چسب های الکترونیکی و چسب های RF

چسب‌های الکترونیکی به عنوان دسته‌ای پرکاربرد از چسب‌های صنعتی هستند.

• اطمینان از استحکام اتصال در محل لحیم کاری
• برقرار شدن اتصال الکتریکی بین دو نقطه بدون سیم
• قفل کردن (لاک کردن) پیچ ها برای جلوگیری از باز شدن در ارتعاشات
• تبادل حرارتی بین قطعههای الکترونیکی و سازه
• آب‌بندی باکس الکترونیکی
• دفن قطعه‌های الکترونیکی (potting) برای محرمانگی و یا حفاظت در برابر شرایط محیطی

از جمله مواردی هستند که به عنوان کاربری های چسب های صنعتی در کاربرد الکترونیکی و مخابرات RF می تواند بر شمرده شود.

چسب‌های پایه پلی یورتانی عمدتا با رطوبت محیط پخت می‌شوند.

چسب های دوجزئی نسبت به درصد اختلاط اجزای سازنده بسیار حساس هستند.

دقت درصد استوکیومتری پیشنهادی توسط سازنده، اهمیت درصد اختلاط اجزای سازنده را مشخص می‌کند.

شکل ۱ فرایندی است که به عنوان پخت Curing شناخته می‌شود.

در برخی رزین‌ها مانند رزین های پلی استر، ایجاد پیوند شیمیایی جدید موجب کاهش حجم مجموع پلیمرخواهد شد(Shrinkage )

ایجاد پیوندهای قوی تر موجب بوجود آمدن استحکام مکانیکی بالاتر خواهد بود.

زنجیره های پلیمری جدید با توجه به میزان قطبی بودن، تمایل به جذب آب دارند. بدین صورت که هرچقدر قطبی تر باشند تمایل به جذب آب بیشتری دارد.

 

پایه های پلیمری برای چسب‌ها

چسب اپوکسی

رزین‌هایی مانند سیانات استر Cyanate ester ساختار غیر قطبی دارند. Cyanate ester کمترین تمایل به جذب آب را دارند. جذب کمتر آب به معنی کاهش خواص کمینه و حفظ ساختار در شرایط مرطوب است.

چسب های BMI که بیسمالیمایدی هستند از دسته چسبهای داری گروه ایمیدی هستند. این چسب ها توان تحمل حرارتی بالایی دارند. چسب های بیسمالیماید برای کاربردهای هوافضایی استفاه می شود. سیانات استر نیز به علت خواص گازروی بسیار خوب، کاربرد فضایی دارد.

رزین ها و چسب های ایمیدی توان تحمل حرارتی بالایی دارند.

چسب های اپوکسی در مقاله مربوط به چسبهای صنعتی عنوان شده اند

چسب آکریلاتی

برخی از چسبهایی که برای ساخت و تعمیر قطعات الکترونیک یاستفاده می شوند با UV پخت می‌‍شوند.

استفاده از UV موجب کمترین صدمه به قطعات الکترونیکی است. تعمیر گوشی همراه وتبلت با این نوع چسب ها انجام می‌شود.

چسب های اپوکسی در مقاله مربوط به چسبهای صنعتی عنوان شده اند.

 چسب سیلیکونی

چسب‌های سیلیکونی به عنوان چسب های دما بالا در صنعت استفاده می‌شوند.

به عنوان مثال کاربری چسب در محیط با دمای بالای ۱۵۰ درجه سانتیگراد (هیت سینک) نیازمند استفاده از چسب های پایه سیلیکونی است.

انعطاف‌پذیری بالا برای چسب، کاربر را ملزم به استفاده از چسب سیلیکونی و یا پلی یورتانی می‌کند.

چسب های پلی یورتانی و سیلیکونی دارای Shore A  متنوع (۳۰-۸۰) هستند. این چسب‌ها می‌توانند تا ۳۰۰ % ازدیاد طول داشته باشند.

برای موضعی که ناحیه اتصال نقش باربری را نیز دارد، از چسب اپوکسی با خاصیت استحکام بالا استفاده می‌شود‌ چسب های بدون-هوا یا Anaerobic به عنوان چسب هایی هستند که سرعت اتصال بالایی دارند.

