Montaz w elektronice_cz.14_Mechanizm klejenia, kleje

Transkrypt

Montaz w elektronice_cz.14_Mechanizm klejenia, kleje
Montaż w elektronice_cz.14_Mechanizm klejenia, kleje.ppt
Plan wykładu
„
„
„
„
„
„
„
„
„
„
„
„
„
„
„
„
„
„
Wprowadzenie
Elementy elektroniczne w obudowach SO, CC i QFP
Elementy elektroniczne w obudowach BGA i CSP
Montaż
Montaż drutowy i flipflip-chip struktur nie obudowanych
Tworzywa sztuczne i lepkospręż
ystość
ść
lepkosprężysto
Elementy elektroniczne bierne i optoelektroniczne
Płytki obwodó
obwodów drukowanych
Podł
czeń
ń
Podłoża o duż
dużej gę
gęstoś
stości połą
połącze
Techniki lutowania
Podstawy lutowania, luty i topniki
Pasty lutownicze
Lutowanie bezoł
bezołowiowe
Mycie po lutowaniu, lutowanie „nono-clean”
clean”
Mechanizm klejenia, kleje
Techniki nakł
nakładania klejó
klejów
Techniki montaż
montażu powierzchniowego
Wady lutowania, ocena jakoś
jakości lutowania, zasady projektowania POD
Podsumowanie
Wydział
Wydział Elektroniki Mikrosystemó
Mikrosystemów i Fotoniki
Politechnika Wrocł
Wrocławska
ul. Grabiszyń
Grabiszyńska 97, 5353-439 Wrocł
Wrocław
Polimery, budowa i własności
Polimery są podstawowymi skł
składnikami prawie wszystkich
klejó
klejów. Czą
Cząsteczki polimeró
polimerów są
są wielokrotnie wię
większe od
czą
cząsteczek rozpuszczalnikó
rozpuszczalników. Pod wzglę
względem kształ
kształtu
dzielą
dzielą się
się na: polimery liniowe (a) i polimery usieciowane (b).
Polimery liniowe są
są zbudowane z dł
długich łańcuchó
cuchów
węglowych. Mię
Miękną
kną podczas ogrzewania (termoplasty
(termoplasty))
polietylen, poliamidy, polichlorek winylu.
Polietylen jest nierozpuszczalny
jest stosowany jako klej toplitopliwy.
Rozpuszczalność
Rozpuszczalność,, odporność
odporność
termiczna i wytrzymał
wytrzymałość memechaniczna polimeró
polimerów usieciousieciowanych (duroplasty)
duroplasty) zależą
zależą
od liczby wią
wiązań
zań sieciują
sieciujących.
Polimery silnie usieciowane
są nierozpuszczalne, kruche
i nie są
są odporne na udar
mechaniczny.
Wydział
Wydział Elektroniki Mikrosystemó
Mikrosystemów i Fotoniki
Politechnika Wrocł
Wrocławska
ul. Grabiszyń
Grabiszyńska 97, 5353-439 Wrocł
Wrocław
1
Montaż w elektronice_cz.14_Mechanizm klejenia, kleje.ppt
Powstawanie złącza klejonego
Złącze
łącze klejone powstaje na skutek kolejnego wykonania nastę
następują
pujących czynnoś
czynności:
„ naniesienie ciekł
ciekłego kleju na łączone
łączone powierzchnie,
„ złożenie ze sobą
sobą łączonych
łączonych powierzchni,
„ spowodowanie zestalenia się
się kleju w spoinie tak, by nastą
nastąpił
piło powią
powiązanie łączonych
łączonych powierzchni.
O zdolnoś
czenia decydują
zdolności kleju do wytworzenia połą
połączenia
decydują dwa czynniki. Są
Są one jednakowo waż
ważne
i wzajemnie niezależ
niezależne:
„ adhezja ( teoria adhezji: Dlaczego i w jaki sposó
sposób klej
łączy?),
łączy?),
„ kohezja ( mechanizmy utwardzania: Dlaczego i w jaki
sposó
czu?).
sposób tworzy się
się system polimerowy w złą
złączu?).
