การประกอบและห่อหุ้มอุปกรณ์ออปโตอิเล็กทรอนิกส์ที่มีความน่าเชื่อถือสูงด้วยอีพ็อกซี่ใส LOCTITE EA 0151

ในการผลิตโมดูลสื่อสารด้วยแสงและเซ็นเซอร์วัดแสงที่มีความแม่นยำ การเลือกใช้อะเดซิฟเผชิญกับความท้าทายที่ไม่เหมือนใคร ผู้ผลิตอุปกรณ์ออปโตอิเล็กทรอนิกส์ที่มีความแม่นยำ ขณะออกแบบแพ็คเกจการเชื่อมต่อใยแก้วนำแสงใหม่ ต้องการอะเดซิฟที่ไม่เพียงแต่ต้องยึดติดวัสดุที่หลากหลาย เช่น แก้ว โลหะ และแผงวงจรได้อย่างแน่นหนา เพื่อให้มั่นใจถึงความเสถียรทางกลในระยะยาว แต่ยังต้องมีความใสทางแสงที่ยอดเยี่ยม เพื่อหลีกเลี่ยงการปิดกั้นหรือการกระจายของเส้นทางแสง ในขณะเดียวกัน กระบวนการบ่มจะต้องสามารถควบคุมได้ และวัสดุที่บ่มแล้วจะต้องแสดงคุณสมบัติการเป็นฉนวนไฟฟ้าที่โดดเด่นและการปล่อยก๊าซต่ำมาก เพื่อตอบสนองความต้องการความน่าเชื่อถือในระยะยาวของอุปกรณ์ระดับไฮเอนด์ในสภาพแวดล้อมสุญญากาศหรือปิดผนึก อะเดซิฟใสแบบดั้งเดิมมักจะขาดความแข็งแรงทางกล ความเสถียรทางความร้อน หรือประสิทธิภาพการปล่อยก๊าซต่ำ

โซลูชัน

หลังจากการประเมินและทดสอบวัสดุอย่างเข้มงวด ผู้ผลิตได้เลือกใช้ LOCTITE® EA 0151 Clear Two-Component Epoxy ผลิตภัณฑ์นี้ออกแบบมาสำหรับการใช้งานที่แม่นยำ ตรงตามข้อกำหนดของโครงการอย่างสมบูรณ์แบบ

วิศวกรได้พัฒนากระบวนการดังต่อไปนี้ตามแนวทางของเอกสารข้อมูลผลิตภัณฑ์ (TDS):

• การเตรียมพื้นผิวและการผสม: บนพื้นผิวที่สะอาดและแห้งของเลนส์แก้ว ตัวเรือนโลหะ และพื้นผิว PCB ส่วนประกอบ A และ B ถูกชั่งและผสมอย่างแม่นยำในอัตราส่วนน้ำหนัก 100:33 (หรืออัตราส่วนปริมาตร 2.7:1) หลังจากการผสม วัสดุจะใสและมีอายุการใช้งานที่ยาวนาน 60 นาที (สำหรับ 100 กรัม ที่ 25°C/77°F) ทำให้มีเวลาเพียงพอสำหรับการจ่ายและการจัดตำแหน่งส่วนประกอบที่ซับซ้อนอย่างแม่นยำ
• การใช้งานและการบ่ม: อะเดซิฟที่ผสมอย่างสม่ำเสมอถูกนำไปใช้ในพื้นที่ที่กำหนดโดยใช้เครื่องจ่ายแบบสองหลอดหรือกระบอกฉีดยาแบบแมนนวล จากนั้นจึงใช้ตารางการบ่มด้วยความร้อน 1 ชั่วโมง ที่ 180°F (82°C) เพื่อให้บ่มเต็มที่อย่างรวดเร็ว ซึ่งช่วยลดวงจรการผลิตได้อย่างมาก ชั้นที่บ่มแล้วมีความใส
• การตรวจสอบกระบวนการ: การประกอบที่บ่มแล้วถูกทดสอบเพื่อยืนยันความใสทางแสง ความแข็งแรงของการยึดติด และประสิทธิภาพการเป็นฉนวนไฟฟ้า

