Gwałtowny wzrost, a obecnie niemal powszechna integracja urządzeń elektronicznych w naszym codziennym życiu, spowodowała konieczność stworzenia zaawansowanych klejów i powłok. Kleje przewodzące prąd elektryczny (ECA) przeszły do wielu dziedzin, zarówno bezpośrednio, jak i pośrednio związanych z produkcją elektroniki. ECA zazwyczaj składają się z żywicy epoksydowej, ale mogą być również wykonane z utwardzacza UV i klejów silikonowych. Aby przezwyciężyć wysoką rezystywność tych związków, klej jest obciążony w górę o 80 procent materiałów przewodzących. Te kleje można nakładać na wiele zwykłych sposobów, od strzykawki po sitodruk.
Istnieją ogromne różnice w ECA, a wybór odpowiedniego kleju do danego zastosowania zależy od wielu czynników. Wartości ECA różnią się w zależności od użytych cząstek przewodzących, a także od rodzaju zawieszonego kleju.
Kleje
Większość kleje można przekształcić w przewodniki, dodając wystarczającą ilość wypełniacza przewodzącego, dlatego należy wziąć pod uwagę zwykłe rozważania o tym, który klej najlepiej będzie działał. Należy wziąć pod uwagę takie czynniki, jak metoda nakładania i czas utwardzania, a także naprężenia środowiskowe i bezpośrednie połączenia klejowego. Jedno i dwuczęściowe żywice epoksydowe są najczęściej stosowanymi klejami, ale silikony i inne kleje utwardzane promieniami UV są opcjami.
Cząsteczki przewodzące
Wiele metali lub związków można zastosować do zapewnienia przewodności elektrycznej w ECA. Srebro jest najbardziej powszechne, ponieważ ma bardzo niską odporność i może być opłacalne w porównaniu do innych opcji, takich jak złoto. Miedź, złoto, nikiel, aluminium i grafit to inne popularne opcje dla ECA. Niektóre kombinacje mogą oferować inne zalety - takie jak posrebrzana miedź lub nikiel, które są często tańsze, ale nadal oferują niską rezystywność. Dokładny skład wypełniacza i sposób rozprowadzania w klejach można dostosować do wymaganych specyfikacji.
Srebro i złoto są metalami powszechnie stosowanymi do zapewnienia przewodności elektrycznej w ECA.
Główne zastosowania
Wykorzystanie ECA można zasadniczo podzielić na dwie kategorie - zastosowania przewodzące i zastosowania ekranowania. ECA stosowane jako połączenia przewodzące często wykorzystują srebro jako materiał wypełniający, podczas gdy ECA stosowane w ekranowaniu są najczęściej wykonane z mniej przewodzących materiałów, takich jak grafit.
Przewodzący
Istnieją dwa główne typy ECA stosowane jako ścieżki przewodzące - izotropowe kleje przewodzące (ICA) i anizotropowe przewodzące kleje (ACA). Podczas gdy ICA przewodzą we wszystkich kierunkach, ACA przewodzą tylko w jednym kierunku (zwykle wzdłuż osi z). ICA są używane w wielu zastosowaniach, w których odpowiednie byłoby lutowanie i niezbędna jest ścieżka uziemienia. ACA są następnie przystosowane do użycia w określonych zastosowaniach na płytkach drukowanych, takich jak flip-chipy i montaż RFID.
Ponieważ zaawansowane technologicznie szkło i tworzywa sztuczne odgrywają coraz większą rolę w elektronice użytkowej, potrzebne są kleje odpowiednie do tych zastosowań. Niemal każdy nowoczesny telefon komórkowy lub wyświetlacz zawiera pewnego rodzaju przezroczystą folię przewodzącą (TCF). Tlenki indu i cyny (ITO) i inne TCF stosowane w wyświetlaczach LED i OLED można łączyć za pomocą kleju przewodzącego prąd elektryczny, aby zachować przezroczystość optyczną tam, gdzie przewody lub lut nie byłyby odpowiednie. ECA mogą być również produkowane w formie pliku przezroczysta folia samoprzylepna które mogą stanowić podstawę takich TCF, łącząc je z wewnętrzną elektroniką.
Te delikatne komponenty i nowoczesne tworzywa termoplastyczne mogą być również wrażliwe na wysoką temperaturę. ECA są czasami określane jako „zimne lutowanie”, ponieważ ich przewodność stanowi alternatywę dla tradycyjnych połączeń lutowanych w zastosowaniach, w których ciepło związane z lutowaniem jest zbyt wysokie. Jako alternatywa dla lutu, ECA mają tę zaletę, że nie zawierają ołowiu, gdy najważniejsze są kwestie środowiskowe lub regulacyjne. ECA oferują również opcje naprawy płytek obwodów drukowanych (PCB), w których lutowanie jest niewygodną lub niemożliwą opcją.
Wreszcie, ECA są również wydajnymi przewodnikami ciepła iz tego powodu niektóre ECA lub pasty mogą być stosowane w aplikacjach rozpraszania ciepła. Montaż RFID i inne połączenia typu flip-chip można uzyskać za pomocą ECA zastępujących tradycyjne guzki lutownicze.
Zastawianie
ECA są również stosowane ze względu na ich zdolność do zapewniania powierzchni przewodzącej w aplikacjach, które wymagają ochrony przed zakłóceniami elektromagnetycznymi (EMI) lub wyładowaniami elektrostatycznymi (ESD). Teraz, gdy urządzenia emitujące EMI o wysokiej częstotliwości są prawie wszechobecne (podobnie jak te, które mogą być zakłócane), międzynarodowe standardy zgodności z FCC i EMI muszą być uważnie rozważone przy projektowaniu każdego produktu. Kiedy ECA jest nakładany jako powłoka lub do przyklejenia elementów ekranujących elektronikę, działa jak klatka Faradaya, rozprowadzając ładunek wokół pokrytego przedmiotu, a nie przez niego. Ten rodzaj ekranowania może zapewnić ochronę nawet przy wysokiej częstotliwości.
ESD może być również niebezpieczny w środowiskach z wrażliwą elektroniką lub lotnymi chemikaliami. Pokryte lub pokryte podłogą ECA podłogi mogą zapewnić sposób bezpiecznego rozładowania i zapobiegania gromadzeniu się elektryczności statycznej oraz być zgodne z ANSI / ESD S20.20.
Inne uwagi
Rodzaje ECA są tak różnorodne, jak ich potencjalne zastosowania. ECA zostały opracowane dla prawie każdej aplikacji, a znalezienie właściwej zależy od konkretnej sytuacji. Chociaż ECA mogą służyć jako zamiennik lutowia w powszechnym użyciu - można je również formułować do innych specjalnych sytuacji. W miejscach, w których występuje zagrożenie korozją, można zastosować niekorozyjny materiał wypełniający, taki jak grafit. W zastosowaniach, w których problemem są zakłócenia magnetyczne, ECA można mieszać z materiałami niemagnetycznymi. Inne specyficzne formulacje mogą być odpowiednie, gdy ECA są nakładane jako powłoka przy wyładowaniach elektrostatycznych lub ekranowaniu EMI. Dokładne określenie Twoich potrzeb w zakresie połączenia fizycznego i elektrycznego pozwoli Ci znaleźć ECA, który jest dostosowany do Twoich potrzeb.
Sprawdź naszą ofertę materiałów przewodzących prąd elektryczny tutaj.
Treść wpisu na blogu z tego miesiąca została dostarczona przez Klejspec® – wspólnik Ellsworth Adhesives.
Gluespec pomaga inżynierom odkrywać kleje i inne materiały do ich zastosowań przemysłowych.