автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.01, диссертация на тему:Некоторые особенности взаимодействия полимер-наполнитель и электрофизические характеристики композиционных паст

&Шлужебн.ого пользования Ркз..1; /¿{

ВСЕСОЮЗНЫЙ ОРДЕНА ЛЕНИНА И ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ ИНСТИТУТ АВИАЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ

На правах рукописи УДК 621.316.8.0022:678

г <

СОЛОВЬЁВА Надезда Марковна

НЕКОТОРЫЕ ОСОБЕННОСТИ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ПОЛИМЕР-НАПОЛНИТЕЛЬ И ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ КОМПОЗИЦИОННЫХ ПАСТ

(05.02.01 - Материаловедение в машиностроении)

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

Москва 1991 г.

Работа выполнена в лаборатории неметаллических материалов для приборостроения и микроэлектроники Всесоюзного орденов Ленина и Октябрьской революции научно-исследовательского институ та авиационных материалов.

НАУЧНЫЙ РУКОВОДИТЕЛЬ - кандидат химических наук

Х.А.КИРАКОСЯН

ОйИЦИАЛШЫс, ОШЮНьЬТы: - доктор технических наук,

профессор

Б.А.ШМЬВ

- кандидат химических наук старший научный сотрудник О.В.НОА

Ведуцее предприятие - Украинский научно-исследовательск

институт пластических масс

Зацита состоится " "_______ 199 гоп,а в

на заседании Специализированного Совета Д048.02.01 при НПО Всесоюзный институт авиационных материалов (ВИАМ)

УЧЁНШ СьКР^ТАРЬ СИиДИАЛИЗИРОВАЬЬиШ СОВЕТА кандидат химических наук CTAPOCTiüKU Н

3.

Актуальность проблемы. Полимерные пасты, представляющие собой высоконаполненные олигомерные системы, пгароко используются при изготовлении радиоэлектронных и приборных систем, являющихся неотъемлемой частью современных машиностроительных изделий и бытовой техники. Совместное применение проводящих, резистив-ных и диэлектрических паст в десятки раз повышает интенсивность производства изделий микроэлектроники и приборостроения, снижает их вес, габариты, себестоимость, увеличивает функциональные возможности.

Однако, большинство существующих паст имеют недостаточно высокие и стабильные электрофизические параметры, отверждаются длительное Еремя при высоких температурах, содержат вредные растворители и большое количество дефицитных драгметаллов, что ограничивает область их применения.

Решение указанных проблем во многом определяется зависимостью электрофизических свойств наполненных композиций от особенностей структурообразования на границе полимер-наполнитель. Тем не менее, несмотря на большое количество работ, посвященных исследованию закономерностей структурообразования на границе с твердили поверхностями, зависимость электрофизических свойств от явлений, происходящих на границе полимер-наполнитель, практически не изучена.

Цель работы:

- исследование зависимости электрофизических свойств композиционных паст от особенностей взаимодействия полимера с наполнителем;

- создание комплекта полимерных паст с улучшенными эксплуатационными характеристиками.

Научная новизна. Установлено, что в высоконаполненных позициях в процессе отверждения вследствие специфики взайме действия полимера с наполнителем полимерное связующее перех в ориентированное состояние, при этом способность материала водить электричество определяется величиной фактора ориентЕ ной упорядоченности.

Выявлено, что величина порогового наполнения соответст тому минимальному количеству наполнителя, которое переводит ориентированное состояние весь объём полимерного связующего

Установлено, что наилучшими стабилизаторами электрофиа ческих свойств композиций от воздействия повышеннойвлажност и температуры являются металлокомплексные соединения азотос держащего угля.

Обнаружено синергическое воздействие системы лапрол -лапроксид на скорость отверждения циклоалифатических эпокс! ных смол низкомолекулярными полиамидами при незначительном уменьшении жизнеспособности исходных композиций.

Практическая значимость. На основе крезольно-формалы гидных систем создан комплект проводящих, резистивных и диг рических паст марок ВПП-Р, -1Р, -2Р, -ЗР, -4Р, -2М, обладай высокими эксплуатационными характеристиками в условиях повь ной влажности и высоких температур.

