УФ-отверждение усилит стабильность и повысит производительность

(журнал Design007, июль 2022, Saskia Hogan — менеджер по продукту компании «Electrolube»)

С экологической осведомленностью на небывало высоком уровне, компании заинтересованы в более «зелёных» вариантах используемой химии для производства и защиты электроники, включая конформные покрытия, применяемые для защиты поверхности металла от коррозии, от конденсата, от разрушения диэлектрика и которые предотвращают образование оловянных усов и проводящих металлических частиц.

Традиционно эти материалы были на основе растворителей, снижая вязкость и облегчая использование. Однако, использование растворителей стало более ограниченным и увеличился спрос на технологию без их использования.

Преимущество использования покрытий без растворителя.

Помимо материалов без растворителя, являющихся правильным выбором, выхлоп растворителя от производства будет гораздо меньше; существует экономия затрат, благодаря соответствию регулирующим требованиям, в зависимости от местной, региональной и национальной специфики. Материалы УФ-отверждения — не горючи, меньше вредят здоровью, экономя на стоимости страхования. Часто, количество энергии, необходимое для этих материалов, гораздо меньше, чем для материалов на основе растворителей, приводя к уменьшению счетов оплаты за энергию и снижению углекислого газа в атмосфере.

Но, как это работает? Количество наносимого материала без растворителя обычно немного больше для увеличения покрываемости и для большей защищаемости. Составы, также более совершенные, поставляются в больших количествах для удовлетворения возросшего спроса в новых применениях, например, в автопроме при циклическом термоударе или воздушно- космическом использовании, увеличена стойкость к конденсации. Материалы УФ-отверждения отверждаются очень быстро (за несколько секунд), когда подвергаются облучению соответствующей длины волны и интенсивности, делая их очень привлекательной технологией для повышения производительности производства и сокращения производственных площадей. По сравнению с другими типами отверждения материалы УФ-отверждения обладают хорошими защитными свойствами и улучшенной химической стойкостью.

Зачем нужно вторичное отверждение?

К сожалению, свет распространяется только по прямым линиям, и отверждение происходит только в прямой видимости. Так как печатная плата (ПП) имеет 3-мерную структуру, то, вероятно, некоторые области платы не подвергнутся полному облучению, особенно материал сбоку от выводов компонента и под компонентами. По этой причине, материалы УФ-отверждения должны обладать механизмом вторичного отверждения, которое может быть во влаге, химическим или тепловым. Традиционно главенствовал механизм во влаге, не требуя дополнительных процессов. Однако, хотя материал обычно хорошо отверждался в освещаемых областях, диффузия влаги в покрытие и эмиссия в недосвеченных местах затруднительна. Чем больше барьер в покрываемости, тем дольше процесс вторичного отверждения, как приводится — в днях, неделях, месяцах и даже в годах.

Что за проблемы с тепловым отверждением?

Вторичный процесс теплового отверждения нуждается в дополнительных процессах и времени, лишая преимущества в быстром, первичном отверждении. Попутно, первичное, быстрое отверждение может приводить к значительному уровню напряжений, а иногда ведёт только к 70- 80% преобразованию в полимер, означая, что материал может содержать реактивные группы, остающиеся незадействованными. При одноразовом повышении температуры (более 100ºС) может происходить дополнительная полимеризация, подталкивая материал к продолжению отверждения, изменению свойств и большему противостоянию к растрескиванию при тепловых термоударах.

Химическое вторичное отверждение: время и тепловое старение.

Материалы со вторичным, химическим процессом будут полностью отверждаться в течении шести-восьми часов при комнатной температуре после засветки подходящей длины волны УФ- света. Благодаря уникальному составу этих материалов, остаточные напряжения минимальны, а отверждение происходит на высокой степени преобразования, приводя к минимальным изменениям свойств при тепловом старении. После испытаний на тепловое старение результаты показали, что материал становится жёстким и неэластичным при окружающей температуре в то время, как вторичное, химическое отверждение эластично до -20ºС, оставаясь ещё продолжающимся даже при -40ºС.

Результаты тестирования УФ-отверждения с химическим и тепловым отверждением.

В то время, как отсутствие изменений физических свойств при тепловом старении является важным параметром при выборе материала, ключом к эффективности в применении конечным пользователем является то, что материал может выдержать требуемый профиль теплового удара без растрескивания или воздействия дополнительной нагрузки на паяное соединение. Для такой проверки избирательно были покрыты 12 автомобильных блоков контроля двигателя обычной толщиной пятью различными покрытиями в испытаниях тепловым термоударом в диапазоне от -40ºС до +130ºС, от 0ºС до 130ºС и от -40ºС до +60ºС.

После 250 циклов каждого испытания 12 плат визуально контролировались на растрескивание покрытия и самым поразительным наблюдением из испытаний было то, что материалы, которые обладали наиболее стабильными свойствами в процессе теплового старения, были материалами химического отверждения и УФ / химического отверждения. УФ-химическое отверждение осталось без растрескиваний даже после 1000 термоциклов (-40ºС до +130ºС), с завершением полного отверждения за шесть часов по сравнению с завершением УФ-влажного отверждения. Материал УФ-химического отверждения гораздо более стабилен по ключевым физическим параметрам при тепловом старении при сравнении с материалами УФ-влажного отверждения. Это увеличение стабильности ведёт к значительному улучшению стойкости к термоударам по сравнению с обычными материалами УФ-влажного отверждения.

В результате: стали доступны экологичные материалы, включая био-покрытие UVCLX компании «Electrolube», гарантирующее полное отверждение за 24 часа и содержащее 75% био- органической составляющей из возобновляемых источников.

******************************

Компания «БалтМедиа Партнёр» помогает производителям электроники во внедрении и освоении на российском рынке эффективной техники и технологии ведущих разработчиков, поставляя материалы и оборудование, сопровождая и консультируя по составам обработки: обезжириванию, декапированию, травлению, активированию, химической металлизации и электролитическому меднению, финишным покрытиям, подготовке и нанесению защитных покрытий.

По возможному сотрудничеству рекомендован следующий контакт:

Санкт-Петербург, Таллиннское шоссе, 206

Электронная почта: office@bmptek.ru

https://bmptek.ru

Тел. +7 (921) 895−1422, (921) 994−9502

Управляющий проекта — Алексей Леонов

Подпишитесь на рассылку