Как сделать токопроводящий клей (лак) с помощью графита и проверить его работу? | ASUTPP

В процессе создания современных электронных устройств различного назначения широко используются печатные платы. Она представляет собой диэлектрическую пластинку на поверхности и, в некоторых случаях, в толще которой сформированы токоведущие дорожки, которые связывают между собой отдельные элементы. Широко распространены также гибкие печатные платы.

Высокая популярность этой техники определяется фактически многофункциональностью платы: она не только используется в качестве несущей платформы электронных компонентов, но и обеспечивает передачу сигналов, а также распределение питающего напряжения.

Обратная сторона хороших массогабаритных параметров печатного монтажа – непрочность токоведущих дорожек, которые легко повреждаются при незначительных механических воздействиях.

При небольших размерах повреждений плату можно исправить непосредственно в домашних условиях и сэкономить на покупке нового компонента. Это можно сделать разными способами, но наиболее эффективных среди них заслуженно считается графитовый токопроводящий клей (иногда используется другое название – лак).

Клей заводского изготовления известен под названиями контактол, элеконт и эласт и поставляется в виде тюбика, рисунок 1. Кроме того, мало уступающий ему по параметрам состав можно приготовить в домашних условиях из подручных компонентов.

Рисунок 1. Токопроводящий клей заводского изготовления

Рисунок 1. Токопроводящий клей заводского изготовления

Исходные материалы

Промышленный токопроводящий клей представляет собой полимерную композицию на основе быстро сохнущих на открытом воздухе синтетических смол с мелкодисперсным металлическим токопроводящим наполнителем. После застывания образуют довольно прочную проводящую пленку.

Компоненты, близкие по своим свойствам на используемых в промышленных составах, берутся за основу при изготовлении клея в домашних условиях, рисунок 2. При этом:

• функции полимерной композиции возлагают на супер клей;
• токопроводящий наполнитель изготавливают из графита, который хорошо растворяется в супер клее.

Рисунок 2. Основные исходные компоненты для приготовления токопроводящего клея

Рисунок 2. Основные исходные компоненты для приготовления токопроводящего клея

Выгодность применения суперклея обусловлена тем, что он поставляется в небольших тюбиках, которые удобно удерживать в руке. Нужный объем клея легко дозируется простым нажатием на тюбик. Точная подача состава в требуемое место производится с помощью иголки.

Источником графита может служить грифель мягкого карандаша не ниже 2М, а также центральный стержень из батарейки или отработанная щетка от электродвигателя. Графит измельчается наждачкой-нулевкой или бархатным напильником.

Увеличение проводимости клея

Проводимость клеевого слоя нанесенного на печатную плату зависит от

• массовой доли графита;
• наличие дополнительных металлических добавок.

Массовую долю графита можно наращивать только до определенного предела, т.к. после его превышения клеевой слой становится слишком хрупким.

В качестве металлических добавок целесообразно использовать алюминиевый или медный порошок, который в нужном количестве готовится с помощью бархатного напильника. Иногда его функции возлагаются на серебряный порошок, что дополнительно улучшает качество клея.

Приготовление состава

У тюбика с клеем аккуратно разворачивают заднюю часть и раскрывают в виде воронки, куда засыпают измельченный графит и металлический наполнитель. Объем клея и графита должен быть примерно равным, доля порошка – примерно 80% от графита. Полученную массу размешиваются до однородного состояния любой подходящей деревянной палочкой вплоть до спички или зубочистки.

После этого заворачивают и обжимают открытую часть тюбика и клей готов к применению. Из-за высокой скорости засыхания после использования носик тюбика следует немедленно закрыть колпачком.

Проверка клея

Главное требование к токопроводящему клею как к средству восстановления дорожек печатных плат – низкое сопротивление. Хорошее средство контроля этого параметра – любое маломощное устройство с большим потреблением тока, например, светодиодная лента. На ленте удаляется часть токоведущей дорожки, которая затем восстанавливается с помощью клея. Для более точного нанесения на тюбик можно одеть иголку от одноразового шприца, которую дополнительно затупляют на наждаке, рисунок 3.

Рисунок 3. Нанесение клея на печатные проводники

Рисунок 3. Нанесение клея на печатные проводники

Клеевой состав считается соответствующим своим функциям, если

• светодиоды ленты при работе имеют нормальную яркость свечения;
• восстановленный участок токоведущей дорожки не нагревается свыше 30°С.

Последнее контролируется тактильно подушкой пальца.

При отсутствии ленты сопротивление восстановленной дорожки можно проверить обычным тестером, щупы которого подключают к разным сторонам восстановленного участка. Величина показаний прибора не должна превышать 1 – 2 Ом.

Токопроводящий клей для ремонта обогрева заднего стекла как выбрать, правила использования

Железные нити, из которых состоит обогревательная система внутренней стороны заднего стекла, имеют малый диаметр. По этому они часто склонны к неисправностям и разрывам. Справиться с аналогичными повреждениями можно лично, не прибегая к услугам автомобильных сервисов. Для устранения неполадки применяется токопроводящий клеевой состав для работ по ремонту обогрева заднего стекла.

Требования к клеевым составам

Для того чтобы удалить поломку необходимо правильно подобрать сцепляющий элемент. После отвердения большинство клеев теряют способность к электропроводимости и приобретают изолирующие свойства.

Это нужно учитывать при подборе вещества для восстановления нитей обогрева заднего стекла. Он обязан отвечать следующим свойствам:

• Термоустойчивость.
• Устойчивость к влаге.
• Высокая проводимость электричества.
• Хорошая вязкость (для нанесения на стекло).
• Большая степень сцепления.
• Небольшое электросопротивление.
• Большая скорость высыхания.

Обзор рекомендованных средств

Поправить неисправность обогрева собственными руками возможно несколькими способами: применять уже укомплектованные наборы для починки либо собственными силами приготовить все нужные элементы.

Специальный набор для восстановления нитей обогрева стекла в автомобиле PERMATEX QUICK GRID.

В его состав входят:

• Трафарет с нитками из самоклеящейся пленки.
• Емкость с составом на полимерной основе и медным порошком.
• Кисточка для нанесения.

Чтобы произвести ремонт при помощи комплекта PERMATEX следует:

• Установить при помощи вольтметра участок повреждения.
• Обезжирить спиртосодержащей жидкостью место разрыва и область около него.
• Приложить шаблон, чтобы прорезь в нем соединяла два конца дефектной электропроводящей дорожки обогрева.
• Одинаково распределить полимерный элемент при помощи кисточки по всей длине отверстия в шаблоне.
• Через 2–3 минуты повторите предыдущий пункт (всего 4–5 нанесений).
• Когда состав высохнет, бережно снять шаблон.
• Не пользоваться обогревом в течении 24 часов.

Чтобы не повредить электропроводящую линию при удалении трафарета, следует прорезать клеевую пленку по краешку шаблона лезвием.

Применение токопроводящего клея: ASTROhim, Контактол, Элеконт, DD6590.

• Электропроводящий элемент перемешать с медной крошкой.
• При помощи скотча для малярных работ, сделать дорожку по линии повреждения нитей электрического контура (ширина 1 мм).
• Нанести подготовленный раствор по всей длине разрыва нити.
• Обождать 20–30 минут и повторить процедуру.
• Когда клеевой состав застынет, удалить клейкую ленту, применяя лезвие.
• Не включать обогревательный прибор стекол в течение 24 часов.

Если повреждения коснулись контактов, то оптимальный способ это поправить – спайка с применением проводящей ток пасты.

• Места неполадки почистить и обезжирить раствором на спирту.
• Нанести специализированную пасту.
• Припой расплавить и нанести на место соединения.

Помимо спайки, подойдёт также специализированный набор для работ по ремонту контактов линии обогрева заднего стекла машины PERMATEX REAR WINDOW DEFFOGER. Он в себя включает емкость с электропроводящим веществом и материал, пропитанный катализатором. Реагент запускает реакцию отвердения клея.

Чтобы сделать ремонт следует:

• Почистить пилочкой и обезжирить спиртосодержащим элементом контакты.
• Материалом с катализатором обработать место повреждения.
• Реагент должен высохнуть в течение 10 минут.
• Размять капсулу с клеем, чтобы вышла гомогенная консистенция.
• На место дефекта выдавить 3–4 капли сцепляющего вещества.
• Прижать контакт к стеклу и обождать, когда клеевой элемент просохнет.
• Через 24 часа можно включать обогрев стекла.

Токопроводящий клеевой состав собственными руками

Для починки контура нагрева стекла необязательно покупать специализированные составы. Можно сделать токопроводящий клеевой состав собственными руками. Нам для этого потребуется:

• Суперклей и алюминиевая стружка. Для получения токопроводящего материала перемешать стружку с клеем по соотношению 1:1.
• Лак для ногтей, серебряная и графитовая пудра. Во флакончик с лаком засыпать 2 вида пудры и перемешать зубочисткой.
• Эпоксидка и медная стружка. Эпоксидный полимерный материал перемешать со стружкой по соотношению 5:1. Перед нанесением добавить аминный элемент, для того чтобы смола застыла.
• Цапонлак и графитовая пудра. Графитовую пудру можно получить, измельчив сердечник элемента питания. Перемешать компоненты 2:1.

Графитовый порошок можно получить из стержня обычного карандаша.