Wydział
Wydział Elektroniki Mikrosystemó
Mikrosystemów i Fotoniki
Politechnika Wrocł
Wrocławska
ul. Grabiszyń
Grabiszyńska 97, 5353-439 Wrocł
Wrocław
Teoria adhezji (1)
Termin adhezja oznacza trwał
trwałe wzajemne przyleganie kleju i przedmiotó
przedmiotów klejonych. Adhezja jest
moż
możliwa dzię
dzięki:
„ adsorpcji fizycznej czyli istnieniu sił
sił mię
międzyczą
dzycząsteczkowych wystę
występują
pujących mię
między kontaktują
kontaktującymi
się
się powierzchniami,
„ chemisorpcji,
chemisorpcji, w wyniku któ
której tworzą
tworzą się
się wią
wiązania chemiczne pomię
pomiędzy atomami i czą
cząsteczkami na
powierzchniach przedmiotó
przedmiotów łączonych
łączonych i kleju.
Adsorpcja fizyczna – sił
siły przycią
przyciągania nazywane sił
siłami van der Waalsa.
Waalsa. Termin ten obejmuje zaró
zarówno
sił
siły oddział
oddziaływania czą
cząsteczek o dipolach trwał
trwałych i o dipolach indukowanych jak i sił
siły dyspersyjne.
dyspersyjne. Sił
Siły
dyspersyjne są
są sił
siłami oddział
oddziaływania chwilowych dipoli powstają
powstających dzię
dzięki stał
stałemu ruchowi elektroelektronów w czą
cząsteczkach i są
są niezależ
niezależne od stopnia polarnoś
polarności czą
cząsteczki. Sił
Siły dyspersyjne odgrywają
odgrywają
najwię
największą
kszą rolę
rolę w procesie klejenia.
Chemisorpcja – grupy funkcyjne są
są zdolne do wytwarzania wią
wiązań
zań chemicznych z powierzchnią
powierzchnią podł
podłoża. Uważ
Uważa się
się, że chemisorpcja przeważ
przeważa nad adsorpcją
adsorpcją fizyczną
fizyczną.
Energia powierzchniowa w oczywisty sposó
niezbędnym do uzyskania
sposób wpł
wpływa na adhezję
adhezję. Warunkiem niezbę
zwilż
zwilżania ciał
ciała stał
stałego przez ciecz jest przewaga energii powierzchniowej
powierzchniowej ciał
ciała stał
stałego nad energią
energią
powierzchniową
powierzchniową cieczy. Warunek ten jest speł
spełniony przez materiał
materiały o duż
dużej polarnoś
polarności.
Wię
Większość
kszość metali ma energię
energię powierzchniową
powierzchniową o rzą
rząd wię
większą
kszą od cieczy organicznych (takż
(także upł
upłynnione
termoplasty) i wody.
Wydział
Wydział Elektroniki Mikrosystemó
Mikrosystemów i Fotoniki
Politechnika Wrocł
Wrocławska
ul. Grabiszyń
Grabiszyńska 97, 5353-439 Wrocł
Wrocław
2
Montaż w elektronice_cz.14_Mechanizm klejenia, kleje.ppt
Teoria adhezji (2)
Tlenki metali mają
mają istotny wpł
wpływ na adhezję
adhezję kleju. Nawet jeż
jeżeli kleje mają
mają dobrą
dobrą adhezję
adhezję do tlenkó
tlenków
metali, to skuteczność
czenia moż
skuteczność połą
połączenia
może być
być ograniczona w przypadku oddzielania się
się tlenkó
tlenków od
materiał
enia lub oddział
materiału rdzenia wskutek obciąż
obciążenia
oddziaływań
ywań długotrwał
ugotrwałych. Wią
Wiązania chemiczne mogą
mogą się
się
tworzyć
cznie pod warunkiem usunię
tworzyć wyłą
wyłącznie
usunięcia zanieczyszczeń
zanieczyszczeń i warstw absorbowanych, tak by był
było
moż
cza bezpoś
możliwe utworzenie trwał
trwałego złą
złącza
bezpośrednio pomię
pomiędzy warstwą
warstwą tlenkó
tlenków metali i klejem.
