Funkčné silány majú zvyčajne všeobecný vzorec Y-R-SiX3, kde Y je organická funkčná skupina (napr. amino, epoxy, vinyl alebo metakryloxy), ktorá poskytuje reaktivitu alebo kompatibilitu s organickými polymérmi a živicami. SiX₃ je hydrolyzovateľná skupina (napr. metoxy, etoxy alebo chlorid), ktorá jej umožňuje vytvárať silné siloxánové (Si-O-Si) kovalentné väzby s anorganickými povrchmi (napr. sklenené, kovové a kremíkové doštičky).
Jeho hlavnou funkciou je vybudovať silný „molekulárny most“ medzi materiálmi rôznych vlastností, čím sa rieši séria kľúčových problémov, ako je adhézia rozhrania, napätie, korózia, izolácia/vodivosť atď.
Jeho hlavné aplikácie v elektronike a optoelektronike:
Jeden. Balenie a výroba polovodičov
Toto je jedna zo základných aplikácií funkčných silánov a je rozhodujúca pre spoľahlivosť čipu.
Pripevnenie matrice:
Použitie: Na pripevnenie kremíkových čipov k oloveným rámom alebo substrátom je potrebné lepidlo na prichytenie raznice (zvyčajne epoxidová živica).
Účel: Pridanie aminosilanov (ako je APTES) alebo epoxysilánov ako spojovacích činidiel výrazne zlepšuje pevnosť väzby medzi epoxidovou živicou a zadnou stranou čipu (anorganická vrstva SiO₂) a oloveným rámom (kovom, ako je meď alebo striebro). To účinne zabraňuje praskaniu na rozhraní a delaminácii spôsobenému nesúladom koeficientu tepelnej rozťažnosti počas tepelných cyklov, čím sa zlepšuje spoľahlivosť balenia.
Epoxidová formovacia zmes (EMC):
Použitie: Epoxidová formovacia hmota používaná na zapuzdrenie a ochranu triesok.
Účel: Pridané ako spojovacie činidlá, aminosilány alebo epoxysilány posilňujú medzifázovú väzbu medzi epoxidovou živicou a plnivom (anorganický materiál, ako je sférický prášok taveného oxidu kremičitého). To nielenže zlepšuje mechanickú pevnosť materiálu, ale tiež výrazne znižuje absorpciu vlhkosti, zabraňuje "efektu popcornu" a minimalizuje koróziu a skraty spôsobené vniknutím vlhkosti.
Nedostatočné vyplnenie:
Aplikácia: Používa sa vo flip{0}}čipe a BGA (guličkové mriežkové pole) na vyplnenie medzery medzi čipom a substrátom.
Účel: Epoxysilán je kľúčovou zložkou. Spája sa s pasivačnou vrstvou SiO₂ čipu a povrchom podložky substrátu, ako aj s matricou z epoxidovej živice, čím vytvára silný tlmič napätia. To absorbuje a rozdeľuje tepelné a mechanické namáhanie, chráni jemné spájkované spoje a zabraňuje únavovému lomu.
Povrchová úprava pri výrobe plátkov:
Aplikácia: Vykonáva procesy na úrovni plátkov{0}}, ako je dočasné spájanie/odlepovanie a fotolitografia.
Účel: Špecializované silány (ako sú promótory adhézie) sa používajú na úpravu povrchu plátku, čím sa zvyšuje priľnavosť fotorezistu k povrchu plátku a zabraňuje sa deformácii vzoru. Určité silány môžu byť tiež použité na zmenu hydrofóbnosti alebo hydrofilnosti povrchu plátku.
Dvaja. Výroba dosiek plošných spojov (PCB).
Materiál substrátu (CCL):
Použitie: Pri výrobe laminátov potiahnutých meďou (napríklad FR-4) je potrebné impregnovať tkaninu zo sklenených vlákien epoxidovou živicou.
Účel: Po tkaní sa tkanina zo sklenených vlákien ošetrí aminosilanom alebo vinylsilanom. Tieto silány pôsobia ako "ošetrujúce činidlá", vytvárajú silnú chemickú väzbu medzi skleneným vláknom (anorganické) a živicou (organickou), čím výrazne zlepšujú mechanické vlastnosti laminátu (pevnosť v ohybe a húževnatosť) a elektrickú spoľahlivosť (odolnosť voči CAF/vodivé anodické vlákno).
Spájkovacia maska:
Aplikácia: Atrament nanesený na povrch PCB na ochranu a izoláciu.
Účel: Pridanie silánového spojovacieho činidla zlepšuje priľnavosť atramentu k rôznym substrátom (meď, sklenené vlákna a substrátová živica), čím sa zabezpečí, že vrstva spájkovacej masky počas následného spracovania (ako je vyrovnávanie a montáž horúcim vzduchom) nebublinkuje ani sa neodlupuje.
Tri. Technológia displeja
Lepenie polarizátorom:
Použitie: Pripevnenie polarizátorov na sklenené substráty (LCD) alebo OLED panely.
