电子装联常用胶粘剂介绍及使用

2016-11-19 18:52崔淑娟
中国科技纵横 2016年4期
关键词:导电胶胶粘剂

【摘 要】在电子装配过程中涉及到螺纹连接的操作时,通常需要用到螺纹胶。如电子机箱内继电器、滤波器、风机、指示灯等等元件的安装。本文介绍了电子装联过程中几种常用的胶黏剂(螺纹胶、导热胶、导电胶、灌封胶)的用途、特点及使用方法、注意事项等。此外,文中还对部分胶粘剂的选用原则进行了说明,对于胶粘剂的选用给出了一些建议。

【关键词】胶粘剂 导热胶 导电胶 螺纹胶 灌封胶

在电子装联工艺中常常需要用到各种各样的胶黏剂,根据用途大体分为以下几类:螺纹胶、导热胶、导电胶、灌封胶。下面将对各种胶粘剂的用途、特点、使用等进行介绍:

1 螺纹胶

螺纹胶一般为厌氧胶,是利用氧对自由基阻聚原理制成的单组份密封粘和剂,既可用于粘接又可用于密封。它与氧气或空气接触时不会固化,一旦隔绝空气后就迅速聚合变成交联状的固体聚合物。室温固化,速度快,强度高、节省能源、收缩率小、密封性好,固化后可拆卸。螺纹胶耐热、耐压、耐低温、耐冲击、减震、防腐、防雾等性能良好,且其储存性能稳定,常温储存即可,胶液储存期一般为三年。

根据不同的使用情况,应选择不同性能的螺纹胶。如对于螺纹连接强度要求较高,且安装后不需要拆装的部位,应选用高强度螺纹胶;对于安装后一般不需要拆装,但不排除偶尔需要拆除的部位,应选用中等轻度的螺纹胶;而安装后在使用过程中经常需要拆装的部位,可选用低强度螺纹胶。螺纹胶使用时不需称量、混合、配胶,使用极其方便,容易实现自动化作业。使用时若有多余胶液溢出,若操作时没有及时发现,溢出的胶液不会固化,很容易去除。螺纹胶一般无毒性,无腐蚀性,也无特殊刺激性气味,使用时人员一般不需要进行特殊防护。

2 导热胶

在电子机箱和电路板上装配某些发热量大、且有散热要求的元器件时,通常需要用到导热胶。如变压器、晶体管、CPU芯片等,通常需要使用导热胶将其粘接到机箱壳体、电路板冷板或散热器上。

导热胶一般为单组份,好的导热胶不仅具有良好的导热性能、抗冷热交变性能、耐老化性能和电绝缘性能,并具有优异的防潮、抗震、耐电晕、抗漏电性能和耐化学介质性能,可持续使用在-60~280℃且保持性能,不溶胀并且对大多数金属和非金属材料具有良好的粘接性。导热胶优异的导热性能为电子产品提供了高保障的散热系数,为电子产品(尤其是需要高散热产品)在使用过程中的稳定起到保障作用,提高了产品的使用性能及寿命;导热胶优越的电气性,耐老化、抗冷热交变性能、防潮不溶胀、电绝缘性能,增加了电子产品在使用过程中的安全系数;导热胶具有卓越的粘接强度,尤其对电子元器件、铝、PVC塑料等具有良好的附着力,同时起到既具有优异的密封性、又具有优异的粘接和导热的作用。

导热胶固化速度快,易于挤出,但不流淌,操作方便,可手动施胶也可机械施胶,不漏胶,满足任何工作环境及工况场所,具有简易、方便施胶的特点。无毒、无刺激性气体释放、无溶剂、无腐蚀、无污染、更安全环保。

