不用焊接!一种“另类”PCB元器件安装法,你知道吗?
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导电环氧树脂也叫做导电胶,该材料以环氧树脂为基体材料与导电填料复合而成。导电环氧树脂的固化温度比焊锡的温度要低很多。而且这类胶水比焊料更加柔软,能够更好地承受振动。因此导电环氧树脂主要用在机械冲击以及热冲击风险很高的场合,以及一些对机械冲击以及热冲击敏感的电子元器件的安装。比如说在反复的热循环以及机械冲击的恶劣环境下,使用导电环氧树脂安装陶瓷电容以及铁氧体磁珠是个不错的选择。
如何选导电环氧树脂安装的元器件?
Digi-Key网站中,在产品(如电容)的特性选项里,“环氧树脂安装”指的即是支持导电环氧树脂安装方式(Epoxy Mounting)。
图1,Digi-Key网站中,电容产品的特性选项
导电环氧树脂也有自身存在的问题。导电环氧树脂本身容易吸水,普通的镀锡的元器件端子容易氧化,增加导电环氧树脂与元器件端子的接触电阻。因此需要配合特别设计的电子元器件来使用。
比如TDK以D结尾的CGA系列陶瓷电容,专门针对导电环氧树脂安装方式,使用AgPdCu作为元器件端子镀层,可以有效防止氧化。这里要特别注意的是,有些特殊设计陶瓷电容只支持导电环氧树脂安装方式(Epoxy Mounting only),回流焊以及普通焊接都是不支持的。
TDK专门针对导电环氧树脂安装方式的CGA系列陶瓷电容详情,可点击此处查看。
图2,仅支持导电环氧树脂安装方式(Epoxy Mounting only)的元器件
使用导电环氧树脂三要素
要素一:正确的安装流程
导电环氧树脂安装与焊接安装在生产流程上很相似。
导电环氧树脂安装 | 焊接安装 |
涂导电环氧树脂 | 涂焊锡膏 |
放置元器件 | 放置元器件 |
固化 | 加热/回流焊 |
冷却(如果加热固化的话) | 冷却 |
一般来说导电环氧树脂安装固化的时间相比焊接安装的时间要长。并且要保证固化温度合适,否则导电环氧树脂可能无法完全固话。
要素二:适当的用量
涂导电环氧树脂时需要注意使用的量,过量的导电环氧树脂可能会增加短路的风险,过少的导电环氧树脂可能会造成物理连接不牢固。
图3,环氧树脂用量
要素三:选择合适的种类
导电环氧树脂的种类一般有两种,一组份(One Part)导电环氧树脂(只有一种成分)与二组份(Two Part)导电环氧树脂(两种成分,使用前需要混合)。
两种导电环氧树脂对比如下表:
导电环氧树脂,一组份 | 导电环氧树脂,二组份 | |
混合 | 不需要混合 | 使用前需要混合 |
固化温度 | 高(有些可以高至150℃) | 低(有些可以低至室温) |
冷却/冷冻 | 一般需要,有时需要冷冻 | 一般不需要 |
总之,使用导电环氧树脂进行PCB组装的优点是不需要焊接,且在机械冲击、热冲击大的应用场合有较好的表现。
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