Разработана серия диэлектрических паст марок ВПП-1, -I -1Т, -1М на основе циклоалифатических эпоксидных смол, обла щих низкой температурой отверждения (60-80)°с при жизнеспособности не менее 16 ч. Пасты предназначены для создания щ водящих и резистивных элементов на печатных платах, а также

для монтажных операций при сборке печатных плат с планарными схемами и защиты плат от влаги.

Разработанные пасты внедрены на 4-х предприятиях электронной и авиационной промышленности с экономическим эффектом более 400 тыс.рублей в год.

Апробация работы. Материалы диссертации и её отдельные разделы докладывались и обсуждались на УШ Международном микросимпозиуме по полимерным композициям (Киев, 1989 г), в ИФТ АН СССР, ИХФ АН СССР, ИФХ АН СССР, ИБС АН СССР, УкрНИИПМ, на предприятиях авиационной промышленности (1989-91 г.г.).

Публикации. По результатам работы опубликовано 3 статьи, I тезис доклада, получено 6 авторских свидетельств и 2 положительных решения на изобретения.

Объём работы. Материалы диссертации изложены на 99 стр., содержат 33 рисунка, 6 таблиц. Работа состоит из введения, литературного обзора, экспериментальной части, 2-х глав, содержащих результаты эксперимента и их обсуждение, выводов, списка литературы, включающего 120 наименований.

§ I. ОБЬЁКТЫ И МЕТОДУ ИССЛЕДОВАНИЯ.

Объектами исследования служили наполненные системы на основе эпоксидиановой смолы ЭД-20, эпоксидной циклоалифатической сколы УП-650Д и крезольно-формальдегидного лака K-2I2-0I. В качестве наполнителей использовались порошки меди, никеля, стали, алюминия, а также сажи ацетиленовая и канальная марки К354, графиты C-I, С-3, нитрид бора, аэросил A-I75. В качестве отвердите-лей применялись полиэтиленполиамин (ПЭПА) и низкомолекулярный

полиамид Л-20. Модификаторами служили: олигоэфир - лапрол марки ЮОЗС, эпоксиолигоэфир - лапроксид марок Л-503М, 4503. Стабилизатором - металлокомплексные соединения азотосодернашего угля (МКСАЗУ). ,

' Исследование ориентированного состояния полимера и оценкг фактора ориентации на границе с частицами наполнителя проводилось методом двулучепреломления (ДЛЛ) на установке, опгическа] схема которой приведена на рис. I.

Рис. I. Оптическая схема установки для исследования двойного лучепреломления в граничных слоях полимеров: $ - луч света; I- - линза, Р - поляризатор; 0 - образец; К - компенсатор; А - анализатор; Т - микроскоп.

Модельные образцы преимущественно готовились на основе смолы ЗД-20 и отвердителя ПЭПА с наполнителями: сажа, графит, медь, никель, алшиний, сталь. Отверждение модельных образцов проводили при 150°С в течение 5 ч. с последующим медленным охлаждением. На рис. 2 приведена микрофотография исследованного в поляризованном свете слоя полимера на границе с частицей НИ' келя. Крестообразное ДЛЛ света свидетельствует о наличии орие: тированного слоя полимера. На рис. 3 приведена модель слоя по, мера, ориентированного относительно частицы наполнителя.

Б I Р ОКА Т

Рис. 2. Ориентированный слой полимера на основе ЭД-20 (100 мас.ч.) + ПЗПА (13 мас.ч.) вокруг частиц никеля в поляризованном свете.

тельно сферической поверхности частицы наполнителя.

Величина фактора ориентации б определялась по формуле:

В

5=-

, где

- количество анизотропных элементов в единице объёма полимера;

!Ь - средний показатель преломления образца;

хХ - длина волны падающего на образец света, 5,46X10"^ см;

¿Г^С разность главных поляризуемостей анизотропного элемента;

- угол между плоскостью поляризации света и направлением 2

Ь - расстояние от центра сферы до исследуемого луча;

Ъо - расстояние от центра сферы до места, где величина разности фаз обращается в нуль;

£ - разность (фаз^-^иг^А^ % £ = о,24;

¿(/~ угол между азимутами компенсатора е отсутствии образца и при гашении ЛЛП;

г.

