Какой клей следует использовать для компонентов, установленных на печатной плате, чтобы избежать вибрации?
Ответы:
Мои предпочтения:
Нейтральное отверждение силиконовой резины в качестве долгосрочного антивибрационного и герметизирующего агента. Ожидайте 20+ лет жизни.
Если требуется первоначальное механическое расположение, используйте горячий клей (клей-расплав) только для удержания предметов на месте, пока силиконовая резина затвердевает. [Горячий клей - совершенно неудовлетворительное долгосрочное решение !!!].
Подробности:
Для долговременной живучести все, что требует большей механической прочности, чем его паяные соединения, должно использовать «надлежащие» механические ограничения, такие как кронштейны, монтажные зажимы и т. Д.
Тем не менее , во многих потребительских товарах принято, чтобы более крупные механические элементы «удерживались на месте» или механически поддерживались клеем. Правильно сделанный, это законный метод изготовления, хотя иногда его не одобряют «правильные» дизайнеры.
Азиатское решение: Наиболее распространенный метод в азиатских продуктах - это белый клей с твердым керамическим белым покрытием. Он обладает хорошими начальными связывающими способностями и прочностью, быстро схватывается и терпит неудачу в течение периода от месяцев до года или около того.
Западное решение: наиболее распространенный западный метод - это горячий клей или термоклей. Он обладает хорошими начальными способностями склеивания, разумной прочностью, устанавливается в течение времени, необходимого для охлаждения (от десятков секунд до минут, в зависимости от количества и теплопроводности), и с треском проваливается в течение периода от месяцев до года или около того. Люди все еще используют это и говорят, насколько это хорошо.
Превосходное решение: отличное решение - силиконовая резина нейтрального отверждения. После установки он обладает хорошими способностями склеивания - они варьируются в зависимости от материалов, но для сложных материалов доступны грунтовки или специальные варианты. Он имеет разумную прочность, но низкий модуль (несколько эластичный), поэтому превосходно противостоит вибрации и ударам. Время установки может быть от нескольких минут до нескольких часов - обычно дольше, чем короче. После установки он обычно будет длиться 20 ++ лет. Длительное время схватывания не является проблемой, если клей неиспользуется для удержания объектов на месте, но для добавления долговременной виброустойчивости. Большинство силиконовых каучуков не текут во время схватывания, поэтому время схватывания не имеет значения, за исключением того, что поверхность сначала будет липкой. «Перекрытие» происходит обычно через 10-20 минут. Настройка достигается действием атмосферной влаги, поэтому низкая влажность приводит к увеличению времени схватывания. Полная скорость схватывания зависит от толщины воды с типичными значениями глубины около 3 мм в сутки.
Отличная комбинация, где требуется механическое удержание или расположение с использованием клея, состоит в том, чтобы использовать «мазок» клея-расплава для первоначального удержания вещей на месте, а затем использовать силиконовый каучук в качестве долговременного связующего и противовибрационного агента.
Наряду с отличным низким модулем и длительным сроком службы, SR делают отличные гидроизоляционные и герметизирующие агенты. Однако они не являются водоотталкивающими средствами - пары через какое-то время будут проходить через SR - жидкая вода не будет. Таким образом, они «дышат» - что может быть хорошим или плохим в зависимости от применения.
Обратите внимание, что используемый силиконовый каучук ДОЛЖЕН быть нейтральным отверждением при использовании электроники или чувствительных к коррозии компонентов. «Нормальный» SR - кислотное лечение и выделяет уксусную кислоту во время схватывания (пахнет как уксус). Это "не так уж плохо" во многих случаях, но может вызвать коррозию в чувствительных областях применения.
Силиконовые каучуки нейтрального отверждения широко доступны и стоят совсем недорого. Большинство из них - "Oxeme" - лекарство для лечения и выделения оксемов и метилового спирта. Первый может вызвать коррозию голой меди. Oxeme cure не подходит для поликарбоната - используйте спиртовое лечение.
Несколько более дорогие нейтральные лекарства SR - это прямое спиртовое лечение и высвобождение метилового спирта при схватывании. Разумная обработка достаточно хороша. Хорошо проветривайте, если используете килограммы одновременно :-).
Dow Corning производит широкий спектр СР, которые доступны в большинстве стран и которые располагают обширными техническими данными. Нет связи с Dow Corning, кроме того, что он довольный клиент.
