Компаунды заливочные теплопроводящие электроизоляционные НОМАКОН™ КПТД-1

• Заливочные и обволакивающие компаунды КПТД-1 полимеризуются при комнатной температуре в твердый резиноподобный материал с высокими диэлектрическими свойствами, стойкий к воздействию вибрационных и ударных нагрузок, ультрафиолетовых лучей, кислорода воздуха, паров воды и большинства химических соединений.
• Применение компаундов осуществляется путем полной или частичной заливки изделий или нанесением на поверхность, при этом толщина слоя компаунда не ограничена, а линейные усадки не превышают 0,1-1,5%
• Время жизнеспособности (текучести) при заливке составляет 10-40 минут при комнатной температуре, время полной полимеризации (вулканизации) составляет не более 24 часов при комнатной температуре и не более 2 часов при температуре плюс 70 ºС
• Материалы не выделяют вредных веществ в процессе полимеризации и при дальнейшей эксплуатации
• Не вызывают коррозии металлов и сплавов, обладают хорошей адгезией к металлу, стеклу и керамике
• Компаунды тяжелого наполнения могут использоваться в качестве клеящих составов при предварительном нанесении на склеиваемые поверхности подслоев (праймеров) для улучшения адгезии
• Обеспечивают эффективный отвод тепла и электрическую изоляцию за счет повышенных теплопроводящих и диэлектрических свойств керамических наполнителей, комформности к контактным поверхностям и выраженной термической релаксации.
• Компаунд поставляется в полимерной таре от 0,25 кг до 5 кг.

TCEI – Thermally Conductive Elastic Insulating Material
RTV2 – Two Components of Room Temperature Vulcanized Silicone Rubber Compound

Компаунды легкого наполнения (Л) имеют улучшенные вязкотекучие и адгезионные свойства, а также обладают пониженной плотностью и твердостью. Компаунды тяжелого наполнения (Т) имеют повышенную теплопроводность и удельное электрическое сопротивление.

В комплект поставки входит заливочная паста (компонент А), катализатор-отвердитель (компонент Б), инструкция по применению. По согласованию с потребителем поставляется подслой-праймер (компонент В).

Компаунды КПТД-1 имеют ресурс работы при температуре +200ºС не менее 2500 ч, при температуре +250ºС не менее 1500 ч.

Вид климатического исполнения материалов КПТД-1 в состоянии полимеризации В1.1 по ГОСТ 15150.

Срок эксплуатации в изделиях с категорией размещения 4 по ГОСТ 15150 не менее 10 лет.

ТЕПЛОПРОВОДЯЩИЕ СВОЙСТВА КОМПАУНДОВ КПТД-1

Для оценки теплопроводящих свойств компаундов КПТД-1 применяется математическая модель расчета термического сопротивления, представленная выше на странице сайта «ОПИСАНИЕ - Термическое сопротивление КПТД-материалов». В данном случае суммарное удельное термическое сопротивление теплопередаче

(см. формулу 2) включает термическое сопротивление на границе «теплоотдающая контактная поверхность – компаунд»

, термическое сопротивление, зависящее от толщины

и теплопроводности

слоя компаунда

, а также термическое сопротивление на границе «компаунд – теплопринимающая контактная поверхность»

При заливке и полимеризации между контактными поверхностями поверхность компаунда даже на микроуровне в основном полностью повторяет контур контактной поверхности, что значительно снижает суммарное удельное контактное термическое сопротивление

Для расчета термического сопротивления слоя компаунда

(см. формулу 4) следует принимать следующие значения эмпирических коэффициентов:

- компаунды КПТД-1 легкого наполнения (Л)

- компаунды КПТД-1 тяжелого наполнения (Т)

При этом значение теплопроводности для данной марки компаунда берется из таблицы «Технические характеристики», или из удостоверения о качестве, которое прилагается к поставляемой продукции.

