Silikona savienojumi tiek izmantoti tūkstošiem elektronisko sistēmu, lai blīvētu, līmētu, pārklātu un iekapsulētu komponentus un nodrošinātu to drošu darbību skarbos apstākļos. Laboratorijas turpina pilnveidot silikonus, lai atvieglotu to lietošanu un nodrošinātu plašāku īpašību klāstu.
Kopš 20. gadsimta 80. gadiem elektronikas nozare ir strauji attīstījusies, jo, palielinoties tranzistoru skaitam, ir ievērojami uzlabojusies veiktspēja, vienlaikus paverot ceļu miniaturizācijai. Sākotnēji izstrādātas datoru un sakaru sistēmām, tagad elektroniskās shēmas tiek plaši izmantotas gandrīz visās nozīmīgākajās rūpniecības nozarēs, sākot ar satelītu sistēmām kosmosā un beidzot ar cilvēkiem implantējamām medicīnas ierīcēm. Lai šīs sistēmas darbotos pareizi, tajās iekļautajām elektroniskajām shēmām jābūt aizsargātām pret ekstrēmām temperatūrām, piesārņojumu, triecieniem un vibrācijām, kā arī skarbiem vides apstākļiem.
Silikoniem ir bijusi nozīmīga loma elektronikas revolūcijā, jo tie nodrošina uzlabotu veiktspēju, noslēdzot un pārklājot jutīgu elektroniku. Uzņēmējdarbībā, sadzīvē un militārajā jomā silikons ir atkarīgs no tā, kā aizsargāt elektroniskos komponentus no karstuma, mitruma, piesārņojuma un nejaušiem bojājumiem. Gadu gaitā ir palielinājies to pielietojumu skaits, kuros izmanto silikonus, jo, palielinoties karstumam, ko rada papildu tranzistori, kas ievietoti mazākās ierīcēs, ir nepieciešama augstāka temperatūras izturība, lai nodrošinātu uzticamību. Pateicoties to izcilajām īpašībām, silikoni nodrošina aizsardzību elektroniskajām sistēmām, kurām jāstrādā dažādās vidēs.
Noklikšķiniet uz attēla, lai skatītu videoklipu
Unikāla silikona īpašību kombinācija
Silikoniem ir atšķirīga molekulārā struktūra no epoksīdiem un citiem organiskajiem polimēriem. Siloksāna saišu (-Si-O-Si-), kas veido silikona savienojumu pamatu, raksturs piešķir tiem īpašības, kādas nav sastopamas citos organiskajos polimēros. Šo siloksāna saišu ģeometrija, stabilitāte un augstā saistīšanās enerģija padara silikonus elastīgākus un izturīgākus pret augstām temperatūrām nekā citi polimēri. Šī retā elastības un izturības pret augstām temperatūrām kombinācija ir tas, kas atšķir silikonus no citiem.
Silikoni labi saķeras ar daudzām virsmām, un tiem piemīt daudzas citas noderīgas īpašības Tiem ir relatīvi zema dielektriskā konstante, augsta dielektriskā izturība, zems izkliedes koeficients, un tie ir izcili elektriskie izolatori – īpašības, kas maz mainās līdz ar frekvenci. Silikoni ir izturīgi, noturīgi pret vēju, lietu un ultravioletajiem stariem, ar minimālu ietekmi uz fizikālajām, mehāniskajām un elektriskajām īpašībām.
Silikoni parasti spēj izturēt temperatūras no -55 °C līdz 200 °C, un īpašas kompozīcijas spēj izturēt temperatūras līdz pat 300 °C, saglabājot citas labvēlīgās īpašības. Faktiskais darba temperatūras diapazons un silikonu temperatūras stabilitātes pakāpe var atšķirties. Tā kā silikonu īpašības saglabājas stabilas augstā temperatūrā, tie var izturēt karstumu, kas raksturīgs daudzām darba vidēm.
