V rýchlo sa rozvíjajúcom elektronickom priemysle dodávatelia materiálov a formulátori neustále hľadajú živice, ktoré môžu zlepšiť priľnavosť, spracovateľnosť, odolnosť voči životnému prostrediu a dlhodobú spoľahlivosť.
Ako dodávateľ C9Hydrogenovaná ropná živicaČasto sa nás pýtajú, či je možné tento typ uhľovodíkovej živice použiť v elektronických materiáloch.
Odpoveď je áno, ale je potrebné správne pochopiť jeho úlohu.
C9 Hydrogenated Petroleum Resin sa vo všeobecnosti nepoužíva ako primárna štrukturálna živica alebo samostatné elektronické zapuzdrenie. Namiesto toho môže slúžiť ako prostriedok na zvýšenie lepivosti, hydrofóbny modifikátor, pomocný prostriedok pri spracovaní alebo funkčná živicová zložka vo vybraných elektronických lepidlách, tesneniach, zapuzdrení a atramentových formuláciách.
Tento článok vysvetľuje jeho relevantné vlastnosti, potenciálne aplikácie, výhody a kľúčové technické úvahy pre formulácie súvisiace s elektronikou.
Pochopenie hydrogenovanej ropnej živice C9
C9 hydrogenovaná ropná živicaje nízkomolekulárna termoplastická uhľovodíková živica vyrobená z polymerizovateľných zložiek frakcie C9 vznikajúcej pri krakovaní ropy alebo ťažkého benzínu.
Surovina C9 typicky obsahuje aromatické a nenasýtené zložky, ako je vinyltoluén, indén, deriváty styrénu a príbuzné uhľovodíky. Po polymerizácii môže byť výsledná C9 ropná živica podrobená katalytickej hydrogenácii.
V závislosti od podmienok hydrogenácie a cieľového stupňa hydrogenácia znižuje olefínovú nenasýtenosť a môže tiež čiastočne alebo značne hydrogenovať aromatické štruktúry. To vo všeobecnosti zlepšuje vlastnosti ako: počiatočná farba a farebná stálosť; zápach;odolnosť voči tepelným zmenám;stálosť voči svetlu a poveternostným vplyvom; kompatibilita s vybranými elastomérmi a termoplastmi.
Vysoko hydrogenované druhy môžu dosiahnuť veľmi svetlý alebo vodovo biely vzhľad a nízky zápach, vďaka čomu sú obzvlášť užitočné, keď je dôležitý optický vzhľad, stabilita formulácie alebo nízke zafarbenie.
Je však dôležité odlíšiť hydrogenáciu od čistenia. Hydrogenácia zlepšuje molekulárnu saturáciu a stabilitu, ale nízky obsah iónov, nízke hladiny zvyškového katalyzátora, nízky obsah ťažkých kovov a nízky obsah prchavých látok závisia od celého výrobného a purifikačného procesu a musia byť overené pre konkrétny druh produktu.
Pre aplikácie súvisiace s elektronikou neexistuje jediná medzinárodne uznávaná špecifikácia definujúca „hydrogenovanú ropnú živicu C9 elektronickej kvality“. Elektrická čistota a dielektrický výkon by sa preto mali hodnotiť pomocou analytických údajov špecifických pre produkt.
Potenciálne aplikácie v elektronickom priemysle
Lepidlá a tmely
C9 hydrogenovaná ropná živicafunguje skôr ako priľnavosť alebo funkčný modifikátor vo vybraných adhezívnych systémoch než ako primárny štruktúrny polymér. Vykazuje kompatibilitu so systémami SIS, SBS, SEBS, EVA a polyolefínmi, čím pomáha upraviť lepivosť, priľnavosť, zmáčanie substrátu, reológiu a tepelné starnutie.
Patentová literatúra špecificky opisuje použitie hydrogenovaných uhľovodíkových živíc C5, C5/C9 a C9 v lepidlách na elektronické zapuzdrenie a formuláciách na utesnenie bariér.
Uhľovodíková štruktúra živice prispieva k nízkej afinite k vlhkosti, hoci priepustnosť vodnej pary závisí od rozpustnosti vo vlhkosti aj od difúzie. Účinnosť by sa mala hodnotiť v kompletnej formulácii a nie odvodzovať zo samotnej živice.
Zalievanie a zapuzdrenie
V zalievacích a zapuzdrovacích systémoch – ako sú epoxidové formovacie hmoty alebo silikónové zalievacie materiály – nie je hydrogenovaná ropná živica C9 priamou náhradou primárnych štruktúrnych matríc. Jeho realistická úloha je ako pomocná zložka vo vybraných zapuzdrovacích lepidlách alebo bariérových formuláciách.