Предлагаем посмотреть видео-инструкцию:

Напоследок

Грамотное применение проводящих ток клеев и паст даст возможность собственными силами удалить неисправность электрического контура, не тратя время и лишние деньги на услуги мастерских по ремонту автомобилей. Придерживайтесь руководств и делитесь собственным опытом применения электропроводящих составов в комментариях и соцсетях.

Состав, сфера применения, свойства и требования к токопроводящему лаку

Если требуется провести ремонт электронных приборов, то обычно необходимо использовать токопроводящий лак. Средства подходят для различных целей, важно выбрать лишь качественный вариант среди многообразия представленных в продаже лаков. Подробно об особенностях данной продукции будет рассказано далее.

Состав токопроводящего лака

Электропроводный лак в основе включает специальные мелкозернистые элементы, они после завершения этапа просушки становятся пленкообразным покрытием, через которое хорошо проходит электричество.

Так после их применения через час уровень электропроводимости возвращается, полное восстановление уровня происходит примерно за 10 часов. Иногда чтобы эффект был лучше проводится повторная обработка.

Нанесение лаков производиться на небольшие участки, по этой причине выпуск составов осуществляется в небольших тарах.

После их применения через час уровень электропроводимости возвращается, полное восстановление уровня происходит примерно за 10 часов.

Особенности и свойства токопроводящих клеящих составов

Чтобы получить нужный слой, качественно проводящий ток лаки изготавливаются с использованием графита, никелевого порошка, полимеров, порошковым серебром.

Нужен эластичный состав, с несильным удельным сопротивлением. Благодаря эластичному свойству можно будет без труда нанести слой точечно, без страха, что средство попадет на лишние участки. Для этого требуется верно распределить количество токопроводящих веществ с полимерными связующими.

Излишнее добавление электропроводящих веществ приведет к плохому уровню сцепления с основанием. Надежность контактов будет под вопросом.

Графитовый лак также должен быть быстросохнущим, безопасным экологически и выдерживать воздействие высоких температур.

Благодаря эластичному свойству можно будет без труда нанести слой точечно, без страха, что средство попадет на лишние участки.

Предъявляемые требования

Конечно, главным параметром для подобных средств является качество проведения тока, для получения эффекта в составе используются мелкие металлические вещества. Самым популярным считается применение порошка никеля, могут также выбираться частички золота либо иных драгоценных металлов.

Следующий необходимый критерий — обладание небольшим удельным сопротивлением. Наличие большого количества электропроводящих элементов приводит к уменьшению клеящих свойств.

Для уменьшения потери сцепляемости во время эксплуатации предмета, лаки наделяются низкой тепловой сопротивляемостью. Требуется от средств качественное склеивание и создание защитного слоя, поэтому нужен высокий уровень эластичности и прочности, достигаемый за счет полимерных связующих.

Сильно жидким слой не должен быть, иначе повредятся детали прибора при попадании капель на ненужную зону при ремонте.

Для уменьшения потери сцепляемости во время эксплуатации предмета, лаки наделяются низкой тепловой сопротивляемостью.

Достоинства и недостатки

Данные средства используются для разнообразных деталей в электронике. Они отличаются целым рядом положительных свойств, которые выделяют их среди лаковой продукции:

• Высокий уровень сцепляемости, хорошо сцепляются с пористыми, гладкими основаниями;
• Обычно на таре устанавливается удобный аппликатор, который позволяет нанести слой равномерно и нужным размером;
• Подходит для поклейки деталей, которые при эксплуатации будут нагреваться не больше, чем на 1800 градусов;
• Выдерживает долгое прогревание без изменения характеристик;
• Долговечный результат;
• Герметизирующее свойство;
• Быстросохнущий;
• Выдержка смены температурных показателей.

Минусом можно назвать относительно высокую стоимость, но есть возможность сделать лак самостоятельно.

Подходит для поклейки деталей, которые при эксплуатации будут нагреваться не больше, чем на 1800 градусов.

Область применения

Использование лака чаще всего связано с невозможностью использовать паяльник. Есть детали, которые просто слишком малы, либо могут быть повреждены прибором. Известно его использование при гальванопластике, удобно наносить лак при работе с гальваникой. Иные области использования лака:

• Поклейка нитей обогрева на автомобиле на стекло;
• Склейка пьезокерамических пластин;
• Для скрепления 2-х диэлектриков при работе с коммуникациями;
• Для соединения проводов с маленьким сечением;
• Склеивает испорченные дорожки пультов, клавиатуры и другие;
• Помогает склеить кристаллы и микросхемы к плате в различном компьютерном оборудовании;
• Способствует восстановлению токопроводимости в старых поврежденных деталях;
• Для работы с монтажом «теплого пола».

Использование лака чаще всего связано с невозможностью использовать паяльник.

Обзор лаков популярных марок

Графитовые лаки представлены в продаже в большом количестве, есть российские бренды, производящие качественные лаки, и зарубежная продукция. Среди российских средств выделяется «Контактол», который в составе, по словам производителя, включает порошок серебра. Популярно использование для ремонта системы подогрева стекла в авто.

Популярно использование для ремонта системы подогрева стекла в авто.

Также отмечают средство «Элеконт» с основой из эпоксидки, отличающийся высоким уровнем сцепляемости с разными основаниями.

Отличающийся высоким уровнем сцепляемости с разными основаниями.

Популярное зарубежное средство «Done Deal» создает хороший результат, но стоимость выше других средств.

Создает хороший результат, но стоимость выше других средств.

Если требуется восстановить электропрводность на кнопках пульта или других устройств, то профессионалы рекомендуют токопроводящий лак Эласт.

Профессионалы рекомендуют токопроводящий лак Эласт.

Как самостоятельно приготовить лак

Графитовый лак своими руками сделать не так сложно, и результат будет не менее качественным, если сравнивать с использованием готовой продукции из магазина. Потребуется графит, серебро, клеящее средство и пару иных наполнителей в зависимости от выбранного рецепта приготовления состава:

• 15 грамм мелкого порошка графита, 30 грамм порошкового серебра, 30 грамм винилхлорид-винилацетат, 32 грамма ацетона перемешиваются вместе. Требуется сиропообразная консистенция;
• 4 грамма нитроцеллюлозы, 2.5 грамма канифоли, 30 грамм этилацетата, 3 грамма шеллака, 31 грамм этилового денатурата. Смешивать начинают с порошков, после к общей массе добавляются другие ингредиенты;
• Учитывая поставленную задачу можно получить разный уровень токопроводимости. Графит, возможно, получить из батареек, полученный графит нужно будет перемешать с цапонлаком. Не подойдет вариант для резиновых деталей из-за плохой сцепляемости с резиной;
• Можно получить схожее с лаком вещество, смешав супер-клей с карандашами типа 2м либо 4м. Грифель у карандаша необходимо наточить в том же объеме, что и клей. Графит смешивается с клеем, полученная масса будет электропроводной.

До нанесения сделанной своими руками массы, ее обязательно вновь хорошо смешивают. Уровень вязкости самодельных средств можно регулировать до нужного с помощью добавления растворителей.

Графитовый лак своими руками сделать не так сложно, и результат будет не менее качественным, если сравнивать с использованием готовой продукции из магазина.

Токопроводящие лаки могут использоваться на разных электронных изделиях, ими склеиваются детали экранов, кнопок и т.п. Если под рукой подобного средства не оказалось, то можно приготовить массу самостоятельно, качество покрытия будет высоким. Хотя использование готовых лаков всегда удобнее.

Видео: Ремонт дорожек клавиатуры токопроводящим лаком

Ремонт нитей обогревателя заднего стекла автомобиля

Хороший обзор является определяющим для безопасной эксплуатации автомобиля. В осенне-зимний период от перепадов температуры воздуха стекла запотевают, и видимость через них ухудшается. Особенно актуален вопрос прозрачности стекол в темное время суток, когда видимость и так плохая.

Эффективным способом борьбы с запотеванием автомобильных стекол является их нагрев. Лобовое стекло, как правило, подогревается направленными потоками теплого воздуха. Заднее стекло и зеркала заднего вида обычно подогреваются с помощью электроэнергии. На поверхность стекла со стороны салона автомобиля наносятся токопроводящие дорожки из высокоомного металла в виде тонких ленточек. При прохождении электрического тока через них выделяется тепловая энергия. Стекло нагревается, и вода испаряется. Через несколько минут стекло становится прозрачным.

Электрическая схема подключения обогревателя

Для успешной диагностики и ремонта системы обогрева заднего стекла автомобиля на профессиональном уровне необходимо знать электрическую схему подключения обогревателя и представлять принцип ее работы.

На фотографии представлена типовая схема подключения обогревателя заднего стекла автомобиля в бортовую электропроводку. Рассмотрим принцип ее работы.

Питающее напряжение с плюсовой клеммы аккумулятора через замок зажигания, и предохранители подается на выключатель обогревателя и на 30 (или 87) силовой контакт реле. Отрицательный вывод аккумулятора соединен с корпусом автомобиля, один из выводов нагревателя стекла тоже соединен с корпусом. При нажатии на клавишу включения обогревателя, напряжение подается на обмотку реле, реле срабатывает, силовые контакты замыкаются и соединяют выводы реле 30 и 87 между собой. Ток поступает на обогреватель, протекает через группу параллельно соединенных нитей и через корпус автомобиля возвращается на отрицательный вывод аккумулятора.

