کپسول ها و ترکیبات گلدانی

 کپسول ها و ترکیبات گلدانی

اطلاعات اولیه

کپسول ها و ترکیبات گلدانی برای عایق کاری و محافظت از قطعات الکتریکی و الکترونیکی طراحی شده اند. آنها معمولاً حفاظت از محیط زیست، عایق الکتریکی و سایر ویژگی های تخصصی را ارائه می دهند.

  کپسول‌کننده‌ها از بردهای مدار، نیمه‌رساناها و سایر قطعات الکترونیکی در برابر خطرات محیطی مانند استرس مکانیکی، شیمیایی، الکتریکی و حرارتی محافظت می‌کنند. تقریباً تمام کپسول‌کننده‌ها از مواد پلیمری تشکیل شده‌اند که باید تعادل مناسبی از استحکام مکانیکی، مقاومت شیمیایی، عایق دی‌الکتریک و هدایت حرارتی را در محدوده دمایی وسیع (معمولاً از 65- تا 200 درجه سانتی‌گراد [85- تا 390 درجه فارنهایت]) ارائه دهند. .

 کاربردها

مواد محصور کننده معمولاً بر اساس سختی کاربرد مورد نظر انتخاب می شوند. پلی اورتان ها، پلی استرها و پلی آمیدها زمانی استفاده می شوند که مدارها در معرض محیط های ملایم و شرایط حرارتی ثابت قرار گیرند. ترموپلاستیک ها که مزیت بازیافت و استفاده مجدد آسان را دارند، گهگاه برای کاربردهای با قابلیت اطمینان پایین استفاده می شوند. سیلیکون، با داشتن چندین کیفیت که برای محصور کردن مدارها مطلوب است، معمولاً به عنوان یک پتنت یا کپسوله استفاده می شود.

تنش داخلی، پارامتر مهمی که باید در هنگام انتخاب کپسول‌کننده‌ها در نظر گرفته شود، به تنش محصورکننده سخت شده روی اجزای کپسوله‌شده اشاره دارد. تنش داخلی باعث تاب برداشتن قالب، ترک خوردن کپسول‌کننده‌ها یا براده‌ها و برش سیم می‌شود. 

برخی از بسته‌های الکترونیکی رایج، همراه با ویژگی‌های کپسول‌کننده ایده‌آل‌شان، در زیر فهرست شده‌اند.

• بسته های سطحی (SMT): مقادیر کم کپسولانت با استحکام مکانیکی بالا، چسبندگی، آبگریزی و مقاومت عالی در دمای بالا.

• اجزای متصل به پرتو: حداکثر دمای پردازش پایین.

• تراشه های بزرگ: استرس داخلی کم. انقباض حرارتی بسیار کم

• دستگاه های حافظه و ریزپردازنده ها: بدون اورانیوم و توریم برای حذف خطاهای ناشی از تشعشع.

• دستگاه های پرقدرت: هدایت حرارتی بالا. استرس داخلی کم

سیستم های کپسولان و پخت

کپسول ها از یک ماده چسبناک و مایع که می تواند در مدار ریخته شود به یک ماده جامد و محافظ تبدیل می شود. این فرآیند به عنوان درمان شناخته می شود. پخت زمانی اتفاق می‌افتد که پیوندهای متقاطع درون ترکیبات کپسول دار، پیوندهای پلیمری یا الاستومری جامد را تشکیل دهند. کپسول‌ها و ترکیبات گلدانی ممکن است زمانی که در معرض اشعه ماوراء بنفش یا نور مرئی، یا صرفاً هوای دمای اتاق قرار بگیرند، بهبود می‌یابند (فرآیند دوم به عنوان ولکانیزاسیون در دمای اتاق یا RTV شناخته می‌شود). پخت تراکمی شامل استفاده از رطوبت موجود در جو است که فقط برای پخت در هوای آزاد امکان پذیر است.

تصویر بالا و سمت چپ روند پخت یک چسب UV را نشان می دهد. هنگامی که در معرض اشعه ماوراء بنفش قرار می گیرند، آغازگرهای نوری در رزین - که در اینجا با دایره های کوچک قرمز نشان داده می شوند - باعث ایجاد اتصال متقابل و سخت شدن بعدی می شوند.

کاربرد انواع کپسوله های ذوب داغ

برخی از کپسولان ها برای پخت نیاز به افزودنی دارند. اینها به عنوان سیستم های دو جزئی یا دو جزئی متشکل از خود رزین و همچنین یک کاتالیزور مانند سخت کننده یا شتاب دهنده شناخته می شوند. برخی از رزین ها و کاتالیزورها به صورت پیش مخلوط و منجمد برای راحتی در دسترس هستند. رزین های دو جزئی باید به دقت مورد توجه قرار گیرند، زیرا واکنش پخت اغلب محصولات جانبی تولید می کند که ممکن است برای انواع مدارهای خاص مضر باشد.

انواع

کپسول‌کننده‌ها را می‌توان به طور کلی به عنوان ترکیبات گلدانی، کپسول‌کننده‌های کروی و ترکیبات قالب‌گیری طبقه‌بندی کرد.

ترکیبات گلدانی

ترکیبات گلدانی (یا گلدان ها) برای ریختن در مدارهای گلدانی طراحی شده اند. PCBهای گلدانی دارای دیواره های نسبتاً بلندی هستند که اجزای آن در داخل محفظه نصب شده اند. در نتیجه ترکیبات گلدانی معمولاً در یک لایه ضخیم‌تر از سایر کپسول‌کننده‌ها استفاده می‌شوند. تصویر سمت راست نشان می دهد که گلدان در یک PCB گلدانی ریخته شده است.