Пример 1. Плата контроллера двигателя с целью комплексного отвода тепла и герметизации от внешней среды вклеивается компаундом КПТД-1/1Т-12,5 в алюминиевый корпус, имеющий внешний воздушный радиатор. Средняя толщина слоя компаунда между платой и корпусом после полимеризации

составляет 0,35 мм, площадь теплоотдающей поверхности

микропроцессора на плате составляет 10,5 см². Требуется определить термическое сопротивление слоя компаунда

для оценки достаточности теплоотвода от микропроцессора на корпус контроллера, а также рассчитать перепад температур

между поверхностью микропроцессора и корпусом при значении отводимой тепловой мощности

1. Принимаем значение

для компаундов тяжелого наполнения;

2. Из удостоверения о качестве принимаем значение теплопроводности компаунда

3. Рассчитываем

4. Определяем значение

по формуле 4:

5. Рассчитываем перепад температур, используя формулу 1:

Для примера 1 при применении компаунда КПТД-1/3Т-15,5 имеем:

Корпусная заливка изделий компаундами КПТД-1

Полная или частичная заливка электронной платы в корпусе является основным направлением применения компаундов КПТД-1. Максимальная толщина слоя компаунда при заливке, как правило, не превышает 4-6 мм. При правильном подборе заливочной вязкости и технологии нанесения компаунда возможна проливка зазоров между платой и корпусом шириной от 0,1-0,3 мм.

Основные операции технологического процесса заливки изделий в корпусе:

• подготовка поверхностей корпуса и платы (очистка, обезжиривание, нанесение грунтовки-подслоя);
• приготовление компаунда: вымешивание компонентов А и Б в исходной таре до равномерной консистенции, дозирование компонентов А и Б по массе в емкость приготовления компаунда, смешивание;
• заливка приготовленного компаунда в корпус с электронной платой;
• при заливке электронной платы в корпусе, как правило, осуществляется обработка последнего на вибростоле для заполнения компаундом микрощелей и выхода пузырьков воздуха (заполнение газовых полостей), обработка в вакуумной камере для выхода микропузырьков воздуха, выдерживание в термокамере при 60-85 °С для быстрого отверждения компаунда.

При выборе марки компаунда для корпусной заливки перед разработчиками встает вопрос оценки теплопроводящих свойств КПТД-1 (см. пример 1 из предыдущего раздела).

Пример 2. Определим критерий выбора компаунда при заливке в зависимости от теплопроводности и заливочной вязкости. При применении компаунда КПТД-1/1Л-2,5 (К1/90) возможно пролить конструктивные зазо-ры между платой и корпусом шириной 0,35 мм, а при применении КПТД-1/1Т-12,5 (К4) не менее 1 мм, т.к. зали-вочная вязкость К1/90 в пять раз ниже, чем К4. Теплопроводность же К4 в 1,6 раза выше, чем у К1/90 (см. табли-цу технических характеристик). Произведем оценку удельного термического сопротивления теплопередаче при применении данных компаундов (см. пример 1) : для компаунда К1/90 при толщине слоя 0,35 мм R = 7,17 (К⋅ м2)/Вт , для компаунда К4 при толщине слоя 1,0 мм R = 12,72 (К⋅ м2)/Вт .

Таким образом, при разработке корпусного изделия с минимальными зазорами для заливки применение компаунда КПТД-1/1Л-2,5 (К1/90) в 1,8 раза обеспечит более высокий теплоотвод по сравнению с ком-паундом КПТД-1/1Т-12,5 (К4). При этом массовый расход с учетом минимальной ширины зазора и плотности у компаунда К1/90 будет в 3,7 раза меньше, чем у К4.

В процессах заливки и капсулирования, где толщина защитного слоя нормируется и не зависит от заливочной вязкости, величина теплоотвода напрямую зависит от теплопроводности компаунда.

Приведенный выше в примере 2 критерий выбора подтверждается статистикой продаж компаундов за последние годы: наблюдается устойчивый повышенный спрос на КПТД-1/1Л-2,5 (К1/90) и КПТД-1/1Т-5,5 (К1) для корпусной заливки, а также на КПТД-1/3Л-10,5 (К6) и КПТД-1/3Т-15,0 (К7) для заливки с нормируемыми зазорами и капсулирования.

Капсулирование изделий компаундами КПТД-1

Капсулирование – это сплошное или частичное нанесение слоя компаунда только на поверхность самой электронной платы. При капсулировании толщина слоя компаунда, как правило, не превышает 0,5-1,0 мм.

В условиях массового производства при существенных габаритах заливаемых изделий преимущества капсулирования очевидны: наименьший по сравнению с полной заливкой в корпусе расход компаунда, полный контроль качества покрытия после отверждения, возможность извлечения капсулированного изделия из кор-пуса для проверки работоспособности и замены. Опыт полного капсулирования электронных плат показывает, что покрытие КПТД-1 обеспечивает степень защиты оболочки IP68 (длительное время работы под водой на глубине более 1 м).