величина, определяемая по формуле:ь-у/тг^гу'^¿^"Х

Конверсию эпоксидных групп определяли методом внутреннего стандарта с помощью ИК-спектромегра "2/? -435" фирмы "Шимадзу". Проводимость наполненных систем определяли омметром 1Ц-034 на отверждеиных пленках толщиной 20 мкм, нанесенных на стеклотекстолит сеткотрафаретной печатью, а также на образцах в ввде брусков (5x5x10) мы. Диэлектрическую проницаемость ¿' и тангенс угла диэлектрических потерь композиций определяли с помощью измерителя ёмкости Е8-4 иа частоте I кГц и измерителя Ш 560 фирмы "на частотах 125 кГц и I мГц в интервале температур (20-150)°С в режиме регулирования ступенчатого нагре ва со скоростью 5°С/мин (точность Роль конденсатора вы-

подняла измерительная ячейка с двумя 'латунными электродами / 30 мм и пленкой исследуемого материала в качестве разделяющего их диэлектрика. Образцы изготавливались по ГОСТ 6433.4-71. Расчёт <5 и г^сГ проводился по стандартным формулам.

Определение энергии активации Е, порядка /Ци теплоты аН реакции композиций проводил:! методом сканирующей калориметрии на приборе ДЭС-Ш фирлы "Сетарам". Массовая навеска образца составляла 30 мг, скорость нагрева 5 град/мин., чувствительность I мВ, скорость диаграммы - 5 мм/мин., атмосфера - воздух. Теплота реакции определялась по методу Озавы, энергия активации - по методу Мейкока, порядок реакции - в точке перегиба кривой ДСК.

Скорость потери массы и термические аффекты при отверждении паст исследовали методом дифференциально-термического и термогравиметрического анализа на венгерском дериватографе 1500 О. Образцы представляли собой салеграфитоггаполпенные композиции на основе лака К-212-01. Навеска составляла 60 мг. Скорость нагрева - 20 град/мин. в интервале температур (20-300)°С.

Определение величины частиц наполнителя и исследование структуры наполненных пленок на основе системы ЭД-20 + ПЭПА + + наполнитель проводили с помощью электронного микроскопа типа УХА840 (ф. "Джеол", Япония).

Реологические характеристики пост исследовали с помощью ротационного вискозиметра "Реомат-30" (ф. "Контравес", Швейцария) с углом конуса рад. в диапазоне скоростей сдвига (0,571-4200)с-1 при температуре (22±1)°С.

$ 2. ВЫБОР ОЛИГОЫЁРНОИ ОСНОВЫ ПАСТ.

Многие эксплуатационные характеристики паст: жизнеспос ность, температура отверждения, стойкость к различным факто] воздействия, токсичность, печатные свойства в основной одре; ются олигомерной основой паст. Одним из наиболее часто ветре щихся требований к пастам является снижение температуры отве дения до (60-80)°С, особенно в тех случаях, когда отверждеш паст производится в присутствии радиоэлементов. К тому же д; обеспечения конвейеризации производства жизнеспособность та! систем должна быть достаточно длительной.

Для выбора основы композиций низкотемпературного отве{ ния была исследована кинетика отверждения различных смол с 1 комолекулярным полиамидом Л-20 (рис. 4). Из рис. 4 видно, ч: система УП-650Д + Л-20 обладает наименьшей скоростью отверж; ния. Жизнеспособность этой композиции превышает 16 ч. Однаш отверждение указанной системы при (60-80)°С требует дли телы го времени - (6-8) ч, что снижает производительность сбороч1 операций. Для снижения времени отверждения в данную колшозш были введены лапрол и лапроксид, что позволило снизить продс жительность отверждения до 3-х ч. при сохранении жизнеспосос ности не менее 16 ч. Учитывая, что жизнеспособность имеющих« композиций низкотемпературного отверждения составляет всего (3-4) ч, данная композиции весьма перспективна для организа1 конвейеризированного производства. Кроме того, композиция УП-650Д + Л-20 с модификаторами лапролом и лапроксидом обла; ет низкой вязкостью, что благоприятствует введению большого личества наполнителя без применения растворителя и практиче<

Рис. 4. Кинетические кривые отверждения эпоксидных смол с от-вердигелем Л-2П;

I - смола УП-610 (100 мас.ч.)+ Л-20 (70 мас.ч.); 2 - смола ЭД-20 (то мас.ч.)+Л-20 (50 мас.ч.): 3- смола Л1-650Д (100 мас.ч.5+Л-20 (70 мас.ч.)

