Диэлектрик – это любая изолирующая среда между двумя проводниками. Проще говоря, это непроводящий материал. Диэлектрические материалы используются для изготовления конденсаторов, для создания изолирующего барьера между двумя проводниками (например, в кроссоверных и многослойных схемах) и для герметизации схем.

Диэлектрические свойства

Эпоксидная смола обычно имеет следующие четыре диэлектрических свойства: VR, Dk, Df и диэлектрическую прочность.

• Объемное сопротивление (VR): Оно определяется как сопротивление, измеренное через материал при приложении напряжения в течение определенного периода времени. Согласно ASTM D257, для изоляционных изделий оно обычно больше или равно 0,1 тераом-метра при 25°C и больше или равно 1,0 мегаом-метра при 125°C.
• Диэлектрическая проницаемость (Дк): определяется как способность материала сохранять заряд при использовании в качестве диэлектрика конденсатора. Согласно ASTM D150, оно обычно меньше или равно 6,0 на частоте 1 кГц и 1 МГц и является безразмерной величиной, поскольку измеряется как отношение.
• Коэффициент рассеяния (Df) (также известный как коэффициент потерь или диэлектрические потери): определяется как мощность, рассеиваемая средой, обычно меньше или равна 0,03 при частоте 1 кГц, меньше или равна 0,05 при частоте 1 МГц.
• Диэлектрическая прочность (иногда называемая напряжением пробоя): максимальное электрическое поле, которое может выдержать материал до пробоя. Это важная характеристика для многих приложений, требующих больших токов или ампер. Как правило, диэлектрическая прочность эпоксидных смол составляет около 500 вольт на мил при 23°C для изоляционных изделий. В качестве практического примера: если электронная схема должна выдерживать напряжение 1000 В, потребуется минимум 2 мил диэлектрической эпоксидной смолы.

Объемное сопротивление, диэлектрическая проницаемость и коэффициент рассеяния могут быть определены экспериментально производителем клея; однако диэлектрическая прочность зависит от применения. Пользователи эпоксидных смол всегда должны проверять диэлектрическую прочность клея для конкретного применения.

Изменчивость диэлектрических свойств

Многие диэлектрические свойства будут меняться в зависимости от факторов, не связанных со свойствами основного материала, таких как температура, частота, размер образца, толщина образца и время. Некоторые внешние факторы и как они влияют на конечный результат.

• VR и температура

С повышением температуры материала VR снижается. Другими словами, это больше не изолятор. Основная причина этого заключается в том, что температура стеклования материала (Tg) превышает температуру стеклования (Tg), а молекулярное движение мономеров, запутанных в полимерной сетке, находится на самом высоком уровне. Это не только означает более низкую изоляцию по сравнению с комнатной температурой, но также приводит к снижению прочности и герметичности.

• Дк и температура

Диэлектрическая проницаемость эпоксидных смол, отверждаемых при комнатной температуре, увеличивается с температурой. Например, значение составляет 3,49 при 25°C, становится 4,55 при 100°C и 5,8 при 150°C. В общем, чем выше значение Dk, тем менее электроизолирующим является материал.

• Дк и частота (Rf)

В общем, Dk уменьшается с увеличением частоты. Как описано в разделе о влиянии температуры на Dk, эпоксидная смола, отверждаемая при комнатной температуре, имеет значение Dk 3,49 при 60 Гц, значение Dk 3,25 при 1 кГц и значение Dk 3,33 при 1 МГц.

Другими словами, с увеличением Rf изоляционные свойства клея возрастают. Следовательно, чем ниже значение Dk, тем больше материал действует как изолятор.

Общие приложения

Диэлектрические клеи используются в большинстве полупроводниковых и электронных упаковочных материалов. Некоторые примеры включают: заполнение полупроводниковых перевернутых кристаллов, размещение SMD на печатных платах и подложках, пассивацию пластин, сферические вершины для ИС, погружение медных колец, а также общую заливку и инкапсуляцию печатных плат. Все эти области требуют максимальной изоляции для устранения и предотвращения коротких замыканий.

Изоляционные изделия

Epoxy Technologies предлагает широкий спектр продуктов для диэлектрических применений, которые обладают структурными, оптическими и термическими свойствами, а также хорошими диэлектрическими свойствами. Все диэлектрические изделия являются электрическими изоляторами, но многие из них также являются проводниками тепла.