Неисправности обогревателя заднего стекла

На работоспособность обогревателя заднего стекла не обращают внимания, пока стекло не запотеет или не покроется инеем. После включения обогревателя вдруг обнаруживается, что через несколько минут стекло не стало прозрачным или видимость появилась только через часть стекла. В зависимости от внешнего проявления, даже без измерительных приборов, сразу можно сделать предположение о причине отказа.

Следует учесть, что обогреватель заднего стекла и зеркал заднего вида автомобиля возможно включить только при установке ключа зажигания в положение ON. В некоторых моделях автомобилей включение обогревателя возможно только при запущенном двигателе. Это сделано для исключения сильного разряда аккумулятора, так как обогреватель заднего стекла, в зависимости от модели автомобиля, потребляет ток от 10 А до 25 А. Для сравнения, одна автомобильная фара потребляет ток величиной всего 5 А.

Обогреватель не включается

Если индикатор на кнопке включения обогрева заднего стекла после нажатия на нее не светится, то вероятнее всего перегорел предохранитель или неисправна сама клавиша. Если индикатор светится, но, ни одна нить не греет, то причиной неисправности может быть реле или разъемы подключения обогревателя к электропроводке. В этом случае по документации на конкретную модель автомобиля необходимо определить место нахождения этих деталей и отказавшую заменить. Оперативно найти место установки реле не всегда представляется возможным, но есть способ проверить его исправность косвенным путем, о чем рассказано будет ниже.

Стекло медленно отпотевает

Иногда встречается случай, когда после включения обогревателя стекло отпотевает за время, значительно превышающее несколько минут. В таком случае, если на улице не очень большой мороз, причина может крыться в плохом контакте одного из разъемов электрической схемы. В результате сопротивление контакта увеличивается, ток ограничивается, и как следствие снижается мощность, выделяющаяся на нитях нагревателя стекла. Для проверки такой неисправности необходимо вольтметром постоянного тока (мультиметром или стрелочным тестером, включенных в режим измерения постоянного напряжения) измерять величину напряжения на входных клеммах обогревателя и аккумулятора. Напряжения не должны отличаться более чем на один вольт.

На стекле остаются горизонтальные полосы запотелости

И наконец, самый распространенный случай неисправности системы подогрева заднего стекла автомобиля, обрыв одной или нескольких нитей обогревателя нанесенных непосредственно на стекло. Этот вид неисправности сразу виден по горизонтальной полосе оставшейся запотелости на стекле после включения обогревателя.

Токопроводящие дорожки на заднем стекле обладают малой механической прочностью и при воздействии на них легко разрушаются. Поэтому запрещается удалять иней и наледь со стекла с помощью скребка. Допускается только протирка мягкой тканью. Также необходимо следить, чтобы при перевозке длинногабаритных вещей они не упирались в заднее стекло. Как правило, отдельные нити нагревателя перестают работать в результате их случайного механического разрушения. В зоне поврежденной нити после включения обогрева остаются полосы запотелости или инея.

При ремонте квартиры я перевозил в своем автомобиле напольные плинтуса и не заметил, как один из них уперся в заднее стекло. Через время, когда понадобилось отогреть заднее стекло, увидел результат своей невнимательности. Две полоски нагревателя, проходящие через середину стекла не грели, что существенно ухудшало обзор дороги. При визуальном осмотре на неработающих полосках было обнаружено по одному просвету шириной около 1 мм, как на фотографии. Встал вопрос о необходимости ремонта обогревателя заднего стекла.

Как найти место обрыва нити обогрева стекла

Определить какая нить нагревателя в обрыве не составляет труда, так как в зоне ее прохождения запотелость при работе обогревателя не исчезает. Поэтому для того, чтобы при ремонте легко было найти неисправную нить, желательно посчитать нити сверху вниз и запомнить, какая из них по номеру в обрыве, чтобы потом визуальным осмотром попробовать найти место ее повреждения. Но разрыв нити бывает настолько мал, что визуально его найти не получается. Тогда в поиске поможет вольтметр постоянного тока, омметр или индикатор напряжения. Чтобы быстро найти место неисправности в обогревательном элементе нужно представлять, как он устроен и работает.

Устройство нагревательного элемента системы подогрева стекла

Логичен вопрос, а почему бывает, что не работает только одна или несколько нитей в обогревателе, а остальные работают? Для получения ответа на этот вопрос нужно ознакомиться с устройством нагревательного элемента.

Нагревательный элемент заднего стекла автомобиля устроен следующим образом. На боковых сторонах заднего стекла нанесены две токопроводящие шины 1 и 2. К этим шинам подсоединены нити из высокоомного материала. Каждая из нитей имеет сопротивление около 10 Ом. Количество нитей зависит от высоты стекла. Таким образом, каждая нитка представляет собой отдельный нагревательный элемент, работа которого не зависит от других. Применена схема параллельного соединения нагревательных элементов. Такое схемное решение обеспечивает высокую эксплуатационную надежность обогревателя, так как обрыв одной или нескольких нитей не приводит к полному прекращению его работы.

Поиск обрыва нити обогревателя с помощью вольтметра

Для работы понадобится любой вольтметр постоянного тока с пределом измерения 15 В. В качестве вольтметра подойдет любой стрелочный тестер или цифровой мультиметр. Перед началом работы нужно включить обогреватель.

Так как одна из шин нагревательного элемента подсоединена к кузову автомобиля, то отрицательный вывод вольтметра можно соединить с корпусом автомобиля, подойдет любой винт или болт, закрученный непосредственно в кузов. Удобнее всего присоединиться к скобе замка крышки багажника зажимом типа «крокодил».

Так как визуально при прозрачном стекле узнать греет ли обогреватель сложно, то прикоснувшись положительным щупом вольтметра к шине 1, а затем к шине 2 Вы сразу это поймете. На шине 1 должно быть напряжение +12 В, а на шине 2 – 0 В. Вполне возможно, что левая шина в Вашем автомобиле будет соединена с массой, а на правую шину будет подаваться питающее напряжение. Если к шинам нет доступа, то можно измерения проводить, прикасаясь щупом к любой из нитей в местах соединения с шинами, то есть в местах выхода их из резинового уплотнителя. На фотографии это точки 1 и 5.

С помощью вольтметра легко определить, какая часть системы обогрева неисправна. Если обогреватель включен, индикатор включения на кнопке светится и на шине 1 присутствует 12 В, а нагрева нет, значит, электропроводка до шины 1 исправна. Если напряжения на шине 1 нет, то имеется плохой контакт в клемме подачи питающего напряжения на шине 1, или неисправно реле. В случае если 12 В присутствует не только на шине 1, а и на шине 2, то искать нужно плохой контакт в клемме подсоединения провода к шине 2 или цепи присоединения провода к массе автомобиля.

Поиск места обрыва нити

После проверки системы подачи питающего напряжения на обогреватель можно приступать к определению места обрыва нагревательной нити. Нить представляет собой ленточное сопротивление величиной около 10 Ом, и поэтому величина напряжения в разных ее точках имеет разную величину. Поэтому в точке 1 напряжение будет равно 12 В, в точке 3 – 6 В, а в точке 5 – 0 В. Поэтому, даже не зная какая из нитей в обрыве, ее легко можно найти, измеряя величину напряжения в серединах длины всех нитей. На оборванных нитях напряжение будет равно 12 или 0 В. Если напряжение равно 12 В, то место обрыва находится слева, а если 0 В, то справа.

Теперь достаточно щуп медленно провести в сторону обрыва, в месте резкого изменения напряжения и будет разрыв. Для примера, на фотографии это участок нити между 6 и 7 точками.

Поиск места обрыва нити с помощью омметра

С помощью мультиметра или стрелочного тестера в режиме измерения сопротивления тоже успешно можно найти место обрыва нити. Включать обогреватель при поиске омметром не нужно, но проверить исправность системы подачи питающего напряжения на нагреватель, кроме проверки цепи подключения к массе, не получится.

Если не известна оборванная нить, то нужно один конец щупа омметра подсоединить к выводу масса, а вторым по очереди касаться середин ниток нагревателя. Нить, на которой омметр покажет сопротивление в два раза больше и будет в обрыве. Для справки, сопротивление на целых нитях относительно шины 1 или 2 должно быть 2-3 Ом. В случае обрыва в нити омметр покажет 4-6 Ом.

Когда поврежденная нить найдена, необходимо конец щупа от центра подвинуть в любую сторону. Если сопротивление при передвижении щупа в сторону шины 1 будет расти, то значит обрыв находится в промежутке между шиной 1 и точкой касания щупа. Например, в месте, обозначенном точками 1 и 2. Как только щуп пройдет место обрыва, сопротивление резко уменьшится в несколько раз. Если сопротивление будет уменьшаться, значит, место обрыва нити находится между щупом и шиной 2. Например, в месте, обозначенном точками 3 и 4. Тогда нужно щуп передвигать в сторону шины 2, и когда сопротивление резко упадет, в этой точке и будет место обрыва.

Поиск места обрыва нити

с помощью Автомобильного тестера-пробника

Если нет в наличии вольтметра или омметра, то найти место обрыва нити нагревательного элемента можно с помощью самодельного автомобильного тестера-пробника, состоящего всего из одного любого светодиода и токоограничивающего резистора. Я давно уже себе сделал такой тестер, хотя располагаю любыми измерительными приборами. Самодельный автомобильный тестер-пробник всегда лежит в бардачке моей автомашины и уже не один раз приходилось ним воспользоваться.