Chropowatość
Chropowatość powierzchni – brak
pewnoś
pewności, czy po uzyskaniu odpoodpowiedniego zwilż
zwilżania mechaniczne
powią
powiązanie kleju z powierzchnią
powierzchnią o
duż
dużej iloś
ilości mikroporó
mikroporów wystarcza
do powstania złą
cza klejonego o
złącza
odpowiedniej wytrzymał
wytrzymałości (po(powietrze w mikroporach!).
mikroporach!). Jeż
Jeżeli
chropowatość
chropowatość powoduje rozwinię
rozwinięcie powierzchni stykają
stykającej się
się z kleklejem, to zwię
zwiększa to oddział
oddziaływania
mię
międzyczą
dzycząsteczkowe przypadają
przypadające
na jednostkę
jednostkę powierzchni.
Dyfuzja – czynnik dodatkowy, wpł
wpływają
ywający na adhezję
adhezję jedynie wtedy, gdy klej rozpuszcza przynajmniej
częś
ciowo materiał
częściowo
materiał klejony (klejenie tworzyw termoplastycznych).
Wydział
Wydział Elektroniki Mikrosystemó
Mikrosystemów i Fotoniki
Politechnika Wrocł
Wrocławska
ul. Grabiszyń
Grabiszyńska 97, 5353-439 Wrocł
Wrocław
Teoria adhezji (3)
Powierzchnie metali musza być
być przed klejeniem odpowiednio przygotowane. Ró
Również
wnież przygotowanie
do klejenia laminowanych powierzchni tworzyw sztucznych jest bardzo waż
ważne. Zazwyczaj powierzchnie
tworzyw sztucznych są
są w zależ
zależnoś
ności od rodzaju
tworzywa i metody produkcji mniej lub bardziej
gładkie. Odznaczają
Odznaczają się
się słabą
abą zwilż
zwilżalnoś
alnością
cią i małą
małą
aktywnoś
aktywnością
cią powierzchniową
powierzchniową. W celu poprawienia
adhezji niezbę
niezbędne jest zatem wstę
wstępne przygotoprzygotowanie powierzchni tworzywa (np. utlenienie
polietylenu).
Podczas klejenia tworzyw sztucznych trzeba brać
brać
pod uwagę
uwagę:
„ znacznie mniejszą
mniejszą niż
niż w przypadku metali
energię
energię powierzchniową
powierzchniową tworzyw sztucznych,
„ zdolność
zdolność wchł
wchłaniania przez tworzywa sztuczsztuczne cieczy, zwł
zwłaszcza cieczy organicznych,
„ dużę
dużę ilość
ilość dodatkó
dodatków, takich jak stabilizatory,
plastyfikatory, środki poś
poślizgowe, zawartych
w tworzywach sztucznych, któ
które to dodatki
mogą
mogą mieć
mieć istotny wpł
wpływ na wł
właściwoś
ciwości
złącza.
łącza.
Wydział
Wydział Elektroniki Mikrosystemó
Mikrosystemów i Fotoniki
Politechnika Wrocł
Wrocławska
ul. Grabiszyń
Grabiszyńska 97, 5353-439 Wrocł
Wrocław
3
Montaż w elektronice_cz.14_Mechanizm klejenia, kleje.ppt
Kohezja
Kohezja - typ oddział
oddziaływań
ywań mię
międzyczą
dzycząsteczkowych, dzię
dzięki któ
którym czą
cząsteczki danej substancji są
są utrzyutrzymywane w bezpoś
bezpośredniej bliskoś
bliskości. W tym przypadku poję
pojęcie to sł
służy do okreś
określenia wewnę
wewnętrznej spó
spójnoś
czu, gdy ciekł
ności warstw klejowych.
