Silanii funcționali au de obicei formula generală Y-R{-SiX₃, unde Y este o grupare funcțională organică (de exemplu, amino, epoxi, vinil sau metacriloxi), care asigură reactivitate sau compatibilitate cu polimerii organici și rășini. SiX₃ este o grupare hidrolizabilă (de exemplu, metoxi, etoxi sau clorură), permițându-i să formeze legături covalente puternice de siloxan (Si-O{-Si) cu suprafețe anorganice (de exemplu, sticlă, metal și plachete de siliciu).
Funcția sa de bază este de a construi o „punte moleculară” puternică între materiale cu proprietăți diferite, rezolvând astfel o serie de probleme cheie, cum ar fi aderența interfeței, stresul, coroziunea, izolația/conducția etc.
Principalele sale aplicații în electronică și optoelectronică:
Unul. Ambalare și fabricare a semiconductorilor
Aceasta este una dintre aplicațiile de bază ale silanilor funcționali și este crucială pentru fiabilitatea cipului.
Atașare matriță:
Aplicare: Este necesar un adeziv de atașare a matriței (de obicei rășină epoxidică) pentru a atașa cipurile de siliciu pe rame sau substraturi de plumb.
Scop: Adăugarea de aminosilani (cum ar fi APTES) sau epoxisilani ca agenți de cuplare îmbunătățește semnificativ puterea de legătură între rășina epoxidica și partea din spate a așchiilor (stratul anorganic de SiO₂) și cadrul de plumb (metal, cum ar fi cuprul sau argintul). Acest lucru previne eficient fisurarea și delaminarea interfeței cauzate de nepotrivirea coeficientului de dilatare termică în timpul ciclării termice, îmbunătățind fiabilitatea pachetului.
Compus de turnare epoxidic (EMC):
Aplicație: Compus de turnare epoxidic utilizat pentru încapsularea și protejarea așchiilor.
Scop: De asemenea, adăugați ca agenți de cuplare, aminosilanii sau epoxisilanii întăresc legătura interfacială dintre rășina epoxidica și material de umplutură (material anorganic, cum ar fi pulberea sferică de silice topită). Acest lucru nu numai că îmbunătățește rezistența mecanică a materialului, ci și reduce semnificativ absorbția de umiditate, prevenind „efectul de floricele de porumb” și minimizând coroziunea și scurtcircuitele cauzate de pătrunderea umidității.
Umplere insuficientă:
Aplicație: Folosit în pachetele flip-chip și BGA (ball grid array) pentru a umple golul dintre cip și substrat.
Scop: Epoxysilanul este o componentă cheie. Se leagă atât cu stratul de pasivizare SiO₂ al cipului, cât și cu suprafața suportului substratului, precum și cu matricea de rășină epoxidica, formând un tampon puternic de stres. Aceasta absoarbe și distribuie tensiunile termice și mecanice, protejând îmbinările delicate de lipit și prevenind fracturile prin oboseală.
Tratarea suprafeței în producția de napolitane:
Aplicație: efectuează procese la nivel-plachetă, cum ar fi lipirea/delipirea temporară și fotolitografia.
Scop: Silanii specializați (cum ar fi promotorii de aderență) sunt utilizați pentru a modifica suprafața plachetei, sporind aderența fotorezistului la suprafața plachetei și prevenind distorsiunea modelului. Anumite silani pot fi, de asemenea, utilizați pentru a modifica hidrofobicitatea sau hidrofilitatea suprafeței plachetei.
Două. Fabricarea plăcilor de circuite imprimate (PCB).
Material substrat (CCL):
Aplicație: la fabricarea laminatelor placate cu cupru-(cum ar fi FR-4), pânza din fibră de sticlă trebuie să fie impregnată cu rășină epoxidică.
Scop: După țesere, pânza din fibră de sticlă este tratată cu aminosilan sau vinilsilan. Acești silani acționează ca „agenți de tratare”, creând o legătură chimică puternică între fibra de sticlă (anorganică) și rășină (organică), îmbunătățind semnificativ proprietățile mecanice ale laminatului (rezistență la încovoiere și tenacitate) și fiabilitatea electrică (rezistența la CAF/filament anodic conductiv).
Masca de lipit:
Aplicație: O cerneală aplicată pe suprafața PCB pentru protecție și izolație.
Scop: Adăugarea unui agent de cuplare cu silan îmbunătățește aderența cernelii la diferite substraturi (cupru, fibră de sticlă și rășină de substrat), asigurând că stratul de mască de lipit nu se dezlipește în timpul procesării ulterioare (cum ar fi nivelarea și asamblarea cu aer cald).
Trei. Tehnologia de afișare
Legarea polarizatorului:
Aplicație: Atașarea polarizatoarelor pe substraturi de sticlă (LCD) sau panouri OLED.
