चित्र 1.कठोर और लचीले एपॉक्सी पॉटिंग व्यवहार की वैचारिक तुलना, आंतरिक तनाव एकाग्रता और तनाव के आसपास तनाव वितरण में अंतर को दर्शाते हुए संवेदनशील इलेक्ट्रॉनिक घटकों।
पृष्ठ परिचय
इलेक्ट्रॉनिक एनकैप्सुलेशन में, एपॉक्सी पॉटिंग सामग्री का चयन अक्सर पर्यावरण संरक्षण और यांत्रिक स्थिरता आवश्यकताओं के आधार पर किया जाता है।
हालाँकि, जैसे-जैसे इलेक्ट्रॉनिक असेंबलियाँ अधिक सघन होती जाती हैं और घटक सहनशीलता कड़ी होती जाती है,एनकैप्सुलेशन के दौरान शुरू किया गया आंतरिक यांत्रिक तनाव एक तेजी से महत्वपूर्ण डिजाइन विचार बन गया है, विशेषकर तनाव के प्रति संवेदनशील घटकों के लिए।
यह आलेख जाँच करता हैयांत्रिक व्यवहार में लचीले और कठोर एपॉक्सी पॉटिंग सिस्टम कितने भिन्न हैं, और ये अंतर थर्मल साइक्लिंग के तहत तनाव विकास और दीर्घकालिक विश्वसनीयता को कैसे प्रभावित कर सकते हैं।
तनाव को समझना-संवेदनशील इलेक्ट्रॉनिक असेंबलियाँ
तनाव के प्रति संवेदनशील इलेक्ट्रॉनिक असेंबलियों में आम तौर पर ऐसे घटक या इंटरकनेक्ट शामिल होते हैं जो यांत्रिक बाधा या अंतर आंदोलन के प्रति कम सहनशील होते हैं। सामान्य उदाहरणों में शामिल हैं:
- सिरेमिक कैपेसिटर और फेराइट-आधारित घटक
- बढ़िया -पिच सोल्डर जोड़
- सेंसर और सटीक इलेक्ट्रॉनिक तत्व
इन सभाओं में,यांत्रिक तनाव अक्सर अप्रत्यक्ष रूप से पेश किया जाता है, बाहरी भार के माध्यम से नहीं, बल्कि इलाज और थर्मल ऑपरेशन के दौरान सामग्री की बातचीत के माध्यम से।
कठोर एपॉक्सी पोटिंग: यांत्रिक बाधा और संरचनात्मक समर्थन
कठोर एपॉक्सी पोटिंग सिस्टम का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता हैसंरचनात्मक सुदृढीकरण, रासायनिक प्रतिरोध, और आयामी स्थिरताज़रूरत है।
मुख्य सामग्री विशेषताओं में शामिल हैं:
- इलाज के बाद उच्च मापांक
- सीमित लोचदार विरूपण
- सब्सट्रेट्स और घटकों के लिए मजबूत आसंजन
जब इलेक्ट्रॉनिक असेंबलियों पर लागू किया जाता है, तो कठोर एपॉक्सीयंत्रवत् रूप से घटकों को उनके स्थान पर सीमित करें, जो कंपन प्रतिरोध और आवास अखंडता के लिए फायदेमंद हो सकता है।
हालाँकि, तनावग्रस्त संवेदनशील डिज़ाइनों में,जब थर्मल विस्तार (सीटीई) के विभिन्न गुणांक वाली सामग्रियों को एक साथ जोड़ा जाता है तो यही बाधा आंतरिक तनाव को बढ़ा सकती है.