klejowych. Wewnę
Wewnętrzna spó
spójność
jność pojawia się
się w złą
złączu,
ciekły klej przekształ
przekształca się
się w
stał
stały polimer. Kohezja wynika z obecnoś
obecności sił
sił mechanicznych zwią
związanych z plą
plątaniną
taniną łańcuchó
cuchów polipolimeru,
meru, jest skutkiem sił
sił elektrostatycznych powodują
powodujących przycią
przyciąganie się
się sąsiednich czą
cząsteczek czy
atomó
atomów i wreszcie jest też
też wynikiem tworzenia się
się wią
wiązań
zań chemicznych.
chemicznych. Kohezja decyduje zaró
zarówno o
wyborze technologii klejenia jak i o wytrzymał
czy klejonych.
wytrzymałości mechanicznej złą
złączy
Twardnienie – tworzenie się
się stał
stałej spoiny klejowej
wskutek ochł
ochłodzenia stopionego uprzednio kleju
lub wskutek odparowania rozpuszczalnika czy
dyspergatora (środek powierzchniowo czynny, zapobiegają
zapobiegający
koagulacji czą
cząstek w roztworze koloidalnym).
Utwardzanie – powstawanie spoiny klejowej przez
utwardzanie zachodzi wskutek sieciowania żywicy
(lub monomeru) i w konsekwencji wytworzenia
wytrzymał
wytrzymałej i nierozpuszczalnej struktury. Proces
ten wymaga zastosowania utwardzacza,
utwardzacza, katalizakatalizatora lub podwyż
podwyższonej temperatury.
temperatury. Utwardzacze
w przeciwień
przeciwieństwie do katalizatoró
katalizatorów stanowią
stanowią po
utwardzeniu częś
ci usieciowanej struktury spoiny
części
klejowej.
Wydział
Wydział Elektroniki Mikrosystemó
Mikrosystemów i Fotoniki
Politechnika Wrocł
Wrocławska
ul. Grabiszyń
Grabiszyńska 97, 5353-439 Wrocł
Wrocław
Klejenie a inne metody wykonywania połączeń
Klejenie stosuje się po to, by nie dopuścić do zmian właściwości materiałów łączonych.
Zalety:
-
mniejsza ilość ciepła
bardziej równomierny rozkład naprężeń
możliwość łączenia różnych materiałów
zachowanie właściwości przedmiotów klejonych
brak potencjałów kontaktowych (kleje są izolatorami)
szczelność (nie przepuszczanie cieczy i gazów)
równoczesne tworzenie połączenia i uszczelnienia
częściowa niwelacja odchyłek wymiarowych przedmiotów klejonych
dobre właściwości tłumiące
mniejszy ciężar
szerokie spektrum właściwości (kleje adekwatne do zastosowania)
Wady:
-
specjalna procedura technologiczna
ograniczone dopuszczalne obciążenie cieplne złączy klejonych
nie jest możliwe testowanie nieniszczące
ograniczona trwałość (stopniowa degradacja złączy)
Wydział
Wydział Elektroniki Mikrosystemó
Mikrosystemów i Fotoniki
Politechnika Wrocł
Wrocławska
ul. Grabiszyń
Grabiszyńska 97, 5353-439 Wrocł
Wrocław
4
Montaż w elektronice_cz.14_Mechanizm klejenia, kleje.ppt
Rodzaje klejów
Kleje:
„ Silikony
„ Związki organiczne (naturalne i syntetyczne)
„ Związki nieorganiczne
Kleje, któ
które twardnieją
twardnieją lub wymagają
wymagają utwardzania są
są polimerami.
polimerami.
Polimery – zwią
związki wielkoczą
wielkocząsteczkowe bę
będące produktami polimeryzacji monomeró
monomerów
(zwią
(związkó
zków mał
małoczą
ocząsteczkowych).
steczkowych).
