इलेक्ट्रॉनिक घटकों के परिप्रेक्ष्य से आपको लॉजिक बोर्ड पर सीधे इन्सुलेटिंग गोंद क्यों नहीं लगाना चाहिए?

 हाल ही में, दक्षिण कोरिया के एक ग्राहक ने 15.6 इंच एलसीडी डिस्प्ले किट के बारे में पूछताछ करते समय इंसुलेटिंग गोंद के उपयोग के संबंध में प्रश्न पूछा था।

20 से अधिक वर्षों के उत्पादन और डिजाइन अनुभव के आधार पर, हमारे इंजीनियरों ने निम्नलिखित प्रतिक्रिया प्रदान की:
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लॉजिक बोर्ड, जैसे कि प्रिंटेड सर्किट बोर्ड (पीसीबी), इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के तंत्रिका केंद्र हैं, जिनमें जटिल सर्किट बोर्ड होते हैं।

इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों का नेटवर्क. हालांकि लॉजिक बोर्ड पर सीधे इंसुलेटिंग गोंद लगाने का विचार सुरक्षा के लिए आकर्षक लग सकता है, लेकिन इलेक्ट्रॉनिक घटक के नजरिए से यह कई गंभीर समस्याओं को जन्म दे सकता है:

1. विद्युत प्रदर्शन हस्तक्षेप

गोंद घटक लीड या पैड के बीच के छोटे अंतराल (आमतौर पर 0.5 मिमी से कम) में रिस सकता है। यह घुसपैठ परजीवी धारिता को बढ़ा सकती है या इन्सुलेशन प्रतिरोध को कम कर सकती है। उच्च आवृत्ति सर्किटों में, इन मापदंडों में थोड़ा सा भी परिवर्तन सिग्नलों को गंभीर रूप से विकृत या क्षीण कर सकता है। उदाहरण के लिए, बहु-गीगाहर्ट्ज़ आवृत्तियों पर संचालित 5G संचार मॉड्यूल में, ग्लू के कारण परजीवी धारिता में थोड़ी सी वृद्धि से महत्वपूर्ण सिग्नल हानि हो सकती है।

कुछ गोंदों में आयनिक अशुद्धियाँ होती हैं। समय के साथ, विद्युत क्षेत्र और आर्द्रता के प्रभाव में, ये अशुद्धियाँ विद्युत-रासायनिक प्रवास (ईसीएम) का कारण बन सकती हैं। ईसीएम आसन्न घटकों के बीच प्रवाहकीय पथ बना सकता है, जिसके परिणामस्वरूप अंततः शॉर्ट-सर्किट विफलता हो सकती है।

2. थर्मल विस्तार तनाव क्षति

सामान्य गोंदों का तापीय प्रसार गुणांक (सीटीई) प्रायः एफआर4 सब्सट्रेट (लगभग 17 पीपीएम/°सी) से मेल नहीं खाता। तापमान में परिवर्तन के दौरान, आमतौर पर औद्योगिक अनुप्रयोगों में - 40 डिग्री सेल्सियस से + 85 डिग्री सेल्सियस तक, बेमेल सीटीई घटक सोल्डर जोड़ों पर तनाव उत्पन्न करता है।

बॉल-ग्रिड ऐरे (बीजीए) पैकेज जैसे घटक, जिनमें बहुत छोटे सोल्डर बॉल होते हैं (केवल 0.3 मिमी व्यास के), विशेष रूप से असुरक्षित होते हैं। तनाव के कारण सोल्डर बॉल्स में दरार आ सकती है। आईपीसी - जे - एसटीडी - 020 मानक के अनुसार, विश्वसनीय संचालन सुनिश्चित करने के लिए सोल्डर जोड़ों पर तनाव 10 एमपीए से कम होना चाहिए।

3. ऊष्मा अपव्यय प्रदर्शन में गिरावट

गोंद की तापीय चालकता सामान्यतः कम होती है, जो 0.2W/(m·K) से भी कम होती है, जबकि वायु की तापीय चालकता 0.026W/(m·K) होती है। हालांकि यह बात विरोधाभासी लग सकती है कि गोंद की परत हवा की तुलना में ऊष्मा अपव्यय को खराब कर देगी, लेकिन व्यवहार में ऐसा नहीं है।:

