Blooming, frosting eller på svenska blomning, är en vanligt förekommande utmaning vid användning av cyanoakrylatlim, även känt som snabblim.
Blomning syftar på den vita hinna som ofta bildas runt limfogen under härdningsprocessen av cyanoakrylatlimmet. Denna hinna resulterar i en oattraktiv yta som kan vara besvärlig att återställa till önskad estetisk kvalitet.
I den bifogade bilagan från Henkel presenteras åtgärder och riktlinjer för att förebygga och hantera detta problem med framgång.
Huvudsyftet med att använda en kretskortslack på sin elektronik är att utestänga den negativa påverkan som annars fukt, salter mm kan ha på elektroniken genom att orsaka kortslutningar. Vid val av rätt lack för skydd av kretskort är det mycket att tänka på. Vilka elektriska egenskaper önskas? Vilken miljö kommer kretskortet utsättas för, vilka kemikalier, värme/kyla, mekanisk påverkan och vilka andra riskfaktorer finns i omgivningen? Vilken rengöring krävs innan lackning? Hur påverkar appliceringen och härdningen arbetsmiljön? Hur snabba härdningsförlopp krävs för en rationell produktion? Som en oberoende part kan Polymerteknik hjälpa er med detta urval.
Det finns en stor mängd olika kretskortslacker framtagna för skydd av elektronik, nedan listas de vanligaste grupperna som ett steg på vägen vid val av produkt.
Generellt den vanligaste lacken, relativt enkel att använda och några varianter finns tom i sprayburk. Härdar snabbt i rumstemperatur. Innehåller ofta hög koncentration av lösningsmedel.
Relativt motståndskraftiga mot nötning och kemikalier. Finns både som 1K och 2K där 1K oftast har en längre härdtid än akryler. Innehåller isocyanater vilket ställer höga krav på hur arbetsmiljön utformas.
Inte så vanliga men har en stor motståndskraft emot nötning och kemikalier. Svår att omarbeta eftersom den blir mycket hård. Kräver att man undviker all form av hudkontakt med ohärdad produkt som annars orsakar hudallergier.
Ger en mycket mjuk lack som inte påverkas av temperaturförändringar på samma sätt som övriga produkter. Detta skyddar elektronik som annars hade skjuvats bort vid temperaturförändringar och stötar. Klarar ofta temperaturer upp till 200°C. Är mycket arbetsmiljövänlig. Produkten relativt kemikalietålig men känslig för aromatiska kolväten (tex. lacknafta, bensen, toulen och xzylen) och petrokemiska produkter (tex. bensin, diesel och fotogen). Är lågutgasande. Det finns även varianter som är medicinskt klassade.
Används ofta i tuffa applikationer som har medicinska eller militära krav. Kräver väldigt speciella processer med extrem renhet.
Akrylbaserade produkter har ofta ett lösningsmedel som ska dunsta bort för att produkten ska kunna härda. Arbetsmiljömässigt ställer detta höga krav på ventilation och brand-/ex-klassade miljö.
Produkten härdar genom att den omkringliggande fukten i luften tränger in i lacken och ger en polymerisation. Detta ger en relativt snabb torrhet på ytan men fullständig genomhärdning kan ta mycket lång tid. Viktigt att tänka på att tjocka lager förlänger härdtiden avsevärt. Detta härdsystem används oftast i de silikonbaserade lackerna.
Värmehärdning ger en kortare härdtid men kräver utrustning så som ugnar med stabil temperatur och utsug. Kan orsaka negativa effekter genom att komponenter skjuvas då krympning sker. Vissa produkter kräver också så hög temperatur att känsliga komponenter påverkas negativt.
UV-härdande lacker ger en mycket kort härdtid men kräver en speciell utrustning och skydd för operatörerna då vissa våglängder av UV-ljuset är ohälsosamt för hud och ögon. Det krävs också att man kommer åt att belysa all lack som ska härdas, lack som hamnar i skuggområden kräver att lacken har möjlighet att härdas med en sekundär härdmetod, ofta värmehärdning.