Kleje twardnieją
twardniejące/utwardzane:
„ Termoplasty (nie usieciowane, topliwe, spawalne, podatne na pęcznienie, rozpuszczalne)
„ Duroplasty (silnie usieciowane, odporne na wysoką temperaturę, nietopliwe, niespawalne,
nierozpuszczalne, nieznacznie podatne na pęcznienie)
„ Elastomery (odwracalnie ciągliwe; stopień deformacji nie zależy od temperatury,
nietopliwe, nierozpuszczalne, podatne na pęcznienie)
Wydział
Wydział Elektroniki Mikrosystemó
Mikrosystemów i Fotoniki
Politechnika Wrocł
Wrocławska
ul. Grabiszyń
Grabiszyńska 97, 5353-439 Wrocł
Wrocław
Klasyfikacja klejów (1)
Kleje twardniejące
™ kleje bezrozpuszczalnikowe, topliwe
™ kleje rozpuszczalnikowe
™ kleje dyspersyjne
™ kleje przylepcowe
™ plastizole
„ Kleje chemoutwardzalne
™ kleje polikondensacyjne
™ kleje polimeryzacyjne
™ kleje poliaddycyjne
„
Wydział
Wydział Elektroniki Mikrosystemó
Mikrosystemów i Fotoniki
Politechnika Wrocł
Wrocławska
ul. Grabiszyń
Grabiszyńska 97, 5353-439 Wrocł
Wrocław
5
Montaż w elektronice_cz.14_Mechanizm klejenia, kleje.ppt
Klasyfikacja klejów (2)
czy
Kleje chemoutwardzalne umoż
umożliwiają
liwiają osią
osiągnię
gnięcie najwię
największej wytrzymał
wytrzymałości złą
złączy
klejonych. Klej w złą
czu jest reaktywną
złączu
reaktywną substancją
substancją, bę
będącą mieszaniną
mieszaniną monomerowo –
polimerową
cza. Do tego momentu
polimerową. Klej powinien reagować
reagować dopiero po uformowaniu złą
złącza.
reakcje muszą
muszą być
być blokowane metodami mechanicznymi (oddzielne przechowywanie
skł
składnikó
adników) lub chemicznymi (reakcja rozpoczyna się
się w wyż
wyższej temperaturze).
W przypadku blokady mechanicznej,
mechanicznej, po zmieszaniu skł
składnikó
adników kleju rozpoczyna się
się
reakcja, lecz w temperaturze pokojowej przebiega tak wolno, że jest dosyć
dosyć czasu na
wykonanie wszystkich niezbę
niezbędnych operacji technologicznych. Czas życia kleju moż
może
być
być dostosowany przez producenta kleju do procesu technologicznego. Czas
utwardzania moż
można regulować
regulować przez modyfikację
modyfikację kompozycji klejowej lub zmianę
zmianę
temperatury utwardzania.
W przypadku blokady chemicznej systemu reaktywnego, zawierają
zawierającego już
już wszystkie
niezbę
cznie w okreś
niezbędne skł
składniki, reakcja chemiczna moż
może się
się rozpocząć
rozpocząć wyłą
wyłącznie
określonych
warunkach.
Wydział
Wydział Elektroniki Mikrosystemó
Mikrosystemów i Fotoniki
Politechnika Wrocł
Wrocławska
ul. Grabiszyń
Grabiszyńska 97, 5353-439 Wrocł
Wrocław
Klasyfikacja klejów (3)
Kleje polikondensacyjne – wskutek reakcji chemicznej zachodzą
zachodzącej podczas
utwardzania tego kleju nastę
następuje wydzielenie produktu mał
małoczą
ocząsteczkowego, np. wody
(żywice fenolowe, poliimidowe,
poliimidowe, bismaleinoimidowe),
bismaleinoimidowe), dwutlenku wę
węgla (poliuretany
utwardzane wilgocią
wilgocią), kwasu organicznego (silikony utwardzane wilgocią
wilgocią). Proces ten
nazywa się
się kondensacją
kondensacją.
Żywice fenolowe – utwardzanie zachodzi w temperaturze 1200C – 1700C przy udziale
kondensacji. Czę
czenia są
Często stosuje się
się docisk. Połą
Połączenia
są kruche i o mał
małej wytrzymał
wytrzymałości
na odrywanie. Modyfikowane żywice fenolowe (winylowe, nitrylowe) są
są bardziej
wytrzymał
wytrzymałe mechanicznie.
