Materiaalit ja ratkaisut elektroniikkatuotantoon
(Esimerkkejä elektroniikkatuotannon materiaaleista ja prosesseista – liimauksesta, juottamisesta ja Kapton-teipistä piirilevypinnoitteisiin, valamiseen ja lämmönhallintaan.)
Oikea materiaalin ja prosessin valinta on ratkaisevan tärkeää elektroniikan toiminnan ja käyttöiän kannalta. Komponentit ja piirilevyt voivat altistua muun muassa kosteudelle, tärinälle, lämpötilavaihteluille, kemikaaleille ja mekaaniselle rasitukselle. Samalla vaatimukset miniatyrisoinnille, lämmönhallinnalle ja toimintavarmuudelle kasvavat.
Autamme muun muassa seuraavien materiaalien ja laitteiden kanssa:
Liimat elektroniikkaan ja komponenttien asennukseen
Liimoja käytetään elektroniikassa moniin tarkoituksiin, komponenttien ja antureiden kiinnityksestä rakenteelliseen liimaukseen ja tiivistykseen.
Sopiva liimateknologia riippuu muun muassa liitettävistä materiaaleista, lämpötilarasituksesta, joustavuusvaatimuksista, kovettumisajasta ja lopputuotteelle asetetuista vaatimuksista.
Sovelluksesta riippuen vaihtoehtoja voivat olla esimerkiksi epoksi-, silikoni-, akrylaatti-, syanoakrylaatti- tai valokovetteiset liimat.
Sarjatuotannossa myös annostelu- ja levitysprosessi on tärkeä osa kokonaisuutta. Liiman valinta onkin usein tehtävä yhdessä annostelua, kovetusta ja laadunvarmistusta koskevien vaatimusten kanssa.
Piirilevypinnoitteet – conformal coating elektroniikan suojaukseen
Piirilevypinnoite eli conformal coating levitetään ohuena suojaavana kerroksena piirilevyjen ja elektronisten komponenttien päälle.
Pinnoite voi suojata elektroniikkaa esimerkiksi:
- kosteudelta ja kondensaatiolta
- pölyltä ja epäpuhtauksilta
- korroosiota aiheuttavilta ympäristöiltä
- kemialliselta rasitukselta
- vuotovirroilta ja oikosuluilta
Sopivan pinnoitteen valintaan vaikuttavat muun muassa käyttöympäristö, lämpötilavaatimukset, korjattavuus, levitysmenetelmä sekä mahdolliset vaatimukset UV-tarkastukselle tai nopealle kovettumiselle.
Elektroniikan valaminen ja kapselointi
Vaativissa käyttöympäristöissä elektroniikkaa voidaan suojata valamalla tai kapseloimalla, eli potting- tai encapsulation-menetelmillä.
Materiaali ympäröi tällöin elektroniikan kokonaan tai osittain ja voi tarjota tehokkaampaa suojaa kosteudelta, tärinältä, mekaaniselta rasitukselta ja lämpötilavaihteluilta.
Yleisiä materiaaleja ovat esimerkiksi:
- silikoni
- polyuretaani
- epoksi
Materiaalien ominaisuudet eroavat toisistaan esimerkiksi kovuuden, joustavuuden, lämmönjohtavuuden, lämpötilankeston ja kemikaalinkestävyyden osalta.
Piirilevypinnoite vai valaminen – mikä on ero?
Piirilevypinnoite muodostaa piirilevyn päälle ohuen suojaavan kerroksen. Se sopii hyvin sovelluksiin, joissa pieni paino ja matala rakennekorkeus ovat tärkeitä tai joissa komponentteihin on päästävä myöhemmin käsiksi.
Valaminen ympäröi elektroniikan huomattavasti kokonaisvaltaisemmin ja soveltuu tilanteisiin, joissa tarvitaan parempaa mekaanista ja ympäristön aiheuttamilta rasituksilta suojaavaa rakennetta.
Sopivin ratkaisu riippuu tuotteen rakenteesta, käyttöympäristöstä ja luotettavuusvaatimuksista.
Lämmönhallinta – thermal management
Elektroniset komponentit tuottavat lämpöä, joka on johdettava pois toimintavarmuuden ja käyttöiän varmistamiseksi.
