16 Герметизация изделий электроники. Классификация и характеристика методов. Технология поверхностной герметизации. Применяемые материалы.

Герметизация — это совокупность работ по обеспечению работоспособности ИЭ в процессе ее производства, хранения и последующей эксплуатации.

Классификация методов герметизации

Поверхностная Объемная

 Пассивация Заливка компаундами

 Оксидирование Вакуумно-плотными корпусами

Стеклянными покрытиями

  Литьевым

прессованием

 Пропитка

Гидрофобизация

Обволакивание 

Лакокрасочными покрытиями

Характеристики поверхностной герметизации

• Пассивация и оксидирование — процессы подавления химически активных центров, снижающие восприимчивость поверхностей к воздействию внешней среды, которые используются в производстве полупроводниковых приборов и ИМС. Пассивация заключается в проведении силанирования, этилирования, сульфидирования, что приводит к образованию тонких защитных пленок (до 1 мкм). Оксидирование осуществляют при температуре 850—1200 С в атмосфере сухого кислорода или в парах воды при высоком давлении и температуре 500—900 С. Толщина пленки диоксида кремния (SiO₂) составляет 0,1—1,5 мкм, она является средством технологической защиты поверхности и в сочетании с последующей герметизацией способствует повышению эксплуатационной надежности приборов.

• Герметизация стеклянными покрытиями, наносимыми термическим испарением в вакууме халькогенидных, боросиликатных, фосфосиликатных и других стекол, позволяет дополнительно защитить слоем стекла толщиной 0,3—10 мкм пленочные конденсаторы, резисторы и ИМС.

Методы покровной герметизации

• Основными способами покровной герметизации являются пропитка, обволакивание, гидрофобизация.

• Пропитка заключается в заполнении пор, трещин, пустот в изоляционных материалах, а также промежутков между конструктивными элементами электроизоляционными негигроскопичными материалами. Пропитке подвергаются изделия, изготовленные из волокнистых электроизоляционных материалов, являющихся пористыми и гигроскопичными. К ним относятся намоточные изделия, каркасы катушек и др. Одновременно с влагозащитой при пропитке повышается механическая прочность, нагревостойкость, теплопроводность и химическая стойкость.

• Пропитка нецелесообразна для таких изделий, как импульсные трансформаторы с малой длительностью импульсов или высокочастотные низковольтные катушки, так как при этом увеличиваются паразитные емкости изделий.

• Обволакивание - это процесс создания покровной оболочки на поверхности изделий, предназначенных для кратковременной работы в условиях влажной среды (не более 100 ч). Появление микроскопических каналов и зазоров вследствие разницы в температурных коэффициентах расширения и усадки обволакивающего материала и изделия неизбежно приводит к проникновению влаги внутрь изделия и потере герметичности.

Технология пропитки

• Технологический процесс пропитки изделий состоит из следующих операций:

• предварительной сушки — удаление влаги из воздушных прослоек, каналов и пор изделий;

• пропитки — заполнение пропиточным материалом мест, ранее заполненных влагой и воздухом;

• сушки пропитанных изделий — удаление растворителей из пропитывающего состава и его отверждение;

• лакировки — предохранения поверхности изделий от проникновения влаги, кислот, щелочей, масла, а также от скопления на изделиях пыли и грязи;

• сушки после лакировки — удаление растворителя и отверждение лакирующего или обволакивающего состава;

• контроля качества пропитки.

Материалы для покровной герметизации

• Для пропитки применяют жидкие нефтяные, синтетические и растительные масла, масляные лаки, воски, битумы.

• Лаки — это коллоидные растворы смол, битумов, высыхающих масел и других пленкообразующих веществ в летучих растворителях. При сушке растворитель улетучивается, а основа отвердевает, образуя лаковую пленку.

• Воски — смесь твердых насыщенных углеводородов, получаемых из нефти и имеющих высокие диэлектрические свойства (tg = (3—7)10^–4, R_V  10¹⁴ Оммм) в диапазоне частот до 10 МГц. К воскам относятся парафин, церезин, озокерит, имеющие температуру плавления 50—80 С и используемые для пропитки трансформаторов, катушек, бумажных и слюдяных конденсаторов, сердечников фильтров. Недостатки — малая адгезия, невысокие механические свойства.

• Вязкость лаков измеряется вискозиметром В3-4 и составляет 10 – 15 с.

Время высыхания при температуре 65С от 3 до 9 часов