Miért ideális a duplán ragasztott szalag az elektronikai összeszereléshez

Kétrétegű szalagok alapvető tulajdonságai és funkciói az elektronikában

Pontos illesztés az egyenletes ragasztóréteg-vezérlés révén

A kétrétegű szalagok kiváló pontosságot nyújtanak mikron szinten az elektronikai alkatrészek összeszerelése során a kifinomult ragasztóréteg-tervezésnek köszönhetően. Az egyenletes vastagságvezérlés, amely általában +/- 5 mikronon belül mozog, ideálissá teszi ezeket a szalagokat törékeny alkatrészek, például mikroprocesszorok és MEMS-érzékelők ragasztásához, anélkül, hogy a hagyományos folyékony ragasztók jellegzetes problémáival, például a ragasztó túlfolyásával kellene számolni. Amikor a megfelelő szalag kiválasztásáról van szó, a gyártók a ragasztandó anyagoktól függően állítják be a viszkozitás és ragadósság tényezőket. A legtöbb üzem észlelte a tendenciát, miszerint az utóbbi időben az akril alapú kétrétegű szalagok irányába tapintott. A piaci adatok szerint a jelenleg használt ipari szalagok körülbelül kétharmada ebbe a kategóriába tartozik, mivel ezek ellenállóbbak a hőmérsékleti és mechanikai igénybevétel során, mint más alternatívák.

A megbízhatóságot biztosító kulcsfontosságú tulajdonságok magas sűrűségű és miniatürizált áramkörökben

A modern szalagok három kritikus tulajdonságot kombinálnak az áramkörök megbízhatósága érdekében:

• Dielektriás erősség (15–25 kV/mm) mikroív kialakulásának megelőzésére
• Méretmegfelelőség (<0,1% zsugorodás 150°C-on)
• Részegyensúlyellenállás folyamatos rezgés alatt (MIL-STD-810H szerint)

Ezek a jellemzők kritikus fontosságúak a 5G mmHullám eszközökben, ahol a 0,2 mm-es komponensek állandó, helytakarékos kötési megoldásokat igényelnek.

Összehasonlítás mechanikus rögzítőelemekkel és folyékony ragasztókkal

Ellentétben a feszültséget koncentráló csavarokkal vagy a kötést igénylő folyékony ragasztókkal, dupla Oldalú Pálca azonnali kötést biztosít egyenletes terheléseloszlással. Egy 2023-as gyártósori összehasonlítás bemutatta előnyeit:

Magas teljesítményű ragasztószalagok hő- és villamos szigetelő képessége

A fejlett szilikon alapú összetételek akár 3,5 W/mK hővezető-képességet biztosítanak, miközben megtartják a 10¹–Ω·cm térfogati fajlagos ellenállást. Ez a kettős funkció lehetővé teszi, hogy a szalagok kiváltsák a hagyományos TIM-eket (hővezető interface anyagokat) és szigetelő párnákat kompakt IoT eszközökben, csökkentve az anyagszámla költségeit 18%-kal a fogyasztási cikkek elektronikájában.

Kritikus alkalmazások modern elektronikus eszközökben

Alkatrészek rögzítése vékony kétoldalú ragasztószalaggal okostelefonokban és hordozható eszközökben

A nagyon vékony kétoldalú ragasztószalagok kiválóan alkalmasak arra, hogy akkumulátorokat és mikrofonokat rögzítsenek olyan eszközökön belül, amelyeknek teljes vastagsága kevesebb, mint 8 mm. Ezeknek a szalagoknak az ragasztórétegei csupán 0,05 mm vastagok, mégis ellenállnak az erős rezgésnek. Ez különösen fontos a hordozható technológiák esetében, mivel az emberek naponta többszázszor meghajtogatják a csuklójukat. A legújabb adatok az Electronics Assembly Journal-tól érdekes tendenciát mutatnak a zsebünkben lévő eszközökben. Szinte minden okosóra (például 100-ból 96) és a legtöbb okostelefon (kb. 82%) valóban ezeket a ragasztószalagokat használja a hagyományos csavarok helyett. Ez az áttérés értékes helyet takarít meg az eszközön belül – a gyártók 15% és 30% közötti többletteret jelentenek –, és emellett megakadályozza az alkatrészek elmozdulását, ami később problémákat okozhat.