Vi på Polymerteknik har stor erfarenhet att använda olika typer av lacker och hjälper dig gärna i din produktion med att välja rätt utrustning och material för att lackera era kretskort.
Vi kan även hjälpa er med att lackera era produkter i våra lokaler som finns i Stockholm, Västerås och Jönköping. Vi jobbar med både små och stora serier. Manuellt och i robotar.Läs mer om oss här.
Hör gärna av er till oss så tittar vi närmare på ert specifika fall och hittar lösningar.
https://www.galindberg.se/kunskapsbanken/olika-typer-av-kretskortslack
https://www.momentive.com/en-us/categories/encapsulants/conformalcoatings
Tommy förbereder limning av komponenter för ”XL-Calibur”, ett ballongburet teleskop för mätning av polariserad röntgenstrålning från himlakroppar som neutronstjärnor och svarta hål. Polarisationen kan ge svar på hittills olösta frågor om strålningens uppkomst hos objekt som är för kompakta och/eller för avlägsna för att kunna avbildas med andra tekniker. Gruppen från KTH utvecklar denna sköld som skyddar teleskopet från bakgrundsstrålning. Bitarna som här skall limmas är ”BGO” (vismut-germanium-oxid) – ett material som liknar glas till utseendet men vars densitet snarare motsvarar järn. Om allt går som det ska kommer ballongen med teleskopet att sändas upp från rymdbasen Esrange (nära Kiruna) under sommaren 2022.
Med vänlig hälsning
Mózsi Kiss
Ingjutning innefattar tre olika produkttyper
Då det gäller ingjutning är det extra viktigt med val av produkt och metod.
Några saker att tänka på är:
Ingjutning av elektronik med epoxy.
Den produkttyp som klarar kemikalier som tex. bensin , fotogen , diesel eller lösningsmedel och
alkaliska miljöer bäst över tid är epoxy produkter.
Epoxyprodukterna är oftast relativt hårda och kan i vissa fall ge en hög termisk expansion vid
härdning då de flesta av dem har en hög exoterm reaktion. Det är inte ovanligt att
temperaturökningarna kan vara mellan 30-60 °C över rumstemperatur.
Enkelt uttryckt kan man säga att ju hårdare ( hög fylldnadsgrad ) produkter är så är den termiska
ledningsförmågan ( w/mK ) högre -vilket är positivt om elektroniken avger mycket värme.
Om produkten har en hög fyllnadsgrad så är den termiska expansionen lägre – vilket gör att
påkänningen på elektroniken blir lägre.
Det man måste ta hänsyn till är hur elektronik kortet ser ut så att expansionen inte påverkar
kretskortet och dess komponenter över tid.
Långa kretskort kommer att innebära en risk om man gjuter in med en epoxy då epoxyn expanderar
mer än kretskortet så ger den stor påkänning på komponenterna. Det kan leda till att man ” bryter”
loss komponenter.
Epoxy är stabila inom temperaturområdet -40 – 100 °C.
Ingjutning av elektronik med polyuretan.
Vid ingjutning av elektronik är polyuretan det som är mest förekommande. Det gäller särskilt vid
användning i stora volymer där priset är en avgörande faktor.
Polyuretan finns i så många former med många olika egenskaper från mjuka till hårda och för låg
respektive hög temperatur( – 60- +160 °C ).
Det finns produkter med brandskyddsklassning enligt UL94-V0, ATEX, tåg EN45545, termiskt ledande
i en rad olika värmeklasser, geler och transparenta material för LED.
Polyuretanerna har en exoterm reaktion som är ca 10-50 °C över rumstemperatur.
Polyuretanerna är känsliga för fukt och i samband med ingjutning så är material som är
hydroskopiska som ingår i konstruktionen viktiga att man torkar före. Detta kan göras i ett torkskåp
med en temperatur som är ca + 40°C.
Om man inte torkar den applikation som skall gjutas in finns det risk för att polyuretanet reagerar
med fukt och att polyuretanen gasar vilket gör att den ”jäser” och ger upphov till luftinneslutningar.