Scop: Adăugarea de epoxisilani sau acriloxisilani la adezivi (de obicei adezivi acrilici-sensibili la presiune (PSA)) îmbunătățește semnificativ aderența la suprafețele de sticlă ultra-netede, prevenind ridicarea și exfolierea marginilor și asigurând uniformitatea afișajului și fiabilitatea{2}}pe termen lung.
Encapsulant:
Aplicație: dispozitivele OLED și cu puncte cuantice, în special, sunt extrem de sensibile la umiditate și oxigen, necesitând încapsulante de înaltă{0}}performanță pentru protecție.
Scop: utilizarea de silani funcționali în încapsulanți (cum ar fi sistemele epoxidice sau siliconice) îmbunătățește aderența la foliile de acoperire din sticlă sau la peliculele de barieră, formând un strat de încapsulare dens, fără defecte-și prelungind semnificativ durata de viață a dispozitivului.
Acoperire anti-reflex/anti-reflecție (Acoperire AR/AG):
Aplicație: Se aplică pe suprafețele ecranului pentru a reduce reflexia și strălucirea. Funcție: Lichidul de acoperire conține adesea componente de silan, care nu numai că se pot lega bine de substratul de sticlă, ci și oferă puncte de ancorare pentru nanoparticulele (cum ar fi SiO₂) din acoperire, formând un film funcțional puternic și rezistent la uzură.
PATRU. Fotovoltaic (celula solara)
Film adeziv EVA/POE:
Aplicație: Material de încapsulare laminat pentru modulele de celule solare, utilizat pentru lipirea celulelor, sticlei și foilor din spate.
Scop: Vinil silani sau amino silani sunt adăugați ca agenți de reticulare și agenți de cuplare. Ei participă la reacția chimică de reticulare a rășinii EVA, formând o structură de rețea tridimensională. De asemenea, îmbunătățesc în mod semnificativ rezistența de legătură între EVA, sticlă și foaia din spate (fluoropolimer), prevenind delaminarea și asigurând o durată de viață a modulului de peste 25 de ani.
Foaia din spate:
Aplicație: protejează filmul compozit multi-strat de pe spatele modulului.
Scop: la fabricarea foliilor compozite compuse dintr-un strat de bază (de exemplu, PET) și un strat fluorurat rezistent la intemperii, agenții de cuplare cu silan sunt utilizați pentru a trata interfața pentru a preveni delaminarea dintre straturi.
Paste de argint și aluminiu:
Aplicație: Folosit pentru imprimarea electrozilor pe celule solare.
Scop: Adăugarea unei cantități mici de silan îmbunătățește dispersia pulberii de metal în vehiculul organic și îmbunătățește aderența dintre electrod și placheta de siliciu după sinterizare, reducând rezistența în serie.
CINCI. Diode-emițătoare de lumină (LED-uri)
Adeziv de încapsulare cu fosfor:
Aplicare: Dispersează pudra de fosfor (anorganică) în silicon sau rășină epoxidice și o acoperă pe cipuri LED pentru a obține conversia luminii albe.
Scop: Tratamentul de suprafață al pulberii de fosfor (de obicei materiale granat, cum ar fi YAG:Ce) folosind aminosilani și alți agenți poate: Îmbunătăți uniformitatea dispersiei fosforului în coloid și previne sedimentarea și aglomerarea. Îmbunătățiți legătura interfacială dintre fosfor și coloidul organic, reducând împrăștierea luminii și îmbunătățind eficiența luminii și calitatea ieșirii. Atenuează stresul interfacial cauzat de diferențele dintre coeficienții de dilatare termică, prevenind fisurarea coloidă și degradarea performanței.
Silanii funcționali joacă un rol crucial în domeniul electronicii și optoelectronicei.
Valoarea lor de bază constă în:
Îmbunătățirea aderenței interfațale: Rezolvarea provocărilor de lipire între materiale diferite (organice și anorganice).
Îmbunătățirea proprietăților mecanice: creșterea rezistenței materialelor compozite și atenuarea tensiunilor interne.
Îmbunătățirea rezistenței la mediu: rezistența la umiditate și coroziune, îmbunătățind-fiabilitatea pe termen lung.
Optimizarea performanței electrice: asigurarea izolației sau îmbunătățirea interfețelor conductoare. Funcționalizare: Folosit la prepararea diferitelor acoperiri funcționale.
Deși utilizarea lor este mică, ele sunt materiale cheie pentru a obține dispozitive electronice de înaltă{0}}performanță și de înaltă{1}}fiabilitate. Pe măsură ce dispozitivele electronice evoluează către performanțe mai mari, dimensiuni mai mici și flexibilitate mai mare, cerințele pentru materialele de interfață devin din ce în ce mai stricte, iar importanța silanilor funcționali va continua să crească.
