W nowoczesnych układach elektronicznych rośnie zapotrzebowanie na preparaty silikonowe
do hermetyzacji i zabezpieczania modułów. Na etapie poszukiwania zalewy należy zwrócić uwagę na kilka kluczowych czynników, które pomogą Ci dobrać optymalny produkt.
Zakres temperatur pracy
Jednym z najistotniejszych parametrów charakteryzujących silikony jest szeroki zakres temperatur pracy, w zakresie od – 60oC do nawet 300oC. Dzięki temu materiał ten zachowuje swoje właściwości mechaniczne i chemiczne w trudnych warunkach środowiskowych. Cechy te są szczególnie istotne w aplikacjach gdzie występują szybkie zmiany temperatury (szoki termiczne).
Przykładowe produkty silikonowe:
– jednoskładnikowy klej AS1745G -62 oC/+316 oC
– jednoskładnikowe zalewy silkonowe: AS1420 -60 oC/+240 oC
– dwuskładnikowe żele silikonowe: EGel3000 -55 oC /+200 oC
– dwuskładnikowe zalewy silikonowe: QSil216 -60 oC /+204 oC lub QSil553 -50 oC/+260 oC, a także SE3000 -70 oC/+250 oC
Osobną grupę stanowią jednoskładnikowe zalewy silikonowe utwardzane w podwyższonej temperaturze.
System utwardzania
Stosowane w elektronice preparaty silikonowe mogą być jednoskładnikowe lub dwuskładnikowe. Każdy z tych typów ma określone cechy, które mogą być korzystne
lub dyskwalifikujące w zależności od konkretnego zastosowania.
Silikony jednoskładnikowe
Silikony jednoskładnikowe utwardzają się pod wpływem wilgoci zawartej w powietrzu, jest to tzw. system RTV (Room Temperature Vulcanizing). W czasie utwardzania
czyli łączenia się cząsteczek wody z silikonem powstaje produkt uboczny. Proces utwardzania wymaga czasu, średnio warstwa 3 mm utwardza się w 24 h, można
to nieznacznie przyśpieszyć przez zastosowanie wyższej temperatury. Nie należy jednak przekraczać temp +40 oC , gdyż wyższa temperatura może doprowadzić
do rewersji silikonu do stanu płynnego. Silikony RTV idealnie nadają się do zabezpieczania płytek grubszą warstwą lakierniczą lub w metodzie „Dam and Fill „ gdzie warstwa preparatu mieści się w zakresie 2-6mm.
Przykładowe silikony jednoskładnikowe RTV :
– Novasil S803 – Otto Chemie
– AS1740 – CHT
Osobną grupę stanowią jednoskładnikowe zalewy silikonowe utwardzane pod wpływem podwyższonej temperatury. Utwardzanie następuje przy podgrzaniu
do temp. 80 oC, ale aby uzyskać dobrą adhezję musimy zastosować temp. 100 oC.
Przykładowe preparaty jednoskładnikowe utwardzane temperaturowo:
– AS1420 – CHT
– AS1421 – CHT
Silikony dwuskładnikowe
Silikony dwuskładnikowe utwardzają się systemem addycyjnym. Po zmieszaniu komponentów A z B zachodzi reakcja chemiczna, która powoduje utwardzanie preparatu. Odpowiedzialny za utwardzanie w systemie addycyjnym jest katalizator platynowy. W systemach addycyjnych proces ten może przebiegać nawet w zamkniętej obudowie bez dostępu powietrza. Można go przyśpieszyć przez znaczne podwyższenie temperatury, co nie wpływa na właściwości utwardzonego silikonu a znacznie skraca czas produkcji. Zalewa silikonowa Qsil553, w temperaturze pokojowej utwardza się przez około 24h, jednak po podgrzaniu do temperatury 100oC, czas utwardzania skraca
się do 7 min.