Patentová literatúra potvrdzuje hydrogenované uhľovodíkové živice ako zložky zvyšujúce lepivosť vo formuláciách obsahujúcich polymérne spojivá a systémy reaktívnych živíc. V týchto formuláciách môže živica prispieť k úprave adhézie, zlepšeniu toku, kompatibilite s hydrofóbnymi polymérnymi segmentmi a kontrole afinity k vlhkosti.
Elektrické vlastnosti, ako je dielektrická konštanta, disipačný faktor a objemový odpor, by sa mali vždy určiť experimentálne pre konkrétnu triedu živice a konečnú vytvrdenú formuláciu.
Tlačiarenský atrament pre elektroniku
Hydrogenované ropné živice C9 možno použiť ako prísady alebo modifikátory spojiva v atramentoch, farbách a náterových systémoch. [1] V tlačenej elektronike by živica nepôsobila ako vodivá fáza, ale môže byť hodnotená ako súčasť spojiva alebo systému nosiča na úpravu adhézie substrátu, tvorby filmu, reológie a vyrovnávania.
V prípade vodivých atramentov je elektrická vodivosť primárne určená vodivými časticami, náplňou, disperziou, chémiou spojiva a podmienkami vytvrdzovania. Vhodnosť sa musí overiť testovaním zloženia.
Výhody používania hydrogenovanej ropnej živice C9 v elektronickom priemysle
Nákladová efektívnosť
C9 Hydrogenated Petroleum Resin poskytuje komerčne atraktívny spôsob úpravy lepivosti, adhézie a reológie bez toho, aby sa spoliehal výlučne na špecializovanejšie polyméry. Ako zložka formulácie môžu aj mierne úrovne pridávania poskytnúť zmysluplné zmeny v spracovateľskom a adhezívnom výkone.
Široká kompatibilita polymérov
Publikovaná patentová literatúra uvádza kompatibilitu s EVA, SIS, SBS, SEBS, APAO, polyetylénom, polypropylénom a vybranými syntetickými gumami. Kompatibilita s epoxidovými, polyuretánovými, akrylovými alebo silikónovými prípravkami by mala byť potvrdená experimentálne.
Environmentálna a regulačná dokumentácia
Hydrogenácia zlepšuje stabilitu, ale súlad so smernicami RoHS, REACH a bezhalogénovými požiadavkami sa musí riešiť samostatne prostredníctvom regulačnej dokumentácie a analytického testovania špecifického pre produkt.
Zákazníkom z oblasti elektroniky by dodávatelia mali poskytnúť dokumentáciu špecifickú pre daný stupeň vrátane informácií o REACH/SVHC, deklarácií RoHS alebo analytických správ, údajov z testov obsahu halogénov, analýzy ťažkých kovov a analýzy iónovej kontaminácie podľa potreby.
Výzvy a úvahy
Je potrebné starostlivo posúdiť niekoľko technických faktorov:
Prísna kontrola kvality: Elektronické aplikácie môžu vyžadovať prísnejšiu kontrolu ako bežné aplikácie lepidiel, vrátane bodu mäknutia, farby, distribúcie molekulovej hmotnosti, obsahu prchavých látok, kovových nečistôt a iónovej kontaminácie.
Elektrotechnická kvalifikácia: Ak sú dielektrické vlastnosti súčasťou tvrdenia o produkte, vlastnosti by sa mali merať pomocou štandardizovaných metód (ASTM D150, D257) za jasne definovaných podmienok teploty, vlhkosti a frekvencie.
Kompatibilita formulácie: Kompatibilita musí byť overená v celom polymérnom systéme. Živica kompatibilná s SIS alebo SBS sa nemusí správať identicky v epoxidových alebo silikónových formuláciách.
Testovanie bariéry proti vlhkosti: Samotná hydrofóbnosť je nedostatočná ako dôkaz ochrany proti vlhkosti. Pre bariérové aplikácie by sa mali zvážiť testy WVTR, starnutie vlhkosťou alebo iné relevantné testy spoľahlivosti.
Regulačné overenie: RoHS, REACH a obsah halogénov musia byť podložené príslušnou dokumentáciou pre konkrétny druh.
