СПОСОБ ГЕРМЕТИЗАЦИИ ИЗДЕЛИЙ Российский патент 1996 года по МПК H05K5/06 H01L23/29 C03C8/24 

Изобретение относится к области химической технологии и может быть использовано для герметизации изделий радиоэлектронной аппаратуры, работающих преимущественно в жестких условиях эксплуатации.

Известен способ герметизации изделий радиоэлектронной аппаратуры (магнитопроводы, трансформаторы, сборочные единицы и др.) путем заливки в форму наполненным компаундом, включающим полимеризационноспособную основу (эпоксидные смолы, кремнийорганические смолы, эпоксидные смолы, модифицированные полиэфиракрилатами, и др. ), а также наполнители и некоторые другие вспомогательные компоненты (пластификаторы, отвердители, инициаторы полимеризации, ингибиторы) /1/. Компаунды готовят предварительным смешиванием всех компонентов. Для получения устойчивых, не расслаивающихся при хранении и использовании компаундов применяют вязкие полимеризационноспособные основы, а наполнители переводят в мелкодисперсное состояние. Отверждение компаунда проводят чаще всего при термообработке.

К недостаткам способа-прототипа следует отнести сложность процессов приготовления компаунда и заливки изделия. Следствием высокой вязкости компаунда является необходимость его неоднократного вакуумирования в глубоком вакууме (0,6-1,3 кПа) при приготовлении и после заливки в форму. Тонкоизмельченные наполнители, используемые в компаундах (кварц, тальк и др.), как правило, дороги.

Целью изобретения является упрощение технологического процесса герметизации изделий.

Настоящая цель достигается тем, что в качестве полимеризационной основы компаунда используют олигоэфиракрилаты или их смеси, кинематическая вязкость компаунда без наполнителя при температуре 20^oC не превышает 150 х 10^-6 м²/с, процесс приготовления компаунда разделяют на две стадии, причем на первой стадии готовят смесь всех компонентов, за исключением наполнителя, а наполнитель вводят после заливки смеси жидких компонентов непосредственно в форму. В качестве наполнителя в изобретении используют песок, взятый в соотношении к жидкой от 2:1 до 3:1 (мас.ч.), а отверждение компаунда проводят при термообработке.

Положительный эффект от использования предлагаемого технического решения обусловлен совокупностью всех его существенных признаков и выражается в упрощении технологии герметизации, а именно в исключении операции вакуумирования или (преимущественно для крупногабаритных изделий) использования однократного вакуумирования в форме при увеличении уровня остаточного давления на несколько порядков (до 30-300 кПа).

В качестве полимеризационноспособной основы компаундов используют маловязкие олигоэфиракрилаты, например диметакрилат триэтиленгликоля, диметакрилат бис-(этиленгликольфталата) и др. Для отверждения компаундов в их состав вводят инициаторы полимеризации, например перекисные или азосоединени. В состав компаунда могут входить пластификаторы, ингибиторы полимеризации и другие вспомогательные компоненты. Использование в качестве наполнителя песка также упрощает и удешевляет технологию герметизации.

Конкретное соотношение между наполнителем и жидкой фазой в компаунде от 2: 1 до 3:1 (мас.ч.) выбирается из условия отсутствия в компаунде свободной от наполнителя жидкости и определяется гранулометрическим составом песка. При соотношении менее 2:1 из компаунда выделяется свободная жидкость, при соотношении более 3: 1 наблюдается неполное смачивание наполнителя жидкой фазой.

Предельное значение кинематической вязкости компаунда без наполнителя (150 х 10^-6 м²/с) выбрано из условия обеспечения возможности удаления пузырьков воздуха из компаунда при введении в него наполнителя (песка).

Сопоставительный анализ предлагаемого технического решения с прототипом и другими техническими решениями в данной области позволяет сделать вывод о соответствии критериям "новизна" и "изобретательский уровень".

Пример 1. Готовят композицию состава (мас.ч.):
Диметакрилат триэтиленгликоля 100
Диоктилфталат 15
Перекись бензоила 0,5
Гидрохинон 0,05
Композицию перемешивают в течение 0,5 ч. Кинематическая вязкость композиции при 20^oC составляет 20 х 10^-6 м²/c. Изделие помещают в форму и заливают композицией. Затем в форму засыпают песок в количестве 230 мас.ч. Через 0,5-1 ч форму помещают в сушильную печь и термообрабатывают при температуре 110^oC в течение 4 ч. Форму с изделия снимают.