Przykładowe silikony dwuskładnikowe:
– QSil 553 – CHT
– SE3000 – CHT
– QLE1102 – CHT
Twardość
Twardość w kontekście zalew, żywic wyrażamy w skali SHORE. Według pomiaru tą metodą, utwardzone silikony mieszczą się w skali SHORA od 00 do A 80,
czyli od bardzo miękkich żeli do średnio twardych gum. Silikony są elastyczne co ma istotne znaczenie w zastosowaniach elektronicznych wymagających ochrony przed uszkodzeniami mechanicznymi takimi jak wstrząsy, wibracje.
AS1803 mający twardość SHORE A65, będzie bardziej twardy od gumki od ołówka.
Natomiast żele silikonowe, są bardzo miękkie po utwardzeniu, przypominające w twardości misia żelkowego, np. EGel3000 lub Novasil AS-SP 7699
Przewodnictwo cieplne
Postępująca miniaturyzacja wymusza stosowanie preparatów poprawiających chłodzenie modułów elektronicznych. Bardzo skutecznym rozwiązaniem są zalewy i kleje silikonowe o podwyższonym przewodnictwie cieplnym.
Przewodnictwo cieplne wyrażamy w jednostce W/mK. Materiałem o bardzo wysokim współczynniku przewodzenia ciepła jest srebro (418,00 W/mk), a najmniejszym powietrze (0,03 W/mK). Jeżeli w Twoim urządzeniu są elementy, które generują ciepło, warto wtedy dobrać odpowiedni preparat, który będzie skutecznie to ciepło odprowadzał i dzięki temu poprawi się niezawodność urządzenia.
Zakres termoprzewodnictwa silikonów w naszej ofercie waha się między 0,60 W/mK, a 3,0 W/mk. Wyższe przewodnictwo cieplne można uzyskać dzięki wypełnieniu silikonu mikrocząstkami tzw. wypełniaczami o wyższym współczynniku przewodzenia ciepła.
Polecane preparaty:
termoprzewodzący klej silikonowy AS1802 – 2,3 W/mK
termoprzewodzący klej silikonowy AS1803 – 1,55 W/mK
zalewa termoprzewodząca Qsil553 – 0,68 W/mk lub SE3000 1,17 W/mk
Lepkość
Lepkość zalew silikonowych wyrażana jest w mPas.
Przykładowy produkt mający lepkość 9 000mPas (Zalewa Silcoset 105) będzie miał konsystencję miodu, zaś produkt mający ponad 200 000 mPas (SilsoBond 14000) będzie miał konsystencję pasty.
Lepkość preparatu silikonowego jest istotnym czynnikiem i może mieć znaczący wpływ na skuteczność oraz jakość zabezpieczenia urządzenia. Jeśli zalewa jest zbyt gęsta, może być trudniejsza do rozprowadzenia, natomiast zbyt rzadka zalewa może się rozlać poza zamierzonym obszarem.
Odpowiednio dobrana lepkość zalewy umożliwia pokrycie wszystkich ważnych obszarów gwarantując ochronę przed czynnikami zewnętrznymi, a dobre wypełnienie przestrzeni szczególnie w przypadku zalew termoprzewodzących poprawi chłodzenie układu.
Zbyt wysoka lepkość preparatu może utrudniać usuwanie pęcherzyków powietrza, które mogą powstać podczas aplikacji zalewy.
Kolor
Kolor zalewy silikonowej może mieć znaczenie w zastosowaniach elektronicznych:
Identyfikacja i estetyka: Kolor zalewy może być istotny dla celów identyfikacyjnych, zwłaszcza gdy preparat ma być używany w różnych obszarach lub do oznaczenia określonych funkcji w urządzeniu. Estetyka również odgrywa rolę, szczególnie w przypadku urządzeń, które są eksponowane.
Parametry świetlne: Niektóre zastosowania elektroniczne wymagają zalew o konkretnych właściwościach optycznych, takich jak transparentność lub przepuszczalność światła.
Przykładowe zalewy przeźroczyste:
QLE1102 – CHT
QSil216 – CHT