкой и неприятным запахом. Покрытия наносят на частицы вещества, имеющие любую форму (шариков, гранул и т.д.). В процессе нанесения вещество находится в камере осаждения в постоянном хаотическом движении, что позволяет получать сплошное поли-n-ксилиленовое покрытие на всей поверхности частиц [3]. Благодаря биологической совместимости с живыми организмами поли-n-ксилиленовые покрытия применяются для защиты различных биомедицинских устройств, внедряемых в живые организмы, например, подкожных игл, сенсорных датчиков, био-, кардиостимуляторов, искусственных органов, имплантантов, протезов, шлангов, трубок из силикона, катетеров, эндоскопических хирургических устройств; используется в фармакологии при изготовлении готовых лекарственных форм пролонгирующего действия в качестве тонкой капсулирующей мембраны (оболочки)[20]. Особое место занимает применение поли-n-ксилиленовых покрытий для реставрации и консервации бумажных документов, других материалов и этнографических экспонатов в архивах, библиотеках, музеях. Следует отметить, что последние области применения в основном реализованы за рубежом. Основное же применение в отечественной технологии относится к области электротехники и электроники. С появлением новых технологий в сборке электронных устройств, в т.ч. поверхностного монтажа, достижений в микроэлектронике, для изделий, эксплуатация которых происходит в особо жестких условиях воздействия климатических факторов, значение этой технологии резко возрастает. В настоящее время на многих отечественных предприятиях, прежде всего авиационно-космического, радио-, морского приборостроения и атомной энергетики, а также в научных центрах, эта технология применяется не только в опытном, но и в серийном производстве (ОАО “Концерн “Гранит-Электрон ”, Государственный Рязанский приборный завод, ОАО “Раменский приборостроительный завод”, ФГУП “НПО прикладной механики им. ак. М.Ф.Решетнева”, ФЯЦ (г. Саров), ВНИИ Автоматики, ОАО “МСтатор” (г. Боровичи), в/ч 35580, ФГУП ННИПИ “Кварц” и др.), многие предприятия пользуются услугами по нанесению покрытия [32, 36]. К сожалению, для предприятий, производящих гражданскую продукцию, эта технология является достаточно дорогостоящей из-за высокой стоимости исходных материалов и оборудования. Однако, несомненные преимущества покрытия и оригинальный способ его нанесения при высокой конкуренции производимых изделий, являются одним из факторов, способствующих расширению областей применения разработанной технологии. | ||||||||||||||||||||||||||||
Похожие:
 | Деревня голыгино Тема моей работы: «Екатерина II и её время в трудах отечественных историков XVIII – XIX вв.». Екатерина II алексеевна (21. 04. 1729... | | "Они были первыми. Валентина Терешкова 50 лет со дня полёта первой женщины в космос" В этом реферате: Почему в космос полетела именно Валентина Терешкова? |
 | 186 420 сегежа карелия проезд монтажников дом 5а кв. 127 8-814-31-5-01-15... Сегежа карелия проезд монтажников дом 5а кв. 127 8-814-31-5-01-15 natvenmark@rambler. Ru 8-921-4555877 | | 3 декабря 2012 года я посетила открытый урок в 1 «Б» классе (классный... «Б» классе (классный руководитель Петроченкова Екатерина Алексеевна), где учится моя внучка. Я полагала, что за 35 минут урока будет... |
| Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Дню Знаний. В новом учебном году в школе 4 первых класса – это задорные девчонки и мальчишки. А помогать им постигать основы знаний... | | Валентина Терешкова: Главное себя преодолеть и поверить в свои силы Нет, их влекли настоящие звезды. Планеты, туманности и галактики казались не такими уж недосягаемыми, и школьники писали в своих... |
| Валентина Терешкова: Главное себя преодолеть и поверить в свои силы Нет, их влекли настоящие звезды. Планеты, туманности и галактики казались не такими уж недосягаемыми, и школьники писали в своих... | | Тема «Екатерина Великая» Мы продолжаем говорить об известных личностях в истории нашей страны. Это личности правителей, ученых, военных. Сегодня мы подходим... |
| Екатерина II великая Великая (Екатерина Алексеевна; при рождении София Августа Фредерика фон Анхальт-Цербст-Дорнбург) родилась 21 апреля (2 мая) 1729... | | E-mail: school 71@rambler ru О профилактике инфекционных заболеваний, в том числе энтеровирусной инфекцией в начальных классах маоу сош №71 |
| Ширшова Ирина Анатольевна. Подготовка к написанию части с (егэ по... «С» единого экзамена, научиться формулировать проблему, поставленную в тексте, определять позицию автора прочитанного текста, выражать... | | Ширшова Диана Дмитриевна Русский язык, 8 класс Термин, который по своему значению выбивается из общего ряда – окончание. Поскольку окончание – это часть слова, а метафора, сравнение... |
| Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... «Голоса России», опубликованные информационными интернет-агрегаторами «Rambler ru», «Mail ru». 9 | | Ассистент каф. Ммт, Елишева Валентина Яковлевна Ассистент каф. Ммт, Елишева Валентина Яковлевна (степень, звание, фамилия, имя, отчество составителей) |
| Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Ивановская обл., Южский р-н, с. Мугреевский, ул. Школьная, д. 7а, e-mail schoolmugreevo1@rambler ru тел. (49347) 2-47-59 | | Реферат Поисковые системы интернета на примере системы «Rambler» Расширенный поиск: как искать в Рамблере более эффективно, пользуясь страницей Расширенного поиска |