Основные операции технологического процесса капсулирования изделий:

• подготовка поверхности платы и электронных элементов: чистка, обезжиривание, нанесение грунтовки-подслоя, сушка;
• приготовление компаунда: вымешивание компонентов А и Б в исходной таре до равномерной консистенции, дозирование компонентов А и Б по массе в емкость приготовления компаунда, смешивание;
• дозирование компаунда на каждую плату;
• распределение компаунда по плате специальной автоматической дозирующей головкой, или в ручную кистью;
• выдерживание покрытой платы в термокамере при 60-85 °С для быстрого отверждения компаунда;
• сплошной визуальный контроль качества покрытия;
• выборочный ультразвуковой контроль толщины покрытия.

В настоящее время процессы заливки в корпус и капсулирования достаточно автоматизированы с применением специальных двухкомпонентных дозаторов для дозирования по объему (массе), смешивания и подачи компаунда, а также координатных роботов для позиционирование подающей головки дозатора. Преимущество автоматизированных систем нанесения заключается в возможности полной интеграции в конвейерную линию при массовом производстве, а также возможности работы в полуавтоматическом режиме при наличии оператора и устройства дозирования в виде ручного пистолета.

Среди производителей двухкомпонентных дозаторов следует выделить оборудование фирмы SECMER серии DOSAMIX, серии PU и RIM, системы дозирования PD44 и PR70 фирмы Graco, системы дозирования Liquid Control LC120FR, Liquid Control MINI, IJ30C, IJ40C компании Fisnar Liquid Control.

Возможности перечисленных дозирующих систем позволяют использовать компоненты А и Б с различной вязкостью, включая силиконы с различными наполнителями, при соотношении смешивания от 1:1 до 100:1.

Опыт применения компаундов НОМАКОНтм КПТД-1 на автоматизированных технологических участках за-ливки показал их полное соответствие требованиям данного дозирующего оборудования по точности смешивания и дозирования.

Применение компаундов НОМАКОН™ КПТД-1

1. Компоненты А и Б компаундов КПТД-1 смешивают непосредственно перед применением в следующем соотношении: на 100 массовых частей (масс.ч.) компонента А добавляют 2,0-6,0 масс.ч. компонента Б. Снижение содержания компонента Б (катализатора-отвердителя) в заданных соотношением пределах увеличивает время жизнеспособности материала КПТД-1. При хранении более 30 дней с даты изготовления возможно изменение времени жизнеспособности из-за частичной утраты катализатором своих свойств. В данном случае необходима предварительная проверка и корректировка времени жизнеспособности.	Рис. 1
2. Перед применением компонент А должен быть тщательно перемешан в таре изготовителя (см. рисунок 1). Наличие осадка, а также пигментных пятен на поверхности при хранении не является выбраковочным фактором. Осадок и пигментные пятна должны распределяться и исчезать при последующем перемешивании. Допускается смешение компонента А с растворителем бензином типа БР-2 ТУ 38.401-67-108 или нефрасом С2-80/120 по ТНПА изготовителя для достижения требуемой заливочной вязкости (консистенции) в соотношении на 100 весовых частей компонента А не более 3 весовых частей растворителя. 3. Смешение компонентов А и Б должно выполняться при тщательном перемешивании в течение не менее 1-2 минут. Технология применения компаундов КПТД-1 должна исключать возможность попадания пузырьков воздуха, частиц пыли и прочих посторонних включений в материал при заливке изделий. 4. Поверхности, подлежащие нанесению КПТД-1, тщательно очищают от пыли, грязи и другого сора волосяными щетками, тканевыми салфетками или с помощью обдува сжатым воздухом. Для удаления влаги, следов минеральных масел, а также жировых пятен и других загрязнений поверхности обезжиривают тканью, смоченной в растворителе бензине БР-2, нефрасе С2-80/120 или в спирте изопропиловом ТУ 2632-015-11291058 . После обработки растворителем поверхности тотчас же протирают сухой чистой тканью насухо. Затем в таком же порядке проводят вторичное обезжиривание.
5. Компаунд наносится на покрываемые поверхности шпателем, шприцем, насосом под давлением или другими заливочными приспособлениями различного профиля (см. рисунок 2). 6. Для достижения заданной прочности связи компаунда с поверхностью при отслаивании поверхности металлических изделий должны быть подготовлены в соответствии с ГОСТ 21981. При нанесении КПТД-1 на поверхности прочих полимерных или керамических изделий адгезионные свойства не нормируются. В данном случае адгезионные свойства КПТД-1 согласуются с потребителем, или определяются потребителем самостоятельно.	Рис.2
7. Прочность связи материалов КПТД-1 с поверхностью может быть увеличена путем нанесения на предварительно подготовленную поверхность подслоя (праймера) типа П-11 или П-12Э ТУ 38.103-04-06-90, SS4120, SS4155 фирмы GE Silicones, Ambersil Primer №3 фирмы Ambersil Silicones, Dow Corning 1200 RTV Prime Coat фирмы Dow Corning. Следует учитывать, что адгезионные свойства компаундов проявляются в полной мере в течение 2-14 суток после полимеризации.
8. С целью обеспечения качества покрытия полимеризация КПТД-1 до потери жизнеспособности должна производиться преимущественно при комнатной температуре, полная полимеризация должна осуществляется при температурах от плюс 15ºС до плюс 70ºС. 9. Применение компаундов осуществляется путем частичной или полной заливки изделий (см. рисунок 3 и 4), а также нанесением на поверхность в виде теплопроводящего изолирующего от внешней среды или герметизирующего слоя (см. рисунок 2). При этом толщина слоя компаунда составляет, как правило, 0,3-2,0 мм, а линейные усадки не превышают 0,1-1,5%.	Рис.3
10. За счет остаточной эластичности и минимальной усадки даже высоконаполненные компаунды НОМАКОН™ КПТД-1 не создают после полимеризации остаточных напряжений, приводящих к механическим повреждениям компонентов электронных плат. Таким образом, полная заливка изделий в корпуса (см. рисунок 4) гарантирует надежную герметизацию от внешней среды, дополнительную электрическую изоляцию, высокую стойкость к вибрационным и ударным нагрузкам, а также эффективный теплоотвод одновременно от всех элементов платы через компаунд на корпус изделия и в окружающую среду. 11. Применение компаундов НОМАКОН™ КПТД-1 не исключает возможность осуществления ремонта залитых изделий. Благодаря эластичности и сравнительно невысокой механической прочности слой компаунда достаточно легко вскрывается пластмассовой отверткой или шпателем, а также режется ножом. Места вскрытия и восстановленные элементы затем опять заливаются компаундом (желательно той же марки) с гарантированной адгезией к предыдущему слою.	Рис.4