توضیحات مربوط به چسب های سیلیکونی در سری مقاله‌های «چرا سیلیکون ؟ » عنوان شده است.

الزامات و شرایط استفاده از چسب های الکترونیکی / RF

چسب‌های الکترونیکی و چسب های RF بر پایه های مختلف پلیمری ساخته می شوند.

آنچه که چسب را برای کاربرد RF مهیا می کند میزان تاثیر روی میدان الکترومغناطیسی است.

ایجاد کمترین افت و عدم شیفت فرکانسی از مشخصات چسب های مخابراتی است.

در برخی مواقع با توجه به تلفات انرژی در ماژول های اکتیور یا پسیو مخابراتی، انتقال حرارت خوب نیز به عنوان پارامتر انتخاب چسب است.

در کاربردهایی که قطعه الکترونیکی یا قطعه مخابراتی در معرض سیکل حرارتی است، ضریب انبساط چسب و انعطاف‌پذیری پارامتر مهم انتخاب چسب است.

اپوکسی، آکریلات، سیلیکون و پلی یورتان از جمله این پایه های پلیمری هستند.

شرکت‌های مختلف متناسب با نوع کاربری چسب، با توجه به پارامترهای عملکردی و شرایط محیطی استفاده، از پایه رزین های مختلف استفاده می کنند.

رسانایی الکتریکی در چسب های الکتریکی و چسب های RF با افزوده شدن ذرات فلزی اجابت می شود.

نانوذرات و میکرو ذرات فلزی نقش رسانایی را بازی می کنند.

ذرات نقره، آلومینیوم و طلا به عنوان مهم ترین ذرات فلزی هستند که استفاده می شوند.

به طور کلی چسب ها بر روی بردهای الکترونیکی دارای چهار کاربرد عمده می باشند.

اتصال قطعات SMD

در اینجا قطعات SMD ابتدا بر روی تکه‌های کوچکی از چسب های پخت نشده قرار می‌گیرند و سپس با استفاده از گرما یا پرتوهای UV چسب پخت می‌شود.

این فرآیند باعث محکم شدن این قطعات بر روی بردخواهد شد. بنابراین استفاده از چسب در فرآیند مونتاژ قطعات SMD به مونتاژکار کمک نموده تا قطعه کوچک را به صورت موقت نگه دارند تا لحیم کاری مورد نظر را انجام دهد.

همچنین باعث کاهش نیرو بر روی پدهای کوچک الکترونیکی در هنگام لحیم‌کاری شده که از آسیب دیدن قطعه‌های جلوگیری می‌نماید.

لازم به ذکر است که این چسب ها نباید تاثیری در عملکرد الکتریکی مدار مورد نظر به وجود آورد.

بنابراین چسب هایی که برای این منظور به کار گرفته می­شوند باید دارای ویژگی های عمومی زیر باشند:

• زمان انقضای طولانی
• مقاومت بالا در برابر رطوبت
• قابلیت پخت سریع (در حدود ۲ دقیقه)
• قدرت و انعطاف پذیری بالا
• مشخصات الکتریکی مناسب بعد از پخت
• …

با توجه به نوع کاربرد این نوع از چسب ها می توانند رسانای الکتریکی یا نارسانای الکتریکی و یا رسانای حرارتی باشند.

امروزه رایج‌ترین این چسب‌ها بر پایه اپوکسی، اکرلیک و اکرلیت اورتان‌ها می باشند.

نکته اساسی دیگر این است که این نوع از چسب ها باید یک جزیی باشند تا از مسائلی مانند حبس هوا، تغییر در ویسکوزیته چسب و … جلوگیری شود.

یکی از چسب‌های رایج برای این استفاده در اتصال قطعات SMD بر روی بردهای الکترونیکی چسب Loctite 3621 می باشد.

چسب قطعات مخابراتی و الکترونیکی

اتصال سیم ها بر روی برد

یکی از رایج‌ترین اتصالات بر روی بردها استفاده از سیم می باشد.