Pontos ragasztószalag megoldások kijelzők, szenzorok és kameramodulok összekapcsolásához

A kétoldalú ragasztószalagok ma már akár plusz-mínusz 0,1 mm-es igazítási tűrést is elérnek OLED-kijelzők és az újkori többlencsés kamerarendszerek használata esetén. A titok a speciális akril ragasztókban rejlik, amelyek az oldóhatást az egész felületre elosztják, nem egy pontra koncentrálják. Ez valójában körülbelül 40%-kal csökkenti a képszenzor kalibrálási problémákat gyenge megvilágítás esetén, ami jelentősen javítja a nappali és éjszakai fényképezés minőségét. Egy tavalyi kutatás azt is megmutatta, hogy a szalaggal rögzített alkatrészek körülbelül 50%-kal több hőmérsékletváltozást bírnak ki -20 Celsius-foktól egészen 85 Celsius-fokig, összehasonlítva a forrasztott alkatrészekkel modern 5G telefonokban. Ez a szintű tartósság rendkívül fontos azokban az eszközökben, amelyek extrém környezeteknek vannak kitéve.

Használható félvezető csomagolásban és rugalmas nyomtatott elektronikai alkalmazásokban

A wafer-szintű, chipskálájú csomagolásban az antisztatikus kettős oldalú ragasztószalagok biztosítják a die-attach folyamatokat, amelyeknél a termikus préselés során a pozícióeltolódás kevesebb, mint 3 µm. A rugalmas hibrid elektronikai gyártók olyan uretán alapú szalagokat használnak, amelyek ellenállnak a 300 °C-os reflow hőmérsékletnek, miközben 12 N/cm² tapadást biztosítanak poliimid alapanyagokhoz – 60%-kal jobb eredményt nyújtva hajlítószimulációs tesztekben, mint az epoxi alternatívák.

A kettős oldalú ragasztószalag szerepe az eszközök vastagságának és súlyának csökkentésében

A modern elektronikai eszközök olyan 2 mm alatti profilokat igényelnek, amelyeket hagyományos rögzítőelemekkel elérni nem lehet. A kettős oldalú ragasztószalagok megszüntetik a csavarokat és a klipeket, miközben 8–12 N/cm² nyírószilárdságot biztosítanak (IEEE Components & Packaging Society, 2023), lehetővé téve a 23%-kal vékonyabb okostelefon-terveket. Ez az ragasztási módszer megszünteti a rögzítőelemekből adódó magasságváltozásokat, biztosítva az orvosi viselhető eszközök esetében a bőrrel való állandó érintkezést.

Ultra-vékony profilok elérése 50 mikronnál kisebb vezetőképességű és hőálló szalagokkal

Az akril ragasztók legújabb generációja lenyűgöző hővezető tulajdonságokat kínál rendkívüli vékonyság mellett. Körülbelül 0,03 W/m·K hővezetési értékkel rendelkeznek, és teljes vastagságuk mindössze 50 mikrométer, ami körülbelül hetven százalékkal vékonyabb a hagyományos epoxi ragasztóknál. Ezek az anyagok több forrasztási ciklust is elviselnek akár 150 Celsius-fokos hőmérsékleten anélkül, hogy felhámlanának a felületekről. Ugyanakkor biztosítják, hogy az alkatrészek kevesebb mint fél milliméter távolságon belül is elektromosan szigetelve maradjanak egymástól. Ez a pontosság különösen fontos a hajtható kijelzőtechnológiák számára. Az igazítási igények rendkívül szigorúak lehetnek, akár 0,1 mm-es eltérésekig is, és ennek pontos betartása döntően befolyásolja a zsanérok élettartamát.

