有机硅增强汽车电子产品的可靠性
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固化有机硅呈化学惰性,极端稳定。 许多产品在温度在250°C 范围(-50°C~+200°C)内变动时进行操作,也能保持其物理性质。这使得有机硅成为能承受恶劣环境(汽车电子元件必须工作的恶劣环境)的化学材料之一。 应用 粘结剂/密封剂主要用于在电子模块之中粘结组件,或用于封装外壳来隔离灰尘、水或其它杂质。有机硅粘结剂主要优势在于其通过独特的弹性和应力消除提高可靠性的潜力。 当元件和电路板由于快速热循环膨胀收缩时,弹性体有机硅粘结剂有助于吸收热膨胀,避免由刚性粘结剂传递至组件的应力。 它们的独特热稳定性使得它们能在极端温度和反复热冲击下保持弹性。 规范制订者经常会寻找固化后具有最高拉伸强度的粘结剂,但是这种材料通常坚硬,延展性较差,因而不会产生热胀移动。热循环期间或长期使用后,电路表面升高的应力能损坏元件或连接,从而导致设备故障。 在汽车电子应用中,使用具有良好紧密粘着性的材料会更好,该粘着性能在多种使用环境下长时期维持其性能不变。由于其固化后低模量,有机硅粘结剂能非常有效地消除热应力和机械应力, 从而明显增强可靠性和使用寿命。 某些应用或加工工艺具有独特的高要求,需要使用独特性质的粘结剂。例如,有些有机硅设计用于在低温下固化,这对热敏感性元件和底材特别有用。其它应用中,它适合于质量控制验收,用以验证材料在转移至下一步生产步骤之前是否应用正确。这些案例中,有机硅粘结剂常和紫外线染料共同设计成允许感应器或照相控制系统核实是否获得必须的覆盖率。特殊中间体也能用于合成具有极端低挥发性的有机硅粘结剂,一些粘结剂的挥发物含量足够低至可列为航空级别材料。 当存在散热问题时,使用导热填料可显著增强有机硅粘结剂热导率。热导有机硅粘结剂设计用于帮助消除组件和电路的热量,从而使得高温条件下发动机舱内元器件的更高可靠性和更长寿命。 有机硅能利用两种截然不同的粘结机理:机械和化学。 机械粘结是物理粘结,依赖于表面粗糙度、润湿和渗透。表面清洁性对机械粘结很重要,底材必须相对不含杂质、塑化剂和油。化学粘结通过催化粘结剂和底材之间的反应进行。 有机硅粘结剂提供特别多方面的加工性,具有很广的固化条件。 许多产品能在室温下固化。加热可加速一些产品固化。某些配方易于调节粘度,允许制造商在高速、高热生产线和不可承受高温的温度敏感组件下使用同种粘结剂。某些应用中的另一个优点是特定流动性质,无论组装件是否需要固位的高粘度膏剂或能填补空隙和不规则沟道的可流动的自流平粘结剂。 敷形涂料用于电路板和零件上的薄层,增加环境和机械保护,能明显延长使用寿命。 有机硅敷形涂料保护元件和电路免受湿气和杂质的影响,帮助避免导体和焊接头短路和腐蚀。同样它们也保护敏感元件和电路免受溶剂和刮擦影响。 一般来说,有机硅涂料提供极端广泛的温度波动范围、 良好的稳定性和耐湿性、多样加工性、低毒性和易于修复性。 和它们粘结剂竞争对手一样,有机硅敷形涂料既是坚硬、耐刮擦的固体同时也是一种至软的弹性材料,使得使用者能选择最适合于特定应用的配方。 使用敷形涂料保护电路的关键因素之一是其获得所有具有良好粘结力的表面完整覆盖率的能力。 有机硅非常低的表面张力和优异的润湿特性帮助实现一个无空隙黏结,从而通过不允许任何湿气冷凝的空间而获得整体可靠性。有机硅透气性意味着,任何涂层以下的湿气可散逸,液态形式的湿气可排出。 发动机舱内电子元器件应用经常要求敷形涂料具有更强柔软性,以避免脚距和极小元件上出现不必要的应力。硬质敷形涂料、底材及元件之间的热膨胀系数(CTE) 差异实际上能损坏细小引脚和接头,特别是在反复温度循环条件下。这使得涂层损坏了用做被保护的底材。弹性有机硅涂料帮助降低热循环导致的电线损坏率和电路损坏,从而具有更高可靠性和更低质量问题。 传统上通过喷涂、浸渍、注射或流涂应用,有机硅越来越多地用于选择性涂布和自动涂布操作,从而使高速自动加工成为可能。一些配方设计用于室温或加热加速固化,另一些配方则专门为高速、高温加工而开发。 灌封剂是设计为完全植入电子元件和电路的保护材料。它们特别用于将电路与非常恶劣的使用环境隔离,并为高压电路提供高压绝缘,从而保护接头免受热和机械应力的影响。有机硅灌封剂通常都用于厚层。 越来越多的有机硅灌封剂具有自粘着能力,当固化加热至100°C以上时, 它们能很好地与许多常用底材粘结。 而其它材料则需要先喷底漆才能获得完全粘结。在接近实际使用条件下的测试(或加速测试)对于预测任何应用中的长期性能是很关键的。 |
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