Zalety: duż
czeniach Al).
duża stabilność
stabilność złączy
łączy (zwł
(zwłaszcza w połą
połączeniach
Wady: utwardzanie pod ciś
ciśnieniem w wysokiej temperaturze.
Kleje poliimidowe (bismaleinoimidy,
bismaleinoimidy, polibenzimidazole)
polibenzimidazole) odznaczają
odznaczają się
się wyją
wyjątkową
tkową
odpornoś
odpornością
cią na wysoką
wysoką temperaturę
temperaturę. Utwardzają
Utwardzają się
się tró
trójstopniowo:
1000C – odparowanie rozpuszczalnikó
rozpuszczalników, 2500C – utwardzanie pod cić
cićnieniem,
nieniem,
0
0
300 C – 400 C – dotwardzanie.
dotwardzanie.
Wydział
Wydział Elektroniki Mikrosystemó
Mikrosystemów i Fotoniki
Politechnika Wrocł
Wrocławska
ul. Grabiszyń
Grabiszyńska 97, 5353-439 Wrocł
Wrocław
6
Montaż w elektronice_cz.14_Mechanizm klejenia, kleje.ppt
Klasyfikacja klejów (4)
Silikony – jednoskł
jednoskładnikowe kleje utwardzają
utwardzające się
się w temperaturze pokojowej przy udziale wilgoci.
Podczas utwardzania wydziela się
się kwas octowy.
Zalety: duż
duża elastyczność
elastyczność (nawet w niskiej temperaturze), duż
duża odporność
odporność cieplna (praca w temtemperaturze do 2000C), odporność
odporność na naraż
narażenia klimatyczne, odporność
odporność chemiczna, doskonał
doskonałe
właściwoś
ciwości elektryczne.
Wady: mał
mała wytrzymał
wytrzymałość.
ść.
Szybkość
Szybkość utwardzania zależ
zależy od wilgotnoś
wilgotności wzglę
względnej otoczenia. Kleje silikonowe utwardzają
utwardzają się
się
począ
począwszy od powierzchni. Wilgoć
Wilgoć musi migrować
migrować do wnę
wnętrza kleju przez warstwę
warstwę utwardzoną
utwardzoną. Stą
Stąd
maksymalna głę
bokość
ść utwardzania wynosi 10 – 15mm.
głęboko
Wydział
Wydział Elektroniki Mikrosystemó
Mikrosystemów i Fotoniki
Politechnika Wrocł
Wrocławska
ul. Grabiszyń
Grabiszyńska 97, 5353-439 Wrocł
Wrocław
Klasyfikacja klejów (5)
Silikony – mał
mała wytrzymał
wytrzymałość (stą
(stąd są
są stosowane gł
głównie jako uszczelniacze).
Wydział
Wydział Elektroniki Mikrosystemó
Mikrosystemów i Fotoniki
Politechnika Wrocł
Wrocławska
ul. Grabiszyń
Grabiszyńska 97, 5353-439 Wrocł
Wrocław
7
Montaż w elektronice_cz.14_Mechanizm klejenia, kleje.ppt
Klasyfikacja klejów (6)
Kleje polimeryzacyjne (kleje cyjanoakrylanowe,
cyjanoakrylanowe, metakrylany,
metakrylany, kleje anaerobowe, poliestry
nienasycone, kleje utwardzane promieniowaniem świetlnym i ultrafioletowym) – monomery
tych klejó
ą się
klejów łącz
łączą
się podczas utwardzania w czą
cząsteczki polimeró
polimerów bez wydzielania substancji
mał
małoczą
ocząsteczkowych.
Kleje utwardzalne przez napromieniowanie – jednoskł
jednoskładnikowe, bezrozpuszczalnikowe systemy
z fotoinicjacją
fotoinicjacją. Utwardzanie przez napromieniowanie jest moż
możliwe tylko wó
wówczas, gdy jeden z klejoklejonych przedmiotó
przedmiotów jest przeź
przeźroczysty dla promieniowania. Proste w uż
użyciu. Kró
Krótki czas klejenia.
