Articles tagged with: uszczelki wylewane

Adhezja, klejenie, potting. Wpływ adhezji na jakość połączeń w montażu podzespołów elektronicznych

Adhezja, klejenie, potting 1 Autor: Marek Bernaciak. - Wpływ adhezji na jakość połączeń w montażu podzespołów elektronicznych.

Adhezja, klejenie, potting 1
Autor: Marek Bernaciak. – Wpływ adhezji na jakość połączeń w montażu podzespołów elektronicznych.

Elektronika nie może się rozwijać bez technologii łączących różne elementy przy wykorzystaniu zjawiska adhezji. Dzięki niemu jest możliwe zmniejszanie wymiarów obwodów drukowanych związane z ich wytrzymałością mechaniczną i transmisją ciepła. Jestem mechanikiem i zagadnienie miniaturyzacji jest dla mnie fenomenem właśnie z tej perspektywy. Jak w lotnictwie, wytrzymałość jest związana z obciążeniem na jednostkę powierzchni. To samo odnosi się do transmisji energii cieplnej – jej efektywność w skali kurczących się powierzchni sprowadza się do między innymi zastosowania odpowiednich materiałów, ale z mojego punktu widzenia również do znakomitego kontaktu mechanicznego między nimi. Najlepszy klej, spoiwo, zalewa, uszczelniacz tracą wartość w chwili, gdy pomiędzy nimi pojawia się powietrze, woda, kurz lub ich zwilżalność nie jest powtarzalna albo jest niewystarczająca. W chwili próby – zwiększonego obciążenia mechanicznego lub termicznego mikroporowatości pomiędzy warstwą spoiwa a podłożem dają o sobie znać doprowadzając do zbyt łatwego zniszczenia końcowego produktu. …

Z punktu widzenia mechaniki złącza chropowatość powiązana z jakością powierzchni jest głównym czynnikiem odpowiedzialnym za niezawodność działania układów elektronicznych. Dlatego spróbujemy dokonać krótkiej analizy zjawisk związanych z kontrolą procesów, które mają na adhezję wpływ.

Plazma zamiast chemikaliów.

Aktywacja plazmą

Aktywacja plazmą

Klejenie, powlekanie, flokowanie, uszczelki wylewane, lakierowanie, zalewanie żywicą… ile jeszcze technologii związanych jest z adhezją do powierzchni? To znaczy technologii, które wymagają dobrego przylegania do podłoża? Coraz częściej podłożem są tworzywa sztuczne, a jeśli tworzywa sztuczne, to najchętniej poliolefiny. Przyczyna jest oczywista: koszty materiałowe!

to na dziś najtańsze surowce, wymagające jednak dodatkowej obróbki w celu polepszenia adhezji farb, lakierów, powłok, klejów itp.
Nawet poliwęglan lub ABS, zwłaszcza uniepalnione, sprawiają w ostatnich latach coraz więcej kłopotów z adhezją. Zawarte w nich dodatki wydzielane są na powierzchni tworzywa i muszą zostać usunięte. Jest to trudne zwłaszcza przy skomplikowanym kształcie klejonej powierzchni (wyobraźmy sobie czyszczenie rowka o szerokości 3 mm. i głębokości 4 mm. na trójwymiarowym detalu o złożonych kształtach)…

Dotychczas dobre przyleganie do podłoża otrzymywane jest często przez nakładanie podkładów (primerów) oraz czyszczenie rozpuszczalnikami. Warto tutaj zauważyć, że często stosowane chropowacenie, np. za pomocą papieru ściernego nie daje znaczącej poprawy adhezji, a często jest wręcz czynnością magiczną, poprawiającą głównie samopoczucie. Wiara w chropowacenie ma podłoże w klejeniu metali, gdzie stosuje się epoksydy, kotwiące się w chropowatościach. Jednak w technologii klejenia tworzyw sztucznych ważna jest adhezja chemiczna, powstawanie wiązań pomiędzy klejem a podłożem. Niejednokrotnie kleje „wgryzają się” w podłoże tworząc wiązania chemiczne. Nie jestem chemikiem i nie zamierzam nikogo pouczać w tej kwestii. Jako mechanik i technolog klejenia interesuję się głównie jakością połączenia i jego trwałością w długim okresie. Wiem, że wiele materiałów, jak poliwęglany, ABS, laminaty poliestrowo-szklane, laminaty eposydowo-węglowe znakomicie łączą się bez żadnych podkładów klejami metakrylowymi. Jeśli jednak ważna jest nie tylko wytrzymałość, ale również estetyka złącza, te same

Plasma w akcji!

