Adhesivos electrónicos 101

Sobre un fondo blanco, se muestran diversos dispositivos electrónicos de consumo, como un portátil, un visor de realidad virtual, un teléfono inteligente, una tableta, una cámara, auriculares inalámbricos, un mando de videojuegos, un ratón y un disco duro externo. Las pantallas muestran información sobre los adhesivos utilizados en la fabricación de productos electrónicos, destacando su papel en el ensamblaje y la unión de componentes en los dispositivos modernos.

Ya sea usted fabricante, ingeniero o aficionado, elegir el adhesivo electrónico adecuado puede marcar la diferencia en su proyecto. Desde la unión de componentes hasta la protección de circuitos sensibles, los adhesivos desempeñan un papel crucial. En esta guía, le mostraremos las opciones disponibles para ayudarle a resolver problemas, alcanzar sus objetivos de ingeniería y completar su proyecto con éxito.

Propiedades mecánicas de los adhesivos

Horario de trabajo

El tiempo de trabajo se refiere al tiempo que se puede manipular o colocar un producto antes de que se vuelva demasiado espeso para extenderlo. El tiempo de trabajo ayuda a los usuarios a planificar y preparar la cantidad de adhesivo que van a mezclar, evitando así el desperdicio de material.

Conductividad Térmica

Esta propiedad mide la capacidad de un material para conducir el calor. Los metales, por ejemplo, son excelentes conductores de calor, mientras que los aislantes como el poliestireno expandido o los guantes de cocina conducen muy poco. La conductividad térmica se expresa en W / (m · K) y representa la rapidez con la que el calor puede transmitirse a través de un material. Valores más altos de conductividad térmica significan que el material conduce mejor el calor.

Resistencia a la cizalladura

Diagrama que ilustra una prueba de resistencia al corte de una unión adhesiva electrónica. Dos placas metálicas rectangulares están unidas con una fina capa de adhesivo, mostrada en azul, y se aplica una fuerza horizontal para deslizar una placa con respecto a la otra. La imagen inferior muestra la unión adhesiva después de la falla, lo que demuestra cómo se evalúa la resistencia al corte del adhesivo electrónico.
Figura 1: Configuración del ensayo de cizallamiento por solape según ASTM D1002. La flecha indica la dirección de la fuerza aplicada.

La resistencia al corte se refiere a la presión total que una muestra de solape adherida puede soportar antes de fallar (la unión se separa). Para medir esto, se realiza una prueba conocida como corte de solape (medida en N / mm2) se utiliza comúnmente. La figura 1 ilustra la premisa básica de una prueba de corte por solape.

Si bien las pruebas de cizallamiento por solapamiento no reproducen directamente las condiciones del mundo real, proporcionan una valiosa medida comparativa de cómo se comportan los diferentes adhesivos entre sí.

Resistencia a la tracción

La resistencia a la tracción es la resistencia de un material a ser estirado y se mide en N / mm2 or PSILa fuerza total que un material puede soportar (antes de romperse) es inversamente proporcional al cuadrado de su área de sección transversal. Por ejemplo, una barra cuadrada de 2 pulgadas puede soportar cuatro veces la carga de tracción de una barra cuadrada de 1 pulgada. La figura 2 ilustra la configuración básica para una prueba de tracción.

Ilustración de un montaje para prueba de resistencia a la tracción de una muestra de adhesivo electrónico. La imagen muestra dos mordazas metálicas que tiran verticalmente de una muestra estrecha de adhesivo hasta que se rompe en el centro. La mordaza superior se mueve hacia arriba para aplicar tensión, lo que demuestra cómo se mide la resistencia a la tracción del adhesivo electrónico.
Figura 2: Montaje básico de un ensayo de tracción con un material rígido. La flecha indica la dirección de la fuerza aplicada.

Fuerza compresiva

La resistencia a la compresión es la propiedad medida de un material que indica su capacidad para resistir el aplastamiento, medida en N / mm2 or PSIEsta propiedad es fundamental en aplicaciones como el encapsulado de semiconductores, los compuestos de encapsulado para la absorción de impactos y la unión de paneles de carrocería de vehículos (automóviles, drones, etc.), donde los adhesivos deben soportar fuerzas de compresión significativas o posibles colisiones.

