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一種不用焊接的“另類”PCB元器件安裝法,你知道嗎?

發(fā)布時間:2018-12-07 責任編輯:xueqi

【導讀】在PCB板上通過焊接來組裝電子元器件最為常見,但不是唯一的方式。有一種非焊接的工藝可通過導電環(huán)氧樹脂把電子元器件粘接在PCB板子上。在汽車、航空、精密儀器等領域都時常會看到導電環(huán)氧樹脂的應用。本文主要介紹導電環(huán)氧樹脂在PCB板元器件安裝上如何應用。
 
導電環(huán)氧樹脂不用焊接的特點也使得其在維修的場合以及DIY電子愛好者中時常被采用。同時有一些專門為導電環(huán)氧樹脂安裝而設計的電子元器件,不支持焊接工藝。因此經常發(fā)現(xiàn)有客戶購買了只適用于導電環(huán)氧樹脂安裝的電子元器件,卻使用焊接的方式來安裝。本文主要介紹導電環(huán)氧樹脂在PCB板元器件安裝上如何應用。
 
為什么要用導電環(huán)氧樹脂?
 
導電環(huán)氧樹脂也叫做導電膠,該材料以環(huán)氧樹脂為基體材料與導電填料復合而成。導電環(huán)氧樹脂的固化溫度比焊錫的溫度要低很多。而且這類膠水比焊料更加柔軟,能夠更好地承受振動。因此導電環(huán)氧樹脂主要用在機械沖擊以及熱沖擊風險很高的場合,以及一些對機械沖擊以及熱沖擊敏感的電子元器件的安裝。比如說在反復的熱循環(huán)以及機械沖擊的惡劣環(huán)境下,使用導電環(huán)氧樹脂安裝陶瓷電容以及鐵氧體磁珠是個不錯的選擇。
 
如何選導電環(huán)氧樹脂安裝的元器件?
 
Digi-Key網站中,在產品(如電容)的特性選項里,“環(huán)氧樹脂安裝”指的即是支持導電環(huán)氧樹脂安裝方式(Epoxy Mounting)。
 
圖1:Digi-Key網站中,電容產品的特性選項
 
導電環(huán)氧樹脂也有自身存在的問題。導電環(huán)氧樹脂本身容易吸水,普通的鍍錫的元器件端子容易氧化,增加導電環(huán)氧樹脂與元器件端子的接觸電阻。因此需要配合特別設計的電子元器件來使用。
 
比如TDK以D結尾的CGA系列陶瓷電容,專門針對導電環(huán)氧樹脂安裝方式,使用AgPdCu作為元器件端子鍍層,可以有效防止氧化。這里要特別注意的是,有些特殊設計陶瓷電容只支持導電環(huán)氧樹脂安裝方式(Epoxy Mounting only),回流焊以及普通焊接都是不支持的。
 
TDK專門針對導電環(huán)氧樹脂安裝方式的CGA系列陶瓷電容詳情,請復制以下鏈接到瀏覽器中查看:
https://www.digikey.cn/products/zh/capacitors/ceramic-capacitors/60?k=EPOXY&k=&pkeyword=EPOXY&v=445&FV=ffe0003c&quantity=0&ColumnSort=0&page=1&pageSize=500
 
圖2:僅支持導電環(huán)氧樹脂安裝方式(Epoxy Mounting only)的元器件
 
使用導電環(huán)氧樹脂三要素
 
要素一:正確的安裝流程
 
導電環(huán)氧樹脂安裝與焊接安裝在生產流程上很相似。
 
 
一般來說導電環(huán)氧樹脂安裝固化的時間相比焊接安裝的時間要長。并且要保證固化溫度合適,否則導電環(huán)氧樹脂可能無法完全固話。
 
要素二:適當?shù)挠昧?/div>
 
涂導電環(huán)氧樹脂時需要注意使用的量,過量的導電環(huán)氧樹脂可能會增加短路的風險,過少的導電環(huán)氧樹脂可能會造成物理連接不牢固。
 
圖3:環(huán)氧樹脂用量
 
要素三:選擇合適的種類
 
導電環(huán)氧樹脂的種類一般有兩種,一組份(One Part)導電環(huán)氧樹脂(只有一種成分)與二組份(Two Part)導電環(huán)氧樹脂(兩種成分,使用前需要混合)。
 
兩種導電環(huán)氧樹脂對比如下表:
 
 
總結
 
總之,使用導電環(huán)氧樹脂進行PCB組裝的優(yōu)點是不需要焊接,且在機械沖擊、熱沖擊大的應用場合有較好的表現(xiàn)。
 
Digi-Key可以提供相關的支持導電環(huán)氧樹脂安裝方式(EpoxyMounting)的產品,大家可以在Digi-Key的網站中通過元器件“特性”進行篩選。如:
 
Digi-Key支持導電環(huán)氧樹脂安裝方式(Epoxy Mounting)的陶瓷電容
https://www.digikey.cn/products/zh/capacitors/ceramic-capacitors/60?k=EPOXY
Digi-Key支持導電環(huán)氧樹脂安裝方式(Epoxy Mounting)的鐵氧體磁珠
https://www.digikey.cn/products/zh/filters/ferrite-beads-and-chips/841?k=EPOXY
 
參考文獻
 
TDK陶瓷電容導電環(huán)氧樹脂指導手冊
https://media.digikey.com/pdf/Application%20Notes/TDK%20Application%20Notes/Conductive_Epoxy_Capacitors_FAQ.pdf
TDK陶瓷電容導電環(huán)氧樹脂應用手冊
https://product.tdk.com/info/en/catalog/spec/mlccspec_automotive_epoxy_en.pdf
 
來源:Digikey
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