Plasma w akcji!

materiały trzeba złączyć np. klejami epoksydowymi, a ich zdolność zwilżania nie jest zawsze imponująca. Klej epoksydowy nie rozpuszcza bowiem podłoża jak metakrylan, a tylko je zwilża i tu pojawia się zagadnienie napięcia powierzchniowego.  Warto teraz wprowadzić jakieś punkty odniesienia. Napięcie powierzchniowe mierzymy w mN/m. Spróbujmy zapamiętać:

– woda ma napięcie powierzchniowe 72 mN/m,
– przeciętnie poliolefina jak PE, PP ma napięcie powierzchniowe około 26 mN/m,
– aby kleić, uszczelniać, powlekać warto osiągnąć napięcie powierzchniowe w granicach min. 44-56 mN/m.
Dobrze wiedzieć, że nie zawsze im wyższe napięcie powierzchniowe tym lepiej. Osiągnięcie progu zwilżalności dla wody daje głównie błyskotliwy efekt testowania, gdyż wystarczy sprykać powierzchnię mgłą wodną by pokazać efekt działania aktywacji. Testy długotrwałej wytrzymałości złącza pokazują, że czasem powierzchnia może być „nadaktywna” i znalezienie optymalnej wartości napięcia powierzchniowego jest zadaniem dla działu Badań i Rozwoju.

Od pomysłu do produkcji (pod kątem technologii dozowania płynów)

Technologie tworzą dobra!

Technologie tworzą dobra!

Konstruktor, projektant, ale również menedżerowie zarządzający nowymi projektami są uczeni, że trzeba pamiętać nie tylko co zaprojektować, ale również pamiętać jak to potem będzie wykonane. Chodzi więc o technologiczność konstrukcji…

Rzecz w tym, że choćby nie wiem jak się konstruktor starał, to nie może sobie za bardzo pozwolić na szaleństwo właściwe artystom, choćby takim scenarzystom. Napisze taki, że muchy mają chodzić po partyturze, a potem niech się Alan Starski martwi, jak te muchy do chodzenia po partyturze zmusić*.

Niewiele osób zdaje sobie ciągle sprawę z istnienia technologii dostępnych „od ręki”, a umożliwiających np.:

  • estetyczne łączenie różnorakich materiałów ze sobą (klejenie),
  • tanie, ale efektywne uszczelnianie (FIPG),
  • wydajne i precyzyjne smarowanie na cały czas życia wyrobu,
  • zalewanie, nanoszenie powłok ochronnych na precyzyjnych elementach (np. elektronicznych)
  • wydajne łączenie lutowaniem (poza elektroniką).

Poruszam te zagadnienia głównie dlatego, że rzadko w swojej praktyce zajmuję się projektami, w których te technologie są brane pod uwagę przez POLSKICH projektantów. Najczęściej, gdy bierzemy udział w nowych projektach, w których stosuje się bardziej ambitne rozwiązania technologiczne, są to konstrukcje amerykańskie, francuskie, nawet czeskie. Polscy inżynierowie są wierni śrubom, zatrzaskom, wkrętom… a jak się nie da tą drogą, to poświęcają estetykę i ambitność wyrobu na ołtarzu „technologiczności” ograniczonej do poznanych w szkole możliwości wykonania.   Dla tych, którzy chcą pokonać ograniczenia, pragnę zaprezentować kilka dostępnych od ręki technologii, bardzo rzadko omawianych w szkołach.

Czy istnieje pojęcie dozowania płynów w elektronice?

55_dozowanie_maski_lutowniczej_dOczywiście, że tak. Dozowanie płynów montażowych w elektronice obejmuje różne płyny, ale obejmuje również dozowanie pasty lutowniczej!

Co zaliczamy do płynów montażowych? Są to:
kleje SMA,
pasty lutownicze,
pasty lutownicze,
kleje elektroprzewodzące,
lakiery do selektywnego powlekania elektroniki,
uszczelniacze, silikony,
silikony wypełnione fosforem (do produkcji LED),
uszczelki wylewane,
zalewy elektroizolacyjne,
pasty uszczelniające EMC, itp.

Płyny te są coraz częściej wprowadzane do procesów montażu w elektronice ze względu na miniaturyzację oraz konieczność odprowadzania ciepła. Jest wiele innych korzyści, które chętnie omówimy z potencjalnymi użytkownikami na rynku elektronicznym. Zapraszamy do naszego laboratorium w Kole!