Поиск места обрыва нити с помощью тестера-пробника мало чем отличается от поиска вольтметром. Индикатором в данном случае будет служить не стрелка или цифры, а свечение светодиода.

Прежде, чем приступать к поиску поврежденной нити пробником необходимо подать на обогреватель питающее напряжение. Сначала проверяется наличие напряжения на шине 1, светодиод должен светиться, если светодиод не светится, значит, неисправность кроется в цепи подачи питающего напряжения. Далее проверяется напряжение на шине 2, светодиод не должен светиться, если светится, значит, имеется нарушение контакта в месте подключения провода к шине или корпусу автомобиля.

Для поиска места обрыва нити нагревателя нужно медленно, легко касаясь нити вести по ней концом пробника. В точке, в которой светодиод погаснет или засветит и находится обрыв нити. Например, в точке 6 светодиод тестера будет светиться, а в точке 7, не будет. В моем случае разрывы нитей были большие и тестер пригодился только для проверки качества ремонта.

Способы ремонта нитей нагревательного элемента

Существует несколько способов восстановления работоспособности греющей нити в домашних условиях.

С помощью токопроводящих паст и клеев

Наиболее простой и эффективный, это с помощью специальных ремонтных комплектов, например DONE DEAL DD6590, предназначенный для ремонта нитей и контактов обогревателя заднего стекла как любителями, так и профессионалами. Способ хорош тем, что не требует наличия инструментов и материалов. Достаточно нанести по прилагаемой инструкции на место разрыва нити из шприца немного токопроводящей пасты, дождаться пока паста затвердеет и ремонт закончен. Но стоит такой набор более $15.

Второй способ аналогичен предыдущему. Но вместо фирменного набора применяют покупные токопроводящие клеи, например, «Элеконт», московского производителя. Клей наносится на место разрыва нити с перекрытием целой части нити по сантиметру с каждой стороны. Для получения аккуратного вида используется трафарет из изоленты или скотча. Для надежности клей наносится два раза. Между слоями токопроводящего клея желательно проложить отрезок залуженной медной проволочки диаметром 0,3-0,5 мм.

Бытует мнение, что токопроводящую пасту или клей для ремонта нитей нагревателя стекла можно изготовить самостоятельно, замешав краску или клей с опилками латуни в пропорции один к одному. Полученный состав через трафарет тонким слоем наносится на место обрыва нити в несколько слоев. Но надежность этой технологии не подтверждена практикой.

Гальваническим осаждением меди

Еще один способ – гальваническое осаждение меди. Метод ремонта нити нагревателя кажется привлекательным. Но из личной практики могу сказать, что надежность подобных покрытий в домашних условиях получается низкой. Так что я не решился воспользоваться этой технологией.

С помощью пайки мягким припоем

Широкое распространение получил механический способ восстановления целостности нитей обогревателя заднего стекла, методом пайки мягким припоем. Надежность этого способа проверена мною при ремонте нагревательных нитей заднего стекла в собственном автомобиле. Приведенная ниже пошаговая инструкция, написанная на основании моего опыта, позволит Вам без трудностей самостоятельно отремонтировать нить обогревателя всего за несколько минут практически без финансовых затрат.

По совету теоретиков из Интернета я допустил большую ошибку, попытался зачистить нить с помощью наждачной бумаги. В результате вместо разрыва нити шириной 1 мм получился разрыв величиной более 1 см. Лента нитки очень тонкая, всего с пару десятков микрон и стирается, даже самой мелкозернистой наждачной бумагой мгновенно. Нити нагревателя и так ничем не покрыты, и достаточно место пайки обезжирить с помощью лоскута, смоченного в спирте или ацетоне.

Если ширина разрыва нити менее 1 мм, то можно обойтись и без пайки дополнительного проводника. В моем случае ширина просвета была большой, и пришлось предварительно приготовить отрезок медной проволочки для перемычки. По одной нитке нагревателя протекает ток около 1 А. Исходя из этого, выбираем по таблице сечения проводов провод сечением 0,17 мм², что соответствует диаметру 0,45 мм. Длина медной перемычки должна быть равна ширине обрыва нити плюс 2 см. Перед пайкой, перемычку нужно обязательно залудить толстым слоем оловянно-свинцового припоя ПОС-61. Нитку нагревателя лудить не нужно.

Для того, чтобы припой надежно пристал к нитке нагревателя, перед припайкой перемычки нужно нитку в зоне пайки с помощью кисточки смазать тонким слоем хлористо-цинкового флюса.

Далее перемычка прижимается к нагревательной нитке и прогревается в течение одной секунды паяльником мощностью 12 Вт. Рука отводится в сторону. Перемычка должна держаться на нитке. Пробовать ее подергать для проверки качества пайки недопустимо, отвалится, и еще оторвет кусок нитки нагревателя. К сожалению, проверено опытным путем. В результате экспериментов перемычку в конечном итоге мне пришлось паять длиной 5 см.

После припайки одного конца перемычки, плотно к нитке прижимается второй и тоже прогревается паяльником. После окончания пайки, с целью удаления остатков кислотного флюса, стекло тщательно промывается водой.

В довершение для надежности, хотя это и не обязательно, я припаянную перемычку покрыл сверху прозрачным суперклеем «Момент» на основе цианакрилатов, термостойкость которого составляет около 70°С. Более этой температуры обогреватель не нагревается.

В результате время ремонта обрыва нити своими руками с учетом всех подготовительных работ составило не более десяти минут. Отремонтированные нити служат уже более трех лет.

Александр 19.10.2015

Добрый день!
Хочу воспользоваться Вашим методом ремонта нитей обогрева. Однако возник вопрос, какой флюс применить.
В наличии с хлористым цинком обнаружил только паяльный жир BS-10 следующего состава:
– Вазелин (основа) 80-90%;
– Парафин 6-9%;
– Цинк хлорид 4-6%;
– Аммоний хлорид 1-3%;
– Вода 2-4%.
Подойдет ли он для лужения нитей?
И еще, паяльник мощностью 25 ватт – это слишком много для такой пайки?
Заранее благодарен за помощь!

Александр

Здравствуйте, Александр!
Описанный Вами флюс подойдет.
Паяльник тоже, но надо жало заточить под углом порядка 45 градусов. Провод перемычку предварительно обильно залудить, чтобы на ней был толстый слой припоя. Обезжирить нить в месте обрыва спиртом или ацетоном и смазать место флюсом. Приложить перемычку сначала с одной стороны нити и не более чем на пол секунды прикоснуться к перемычке жалом паяльника. Отпустить перемычку, если не отвалилась, значит, припаялась, а если отвалилась операцию повторить. Далее также припаивается второй конец перемычки. На всю операцию уходит не более минуты.

Электропроводящие клеи Master Bond

Master Bond производит ряд электропроводящих клеев, герметиков и покрытий, отвечающих точным требованиям к характеристикам. Наша продуктовая линейка включает:

В приведенной ниже таблице показаны значения электропроводности, которые могут быть достигнуты для некоторых марок систем с различными наполнителями:

Тип системы	Продукт	Наполнитель	Удельное объемное сопротивление клея
Однокомпонентная эпоксидная смола	ЭП3ХЦДА-2	Серебро
Двухкомпонентная эпоксидная смола	EP21TDCS-LO	Серебро
Двухкомпонентная эпоксидная смола	ЭП79ФЛ	Никель с серебряным покрытием
Двухкомпонентная эпоксидная смола	ЭП76М	Никель	5-10 Ом-см
Двухкомпонентный силикон	МастерСил 155	Графит	20-40 Ом-см
Однокомпонентный силикон	МастерСил 705S	Серебро
Эпоксидная пленка	ФЛ901С	Серебро
Однокомпонентный эластомер	С5Г	Графит	5-10 Ом-см

Химический состав электропроводящих клеевых систем Master Bond

Линейка электропроводящих клеев Master Bond

состоит из эпоксидных смол, силиконов, эластомеров, отверждаемых при комнатной температуре, и силикатов натрия. Каждая марка Master Bond этих составов содержит различные типы, формы, размеры, объемы высокопроводящих чешуек, частиц, сфер, гранул, чтобы обеспечить низкое объемное удельное сопротивление для склеивания, герметизации и нанесения покрытий. Выбор наиболее подходящего химического состава для удовлетворения ваших требований к клею имеет важное значение для получения наиболее желаемых характеристик/технологических свойств. Особое внимание следует уделить вязкости/реологии, механизму отверждения, скорости отверждения, прочности, работоспособности при высоких/низких температурах, T _g , сроку годности, условиям хранения и т. д.в дополнение к уровню электропроводности (объемному удельному сопротивлению). Понимание компромисса между этими различными химическими составами жизненно важно для удовлетворения ваших потребностей в упаковке и сборке электронных устройств.

Электропроводящие эпоксидные смолы

Высокопрочные пастообразные и пленочные клеи не содержат растворителей и свинца. Однокомпонентные системы термического отверждения быстро отверждаются при умеренных температурах, не требуют смешивания, плавно дозируются, оптимизируют обработку и избегают отходов. Специальные марки содержат сверхмалые размеры частиц серебра, исключительно тонкие линии соединения, впечатляющую термическую стойкость и объемное удельное сопротивление

Электропроводящие эпоксидные пленочные клеи обеспечивают равномерную толщину линии склеивания, минимальное выдавливание во время склеивания и превосходную прочность склеивания.Эти формулы B-стадии обладают исключительной прочностью, хорошей стабильностью при хранении и отверждаются при умеренных температурах. Пленки можно разрезать на различные формы и размеры. Доступны преформы индивидуальной резки для небольших допусков в различных конфигурациях. Пленочные клеи Master Bond не требуют замораживания.

