Funkcionalni silani obično imaju opću formulu Y-R-SiX₃, gdje je Y organska funkcionalna skupina (npr. amino, epoksi, vinil ili metakriloksi), koja osigurava reaktivnost ili kompatibilnost s organskim polimerima i smolama. SiX₃ je skupina koja se može hidrolizirati (npr. metoksi, etoksi ili klorid), što mu omogućuje stvaranje jakih siloksanskih (Si-O-Si) kovalentnih veza s anorganskim površinama (npr. staklene, metalne i silikonske pločice).
Njegova temeljna funkcija je izgradnja snažnog "molekularnog mosta" između materijala različitih svojstava, čime se rješava niz ključnih problema kao što su prianjanje sučelja, naprezanje, korozija, izolacija/vodljivost itd.
Njegove glavne primjene u elektronici i optoelektronici:
Jedan. Pakiranje i proizvodnja poluvodiča
Ovo je jedna od temeljnih primjena funkcionalnih silana i ključna je za pouzdanost čipa.
Pričvršćivanje matrice:
Primjena: Ljepilo za pričvršćivanje (obično epoksidna smola) potrebno je za pričvršćivanje silikonskih čipova na olovne okvire ili podloge.
Namjena: Dodavanje aminosilana (kao što je APTES) ili epoksisilana kao sredstava za spajanje značajno poboljšava čvrstoću veze između epoksidne smole i stražnje strane čipa (anorganski sloj SiO₂) i okvira od olova (metal, poput bakra ili srebra). Ovo učinkovito sprječava pucanje i raslojavanje na međufazi uzrokovano neusklađenošću koeficijenta toplinskog širenja tijekom toplinskog ciklusa, poboljšavajući pouzdanost pakiranja.
Epoksidna smjesa za kalupljenje (EMC):
Primjena: Epoksidna masa za kalupljenje koja se koristi za kapsuliranje i zaštitu strugotine.
Namjena: Također dodani kao sredstva za spajanje, aminosilani ili epoksisilani jačaju međufaznu vezu između epoksidne smole i punila (anorganski materijal, kao što je sferični prah od taljenog silicijevog dioksida). Ovo ne samo da poboljšava mehaničku čvrstoću materijala, već i značajno smanjuje upijanje vlage, sprječavajući "popcorn efekt" i minimizirajući koroziju i kratke spojeve uzrokovane prodorom vlage.
Underfill:
Primjena: Koristi se u paketima flip-chip i BGA (ball grid array) za popunjavanje praznine između čipa i podloge.
Namjena: Epoxysilane je ključna komponenta. Spaja se s pasivizirajućim slojem SiO₂ čipa i površinom podloge supstrata, kao i s matricom epoksidne smole, tvoreći snažan tampon za naprezanje. Ovo apsorbira i raspoređuje toplinska i mehanička naprezanja, štiteći osjetljive lemljene spojeve i sprječavajući lomove uslijed zamora.
Površinska obrada u proizvodnji oblatni:
Primjena: Izvodi procese na razini-vafera kao što je privremeno lijepljenje/odvajanje i fotolitografija.
Namjena: Specijalizirani silani (kao što su promotori prianjanja) koriste se za modificiranje površine pločice, poboljšavajući prianjanje fotorezista na površinu pločice i sprječavajući izobličenje uzorka. Određeni silani također se mogu koristiti za promjenu hidrofobnosti ili hidrofilnosti površine ploče.
Dva. Proizvodnja tiskanih ploča (PCB).
Materijal podloge (CCL):
Primjena: Prilikom proizvodnje laminata presvučenih-bakrom (kao što je FR-4), tkanina od staklenih vlakana mora biti impregnirana epoksidnom smolom.
Namjena: Nakon tkanja, tkanina od staklenih vlakana tretira se aminosilanom ili vinilsilanom. Ovi silani djeluju kao "sredstva za tretiranje", stvarajući snažnu kemijsku vezu između staklenih vlakana (anorganskih) i smole (organskih), značajno poboljšavajući mehanička svojstva laminata (čvrstoću savijanja i žilavost) i električnu pouzdanost (otpornost na CAF/vodljivu anodnu nit).
Maska za lemljenje:
Primjena: tinta nanesena na površinu PCB-a za zaštitu i izolaciju.
Namjena: Dodatak silanskog agensa za spajanje poboljšava prianjanje tinte na različite podloge (bakar, staklena vlakna i smola za podlogu), osiguravajući da sloj maske za lemljenje ne stvara mjehuriće ili se ne ljušti tijekom naknadne obrade (kao što je izravnavanje vrućim zrakom i sastavljanje).
Tri. Tehnologija zaslona
Spajanje polarizatora:
Primjena: Pričvršćivanje polarizatora na staklene podloge (LCD) ili OLED ploče.