Temperatura de transición del vidrio (Tg)

Tg es el temperatura en la que un material cambia de un estado duro y rígido a un estado más blando, más flexible y similar al caucho. Cabe señalar que la Tg no es el límite superior de temperatura, que a menudo es bastante más alto que la Tg. Las propiedades mecánicas como las mencionadas anteriormente se reducirán por encima de la Tg, pero eso es diferente a que el material esté fallando. Materiales con alta Tg como nuestro 9310 Están diseñados para garantizar la rigidez del material a altas temperaturas, mientras que los materiales con baja Tg son más idóneos para aplicaciones que implican ciclos térmicos.

Coeficiente de expansión térmica (CTE)

Los materiales se expanden al calentarse y se contraen al enfriarse. El CTE es simplemente una medida de cuánto se expanden. Al unir materiales, los diseñadores deben intentar igualar lo mejor posible el valor del CTE del adhesivo con el de los sustratos para evitar tensiones a lo largo de la línea de unión. El CTE se informa en ppm/ °C y varía con respecto a la Tg.

Gráfico que muestra la relación entre la temperatura y la expansión de un adhesivo electrónico. La curva presenta un aumento gradual de la expansión hasta la temperatura de transición vítrea (Tg), seguido de un incremento más pronunciado por encima de ella. Las etiquetas indican el coeficiente de dilatación térmica (CTE) por debajo y por encima de la Tg, ilustrando cómo el adhesivo electrónico se expande más rápidamente una vez superada la Tg.
Figura 3: Escaneo típico de un material polimérico en un analizador termomecánico que mide el coeficiente de dilatación térmica (CTE) y la termogravimetría (TG).

 

Tipos de adhesivos para electrónica

Adhesivos conductores de electricidad (ECA)

Un adhesivo conductor eléctrico (ACE) es un adhesivo a base de epoxi relleno de partículas conductoras como la plata. Una vez curado, estos rellenos forman vías conductoras que permiten que la electricidad fluya a través del adhesivo. Si desea explorar los ACE con más detalle, este artículo es un gran lugar para comenzar.

La plata es ideal para aplicaciones que requieren un alto nivel de conductividad, como el blindaje de alta frecuencia. A continuación, se presentan algunas aplicaciones específicas que utilizan agentes electroquímicos.

Aplicaciones

  • Soldadura en frio
  • Juntas EMI
  • Fabricación y reparación de trazas

Para ver el catálogo completo de nuestras ECA y compararlas, haga clic aquí. aquí.

Adhesivos termoconductores (TCA)

Los dispositivos electrónicos generan calor, y mucho. Componentes informáticos como las CPU y las GPU pueden alcanzar temperaturas superiores a los 70 °C bajo carga. Incluso los LED de alta potencia pueden llegar a temperaturas lo suficientemente elevadas como para dañarse. Los diseñadores se esfuerzan mucho por mantener los dispositivos refrigerados para que funcionen de forma fiable, segura y según lo previsto.

Ocho placas rectangulares para módulos de batería están dispuestas en dos filas sobre una superficie negra. Cada placa cuenta con una cuadrícula de aberturas circulares del tamaño adecuado para celdas cilíndricas, placas conductoras metálicas brillantes y rieles laterales de plástico blanco con orificios de montaje. Las placas incluyen pequeñas pestañas metálicas que sobresalen de los bordes para las conexiones eléctricas. Estos componentes están diseñados para ensamblarse en un único paquete de baterías de gran capacidad.
Figura 4: Paquete de baterías de NorthWestern listo para su montaje.

Un TCA permite la unión de componentes como disipadores de calor o LED, al tiempo que facilita una transferencia de calor eficiente. El equipo de Fórmula Racing de la Universidad NorthWestern aplicó nuestro 8349TFM En el diseño de sus baterías, se incluye un sistema para monitorizar de forma fiable la temperatura de las celdas. Esta precaución ayuda a evitar que la batería supere los 60 °C, un umbral a partir del cual podrían producirse daños graves o incluso un fallo catastrófico.