Электропроводящие силиконы

Однокомпонентные неагрессивные системы отверждаются при температуре окружающей среды под воздействием атмосферной влаги. Материалы пастообразной вязкости обладают высокой скоростью отлипа, гибкостью и устойчивостью к высоким температурам до 400 ° F для использования в склеивании, прокладке, защите от электромагнитных и радиопомех.Составы с низким напряжением хорошо прилипают к широкому спектру подложек, включая другие силиконовые поверхности. Двухкомпонентные системы аддитивного отверждения имеют удобные пропорции смешивания один к одному, длительный срок службы, низкую усадку и отверждение при температуре окружающей среды или более быстрое при повышенных температурах. Они не требуют воздуха для сшивки. Системы имеют жестко контролируемую вязкость и обеспечивают превосходную защиту от воздействия влаги, вибрации, термоциклирования. Продукты обладают высоким удлинением, предохраняют от коррозии, обладают отличной прочностью на растяжение и легко наносятся с помощью автоматического дозирующего оборудования.

Эластомеры, отверждающиеся при комнатной температуре

Прочные, упругие бессмесительные системы имеют пастообразную консистенцию и очень эффективны для склеивания, экранирования электромагнитных и радиочастотных помех, рассеивания статического электричества. Они обладают хорошими свойствами прочности на отрыв/срез. Составы хорошо подходят для склеивания разнородных оснований. Они хорошо себя показывают при воздействии термоциклирования, вибрации, ударов. Водо- и химическая стойкость выдающаяся. Продукт с графитовым наполнителем немагнитен и обладает хорошей смазывающей способностью.

Электропроводящие силикаты натрия

Система на водной основе пригодна к эксплуатации при температуре от 0°F до 700°F.Экономичная однокомпонентная система проста в использовании для склеивания, защиты от электромагнитных и радиопомех. Он очень эффективен в качестве барьера от влаги. Продукты наносятся кистью или распылением на пластиковые корпуса для защиты электронных устройств от чрезмерных помех, влияющих на их нормальную работу. Master Bond предлагает системы, наполненные серебром, графитом и никелем с серебряным покрытием, которые обеспечивают различные уровни эффективности экранирования и теплопроводности.

Электропроводящий клей — обзор

3.

9.1 РАСТЯЖАЕМЫЕ ЭЛЕКТРОННЫЕ ПОЛИМЕРЫ

«Растягивающиеся электронные полимеры» (также называемые растягиваемыми проводящими композитами) представляют собой полимеры/композиты электропроводной природы, используемые (в основном) для герметизации органических электронных устройств на трикотажных полотнах из-за их способности деформироваться. в соответствии с соответствующим применением, таким как человеческое тело, которое должно быть выполнено в одном размере, чтобы приспособиться к требуемой окончательной форме, чтобы повысить надежность комбинированных электронных систем, подвергающихся нагрузкам.В соответствии с этими уникальными свойствами и их конечными электронными приложениями, особенно теми, которые подвергаются деформации, растяжимые электронные полимеры могут быть классифицированы как растяжимые электропроводящие клеи, растяжимые гидрогелевые полимеры, растяжимые проводящие полимеры или растяжимые эластомеры. ^{180, 185}

«Растягивающиеся электропроводящие клеи» составляют первое оптимизированное семейство растяжимых электронных полимеров, используемых для структурирования растяжимых и пригодных для носки электронных систем благодаря их способности формироваться в виде проводящих пленок с проводящими частицами, внедренными в высокотемпературные материалы. полимерные смолы с высокими эксплуатационными характеристиками, такие как эпоксидные, полиимидные, полиуретановые или силиконовые, имеющие высокие температуры плавления (150°C), подходящие для применения в тяжелых условиях или в условиях окружающей среды.Это семейство можно разделить на следующие три подсемейства: «изотропные (изотропно) проводящие клеи» (также называемые полимерными припоями), «анизотропно проводящие клеи» (также называемые анизотропными проводящими пленками) и «непроводящие клеи» (также называемые полимерными припоями). называются непроводящими пленками). Первое подсемейство (изотропный тип) наполнено высоким процентным содержанием (>80 мас.%) металлических частиц. Второе подсемейство «анизотропного типа» заполнено металлическими частицами (<5-10 мас.%). Третье подсемейство (непроводящий тип) не содержит никаких проводящих частиц.Металлические наполнители включают серебро, золото, медь, никель, углерод во многих различных аллотропных формах и т. д. Серебро является наиболее часто используемым проводящим наполнителем для формирования высокоэффективных изотропных проводящих клеев из-за его высокой электропроводности (15,87 нОм) и высокой теплопроводности (429 нОм). Вт/мК). Сравнение свойств анизотропно-проводящих клеев и обычных металлических припоев (таких как изотропные проводящие клеи) показано в таблице 3.10. ^{230, 371}

Таблица 3.10. Сравнение свойств растяжимых электропроводящих клеев (типа изотропных проводящих клеев) и металлических обычных припоев. ^{230, 371}

8 9002 90020

Свойства	Unit	Unit	Электрически проводящие клейки	9 Металлические обычные припод (SN / PB)
Удельное сопротивление объема	ΩCM	0,00035	0,000015	0,000015	0,000015
Типовой переход R	мОм	<25	10-15
Теплопроводность	Вт/мК	5	30	20 30
MPA	MPA	14	14
Минимальная обработка температуры	° C	150-170	215
Тепловая усталость	–	Minimal	YES
	мкМ	152-203	305	305	305

Вышеуказанная таблица показывает великие преимущества изотропных проводящих клеев, которые являются альтернативой обычными металлическими припоями. Например, изотропные проводящие клеи не содержат токсичного свинца, не требуют флюса, имеют мягкие условия обработки и меньше этапов обработки. Эти особенности приводят к более низким нагрузкам на упаковку, создаваемым после отверждения, увеличению выхода и значительной надежности. Полимеры, которые можно использовать для включения металлических частиц для формирования растягиваемых электропроводящих клеев, включают эпоксидный EP, силикон Q, полиуретан PUR, цианатэфирные смолы CER и полиимид PI. ¹⁸⁵

Эпоксидная смола EP является первым оптимизированным элементом, используемым в качестве растяжимого электропроводящего клея (типа изотропных проводящих клеев) для структурирования электронных растягиваемых систем благодаря своей химической структуре, состоящей из смолы диглицидилового эфира бисфенола-F (сокращенно DGEBF). с ангидридом карбоновой кислоты ангидридом 4-метилгексагидрофталевой кислоты MHHPA и отвердителем 1-цианоэтил-2-этил-4-метилимидазолом 2E4MZCN.Такой химический состав для вышеуказанного применения обеспечивает превосходные механические свойства, отверждение без напряжения имеет низкий экзотермический эффект с низким влагопоглощением и высокой усадкой. ^{230, 395} Силиконовые марки, такие как полидиметилсилоксановый эластомер PDMS, используются в качестве растягивающихся электропроводящих клеев (типа изотропных проводящих клеев) для структурирования электронных растягиваемых устройств. Они обладают следующими свойствами

1.

отличная устойчивость к воздействию окружающей среды (термическая и радиационная)

2.

устойчивость к внешним воздействиям (озон и окисление)

3.

желательные электрические свойства (низкая электропроводность, высокое напряжение пробоя и низкая диэлектрическая проницаемость)

4.

хорошие физические свойства (гибкость) температуры, высокая газопроницаемость, хорошая эластичность и низкая поверхностная энергия)

5.

хорошие термические свойства (очень низкие температуры стеклования и плавления, температура временной фиксации формы)

6.

низкая энергия активации для вязкого течения

7.

хорошая стойкость к растворителям и маслам.

Transparent Sylgard®-184 ³⁴² и RTV®-515 ³⁴⁴ являются примерами полидиметилсилоксана, используемого в вышеуказанных областях. ^{137–138, 230}

Формирование электронных растяжимых систем из цианоэфирных смол с высокими температурами стеклования (225°C) с долговременной термической стабильностью, что приводит к растяжимым системам со значительной ударной вязкостью и прочностью на растяжение, удлинением в перерыве 2.5-4%, температура стеклования 175°С, температура теплового прогиба 219°С. Термопластичные эластомеры, такие как эластомерный полиуретан PUR, применяются, когда обработка затруднена. Эластомерный ПУР (ЭПУ®-40 ³⁴⁵ товарный сорт) представляет собой растяжимый полимер общего назначения с эластичным поведением в широком диапазоне температур, отличной ударной вязкостью (без разрушения), модулем растяжения 3-8 МПа, пределом прочности 5 -7 МПа, удлинение при разрыве 230-300%, температура стеклования (-15)°С. ^{137–138,230–231,233}

Как «растяжимые гидрогелевые полимеры», так и «диэлектрические эластомеры» являются важными двумя типами «мягких активных соединений», в которых механическое поведение сочетается с электростатическим и химическим поведением для создания мягких преобразователей. Они желательны для структурирования растягиваемых электронных систем, потому что они могут предложить множество конструкций растягиваемой электроники с комбинацией интегрированных твердых материалов и мягких полимеров. Тип «геля», «гидрогель» представляет собой сеть полимерных цепей со степенью гибкости из-за значительного содержания воды.Растягивающиеся гидрогелевые полимеры представляют собой второе оптимизированное семейство активирующих полимеров, поскольку они реагируют на триггеры окружающей среды, такие как pH, температура и электрическое поле. В соответствии с этими тремя условиями окружающей среды растяжимые гидрогелевые полимеры предназначены для изменения объема (растяжения). Это состояние срабатывания представлено расширением (растяжением) полимерной сети при поглощении воды или разрушением после высвобождения поглощенной воды. В дополнение к вышеупомянутому применению это семейство активирующих полимеров широко используется для структурирования «органических растягиваемых датчиков», в которых плотность сшивки действует как важный параметр для управления соответствующими механическими свойствами. ^{17, 231, 231, 233, 233, 235,}

Оптимизированные члены растягивающихся гидрогельских полимеров / матриц, которые классифицируются как исполнительные полимеры, включают ^{231, 233}

1.

