W szybko rozwijającym się przemyśle elektronicznym dostawcy materiałów i formulatorzy nieustannie poszukują żywic, które mogą poprawić przyczepność, przetwarzalność, odporność na środowisko i długoterminową niezawodność.
Jako dostawca C9Uwodorniona żywica naftowa, często jesteśmy pytani, czy tego typu żywicę węglowodorową można stosować w materiałach elektronicznych.
Odpowiedź brzmi: tak, ale należy właściwie zrozumieć jego rolę.
Uwodorniona żywica naftowa C9 na ogół nie jest stosowana jako podstawowa żywica konstrukcyjna ani samodzielny środek do obudowy elektroniki. Zamiast tego może służyć jako lepiszcze, modyfikator hydrofobowy, środek ułatwiający przetwarzanie lub funkcjonalny składnik żywicy w wybranych klejach elektronicznych, uszczelniaczach, kapsułkach i tuszach.
W tym artykule wyjaśniono jego istotne właściwości, potencjalne zastosowania, korzyści i kluczowe względy techniczne dotyczące preparatów związanych z elektroniką.
Zrozumienie uwodornionej żywicy naftowej C9
C9 Uwodorniona żywica naftowato niskocząsteczkowa termoplastyczna żywica węglowodorowa wytwarzana z polimeryzowalnych składników frakcji C9 powstającej podczas krakingu ropy naftowej lub benzyny ciężkiej.
Surowiec C9 zazwyczaj zawiera składniki aromatyczne i nienasycone, takie jak winylotoluen, inden, pochodne styrenu i pokrewne węglowodory. Po polimeryzacji powstałą żywicę naftową C9 można poddać katalitycznemu uwodornieniu.
W zależności od warunków uwodornienia i stopnia docelowego, uwodornienie zmniejsza nienasycenie olefinowe i może również częściowo lub w dużym stopniu uwodorniać struktury aromatyczne. Ogólnie poprawia to takie właściwości, jak: początkowa barwa i stabilność barwy; zapach; odporność na przebarwienia termiczne; stabilność na światło i warunki atmosferyczne; kompatybilność z wybranymi elastomerami i tworzywami termoplastycznymi.
Gatunki silnie uwodornione mogą uzyskać bardzo jasny lub wodnistobiały wygląd i słaby zapach, co czyni je szczególnie przydatnymi, gdy ważny jest wygląd optyczny, stabilność preparatu lub niewielkie przebarwienia.
Ważne jest jednak rozróżnienie uwodornienia od oczyszczania. Uwodornienie poprawia nasycenie molekularne i stabilność, ale niska zawartość jonów, niski poziom pozostałości katalizatora, niska zawartość metali ciężkich i niska zawartość substancji lotnych zależą od całego procesu wytwarzania i oczyszczania i muszą zostać zweryfikowane pod kątem konkretnego gatunku produktu.
W przypadku zastosowań związanych z elektroniką nie ma jednej, uznawanej na całym świecie specyfikacji definiującej „uwodornioną żywicę naftową C9 klasy elektronicznej”. Dlatego też czystość elektryczną i właściwości dielektryczne należy oceniać na podstawie danych analitycznych specyficznych dla produktu.
Potencjalne zastosowania w przemyśle elektronicznym
Kleje i uszczelniacze
C9 Uwodorniona żywica naftowadziała raczej jako lepiszcze lub modyfikator funkcjonalny w wybranych systemach klejących niż jako główny polimer strukturalny. Wykazuje kompatybilność z systemami SIS, SBS, SEBS, EVA i poliolefinami, pomagając regulować kleistość, przyczepność, zwilżalność podłoża, reologię i starzenie termiczne.
Literatura patentowa szczegółowo opisuje zastosowanie uwodornionych żywic węglowodorowych C5, C5/C9 i C9 w klejach do kapsułkowania elektronicznego i preparatach uszczelniających barierę.
Struktura węglowodorowa żywicy przyczynia się do niskiego powinowactwa do wilgoci, chociaż przepuszczalność pary wodnej zależy zarówno od rozpuszczalności w wilgoci, jak i dyfuzji. Działanie należy oceniać w odniesieniu do całego preparatu, a nie na podstawie samej żywicy.
Zalewanie i hermetyzacja
W systemach zalewania i kapsułkowania - takich jak masy do formowania epoksydowego lub silikonowe materiały do zalewania - żywica naftowa C9 uwodorniona nie jest bezpośrednim zamiennikiem podstawowych matryc strukturalnych. Jego realistyczną rolą jest składnik pomocniczy w wybranych klejach kapsułkujących lub preparatach barierowych.
