29 mars 2023

Elektriskt ledande lim - ett alternativ till lödning

Elektriskt ledande lim finns i många former och används inom flertalet industrier och applikationer så som elektronik, solceller, medicinska tillämpningar, rymd-, flyg- och fordonsindustri.

Varför du ska använda ett elektriskt ledande lim

Elektriskt ledande lim är ett bra alternativ i situationer där till exempel komponenterna på ett kretskort inte tål lödning eller då skärmande egenskaper är önskvärda. Vilka tillämpningar som passar beror på ledningsförmågan som kan variera mellan olika ledande lim (”ledande” eller ”halvledande”). Ett lims ledningsförmåga anges för det mesta som volymresistivitet [ohm·cm] och en högre ledningsförmåga motsvarar en låg volymresistivitet.

Tester har visat att ledande så kallade silver-lim kan ersätta lödning utan att få sämre resultat och det är i princip ingen skillnad i ledningsförmåga eller hållbarhet på AgPd-komponenter som fästs på kretskort, varken direkt efter eller efter långa serier av temperatur-cykling. Ibland kan det vara lätt att förskräckas över priset, men tänk då på att det oftast inte går åt alls lika stor mängd lim som det skulle göra med motsvarande lod.

I fall där det är nödvändigt med en väldigt hög värmeledningsförmåga är det ofta också lämpligt att välja ett elektriskt ledande lim. Detta om det inte finns några restriktioner som förhindrar det då elektriskt ledande lim även är termiskt ledande:

Elektriskt ledande lim kan dispenseras, stämplas eller screentryckas. Tänk på att de inte alltid fungerar så bra ihop med förtenta material.

Hur kan ett lim vara elektriskt ledande?

Ett lim, som kan vara till exempel en epoxi eller silikon, kan ha olika fyllmedel inblandade i sig och det är själva fyllmedlet och inte limmet i sig som är ledande.

Fyllmedlet för elektiskt ledande lim är oftast silver (kallas då ofta helt enkelt för silverlim) men även andra partiklar förekommer. Till exempel andra metaller som nickel, koppar eller guld och kol/grafit. Dessa ger olika ledningsförmågor enbart beroende på skillnaden hos fyllmedlet i sig.

Olika ledningsförmågor

Mekanismen för ledningsförmågan är densamma oavsett typ av fyllmedel. Fyllmedel-partiklarna måste komma i god kontakt med varandra för att kunna skapa ett elektriskt flöde. Hur gör de då det? Delvis ser ju förstås tillverkaren till att limmet innehåller en lagom mängd fyllmedel men resten är faktiskt upp till användaren.

För att partiklarna ska komma i god kontakt med varandra krävs att limmet härdas på rätt sätt. Det är därför viktigt att limmet vägs upp med rätt blandningsförhållande, blandas ordentligt och härdas enligt specifikationerna som du hittar på limmets tekniska datablad. Det finns både lim som klarar av att härda i rumstemperatur och de som kräver värme.

Härdning vid högre temperaturer resulterar för epoxi-lim generellt i en större krympning vilket är bra i de fall då det är ett lim med fyllmedel. Krympningen drar ihop partiklarna och leder till en bättre ledningsförmåga. Det är dock viktigt att inte härda vid en alldeles för hög temperatur.

Förutom de faktorer som har med härdningen av materialet att göra, så påverkar självklart typen av fyllmedel ledningsförmågan hos ett elektriskt ledande lim. Silver har en större ledningsförmåga än kol till exempel. I vissa fall duger det med statiskt dissipativa (”halvledande”) material som är EMI- och RFI-skärmande (Electromagnetic Interference och Radio Frequency Interference respektive). Det kan därför vara viktigt att tänka på vilken typ av fyllmedel som är i limmet.

Miljö

Hur limmet bör hanteras på ett säkert sätt beror på vilken typ av bas limmet har, se därför till att alltid titta igenom produktens säkerhetsdatablad.