6.2 Способы выполнения бескорпусной герметизации

При бескорпусной герметизации форма и размеры ЭРЭ и функциональных узлов второго уровня (микросборки) могут измениться за счет слоя ГМ, нанесенного на их поверхность пропиткой, заливкой, обволакиванием или опрессовкой.

Д ля пропитки (рис. 6.1, а) используют жидкие пропиточные компаунды, которые заполняют большие и малые поры, отверстия и каналы изделия, образуя на его поверхности тонкий изоляционный слой. Этот слой помимо влагозащиты обеспечивает механическое скрепление отдельных элементов конструкции изделия (например, витков катушки трансформатора), способствует повышению его электрической прочности и теплопроводности. Пропитку производят в специальных вакуумно-пропиточных установках, применяя ее как самостоятельный способ защиты, а также в сочетании с заливкой.

Рис. 6.1 – Способы выполнения бескорпусной герметизации:

а – пропитка; б – заливка; в – обволакивание; г - опрессовка

При заливке (рис. 6, б) свободное пространство легкого корпуса, в который помещено изделие, заполняют смолой. Выбор марки смолы зависит от конкретных требований, предъявляемых к изделию. Так, эпоксидные смолы обеспечивают изделию высокую прочность, полиуретановые — обладают хорошей адгезией, акриловые — повышенной термостойкостью, при полимеризации силиконовых смол минимальны возникающие внутренние напряжения, полиэфирные смолы — дешевые. После полимеризации смолы изделие извлекается из легкого корпуса.

При обволакивании изделие многократно покрывают изоляционным материалом либо окунанием (рис. 6, в), либо кистью или с помощью пульверизатора, либо помещая его в паровую среду этого материала, слой которого будет удерживаться на поверхности изделия за счет адгезии. Далее изделие помещают в термостат для сушки и полимеризации. Двух- или трехкратное повторение процедуры обволакивания обеспечивает толщину защитного слоя 60...80 мкм. Таким способом, например, защищают печатные узлы.

В настоящее время широкое распространение получила технология нанесения полимерных покрытий из газовой фазы в вакууме. Структура пленки, получаемой вакуумным осаждением, благодаря отсутствию «точечных отверстий» существенно отличается от структуры и свойств пленки, получаемой из жидких сред, и обеспечивает необходимые влагозащитные свойства при толщине нанесенного слоя ≈ 10 мкм. Чаще всего используют полипараксилиленовые покрытия (ППКП).

Процесс нанесения пленки в этом случае выполняется в три этапа в специальной камере при давлениях от 10 Па до 100 Па. Осаждаемое на изделие вещество получается путем пиролиза при температуре 680 °С и давлении 50 Па.

Преимуществами ППКП являются высокие электроизоляционные свойства, малые газо- и влагопроницаемость, возможность формирования покрытия при нормальных температурах, однородность покрытия по толщине на изделиях сложной конфигурации, отсутствие токсичности. Данный метод впервые был разработан в США.

В настоящее время освоено производство отечественных исходных продуктов дипараксилилена (ТУ6-14-50—96) и дихлордипараксилилена (ТУ6-14-88—96). Эти материалы введены в отраслевые стандарты: ОСТ В 107.460007.008—2000 «Аппаратура радиоэлектронная. Сборочно-монтажное производство. Покрытия на основе параксилилена и хлорпараксилилена», ОСТ107.9.4003—96 «Покрытия лакокрасочные. Технические требования к технологии нанесения» и в РД 107.9.4002—96 «Покрытия лакокрасочные. Номенклатура, свойства, область применения».

Применение указанных материалов для влагозащиты модулей РЭС, работающих в условиях повышенной влажности, соответствует требованиям групп эксплуатации 2.1...2.5 ГОСТ РВ 20.57.306-98.

При опрессовке (рис. 1, г) в результате спекания пресс-порошка вокруг изделия образуется слой изоляционного материала. Опрессовку осуществляют в специальных матричных формах при высокой температуре и под давлением. Этот способ герметизации целесообразно использовать для защиты конструктивно простых и легких изделий — транзисторов, микросхем, конденсаторов, для которых слой ГМ помимо влагозащиты, может выполнять и функции несущей конструкции — каркаса.

Рассмотренные способы влагозащиты имеют свои технологические особенности и ограничения по применению, связанные с допустимыми воздействиями на защищаемое изделие. Поэтому всегда выбирают способ влагозащиты, наилучшим образом удовлетворяющий условиям производства и эксплуатации изделия.