Lämmönhallintaan on saatavana muun muassa:
- lämpöä johtavia liimoja
- gap filler -materiaaleja
- lämpöä johtavia kapselointi- ja valumateriaaleja
- lämmönjohtavia materiaaleja elektroniikkakomponenteille ja tehomoduuleille
Sopivan materiaalin tulee yhdistää hyvä lämmönjohtavuus muihin vaadittuihin ominaisuuksiin, kuten sähköiseen eristykseen, joustavuuteen, tartuntaan ja prosessoitavuuteen.
UV- ja valokovetteiset materiaalit
UV- ja näkyvällä valolla kovettuvat materiaalit mahdollistavat erittäin lyhyet kovettumisajat ja hyvän prosessinhallinnan automatisoidussa elektroniikkatuotannossa.
Teknologiaa käytetään muun muassa:
- liimaukseen
- tiivistykseen
- pinnoitukseen
- komponenttien kiinnitykseen
- kapselointiin
Vakaan prosessin saavuttamiseksi materiaalin, valonlähteen, aallonpituuden, valon intensiteetin ja valotusajan on toimittava yhdessä.
Sovelluksissa, joissa valo ei pääse koko liimasaumaan, vaihtoehtona voidaan käyttää materiaaleja, joissa on sekundaarinen kovettumismekanismi.
Tarkkuusannostelu ja automaatio
Kun materiaalia on annosteltava erittäin pieniä tai tarkasti määriteltyjä määriä, annostelusta tulee tärkeä osa prosessia.
G A Lindberg tarjoaa ratkaisuja muun muassa seuraavien materiaalien tarkkuusannosteluun ja automatisoituun levitykseen:
- liimat
- tiivistysmateriaalit
- juotospastat
- juoksutteet
- pinnoitteet
- lämpöä johtavat materiaalit
Oikeanlainen annostelulaitteisto voi parantaa prosessin toistettavuutta, vähentää materiaalihukkaa ja tehdä tuotantoprosessista vakaamman.
Annostelu voidaan myös yhdistää robottiratkaisuihin ja automatisoituun UV/LED-kovetukseen.
Juottaminen ja juoksutteet elektroniikkatuotantoon
Tarjoamme myös elektroniikkatuotannon juotosprosesseihin soveltuvia materiaaleja, kuten juotoslankoja, juotospastoja ja juoksutteita.
Juoksutteen ja juotosmateriaalin valintaan vaikuttavat muun muassa:
- juotosprosessi
- pintaviimeistely
- juotosseos
- lämpötilaprofiili
- puhdistusprosessi
- valmiin elektroniikan luotettavuusvaatimukset
Juoksutteiden luokittelussa käytetään muun muassa IPC J-STD-004 -standardia.
Sisäinen linkki: Lue lisää juoksutteista, eri tyypeistä ja IPC-standardeista.
Polyimiditeippi (Kapton-teippi) elektroniikkaan ja juottamiseen 
Polyimiditeippiä, jota kutsutaan usein Kapton-teipiksi, käytetään elektroniikkatuotannossa silloin, kun vaaditaan hyvää lämmönkestävyyttä, sähköistä eristystä ja kemikaalinkestävyyttä. Teippi soveltuu muun muassa komponenttien ja piirilevyjen maskaukseen ja suojaamiseen juottamisen, reflow-prosessien ja muiden korkeita lämpötiloja sisältävien prosessien aikana.
Yleisiä käyttökohteita ovat:
- piirilevyjen maskaus juottamisen aikana
- herkkien komponenttien ja kontaktipintojen suojaus
- sähköinen eristys
- komponenttien ja johtimien kiinnitys
- sovellukset, joissa prosessilämpötilat ovat korkeita
G A Lindberg tarjoaa PPI-polyimiditeippejä elektroniikkaan ja juottamiseen. Teipit kestävät korkeita lämpötiloja ja tarjoavat hyvät sähköneristysominaisuudet.
Elektroniikan ja piirilevyjen puhdistus
Puhdistus voi olla tärkeä osa elektroniikkatuotantoa sekä ennen juottamista, liimausta tai pinnoitusta että niiden jälkeen.
Juoksutejäämät, rasva, hiukkaset ja muut epäpuhtaudet voivat vaikuttaa sekä tartuntaan että valmiin tuotteen toimintaan.
Sopiva puhdistusmenetelmä riippuu epäpuhtauden tyypistä, komponenteista, materiaaleista ja seuraavista prosessivaiheista.
