Стаття містить рекомендації щодо нанесення силіконових присадок та деталі щодо підготовки основи, поверхонь, помилки нанесення тощо.
У статті будуть надані практичні поради щодо нанесення гелів і силіконових герметиків. Ці вказівки стосуються роботи з присадками для силіконів (не конденсаційних силіконів). Найчастіше присадки для силіконів є матеріалами без розчинників, призначеними для заливки та герметизації електронних компонентів. Нижче ми розглянемо рекомендації щодо нанесення цих матеріалів і детальну інформацію про підготовку основи, поверхонь, помилки нанесення тощо.
Загальна інформація
Присадки для силіконів не містять розчинників та призначені для заливки та герметизації електронних компонентів. Вони доступні в різних варіантах: від твердіння при кімнатній температурі до твердіння при підвищеній температурі, прозорі та кольорові. Вони поставляються у вигляді одно- або двокомпонентних систем, змішаних у ваговому співвідношенні 1:1 або 10:1.
Більшість силіконових еластомерів мають низьку в’язкість для точного нанесення та заливки складних компонентів. При належному затвердінні вони утворюють міцне покриття, яке забезпечує захист від вологи, бруду, ударів, вібрації та інших шкідливих факторів. Усі герметики стійкі до УФ-випромінювання та високих температур. Крім того, деякі герметики та гелі мають сертифікат негорючісті UL 94.
Обробка
Підготовка підкладки
Для отримання найкращих результатів компоненти, підготовлені для заливки, слід очистити від олії, жиру та інших забруднень. Ці забруднювачі з’являються, наприклад, під час виробництва виробів. Для гелів і герметиків, які не мають самоприклеювання (без додавання клею), адгезія досягається за допомогою спеціальної ґрунтовки, яка називається праймером. Гелі дуже часто використовують свою «липку природу» для створення свого роду механічного зчеплення.
Засоби для очищення, які допомагають у підготовці поверхні, це ізопропіловий спирт, ацетон, толуол або інші спеціальні засоби. У більшості випадків достатньо простого протирання поверхні, щоб підготувати деталі до заливки силіконом.
Перед заливкою підготовлені модулі слід зберігати в чистих місцях, де виключається можливість накопичення бруду та пилу.
Якщо потрібне використання спеціалізованої ґрунтовки (праймера), її слід наносити тонким шаром на попередньо очищену і висушену поверхню.
Підготовка матеріалу
Перед використанням силіконових гелів і наповнювачів їх слід зберігати в закритих і ізольованих від бруду і зайвої вологи ємностях. Будь-які забруднення, які проникають у силікон перед використанням, з’являться у кінцевому продукті.
Гелі та герметики можна змішувати та дозувати вручну або за допомогою міксерів-дозаторів. Зокрема, двокомпонентні герметики мають в’язкість, придатну для змішування в статичних змішувачах.
Якщо виробник вирішує змішувати та дозувати вручну, потрібне ретельне змішування інгредієнтів. Найкраща практика полягає в тому, щоб спочатку помістити компонент B. Для змішування слід використовувати плоский інструмент, оскільки він дозволяє легко зішкрябати з дна та боків посудини. Після додавання компонента А необхідно все ретельно перемішати. Багато продуктів доступні в різних кольорах, завдяки чому оператор може бачити, коли силікон правильно змішаний (отримання однорідного кольору суміші). Смуги свідчать про погане змішування. Під час змішування вручну рекомендовано вимірювати час змішування. Через цей час зразок загартовується і можна порівняти його твердість з технічним паспортом. Якщо значення близькі, можна вважати, що відбулося ретельне змішування. Якщо вони абсолютно різні, потрібен більш тривалий процес змішування.
Під час змішування, особливо вручну, в суміш може потрапляти повітря. Затримане повітря можна видалити шляхом дегазації суміші (зазвичай зменшивши тиск до 0,9 бар). Резервуар із силіконом має бути заповнений на ¼, щоб уникнути переповнення, оскільки одразу утворяться великі бульбашки. Слід застосувати атмосферний тиск, щоб бульбашки лопнули, а потім провести подальшу дегазацію під вакуумом. Час дегазації залежить від кількості введеного повітря та в’язкості суміші. При дегазації високов’язких матеріалів може знадобитися кілька разів дегазувати (вплив атмосферним тиском і знову вакуумом).
Дозування
Коли силікон дозується самопливом, обережно вилийте (дозуйте) рідкий силікон від найнижчої точки резервуара (корпуса), щоб рідина повільно піднімалася, ретельно обливаючи компоненти. Це дозволить затримувати менше бульбашок повітря. Можливо, знадобиться зробити кілька спроб, щоб вибрати правильну точку дозування. У випадку заливання модулів, де друкована плата розташована близько до корпусу, ризик потрапляння повітря під плату значно вищий. Щоб позбутися цієї проблеми, слід ретельно вибирати точку для заливання, бажано, щоб рідина затікала в корпус і одночасно виштовхувала повітря. Найчастіше для позбавлення від усіх бульбашок потрібно підключення вакууму.
