Funktsionaalsetel silaanidel on tavaliselt üldvalem Y-R-SiX3, kus Y on orgaaniline funktsionaalrühm (nt amino-, epoksü-, vinüül- või metakrüüloksürühm), mis tagab reaktsioonivõime või ühilduvuse orgaaniliste polümeeride ja vaikudega. SiX₃ on hüdrolüüsitav rühm (nt metoksü-, etoksü- või kloriid), mis võimaldab sellel moodustada tugevaid siloksaani (Si-O-Si) kovalentseid sidemeid anorgaaniliste pindadega (nt klaas-, metall- ja räniplaadid).
Selle põhiülesanne on ehitada tugev "molekulaarne sild" erinevate omadustega materjalide vahele, lahendades sellega rea põhiprobleeme, nagu liidese adhesioon, pinge, korrosioon, isolatsioon/juhtivus jne.
Selle peamised rakendused elektroonikas ja optoelektroonikas:
Üks. Pooljuhtide pakendamine ja tootmine
See on funktsionaalsete silaanide üks peamisi rakendusi ja on kiibi töökindluse seisukohalt ülioluline.
Die Kinnita:
Kasutamine: Ränikiipide kinnitamiseks pliiraamidele või aluspindadele on vaja stantsitud liimi (tavaliselt epoksüvaiku).
Eesmärk: aminosilaanide (nagu APTES) või epoksüsilaanide lisamine sideainetena parandab oluliselt sideme tugevust epoksüvaigu ja kiibi tagakülje (anorgaaniline SiO₂ kiht) ja pliiraami (metall, nt vask või hõbe) vahel. See hoiab tõhusalt ära liidese pragunemise ja kihistumise, mis on põhjustatud soojuspaisumisteguri mittevastavusest termilise tsükli ajal, parandades pakendi töökindlust.
Epoksüvormimisühend (EMC):
Kasutusala: Epoksüvormimise segu, mida kasutatakse laastude kapseldamiseks ja kaitsmiseks.
Eesmärk: Sideainena lisatud aminosilaanid või epoksüsilaanid tugevdavad epoksüvaigu ja täiteaine (anorgaaniline materjal, näiteks sulatatud ränidioksiidi sfääriline pulber) vahelist sidet. See mitte ainult ei paranda materjali mehaanilist tugevust, vaid vähendab oluliselt ka niiskuse imendumist, vältides "popkorni efekti" ja minimeerides niiskuse sissetungimisest põhjustatud korrosiooni ja lühiseid.
Alatäitmine:
Kasutamine: kasutatakse flip{0}}kiibi ja BGA (pallivõre massiivi) pakettides, et täita kiibi ja substraadi vahelist tühimikku.
Eesmärk: Epoksüsilaan on võtmekomponent. See seostub nii kiibi SiO₂ passiveerimiskihi kui ka substraadi padjapinnaga, samuti epoksüvaigu maatriksiga, moodustades tugeva pingepuhvri. See neelab ja jaotab termilisi ja mehaanilisi pingeid, kaitstes õrnaid jooteühendusi ja vältides väsimusmurde.
Pinnatöötlus vahvlite tootmisel:
Rakendus: teostab vahvli{0}}tasandi protsesse, nagu ajutine sidumine/lahtistamine ja fotolitograafia.
Eesmärk: Vahvli pinna muutmiseks kasutatakse spetsiaalseid silaane (nagu adhesiooni soodustajaid), mis parandavad fotoresisti nakkumist vahvli pinnaga ja väldivad mustri moonutusi. Teatud silaane saab kasutada ka vahvli pinna hüdrofoobsuse või hüdrofiilsuse muutmiseks.
Kaks. Trükkplaatide (PCB) tootmine
Substraadi materjal (CCL):
Kasutusala: vask-plakeeritud laminaatide (nagu FR-4) valmistamisel tuleb klaaskiudkangas epoksüvaiguga immutada.
Eesmärk: Pärast kudumist töödeldakse klaaskiudkangast aminosilaani või vinüülsilaaniga. Need silaanid toimivad "töötlemisainetena", luues tugeva keemilise sideme klaaskiu (anorgaaniline) ja vaigu (orgaaniline) vahel, parandades oluliselt laminaadi mehaanilisi omadusi (paindetugevus ja sitkus) ja elektrilist töökindlust (vastupidavus CAF-le/juhtivale anoodkiule).
Jootemask:
Kasutamine: trükkplaadi pinnale kantud tint kaitseks ja isolatsiooniks.
Eesmärk: silaani sidumisaine lisamine parandab tindi nakkumist erinevate aluspindadega (vask, klaaskiud ja substraatvaik), tagades, et jootemaski kiht ei mullita ega kooruks järgneva töötlemise (nt kuuma õhu tasandamine ja kokkupanek) käigus.
Kolm. Kuvamistehnoloogia
Polarisaatori liimimine:
Kasutamine: polarisaatorite kinnitamine klaasalustele (LCD-dele) või OLED-paneelidele.
