Термосет хуванцар үйлдвэрлэлийн процесс ба түүний электроникийн үйлдвэрлэлд хэрэглээ
Термосет хуванцар (эсвэл термосет) нь халаах эсвэл катализжуулах үед химийн байнгын өөрчлөлтөд орж, гурван хэмжээст сүлжээний бүтэц (хөндлөн холбоос) үүсгэдэг полимерүүдийн бүлэг юм. Дахин дахин хайлуулж, хэлбэрээ өөрчилж болдог термопластикаас ялгаатай нь термосет хуванцарыг нэгэнт "хатуужсан" бол задралгүйгээр дахин хайлуулах боломжгүй юм. Энэ шинж чанар нь термосет хуванцарыг өндөр дулаан эсэргүүцэл, хэмжээст тогтвортой байдал, сайн цахилгаан эсэргүүцэл шаарддаг хэрэглээнд онцгой давуу талтай болгодог бөгөөд энэ нь электроникийн салбарт чухал ач холбогдолтой шинж чанарууд юм.
Термосет хуванцарын үндсэн шинж чанарууд
Үйлдвэрлэлийн процессын талаар хэлэлцэхээс өмнө электроникийн салбарт термосетийг яагаад өргөн хэрэглэдэг шалтгааныг ойлгох нь чухал юм.
1. Халуунд тэсвэртэй бөгөөд амархан зөөлөрдөггүй: Хатаасны дараа материал нь олон термопластикаас өндөр ажлын температурт тогтвортой хэвээр байна.
2. Өндөр хэмжээст тогтвортой байдал: Агшилт болон деформаци багатай, нарийвчлалтай эд ангиудад чухал ач холбогдолтой.
3. Цахилгаан тусгаарлах сайн шинж чанар: Олон термосет давирхай нь өндөр диэлектрик бат бэх, өндөр эсэргүүцэлтэй байдаг.
4. Химийн болон чийгийн эсэргүүцэл: Хэлхээг зэврэлт эсвэл чийглэг орчноос хамгаалахад тохиромжтой.
5. Механик бат бөх ба хөшүүн чанар: Ерөнхийдөө илүү хатуу, ялангуяа ширхэгээр (жишээ нь шилэн хөвөн) бэхжүүлсэн үед.
Термосетийн түгээмэл жишээнүүд: эпокси, фенолын (бакелит), меламин формальдегид, мочевин формальдегид, ханаагүй полиэфир болон термосет полиуретан.
-
Термосет хуванцар үйлдвэрлэлийн процессын ерөнхий үе шатууд
Давирхайн төрлөөс хамааран харилцан адилгүй байдаг ч ерөнхийдөө термосет бүтээгдэхүүн хийх үйл явц дараах үе шатуудаар дамждаг.
1. Давирхайн найрлага: Материалын "жор"-ыг тодорхойлох
Энэ үйл явц нь суурь давирхай болон хатууруулагч/хатууруулагч бодисыг сонгохоос эхэлдэг. Энэ үе шатанд үйлдвэрлэгчид шинж чанарыг нь тохируулахын тулд нэмэлт бодисуудыг нэмж оруулдаг:
– Цахиурын давхар исэл, кальцийн карбонат, хөнгөн цагааны тригидрат зэрэг дүүргэгч бодисууд: бат бөх чанарыг нэмэгдүүлж, зардлыг бууруулж, дулааны шинж чанарыг сайжруулдаг.
– Шилэн ширхэг, нүүрстөрөгчийн ширхэг, арамид зэрэг арматур (бэхжүүлэлт): суналтын бат бэх болон цохилтын эсэргүүцлийг нэмэгдүүлдэг.
– Галд тэсвэртэй: электрон аюулгүй байдлын стандартад чухал ач холбогдолтой (жишээ нь UL 94).
– Пигментүүд: өнгө болон бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг тодорхойлох.
– Катализатор/хурдасгуур: хатуурах урвалыг хурдасгадаг.
– Хуванцаржуулагч (тодорхой найрлагад): уян хатан чанарыг зохицуулдаг.
– Холбогч бодис: давирхай болон дүүргэгч/арматурын хоорондох холбоог нэмэгдүүлдэг.
Энэхүү найрлага нь электроникийн салбарт чухал ач холбогдолтой, учир нь эд ангиуд нь гагнуурын халуунд тэсвэртэй байдал, диэлектрик гүйцэтгэл, чийгэнд тэсвэртэй байдал зэрэг хатуу шаардлагыг хангасан байх ёстой.
2. Холих ба хийгүйжүүлэх
Давирхай, хатууруулагч, дүүргэгч болон нэмэлтүүдийг үйлдвэрлэлийн холигч (гаригийн холигч, өндөр зүсэлттэй холигч эсвэл тодорхой системд зориулсан хос шураг экструдер) ашиглан холино. Электроникийн хэрэглээнд агаарын бөмбөлгийг арилгахын тулд вакуум хийгүйжүүлэлтийг ихэвчлэн хийдэг. Бөмбөлөг нь механик сул цэгүүд бөгөөд цахилгааны эвдрэл үүсгэдэг (жишээлбэл, тусгаарлагч дахь хэсэгчилсэн цэнэг алдалт).
