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快速领悟树脂行业

十月 26, 2017 | Alistair Little,Electrolube
快速领悟树脂行业

你只需要访问我们公司的网站,就可以发现树脂有很多种形式,有一长串让化学专业毕业生都挠头的属性。谢天谢地,大多数PCB制造商不必花太多时间去细究其中差异,只需要找到一种可以用来制板的树脂材料。但是,面对这么多备选产品,你如何能快速了解所有行业技术,然后迅速做出选择,并确保选择的材料能达到预期目标呢?

毫无疑问,产品细节对用户非常重要,它是帮助用户做出正确选择的最初指导;但是,本月,我将快速切入一些比较艰涩的专业技术,介绍我的客户经常问及的树脂相关问题,来帮助你精简选择过程。需要探讨的方面有很多,但就本篇而言,我们仅专注于PCB的运行环境,灌封的元件,以及LED照明和RF系统等应用的特殊需求。

问:究竟什么是“通用”保护?这意味着通用树脂将满足大多数环境条件,还是当操作环境更具挑战性时我们应该更谨慎?

答:“通用”意味着树脂提供了良好的防护性,以最大程度免受温度和湿度的影响,也具备良好的耐受性,可以耐多种化学品,此外,树脂还有抗振动和冲击性。但当真正需要做出选择时,就必须进一步搞清楚树脂的化学特性——聚氨酯或环氧树脂,因为两者提供的防护类型有所不同:一般来说,在正常操作温度范围内,聚氨酯能提供更佳的振动/机械冲击和热循环防护,因为聚氨酯能在其使用年限内一直保持韧性;而另一方面,环氧树脂比聚氨酯更能耐高温,但他们固化后容易变得硬脆,不够强韧,所以,即便它们能够承受更高的机械冲击,但在强振动或循环冲击下,环氧树脂并不是那么实用。

问:在选择树脂时应考虑的主要参数是什么?应该注意哪些陷阱?

答:在选择封装/灌封树脂前,PCB组件的尺寸和形状是重要的考虑参数。尺寸大小将决定可使用时间和双组份树脂的凝胶时间,而这也对固化时间影响巨大。

可使用时间和凝胶时间数据通常在室温(20℃~23℃)下以100g混合物测定。凝胶时间短,生产周转快,但可能会在排出空气方面有点问题;而另一方面,凝胶时间长,会延长生产周期,产程遭遇瓶颈。

这里有个重要注意事项,非常小量的树脂需要更长的固化时间,并且要特别小心,以确保保持正确的配比。而在大量树脂的情况下,固化时间将缩短,这时候使用者必须考虑到在树脂和固化剂混合时温度会相应升高,这种“放热效应”,可能会损坏到脆弱的元件。而环氧树脂要比聚氨酯放热性强得多。

对于复杂的形状,必须考虑树脂在元件和布线间的流动。在有大量元件和/或布线以及要求无空洞封装的情况下,应考虑真空灌封。

基本上,就是要努力使树脂、组件和基板三者的热性能和物理性能相匹配。理论上,希望这三者具有非常相似的热性能,以尽量减少在灌封/封装和随后的固化时PCB承受的应力和应变。

问:用于LED照明产品时,什么类型的树脂最受欢迎?

答:在选择LED的封装树脂时,首先要考虑的是光学清晰度,其次是韧性。我们有很多种选择,都在LED应用中取得了相当大的成功,甚至可以提供漫射照明效果。

LED封装过程中的气泡问题是最让人头疼的,因为它会降低照明设备的性能。这里,我提供一个关键的技巧:树脂的混合粘度是一个经常被忽视的属性,而这将影响树脂在元件间的流动方式。在特定区域内,元件的数量越多,出现湍流和随后的气泡问题的可能性就越大。

问:用于射频产品时,树脂不衰减射频信号尤为重要。如何配制树脂来达到这个目的呢?

答:导致射频信号散射和衰减的是聚合树脂里所添加的填充物,这些填充物通常用作固化型树脂阻燃剂。那么很显然,要达到最佳性能,就应该采用添加越少填充物或干脆不添加填充物的树脂(如最适合射频应用的环氧树脂ER1137、聚氨酯UR5048等)。另外,还有一种环氧树脂ER2141,添加镍来用于屏蔽射频。

问:行之有效的产品选择步骤是怎样的?有没有严格的规则可循,就是那种“如果不遵循就会搞砸”的规则有吗?

答:每个客户的项目不尽相同,我们可以根据多年的行业经验,建议客户哪些产品最适合他们的需要。而这一切归根结底取决于部件、使用的点胶方法和设备、固化时间,以及生产过程中的温度范围。所以,客户提供越多极限工作条件相关信息(如温度范围、可能接触的化学物质等),越便于我们正确提出选择方案。

Alistair Little是Electrolube的树脂部技术总监。

标签:
#材料  #树脂 


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