Eesmärk: epoksüsilaanide või akrüüloksüsilaanide lisamine liimidele (tavaliselt akrüül-survetundlikud -liimid (PSA-d)) parandab märkimisväärselt nakkumist ülisiledate klaaspindadega, vältides servade tõusmist ja koorumist ning tagades kuva ühtluse ja pikaajalise{2}}kindluse.
Kapseldaja:
Kasutusala: OLED- ja kvantpunktseadmed on eriti tundlikud niiskuse ja hapniku suhtes ning vajavad kaitseks suure jõudlusega{0}}kapseldajaid.
Eesmärk: funktsionaalsete silaanide kasutamine kapseldajates (nagu epoksü- või silikoonsüsteemid) suurendab nakkumist klaaskattekilede või tõkkekiledega, moodustades tiheda, defektideta-kapselduskihi ja pikendades oluliselt seadme kasutusiga.
Peegeldusvastane-/pimestamisvastane-kate (AR/AG kate):
Kasutamine: rakendatakse kuvari pindadele, et vähendada peegeldust ja pimestamist. Funktsioon: kattevedelik sisaldab sageli silaanikomponente, mis mitte ainult ei saa hästi klaasalusega haakuda, vaid pakuvad ka kattes olevate nanoosakeste (nt SiO₂) kinnituspunkte, moodustades tugeva ja kulumiskindla funktsionaalse kile.
NELI. Fotogalvaaniline (päikesepatarei)
EVA/POE kleepkile:
Kasutusala: päikesepatarei moodulite lamineeriv kapslimaterjal, mida kasutatakse elementide, klaasi ja tagakihtide ühendamiseks.
Eesmärk: ristsildajate ja sidestusainetena lisatakse vinüülsilaane või aminosilaane. Nad osalevad EVA vaigu keemilises ristsidumise reaktsioonis, moodustades kolmemõõtmelise võrgustiku struktuuri. Samuti suurendavad need märkimisväärselt sidetugevust EVA, klaasi ja tagakihi (fluoropolümeer) vahel, hoides ära delaminatsiooni ja tagades mooduli eluea üle 25 aasta.
Tagaleht:
Kasutamine: kaitseb mooduli tagaküljel olevat mitmekihilist{0}}komposiitkilet.
Eesmärk: südamikukihist (nt PET) ja fluoritud ilmastikukindlast kihist koosnevate komposiitkilede valmistamisel kasutatakse silaani sidestusaineid liidese töötlemiseks, et vältida kihtidevahelist delaminatsiooni.
Hõbeda- ja alumiiniumpastad:
Kasutamine: kasutatakse elektroodide trükkimiseks päikesepatareidele.
Eesmärk: Väikese koguse silaani lisamine parandab metallipulbri dispersiooni orgaanilises vehiiklis ja suurendab pärast paagutamist elektroodi ja ränivahvli vahelist adhesiooni, vähendades seeria takistust.
VIIS. Valgusdioodid (LED){1}
Fosfori kapseldamise liim:
Kasutamine: dispergeerib fosforipulbri (anorgaaniline) silikoon- või epoksüvaigus ja katab selle LED-kiipidele, et saavutada valge valguse muundamine.
Eesmärk: fosforipulbri (tavaliselt granaatmaterjalid, nagu YAG:Ce) pinnatöötlus aminosilaanide ja muude ainete abil võib: parandada fosfori dispersiooni ühtlust kolloidis ning vältida settimist ja aglomeratsiooni. Suurendage fosfori ja orgaanilise kolloidi vahelist liidese sidet, vähendades valguse hajumist ning parandades valguse tõhusust ja väljundkvaliteeti. Leevendab soojuspaisumistegurite erinevustest põhjustatud liideste pinget, vältides kolloidi pragunemist ja jõudluse halvenemist.
Funktsionaalsed silaanid mängivad elektroonika ja optoelektroonika valdkonnas otsustavat rolli.
Nende põhiväärtus seisneb:
Liidese adhesiooni parandamine: erinevate materjalide (orgaanilised ja anorgaanilised) vahelise liimimisprobleemide lahendamine.
Mehaaniliste omaduste parandamine: komposiitmaterjalide tugevuse suurendamine ja sisemise pinge leevendamine.
Keskkonnakindluse parandamine: niiskus- ja korrosioonikindlus, mis suurendab pikaajalist{0}}töökindlust.
Elektrilise jõudluse optimeerimine: isolatsiooni tagamine või juhtivate liideste parandamine. Funktsionaliseerimine: kasutatakse erinevate funktsionaalsete katete valmistamisel.
Kuigi neid kasutatakse vähe, on need olulised materjalid suure{0}}jõudlusega ja suure{1}}usaldusväärsete elektroonikaseadmete saavutamiseks. Kuna elektroonikaseadmed arenevad suurema jõudluse, väiksemate mõõtmete ja suurema paindlikkuse suunas, muutuvad liidese materjalidele esitatavad nõuded üha karmimaks ja funktsionaalsete silaanide tähtsus kasvab jätkuvalt.