Esettanulmány: Ragasztószalag hajtható telefonok zsanérösszeszerelésében

Egy 2023-as szétszedéssel készült elemzés egy 35 rétegű ragasztórendszer meglétét tártotta fel hajtható eszközökben, ahol kettős rétegű ragasztószalagok biztosítják a következőket:

Ez a többfunkciós ragasztási megközelítés 40%-kal csökkenti a zsanír összetettségét a korai prototípusokhoz képest, amelyek mikrocsavarokat és forrasztott kötéseket használtak.

Előnyök a hagyományos összeszerelési módszerekkel szemben

Kiemelkedő feszültségeloszlás és rezgésállóság kompakt eszközökben

A kettős rétegű ragasztószalagok megszüntetik a mechanikai rögzítőelemeknél jellemző feszültségkoncentrációs pontokat. Egy 2023-as anyagtudományi tanulmány kimutatta, hogy ragasztott kötések 40–60%-kal csökkentik a csúcsfeszültséget okostelefon nyomtatott áramkör (PCB) szerelvényekben a rögzített kötésekhez képest. Ez az egyenletes eloszlás megakadályozza a forrasztott kötések repedését ejtés során, miközben megőrzi az 0,1 mm alatti ragasztási rétegvastagságot helyigényes tervezési megoldásokhoz.

Fúrás, hegesztés és szárítási lépések elhagyása kettős rétegű ragasztószalag használatával

A modern kétoldalú ragasztószalagok nyomás alatt működnek, azonnali kötést biztosítva hő vagy oldószerek nélkül. A gyárak ezekben a napokban kihagyhatnak körülbelül öt lépést a folyamatból: lyukak fúrása, felületek előkészítése, rögzítőelemek beépítése, hegesztések ellenőrzése és várakozás a ragasztók kötődésére. A 2024-es Fogyasztási Elektronikai Gyártási Jelentés szerint egyedül ez a változás körülbelül háromnegyedével csökkenti a kameramodul összeszerelési időt. Emellett megakadályozza azokat a mikroszkopikus repedéseket, amelyek gyakran keletkeznek hegesztéskor alkalmazott hőtől, ami valódi probléma a precíziós elektronikai gyártásban.

Fokozott tartósság hőmérsékletváltozással és mechanikai igénybevétellel szemben

A nagy teljesítményű akrilhab magok -40 °C-tól 150 °C-ig megőrzik az összetapadás integritását, szemben az epoxigyantákkal, amelyek -20 °C alatt ridegekké válnak. A gyorsított öregítési tesztek azt mutatják, hogy kevesebb mint 5% összetapadásveszteség következik be 5000 hőciklus után autóipari érzékelők telepítése során, szemben a szilikon alapú folyékony ragasztók 25–40% degradációjával ugyanezen körülmények között.

Ragasztóanyagokban megjelent innovációk a következő generációs elektronikai eszközökhöz

Technológiai fejlesztések a 5G, IoT és nagyfrekvenciás eszközök szalagjai terén

A legújabb generációs elektronikai eszközök speciális ragasztóanyagokat igényelnek, amelyek képesek megbirkózni a rendkívül magas frekvenciájú jelekkel, miközben megfelelően összetartják a mikroszkopikus alkatrészeket. Jelenleg a vállalatok azon dolgoznak, hogy kifejlesszék ezeket az elvileg kétoldalú ragasztószalagokat, amelyek az elektromos jellemzőiket is megtartják még akkor is, amikor a frekvenciák meghaladják a 30 GHz-t, ami különösen fontos például 5G antennarendszerek és az úgynevezett milliméterhullámú kommunikációs eszközök esetében. Ezeknek a ragasztószalagoknak az a titka, hogy mikroszkopikus vezető képességű részecskéket kevernek rendkívül vékony nyomásérzékeny rétegekbe, amelyek vastagsága akár 25 mikron is lehet. Ez lehetővé teszi a gyártók számára, hogy az RF-páncélzatot pontosan oda helyezzék el, ahol szükség van rá, akár apró Internet of Things (IoT) szenzorok belsejében is, anélkül, hogy helyet foglalna el.