Literatura patentowa potwierdza, że uwodornione żywice węglowodorowe są składnikami klejącymi w preparatach zawierających polimerowe spoiwa i układy żywic reaktywnych. W tych preparatach żywica może przyczyniać się do regulacji przyczepności, poprawy płynięcia, kompatybilności z hydrofobowymi segmentami polimeru i kontroli powinowactwa do wilgoci.
Właściwości elektryczne, takie jak stała dielektryczna, współczynnik rozproszenia i rezystywność objętościowa, należy zawsze określać eksperymentalnie dla konkretnego gatunku żywicy i końcowego utwardzonego składu.
Atrament drukarski dla elektroniki
Uwodornione żywice naftowe C9 można stosować jako dodatki lub modyfikatory spoiw w tuszach, farbach i systemach powłokowych. [1] W drukowanej elektronice żywica nie będzie pełnić roli fazy przewodzącej, ale może być oceniana jako część układu spoiwa lub nośnika w celu modyfikacji przyczepności podłoża, tworzenia folii, reologii i wyrównywania.
W przypadku farb przewodzących o przewodności elektrycznej decydują przede wszystkim cząsteczki przewodzące, obciążenie, dyspersja, skład chemiczny spoiwa i warunki utwardzania. Przydatność należy zweryfikować poprzez badanie receptury.
Korzyści ze stosowania uwodornionej żywicy naftowej C9 w przemyśle elektronicznym
Opłacalność
Uwodorniona żywica naftowa C9 zapewnia atrakcyjny komercyjnie sposób regulacji przyczepności, przyczepności i reologii bez polegania wyłącznie na bardziej wyspecjalizowanych polimerach. Jako składnik preparatu, nawet umiarkowane poziomy dodatku mogą zapewnić znaczące zmiany w przetwarzaniu i działaniu kleju.
Szeroka kompatybilność polimerów
Opublikowana literatura patentowa określa kompatybilność z EVA, SIS, SBS, SEBS, APAO, polietylenem, polipropylenem i wybranymi kauczukami syntetycznymi. Kompatybilność z preparatami epoksydowymi, poliuretanowymi, akrylowymi lub silikonowymi należy potwierdzić eksperymentalnie.
Dokumentacja środowiskowa i regulacyjna
Uwodornianie poprawia stabilność, ale zgodność z dyrektywami RoHS, REACH i brakiem halogenów należy uwzględnić osobno w dokumentacji regulacyjnej specyficznej dla produktu i testach analitycznych.
W przypadku klientów z branży elektroniki dostawcy powinni dostarczyć dokumentację dotyczącą konkretnego gatunku, w tym informacje REACH/SVHC, deklaracje RoHS lub raporty analityczne, dane z testów na zawartość halogenów, analizę metali ciężkich i analizę zanieczyszczeń jonowych, zgodnie z wymaganiami.
Wyzwania i rozważania
Należy dokładnie ocenić kilka czynników inżynieryjnych:
Ścisła kontrola jakości: Zastosowania w elektronice mogą wymagać ściślejszej kontroli niż konwencjonalne zastosowania klejów, obejmującej temperaturę mięknienia, kolor, rozkład masy cząsteczkowej, zawartość substancji lotnych, zanieczyszczenia metalami i zanieczyszczenia jonowe.
Kwalifikacja elektryczna: Jeżeli właściwości dielektryczne stanowią część oświadczenia o produkcie, właściwości należy mierzyć przy użyciu znormalizowanych metod (ASTM D150, D257) w jasno określonych warunkach temperatury, wilgotności i częstotliwości.
Zgodność receptury: Kompatybilność musi zostać sprawdzona w całym systemie polimerowym. Żywica kompatybilna z SIS lub SBS może nie zachowywać się identycznie w preparatach epoksydowych lub silikonowych.
Testowanie bariery dla wilgoci: Sama hydrofobowość nie jest wystarczającym dowodem ochrony przed wilgocią. W przypadku zastosowań barierowych należy rozważyć WVTR, starzenie pod wpływem wilgoci lub inne odpowiednie testy niezawodności.
Weryfikacja regulacyjna: RoHS, REACH i zawartość halogenów muszą być poparte odpowiednią dokumentacją dla konkretnego gatunku.
Wyjaśnienie roli: Uwodornioną żywicę naftową C9 należy traktować jako lepiszcze, modyfikator funkcjonalny lub składnik preparatu, a nie jako samodzielną kapsułkę strukturalną lub żywicę dielektryczną o wysokiej częstotliwości.