Wada: co najmniej jedna
z częś
ci klejonych musi być
części
być
przeź
przeźroczysta.
Wydział
Wydział Elektroniki Mikrosystemó
Mikrosystemów i Fotoniki
Politechnika Wrocł
Wrocławska
ul. Grabiszyń
Grabiszyńska 97, 5353-439 Wrocł
Wrocław
Klasyfikacja klejów (7)
Aby utwardzić
ść (utwardzanie obję
utwardzić klej na maksymalną
maksymalną głęboko
łębokość
objętoś
tościowe) trzeba zastosować
zastosować promiepromieniowanie w zakresie 300 do 400nm o duż
dużej intensywnoś
intensywności. W celu utwardzenia powierzchniowego
trzeba stosować
stosować promieniowania o dł
długoś
ugości fali poniż
poniżej 280nm. Zapobiega to reakcji kleju z tlenem
atmosferycznym, któ
który opó
opóźnia utwardzanie kleju na powierzchni (lepki klej na powierzchni).
powierzchni).
Wydział
Wydział Elektroniki Mikrosystemó
Mikrosystemów i Fotoniki
Politechnika Wrocł
Wrocławska
ul. Grabiszyń
Grabiszyńska 97, 5353-439 Wrocł
Wrocław
8
Montaż w elektronice_cz.14_Mechanizm klejenia, kleje.ppt
Klasyfikacja klejów (8)
Kleje poliaddycyjne – powszechnie stosowane żywice poliuretanowe i epoksydowe.
Utwardzanie tych klejó
klejów przebiega podobnie jak klejó
klejów polimeryzacyjnych, tzn. bez wydzielania
mał
małoczą
ocząsteczkowych substancji, takich jak woda. Są
Są to kleje dwuskł
dwuskładnikowe i obydwa skł
składniki,
A i B, muszą
muszą być
być przed uż
użyciem zmieszane w ściś
ciśle okreś
określonych proporcjach. Polimeryzacja klejó
klejów
poliaddycyjnych nastę
czenia żywicy i utwardzacza.
następuje wskutek połą
połączenia
Kleje epoksydowe
Zalety:
- dostę
dostępność
pność w handlu wielu produktó
produktów, dostosowanych do szerokiej gamy zastosowań
zastosowań,
- klej bezrozpuszczalnikowy,
- utwardzanie w temperaturze pokojowej (kleje dwuskł
dwuskładnikowe),
- niewielka sił
siła docisku,
- mał
mały skurcz podczas utwardzania,
- dobra adhezja do wię
większoś
kszości materiał
materiałów,
- dobra wytrzymał
wytrzymałość mechaniczna,
- moż
możliwość
liwość dobrania lepkoś
lepkości kleju do wymagań
wymagań technologicznych danego zastosowania.
Wady:
- potencjalne błę
dy w przygotowaniu mieszaniny (kleje dwuskł
błędy
dwuskładnikowe),
- resztkowe monomery – produkty uboczne,
- utwardzanie w wyż
wyższej temperaturze (kleje jednoskł
jednoskładnikowe).
Wydział
Wydział Elektroniki Mikrosystemó
Mikrosystemów i Fotoniki
Politechnika Wrocł
Wrocławska
ul. Grabiszyń
Grabiszyńska 97, 5353-439 Wrocł
Wrocław
Klasyfikacja klejów (9)
Kleje epoksydowe dwuskł
dwuskładnikowe – obydwa skł
składniki (ż
(żywica i utwardzacz) muszą
muszą być
być zmieszane
w ściś
ciśle okreś
określonych proporcjach. Przy sporzą
sporządzaniu wię
większych iloś
ilości kleju należ
należy brać
brać pod uwagę
uwagę
ciepł
ciepło reakcji wystę
występują
pujące podczas utwardzania. Ciepł
Ciepło to moż
może w duż
dużym stopniu ograniczyć
ograniczyć czas
życia kleju, a nawet spowodować
spowodować gwał
gwałtowną
towną, niekontrolowaną
niekontrolowaną jego polimeryzację
polimeryzację.
