ПОЛИМЕРЫ

ПОЛИМЕРНЫЕ КЛЕИ И АДГЕЗИВЫ

Клеи—вещества, обладающие высокой адгезионной способно­стью, пригодные для соединения между собой материалов разных классов. При склеивании, в отличие от сварки и пайки, не тре­буется нагревать изделие до высоких температур, а высокая нагревостойкость обеспечивает возможность повторных нагревов. Соединение может обладать эластичностью, что снижает уровень механических напряжений после отверждения и обеспечивает прочность в условиях термоударов, динамических нагрузок, при большой разнице ТКЛР.

Разрушение клеевого соединения, как правило, означает вне­запный отказ РЭА, поэтому к клеям предъявляются высокие требования. Чтобы обеспечить стабильность технологических ха­рактеристик клея, а благодаря этому и качество соединения по­лимерная его основа должна иметь узкое молекулярно-массовое распределение, т. е. к полимеру предъявляются повышенные тре­бования. В специальных случаях от них требуется еще и такие качества, как биостойкость, негорючесть, электро- и теплопровод­ность. Универсальных клеев не существует; труднее поддаются склеиванию металлы, легче—неметаллы, за исключением непо­лярных термопластов, не подвергнутых специальной обработке. Поэтому клей, предназначенный для металлов, пригоден и для неметаллов, но гораздо реже бывает обратное. Так, эпоксидные клеи применимы для всех материалов, а не модифицированные фенолформальдегидные, кремнийорганические, поливинилацетатные (ПВА)—хорошо склеивают только неметаллы.

В клеи на основе термореактивных смол часто вводятся на­полнители и добавки, которые могут придать им следующие свой­ства: биостойкость (соединения мышьяка и ртути); негорючесть (оксид сурьмы); тиксотропность (аэросил, слюдяная мука); электропроводноcть (порошки серебра или никеля); теплопроводность (нитрид бора); способность вспениваться (фреоны, карбонаты), Следует учитывать, что при введении в состав клея наполните­лей его адгезионная способность снижается.

Химическая промышленность поставляет большое количество клеев, причем их исходное состояние может быть различным:

· жидкость, содержащая летучий растворитель, или без него;

· твердое тело в форме легкоплавких порошков, таблеток, гра­нул;

· расплав на основе термопластов;

· пленка, нанесенная на подложку (склеивающие прокладки многослойных ПП) или в свободном состоянии, без подложки;

· липкая лента с постоянной липкостью или активируемая ра­створителями, водой, повышением температуры. (Липкостью на­зывают способность клея в момент контакта с твердой поверх­ностью немедленно образовывать соединение. Это свойство важ­но, например, для приклеивания декоративно-отделочных мате­риалов, при монтаже кристаллов ИС и т. д.) Липкие ленты на лавсановой основе применяют для герметизации конденсаторов.

Особое значение в технологии РЭА имеют тепло - и электро­проводящие клеи. Они широко используются для крепления по­лупроводниковых кристаллов ИС к металлизированным корпусам с обеспечением теплового и электрического контакта, а также выводов и контактным площадкам. Электропроводящее покрытие используется для экранирования РЭА от электромагнитных по­лей. Высокая технологичность этого способа коммутации объяс­няется исключением из процесса операции пайки, неизбежно вы­зывающей термоудар, а также возможностью нагрева изделия при последующей обработке вплоть до 673 К без разрушения клеевого соединения. Проблема выбора наполнителя является главной при разработке электропроводящих клеев (контактолов). Вследствие невакуумной природы полимеров в качестве напол­нителей можно использовать лишь благородные металлы и ни­кель. Тонкодисперсная медь очень быстро окисляется в составе полимерной композиции и годится только в посеребренном виде. Для экономии дефицитного серебра (а наполнитель в составе электропроводящего клея составляет 60 ... 80% по массе) можно использовать также посеребренный графит. Современные элек­тропроводящие клеи, например АС-40В, обладают удельным со­противлением менее 0,01 Ом-см, коэффициентом теплопроводно­сти—4 Вт/(м*К), выдерживают 10 термоциклов с перепадом от 210 до 720 К, нагревостойки до 720 К. Клеевая неотвержденная композиция жизнеспособна в течение 12 ... 24ч. Клеи на основе карбонильного никелевого порошка менее электро - и теплопро­водны и ограничены рабочей температурой 493 К (120°С).

Поскольку ассортимент клеев очень велик, выбор оптималь­ного из них для данного назначния представляет собой довольно сложную задачу. Клеи, предназначенные для металлов, не должны содержать анионов С1-, I-, F-, SO42-", S2-, которые способны вы­звать их коррозию. Эластичные материалы можно клеить только эластичными клеями на основе кремнийорганических полимеров. Пластмассы лучше клеить материалами, близкими по химической природе. Наконец, разнородные материалы можно склеить более надежно, если использовать не один вид клея, а два, более соот­ветствующие двум склеиваемым материалам по природе. Если соединяемые поверхности плохо подогнаны, целесообразно приме­нить вспенивающиеся клеи. Надо помнить, что оптимальная тол­щина слоя клея, обеспечивающая наиболее прочное соединение, —0,1 ... 0,2 мм. Недостатки клеевых соединений: невысокая ме­ханическая прочность, особенно сопротивление отдиранию, высо­кое тепловое сопротивление, непригодность для СВЧ РЭА (за исключением клеев-расплавов).