Затвердіння
Між базовим полімером і зшиваючим агентом відбувається додаткова реакція затвердіння. Під час реакції не виділяється побічний продукт. Такий механізм реакції вільний від явища реверсії або деполімеризації навіть при підвищених температурах.
Час затвердіння залежить від типу обраного матеріалу. Температура матеріалу, а також температура пристрою, який піддається заливці, може мати значний вплив на швидкість реакції затвердіння. При полімеризації з використанням підвищених температур відносно громіздким пристроям знадобиться додатковий час у печі, щоб досягти бажаної температури. Щоб прискорити процес, перед заливкою необхідно нагріти прилад. Ця операція скорочує загальний час, необхідний для обробки деталей.
Точні терміни затвердіння завжди вказані в технічних паспортах, на це рекомендується звернути особливу увагу.
Робоча температура
Стандартні силіконові гелі мають безперервну робочу температуру від -45 до 150оC. Силіконові герметики мають вищу верхню межу, їх діапазон становить від -45 до 200оC. Короткий час впливу температури 300оC істотно не впливає на деградацію матеріалу.
Коли компоненти вбудовані в гелі або заливні матеріали, відмінності в значеннях теплового розширення між еластомером і деталями (різні форми деталей) можуть вплинути на температурні межі, при яких можна використовувати такі системи. З цієї причини межі температури повинні бути ретельно визначені в лабораторних випробуваннях перед великосерійним виробництвом пристрою.
Пригнічення затвердіння
Присадки до гелів та силіконові герметики швидко та рівномірно твердіють у широкому діапазоні температур, у товстих частинах, на повітрі або в повністю закритих камерах. Їх можна затвердіти у формах, виготовлених із різних матеріалів, і в контакті з більшістю електронних матеріалів.
Існують певні ситуації, коли реакція затвердіння протікає неправильно або гальмується. Такі умови виникають, коли в реакційному середовищі присутній матеріал, який називається інгібітором. У цій області (зазвичай товщиною менше 0,5 мм) еластомер залишається в рідкому стані навіть після завершення реакції затвердіння. Цей матеріал залишиться текучим незалежно від подальших спроб перетворити його на тверду суху масу.
У деяких випадках можна позбутися від явища загальмованості. Попереднє нагрівання пристрою до найвищої температури, яку він може витримати, може допомогти видалити леткі хімікати, які можуть спричинити гальмування полімеризації. У багатьох застосуваннях використання праймера може діяти як бар’єр проти матеріалів, які пригнічують реакцію. В інших випадках використання більш високих температур або більш тривалого часу затвердіння може бути достатнім для подолання невеликого гальмування.
Причини гальмування затвердіння
Гальмування спричинене забрудненням матеріалів, що затверділи через додавання незначної кількості певних типів хімічних речовин. Ці хімічні речовини перешкоджають реакції затвердіння і таким чином перешкоджають перетворенню матеріалу в тверду форму. Навіть дуже невелика кількість інгібітора може бути достатньою для досягнення цього ефекту. На щастя, лише невелика кількість типів хімічних матеріалів може викликати гальмування.
Деякі матеріали, хімікати, затверджувачі та пластифікатори можуть перешкоджати процесу затвердіння. Найвідоміші з них:
- Металоорганічні сполуки
- Силіконові гумки, що містять оловоорганічний каталізатор
- Сірка, полісульфони або інші сірковмісні матеріали
- Аміни, уретани або інші речовини, що містять аміни
- Ненасичені вуглеводневі пластифікатори
- Залишки флюсу після пайки
Якщо існує підозра, що підкладка або матеріал пригнічують реакцію, рекомендується провести тест на сумісність. Рекомендується провести порожній тест. Наявність рідкого або не повністю затверділого продукту на стику сумнівної підкладки (матеріалу) і силікону свідчить про несумісність (матеріал є інгібітором) і гальмування процесу затвердіння.
Ремонт
Для ремонту невеликих ділянок і еластомерів можна використовувати однокомпонентні силіконові герметики, що твердіють при кімнатній температурі. Силікони RTV, що твердіють у вологому стані, легко прилипають до матеріалів, що твердіють через додавання присадок. Для ремонту великих ділянок, наприклад, де компоненти були видалені, рекомендується використовувати той самий або аналогічний силіконовий матеріал.
Відбитки пальців, пил або бруд можуть перешкоджати прилипанню нового матеріалу до затверділого. Щоб забезпечити хороше зчеплення, стару поверхню перед нанесенням нового матеріалу рекомендується зрізати або відшліфувати наждачним папером.
Силіконові еластомери легко ремонтувати. Пошкоджену ділянку можна відрізати ножом при заміні деталей, а відремонтовану ділянку можна залити свіжим силіконом.
Силіконові гелі також можна відновити. Подібно до герметиків, гель можна видалити руками. Також можна перед видаленням нанести на гель розчинник. Цей процес полегшить видалення гелю. Набряклий гель можна видалити, відремонтувати та заповнити відремонтовану ділянку новим гелем. М’які гелі мають унікальну здатність загоюватися самостійно. Через деякий час лінія поділу в гелі зникне і гелі неможливо буде розділити, не розриваючи їх.
За матеріалами сайту https://tek.info.pl
Лайкнуть
Твитнуть