Технології 3М в електронній промисловості

Завдання Відділу промислових стрічок та клеїв ЗМ не обмежується постачанням лише матеріалів. Інженерно-технічний персонал відділу розробляє індивідуальні рішення для складально-монтажних операцій, вирішуючи найскладніші завдання щодо адаптації та освоєння кращих світових технологій на російських підприємствах. Наведемо кілька прикладів успішних рішень.
* Під успішним розуміється те рішення, яке призвело або до підвищення продуктивності на тій чи іншій операції, або скорочення собівартості проведення операції
Використання теплопровідного самоклеючого матеріалу у виробництві електронної техніки з метою кріплення транзистора до радіатора
Особливість взаємодії ЗМ і розробника у разі полягала у цьому, що було знайдено оптимальна форма поставки даного матеріалу — як окремих елементів, попередньо надсічених під розмір транзистора. Такий спосіб дозволяє оператору легко збирати, одночасно підвищуючи ефективність теплопередачі від транзистора до радіатора. Дане рішення дозволило значно знизити трудовитрати на операцію монтажу транзистора до радіатора, яке при використанні традиційних засобів - теплопровідної пасти, гвинта кріплення і ізоляційної прокладки - є набагато більш трудомістким процесом, ніж монтаж за допомогою стрічки (мал. 1-3).

Мал. 1.Зовнішній вигляд змонтованого транзистора при стандартному складанні

Мал. 2. Монтаж за допомогою теплопровідної стрічки

Мал. 3. Варіант використання теплопровідної стрічки замість термопасти: монтаж радіатора на процесор

Додаткова фіксація великих компонентів на друкованій платі під час виробництва телекомунікаційної техніки
Ще один приклад високотехнологічного рішення – застосування системи ЕРХ (мал. 5) та термостійкого двокомпонентного адгезиву ЗМ для фіксації компонентів на друкованій платі. Технологічність рішення полягає в тому, що двокомпонентний склад перемішується в точній пропорції завдяки спеціальному аплікатору та носику, тоді як раніше використовувався багатокомпонентний склад, який змішували та наносили вручну. Традиційний спосіб не забезпечував якісного перемішування компонентів та точного їх дозування, що призводило до руйнування адгезиву під дією вібраційного навантаження.

Мал. 4. Монтаж великих компонентів на друкованій платі

Мал. 5. Зовнішній вигляд системи ЕРХ (зліва направо: носик для видалення повітря із суміші та нанесення клею, 2 компоненти клею у подвійному картриджі, пістолет для нанесення клею, плунжер для видавлювання клею з картриджа)

Мал. 6. Капсулювання елементів електронних приладів

Варіант кріплення, запропонований ЗМ, значно спрощує операцію монтажу, виключаючи відмову приладу через неякісну клейову сполуку (мал. 4, 6).
Монтаж та герметизація готових електронних виробів та їх компонентів
Ряд підприємств з виробництва електронних приладів потребує герметизації виробів і використовує для цього багатокомпонентні епоксидні клеї. Майже всі виробники таких виробів стикаються з рекламаціями про вихід приладів з ладу, а при перевірці виявляється, що герметичність виробу порушена через те, що при змішуванні складу пропорції були витримані недостатньо строго, а готової суміші знаходилися бульбашки повітря. І практично в 100% випадків причиною виходу приладу була саме якість готової герметизуючої суміші.
На одному з підмосковних підприємств було проведено випробування клею серії ЕРХ, який одночасно здійснював монтаж та герметизацію з'єднання. Даний склад, завдяки винайденій ЗМ системі ЕРХ (мал. 5), змішується в абсолютно точної пропорції, а спеціальний носик, що змішує, робить суміш однорідною (без бульбашок повітря) і спрощує процес нанесення клею на виріб. Отримане з'єднання схильне до процесу прискореного старіння в спеціальній камері і показало чудову стійкість до агресивних умов зовнішнього середовища. А при впровадженні цього рішення у масове виробництво кількість рекламацій, пов'язаних з виходом з ладу через втрату герметичності з'єднання, звелося нанівець (мал. 7-8).

Мал. 7.Товщину нанесення клею можна регулювати шляхом усічення носика до потрібного діаметра.

Мал. 8. Завдяки зручному пістолету та носику клей можна акуратно наносити у важкодоступних місцях

Маркування електротехнічних та будівельних елементів, що піддаються агресивним впливам під час експлуатації
Етикетковий матеріал із спеціальним зносостійким покриттям дозволяє здійснювати маркування електротехнічних та будівельних елементів, що піддаються агресивним впливам під час експлуатації, для яких завжди існувала проблема збереження інформації. До недавнього часу ця проблема вирішувалася ламінуванням надрукованої етикетки додатковою тонкою прозорою плівкою з тим, щоб захистити її від руйнівних впливів хімічних речовин, таких як олії, розчинники та миючі засоби.

Мал. 9.Стійкість верхньої етикетки до дії гальмівної рідини забезпечує покриття ТТЗ.