3导电胶

在微电子装配领域,导电胶一般应用于细导线与印刷线路、电镀底板、陶瓷被粘物的金属层、金属底盘连接,粘接导线与管座,粘接元件与穿过印刷线路的平面孔,粘接波导调谐以及孔修补。当焊接温度不利时导电胶粘剂还可以作为锡铅焊料的替代品,如在铁电体装置中用于电极片与磁体晶体的粘接等。某些导电胶粘剂能形成足够强度的接头,可以用作结构胶粘剂,如对于有电磁兼容要求的机箱上导电胶条的粘接等。

导电胶是一种固化或干燥后具有一定导电性能的胶黏剂,它通常以基体树脂和导电填料即导电粒子为主要组成成分, 通过基体树脂的粘接作用把导电粒子结合在一起, 形成导电通路, 实现被粘材料的导电连接。导电胶比锡铅焊料更加环保,共晶锡铅焊料是目前电子装联应用的最广泛的互连材料,但是铅对于人体和环境的危害较大。从20世纪80年代末至今,发达国家纷纷颁布了法律来限定和禁止铅锡焊料的使用。而且,导电胶的工艺温度低。通常锡铅焊条需要的焊接温度是210℃~230℃,产生的热应力很可能会损伤器件和基板,而导电胶只需要80~150℃就可以固化,这样就方便了那些对于高温敏感的元器件的装配,也能选择那些不耐高温的基板来进行装配,大大降低了生产的成本。此外,导电胶能达到更小的线间距。随着集成电路越来越小型化发展,不断变高的密度要求连接材料具有很高的线分辨率。

按照固化体系不同,导电胶又可分为室温固化导电胶、中温固化导电胶、高温固化导电胶、紫外光固化导电胶等。室温固化导电胶较不稳定,室温储存时体积电阻率容易发生变化。高温导电胶高温固化时金属粒子易氧化,固化时间要求必须较短才能满足导电胶的要求。目前国内外应用较多的是中温固化导电胶(低于150℃),其固化温度适中,与电子元器件的耐温能力和使用温度相匹配,力学性能也较优异, 所以应用较广泛。

4灌封胶

在进行电子元器件的粘接,密封,灌封和涂覆保护时,通常需要用到灌封胶。如电子机箱内,某些不能用压线夹进行固定的线束,可用灌封胶进行粘接加固;在电路板上某些特殊位置焊点需要灌封保护时,可以涂灌封胶;电缆上某些无法安装尾附件的连接器,为避免焊点或压接端子受力,可采用灌封胶进行保护等等。

灌封胶在未固化前为液体状,具有流动性,胶液黏度根据产品的材质、性能、生产工艺的不同而有所区别。灌封胶完全固化后才能实现它的使用价值,固化后可以起到防水防潮、防尘、绝缘、导热、密封、防腐蚀、耐温、防震的作用。电子灌封胶种类非常多,从材质类型来分,目前使用最多最常见的主要为三类,即环氧树脂灌封胶、有机硅树脂灌封胶、聚氨酯灌封胶。

根据不同的使用情况,应选择合适类型的灌封胶,如用于元器件、线束等的粘接时,应选择粘接强度大,流动性小的胶;用于连接器等的灌封时,应选用流动性强的;用于点胶波峰焊工艺中元器件的粘接时,必须选用能采用加热方式固化的胶型,否则将影响整个工艺流程的进行。需要注意的是,双组份的灌封胶使用时需要按照比例进行准确秤量并搅拌均匀,否则会影响其固化后的整体性能。胶液开封后,尽量密闭保存,以免吸潮和结晶,影响使用效果。

以上只是对电子装联过程中最常使用的胶粘剂进行了简单介绍,因为每种胶粘剂根据用途、材料、生产厂家等不同又有各种不同型号,在选用时应首先明确使用要求,然后进行选胶,也可根据各个厂家推荐的型号进行试用,并比对使用效果,选择最合适的型号。另外,胶的使用和储存最好严格按照说明书上的操作方法进行,否则很有可能影响使用效果。

作者简介:崔淑娟(1985—),女,湖北潜江人,本科,工程师,主要从事电子产品的装联与调试工作。

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