ผลลัพธ์และประโยชน์

• ความใสยอดเยี่ยมและการยึดติดที่หลากหลาย: EA 0151 ให้ความใสทางแสงที่เหนือกว่าในชั้นบางๆ ตรงตามข้อกำหนดสำหรับเส้นทางแสงที่ไม่ถูกปิดกั้น สามารถยึดติดแก้ว โลหะ แผงวงจร ใยแก้วนำแสง และพลาสติกหลายชนิดได้อย่างมีประสิทธิภาพ ทำให้เกิดการเชื่อมต่อที่เชื่อถือได้ระหว่างวัสดุที่แตกต่างกัน
• ทางเลือกการบ่มที่ยืดหยุ่นและความแข็งแรงสูง: ผลิตภัณฑ์รองรับการบ่มที่อุณหภูมิห้อง (บ่มเต็มที่ใน 3 วัน) หรือตารางการบ่มด้วยความร้อนต่างๆ ตามข้อมูล TDS หลังจากการบ่มด้วยความร้อน จะให้ความแข็งแรงเฉือนบนอลูมิเนียมที่กัดผิวได้สูงถึง 3000 psi ที่อุณหภูมิห้อง ให้การยึดติดทางกลที่แข็งแรง อุณหภูมิการเปลี่ยนสถานะคล้ายแก้ว (Tg) คือ 136°F (57.8°C) ทำให้มั่นใจได้ถึงความเสถียรของมิติที่อุณหภูมิการทำงานทั่วไป
• ประสิทธิภาพการเป็นฉนวนไฟฟ้าที่เหนือกว่าและการปล่อยก๊าซต่ำ: วัสดุที่บ่มแล้วแสดงคุณสมบัติการเป็นฉนวนไฟฟ้าที่ยอดเยี่ยม (ความแข็งแรงไดอิเล็กทริก 1080 V/mil, ความต้านทานปริมาตร 1.26x10¹⁵ โอห์ม/ซม.) ช่วยปกป้องวงจรที่อยู่ติดกัน ที่สำคัญคือ ผ่านการทดสอบ NASA 1124 ด้วยการสูญเสียมวลรวม (TML) เพียง 1.51% และวัสดุที่ควบแน่นได้จากสารระเหยที่เก็บได้ (CVCM) ต่ำถึง 0.01% ซึ่งตรงตามข้อกำหนดที่เข้มงวดสำหรับสภาพแวดล้อมเกรดอวกาศและสภาพแวดล้อมสุญญากาศสูงที่ปิดผนึกอย่างสมบูรณ์ ป้องกันการสะสมของสิ่งปนเปื้อนบนพื้นผิวที่ไวต่อแสง
• เป็นมิตรต่อกระบวนการและมีความน่าเชื่อถือสูง: ความหนืดแบบทิกโซโทรปิกของเพสต์ป้องกันการไหลย้อย ทำให้ง่ายต่อการใช้งานบนพื้นผิวแนวตั้งหรือพื้นผิวย้อนกลับ เนื่องจากเป็นของแข็ง 100% จึงมีการหดตัวต่ำมาก (<0.3%) เมื่อบ่ม ลดความเค้นภายในและรับประกันความแม่นยำในการยึดติดและความน่าเชื่อถือในระยะยาว

สรุป

ด้วยการนำ LOCTITE® EA 0151 มาใช้ ผู้ผลิตอุปกรณ์ออปโตอิเล็กทรอนิกส์สามารถแก้ไขปัญหาความท้าทายในการสร้างสมดุลระหว่างการยึดติดวัสดุหลายชนิด ความใสทางแสง และความน่าเชื่อถือต่อสภาพแวดล้อมที่สูงมากได้อย่างประสบความสำเร็จ ผลิตภัณฑ์แสดงให้เห็นถึงความแข็งแรงสูง การปล่อยก๊าซต่ำ คุณสมบัติทางไฟฟ้าที่ยอดเยี่ยม และความยืดหยุ่นของกระบวนการ ทำให้เป็นตัวเลือกที่เหมาะสมสำหรับการประกอบ การห่อหุ้ม และการปิดผนึกที่แม่นยำในสาขาต่างๆ เช่น การสื่อสารด้วยแสง อวกาศ เซ็นเซอร์ระดับไฮเอนด์ และเครื่องมือในห้องปฏิบัติการ กรณีศึกษานี้เน้นย้ำถึงความสำคัญของการเลือกใช้วัสดุวิศวกรรมระดับมืออาชีพที่ผ่านการตรวจสอบแล้วสำหรับการใช้งานระดับไฮเอนด์ที่เฉพาะเจาะจง