Мал. 10. Етикетки з покриттям ТТЗ рекомендується використовувати для маркування виробів, що експлуатуються в агресивних умовах

Ця проблема тепер вирішується набагато простіше і швидше з використанням нового матеріалу ЗМ для термотрансферного друку етикеток, на якому використовується спеціально розроблене матове покриття ТТЗ (мал. 9-10), яке після друку певними типами риббонів витримує вплив гальмівної рідини або мастил. Це досягається завдяки особливій поверхневій структурі покриття, яка забезпечує високу адгезію фарби під час друку. Використання нової серії матеріалів допоможе виключити трудомістку операцію захисту додатковими плівками.
Крім того, матеріал має високоміцний акриловий адгезив 350Е, спеціально розроблений для використання на поверхнях, пофарбованих порошковою фарбою, або замаслених поверхнях. Він також забезпечує постійну адгезію до матеріалів з низькою поверхневою енергією, таким як поліетилен або поліпропілен, а з адгезивом більшої товщини здатний міцно кріпитися до шорстких і викривлених поверхонь.
Матеріал стійкий до зношування, термостійкий на різних поверхнях в діапазоні температур від -40 до +150 °С.
Саме ці блискучі властивості нового матеріалу ЗМ дозволили використовувати його в маркуванні автомобільних компонентів, що піддаються експлуатації агресивним впливам. Виробник був дуже задоволений, коли зміг вирішити проблему надійного маркування своїх виробів, що стояла перед ним.
Кріплення гнучкої друкованої плати до жорсткої основи
Передовими виробниками електроніки використовуються тонкі стрічки ЗМ VHB для кріплення гнучкої друкованої плати до жорсткої основи та подальшого кріплення в корпусі при фінальному збиранні.
Зазвичай для такого монтажу використовується механічне кріплення, термопровідні пасти та інші стрічки.

Мал. 11. Кріплення гнучкої друкованої плати до жорсткої основи

Мал. 12. Висікання двостороннього скотчу ЗМ VНВ, що спрощує процес монтажу компонентів

Матеріал VHB у стрічці або у формі висічених деталей наноситься вручну з використанням притискного ролика.
Використання матеріалу ЗМ дозволяє спростити монтаж, досягти низького газовиділення, стійкості до підвищеної температури. Теплопровідні клеєпереносні стрічки ЗМ можуть витримувати температури в печах ІЧ-оплавлення з мінімальним газовиділенням та міхурінням, яке може призводити до відшаровування. Газовиділення настільки незначне, що багато користувачів ввели ці стрічки в процес монтажу гнучких друкованих плат у пристроях жорстких дисків ПК.
Використання цих стрічок дозволяє забезпечити стійкість до екстремальних температур і температурних ударів: стрічки забезпечують чудову працездатність у відповідальних застосуваннях в умовах температурних екстремумів та успішно пройшли тести на термоциклювання в діапазоні від -50 до +150 ° С протягом 1000 годин.

Мал. 13. Схематичне зображення застосування стрічок VHB на друкованих платах

У той час як стрічки взагалі є тепловими ізоляторами, їхня тонка будова та здатність витримувати високі температури протягом великих періодів часу допомагає їм відводити тепло від гнучких друкованих плат.
В'язко-еластична основа стрічки відмінно гасить вібрації і таким чином запобігає втомному руйнуванню паяних з'єднань в умовах підвищеної вібрації.
З'єднання, отримане за допомогою стрічки VHB, має чудову стійкість до розчинників і зберігає незмінну міцність кріплення в умовах агресивних впливів промивання очищувачами фторвуглецю (мал. 11-12).
Монтаж поліімідних та мідних гнучких плат на алюмінієву основу
Поліімідні та мідні гнучкі плати зазвичай приєднують до алюмінієвої основи з метою створення міцної основи для подальшого монтажу та одночасно для відведення надлишкового тепла, що виділяється у процесі роботи компонентів, розташованих на платі. Алюмінієва основа служить опорою під час нанесення паяльної пасти через трафарет і подальшого наповнення плати електронними компонентами для подальшої операції оплавлення в печі ІЧ-нагріву.
Клеєпереносні стрічки ЗМ VHB 9460 та 9469 (товщиною 0,05 мм та 0,13 мм відповідно) успішно застосовуються для даної операції, значно спрощуючи процес монтажу та дозволяючи розробнику перейти на більш тонкий матеріал при виготовленні друкованої плати.
Клеєпереносна стрічка ЗМ VHB 9473 (0,25 мм) використовується для монтажу основи з платою в корпус (мал. 13-14).
Наведені високотехнологічні рішення дозволили підприємствам значно спростити виробничий процес, поліпшити якість і зовнішній вигляд виробів, скоротити тимчасові витрати на виробництво, а отже — збільшити продуктивність праці та отримати конкретну грошову вигоду, що вимірюється, тому й були негайно впроваджені у виробництво.

Мал. 14.Зовнішній вигляд стрічок VHB та висікання з них