Aplicaciones

  • Disipadores de calor de unión
  • Dispositivos semiconductores de potencia
  • Disipadores de calor BGA de chip flip
  • Módulos de batería y paquetes de baterías
  • Iluminación de LED
  • Iluminación del automóvil
  • Electrodomésticos

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Adhesivos estructurales

Esta es una categoría con la que la mayoría ya estamos familiarizados. A veces denominados adhesivos estructurales, su función es sencilla: mantener las cosas unidas. En un ensamblaje, se pueden usar para fijar componentes eléctricos a piezas estructurales, realizar reparaciones, unir partes de una carcasa, etc.

Primer plano de una persona aplicando y recortando material insonorizante negro con parches adhesivos azules en el interior del panel de la puerta de un vehículo. La imagen ilustra el uso de adhesivo electrónico para la fabricación y reparación en aplicaciones automotrices.
Figura 5: Los adhesivos estructurales y de unión son muy adecuados para la industria automotriz debido a su alta resistencia, bajo peso y resistencia al agua.

En comparación con los elementos de fijación mecánicos como tornillos y clips, los adhesivos de unión presentan algunas ventajas clave:

  1. Son ligeros
  2. Son fáciles de usar e implementar en un diseño.

Los adhesivos estructurales eliminan la dificultad de trabajar con tolerancias de orificios para tornillos e insertos termoendurecibles, especialmente en piezas de plástico, donde estas dimensiones suelen variar tras el enfriamiento de la pieza impresa o moldeada por inyección. También pueden utilizarse junto con fijaciones mecánicas para reforzar la resistencia de la estructura en su conjunto.

Aplicaciones

  • Paneles de carrocería de automóviles
  • Adhesión a superficies verticales
  • Montaje de la batería
  • Adhesivos estructurales para aeronaves
  • Tecnología de montaje en superficie (SMT)
  • Adjuntar morir
  • Sellado
  • Macetas
  • Relleno de huecos
  • Ventanas de unión

Los adhesivos ECA, TCA y adhesivos de unión de MG Chemicals están disponibles en sistemas de 1 y 2 componentes..

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Adhesivos de curado UV

Piensa en los adhesivos curables por UV como el bisturí del mundo de los adhesivos: precisos, rápidos e indispensables. Estos adhesivos de un componente se curan al exponerse a la luz UV, con productos como nuestro UVLED82 Capaces de encapsular hasta 5 mm de espesor. Su mayor ventaja es la velocidad: mientras que una resina epoxi de curado térmico puede tardar 30 minutos o más, un adhesivo UV se cura en segundos, lo que permite una productividad extremadamente alta para los fabricantes. Al no requerir calor, son especialmente adecuados para componentes electrónicos sensibles que podrían dañarse con el curado térmico.

Gracias a su baja viscosidad y formato monocomponente, UVLED82 se dosifica fácilmente, tanto manualmente como con equipos neumáticos automatizados. La exposición a la luz UV se puede controlar con precisión, lo que permite un curado selectivo en áreas específicas de la placa de circuito impreso. Para mayor fiabilidad, UVLED82 incluye un mecanismo secundario de curado por humedad, que garantiza un curado completo incluso en zonas sombreadas de la placa.

Aplicaciones

  • chips de unión de bordes
  • Cabezales de lectura/escritura en unidades de disco
  • Módulos de cámara
  • Conectores, acopladores y aisladores de fibra óptica
  • Unión de células fotovoltaicas
  • encapsulación de PCB
  • Parte superior glob

Conclusión

Con tantos tipos de adhesivos disponibles, elegir el adecuado para su aplicación puede ser un desafío. Ahí es donde entramos nosotros. MG es su socio de confianza en electrónica, dedicado a ofrecer productos químicos de alta calidad y un servicio experto. A través de recursos como nuestro base de conocimientos Gracias a la documentación técnica detallada y a la información proporcionada por nuestros clientes, ofrecemos las soluciones que necesitan para sus requisitos de diseño específicos.

¿Necesita más ayuda para encontrar el adhesivo adecuado para su aplicación? No dude en ponerse en contacto con nosotros. info@mgchemicals.com.

 

 

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