Svrha: Dodavanje epoksisilana ili akriloksisilana ljepilima (obično akrilnim ljepilima osjetljivim na-pritisak (PSA)) značajno poboljšava prianjanje na ultra-glatke staklene površine, sprječava podizanje i ljuštenje rubova i osigurava jednolikost prikaza i dugoročnu-pouzdanost.
Enkapsulant:
Primjena: Osobito OLED uređaji i uređaji s kvantnom točkom iznimno su osjetljivi na vlagu i kisik, pa su za zaštitu potrebni enkapsulatori visokih{0}}učinkovitosti.
Namjena: upotreba funkcionalnih silana u inkapsulantima (kao što su epoksidni ili silikonski sustavi) poboljšava prianjanje na filmove za staklene pokrove ili zaštitne filmove, tvoreći gusti sloj za kapsuliranje-bez nedostataka i značajno produžujući životni vijek uređaja.
Anti{0}}sloj protiv refleksije/-odsjaja (AR/AG premaz):
Primjena: Nanosi se na površine zaslona za smanjenje refleksije i odsjaja. Funkcija: Tekućina za premazivanje često sadrži komponente silana, koje ne samo da se mogu dobro vezati sa staklenom podlogom, već također pružaju točke sidrišta za nanočestice (kao što je SiO₂) u prevlaci, tvoreći jak i-funkcionalni film otporan na habanje.
ČETIRI. Fotonaponski (solarne ćelije)
EVA/POE ljepljivi film:
Primjena: Materijal za laminiranje modula solarnih ćelija, koristi se za spajanje ćelija, stakla i stražnjih ploča.
Namjena: Vinil silani ili aminosilani dodaju se kao sredstva za umrežavanje i sredstva za spajanje. Oni sudjeluju u reakciji kemijskog umrežavanja EVA smole, tvoreći tro-dimenzionalnu mrežnu strukturu. Oni također značajno povećavaju čvrstoću veze između EVA, stakla i zadnjeg sloja (fluoropolimer), sprječavajući raslojavanje i osiguravajući životni vijek modula od preko 25 godina.
Stražnja strana:
Primjena: štiti više{0}}slojnu kompozitnu foliju na stražnjoj strani modula.
Namjena: Kod proizvodnje kompozitnih filmova koji se sastoje od središnjeg sloja (npr. PET) i fluoriranog sloja -otpornog na vremenske uvjete, silanska sredstva za spajanje koriste se za tretiranje sučelja kako bi se spriječilo raslojavanje između slojeva.
Srebrne i aluminijske paste:
Primjena: Koristi se za ispis elektroda na solarnim ćelijama.
Namjena: Dodavanje male količine silana poboljšava disperziju metalnog praha u organskom nosaču i poboljšava prianjanje između elektrode i silicijske pločice nakon sinteriranja, smanjujući serijski otpor.
PET. Svjetleće-diode (LED)
Fosforno ljepilo za kapsuliranje:
Primjena: Raspršuje fosforni prah (anorganski) u silikonskoj ili epoksidnoj smoli i nanosi ga na LED čipove kako bi se postigla konverzija bijele svjetlosti.
Namjena: Površinska obrada fosfornog praha (obično granatnih materijala kao što je YAG:Ce) korištenjem aminosilana i drugih sredstava može: Poboljšati jednolikost disperzije fosfora u koloidu i spriječiti sedimentaciju i aglomeraciju. Poboljšajte međupovršinsko povezivanje između fosfora i organskog koloida, smanjujući raspršenje svjetlosti i poboljšavajući učinkovitost svjetlosti i kvalitetu ispisa. Ublažite međufazni stres uzrokovan razlikama u koeficijentima toplinskog širenja, sprječavajući koloidno pucanje i degradaciju performansi.
Funkcionalni silani igraju ključnu ulogu u poljima elektronike i optoelektronike.
Njihova temeljna vrijednost leži u:
Poboljšanje međupovršinske adhezije: Rješavanje izazova vezivanja između različitih materijala (organskih i anorganskih).
Poboljšanje mehaničkih svojstava: Povećanje čvrstoće kompozitnih materijala i smanjenje unutarnjeg naprezanja.
Poboljšanje otpornosti na okoliš: otpornost na vlagu i koroziju, povećanje dugoročne-pouzdanosti.
Optimiziranje električnih performansi: Osiguravanje izolacije ili poboljšanje vodljivih sučelja. Funkcionalizacija: Koristi se u pripremi raznih funkcionalnih premaza.
Iako je njihova upotreba mala, oni su ključni materijali za postizanje visokih-učinkovitosti, visoke-pouzdanosti elektroničkih uređaja. Kako se elektronički uređaji razvijaju prema višim performansama, manjoj veličini i većoj fleksibilnosti, zahtjevi za materijale sučelja postaju sve stroži, a važnost funkcionalnih silana nastavit će rasti.