Konformālie pārklājumi
Silikona konformālie pārklājumi elektriski izolē visus iespiedshēmas plates (PCB) vadītājus un aizsargā elektroniku no mitruma, ekstrēmām temperatūrām, korozīviem materiāliem un vibrācijas. Šiem pārklājumiem, kas pārklāti plānā, viendabīgā slānī ražošanas pēdējos posmos, ir zema viskozitāte un laba adhēzija, kas nodrošina vieglu plūstamību, pielāgojas elektroniskā mezgla kontūrām un līdz minimumam samazina mitruma un citu kaitīgu piesārņotāju uzkrāšanos. Silikona pārklājumi var būt optiski caurspīdīgi vai ar zemu emisijas līmeni.
Tā kā tie ir mīksti plašā temperatūras diapazonā, silikonus bieži izmanto zemas spriedzes lietojumos, lai aizsargātu jutīgus komponentus sarežģītās vidēs. Elastīgus silikona elastomēra pārklājumus var uzklāt biezākā slānī nekā epoksīdsveķu pārklājumus, nodrošinot augstāku aizsardzības līmeni vietās, kur nepieciešama maksimāla vibrāciju slāpēšana. Silikona pārklājumiem ir papildu priekšrocība – tos ir vieglāk pārstrādāt nekā citus materiālus.
Potēšanas maisījums.
Pateicoties to mīkstumam, augstajai temperatūras izturībai, izturībai un elektriskās izolācijas īpašībām, silikoni ir piemēroti daudziem podošanas un blīvēšanas veidiem. Silikonus parasti izmanto situācijās, kad nepieciešama siltumizolācija vai spēcīgas elektriskās izolācijas īpašības. Siltumu vadošus silikona savienojumus izmanto, lai pārklātu tādas iekārtas kā barošanas avoti, taisngrieži, transformatori un sensori, novadot siltumu no šiem komponentiem un aizsargājot tos no putekļiem, mitruma, ekstrēmām temperatūrām un vibrācijas. Otto-chemie silikona hermētiķi elektronikai
Uz silikona bāzes izgatavoti materiāli, kas aizsargā jutīgus kailus un vadu savienotājus. Īpaši izstrādāti tiksotropai iedarbībai, šie uzlejamie produkti vienmērīgi plūst, reaģējot uz slodzi uzklāšanas laikā, – pārklāj diegu un aizpilda spraugas starp vadiem, vienlaikus strauji palielinot viskozitāti, lai novērstu to noplūdi ārpus mērķa zonas. Silikona pildvielas nodrošina elastīgu barjeru pret piesārņotājiem un saglabā maigu matricu un vadus.
Daudzās nozarēs tiek izmantoti silikoni
Silikona bāzes līmes, hermētiķi, pārklājumu veidošanas un iegremdēšanas savienojumi tiek izmantoti simtiem patērētāju, uzņēmumu, medicīnas un militāro elektronisko sistēmu. Silikonus izmanto, lai blīvētu, līmētu un pārklātu mehāniskās un elektriskās detaļas, piemēram, apgaismojumu, strāvas tranzistorus, taisngriežus un termiskos slēdžus mobilajos telefonos, klēpjdatoros, biroja iekārtās un citos datoru un sakaru produktos. Tie aizsargā saules elektrostaciju, spēļu sistēmu, televizoru, kameru un sadzīves tehnikas elektroniskos komponentus, palielinot tūkstošiem plaša patēriņa elektronisko sistēmu uzticamību un pagarinot to kalpošanas laiku.
Silikonus izmanto automobiļu apgaismojuma un citās sistēmās, tostarp gaisa spilvenos, bremžu, aizdedzes, degvielas, gaisa un transmisijas sistēmās, lai aizsargātu elektroniskās detaļas no piesārņotājiem un izolētu tās no ekstrēmām temperatūrām. Kosmiskās aviācijas sistēmās silikona līmes, hermētiķi un hermētiķi aizsargā elektroniku no mitruma un piesārņojuma plašā ekstremālu temperatūru diapazonā, nodrošinot šo sarežģīto sistēmu darbības integritāti. Dzirdes aparāti, pulsa oksimetri, defibrilatori un citas medicīnas ierīces izmanto silikonus, lai palielinātu to uzticamību. Silikonus bieži izmanto energoelektronikā un augstfrekvenču lietojumos, aizsargājot pusvadītājus tādās sistēmās kā mobilo telefonu bāzes torņi, kas bieži ir pakļauti skarbiem laikapstākļiem.