Hővezető és EMI-páncélzó ragasztószalagok fejlesztése

A világszerte működő anyagtudományi laboratóriumok éppen ezeket a új generációs ragasztókat fejlesztik, amelyek egyszerre képesek hőkezelésre és elektromágneses interferencia kezelésére. A tavalyi kutatások egy meglepő eredményt mutattak: azok a speciális hővezető szalagok, amelyek legalább 5 W/mK értékkel rendelkeznek, valójában körülbelül 18 Celsius-fokkal csökkentették a smartphone processzorok hőmérsékletét. Ugyanakkor a gyártók egyre inkább hagyományos fém tömítéseket cserélnek ki fejlett EMI árnyékoló szalagokra, amelyek szén nanocsövekkel vannak feldúsítva. Ezek is figyelemre méltó eredményeket hoznak, 60 dB-es csillapítással blokkolják a jeleket, miközben rendkívül vékonyak, mindössze 0,1 mm vastagságúak. Annak ténye, hogy ezek az anyagok egyszerre képesek két funkciót ellátni, elengedhetetlenné teszi őket például hajtogatható telefonkijelzők esetében, ahol a hely szűkös, valamint kritikus fontosságúak az automotív radarrendszerek számára, amelyek megbízható teljesítményt igényelnek túlmelegedés miatti jelzavarok nélkül.

A nyomásérzékeny ragasztók lépést tartanak az elektronika fejlődő követelményeivel?

Bár a PSA (nyomásérzékeny ragasztó) szalagok kiválóan alkalmazhatók miniaturizált szerelvényeknél, három kihívás továbbra is fennáll:

• A hámozó szilárdság fenntartása 10 000 hőciklus felett (-40 °C-tól 125 °C-ig)
• Ioni szennyeződés megelőzése félvezető minőségű ragasztásnál
• Többrétegű PCB-javításokhoz való újrafeldolgozhatóság lehetővé tétele

A szilikon-akrilát hibrid kémiai összetevőkben elért legújabb fejlesztések ígéretesek, a teszt egységek 3000 pára ciklus után is megőrizték az eredeti ragadósság 95%-át. A 6G prototípusok megjelenésével párhuzamosan az iparág útitervén az a cél, hogy 200 °C-ig terjedő stabilitást és almicronos igazítási tűréseket biztosító ragasztókat alkalmazzanak.

GYIK

Mik a dupla rétegű szalag alapvető tulajdonságai az elektronikában?

A dupla rétegű szalag dielektromos szilárdsággal, mérettartóssággal és csúszásállósággal rendelkezik, amelyek megbízhatóságot garantálnak nagy sűrűségű és miniaturizált áramkörökben.

Miért részesítik előnyben a dupla rétegű szalagot az elektronikában a mechanikus rögzítőelemekkel szemben?

A kettős rétegű ragasztószalag kiváló feszültségeloszlást, rezgésállóságot biztosít, valamint kiküszöböli lépéseket, mint például fúrás és hegesztés, amely növeli a tartósságot és csökkenti az összesítési időt.

Hogyan járul a kettős rétegű ragasztószalag a elektronikus eszközök kisebb méretéhez?

A kettős rétegű ragasztószalag vékonyabb és könnyebb készülékterveket tesz lehetővé a hagyományos rögzítőelemek elhagyásával, a tér optimalizálásával és a strukturális integritás fenntartásával, amit nagy nyírószilárdság és pontos ragasztórétegződés biztosít.