为什么树脂属性如此重要?

我开设了关于树脂的系列专栏,我们从基础开始,探讨了树脂填充和封装的基本原理,基本化学性能,以及如何区分每种类型的树脂,可以利用它们各自的性能,使得树脂在不同的环境条件下,最大限度地提高其性能。我希望这对读者有用。当然,当涉及树脂的选择和应用时,还有很多需要讨论的,在接下来的几个月,我希望提供一些有用的技巧和设计建议,可以帮助您寻找可靠的电路保护材料。

 

这个月的专栏,我将更加强调开始选择树脂时面临的关键问题。我们必须探讨一些真正的细节问题,因为重要的是,电路设计者必须对树脂的一些基本属性有所了解,才能决定哪种树脂最适合手头的工作。

但是在这个阶段我们不要太技术化。相反,我想简化选择标准,使那些必须做出决定的人能轻松一些。因此,选取我的同事Phil Kinner先前关于保形涂层的文章中提供五点指南的形式,我们来看看树脂的五个关键性能,如果不加以仔细考虑,可能会在应用中对产品性能产生严重的影响。

硬度 

这可能有点违反直觉,但我们需要铭记树脂是起保护作用的,树脂的固化硬度实际上相当重要,因为硬度越高,树脂通常越硬。举个例子,如果固化后太硬,树脂可能对组件施加过大的应力,特别是那些具有脆弱的连接点的组件。另一方面,如果固化后太软,则树脂将容易除去,并将降低它的耐化学品性,从而使组件易受机械冲击和振动的影响。在肖氏A(较软的聚氨酯)和D(较硬的环氧树脂)标尺上可以测量固化的树脂硬度。

当然,在一些应用中,封装树脂必须具有非常低的硬度,例如,需要在低温下保持柔性的情况。这对那些不仅有敏感元件,还频繁暴露在温度快速变化的环境中的设备来说,是特别关键的。此外,一些设备可能需要返工,这就必须要清除树脂。在一般情况下,封装树脂

很难清除,但是,专用配方可用来将大量的树脂移出装置。

颜色

颜色可能是许多人认为最不重要的属性,实际上可能对某些应用至关重要。由于各种原因,光学透明的树脂是比较理想的选择,并且当涉及LED照明器材的树脂封装时,该性质尤为重要,因为固化树脂将需要在元件的使用寿命期间保持其透明度。特别是对于户外LED灯具,它还必须具备耐紫外线性能。无色树脂也可用于样品开发应用,因为在环境和机械测试期间和测试之后,容易观察封装的组件。

除了提供物理保护,彩色和不透明的填充和封装树脂也可用于识别某些电路区域。此外,它们遮盖了位于密封剂表面下的区域,有效阻止了伪造者或希望抄袭电路布局的人,并帮助保护知识产权。

粘度

双组份混合树脂的粘度将影响其在待填充的元件周围流动的方式。粘度过低,树脂会在进入板上的每个间隙;粘度太高,树脂将不会在部件周围和下面流动,产生空隙并导致潜在的薄弱点,这可能会缩短部件的使用寿命。

一旦分散就恢复其高粘度的触变性树脂,对于需要保护PCB的组件或区域而不是封装整个组件的应用来说是理想的。

在需要低介电常数(例如用于RF应用)的情况下,一些树脂系统可以引入专用填充剂以获得可能的最低粘度值。这些填料可能会导致树脂由于高粘度而更难以混合和分散,并且可能需要避免填料集聚的专门配方。

阻燃性

还可以通过添加填充剂来提高填充树脂的阻燃性能,使它达到最高的UL-94 V-0标准。通常使用氢氧化铝填充剂,可产生低烟雾排放和低水平的有毒烟雾;然而,必要的高填充量将增加树脂的粘度以及它的密度,导致树脂分散性能不佳和重量超标。使用较少量的溴化合物填料对树脂粘度和密度影响较小,但是这些可能产生较多烟雾和有毒气体。然而,正在引入的基于磷光体的新的阻燃剂技术,展现了较低粘度和低毒性的应用前景。

固化时间

双组份树脂的固化时间可能差异很大。根据经验来看,需要在常温下24小时固化以获得至少80%的完全强度和特定性能。凝胶时间是指液态树脂混合到树脂刚刚凝固且不能流动所需的时间。在这种状态下,它仍然相对柔软,并且通常可以通过施加轻微的压力来重新成形。

固化剂的选择是改变双组份树脂体系固化速度的主要方法。虽然固化剂自身会有放热效应,提高两部分混合物的温度,但仍然需要外部热源来加速固化。然而,需要注意,如果在固化过程中太早加热,则粘度可能降低,并且树脂将更加自由地流动,从孔和间隙间泄漏。

希望上述内容能帮助您选择树脂。让我们期待下个月的专栏,我们将进一步了解有关混合树脂的主要考虑因素。

Alistair Little是Electrolube树脂部门全球业务和技术总监。