Gli adesivi vengono spesso utilizzati per tenere temporaneamente in posizione i componenti SMT prima delle operazioni di saldatura, mentre gli adesivi polimerici conduttivi sono ampiamente utilizzati nelle applicazioni di interconnessi in sostituzione della tradizionale saldatura, un’altra applicazione è nella dissipazione del calore
Master Bond ha sviluppato molti sistemi adesivi dielettrici e conduttivi per il montaggio di schede in tecnologia superficiale, da utilizzare in varie applicazioni elettroniche. Possono essere composti monocomponenti che polimerizzano con il calore o composti chimici bicomponenti che possono polimerizzare a temperatura ambiente.
Gli adesivi per montaggio superficiale elettricamente isolanti offrono un'eccellente forza di legame e possono tenere i componenti in posizione durante il processo di rifusione della saldatura. Gli adesivi elettricamente conduttivi sono impiegati in vari dispositivi elettronici avanzati in sostituzione della tradizionale saldatura con pasta saldante.
Adesivi per SMT
La selezione della formulazione più adatta dipende dalle dimensioni e dal tipo dei componenti, dalle condizioni di applicazione e dalle esigenze di dispensazione, dai requisiti di polimerizzazione e di lavorazione. I metodi di applicazione comuni includono infatti sia la serigrafia che la dispensazione (siringa o valvola).
Questi adesivi non presentano problemi di perdita durante la dispensazione (indesiderati fili di prodotto), hanno uno slump limitato dopo il posizionamento del componente, basso assorbimento di umidità, ampia gamma di temperature di esercizio, eccellente resistenza agli urti e alle vibrazioni meccaniche e proprietà di elevata resistenza fisica.
In generale alcune delle prestazioni più importanti sono:
- Termicamente conduttivo/elettricamente isolante;
- Profilo dei depositi uniforme;
- Non corrosivo;
- Riempimento dei vuoti (no void);
- Resistenza allo stress termico;
- Nessuna filacciatura;
- Codifica colore a seconda delle necessità.
Adesivi termicamente conduttivi
Gli adesivi epossidici tissotropici mono e bicomponenti riempiti d'argento senza solventi sono impiegati per sostituire le saldature con lega metallica nelle applicazioni di montaggio superficiale. Questi composti, attivati dal calore, polimerizzano rapidamente a basse temperature, consentendo una lavorazione rapida senza creare stress termici e meccanici durante la polimerizzazione. I prodotti, non contenendo sostanze tossiche (come il piombo) sono ecologici. Aderiscono bene a un'ampia varietà di substrati tra cui FR-4, rame non inciso, argento, ceramica. Gli adesivi per montaggio superficiale elettricamente conduttivi Master Bond sono composti da particelle (scaglie) d'argento e sono isotropici (conducono in tutte le direzioni). I sistemi possono essere applicati senza perdite tramite:
- erogazione con siringa – valvola;
- serigrafia mediante stencil;
- pin transfer;
- verniciatura;
- stampa a tampone.
Gli adesivi isotropici ed elettricamente conduttivi per montaggio superficiale di Master Bond offrono notevoli risparmi sui costi rispetto alle tradizionali paste saldanti. Soprattutto, sono più leggeri e richiedono meno volume rispetto alle saldature fine pitch. Inoltre, per il packaging elettronico possono essere utilizzati substrati sensibili al calore più economici, grazie alla lavorazione con temperature più basse dell’usuale.
La tecnologia che sottende questi adesivi impedisce il sollevamento dei piccoli componenti e non richiede maschera di saldatura. Gradi specifici possono essere regolati reologicamente per garantire un posizionamento accurato e nessun cedimento. L'elasticità può anche essere modificata per ottimizzare le prestazioni durante i cicli di espansione e contrazione di superfici dissimili incollate tra loro.
Gli adesivi termoconduttivi
Gli adesivi termoconduttivi forniscono un potere legante efficace per unire i componenti, ma ciò che più conta e che forniscono una gestione termica efficace per tutti quei componenti che generano calore. Sono formulati in più supporti, tra cui silicone, poliuretano e resine epossidiche; la famiglia di gli adesivi termoconduttivi aiutano a soddisfare gli obiettivi di gestione termica ed eliminano la necessità di elementi di fissaggio meccanici che limitano lo spazio, come viti e clip.