3. Хэвлэх/Хэлбэржүүлэх
Термопластикаас ялгаатай нь ихэвчлэн хайлуулж, дараа нь шахдаг бол термосетик давирхайг харьцангуй шингэн/зуурамтгай эсвэл урьдчилан хэлбэржүүлсэн хэлбэрээр (жишээлбэл, шахалтын хэвэнд зориулсан мөхлөг/үрэл хэлбэртэй нэгдлүүд) үүсгэдэг. Нийтлэг хэлбэржүүлэх аргуудад дараахь зүйлс орно.
а. Шахалтын хэв
Термосет материалыг (жишээлбэл, фенолын хэвний нэгдлүүд) халуун хэвэнд хийж, дараа нь дардаг. Дулаан ба даралт нь бүтээгдэхүүн хатуурах хүртэл хатууралтыг өдөөдөг.
– Давуу талууд: унтраалга, тодорхой гэр, тусгаарлагч зэрэг цахилгаан эд ангиудад тохиромжтой.
– Сул талууд: үйл явцын мөчлөг нь термопластик шахах хэвнээс илүү урт байж болно.
б. Шилжүүлгийн хэв
Шахалтын хэвэнд оруулахтай адил материалыг саванд халааж, дараа нь сувгаар дамжуулан хэвний хөндий рүү "шилжүүлдэг". Энэ аргыг эпокси давирхайн хэвний нэгдлүүдийг ашиглан хагас дамжуулагч бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг (IC савлагаа) битүүмжлэхэд өргөн ашигладаг.
– Давуу талууд: нарийн төвөгтэй хэлбэрт илүү жигд хэв дүүргэлттэй.
– IC багц, диод, транзисторуудад маш хамааралтай.
в. Урвалын тарилгын хэв (RIM)
Хоёр буюу түүнээс дээш шингэн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг (жишээлбэл, полиуретан) хольж, хэвэнд шахаж, тэнд урвалд орж, дотор нь хатуурдаг.
– Бат бөх чанар болон хөнгөн жингийн хослолыг шаарддаг эд ангиудад тохиромжтой.
– Байгаль орчны эсэргүүцэл шаарддаг хэд хэдэн электрон эд ангиудад ашиглагддаг.
d. Ламинжуулах болон шингээх
FR-4 (эпокси + шилэн хөвөн дээр суурилсан PCB суурь) зэрэг материалын хувьд энэ үйл явц нь шилэн хөвөн даавууг эпокси давирхайгаар (prepreg) шингээж, дараа нь даралт болон дулаанаар ламинатлах явдал юм.
– Гаралт: сайн диэлектрик шинж чанар, халуунд тэсвэртэй, хэлхээний самбарт зориулсан ламинатан хуудас.
4. Хатуужуулалт: Термосетийн мөн чанар
Хатуужилт гэдэг нь давирхайг байнгын, хатуу хатуу бодис болгон хувиргадаг хөндлөн холбоосын үйл явц юм. Хатуужилтыг дараах байдлаар идэвхжүүлж болно.
– Дулаанаар хатаах (дулааны аргаар хатаах)
– Катализатор/хурдасгуур
– Хэт ягаан туяа (зарим тусгай давирхайн хувьд, жишээлбэл, тодорхой хэрэглээнд хэт ягаан туяагаар хатуурдаг эпокси давирхай)
– Дулаан ба цаг хугацааны хослол (хамгийн их шинж чанарт хүрэхийн тулд хатууралтын дараах боловсруулалтыг ихэвчлэн хийдэг)
Хатууруулах чухал параметрүүд:
– Хэв/зуухны температур
- Хатуурах хугацаа
– Даралт (хэвэнд оруулахад)
– Давирхай: хатууруулагчийн харьцаа
– Экзотермик урвалаас үүдэлтэй хоосон зай, хагарал үүсэхээс сэргийлж халаалтын профайл (өргөлттэй)
Электроникийн салбарт хатах хяналт нь чанарыг тодорхойлдог: төгс бус хатах нь хальслах, хагарах, үлдэгдэл үнэр гарах эсвэл цахилгаан тусгаарлагч буурахад хүргэдэг.
5. Өнгөлгөө, Машинист болон Чанарын Хяналт
Хатаасны дараа бүрэлдэхүүн хэсгүүд дараахь байдлаар дамжина.
– тайрах (гэнэтийн тайралт)
– өрөмдлөг/боловсруулалт (ламинат эсвэл тодорхой эд ангиуд дээр)
– нэмэлт бүрхүүл эсвэл бүрээс
- хэмжээст болон харааны үзлэг
Электроникийн чанарын хяналт нь ихэвчлэн дараахь зүйлийг агуулдаг.