Poly ( N-изопропилакриламид) NIPAAm

2.

карбоксиметилцеллюлоза

3.

гидрогелевая матрица из поли(N-винилпирролидона) с полиэтиленгликолем 9,24083 83 83 03

прочные эластичные гидрогелевые полимеры. Прочные растяжимые гидрогелевые полимеры включают полиакриламидные композиты и полиамфолитные растяжимые гидрогелевые полимеры PA-HGP, такие как поли(N,N-диаллил-N-октадециламин-альт-малеиновая кислота) качества PDAOM.

Поли(N-изопропилакриламид) был выбран в качестве первого оптимизированного компонента растяжимых гидрогелевых полимеров/матриц, используемых для структурирования растяжимых электронных систем на основе гидрогеля, таких как «трехмерные гидрогелевые системы», из-за его способности сшиваться с любым N ,N’-метилен-бис-акриламид MBA или N,N’-цистамин-бис-акриламид CBAm (известный как два важных полимера, необходимых для образования трехмерного гидрогеля) и претерпевающий объемный фазовый переход из-за своей температурной чувствительности.Кроме того, поли(N-изопропилакриламид) используется в виде тонких пленок для структурирования органической электроники (например, органических датчиков в качестве активных слоев на различных преобразователях). Его можно рассматривать как «умный» гидрогель для структурирования приводов благодаря его способности набухать под воздействием воды (изменение объема). Важность «гидрогелевых актуаторов» заключается в их способности производить изменения размеров ~ 100% менее чем за 10 секунд в результате изменения pH. Карбоксиметилцеллюлоза (химически относящаяся к семейству термопластичных эфиров целлюлозы) классифицируется как второй оптимизированный член растяжимых гидрогелевых полимеров/матриц для структурирования растяжимых электронных систем на основе гидрогеля, поскольку она может быть полностью сшита с высокой водопоглощающей способностью.Матрица поли(N-винилпирролидон)/поли(этиленгликоль) была выбрана в качестве третьего оптимизированного члена растяжимых полимеров/матриц гидрогеля для структурирования растяжимых электронных систем на основе гидрогеля, поскольку она подходит для электронных биомедицинских приложений, таких как доставка лекарств. По своему происхождению жесткие растяжимые гидрогелевые полимеры не могут рассматриваться как четвертый оптимизированный элемент растяжимых гидрогелевых полимеров/матриц для структурирования растяжимых электронных систем на гидрогелевой основе из-за их неприемлемой хрупкости, которая не может поддерживать высокую растяжимость (всего 1.в 2 раза больше первоначальной длины). Чтобы решить эту проблему, их можно улучшить механически, увеличив их энергию разрушения до 9000 Дж/м ² , что приводит к увеличению растяжимости в 20 раз по сравнению с исходной длиной. Энергия разрушения может быть значительно увеличена за счет сочетания жестких тканых стеклянных тканей с мягкими полиамфолитными гидрогелями и растяжимыми гидрогелевыми полимерами (такими как поли(N,N-диаллил-N-октадециламин-альт-малеиновая кислота)). ^{231, 233, 236}

Проводящие (сопряженные) полимеры имеют очень ограниченную эластичность из-за их жесткой сопряженной основы.Чтобы использовать эти полимеры для структурирования растяжимых и носимых электронных устройств и преобразовать их в оптимизированное семейство, связанное с исполнительными полимерами, они должны быть сформированы в виде сильно растяжимых пленок путем покрытия или заливки их водных растворов мягкими полимерами, такими как полигликоль, полиэтилен оксид) или поли(виниловый спирт). Например, легирование водных растворов жестких проводящих полимеров, таких как водный раствор поли(3,4-этилендиокситиофена), поли(стиролсульфонатом) PEDOT:PSS и мягких полимеров, таких как полигликоль, поли(этиленоксид), или поли(виниловый спирт) (методом литья) приводит к получению очень растяжимых и проводящих пленок.Таким образом, создается семейство оптимизированных растяжимых проводящих полимеров, связанных с активирующими полимерами. Пленки, сформированные из членов (полимеров) этого оптимизированного семейства, имеют сильно повышенное удлинение при разрыве (от 2% до 55%) и значительно повышенную проводимость (от 0,2 до 75 См/см), а также значительно улучшенную растяжимость (которая может быть достигнуто путем смешивания, а также). Например, способность к растяжению «жидкокристаллических полимеров» может быть улучшена путем смешивания их с обычными термопластическими полимерами, такими как полиэтилен, полипропилен, полибутилен, поли(этилентерефталат), полиамид, сополимер этилена и винилацетата, сополимер этилена и винила. спирт) или сополимер циклического олефина.Фактически, без смешивания жидкокристаллические полимеры могут быть растянуты только до 100% (удлинение) перед разрывом. ²⁴⁶

Эластомеры могут быть описаны как пластические материалы с резиноподобными свойствами поперечно-сшитых «трехмерных сетей» «гибких полимеров». В результате «растяжимые эластомеры» представляют собой эластомерные материалы, полученные путем сшивки, которые растягиваются в несколько раз от своей первоначальной длины (деформация свыше 100%) или увеличивают площадь поверхности в 25 раз. ¹⁷ Растягивающиеся эластомеры, используемые для структурирования растяжимых электронных систем, особенно те, которые предназначены для приведения в действие, включают полибутилен, стирол-бутадиеновый термореактивный эластомер, изопреновый термореактивный эластомер, хлорированные каучуки, этилен-пропиленовый каучук, полифторуглероды, изобутилен-изопреновый каучук, каучук с концевыми карбоксильными группами бутадиен-акрилонитрил, бутадиен-акрилонитрил с концевой аминогруппой, бутадиен-акрилонитрил с концевой гидроксильной группой, бутадиен-акрилонитрил с концевой эпоксигруппой, полидиметилсилоксан с концевой гидроксильной группой, полидиметилсилоксан с концевой аминной группой, полидиметилсилоксан с концевой виниловой группой, полиметилфенилсилоксан с концевой метоксигруппой, полиуретан, поли(фениленоксид) ) и силиконовый каучук. Все эти растяжимые эластомеры можно рассматривать как оптимизированные растяжимые эластомеры для структурирования растяжимых и пригодных для носки органических электронных систем благодаря их способности одновременно обеспечивать требуемую механическую растяжимость и электрическую проводимость. В результате их также можно использовать для структурирования растягиваемых органических сенсоров и эластичных сборщиков органической энергии. Дополнительные типы растяжимых эластомеров могут быть получены путем смешивания обычных эластомеров, таких как полиуретановый эластомер, с проводящим полимером, таким как полипиррол, имеющим проводимость 10 ^-5 См/см и удлинение при разрыве 160%. ²⁴³

Проводящий клей – обзор

5.10.1 Электропроводящие клеи (клеи для приклеивания чипов)

Синтетические смолы становятся электропроводными за счет добавления металлических наполнителей или проводящего углерода. Углерод может быть либо аморфным углеродом, таким как ацетиленовая сажа, либо мелкодисперсным графитом. Обычно мелкодисперсные чешуйки серебра используются в проводящих эпоксидных смолах и проводящих покрытиях. Преимущество серебра состоит в том, что оно содержит соли и оксиды с умеренной проводимостью, поэтому можно допустить легкое окисление или потускнение.Методы удельного сопротивления дают гораздо более низкие значения, чем методы, использующие тонкие линии склеивания, такие как ASTM D2739, который измеряет объемное удельное сопротивление, где важную роль играет межфазное сопротивление [33].

Серебро предпочтительнее золота в качестве наполнителя, поскольку оно дешевле и имеет более низкое удельное сопротивление. Однако сообщается, что в условиях высокой влажности и постоянного напряжения серебро подвергается электролитической миграции на поверхность клея. Микросферы посеребренной меди не мигрируют; как и золото.Максимально возможное содержание серебра составляет около 85% по весу. Содержание серебра ниже примерно 65% по весу вызывает резкое падение проводимости, но обеспечивает более высокую адгезионную прочность. Углерод (графит) дает довольно низкую электропроводность.

Помимо серебра и золота, другие распространенные металлические наполнители включают никель, алюминий и медь. Каждый из этих металлов представляет определенные проблемы при смешивании. Серебро часто используется в виде чешуек, что затрудняет достижение контакта между частицами по сравнению со сферическими металлическими частицами.На чешуйки серебра наносят стеаратное покрытие для улучшения их диспергируемости. Стеарат имеет тенденцию выделяться при повышенных температурах. Выделение газа может загрязнить важные детали, например, в микроэлектронных устройствах. Некоторые изделия из серебра не имеют покрытия и не выделяют продукты газовыделения. Медь и алюминий образуют оксидные пленки, которые снижают электропроводность, затрудняя контакт между частицами [33].