Kleje epoksydowe jednoskł
jednoskładnikowe – żywica i utwardzacz są
są zmieszane już
już przez wytwó
wytwórcę
rcę kleju.
utwardzanie kleju rozpoczyna się
się w podwyż
podwyższonej temperaturze (poczynają
(poczynając od 800C). Czas potrzebpotrzebny do utwardzania kleju maleje ze wzrostem temperatury (do 1800C). W wyż
wyższej temperaturze utwarutwardzania osią
osiąga się
się wię
większy stopień
stopień polimepolimeryzacji.
ryzacji. Moż
Może to być
być korzystne (wię
(większa
wytrzymał
wytrzymałość przy dł
długookresowym ob.ob.ciąż
eniu statycznym) ale i niekorzystne
ciążeniu
(wię
(większa kruchość
kruchość złącza).
łącza). Temperaturę
Temperaturę
utwardzania dobiera się
się zatem w zależ
zależnoś
czu
ności od wymagań
wymagań stawianych złą
złączu
klejonemu. Jednoskł
Jednoskładnikowe kleje epoepoksydowe odznaczają
odznaczają się
się dobrą
dobrą odporodpornoś
nością
cią cieplną
cieplną, dużą
dużą wytrzymał
wytrzymałością
cią
i dobrą
dobrą adhezją
adhezją. Kleje te mogą
mogą być
być takż
także
w szerokim zakresie dostosowywane do
wymagań
wymagań technologicznych.
Wydział
Wydział Elektroniki Mikrosystemó
Mikrosystemów i Fotoniki
Politechnika Wrocł
Wrocławska
ul. Grabiszyń
Grabiszyńska 97, 5353-439 Wrocł
Wrocław
9
Montaż w elektronice_cz.14_Mechanizm klejenia, kleje.ppt
Klasyfikacja klejów (10)
Kleje poliuretanowe – zazwyczaj jednojedno- lub dwuskł
dwuskładnikowe kleje bezrozpuszczalnikowe, utwardzalne
na gorą
gorąco.
Zalety: - jednojedno- lub dwuskł
dwuskładnikowe w zależ
zależnoś
ności od potrzeb,
- proste w uż
użyciu,
- czas życia kleju moż
może być
być dostosowany do wymagań
wymagań procesu technologicznego,
- dobra elastyczność
elastyczność nawet w niskich temperaturach.
Wady:
- niebezpieczeń
niebezpieczeństwo spienienia (utwardzacz izocyjanianowy reaguje z wodą
wodą i wytwarza
gazy),
- szkodliwy dla zdrowia ze wzglę
względu na zawartość
zawartość izocyjanianu,
- problemy zwią
związane z mieszaniem (dwuskł
(dwuskładnikowe systemy charakteryzują
charakteryzują się
się zazwyczaj
kró
krótkim czasem życia).
Kleje poliuretanowe jednoskł
jednoskładnikowe, utwardzalne na gorą
gorąco – jeden ze skł
składnikó
adników reaktywnych
jest zablokowany w taki sposó
sposób, że nie wchodzi w reakcję
reakcję z drugim skł
składnikiem w temperaturze
pokojowej podczas transportu i przechowywania. Wytrzymują
Wytrzymują wysoką
wysoką temperaturę
temperaturę. Duż
Duża wytrzymawytrzymałość złącza.
łącza.
Kleje poliuretanowe dwuskł
dwuskładnikowe utwardzalne na zimno – skł
składnik niezbę
niezbędny do utwardzenia
kleju jest dodawany bezpoś
bezpośrednio przed operacją
operacją klejenia. Skł
Składnik ten zazwyczaj zawiera izocyjanian
(niskie ciś
enie nie przekracza stęż
eń dopuszczalnych).
ciśnienie par w temperaturze pokojowej – stęż
stężenie
stęże
Wydział
Wydział Elektroniki Mikrosystemó
Mikrosystemów i Fotoniki
Politechnika Wrocł
Wrocławska
ul. Grabiszyń
Grabiszyńska 97, 5353-439 Wrocł
Wrocław
10

Podobne dokumenty