удовлетворяет требованиям, предъявляемым к олигомерным основам паст.

В качестве основы для разработки паст высокотемпературного отверждения (более 150°С) были использованы крезольно-формальдегидные системы, так как они обладают достаточно высокими электрофизическими характеристиками, хорошими печатными свойствами, адгезией к различным материалам, эластичны в отвержденном состоянии.

§ 3. ОРИЕНТЛЦИОШШЕ ЯВЛЕНИЯ И ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТЬ НАПОЛНЕННЫХ ПОЛИМЕРНЫХ СИСТОЛ.

Одним из наиболее выраженных проявлений взаимодействия полимер-наполнитель является возникновение ориентированного слоя на границе раздела полимера с наполнителем. Экспериментальные

исследования полимерных композиций, наполненных наиболее часам применяемыми наполнителями проводящих паст (медь, серебро, никель, сака, графит), показали, что как электропроводность композиций, так и количественные характеристики ориентированного состояния полимерного слоя зависят от молекулярной массы полимера, природы наполнителя, величины и формы его частиц. В таб лице I приведены значения фактора ориентации 5 отверзденной системы ЭД-20 + ПЭПА на границе с частицами стали, алхминия, никеля и меди, удельного сопротивления ^ композиций, наполненных указанными частицами и прочности склеивания подложек из этих же металлов.

Таблица Iх

Материал подлодки и наполнителя Ст.З 350лас.ч. А1 1 12СМас.ч. "/¡л- ) г* 40(Ъ:ас.ч. ЙООМас.

1. Величина фактора ориентации, 5 2. Удельное сопротивление ^ ,0л.м 3. Прочность склеивания на сдвиг <Г , МПа -1,8. Ю" 2 2,5.Ю-2 12 -0,96. Ю"2 3,4. Ю"3 8 -0,95.Ю-2 8.10-4 4 -0,8.1 4.10" 1.5

х Количество наполнителей взято равным по объёму.

Из таблицы I следует, что проводимости композиций, наполнение частицами стали и меди, отличаются почти в 60 раз, тогда как проводимости самих металлов отличаются всего « в 10 раз. Заме но отличаются также прочности склеивания образцов, при этом £ случае использования наполнителей, обладающих большим адгезис ным сродством к олигомерной основе, наблюдаются меньшие провс

имости. Отсюда следует, что прочностные характеристики и про-тцимость композиций существенно зависят от специфики взаимо-зйствия системы полимер-подложка. Это подтверждается и тем, что эк проводимость, так и адгезионная прочность коррелируют с ве-ичиной фактора ориентации (табл.1). В рдду сталь, алкмииий, ни-ель, медь величина фактора ориентации уменьшается, а проводи-ость возрастает. Так как знак фактора ориентации указывает на ип упаковки структурных элементов полимера относительно твер-ой поверхности (минус - плоскостная, плюс - нормальная), то в риведенном ряду в зависимости от природы металла существенно эняется характер упаковки структурных элементов полимера отно-ителыю поверхности частиц наполнителя.