استفاده از سیم بر روی بردهای مدار چاپی دارای دلایل متفاوتی می­تواند باشد. از جمله : اصلاح خطاهای طراحی برد در هنگام تست آن، اصلاح یا ارتقا برد مدار چاپی و تعمیر یا غلبه بر اشکالات برد.

به طور معمول سیم‌های روکش‌دار پس از حذف روکش از دو انتهای آن بر روی پدهای برد لحیم می‌­شوند و سپس بدنه سیم بر روی برد چسبانده می­‌شود.

این فرآیند از جابجا شدن سیم و اعمال بار اضافی (بر اثر ارتعاشات) جلوگیری می­‌نماید.

چسب‌های رایج برای استفاده در این کاربرد بیشتر چسب‌­های سیانواکرلیک (مانند چسب های معروف ۳-۲-۱)، اپوکسی­‌ها و اکرلیک‌های قابل پخت با نور مریی و پرتو UV اشاره نمود.

در بین این چسب‌ها، سیانواکرلیک‌­ها (CA) بیشترین استفاده را دارند زیرا می‌­توان با استفاده از فعال‌کننده­‌ها زمان پخت آن‌­ها را تا زیر یک دقیقه کاهش داد.

البته در مراجع دیگر، فاکتورهای دیگری نیز برای انتخاب چسب مناسب اشاره شده است که به صورت خلاصه در جدول زیر آورده شده است:

جدول مشخصات پخت چسب قطعات مخابراتی و الکترونیکی

پاتینگ و دفن قطعات الکترونیکی

پاتینگ به معنی پر کردن فضاها و سطوح با موادی جهت محافظت قطعات الکترونیکی از صدمات فیزیکی و محیطی است.

این محافظت می­تواند به صورت حفاظت از آب و رطوبت، ایجاد عایق الکتریکی و مراقبت در برابر شوک های دمایی و فیزیکی باشد.

ترکیب‌های مورد استفاده در پاتینگ عموما دارای ویژگی‌های شیمیایی مناسب و نیز قابلیت اتصال بالا به فلز و پلاستیک هستند.

رزین­‌های عمومی برای استفاده این کاربرد شامل اپوکسی‌­ها، پلی اورتان­‌ها، سیلیکون­‌ها و اکرلیک‌­ها است.

علاوه بر پاتینگ، روش­‌هایی برای دفن قطعات الکترونیکی از جمله روش مبتنی بر ریختن چسب (Casting) و قالب­گیری (moulding) وجود دارد.

در روش ریخته‌گیری از همان رزین­‌های مورد استفاده در پاتینگ استفاده می­‌شود؛ با این تفاوت که در این روش قالب بیرونی بعد از پخت چسب برداشته می­‌شود.

همچنین در روش قالبگیری از تزریق مواد مذاب ترموپلاست در داخل یک قالب که قطعه‌های الکترونیکی و مدارها را در برگرفته، استفاده می­‌شود.

ایجاد لایه پوششی بر روی سطوح

هدف در اینجا ایجاد یک لایه پوشش بر روی برد الکتریکی و تمامی قطعات الکترونیکی برای محافظت از آن­ها است.

بیشتر از همان نوع رزین­‌ها از جمله اپوکسی، پلی اورتان، اکرلیک و سیلیکون­‌ها استفاده می­‌شود.

این لایه محافظ معمولا برد و قطعات بر روی آن را از آسیب­های محیطی نظیر خوردگی، رطوبت و نمک بستن بردن، تغییرات دمایی و نیز اتصال کوتاه‌های الکتریکی مراقبت می‌­نماید.

همچنین این لایه برد را از تداخلات مکانیکی و الکتریکی نیز محافظت می­نماید.

در شکل زیر فرآیند لازم برای ایجاد یک لایه پوششی به صورت شماتیک آورده شده است.

همچنین تعدادی از پیشنهادات در جهت استفاده برای ایجاد لایه پوششی بر روی بردهای الکترونیکی در زیر آورده شده است.

برای اطلاعات بیشتر و مشاوره با متخصصان شرکت با شماره همراه کارشناسان بخش شیمی و کامپوزیت در تماس باشید.