– диэлектрик бат бэхийн туршилт
– мөрдөх болон нуман эсэргүүцлийн туршилт
- халуунд тэсвэртэй байдлын туршилт
– чийг шингээлтийн туршилт
– найдвартай байдлын туршилт (дулааны мөчлөг, чичиргээний туршилт, хөгшрөлтийн туршилт)
-
Электроникийн салбарт термосетийн хэрэглээ
1. Хагас дамжуулагчийн капсулжуулалт ба сав баглаа боодол
Эпокси давирхай нь интеграл хэлхээнд зориулсан хэвний нэгдэл юм. Үүний үүрэг нь:
– Утасны чипс болон холбоосыг чийг, тоос шороо, цохилтоос хамгаална
- механик тогтвортой байдлыг хангадаг
– дулааныг сарниулахад тусалдаг (ялангуяа хөнгөн цагааны исэл гэх мэт дулаан дамжуулагч дүүргэгч нэмсэн тохиолдолд)
Шилжүүлгийн хэвийг ихэвчлэн IC багцуудыг олноор үйлдвэрлэхэд ашигладаг.
2. Хэвлэмэл хэлхээний самбар (PCB) суурь
FR-4 эпокси шилэн ламинат нь салбарын стандарт юм. Үүний давуу талууд:
- өндөр цахилгаан тусгаарлагчтай
- сайн хэмжээст тогтвортой байдал
– халуунд тэсвэртэй гагнуурын процесс
– эд ангиудыг дэмжих хангалттай механик бат бөх чанар
FR-4-ээс гадна энгийн электроникийн хувьд фенолын суурьтай ламинатууд (илүү хэмнэлттэй) байдаг боловч тэдгээрийн гүйцэтгэл бага байдаг.
3. Сав суулгаж, конформал бүрхүүл түрхэх
Термосетийг цахилгаан хангамж, LED драйвер, мэдрэгч эсвэл автомашины модулиудад давирхайн хэлхээг дүүргэх, "битүүмжлэх" зорилгоор ашигладаг. Үүний давуу талууд нь:
- ус, чичиргээ болон химийн бодисоос хамгаалах
– биет хандалтаас урьдчилан сэргийлэх (хөндлөнгийн эсрэг)
- Дулаалгыг нэмэгдүүлж, богино холболтын эрсдлийг бууруулдаг
4. Тусгаарлагчийн эд ангиуд ба цахилгаан тоног төхөөрөмж
Фенолын, меламин эсвэл эпокси давирхайг дараахь зүйлд ашигладаг.
– унтраалгын гэр
- терминалын блок
– тусгаарлагч
– халуунд тэсвэртэй болон нуман эсэргүүцэл шаарддаг эд ангиуд
Термосетууд нь орон нутгийн температур нэмэгдэхэд зөөлөрдөггүй тул илүү сайн байдаг.
5. Цахим цавуу
Термосет эпоксиг дараахь байдлаар ашигладаг.
– эд ангиудын бүтцийн цавуу
– дулааны мөчлөгт тэсвэртэй байдлыг нэмэгдүүлэхийн тулд BGA/CSP-г дутуу дүүргэх
– хэд хэдэн төрлийн хагас дамжуулагч багц дээр наалддаг цавуу
-
Хөгжлийн бэрхшээлүүд ба чиг хандлага
Давуу талуудтай хэдий ч термосет нь хязгаарлалттай: дахин хайлуулах боломжгүй тул механик аргаар дахин боловсруулахад хэцүү байдаг. Одоогийн байдлаар салбар дараахь чиглэлд шилжиж байна.
– бага VOC найрлагатай бөгөөд байгаль орчинд илүү ээлтэй
– дахин боловсруулахад хялбар холболтыг салгах чадвартай термосет эсвэл динамик сүлжээ (витример)
– өндөр хүчин чадалтай төхөөрөмжийн шаардлагад нийцүүлэн дулаан дамжуулалт нэмэгдсэн
– шинэ үеийн хагас дамжуулагч багцуудад хагарал үүсэхээс сэргийлж дотоод стрессийг бууруулах
-
Дүгнэлт
Термосет хуванцар үйлдвэрлэх үйл явц нь давирхайн найрлага болон хатуурал дээр төвлөрдөг бөгөөд энэ нь байнгын хөндлөн холбоос бүтэц үүсгэдэг. Шахалтын хэв, дамжуулалтын хэв, RIM, ламинат зэрэг хэлбэржүүлэх аргууд нь термосетийг электроникийн салбарт өргөн хэрэглэгддэг болгох боломжийг олгодог - IC сав баглаа боодол болон PCB-ээс эхлээд модулийн сав, тэр ч байтугай тусгаарлагч эд ангиуд хүртэл. Орчин үеийн электроникийн халуунд тэсвэртэй байдал, байгаль орчны хамгаалалт, хэмжээст тогтвортой байдлыг улам бүр шаардаж байгаа тул термосет нь гол материал хэвээр байгаа бөгөөд үр ашиг, тогтвортой байдлыг нэмэгдүүлэх инновацийг бий болгодог.
Хэрэв та хүсвэл би энэ нийтлэлийг илүү техникийн хувилбар (хаталтын параметрүүд, эпокси хатууруулагчийн төрлүүд эсвэл UL/IPC стандартуудын жишээтэй хамт) эсвэл ерөнхий уншигчдад зориулсан илүү түгээмэл хувилбар болгон өөрчилж болно.