На рис. 5 приведена зависимость величины ориентированного слоя полимера от размера частиц наполнителя. Видно, что при одинаковых размерах частиц наполнителя наибольшим дальнодействием обладают частицы меди, затем никеля и стали. Аналогичная зависимость наблюдается для проводимости

ис.5. Зависимость величины ориенти- композиций: с уменыпе-юеэнного слоя полимера на основе

£-20 (ЮОлас.ч. )+ПЭПА (13мас.ч.)лЪ Нием размера частиц на-т диаметра частиц наполнителя си :

- медь; 2- никель; 3 - сталь. полнителя уменьшается

проводимость композиций. Более того, когда размеры частиц наполнителя менее I мкм, композиция не обладает проводимостью, при этом на границе с такими частицами не обнаруживается и ДЛ]

В твердое агрегатное состояние исходную композицию можно перевести как химическим взаимодействием смолы с отвердителем так и охлаждением. При переводе в твердое состояние системы ЗД-20 + ПЭПА, наполненной частицами никеля, путем её охлаждения до температуры жидкого азота проводимости в системе не во никает, не обнаруживается также ДЛП вокруг частиц никеля. Рдн ко эта композиция обладает хорошей проводимостью, если она пе реведена в твердое агрегатное состояние путем химического отверждения. Это свидетельствует о том, что возникновение ориек тированных прослоек полимера, способствуютшх реализации провс дящего состояния, связано со спецификой структурообразования на границе с частицами наполнителя в процессе отсерздення.

Таким образом, одним из необходимых услоен!; реализации проводящего состояния в высоконаполненнкх композициях является возникновение ориентированных прослоек полимера, соединяющих частицы наполнителя.

Исходя из приведенного утверждения, можно по величине ориентированного слоя полимера оценить величину порогового н полнения Сп композиции. Оно должно соответствовать тому мини мальному количеству наполнителя, которое переводит в ориенти ровапное состояние весь объём полимера. Объём ориентированно го слоя полимера (рис.3) равен:

Тогда количество центров л£< , необходимых для перевода пол! мера в ориентированное состояние, равно:

А/ц ~ г» ИЛИ /Ь = ^ 4узГгз^з} . где (2.2)

- соотеотствошю объём, масса и плотность полимера. Тогда Сп = ЦзЯчЛРпЛи (2.3)

Пользуясь уравнениями (2.1), (2.2) и (2.3), получим

Сп - у . тае (2.4)

6 ЛС11'Ь?)

^ - плотность наполнителя, ^=/-¿7

В приведенных рассуждениях предполагалось равномерное распределение частиц наполнителя в объёме композиции.

Расчётные величины пороговых наполнений по формуле (2.4) для композиций, наполненных частицами меди и никеля, хорошо согласуются с экспериментальными результатами (рис. 6).

Рис. 6. Зависимость проводимости наполненной

системы ЭД-20 (100 мас.ч.) + ПЭПА (13 мас.ч.) от количества наполнителя С:

I- медь; 2 - никель; х - расчётные величины Сп.

Формула (2.4) согласуется также с утверждением, что при отсутствии ориентации полимера проводимость в системе не наблюдается Так, при )-*0 Сп—«*=» , т.е. пороговому наполнению соответ

ствует бесконечная величина.

§ 4. влияние наполнителей на диэлектрические

характеристики пплимерных кгмпозиций.

В диэлектрических пастах в качестве наполнителей наиболее часто применяют нитрид бора, молотую слюду, двуокись титана, кварцевый порошок. Введение наполнителей в композицию позволяет придать ей печатные свойства, механическую прочность, а также р гулировать некоторые специальные параметры: теплопроводность,

износоустойчивость и т.д.

Для придания пасте тик-сотропных свойств с менъпи ми количествами наполните; в её состав часто вводите! аэросил. На рис. 7 приведс на зависимость диэлектрических параметров композиции УП-650Д + Л-20 от кол] чества аэросила. Введение аэросила до 5 мас.ч. не В1 зывает заметного увеличения £ , а при 15 мас.ч. при частотах I кГц и I мГ] (? увеличивается до 5,4

г'

/к/а

5 \ /

\jLj1

4

3 лГ

3 5 ? ' * « С,мас.ч

Рис.7. Зависимость диэлектрической проницаемости V системы Л1-650Д (ЮОмас.ч) +Л-20 (70 мас.ч.) от содержания аэросила С.

юке того, исследования показали, что введение в композиции аэро-1ла более 10 мас.ч. ухудшает влагоустойчивость пает, т.е. для »¿позиций электрофизического назначения оптимальным является )держание до 7 м.ч. аэросила.

