Клеящая пленка 3м для кондуктивного теплоотвода Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

Компоненты и технологии, № 8'2003

Технологии

Клеящая пленка 3М

для кондуктивного теплоотвода

Отвод и рассеивание избыточного тепла является одной из важных задач в приборостроении. При креплении тепловыделяющих компонентов схемы, таких, как транзисторы и микросхемы, к радиаторам и корпусам приборов, требуется применение качественных и технологичных теплопроводящих сред. Технологами и конструкторами во всем мире давно применяются теплопроводные пасты и прокладки, но на смену им приходят новые материалы.

Роман Симонов

rsimonov@mmm.com

Для технологичного решения задачи по отводу тепла от процессоров и транзисторов компания 3М предлагает использовать теплопроводящие клеевые монтажные ленты. На рис. 1 показано строение ленты. Основу ленты составляет акриловый клеевой слой, весь объем которого заполнен керамическими сферами. С двух сторон лента закрыта защитными лавсановыми пленками, которые удаляются непосредственно перед сборкой.

Акриловый клеевой состав позволяет прочно и быстро приклеить транзистор к радиатору, а керамический наполнитель обеспечивает теплопере-нос. Прочность соединения в начальный момент крепления составляет 40-50% и постепенно нарастает, достигая максимума примерно через 24 часа. В основе склеивания лежит процесс «смачивания» адгезивом поверхностей соединяемых компонентов. В первые минуты после соединения адгезив под действием сил поверхностного натяжения начинает растекаться по поверхности, заполняя микронеровности, присутствующие на любой, даже очень гладкой поверхности. Чем выше поверхностная энергия соединяемого материала, тем выше прочность соединения. На прочность соединения также влияет температура, при которой производится склейка, качество подготовки поверхностей, тип соединяемых поверхностей и начальный прижим. Нужно отметить, что повышение температуры окружаю-

- Защитная пленка

_ Керамический наполнитель

Акриловый адгезив Защитная пленка

Рис. 1. Строение ленты

щей среды и усилия прижима позволяют получить более высокую начальную прочность и уменьшить время достижения полной прочности.

Такой способ обеспечивает:

• надежное крепление компонентов без механического крепежа;

• эффективный теплоперенос;

• мгновенное соединение.

Выгоды от применения:

• снижение трудоемкости операции монтажа;

• улучшение параметров работы прибора в результате снижения тепловой нагрузки;

• снижение процента бракованных плат из-за некачественной пайки, связанной с загрязнением участков теплопроводной пастой.

Данный продукт оптимально сочетает тепловую проводимость, прочность крепления, простоту использования и благодаря надежному соединению различных материалов позволяет полностью отказаться от винтов, клипс и других механических крепежей.

Традиционное крепление

(винт + паста + изоляционная прокладка)

Решение ЗМ (лента 8810)

Рис. 3. Традиционное крепление (винт + ласта + изоляционная прокладка)

162

- www.finestreet.ru -

Компоненты и технологии, № 8'2003

Таблица. Технические характеристики теплопроводящих клеевых монтажных лент 8810

Технологии

Толщина, мкм 250

Теплопроводность, Вт/(м*°С) 0,6

Диэлектрическая прочность, В/мм 26700

Плотность, г/см3 1,07

-50

Рабочая температура, °С +120

кратковременно до +260

Важным достоинством теплопроводящих лент являются их высокие диэлектрические свойства, позволяющие не использовать при креплении изолирующие пленки и прокладки. Эта новинка имеет явное преимущество по сравнению с клеями, поскольку при использовании ленты не требуется длительное время полимеризации, высокая температура и фиксация, необходимые при использовании жидких клеев. Более того, прочность соединения возрастает со временем, так как используемый в лентах чувствительный к давлению акриловый адгезив «смачивает» поверхности соединяемых деталей, увеличивая площадь контакта.

В таблице представлены технические данные материала 3М 8810.

На диаграмме (рис. 4) показана зависимость механической прочности соединения на сдвиг под действием температуры 150 и 120 °С. Соединяемые материалы — пластины из алюминия.

Важным аспектом в применении данных материалов является подготовка поверхности соединяемых материалов. Соединяемые поверхности должны быть чистыми и сухими. Адгезив ленты позволяет быстро и легко соединять поверхности при комнатной температуре с небольшим прижимом и имеет достаточную начальную адгезию, чтобы удерживать соединяемые детали. В зависимости от качества поверхностей начальная прочность соединения может составлять от 20 до 50% конечной прочности.

Не рекомендуется нанесение ленты при температурах ниже +16 °С.

Применение двусторонних лент 3М может существенно расширить дизайнерские возможности при проектировании нового оборудования.

Специалисты компании готовы предоставить детальную информацию на каждое применение, а также по просьбе заказчика провести механические и тепловые испытания возможного соединения.

- www.finestreet.ru-

е

163