लचीली एपॉक्सी पोटिंग: अनुपालन और तनाव समायोजन
लचीले एपॉक्सी सिस्टम बनाए रखने के लिए तैयार किए गए हैंइलाज के बाद नियंत्रित लोच, यांत्रिक या थर्मल भार के तहत सीमित विरूपण की अनुमति देता है।
विशिष्ट व्यवहार में शामिल हैं:
कठोर एपॉक्सीज़ की तुलना में कम मापांक
सामग्रियों के बीच सापेक्ष गति को समायोजित करने की क्षमता
विस्तार और संकुचन के दौरान घटकों में तनाव स्थानांतरण कम हो गया
संवेदनशील असेंबलियों में, लचीली एपॉक्सी का अक्सर उनकी क्षमता के आधार पर मूल्यांकन किया जाता हैइंटरफेस पर मध्यम तनाव एकाग्रता, विशेष रूप से भंगुर घटकों और सोल्डर जोड़ों के आसपास।
सीटीई बेमेल और थर्मल साइक्लिंग संबंधी विचार
इलेक्ट्रॉनिक असेंबलियों में आमतौर पर काफी भिन्न CTE मान वाली सामग्रियां शामिल होती हैं, जैसे कि FR-4 सब्सट्रेट, सिरेमिक घटक, धातु हाउसिंग और इनकैप्सुलेशन सामग्री।
थर्मल साइक्लिंग के दौरान, ये सामग्रियां अलग-अलग दरों पर फैलती और सिकुड़ती हैं।
यदि गति यांत्रिक रूप से बाधित है,भौतिक सीमाओं पर आंतरिक तनाव जमा हो सकता है, विशेष रूप से जहां कठोर एन्कैप्सुलेशन तनाव विश्राम को रोकता है।
लचीले एपॉक्सी सिस्टम लोचदार विरूपण के माध्यम से आंशिक तनाव पुनर्वितरण की अनुमति दे सकते हैं, जबकि कठोर सिस्टम असेंबली के भीतर तनाव बनाए रखते हैं।
चित्र 2.थर्मल साइक्लिंग चित्रण दिखाता है कि कैसे कठोर एनकैप्सुलेशन विस्तार/संकुचन के दौरान तनाव को केंद्रित कर सकता है, जबकि एक अधिक आज्ञाकारी पोटिंग परत तनाव को पुनर्वितरित करने में मदद करती है।
डिज़ाइन संदर्भ मायने रखता है: कोई सार्वभौमिक सामग्री विकल्प नहीं
यह ध्यान रखने के लिए महत्वपूर्ण हैन तो लचीला और न ही कठोर एपॉक्सी पॉटिंग सिस्टम सार्वभौमिक रूप से बेहतर हैं.
सामग्री मूल्यांकन पर विचार करना चाहिए:
- घटक की नाजुकता
- अपेक्षित तापमान सीमा और साइकिल चालन आवृत्ति
- यांत्रिक समर्थन आवश्यकताएँ
- पर्यावरण और रासायनिक जोखिम
कुछ डिज़ाइनों में, कठोर एनकैप्सुलेशन आवश्यक सुरक्षा और स्थिरता प्रदान करता है। दूसरों में,पूर्ण कठोरता की तुलना में तनाव प्रबंधन एक उच्च प्राथमिकता बन जाती है.
अभ्यास में स्तरित एनकैप्सुलेशन दृष्टिकोण
कुछ उच्च विश्वसनीयता वाले डिज़ाइनों में, इंजीनियर इसे अपना सकते हैंस्तरित एनकैप्सुलेशन अवधारणा, जहां एक अनुरूप एपॉक्सी परत सीधे तनाव संवेदनशील घटकों पर लागू होती है, इसके बाद बाहरी एनकैप्सुलेशन या आवास समर्थन के लिए एक कठोर एपॉक्सी लगाया जाता है।
यह दृष्टिकोण अनुमति देता हैतनाव अवशोषण और संरचनात्मक स्थायित्व को अलग से संबोधित किया जाना चाहिए, एकल सामग्री विकल्प के माध्यम से समझौता करने के लिए मजबूर करने के बजाय।
चित्र तीन।संरचनात्मक समर्थन से तनाव अवशोषण को अलग करने के लिए उपयोग किए जाने वाले स्तरित एनकैप्सुलेशन का वैचारिक चित्रण।
सामग्री मूल्यांकन के लिए मुख्य उपाय
- कठोर एपॉक्सीज़यांत्रिक स्थिरता प्रदान करते हैं लेकिन प्रतिबंधित असेंबली में उच्च आंतरिक तनाव ला सकते हैं
- लचीली एपॉक्सीतनाव आवास की पेशकश करें लेकिन सभी संरचनात्मक आवश्यकताओं को पूरा नहीं कर सकते
- सीटीई बेमेल और थर्मल साइक्लिंगआंतरिक तनाव विकास के महत्वपूर्ण चालक हैं
- सामग्री व्यवहार का मूल्यांकन घटक संवेदनशीलता और सिस्टम स्तर की डिज़ाइन प्राथमिकताओं के संदर्भ में किया जाना चाहिए
व्यावहारिक संदर्भ
ऊपर चर्चा की गई सामग्री व्यवहार का मूल्यांकन आमतौर पर तनाव के प्रति संवेदनशील इलेक्ट्रॉनिक असेंबलियों के लिए लचीले एपॉक्सी पॉटिंग सिस्टम के चयन के दौरान किया जाता है।
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संबंधित तकनीकी संसाधन
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