На рис. 8 приведена зависимость диэлектрических свойств (мпозицки УП-650Д + Л-20 от количества нитрида бора. Так введе-ю нитрида бора до 130 мас.ч. вызывает незначительное увеличе-1е 5 с 3,5 до 4 при I мГц; с 3,7 до 4,3 при 125 кГц и с 4,4

до 5 при I кГц. При дальнейшем увеличении содержания нитрида бора & падает до 3,1 при I мГц; 3,3 при 125 кГц и 4,2 при I кГц, а при наполнении более 200 мас.ч. & практически не изменяется.

Аналогичная зависимость наблюдается и при использовании других диэлектрических полнителей в составе системы УП-650Д + Л-20.

Таким образом, изменение количества наполнителя незначитель-влияет на диэлектрические свойства системы УП-650Д + Л-20, этому выбор оптимального количества наполнителя определяется чатннми и другими специфическими свойствами итоговой компози-и.

к

/ л

/ду

1 --в^4

у 1 у- МГц, 1 1

/00

гоо

300

С, мас.ч

с. 8. Зависимость диэлектрической проницаемости системы УП-650Д (100 мас.ч.) + Л-20 (70 мас.ч.) от содержания нитрида бора С.

§ 5. РАЗРАБОТКА ПОЛИМЕРНЫХ ПАСТ.

При разработке полимерных проводящих и резистивных паст на основе крезольно-формальдегидного лака К-212-01 (см. § 2) использовались проводящие наполнители: серебро, никель, сага, графит, а также инертные наполнители и некоторые технологичес кие добаБки. Варьируя количеством наполнителей, удельное лове нпстное сопротивление композиций регулируется е достаточно :ш ком 'интервале - от 0,5 до 2.1Г^ Ом/крадрат. Однако под возде; вием Благи и температуры электрофизические характеристики ко: позициГ; на основе лака К-212-01 значительно ухудшаются. Этссш римгнтально установлено, что для стабилизации электрофизичеа характеристик исследуемых систем наиболее эффективными являют ся металлокомплексные соединения азотосодержащего угля. На 0( нове данной системы разработан комплект проводящих и резистш ных паст марок ВПП-0, -1Р, -2Р, -ЗР, -4Р, основные характерна тики которых приведены в таблице 2.

Таблица 2

Показатели пасты

показателей ВПП-0 ВПП-1Р ВПП-2Р ВПП-ЗР ВПП-4Р

1 3 4 Ь в

Природа наполнителя сереб ро, никель, сажа и графит

Удельное поверхностное сопротивление й ,Ои/квад-тат 0,5 5 15 50.1О3 2ЛС£

Допускаемое отклонение от И ном>,% ¿20 ±20 ±20 ± 20 ±30

Температурит4 коэффициент сопротивления ТКС, х10-ь 1/бс - - ±500 ±500-±1000 ±100С ±15 ОС

Продолжение таблицы 2,

-1- 2 ■у -5- ь ■■ ■ Ь

агоустойчивость и елзжности '=58%) и темпе-туце +40°С в т е-ниё 56 й,% + - 5 ±10 ±5 ±10 ±5 ±10 ±5 ±10 ±10 ±15

плоустойчивость и Т = 120 С в те-ние 1000 ч.,% . ±5 ±10 ±5 ±10 ±2 ±5 *5Г ±10 " ±5 ±10

токчнбость к цик-ческим изменениям мпо^ат^рц (-60 * ±5 ±5 ±3 ±4 ±5

%

Паста печаталась через металлическую сетку ¡Ь 0064 на подложку из стеклотекстолита толщиной 0,5 мы.

На рис. 9, Ю приведены зависит/ости изменения сопротивления паст от времени выдержки ео влажной среде и при п овышен-ной температуре. Из табл. 2 и рис. 9,10 видно, что по шкале проводимости и величине ТКС разработанные пасты находятся на уровне существующих отечественных и зарубежных аналогов. Более того, изменение сопротивления от возденет-

ВПП-АР

Ы1П-ЗР

ВПП-2Р

" II т±з)У, 40"С

5 /5 ¿5 35 45 Т,ст

1с. 9. Изменение сопротивления

резистивных паст во времени во влажной среде.