Wniosek
MócC9 Uwodorniona żywica naftowabyć stosowane w przemyśle elektronicznym?Tak – pod warunkiem, że zostanie prawidłowo wybrany i prawidłowo umiejscowiony w recepturze.
Najmocniejszym technicznym uzasadnieniem jego zastosowania jest specjalistyczny węglowodorowy lepiszcze i modyfikator funkcjonalny w wybranych klejach elektronicznych, systemach barierowych, preparatach ochronnych oraz tuszach i systemach powłok.
Do jego kluczowych zalet należy niska barwa i słaby zapach w przypadku gatunków silnie uwodornionych, poprawiona stabilność termiczna i światło, silne właściwości klejące, kompatybilność z wybranymi elastomerami i tworzywami termoplastycznymi, charakter hydrofobowy i użyteczna modyfikacja reologiczna.
Literatura patentowa dotycząca kapsułkowania elektronicznego szczególnie uznaje uwodornione żywice węglowodorowe C9 jako odpowiednie składniki klejące w elektronicznych systemach klejących.
Jednocześnie należy sprawdzić właściwości dielektryczne, czystość jonową, zawartość metalu, właściwości barierowe dla wilgoci i zgodność z przepisami dla konkretnego gatunku produktu i końcowej receptury.
W przypadku klientów z branży elektroniki najbardziej niezawodny proces wyboru materiału obejmuje dane techniczne dostawcy, próby receptury dla konkretnego zastosowania, standardowe testy elektryczne i kwalifikację niezawodności w zastosowaniu końcowym.
Jeśli oceniasz żywicę uwodornioną naftową C9 pod kątem kleju elektronicznego, uszczelnienia, powłoki lub innego specjalnego preparatu, nasz zespół techniczny może zapewnić wsparcie w zakresie wyboru gatunku, dane techniczne, dokumentację regulacyjną i próbki do testowania receptury.
Referencje
1, Okazaki, T., Nagahara, E. i Keshi, H. (2002).Proces wytwarzania uwodornionej żywicy naftowej C9 i otrzymanej tym sposobem uwodornionej żywicy naftowej C9(Patent USA nr US 6,458,902 B1). Amerykańskie Biuro Patentów i Znaków Towarowych.
2, Dollase, T., Krawinkel, T., Keite-Telgenbüscher, K., Schuh, J. i Gargiulo, J. (2018).Kompozycja klejąca, w szczególności do hermetyzacji układu elektronicznego(Publikacja zgłoszenia patentowego USA nr US 2018/0194978 A1). Amerykańskie Biuro Patentów i Znaków Towarowych.
3, Tazaki, S., Kashiwagi, M., Ishiguro, A. i Koide, Y. (2015).Kompozycja żywiczna do uszczelniania organicznych urządzeń elektronicznych i organicznych urządzeń elektronicznych(Publikacja europejskiego zgłoszenia patentowego nr EP 2 930 210 A1). Europejski Urząd Patentowy.
4, ASTM Międzynarodowy. (2022).ASTM D150-22: Standardowe metody badań charakterystyki strat prądu przemiennego i przenikalności (stała dielektryczna) stałej izolacji elektrycznej. West Conshohocken, Pensylwania: ASTM International.
5, ASTM Międzynarodowy. (2021).ASTM D257-14(2021)e1: Standardowe metody badań rezystancji lub przewodności prądu stałego materiałów izolacyjnych. West Conshohocken, Pensylwania: ASTM International.
6, Międzynarodowa Komisja Elektrotechniczna. (2003).IEC 61249-2-21:2003 – Materiały na płytki drukowane i inne konstrukcje łączące – Część 2-21: Wzmocnione materiały podstawowe, platerowane i nieplaterowane – Arkusze laminowane wzmocnione szkłem E, tkane bezhalogenowo epoksydowo, o określonej palności (próba spalania w pionie), pokryte miedzią. Genewa, Szwajcaria: IEC.
7, Parlament Europejski i Rada Unii Europejskiej. (2011).Dyrektywa 2011/65/UE w sprawie ograniczenia stosowania niektórych substancji niebezpiecznych w sprzęcie elektrycznym i elektronicznym (wersja przekształcona). Dziennik Urzędowy Unii Europejskiej, L 174, 88–110.
8, Parlament Europejski i Rada Unii Europejskiej. (2006).Rozporządzenie (WE) nr 1907/2006 dotyczące rejestracji, oceny, udzielania zezwoleń i stosowanych ograniczeń w zakresie chemikaliów (REACH). Dziennik Urzędowy Unii Europejskiej, L 396.
9, Satas, D. (red.). (1999).Podręcznik technologii klejów wrażliwych na nacisk(wyd. 3). Warwick, RI: Satas & Associates.