Objasnenie úlohy: Hydrogenovaná ropná živica C9 by sa mala považovať za prostriedok na zvýšenie lepivosti, funkčný modifikátor alebo zložku formulácie – nie za samostatnú štrukturálnu enkapsuláciu alebo vysokofrekvenčnú dielektrickú matricovú živicu.
Záver
CanC9 hydrogenovaná ropná živicapoužiť v elektronickom priemysle?Áno – pri správnom výbere a správnom umiestnení vo formulácii.
Najsilnejší technický dôvod pre jeho použitie je ako špeciálny uhľovodíkový prostriedok na zvýšenie lepivosti a funkčný modifikátor vo vybraných elektronických lepidlách, bariérových tesniacich systémoch, ochranných prípravkoch a atramentových a náterových systémoch.
Medzi jeho kľúčové výhody patrí nízka farba a nízky zápach vo vysoko hydrogenovaných typoch, zlepšená tepelná a svetelná stabilita, vysoká lepivosť, kompatibilita s vybranými elastomérmi a termoplastmi, hydrofóbny charakter a užitočná reologická modifikácia.
Patentová literatúra elektronického zapuzdrenia špecificky uznáva hydrogenované uhľovodíkové živice C9 ako vhodné zložky na zlepšenie lepivosti v elektronických adhezívnych systémoch.
Zároveň sa musia overiť dielektrické vlastnosti, iónová čistota, obsah kovu, odolnosť proti vlhkosti a súlad s predpismi pre konkrétny druh produktu a konečné zloženie.
Pre zákazníkov z oblasti elektroniky najspoľahlivejší proces výberu materiálu kombinuje technické údaje dodávateľa, skúšky zloženia špecifické pre aplikáciu, štandardizované elektrické testovanie a kvalifikáciu spoľahlivosti pri konečnom použití.
Ak hodnotíte C9 Hydrogenated Petroleum Resin pre elektronické lepidlo, tesnenie, náter alebo inú špeciálnu formuláciu, náš technický tím vám môže poskytnúť podporu pri výbere triedy, technické údaje, regulačnú dokumentáciu a vzorky na testovanie zloženia.
Referencie
1, Okazaki, T., Nagahara, E., & Keshi, H. (2002).Spôsob výroby hydrogenovanej ropnej živice C9 a hydrogenovanej ropnej živice C9 získaných týmto spôsobom(US patent č. US 6,458,902 B1). US Patent and Trademark Office.
2, Dollase, T., Krawinkel, T., Keite-Telgenbüscher, K., Schuh, J., & Gargiulo, J. (2018).Lepiaca kompozícia, najmä na zapuzdrenie elektronického usporiadania(Zverejnenie patentovej prihlášky USA č. US 2018/0194978 Al). US Patent and Trademark Office.
3, Tazaki, S., Kashiwagi, M., Ishiguro, A., & Koide, Y. (2015).Živicová kompozícia na utesnenie zariadení organickej elektroniky a zariadení organickej elektroniky(Európska patentová prihláška č. EP 2 930 210 Al). Európsky patentový úrad.
4, ASTM International. (2022).ASTM D150-22: Štandardné skúšobné metódy pre charakteristiky straty striedavého prúdu a permitivita (dielektrická konštanta) pevnej elektrickej izolácie. West Conshohocken, PA: ASTM International.
5, ASTM International. (2021).ASTM D257-14(2021)e1: Štandardné skúšobné metódy pre jednosmerný odpor alebo vodivosť izolačných materiálov. West Conshohocken, PA: ASTM International.
6, Medzinárodná elektrotechnická komisia. (2003).IEC 61249-2-21:2003 - Materiály pre dosky s plošnými spojmi a iné prepojovacie konštrukcie - Časť 2-21: Vystužené základné materiály, plátované a neplátované - Nehalogénované epoxidové tkané E-sklo vystužené laminované dosky s definovanou horľavosťou (test vertikálneho horenia), potiahnuté meďou. Ženeva, Švajčiarsko: IEC.
7, Európsky parlament a Rada Európskej únie. (2011).Smernica 2011/65/EÚ o obmedzení používania určitých nebezpečných látok v elektrických a elektronických zariadeniach (prepracované znenie). Úradný vestník Európskej únie, L 174, 88–110.
8, Európsky parlament a Rada Európskej únie. (2006).Nariadenie (ES) č. 1907/2006 o registrácii, hodnotení, autorizácii a obmedzovaní chemikálií (REACH). Úradný vestník Európskej únie, L 396.
9, Satas, D. (Ed.). (1999).Príručka technológie lepidiel citlivých na tlak(3. vydanie). Warwick, RI: Satas & Associates.