1Я влаги и температуры разработанных паст не превышает ±1<% >гда как допустимая норма для паст общего назначения составит (±20-25)$.

Как было указано в § 2, олигом ной основой для диэлектрически паст низкотемпературного отвер дения выбрана система УП-65РД Л-20, содержащая лапрол и лапр сид. В качестве наполнителей и пользоЕаны нитрид бора, кварце порошок, двуокись титана, коло слкща. На основе данной систем разработана серия диэлектричес паст марок ВПП-1, -1А, -1Т, -I =3-5, =0,02-0,03. Пасты достаточно стабильны при экспл тации, что подтверждается диэлектрическими показателями па ВПП-1 в зависимости от температуры при разных частотах, приве денными в таблице 3.

Пасты ВПП-1А, -1Т, -1М, -2М имеют аналогичные температур ные зависимости диэлектрических свойств.

Таблица 3.

Температура, °С х!02

I кГц Частота 125 кГц 1мГц I кШ Частота 125 кГц I МГц

20 80 i 125 3,72 4,05 5,46 8.26 3,90 5,00 5.76 1,60 3,10 13,40 28.20 2,50 58.20

Основные параметры паст приведены в табл. 4. Имеются pew тоспособный и теплопроводный варианты пасты. Отличительным свойством, кроме низкой температуры отверждения при длительнс жизнеспособности, диэлектрических паст серии ВПП является отсутствие в их составе растворителя, что позволяет создать экс логически чистое производство.

100 300 500

-2 -4 -6 -в

А%,%

Т Ч го'с

ВПП-2Р

ВПП-ЗР

vac.

Рис.Ю. Изменение сопротивления ¿я/я резистивных паст во времени при повышенной температуре.

Таблица 4

-- Наименование Марки паст

ПП показателей ВПП-1 ВПП-1А ВПП-1Т ВПП-1М ВПП-2М

I. Диэлектрическая проницаемость, при 1Гб Гц , не более 3,5 3,5 3,5 ■ ! 4 3,5

2. Тангенс угла диэлектрических потерь ^дй при 106 Гц, не более 0,03 0,03 0,02 0,008 0,02

3. Удельное поверхност- . ное сопротивление, С!м/° ^о , не более 1.Ю13 1.10*4 1.1013 1.1*14 1.10*4

4. Удельное объёмное сопротивление, Г^.ск, ^р , не менее 3.4.Ю12 1.7.1012 1.7.1013 1.7.1016 1.5.Ю12

5. Электрическая прочность, кВ/мм, Е, не менее 15 15 12 15 15

|6. Ппедел прочности на СДЕИГ, кг/см2, б" , (стек лотекстолит + стеклотекстолит) =20°С, не менее 50 60 40 „ 40 55

Г- Теплопроводность (ка нитриде борг), Л, Вт/м°К, не менее I 1.2 1,5 0,5 1.1

ВЫВОДЫ

1. Установлено, что одним из необходимых условий реализации проводящего состояния в высоконаполненных композициях явл) ется возникновение ориентированных прослоек полимера, соединя! щих частицы наполнителя.

2. Показано, что величина проводимости наполненных компо: ций определяется дальнодействием частиц наполлителя на структ; ру связующего полимера и величиной фактора ориентационной упорядоченности.

3. Установлено, что металлокомплексное соединение азотос держащего угля является наиболее эффективным стабилизатором электрофизических характеристик полимерных паст на крезольно-формальдегидной основе от воздействия влаги и температуры.

4. Разработана серия резистивных и проводящих паст марок ВПП-0, -1Р, -2Р, -ЗР, -4Р с удельным поверхностным сопротивле нием Ом/квадрат и улучшенными влаго- и теплоустой чивостью.

5. Обнаружено синергическое влияние системы лапрол-лапро сид на скорость отверждения циклоалифатических эпоксидных смо низкомолекулярными полиамидами.

6., Разработана серия диэлектрических паст марок ВПП-1, --1Т с пониженной температурой отверждения (60-80)°С и длитель ной жизнеспособностью (не менее16 ч.).