Электропроводящие клеи используются в микроэлектронных сборках [36].Эти области применения включают в себя присоединение тонких проводов к печатным схемам, гальванопокрытие оснований, металлизацию керамических подложек, заземление металлического шасси, присоединение выводов проводов к контактным штырям, присоединение компонентов к металлизированным сквозным отверстиям на печатных платах, настройку волноводов и установку отверстий. исправление. Проводящие клеи применяются вместо точечной сварки, когда температура сварки создает избыточное сопротивление в месте сварки из-за образования оксида.

Еще одним применением являются сегнетоэлектрические устройства, используемые для соединения выводов электродов с кристаллами в пакетах.Эти клеи заменяют припои и сварные швы, где кристаллы имеют тенденцию к осаждению при температурах пайки и сварки. Склеивание клемм аккумуляторов — еще одно применение, когда температура пайки может быть вредной. Проводящие клеи образуют соединения с достаточной прочностью, поэтому их можно использовать в качестве конструкционных клеев, где помимо прочности соединения требуется электрическая непрерывность, например, в экранированных узлах [37]. Sharpe [38] опубликовал превосходный исчерпывающий обзор электропроводящих клеев.

Коммерческие проводящие клеи имеют различные механизмы отверждения, некоторые из которых описаны здесь [39].

5.10.1.1 Проводящие клеи мгновенного отверждения

Токопроводящие клеи мгновенного отверждения обеспечивают превосходную адгезию и надежность. Для применений с большим несоответствием коэффициента теплового расширения (КТР) между подложками или межсоединений с перевернутым чипом с малым шагом, где электропроводность желательна только в одном направлении, у нас есть электропроводящий клей для решения этой проблемы.

5.10.1.2 Проводящие клеи термического отверждения

Электропроводящие клеи термического отверждения требуются для решения ряда производственных задач. Они включают продукты с различной скоростью отверждения, вязкостью и жизнеспособностью. Например, существуют клеи с серебряным наполнителем, которые быстро отверждаются при 150°C и 210°C, приклеиваясь к широкому спектру поверхностей, включая кремний, керамику, пластик и металлы. Клеи выдерживают эксплуатацию в диапазоне температур от -55°С до 150°С [40].

5.10.1.3 Клеи, отверждаемые при комнатной температуре

Эти электропроводящие клеи отверждаются при комнатной температуре и могут использоваться для склеивания и герметизации, требующих превосходных электрических и механических свойств.

5.10.1.4 Двухкомпонентные проводящие клеи

Двухкомпонентные электропроводящие клеи включают продукты, обеспечивающие высокую прочность на отрыв и растяжение при сдвиге в широком диапазоне температур, а также эпоксидные смолы с серебряным наполнителем, рекомендованные для склеивания и герметизации электронных устройств.

Электропроводящие клеи

Экспоненциальный рост и почти повсеместная интеграция электронных устройств в нашу повседневную жизнь потребовали создания передовых клеев и покрытий. Электропроводящие клеи (ECA) нашли свое применение в ряде областей, прямо или косвенно связанных с производством электроники. ECA обычно состоят из эпоксидной смолы, но также могут быть изготовлены из УФ-отверждения и силиконовых клеев.Чтобы преодолеть высокое удельное сопротивление этих соединений, в клей добавляют до 80 процентов проводящих материалов. Эти клеи можно наносить любым из обычных способов, от шприца до трафаретной печати.

Существует огромное разнообразие ECA, и выбор клея, подходящего для вашего применения, зависит от ряда факторов. ECA различаются в зависимости от того, какие проводящие частицы используются, а также в каком клее они подвешены.

«Необходимо учитывать такие факторы, как метод нанесения и время отверждения.”

Клеи

Большинство клеев можно превратить в проводники, добавив достаточное количество проводящего наполнителя, поэтому следует принимать во внимание обычные соображения о том, какой клей будет работать лучше всего. Такие факторы, как метод нанесения и время отверждения, а также окружающая среда и прямые нагрузки, которым будет подвергаться клеевой шов.Одно- и двухкомпонентные эпоксидные смолы являются наиболее часто используемыми клеями, но силиконы и другие клеи, отверждаемые УФ-излучением, являются всеми возможными вариантами.

Проводящие частицы

Ряд металлов или соединений могут использоваться для обеспечения электропроводности в ECA. Серебро является наиболее распространенным, потому что оно имеет очень низкое сопротивление и может быть экономически выгодным по сравнению с другими вариантами, такими как золото. Медь, золото, никель, алюминий и графит — другие популярные варианты ЭКА. Определенные комбинации могут иметь другие преимущества, такие как посеребренная медь или никель, которые часто менее дороги, но при этом имеют низкое удельное сопротивление.Точный состав наполнителя и способ распределения в клеях могут быть подобраны в соответствии с требуемыми спецификациями.

Серебро и золото — это металлы, которые обычно используются для обеспечения электропроводности в ECA.

Основные области применения

Использование ECA можно в общих чертах разделить на две категории – проводящие и экранирующие. ECA, используемые в качестве проводящего соединения, часто используют серебро в качестве наполнителя, в то время как ECA, используемые для экранирования, чаще всего изготавливаются из менее проводящих материалов, таких как графит.

Проводящий

В качестве токопроводящего пути используются два основных типа ЭКА: изотропные проводящие клеи (ICA) и анизотропные проводящие клеи (ACA). В то время как ICA являются проводящими во всех направлениях, ACA являются проводящими только в одном направлении (обычно вдоль оси z). ICA используются во многих приложениях, где подходит припой и необходим заземляющий путь. Затем ACA подходят для использования в некоторых конкретных приложениях с печатными платами, таких как флип-чипы и сборки RFID.

«Почти каждый современный сотовый телефон или дисплей содержит прозрачную проводящую пленку (TCF) того или иного типа»

Поскольку высокотехнологичное стекло и пластик также играют все большую роль в бытовой электронике, необходимы клеи, подходящие для этих целей. Приложения. Почти каждый современный сотовый телефон или дисплей содержит прозрачную проводящую пленку (TCF). Оксиды индия-олова (ITO) и другие TCF, используемые в светодиодных и OLED-дисплеях, могут быть соединены с использованием электропроводящего клея для сохранения оптической прозрачности там, где провода или припой не подходят. ЭКА также могут быть изготовлены в виде прозрачной клейкой пленки, которая может прокладываться под такими ТКП, соединяя их с внутренней электроникой.

Эти хрупкие компоненты и современные термопласты также могут быть чувствительны к высоким температурам. ECA иногда называют «холодной пайкой», потому что их проводимость предлагает альтернативу традиционным паяным соединениям в приложениях, где тепло, связанное с пайкой, слишком велико. Преимущество ECA в качестве альтернативы припою состоит в том, что он не содержит свинца, когда экологические или нормативные требования имеют первостепенное значение.ECA также предлагают варианты ремонта печатных плат (PCB), где пайка является неудобным или невозможным вариантом.

Наконец, ECA также являются эффективными проводниками тепла, и по этой причине некоторые ECA или пасты могут использоваться для отвода тепла. Сборка RFID и другие соединения с перевернутыми чипами могут быть достигнуты с помощью ECA, заменяющих традиционные контактные площадки для пайки.

Экранирование

ECA также используются благодаря их способности обеспечивать проводящую поверхность в приложениях, требующих защиты от электромагнитных помех (EMI) или электростатических разрядов (ESD).Теперь, когда устройства, излучающие высокочастотные электромагнитные помехи, почти повсеместно распространены (как и те, которые могут создавать помехи), при разработке любого продукта необходимо тщательно учитывать международные стандарты и стандарты FCC по электромагнитным помехам. Когда ECA наносится в качестве покрытия или для приклеивания частей экрана электроники, он действует как клетка Фарадея, распределяя заряд вокруг объекта с покрытием, а не через него. Этот тип экранирования может обеспечить защиту даже при высокой частоте.

Электростатический разряд также может быть опасен в среде с чувствительной электроникой или летучими химическими веществами.Напольное покрытие с покрытием или подложкой ECA может обеспечить безопасный способ разрядки и предотвращения накопления статического электричества и соответствует требованиям ANSI/ESD S20. 20.

Другие соображения

Типы ECA столь же разнообразны, как и их потенциальное использование. ECA были разработаны почти для каждого приложения, и выбор правильного зависит от конкретной ситуации. В то время как ECA могут служить заменой припоя при обычном использовании, они также могут быть разработаны для других особых ситуаций.В местах, где коррозия вызывает беспокойство, можно использовать неагрессивный наполнитель, такой как графит. Для приложений, где магнитные помехи являются проблемой, ECA можно смешивать с немагнитными материалами. Другие специальные составы могут подходить для случаев, когда ЭКА применяются в качестве покрытия при электростатическом разряде или экранировании от электромагнитных помех. Точное определение ваших потребностей с точки зрения как физического, так и электрического подключения позволит вам найти ECA, точно отвечающий вашим потребностям.