Gli adesivi termoconduttivi studiati da LOCTITE Bergquist sono disponibili in forma di tampone, liquido e laminato e l'applicazione può essere automatizzata con soluzioni di distribuzione o posizionamento personalizzate. Forniscono una connessione affidabile e duratura, un'efficace dissipazione del calore anche nei dispositivi più delicati e una oculata gestione dei costi.
I prodotti termoconduttivi di Henkel Includono sia opzioni isolanti che elettricamente conduttive, inoltre sono disponibili in formati adesivi sensibili alla pressione (PSA) o come laminati.
Ad esempio nel mondo dei dispositivi di potenza gli adesivi termoconduttivi sono utilizzati nei convertitore di potenza DC-DC che necessitano di una soluzione efficiente e dove i materiali di gestione termica devono essere applicati in produzioni ad alto volume, come nel mondo automotive.
Nei progetti di generazione precedente i cuscinetti in silicone venivano applicati in diverse posizioni tra la scheda a circuito stampato del convertitore DC-DC e l'alloggiamento metallico. L'uso dei cuscinetti presentava diversi problemi di inventario e produzione, tra cui la difficoltà di una gestione precisa dei fogli sottili da parte dell'operatore nel processo di applicazione manuale, tra l’altro dispendioso in termini di tempo. In più l’approvvigionamento dei thermal pad in silicone doveva essere fatta considerando le molte dimensioni e i diversi spessori necessari.
Le soluzioni proposte da Henkel riducono la complessità dell'inventario poiché i gap filler possono essere applicati in infiniti modelli e spessori, fornendo prestazioni termiche simili o migliori di quelle ottenute con i cuscinetti in silicone.
Termoconduttivi liquidi
I moderni dispositivi elettronici richiedono materiali di interfaccia termica per trasferire efficacemente il calore dai componenti operativi con l’obiettivo di garantire prestazioni costanti e affidabili. Questi materiali spaziano da grassi e cuscinetti agli adesivi liquidi da utilizzare come riempitivo degli inevitabili spazi vuoti tra componente e dissipatore. A livello microscopico nessuna superficie coinvolta è perfettamente piana, creando così sacche d’aria, cattiva conduttrice di calore.
Gli adesivi liquidi presentano una serie di vantaggi rispetto ai cuscinetti. In particolare, eliminano la necessità di elementi di fissaggio meccanici, riducono la quantità di materiale necessaria per una determinata applicazione, diminuiscono le sollecitazioni sui componenti elettronici e consentono l'assemblaggio automatizzato. Questi vantaggi portano a dispositivi elettronici più piccoli, più affidabili e più efficienti rispetto ai dispositivi precedenti.
Le proprietà meccaniche degli adesivi termoconduttivi sono ben note e documentate, ma il comportamento alla frattura di questi materiali è meno compreso. La tenacità alla frattura di un adesivo termoconduttivo può avere effetti importanti sulle prestazioni di un assemblaggio elettronico, soprattutto per quanto riguarda problemi di fatica e affidabilità.
I gap filler di Bergquist sono materiali liquidi di riempimento termicamente conduttivi, progettati per consentire applicazioni di distribuzione nelle operazioni di produzione ad alto volume. I materiali forniscono eccellenti prestazioni termiche e meccaniche, inducendo al contempo zero stress sui componenti durante l'assemblaggio. Poiché sono a bassa viscosità (sono mezzo liquidi), possono adattarsi a topografie altamente complesse e superfici multilivello, offrendo una buona bagnatura per una resistenza termica ottimizzata, che è generalmente inferiore rispetto ai materiali solidi del tipo cuscinetto. Il volume e il modello di applicazione sono completamente adattabili.
I gap filler di liquidi Bergquist sono forniti come sistemi di polimerizzazione a due componenti, a temperatura ambiente o più elevata, che danno origine a un elastomero morbido, termoconduttivo, form-in-place, ideale per accoppiare dispositivi che producono calore con una custodia metallica adiacente o un dissipatore di calore.
