Waarom je isolatielijm niet rechtstreeks op moederborden moet aanbrengen vanuit het perspectief van elektronische componenten？

 Onlangs had een klant uit Zuid-Korea een vraag over het aanbrengen van isolatielijm toen hij informatie wilde over een 15,6-inch LCD-schermkit.

Dankzij hun meer dan 20 jaar ervaring in productie en ontwerp, gaven onze ingenieurs het volgende antwoord:
——————————————————————————————————————————————————————————————————————————-

Logicaborden, zoals printed circuit boards (PCB's), zijn de zenuwcentra van elektronische apparaten en huisvesten een complex

netwerk van elektronische componenten. Hoewel het idee om isolatielijm direct op een moederbord aan te brengen aantrekkelijk lijkt voor de bescherming, kan het vanuit het perspectief van elektronische componenten tot verschillende kritieke problemen leiden:

1. Elektrische prestatie-interferentie

Lijm kan in de kleine openingen tussen de aansluitingen of pads van de componenten sijpelen (meestal minder dan 0,5 mm). Deze indringing kan de parasitaire capaciteit verhogen of de isolatieweerstand verlagen. In hoogfrequente circuits kan zelfs een kleine verandering in deze parameters de signalen ernstig vervormen of verzwakken. In 5G-communicatiemodules die op multi-gigahertz-frequenties werken, kan bijvoorbeeld een kleine toename van de parasitaire capaciteit door lijm leiden tot aanzienlijke signaalverliezen.

Sommige lijmen bevatten ionische onzuiverheden. Na verloop van tijd kunnen deze onzuiverheden onder invloed van een elektrisch veld en vochtigheid elektrochemische migratie (ECM) veroorzaken. ECM kan geleidende paden creëren tussen aangrenzende componenten, wat uiteindelijk resulteert in kortsluitfouten.

2. Thermische uitzettingsspanningsschade

De thermische uitzettingscoëfficiënt (CTE) van gangbare lijmen komt vaak niet overeen met die van het FR4-substraat (ongeveer 17 ppm/℃). Bij temperatuurvariaties, doorgaans van - 40℃ tot + 85℃ in industriële toepassingen, genereert de niet-overeenkomende CTE spanning op de soldeerpunten van de componenten.

Componenten zoals ball-grid array (BGA)-behuizingen, die zeer kleine soldeerballetjes hebben (met een diameter van slechts 0,3 mm), zijn bijzonder kwetsbaar. Door de spanning kunnen de soldeerballetjes scheuren. Volgens de norm IPC - J - STD - 020 moet de spanning op soldeerpunten minder dan 10 MPa bedragen om een ​​betrouwbare werking te garanderen.

3. Verslechtering van de warmteafvoerprestaties

Lijmen hebben over het algemeen een lage thermische geleidbaarheid, doorgaans minder dan 0,2 W/(m·K), terwijl die van lucht 0,026 W/(m·K) bedraagt. Hoewel het misschien tegenstrijdig lijkt dat een lijmlaag de warmteafvoer zou verslechteren in vergelijking met lucht, is het in de praktijk:

Een lijmlaag van 1 mm dik kan de overgangstemperatuur van elektrische apparaten met ongeveer 15℃ verhogen, gemeten volgens de JEDEC JESD51-2-norm. Bij toepassingen met een hoog vermogen, zoals server-CPU's, kan deze temperatuurstijging oververhittingsbeveiligingsmechanismen activeren, waardoor de prestaties van het apparaat afnemen.

4. Verlies van onderhoudbaarheid

Lijmen op epoxybasis kunnen, nadat ze zijn uitgehard, een schuifsterkte van meer dan 20 MPa hebben. Bij het proberen om onderdelen te verwijderen voor reparatie of vervanging:

Bij Quad-Flat-Package (QFP) componenten met een minimale spoed van 0,4 mm kan de kracht die nodig is om het component te verwijderen, vervorming van de spoed veroorzaken.

Bij BGA-behuizingen is de kans groot dat de soldeerpads, die slechts 0,25 mm in diameter zijn, worden afgescheurd.

Gevoelige sensoren, zoals MEMS-gyroscopen, kunnen tijdens het demontageproces gemakkelijk beschadigd raken.

5. Problemen met materiaalcompatibiliteit

Sommige lijmen met zure uithardingsmiddelen, zoals aminen, kunnen de kathodefolie van aluminium elektrolytische condensatoren aantasten, die dunner is dan 10 μm. Deze corrosie kan leiden tot een defect van de condensator, wat van invloed is op de filtering van de voeding en de stabiliteit van het circuit.

Lijmen die met UV-straling zijn uitgehard, kunnen vergelen als ze langdurig aan ultraviolet licht worden blootgesteld. Deze verkleuring kan de werking van opto-elektronische apparaten, zoals glasvezelmodules, verstoren, omdat de verkleuring lichtsignalen kan absorberen of verstrooien.

Professionele alternatieven

Het wordt aanbevolen om conforme coatings te gebruiken die voldoen aan de IPC - CC - 830B-norm, zoals Parylene C. Parylene C, met een dikte van 1 - 5 μm, biedt:

Hoge diëlektrische sterkte van meer dan 400 V/μm, wat zorgt voor uitstekende elektrische isolatie.

Een CTE die nauw aansluit bij die van gangbare PCB-materialen (ongeveer 30 ppm/℃), waardoor thermische spanning tot een minimum wordt beperkt.

Een zeer lage vochtdoorlaatbaarheid van minder dan 0,1 g/m²·dag, waardoor componenten worden beschermd tegen degradatie als gevolg van vochtigheid.

Het kan ook de UL746E-certificering behalen, wat de betrouwbaarheid en veiligheid ervan aantoont.

In speciale scenario's kunnen nanocoatingtechnologieën, zoals coatings op basis van siloxaan, worden overwogen. Deze coatings hebben een contacthoek van meer dan 110° en bieden daardoor een uitstekende hydrofobiciteit. Ze kunnen een IPX8-waterdichtheidsclassificatie behalen en toch gasdoorlatend zijn, wat voor sommige toepassingen cruciaal is.