Účel: Pridanie epoxysilánov alebo akryloxysilánov do lepidiel (zvyčajne akrylových na tlak -citlivých lepidiel (PSA)) výrazne zlepšuje priľnavosť k ultra-hladkým skleneným povrchom, zabraňuje zdvíhaniu a odlupovaniu hrán a zabezpečuje jednotnosť zobrazenia a dlhodobú{2}}spoľahlivosť.
Enkapsulačná látka:
Použitie: Najmä zariadenia OLED a kvantové bodky sú mimoriadne citlivé na vlhkosť a kyslík a na ochranu vyžadujú-výkonné zapuzdrené látky.
Účel: Použitie funkčných silánov v zapuzdrovacích látkach (ako sú epoxidové alebo silikónové systémy) zvyšuje priľnavosť k skleneným krycím fóliám alebo bariérovým fóliám, vytvára hustú, zapuzdrenú-vrstvu bez defektov a výrazne predlžuje životnosť zariadenia.
Anti-reflexná/anti{1}}reflexná vrstva (AR/AG Coating):
Aplikácia: Aplikuje sa na povrchy obrazoviek na zníženie odrazov a odleskov. Funkcia: Náterová kvapalina často obsahuje silánové zložky, ktoré sa môžu nielen dobre spájať so skleneným substrátom, ale poskytujú aj kotviace body pre nanočastice (ako je SiO₂) v nátere, čím vytvárajú pevný a oteruvzdorný- funkčný film.
ŠTYRI. Fotovoltaické (solárne články)
Lepiaca fólia EVA/POE:
Použitie: Laminovací zapuzdrovací materiál pre moduly solárnych článkov, ktorý sa používa na lepenie článkov, skla a zadných fólií.
Účel: Vinylsilány alebo aminosilány sa pridávajú ako zosieťovacie a kopulačné činidlá. Zúčastňujú sa chemickej zosieťovacej reakcie živice EVA, čím vytvárajú trojrozmernú sieťovú štruktúru. Tiež výrazne zvyšujú pevnosť väzby medzi EVA, sklom a zadnou fóliou (fluoropolymér), čím zabraňujú delaminácii a zabezpečujú životnosť modulu viac ako 25 rokov.
Zadný list:
Aplikácia: Chráni viac{0}}vrstvový kompozitný film na zadnej strane modulu.
Účel: Pri výrobe kompozitných fólií zložených z vrstvy jadra (napr. PET) a fluórovanej vrstvy odolnej voči poveternostným vplyvom sa na úpravu rozhrania používajú silánové spojovacie činidlá, aby sa zabránilo delaminácii medzi vrstvami.
Strieborné a hliníkové pasty:
Použitie: Používa sa na tlač elektród na solárne články.
Účel: Pridanie malého množstva silánu zlepšuje disperziu kovového prášku v organickom nosiči a zvyšuje priľnavosť medzi elektródou a kremíkovým plátkom po spekaní, čím sa znižuje sériový odpor.
PÄŤ. Svetelné-diódy (LED)
Fosforové enkapsulačné lepidlo:
Použitie: Disperguje fosforový prášok (anorganický) v silikónovej alebo epoxidovej živici a nanáša ho na LED čipy, aby sa dosiahla konverzia bieleho svetla.
Účel: Povrchová úprava fosforového prášku (typicky granátové materiály ako YAG:Ce) s použitím aminosilánov a iných činidiel môže: Zlepšiť rovnomernosť disperzie fosforu v koloide a zabrániť sedimentácii a aglomerácii. Zlepšite medzifázovú väzbu medzi fosforom a organickým koloidom, znížite rozptyl svetla a zlepšíte svetelnú účinnosť a kvalitu výstupu. Zmierňuje medzifázové napätie spôsobené rozdielmi v koeficientoch tepelnej rozťažnosti, zabraňuje praskaniu koloidov a degradácii výkonu.
Funkčné silany hrajú kľúčovú úlohu v oblasti elektroniky a optoelektroniky.
Ich hlavná hodnota spočíva v:
Zlepšenie medzifázovej adhézie: Riešenie problémov spojených s lepením medzi odlišnými materiálmi (organické a anorganické).
Zlepšenie mechanických vlastností: Zvýšenie pevnosti kompozitných materiálov a zmiernenie vnútorného napätia.
Zlepšenie odolnosti voči životnému prostrediu: Odolnosť voči vlhkosti a korózii, čím sa zvyšuje-dlhodobá spoľahlivosť.
Optimalizácia elektrického výkonu: Zabezpečenie izolácie alebo zlepšenie vodivých rozhraní. Funkcionalizácia: Používa sa pri príprave rôznych funkčných náterov.
Aj keď je ich použitie malé, sú kľúčovými materiálmi na dosiahnutie vysoko{0}}výkonných a{1}}spoľahlivých elektronických zariadení. Ako sa elektronické zariadenia vyvíjajú smerom k vyššiemu výkonu, menšej veľkosti a väčšej flexibilite, požiadavky na materiály rozhrania sú čoraz prísnejšie a význam funkčných silánov bude naďalej rásť.
