Un dieléctrico es cualquier medio aislante entre dos conductores. En pocas palabras, es un material no conductor. Los materiales dieléctricos se utilizan para fabricar condensadores, para proporcionar una barrera aislante entre dos conductores (por ejemplo, en circuitos cruzados y multicapa) y para encapsular circuitos.

Propiedades dieléctricas

La resina epoxi suele tener las siguientes cuatro propiedades dieléctricas: VR, Dk, Df y rigidez dieléctrica.

• Resistividad de volumen (VR): Se define como la resistencia medida a través del material cuando se aplica un voltaje durante un período de tiempo específico. Según ASTM D257, para productos de aislamiento, generalmente es mayor o igual a 0,1 tera ohmímetro a 25 °C y mayor o igual a 1,0 mega ohmímetro a 125 °C.
• Constante dieléctrica (Dk): se define como la capacidad del material para almacenar carga cuando se utiliza como dieléctrico de condensador. Según ASTM D150, suele ser menor o igual a 6,0 a 1 KHz y 1 MHz, y es un valor adimensional porque se mide como una relación.
• El factor de disipación (Df) (también conocido como factor de pérdida o pérdida dieléctrica): definida como la potencia disipada por el medio, generalmente menor o igual a 0,03 a 1 KHz, menor o igual a 0,05 a 1 MHz.
• Rigidez dieléctrica (a veces llamada tensión de ruptura): es el campo eléctrico máximo que el material puede soportar antes de romperse. Esta es una característica importante para muchas aplicaciones que requieren el funcionamiento de corrientes o amperajes elevados. Como regla general, la rigidez dieléctrica de las resinas epoxi es de aproximadamente 500 voltios por mil a 23°C para productos aislantes. Como ejemplo práctico, si un circuito electrónico necesita resistir 1000 voltios, se requiere un mínimo de 2 mils de epoxi dieléctrico.

El fabricante del adhesivo puede determinar experimentalmente la resistividad del volumen, la constante dieléctrica y el factor de disipación; sin embargo, la rigidez dieléctrica depende de la aplicación. Los usuarios de resinas epoxi siempre deben verificar la rigidez dieléctrica del adhesivo para su aplicación particular.

Variabilidad de las propiedades dieléctricas.

Muchas propiedades dieléctricas variarán con factores no relacionados con las propiedades del material huésped, como: temperatura, frecuencia, tamaño de la muestra, espesor de la muestra y tiempo. Algunos factores externos y cómo afectan los resultados finales.

• VR y temperatura

A medida que aumenta la temperatura del material, la VR disminuye. En otras palabras, ya no es un aislante. La razón principal de esto es que el material está por encima de su temperatura de transición vítrea (Tg) y el movimiento molecular de los monómeros entrelazados en la red polimérica está en su nivel más alto. Esto no sólo significa un menor aislamiento en comparación con la temperatura ambiente, sino que también conduce a una menor resistencia y sellado.

• Dk y temperatura

La constante dieléctrica de las resinas epoxi curadas a temperatura ambiente aumenta con la temperatura. Por ejemplo, el valor es 3,49 a 25°C, se convierte en 4,55 a 100°C y 5,8 a 150°C. En general, cuanto mayor sea el valor de Dk, menos aislante eléctrico será el material.

• Dk y frecuencia (Rf)

En general, Dk disminuye al aumentar la frecuencia. Como se describe en el efecto de la temperatura sobre Dk, la resina epoxi curada a temperatura ambiente tiene un valor Dk de 3,49 a 60 Hz, un valor Dk de 3,25 a 1 KHz y un valor Dk de 3,33 a 1 MHz.

En otras palabras, a medida que aumenta Rf, aumentan las propiedades aislantes del adhesivo. Por lo tanto, cuanto menor sea el valor de Dk, más actuará el material como aislante.

Aplicaciones comunes

Los adhesivos dieléctricos se utilizan en la mayoría de las aplicaciones de embalaje electrónico y de semiconductores. Algunos ejemplos incluyen: relleno insuficiente de chips semiconductores, colocación de SMD en PCB y sustratos, pasivación de obleas, tapas esféricas para circuitos integrados, inmersión de anillos de cobre y encapsulado y encapsulado general de PCB. Todas estas áreas requieren el máximo aislamiento para eliminar y prevenir cortocircuitos eléctricos.

Productos de aislamiento

Epoxy Technologies ofrece una amplia gama de productos para aplicaciones dieléctricas que tienen propiedades estructurales, ópticas y térmicas, así como buenas propiedades dieléctricas. Todos los productos dieléctricos son aislantes eléctricos, pero muchos también son conductores de calor.