Электроизоляционные компаунды представляют собой заливочные материалы, предназначенные для защиты изделий электронной и радиотехники, работающих в среде воздуха, в условиях вибрации и высокой влажности.
Существует три основных вида электроизоляционных компаундов: эпоксидная смола, двухкомпонентный полиуретан и двухкомпонентный силикон. Каждый из них имеет свои уникальные свойства. В этой статье мы рассмотрим преимущества и недостатки каждого из них.
Эпоксидная смола и полиуретан
Эпоксидная смола и полиуретан — наиболее распространенные материалы, которые используются для заливки электроники. Они обладают высокой прочностью и обеспечивают надежную защиту покрываемых изделий. Термостойкость полиуретанов обычно 80°С, а эпоксидных смол – 120°С.
Эпоксидные смолы и полиуретаны обладают адгезией ко многим материалам, в том числе и к изолируемым электронным компонентам. С одной стороны, это их преимущество, с другой стороны, это существенный недостаток, т.к. невозможно осуществить ремонт изделия в случае поломки.
Эпоксидные смолы и полиуретаны экзотермичны. При отверждении они выделяют тепло, которое может достигать 90-150°С. Это может привести к повреждению компонентов электроники.
Еще один важный фактор – высокая твердость полиуретанов и эпоксидных смол. Из-за усадки и теплового расширения в процессе отверждения твердые материалы могут сломать тонкие соединения проводов.
Для инженеров и производителей, работающих с электронными компонентами, эти недостатки усложняют производственный процесс и увеличивают затраты.
Поэтому при необходимости ремонта и для предотвращения повреждения компонентов, многие производители обращаются к силиконовым заливочным электроизоляционным компаундам.
Силикон
Полимерные заливочные компаунды на основе силикона обладают уникальным набором характеристик.
Современные компоненты, используемые в платах, становятся все более горячими и часто нагреваются до температур, превышающих термостойкость эпоксидной смолы и полиуретана. Силикон обладает высокой термостойкостью, рабочий диапазон температур от -60ºС до +250ºС.
В некоторых случаях электронные устройства и компоненты могут подвергаться воздействию прямых солнечных лучей. Высокая устойчивость силиконов к ультрафиолетовому излучению, предотвращает растрескивание или пожелтение, которые возникают у других электроизоляционных материалов в тех же условиях.
Силикон имеет достаточно низкую вязкость и хорошо проливается в мелкие детали. Это позволяет устанавливать компоненты, для доступа к которым при заливке других компаундов потребовались бы большие усилия.
Силикон легко снимается с любой детали, что позволяет ремонтировать изделия в случае необходимости. Однако в некоторых случаях это может быть недостатком. Тогда при нанесении лучше использовать подслой, чего не требуют эпоксидные смолы и полиуретаны.
По сравнению с эпоксидной смолой и полиуретаном силикон практически не дает усадку при отверждении. Это экономит время нанесения компаунда за счет исключения дополнительных этапов подготовки и нанесения.
Выбор продукта для заливки
После того, как вы определились с эпоксидным, полиуретановым или силиконовым электроизоляционным компаундом, вам нужно будет выбрать конкретный продукт для вашего изделия. Есть четыре основных характеристики, которые следует учитывать при выборе электроизоляционного компаунда.
Твердость. Более твердые продукты обеспечивают лучшую устойчивость к истиранию, защиту IP (от попадания внутрь) и устойчивость к факторам окружающей среды. Компаунды с меньшей твердостью значительно облегчают ремонт деталей. Твердость эпоксидной смолы и полиуретана может достигать 80 D. Силиконы могут быть мягкими (от 10 А) и твердыми (до 60 А).
Вязкость. Большинство заливочных смесей имеют низкую вязкость, что делает их текучими и самовыравнивающимися. Однако могут потребоваться компаунды с высокой вязкостью, чтобы была возможность контролировать область распространения материала или для нанесения на вертикальные поверхности.
Цвет. Цвет заливочной массы может являться решающим фактором. Например, при герметизации светодиодов, понадобится компаунд, обеспечивающий достаточную прозрачность или даже оптически прозрачный.
Теплопроводность. Ключевой проблемой при разработке электроники с высокой мощностью является управление выделяемым теплом. Герметизация компаундами с высокой теплопроводностью позволяет отводить тепло от электроники. Некоторые составы содержат специальные наполнители для улучшения или снижения теплопроводности для специализированных применений.
Заключение
Возможность выбора электроизоляционных компаундов под каждый конкретный случай существенно влияет на производство электронных компонентов. Выбор подходящего материала для каждого применения может помочь производителям сэкономить время и затраты, одновременно улучшая качество продукции.