Ingjutning av elektronik med polyuretan skum.
Ingjutning av elektronik med polyuretan skum är inte så vanligt men är en bra metod då man önskar
lätta konstruktioner.
Polyuretanskum har en densitet från 10 till 250 g/ liter.
Om applikationen utsätts för höga G krafter eller accelerationer är polyuretanskum ett tänkbart
alternativ.
Ingjutning av elektronik med silikon.
Maximalt skydd – speciellt när det gäller silikongeler – mot mekanisk spänning vid till exempel
termisk cykling eller vid stor skillnad i utvidgning hos olika material.
Bra skydd mot slag och vibrationer.
Bra temperaturtålighet – klarar temperaturer mellan -45 ˚C och 200 ˚C.
Bättre vattenbeständighet och högre beständighet mot UV-strålning.
Silikonerna är sämre än epoxy och polyuretaner då det gäller diffusion – dvs upptagning av fukt.
Silikonerna klarar vatten bra men tar upp fukt lättare. Det innebär att de också släpper ifrån sig fukt
enklare.
Minskad eller helt eliminerade försiktighetsåtgärder vid hantering som ofta förknippas med
härdplaster så som polyuretan och epoxi. Till exempel skador vid inandning eller risk för allergier.
Härdschemat hos silikoner kan anpassas till produktionen utan betydande förändringar i
slutegenskaperna.
Enkel bearbetning/ härdning utan behov av ugnar eller oro över exoterma reaktioner (som för epoxi).
Ingjutning av elektronik med kombination av olika produkttyper.
I många fall behöver man kombinera olika produkttyper för att uppnå önskat resultat.
Det är viktigt att man har förståelse för vad applikationen kommer att utsättas för och man bör göra
en FMEA så att man får med alla olika risker.
Vanligt är att man skyddar vissa känsliga komponenter med sk. ”glob top”, vilket är en övergjutning
av känsliga komponenter med tex. en elektroniksilikon ( några exempel är Dow Corning 3140 eller
Wacker Elastosil 745).
Härdschemat hos silikoner kan anpassas till produktionen utan betydande förändringar i
slutegenskaperna.
Om applikationen utsätts för vibrationer eller chock belastning kan man göra en dubbelgjutning där
man tex gjuter in elektronikkortet med en elastomer eller ett hårdare material som en hård epoxy
eller polyuretan som steg 1.
Som steg 2 placerar man det man tillverkat i steg 1 i en box och därefter gjuter in det man gjutit i steg
1 med tex en silikon eller polyuretan gel för att ta upp chock belastningar.
Slutsummering gällande ingjutning av elektronik .
Vi har försökt beskriva olika applikationer och material generellt.
Det man kan säga är att det finns ingen metod som täcker in alla applikationer utan det är viktigt att
ge varje applikation rätt förutsättningar.
Vi hjälper gärna till med val av produkt och metod för att få en så bra lösning som möjligt ur både ett
tekniskt som kostnadsmässigt perspektiv.
Vid frågor kontakta info@polymerteknik.com
Stefan Grönqvist
Polymerteknik har som ambition att dela med sig av erfarenheter och att ge information från branschen som berör områdena limning, ingjutning & tätning.
De artiklar som finns under kategorierna här till vänster är förhoppningsvis till hjälp för er som arbetar med konstruktion, produktion eller med miljöfrågor.
Alla artiklar är officiella och kommer från branschtidningar från hela världen vilket innebär att vissa av dessa är på engelska.
Har ni några frågor gällande artiklarna så finns vi alltid till tjänst.
Polymerteknik har som ambition att dela med sig av erfarenheter och att ge information från branschen som berör områdena limning, ingjutning & tätning.
De artiklar som finns under kategorierna här till vänster är förhoppningsvis till hjälp för er som arbetar med konstruktion, produktion eller med miljöfrågor.
Alla artiklar är officiella och kommer från branschtidningar från hela världen vilket innebär att vissa av dessa är på engelska.
Har ni några frågor gällande artiklarna så finns vi alltid till tjänst.