8 2 3保護劑在微電機中的應用
曹西庚(西安微電機研究所)
隨著我軍現(xiàn)代化建設的發(fā)展，武器裝備日新月異，高新技術的應用不斷增加。家電市場的國產(chǎn)化趨勢同樣提出了趕超世界先進水平的要求。這一切都與微電機產(chǎn)品有著千絲萬縷的聯(lián)系，保質量、上水平、爭用戶、奪效益已經(jīng)成為不可回避的現(xiàn)實。除了狠抓全面質量管理，在現(xiàn)有基礎上革新挖潛以外，引用先進的科技成果往往可以帶來意想不到的效果。本文闡述國家“八五”重點推廣的科研成果“823保護劑”在微電機行業(yè)的推廣應用。
1 823保護劑的結構、性能和工藝特點
823保護劑全稱為“djb-823電接觸固體薄膜保護劑”。它是為解決電接觸的可靠性而研制的。但是人們在應用實踐中發(fā)現(xiàn)，它不僅對電接觸材料有提高接觸可靠性的作用，而且對許多金屬材料具有潤滑、防蝕和減磨作用。因此1991年正式更名為823保護劑。該保護劑之所以受到人們的信賴，是因為它具有特殊的結構特點、優(yōu)異的性能特點和簡便易行的工藝特點。
1．1結構特點
該保護劑是一種乳黃色臘狀固體，由附圖中所示的極性分子組成。其短鏈帶有負電荷，密集的電子云可進入過渡族金屬的空位軌道形成配位鍵力，相當于分子間引力(范德華力)的11～300倍。其長鏈帶有正電荷，具有良好的潤滑性和憎水性。這種特點不同于國外同類保護劑，因而它具有超過國外同類產(chǎn)品的優(yōu)異性能。當美國的貴金屬電鍍專家羅伯特·杜瓦博士在1982年發(fā)出“關于防銀變色，至少在目前階段還是夢想……”的斷言時，823保護劑已經(jīng)非常成功地解決了這個問題。
1.2性能特點
1.2.1 保護性能和潤滑性能
該保護劑的特殊結構使得它的分子像帶尾的鉚釘一樣牢固地附著在金屬材料上，而且由于它的分子微小，一般使用1μm的涂層就可排列200～300層分子，極為緊密地覆蓋在金屬表面，杜絕了腐蝕介質對金屬的侵襲。在形成摩擦副的一對金屬表面之間，分子的長鏈可隨著摩擦力的方向而擺動，起到潤滑和減磨作用，從而產(chǎn)生令人滿意的防護和潤滑效果。按有關標準進行的專項試驗結果證明，該保護劑的防濕熱、防鹽霧、防工業(yè)大氣、防手汗侵蝕性能都達到或者超過國外同類產(chǎn)品的水平；電接觸插拔力降低70％以上；45#鋼制摩擦副的干摩擦系數(shù)可由原來
的1下降到0.08～o.11。
1.2.2電氣性能
823保護劑是由兩種特殊結構的化合物經(jīng)過催化聚合而成的，本身具有良好的絕緣性能(絕緣電阻r≥10的10次方ω·cm)。但是涂覆在導體上的膜層在一定壓力和電場存在的條件下，可引起極性分子端基的電子云，產(chǎn)生“離域”作用，形成隧道型導電現(xiàn)象(1μm左右的膜層在不小于10×10的-2次方n／m㎡壓力下即可導電)，因此在導電材料的實際應用中又表現(xiàn)出良好的導電性能(相當于金屬間導電水平)。這種特性是一般的保護劑所望塵莫及的，因而被譽為“神奇的材料”。
1.2.3理化性能
生化試驗表明，823保護劑無毒、無氣味，不含對人體造成任何危害，其理化性能相當穩(wěn)定，不老化、不潮解、不升華、不吸塵，不溶于任何單一溶劑，在-60～+125℃范圍有穩(wěn)定的保護作用，短時間內(nèi)可使用于175℃環(huán)境。ph值為6.o～6.5，在弱酸弱堿條件下均有良好的保護作用。
1.3工藝特點
823保護劑的涂覆工藝簡單，不需要復雜昂貴的裝備。根據(jù)典型工件的結構特點自制金屬容器或購置玻璃儀器，用正丁醇、汽油混合溶劑在60±5℃水中加熱溶解即可涂覆。涂覆后的工件在120℃烘箱中保溫30～40min即形成固體保護膜。
823保護劑于1986年7月榮獲國家二等發(fā)明獎。
2 823保護劑的使用效果
823保護劑問世以后首先在軍工電子產(chǎn)品中應用，旨在解決電接觸可靠性問題，如：防銀變色和銅件氧化、防鍍鋅件長“白毛”、減小接插件的插拔力等。軍用飛機的電子控制系統(tǒng)應用該保護劑以后，年平均飛行的故障率降低80％，無效飛行減少1／3，各種電氣故障平均減少50％。海軍航空兵系統(tǒng)應用823保護劑7年的統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，各種電接觸故障率降低67.8％。
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