Пример 2. Готовят композицию состава (мас.ч.):
Диметакрилат бис-триэтиленгликольфталата 100
Гидроперекись кумола 1
Композицию перемешивают в течение 0,5-1 ч. Изделие помещают в форму и заливают композицией. Затем в форму засыпают песок в количестве 300 мас.ч. Засыпку проводят слоями с промежуточной выдержкой в течение 5-10 мин. Изделие вакуумируют в форме при остаточном давлении 100 кПа в течение 0,5 ч. Затем изделие помещают в сушильную печь и термообрабатывают при температуре 130^oC в течение 5 ч.

Пример 3. Готовят композицию состава (мас.ч.):
Диметакрилат моноэтиленгликоля 5
Диметакрилат диэтиленгликоля 15
Диметакрилат триэтиленгликоля 50
Диметакрилат тетраэтиленгликоля 25
Диметакрилат пентаэтиленгликоля 5
Дибутилфталат 10
2,2¹-азо-бис-изобутиронитрил 0,5
Бензохинон 0,1
Композицию перемешивают в течение 0,5 ч. Кинематическая вязкость композиции при 20^oC составляет 30 х 10^-6 м²/c. Изделие помещают в форму и заливают композицией. Затем в форму засыпают песок в количестве 260 мас.ч. После выдержки в течение 0,5-1 ч изделие помещают в сушильную печь и термообрабатывают при температуре 100^oC в течение 3-4 ч.

Пример 4. Готовят композицию состава (мас.ч.):
Диметакрилат бис-диэтиленгликольфталата 100
Диоктилсебацинат 10
Перекись бензоила 1,0
Гидрохинон 0,1
Композицию перемешивают в течение 0,5 ч. Изделие помещают в форму и заливают композицией. Кинематическая вязкость композиции при 20^oC составляет 70 х 10^-6 м²/с. Изделие помещают в форму и заливают композицией. Затем в форму засыпают песок в количестве 280 мас.ч. Через 0,5 ч изделие помещают в сушильную печь и термообрабатывают при температуре 100^oC в течение 4-5 ч.

Технико-экономическая эффективность изобретения заключается в упрощении технологического процесса герметизации изделий в результате полного или частичного устранения и (или) упрощения операций вакуумирования компаунда, а также использования в качестве наполнителя песка. При этом электрофизические свойства компаунда находятся на уровне аналогичных свойств известных компаундов, используемых для герметизации по способу-прототипу.

В таблице приведены сравнительные свойства отвержденных компаундов, полученных при герметизации по предлагаемому способу (пример 1) по сравнению с известным компаундом ЭЗК-4, полученным по способу-прототипу.

Использование: в радиоэлектронной и химической промышленности, преимущественно для герметизации изделий радиоэлектронной аппаратуры, работающей в жестких условиях эксплуатации. Сущность изобретения: в способе герметизации изделия наполненным компаундом в качестве его полимеризационноспособной основы используют олигоэфиракрилаты и их смеси, а в качестве наполнителя - песок, при этом приготовление наполненного компаунда и заливку изделия в форму осуществляют в две стадии: сначала смешивают жидкие компоненты между собой с получением композиции, предельное значение кинематической вязкости которой при 20^oC составляет не более 150 х 10^-6 м²/с, и заливают композицию из жидких компонентов в форму изделия, а затем засыпают непосредственно в форму с изделием песок в соотношении к композиции из жидких компонентов (2/1-3/1) в мас.ч. 1 табл.

Способ герметизации изделий, при котором приготавливают наполненный компаунд на вязкой полимеризационноспособной основе из смеси жидких компонентов и наполнителя, заливают изделие в форме наполненным компаундом в жидкой фазе и термообрабатывают залитое в форме изделие, отличающийся тем, что в качестве вязкой полимеризационноспособной основы наполненного компаунда используют олигоэфиракрилаты или их смеси, а в качестве наполнителя используют песок, при этом приготовление наполненного компаунда и заливку изделия в форме осуществляют в две стадии: сначала смешивают жидкие компоненты между собой с получением композиции, предельное значение кинематической вязкости которой при 20^oС составляет не более 150 • 10^- 6 м²/с, и заливают композицию из жидких компонентов в форму с изделием, а затем засыпают непосредственно в форму с изделием песок в соотношении к композиции из жидких компонентов 2/1 3/1 мас.ч.