Что следует учитывать при выборе электропроводящего клея

Согласно отчету Markets and Markets, к 2025 году спрос на электронные клеи вырастет на 6,7% в год, в результате чего объем рынка составит 4,9 миллиарда долларов. По оценкам, с этим увеличением электропроводящие клеи станут крупнейшим компонентом рынка электронных клеев, заменив метод пайки оловом и свинцом.

Электропроводящие клеи помогают удерживать электронные детали на месте, чтобы через них мог проходить электрический ток.Они могут быть полезны в приложениях, связанных с чувствительными к температуре подложками, включая ЖК-дисплеи, сенсорные панели, чипы RFID и монтаж светодиодов. Все больше производителей обращаются к электропроводящим клеям из-за их простоты применения, эффективности и рентабельности. Однако при выборе правильного электропроводящего клея необходимо учитывать ряд факторов. К ним относятся следующие:

Изотропные и анизотропные: Электропроводящие клеи относятся к одной из этих двух категорий.Изотропные проводящие клеи могут проводить электричество во всех направлениях, тогда как анизотропные могут проводить его в одном направлении. Изотропные обычно используются для склеивания кристаллов и крепления микросхем или SMD. Анизотропные часто используются для чувствительных продуктов, таких как светодиоды, ЖК-дисплеи и RFID.

Электрический флюс: Способность электропроводящего клея накапливать заряд зависит от температуры. Чем выше температура стеклования (Tg), тем дольше сохраняется заряд при более высоких температурах.

Клеевой состав: Основой электропроводящего клея обычно является двухкомпонентная эпоксидная смола, однако часто также используются акрилат и полиэстер. Состав может сильно повлиять на стоимость из-за используемых материалов. Например, электропроводящие клеи с железом недорогие, а самые дорогие включают серебро или медь. Это также может повлиять на вязкость клея, механическую прочность, тепловое расширение, срок годности и скорость отверждения.

Электропроводящие клеи продолжают заменять традиционный метод пайки по ряду причин:

Термочувствительность: Электропроводящие клеи позволяют удерживать на месте электрические детали, чувствительные к высоким температурам, обеспечивая более легкое и надежное соединение. более безопасный процесс с прочной связью.Например, токопроводящие клеи чаще всего используются для печатных плат (PCB), в состав которых входят чувствительные к температуре компоненты. Метки RFID, ЖК-дисплеи, сенсорные панели и светодиоды также деформируются при воздействии высоких температур, поэтому токопроводящие клеи служат более безопасным решением.

Электромагнитная защита: электропроводящие клеи могут помочь создать контейнер для изоляции компонентов внутри от электромагнитных сигналов. Это особенно полезно для защиты измерительных устройств, сильно чувствительных к электромагнитным помехам или помехам.

Процессы нанесения электропроводящих клеев

Заливка: Процесс заливки может защитить чувствительную электронику от опасностей окружающей среды. Он включает в себя заполнение электроники термоплавким клеем, таким как эпоксидная смола, силикон или уретан. Вот некоторые из преимуществ и недостатков этих клеев:

• Эпоксидная смола: прочность, универсальность, высокая химическая и температурная стойкость
• Силикон: химическая стойкость, хорошая гибкость, более высокая стоимость химические вещества и высокие температуры

Когда вы выбираете клей-расплав, который лучше всего соответствует вашим потребностям, вы обнаружите, что он поможет предотвратить опасные риски, включая разливы химических веществ, изменения давления воздуха, термические или физические удары. Заливка также поможет уменьшить вибрацию и влажность. Этот метод полезен для защиты печатных датчиков, источников питания, переключателей и разъемов, печатных плат и силовой электроники.

Важно отметить важность уменьшения количества воздуха во время нанесения, сушки и отверждения герметика. Если воздух попадет внутрь герметика, пузырьки воздуха могут вызвать проблемы с производительностью готового продукта.

Инкапсуляция: Этот процесс является продолжением заливки.Как только смола затвердеет, электронику извлекают из горшка и помещают в сборку. Инкапсуляция помогает удерживать внутренние компоненты вместе на протяжении всего производства электронного устройства. Это может быть чрезвычайно полезно для массового производства чипов.

Маскировка: Этот процесс включает монтаж электронного компонента на другую поверхность, часто с помощью лент или смол. Происходит это перед нанесением технологического покрытия пленкой, защищающей от коррозии, влаги, химикатов и вибрации. Используя маскирующий клей, компонент можно прикрепить к поверхности, не нарушая основной функции электроники. Маскирование может быть хорошим вариантом для защиты электроники при высоких температурах. Важно выбрать маскирующий клей со свойствами, которые будут соответствовать покрытию, которое может быть акриловым, полиуретановым, химическим составом на водной основе или УФ-отверждаемым. Маскирование применяется к печатным платам, которые чувствительны к целому ряду факторов окружающей среды.

Как Bostik может помочь

Bostik предлагает ряд клеев, питающихся на электронном рынке, в том числе:

• Thermogrip Hot Melt Clue Clue
• 7500 серия эпоксидных эпоксидных
• Термин низкого давления Формовка

Связаться с представителем Bostik узнайте, как мы можем помочь вам с электронными клеями.Прочие материалы, относящиеся к этой теме:

Тройное применение интеллектуальных клеев для литья под низким давлением приносит пользу вашей компании

Клеи на рынке сборки электроники

Как клеи решают проблемы в производстве электронных устройств

Электропроводящий клей DOWSIL™ EC-6601

< Назад

Для этого материала нет доступных в Интернете паспортов безопасности. Пожалуйста, свяжитесь с Dow для получения дополнительной информации.

ВЫБЕРИТЕ {{ список.элемент.имя | подрезать }}

Выберите страну/регион: Выберите страну/регион{{ country.countryName }}

Паспорт безопасности

Вид {{ док. tradeProductName }} – {{ док.languageName }}

Вид Список ингредиентов продукта
Только на английском языке

Для этого материала в Интернете нет паспортов безопасности.
Пожалуйста, свяжитесь с Dow для получения дополнительной информации.

< Назад

Не удалось найти спецификацию для этого материала на выбранном языке

items.length != 0″> ВЫБЕРИТЕ {{ list.item.name | подрезать }}

Электропроводящий клей DOWSIL™ EC-6601
Для этого материала в Интернете нет технических паспортов.
Пожалуйста, свяжитесь с Dow для получения дополнительной информации.

Технический паспорт электропроводящего клея DOWSIL™ EC-6601

ВЫБЕРИТЕ

Электропроводящий клей DOWSIL™ EC-6601
Пожалуйста, свяжитесь с Dow для получения информации о возможностях распространения этого продукта.

Плюсы и минусы электропроводящих клеев (ECA)

Часто задаваемые вопросы

Введение

Электропроводящие клеи могут быть изотропными (ICA) или анизотропными (ACA). Оба типа используют дисперсию металлических частиц в полимерной матрице для создания проводимости. Обычно использовались медь, никель, золото и серебро. Доступны клеи на основе термореактивных или термопластичных полимеров, включая эпоксидные смолы, силиконы, полиимиды и т. д.

Изотропный

Изотропные проводящие клеи содержат большое количество наполнителя (например, серебра, обычно 70–80 % по весу, 25–30 по объему) и являются проводящими во всех направлениях. Проводимость зависит от соприкосновения серебряных чешуек с поверхностью подложки/компонента. Изотропные клеи вызвали значительный интерес в качестве замены припоя в сборке для поверхностного монтажа, особенно в связи с ужесточением законодательства, касающегося использования свинца.

Анизотропный

Анизотропные клеи, часто известные как клеи с осью Z, содержат более низкую концентрацию металлических частиц (обычно 5-20 об.%) и проводят ток только в одном направлении.Токопроводящие соединения производятся с помощью ACA путем прижимания компонента и подложки друг к другу до тех пор, пока металлические частицы (обычно сферы с серебряным или золотым покрытием) не перекроют зазор. Недостатком ACA является то, что трудно определить точную величину давления и тепла, необходимых для отверждения клея и достижения требуемого пути проводимости. Использование ACA в технологии флип-чипов и жидкокристаллических дисплеях (ЖК-дисплеях) увеличилось в последние годы.

Преимущества

Электропроводящие клеи обладают следующими преимуществами:

• снижение затрат за счет сокращения количества этапов обработки
• низкие температуры отверждения; низкие термические напряжения
• без содержания свинца (Pb)
• способность приспосабливаться к уменьшению размера узла и шага компонентов
• более высокая усталостная прочность, чем паяные соединения
• характеристики обработки (например,г. температуры отверждения) и другие свойства (например, КТР) могут быть лучше согласованы с конкретным основанием и требованиями к применению
• флюс не требуется
• возможность переделки
• совместимость с рядом подложек, включая материалы, не поддающиеся пайке

Недостатки

Недостатки, связанные с использованием токопроводящих клеев, могут включать:

• недостаточные фундаментальные знания
• отсутствие долгосрочных данных о производительности по сравнению с припоями
• электрические характеристики в течение срока службы, в частности сопротивление соединения
• соответствие спецификации Mil/company
• производство
• время, необходимое для разработки процесса и обучения операторов
• более высокое электрическое и термическое сопротивление по сравнению с припоями

Дополнительная информация

FAQ: Насколько надежны электропроводящие клеи (ECA)?

Часто задаваемые вопросы: можно ли перерабатывать электропроводящие клеи (ECA)?

Практический пример: проводящий клей для ультразвукового катетера

Придерживаться пути хорошего поведения – будущее для ECA (доступно только для членов TWI Industrial)

.