Materiaalivalinnasta valmiiseen prosessiin
Toimiva elektroniikkaprosessi ei tarkoita vain oikean tuotteen valintaa.
Materiaalin, levityksen, annostelun, kovetuksen ja prosessinhallinnan on toimittava kokonaisuutena.
G A Lindberg auttaa arvioimaan ratkaisuja asiakkaan komponenttien, tuotanto-olosuhteiden ja teknisten vaatimusten perusteella. Sovellustyössämme voimme yhdessä asiakkaan kanssa arvioida esimerkiksi materiaaleja, tartuntaa, annostelua ja levitysprosessia.
Näin voidaan arvioida sekä materiaali että prosessi ennen ratkaisun käyttöönottoa tuotannossa.
Materiaalit ja teknologia johtavilta valmistajilta
Teemme yhteistyötä elektroniikkatuotannon materiaaleihin ja laitteisiin erikoistuneiden valmistajien kanssa.
Tarjontaamme kuuluvat muun muassa seuraavien valmistajien ratkaisut:
Dymax – valokovetteiset liimat, pinnoitteet ja UV/LED-kovetus
Dow / DOWSIL™ – silikonit elektroniikan suojaukseen, valamiseen ja lämmönhallintaan
Permabond – teollisuusliimat ja liitosratkaisut
Nordson EFD – tarkkuusannostelu ja automaatio
Kester – juotosmateriaalit ja juoksutteet
Chemtronics – puhdistustuotteet ja ratkaisut elektroniikkatuotantoon
Autamme yhdistämään oikeat materiaalit ja laitteet sovelluksen vaatimusten mukaisesti – riippumatta siitä, tarvitaanko yksittäinen tuote vai kokonainen tuotantoprosessi.
Usein kysyttyä elektroniikan materiaaleista
Mitä materiaaleja käytetään elektroniikan suojaamiseen?
Elektroniikkaa voidaan suojata muun muassa piirilevypinnoitteilla, silikoneilla, epokseilla, polyuretaaneilla, valumateriaaleilla ja geeleillä. Sopiva materiaali riippuu esimerkiksi kosteudesta, lämpötilasta, tärinästä, kemikaaleista ja sähköneristystä koskevista vaatimuksista.
Mitä conformal coating tarkoittaa?
Conformal coating on ohut suojaava pinnoite, joka levitetään piirilevyjen ja elektronisten komponenttien päälle suojaamaan niitä esimerkiksi kosteudelta, epäpuhtauksilta ja korroosiota aiheuttavilta ympäristöiltä.
Mitä eroa on conformal coating -pinnoitteella ja potting-valulla?
Conformal coating muodostaa elektroniikan päälle ohuen suojaavan kerroksen. Potting- tai valuprosessissa elektroniikka ympäröidään huomattavasti paksummalla materiaalikerroksella, mikä voi tarjota paremman mekaanisen suojan ja suojan ympäristörasituksilta.
Mikä liima sopii elektroniikkaan?
Sopiva liima riippuu liitettävistä materiaaleista sekä muun muassa lämpötilaa, joustavuutta, sähköisiä ominaisuuksia, kovettumisaikaa ja tuotantoprosessia koskevista vaatimuksista. Epoksi-, silikoni-, akrylaatti- ja valokovetteiset liimat ovat yleisiä vaihtoehtoja.
Mihin lämpöä johtavia materiaaleja käytetään?
Lämpöä johtavat materiaalit auttavat siirtämään lämpöä elektronisista komponenteista esimerkiksi jäähdytyselementteihin, koteloihin tai muille lämpöä pois johtaville pinnoille.
Voiko G A Lindberg auttaa sekä materiaalien että annostelulaitteiden kanssa?
Kyllä. Työskentelemme materiaalien, annostelulaitteiden, UV/LED-kovetuksen ja teknisen neuvonnan parissa. Näin materiaalivalintaa ja levitysprosessia voidaan arvioida yhtenä kokonaisuutena.
Tarvitsetko apua materiaalin tai prosessin valintaan?
Onko sinulla elektroniikkasovellus, johon tarvitset sopivan liiman, suojamateriaalin, lämpöä johtavan materiaalin tai oikean annostelumenetelmän?
Tekniset asiantuntijamme auttavat arvioimaan materiaalia ja prosessia komponenttiesi, tuotanto-olosuhteidesi ja teknisten vaatimustesi perusteella.
Ota meihin yhteyttä sovelluksestasi
