Joonis 1.Jäika ja painduva epoksiidist kihistamise käitumise kontseptuaalne võrdlus, mis illustreerib erinevusi sisemise pinge kontsentratsiooni ja pingejaotuse vahel pingetundlike elektrooniliste komponentide{0}} vahel.
Lehe sissejuhatus
Elektroonilises kapseldamises valitakse epoksükattematerjalid sageli keskkonnakaitse ja mehaanilise stabiilsuse nõuetest lähtuvalt.
Kuna aga elektroonikasõlmed muutuvad kompaktsemaks ja komponentide tolerantsid vähenevad,kapseldamise ajal tekkinud sisemine mehaaniline pinge on muutunud üha olulisemaks disainilahenduseks, eriti stressi{0}}tundlike komponentide puhul.
See artikkel uuribkuidas painduvad ja jäigad epoksüpottide süsteemid erinevad mehaaniliseltja kuidas need erinevused võivad mõjutada stressi tekkimist ja pikaajalist{0}}kindlust termilise tsükli korral.
Stressi{0}}tundlike elektroonikakoostude mõistmine
Pingetundlikud-elektroonilised koostud sisaldavad tavaliselt komponente või ühendusi, mis taluvad vähem mehaanilisi piiranguid või erinevat liikumist. Levinud näited hõlmavad järgmist:
- Keraamilised kondensaatorid ja ferriidi{0}}põhised komponendid
- Peen-sammjoodetised
- Andurid ja täppiselektroonilised elemendid
Nendes kooslustesmehaaniline pinge on sageli sisse viidud kaudselt, mitte välise koormuse, vaid materjalide vastasmõju kaudu kõvenemise ja termilise töö käigus.
Jäik epoksüpott: mehaaniline piirang ja struktuurne tugi
Jäigad epoksüpotisüsteemid on laialdaselt kasutusel, kusstruktuurne tugevdamine, keemiline vastupidavus ja mõõtmete stabiilsuson nõutavad.
Materjali peamised omadused hõlmavad järgmist:
- Kõrge moodul pärast kõvenemist
- Piiratud elastne deformatsioon
- Tugev nakkuvus aluspindade ja komponentidega
Elektrooniliste sõlmede peale kandmisel jäigad epoksiididkomponente mehaaniliselt piirata, mis võib olla kasulik vibratsioonikindlusele ja korpuse terviklikkusele.
Kuid stressitundlike{0} kujunduste puhulsee sama piirang võib võimendada sisemist pinget, kui erinevate soojuspaisumisteguritega (CTE) materjalid on omavahel ühendatud.
Paindlik epoksüpott: nõuetekohane ja stressikohane
Paindlikud epoksüsüsteemid on loodud säilitamakontrollitud elastsus pärast kõvenemist, mis võimaldab piiratud deformatsiooni mehaanilise või termilise koormuse korral.
Tüüpiline käitumine hõlmab järgmist:
Madalam moodul võrreldes jäikade epoksiididega
Võimalus taluda materjalide vahelist suhtelist liikumist
Vähendatud pinge ülekandumine komponentidele laienemise ja kokkutõmbumise ajal
Pingetundlike{0}}sõlmede puhul hinnatakse sageli painduvaid epoksiide nende potentsiaali järgimõõdukas stressikontsentratsioon liidestes, eriti rabedate komponentide ja jooteühenduste ümber.
CTE mittevastavus ja termorattasõidu kaalutlused
Elektroonikasõlmed koosnevad tavaliselt oluliselt erinevate CTE väärtustega materjalidest, nagu FR-4 substraadid, keraamilised komponendid, metallkorpused ja kapseldusmaterjalid.
Termotsükli ajal need materjalid paisuvad ja tõmbuvad kokku erineva kiirusega.
Kui liikumine on mehaaniliselt piiratud,sisemine pinge võib koguneda materjali piiridele, eriti kui jäik kapseldamine takistab stressi leevendamist.
Paindlikud epoksüsüsteemid võivad võimaldada pinge osalist ümberjaotamist elastse deformatsiooni kaudu, samas kui jäigad süsteemid kipuvad sõlme sees pinget säilitama.
Joonis 2.Termotsükli illustratsioon, mis näitab, kuidas jäik kapseldamine võib paisumise/kokkutõmbumise ajal pinget koondada, samas kui ühilduvam kiht aitab stressi ümber jaotada.
Disaini kontekst on oluline: universaalset materjali valikut pole
Oluline on seda tähele pannaei painduvad ega jäigad epoksüpotisüsteemid pole universaalselt paremad.
Materjali hindamisel tuleks arvesse võtta:
- Komponentide haprus
- Eeldatav temperatuurivahemik ja tsükli sagedus
- Nõuded mehaanilisele toele
- Kokkupuude keskkonnaga ja kemikaalidega
Mõne konstruktsiooni puhul tagab jäik kapseldus vajaliku kaitse ja stabiilsuse. Teistesstressi juhtimine muutub kõrgemaks prioriteediks kui absoluutne jäikus.
Kihilise kapseldamise lähenemisviisid praktikas
Teatud suure{0}}usaldusväärsete konstruktsioonide puhul võivad insenerid kasutada akihilise kapseldamise kontseptsioon, kus nõuetekohane epoksükiht kantakse otse pingetundlikele{0}}komponentidele, millele järgneb jäik epoksükiht väliseks kapselduseks või korpuse toestamiseks.
See lähenemine võimaldabpinge neeldumist ja konstruktsiooni vastupidavust tuleb käsitleda eraldi, selle asemel, et sundida kompromissi ühe materjali valiku kaudu.
Joonis 3.Kontseptuaalne illustratsioon kihilisest kapseldamisest, mida kasutatakse pinge neeldumise eraldamiseks struktuursest toest.
Materjali hindamise peamised soovitused
- Jäigad epoksiididtagavad mehaanilise stabiilsuse, kuid võivad tekitada piiratud sõlmedes suuremat sisemist pinget
- Painduvad epoksiididpakkuda stressimajutust, kuid ei pruugi vastata kõikidele struktuurinõuetele
- CTE mittevastavus ja termiline tsükkelon sisemise stressi arengu kriitilised tegurid
- Materjali käitumist tuleks hinnata komponentide tundlikkuse ja süsteemi{0}}tasandi disaini prioriteetide kontekstis
Praktiline viide
Ülalkirjeldatud materjalide käitumist hinnatakse tavaliselt pingetundlike{0}elektroonikakoostude jaoks paindlike epoksüpotisüsteemide valimisel.
Lugejatele, kes on huvitatud sellest, kuidas need kaalutlused väljenduvad apraktiline materjali spetsifikatsioon, pakub järgmine tootelehtnäide madala-pingega painduvast epoksüsüsteemisthetkel saadaval.
🔗 Vaadake paindlikku epoksüpotti toodet
**Tegelik materjalivalik tuleks alati kinnitada rakenduse{0}}spetsiifiliste nõuete alusel.
Seotud tehnilised ressursid
🔗Teadmised:Kui madal{0}}pingega epoksüpott takistab komponentide pragunemist tundlikus elektroonikas