1 मिमी मोटी गोंद परत विद्युत उपकरणों के जंक्शन तापमान को लगभग 15 डिग्री सेल्सियस तक बढ़ा सकती है, जैसा कि जेईडीईसी जेईएसडी51-2 मानक के आधार पर मापा जाता है। सर्वर सीपीयू जैसे उच्च-शक्ति अनुप्रयोगों में, तापमान में यह वृद्धि अति-ताप संरक्षण तंत्र को सक्रिय कर सकती है, जिससे डिवाइस का प्रदर्शन कम हो सकता है।

4. रखरखाव की हानि

एक बार ठीक हो जाने पर इपॉक्सी-आधारित गोंद की अपरूपण शक्ति 20MPa से अधिक हो सकती है। मरम्मत या प्रतिस्थापन के लिए घटकों को हटाने का प्रयास करते समय:

0.4 मिमी की न्यूनतम लीड पिच वाले क्वाड-फ्लैट-पैकेज (QFP) घटकों के लिए, घटक को हटाने के लिए आवश्यक बल लीड विरूपण का कारण बन सकता है।

बीजीए पैकेजों के मामले में, सोल्डर पैड, जो केवल 0.25 मिमी व्यास के होते हैं, फट जाने की संभावना होती है।

नाजुक सेंसर, जैसे कि एमईएमएस जाइरोस्कोप, वियोजन प्रक्रिया के दौरान आसानी से क्षतिग्रस्त हो सकते हैं।

5. सामग्री संगतता समस्याएँ

एमाइन जैसे अम्लीय क्योरिंग एजेंट वाले कुछ गोंद, एल्युमीनियम इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर के कैथोड फॉयल को संक्षारित कर सकते हैं, जो 10μm से कम मोटा होता है। इस संक्षारण के कारण संधारित्र की विफलता हो सकती है, जिससे विद्युत आपूर्ति फिल्टरिंग और सर्किट की स्थिरता प्रभावित हो सकती है।

यूवी-उपचारित गोंद लंबे समय तक पराबैंगनी प्रकाश के संपर्क में रहने पर पीले पड़ सकते हैं। यह रंग परिवर्तन ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक उपकरणों जैसे कि फाइबर-ऑप्टिक मॉड्यूल के संचालन में बाधा उत्पन्न कर सकता है, क्योंकि यह प्रकाश संकेतों को अवशोषित या बिखेर सकता है।

व्यावसायिक विकल्प

यह अनुशंसा की जाती है कि ऐसे अनुरूप कोटिंग्स का उपयोग किया जाए जो IPC - CC - 830B मानक का अनुपालन करते हों, जैसे कि पैरीलीन सी। पैरीलीन सी, 1 - 5μm की मोटाई के साथ, प्रदान करता है:

400V/μm से अधिक की उच्च परावैद्युत शक्ति, उत्कृष्ट विद्युत इन्सुलेशन सुनिश्चित करती है।

एक सीटीई जो सामान्य पीसीबी सामग्रियों (लगभग 30 पीपीएम/℃) से काफी मेल खाता है, तथा तापीय तनाव को न्यूनतम करता है।

0.1g/m²·day से भी कम की बहुत कम नमी पारगम्यता दर, घटकों को आर्द्रता-संबंधी गिरावट से बचाती है।

यह UL746E प्रमाणीकरण भी पास कर सकता है, जो इसकी विश्वसनीयता और सुरक्षा को दर्शाता है।

विशेष परिदृश्यों में, सिलोक्सेन-आधारित कोटिंग्स जैसी नैनोकोटिंग प्रौद्योगिकियों पर विचार किया जा सकता है। इन कोटिंग्स का संपर्क कोण 110° से अधिक है, जो उत्कृष्ट हाइड्रोफोबिसिटी प्रदान करता है। वे IPX8 जलरोधी रेटिंग प्राप्त कर सकते हैं, जबकि गैस पारगम्यता भी बनी रहती है, जो कुछ अनुप्रयोगों के लिए महत्वपूर्ण है।