Обозначение компаундов КПТД-1 при заказе

Компаунд заливочный теплопроводящий электроизоляционный
НОМАКОН™ КПТД-1/1Т-8,50 ТУ РБ 100009933.004-2001 или
Компаунд КПТД-1/1Т-8,50 ТУ РБ 100009933.004-2001

• где КПТД-1/1Т – марка материала;
• -1 – материал первого вида (заливочный компаунд);
• /1 - первой серии по составу керамического наполнителя (всего включены серии 1, 2, 3);
• Т - тяжелого исполнения по наполнению (всего включены наполнения Л –легкое и Т – тяжелое);
• 8,50 – динамическая вязкость по Брукфильду (текучесть) материала при заливке, Па·с.

МЕРЫ ПРЕДОСТОРОЖНОСТИ

• 1. Компаунды НОМАКОН™ КПТД-1 пожаро- и взрывобезопасны, водостойки. По степени воздействия на организм человека относятся к 4 классу опасности по ГОСТ 12.1.007.
• 2. При попадании компаунда или его компонентов в глаза - промыть большим количеством воды. С кожных покровов смыть растворителем бензином, или изопропиловым спиртом с последующей мойкой водой с мылом. Многократный контакт может привести к сухости, или растрескиванию кожи.

ГАРАНТИИ ИЗГОТОВИТЕЛЯ

• 1. Изготовитель гарантирует соответствие компаундов КПТД-1 требованиям технических условий при соблюдении условий транспортирования, хранения и применения.
• 2. Срок хранения компонентов А , Б и В компаундов КПТД-1 в закрытой таре предприятия-изготовителя составляет 3 месяца с даты изготовления.
• 3. После истечения срока хранения у потребителя компаунды КПТД-1 испытывают перед каждым применением на соответствие требованиям технических условий. При условии соответствия компаунды КПТД-1 могут быть использованы по прямому назначению.
• 4. Рекламации и претензии по качеству принимаются при возврате продукции в таре предприятия-изготовителя с предоставлением копий сопроводительных документов на полученную продукцию от предприятия-изготовителя (накладная, удостоверение о качестве).

Компаунд для бытового применения

Компаунд НОМАКОН™ КПТД-1/3Т-15,0 (Фасовка 50 грамм + Компонент Б 2 грамм)