Есть множество других клеев, которые моя работа для вас. Цианоакрилатные клеи быстро схватываются (супер-клей, слоновый клей), в некоторых случаях рискуют испортить поверхности и со временем на некоторых поверхностях будут встречаться со временем. Латексные и контактные клеи имеют низкий модуль и могут быть полезны. Как правило, используются растворители, которые могут оказывать неблагоприятное воздействие. Другие существуют, но я считаю, что силиконовая резина является лучшей в целом.
- Силиконовая резина и эпоксидная смола:
Я не упомянул эпоксидную смолу (ER), и Майк рекомендовал ее вместо силиконовой резины (SR). Эпоксидные смолы, безусловно, очень полезны. Они доступны с «жизнеспособностью (время использования до отверждения) от 1 минуты до нескольких часов, а время полного отверждения - от часа до дня или около того. Повышенные температуры увеличивают скорость отверждения и сокращают срок годности. 2 горшка "- два разных компонента смешиваются непосредственно перед употреблением. SR также доступны в двухкомпонентных составах, как правило, с быстрым временем схватывания (минуты до 10 минут - могут быть длиннее по конструкции).
Фактор, который я назвал преимуществом, Майк назвал недостатком. Мы оба правы (и оба не правы? :-)), и стоит понять, почему.
Фактор "модуль". Модуль (точнее, «модуль упругости») - это отношение напряжения к деформации - величина деформации, возникающая на одну приложенную силу. Существуют различные меры модуля, в основном связанные с направленными аспектами сил и деформаций. Некоторые подробности здесь, в этой статье Википедии об упругом модуле. ,
Силиконовые каучуки имеют «низкий модуль» - хотя фактические значения могут варьироваться в широких пределах в зависимости от конструкции, обычно встречающиеся значения будут «существенно» более эластичными, чем типичные эпоксидные смолы. Мы с Майком согласны с этим :-). Насколько это полезно вопрос для обсуждения.
Эпоксидная смола, как правило, будет действовать так же, как зажим или кронштейн или механическая система крепления. Он жестко прикрепляет компонент к приспособлению или печатной плате и т. Д. Типичные силиконовые каучуки отнюдь не являются «желеобразными» - они установлены на жесткую резину - как правило, такие же гибкие, как ластик с жесткими блоками, - твердые, но не бетонные. Твердость резиновой смеси не связана интуитивно с модулем *, но они достаточно связаны, чтобы быть полезными. Подходящей шкалой твердости для каучуков является шкала твердости "Шор А". Автомобильные шины были бы около Shore A 70 - довольно жесткая резина. Типичной резинкой будет Shore A 25-30 - довольно эластичная. Доступны силиконовые каучуки, которые устанавливаются на любую из этих крайностей, но большинство из них являются промежуточными, с тенденцией к жесткой стороне в большинстве случаев.
Теперь подумайте, сталкивались ли вы когда-либо с виброгасителем, защитой от землетрясения, противоударным креплением, автомобильным креплением двигателя, ... - какие у них механические характеристики? Из каких материалов вы ожидаете их изготовить?
Если монтаж требует абсолютной жесткости, не может выдержать любую степень изгиба, его необходимо монтировать прочно, без каких-либо движений относительно монтажа, - тогда силиконовый каучук, вероятно, не является предпочтительным материалом для монтажа.
И наоборот, если степень механической изоляции от вибрации, способность противостоять ударам и большим внешним движениям или силам путем распределения сил, вовлеченных в пространство и время, минимизация передачи вибрации за счет передачи вибрационной энергии с потерями, свобода от напряженных разрушений и минимальная механическая деградация с возрастом ценна, тогда силиконовые каучуки станут серьезным соперником.
М Алин спросил о том, какие вещи больше всего нужно склеивать.
Обычно это
Тяжелые предметы, которые оказывают значительное воздействие при ударе (например, конденсаторы, незакрепленные ящики для батарей, ...
Печатные платы в слотах, краевые разъемы, объекты, которые могут получить "хлыст" под вечным ударом.
Элементы сохраняются исключительно или в основном с помощью клея.
По сути, объекты, которые могут перемещаться под воздействием или вибрацией, а также могут причинить ущерб, если они это сделают.
Резиновые амортизаторы - изображения являются живыми ссылками
Википедия -
Материалы для машинистов по Шору - Сравнение твердости по
Шору с А по Шору (подозреваемый!)
(* Формула, которая приблизительно связывает Шор А с модулем Юнга, приведена ниже. Маловероятно, чтобы быть полезным в этом контексте.)