بیشتر ترکیبات گلدانی رزین های دو جزئی هستند و این ویژگی های مشترک را دارند:

• ویسکوزیته کم و ضریب انبساط حرارتی بالا

• درجه حرارت درمان متوسط

• استرس درونی کم

• سطوح پایین آلاینده های یونی

• پایداری حرارتی و خواص عایق خوب

تاپ های گلوب

محصور کننده های Glob-top مستقیماً روی قطعات میکروالکترونیکی که روی PCB نصب شده اند اعمال می شوند. آنها از لحاظ تاریخی رزین‌های ترموست با دقت پایین بوده‌اند که برای محصور کردن اجزای ارزان قیمت استفاده می‌شوند، اگرچه روکش‌های گلوب با کیفیت بهبود یافته رایج‌تر می‌شوند. تمام صفحه‌های گلوب دارای برخی ویژگی‌های مشترک هستند، مانند ویسکوزیته بالاتر، زمان پخت سریع، استحکام مکانیکی، سازگاری با چسب و خواص عایق الکتریکی خوب.

یک جزء برهنه (سمت چپ) و همان جزء که با استفاده از یک صفحه کروی محصور شده است.

ترکیبات قالب گیری

ترکیبات قالب‌گیری به شکل قرص‌های پودری دانه‌بندی شده است که باید با مایع مخلوط شده و حرارت داده شود تا خمیر نرمی به‌دست آید. سپس این ماده به طور موثر بسته های الکترونیکی را با استفاده از پرس قالب گیری پر می کند. این ترکیب معمولاً یک فرمول یک جزئی است که از رزین های ریز آسیاب شده، کاتالیزورها و اصلاح کننده هایی مانند بازدارنده های شعله تشکیل شده است.

استانداردها

کپسول ها و ترکیبات گلدانی ممکن است بر اساس استانداردها و مشخصات مختلف منتشر شده تولید، استفاده و آزمایش شوند. مثالها عبارتند از:

مشخصات استاندارد ASTM F641 برای کپسول های الکترونیکی اپوکسی قابل کاشت

BS EN 60664-3 هماهنگی عایق برای تجهیزات در سیستم های ولتاژ پایین: استفاده از پوشش، گلدان یا قالب گیری برای محافظت در برابر آلودگی

ترکیب قالب گیری و گلدانی پلی اورتان QPL-24041

محصولات و خدمات مرتبط

• چسب های بی هوازی و درزگیرهای بی هوازی

  چسب های بی هوازی و درزگیرهای بی هوازی در غیاب هوا یا اکسیژن خوب می شوند.

• رزین های الکتریکی و الکترونیکی

  رزین‌های الکتریکی و الکترونیکی شامل چسب‌ها، گریس‌ها، پدها، شکل‌های استوک، نوارها، کپسول‌کننده‌ها، ترکیبات گلدانی، مواد رابط حرارتی و مواد رسانای الکتریکی مورد استفاده در کاربردهای الکتریکی، الکترونیکی و نیمه‌رسانا هستند.

• چسب های ذوب داغ

  چسب های ذوب داغ ترکیبات شیمیایی بدون حلال هستند که برای اتصال مواد مورد استفاده قرار می گیرند. آنها را می توان بارها و بارها با گرما نرم کرد و با سرد شدن سخت یا سفت کرد و اجازه می دهد قطعات در حین مونتاژ برداشته یا تغییر مکان دهند.

• توپ های پلاستیکی و لاستیکی

  گلوله های پلاستیکی و لاستیکی عناصر کروی و نورد هستند که ارزش اصطکاک پایینی دارند و نیاز به روغن کاری کمی دارند یا اصلاً نیازی به روغن کاری ندارند. آنها سبک تر از توپ های فلزی هستند و در برابر خوردگی و سایش مقاوم هستند. برخی از توپ های پلاستیکی در برابر دمای بالا مقاومت می کنند، اما برخی دیگر اینطور نیستند. توپ های لاستیکی با درجه بالایی از انعطاف پذیری و کشش مشخص می شوند.

• پلیمرها و رزین های پلاستیکی

  پلیمرها و مواد پلاستیکی پلیمرهای آلی، مصنوعی یا فرآوری شده هستند که به عنوان مواد اولیه عرضه می شوند. آنها معمولاً از رزین های ترموپلاستیک یا ترموست به شکل گلوله، پودر یا رزین مایع تشکیل شده اند. سپس این مواد را می توان به اشکال مختلف برای طیف وسیعی از مصارف قالب گیری کرد.

• چسب و درزگیر لاستیکی

  چسب‌ها و درزگیرهای لاستیکی مواد بسیار انعطاف‌پذیر، طبیعی یا مصنوعی هستند که برای اتصال اجزا یا پر کردن شکاف‌های بین درزها یا روی سطوح استفاده می‌شوند.

• ترکیبات حرارتی و مواد رابط حرارتی

  ترکیبات حرارتی و مواد رابط حرارتی یک لایه رسانای حرارتی را روی یک بستر، بین اجزا یا داخل یک محصول نهایی تشکیل می‌دهند.

• منابع

• Master Bond / AZOM - گلدان و محفظه برای الکترونیک

• https://www.globalspec.com