Добавлено 4 года:
В: Я не понимаю ваших противоречивых утверждений «следует использовать« правильные »механические ограничения [...] Правильно сделанный этот [клей] является законным методом изготовления». Клеи фантастические, когда, как вы упоминаете, они предназначены для. Если вы хотите начать с «все должно использовать гайки и болты», я бы указал вам на 3M, чьи клеи удерживают поверхность самого высокого здания в мире.
A: Я перечитал или просмотрел то, что написал, чтобы увидеть, как оно совмещается.
Я согласен, что если вы возьмете некоторые утверждения как в полуизолирующий И (логический) по абсолютной номинальной стоимости, вы увидите некоторое противоречие. Если вы возьмете как оригинальный вопрос, так и то, что я написал в целом, это кажется вполне приемлемым, как есть. Я мог бы изменить несколько слов, чтобы устранить некоторые частичные противоречия, но я думаю, что любой, кто ищет совет по теме, который все это читает, получит чрезвычайно хорошее представление о том, что я говорю [[Является ли то, что я говорю, допустимым, это другой вопрос :-)]].
Отмечу, что отмечаю, что качественные СР (силиконовые каучуки) будут «прослужить более 20 лет» и что они будут полезны в этой роли. И меня устраивает мысль о том, что «правильно» спроектированный и «правильно» нанесенный лист материала ( например, стекло) можно «надежно» удерживать клеем в течение всего срока службы здания, когда все предположения оказываются действительными.
Но я также знаю о стеклянных стеклах, которые «только что упали» со зданий, и здесь (Новая Зеландия) один человек погиб, когда он опирался на сохраняемое в клею оконное стекло полной высоты пола, которое затем упало :-(.
Т.е. «Правильный дизайн», «правильное применение» и «действительные предположения» находятся или должны быть в пределах возможностей профессиональных дизайнеров - и даже иногда они ошибаются.
Люди, «проектирующие» крепежные системы с меньшими ресурсами и возможностями, в целом могут быть гораздо более уверены в том, что «сделают это правильно» с помощью механических крепежных деталей, чем с помощью клеев.
Я принимал участие в использовании адгезивного крепления на, возможно, 500 000 изделий, произведенных на нескольких (китайских) фабриках в течение ряда лет. Уроки и опыт были поучительными :-).
Да, клеи имеют свое место.
Да, я их использую.
И да, я ВСЕГДА осторожен и осознаю, что может произойти.
В те времена, когда я работал в аэрокосмической промышленности, небольшие компоненты, которые были установлены «по существу» плоско на печатной плате (например, сквозные осевые резисторы, диоды, микросхемы DIP и т. Д.), Не требовали специальной обработки, также как и компоненты SMD. Более крупные компоненты, такие как радиальные конденсаторы и компоненты, смонтированные на плате (транзисторы и т. Д.), Были закреплены с помощью эпоксидного клея. Силиконовый каучук (RTV) использовался только для закрепления задвижек, так как он податлив и не защищает от вибрации.
Печатные платы были прикреплены к шасси с помощью антивибрационных опор (нитрильный каучук и т. Д.). Конформные покрытия, вероятно, также обеспечивали небольшую дополнительную защиту.
Небольшие SMD, вероятно, не нуждаются в механическом креплении, так как они едва оказывают воздействие на пайку благодаря их малому весу, часто миллиграмму. ( Тонкопленочный чип-резистор 0402 весит ровно 1 мг.)
Для более крупных компонентов, таких как крупные электролитики, я бы не использовал клей, который остается эластичным . Этот вид клея позволяет вибрировать детали, хотя и с меньшей амплитудой. Даже при этих более низких амплитудах в течение длительного времени они могут привести к разрыву пайки из-за ползучести .
Ползучесть может также возникнуть при неэластичной фиксации, если при высыхании клея пайка будет находиться под напряжением, но это не так плохо, как напряжение от вибрации.
Вообще говоря, большинство устройств имеют достаточное поверхностное натяжение припоя, чтобы держать компоненты на месте даже при высоких температурах и больших вибрациях. Наибольшую опасность представляют тяжелые и крупные компоненты. Если у вас есть большие SMD электролитические конденсаторы, я бы сделал их сквозными, вместе с любыми разъемами.
Единственное использование клея в работе SMD, о котором я могу подумать, - это использование его для предотвращения выпадения компонентов во время повторного потока в печи.