Şekil 1.Sert çömlek malzemelerindeki yüzey girinti direncini tanımlamak için kullanılan Shore D sertlik ölçümünün çizimi.
giriiş
Shore D sertliği, çömlekçilik bileşiği spesifikasyonlarında en sık başvurulan parametrelerden biridir.
Ancak aynı zamandaen çok yanlış anlaşılan değerlerden birielektronik kapsülleme tasarımında.
Birçok tasarım ekibi sezgisel olarak daha yüksek Shore D sertliğini daha iyi koruma veya daha yüksek güvenilirlikle ilişkilendirir.
Pratikte,sertlik yalnızca yüzey girintisine karşı direnci tanımlarkürlenmiş bir malzemenin termal veya mekanik stres altında nasıl davrandığı değil.
Bu makale açıklıyorShore D sertliği gerçekte neyi ölçer, neyi temsil etmez ve mühendislerin bunu nasıl yorumlaması gerekir?saksı malzemelerini değerlendirirken.
Shore D Sertliği Nedir?
Shore D sertliği şunları belirten standartlaştırılmış bir ölçümdür:Bir malzemenin tanımlanmış bir kuvvet altında girintiye karşı direnci.
Tipik olarak uygulanırsert plastikler, termoset reçineler ve sert polimerlerDaha yumuşak Shore A ölçeklerinin artık uygun olmadığı durumlarda.
Shore D sertliğinin temel özellikleri şunlardır:
Keskin bir girintili Shore D durometre kullanılarak ölçülmüştür
Temsil etmekyüzey direncitoplu deformasyon değil
Karşılaştırmak için kullanışlıdırgöreceli sertlikkürlenmiş malzemeler arasında
Önemli açıklama:
Shore D sertliği esnekliği, dayanıklılığı veya gerilim emme kapasitesini ölçmez.
Şekil 2.Yumuşak elastomerler ve sert kalıplamadaki farklı uygulamalarını gösteren Shore A ve Shore D sertlik ölçeklerinin kavramsal karşılaştırması
malzemeler.
Epoksi Saksı Üretiminde Neden Shore D Yaygın Olarak Kullanılır?
Epoksi saksı bileşimleri genellikle Shore D aralığına girer çünkü sertleşirler.yüksek derecede çapraz bağlı, katı ağlar.
Mühendislik açısından bakıldığında, Shore D sertliğinin yaygın olarak belirtilmesinin nedeni şudur:
- gösterirkürlenmeden sonra boyutsal sertlik
- Açıklamaya yardımcı oluryapısal sağlamlıkkapsülleyicinin
- Farklı sert reçine sistemleri arasında temel karşılaştırmaya olanak sağlar
Sonuç olarak Shore D, kürlenmiş epoksi davranışını tanımlamak için uygun bir kısaltma haline geldi.
Fakat,kolaylık tamlıkla karıştırılmamalıdır.
Shore D Sertliği Ne İşe Yarar?Olumsuzsana söyleyim
Sık karşılaşılan bir tasarım hatası, sertliği güvenilirliğin bir göstergesi olarak ele almaktır.
Gerçekte Shore D sertliğiOlumsuzbelirtmek:
- Kürleme sırasında oluşan iç gerilim
- Termal çevrim sırasında stres transferi
- CTE uyumsuzluğunu giderebilme yeteneği
- Zamanla çatlamaya veya delaminasyona karşı direnç
Yüksek Shore D değeri yalnızca malzemenin girintiye karşı direncini doğrular;-kapsüllenmiş bir düzeneğin içinde gerilimin nasıl geliştiğini veya biriktiğini açıklamaz.
Kapsüllemede Sertlik ve Stres Transferi
Elektronik düzenekler çok farklı termal genleşme katsayılarına (CTE) sahip malzemelerden oluşur:
- PCB'ler
- Seramik bileşenler
- Metal iletkenler
- Polimer muhafazalar
Bu düzenekler kapsüllendiğindeyüksek-sertlik, düşük-deformasyona sahip malzemeler, termal genleşme sınırlıdır.
Mühendislik sonucu:
Termal gerilim doğrudan mekanik gerilime dönüştürülürmalzeme arayüzlerine ve bileşen sonlandırmalarına yoğunlaşır.
Şekil 3.Termal genleşme uyumsuzluğunun, stresi sert kaplama malzemeleri aracılığıyla elektronik bileşenlere nasıl aktarabildiğini gösteren şematik çizim.
Bu stres hemen görülmeyebilir ancak daha sonra şu şekilde ortaya çıkabilir:
- Mikro-çatlama
- Arayüz ayırma
- Uzun-vadeli güvenilirlik düşüşü
Shore D Sertliğiöyle miDoğru Metrik
Sınırlamalarına rağmen Shore D sertliği, uygun şekilde uygulandığında geçerli ve kullanışlı bir parametre olmaya devam etmektedir.
Özellikle aşağıdakilere öncelik veren uygulamalarla ilgilidir:
- Yapısal sertlik
- Şekil tutma
- Mekanik sabitleme
- Minimum bileşen hareketi
Bu bağlamlarda Shore D, açıklamaya yardımcı olursertlik, stres yönetimi değil.
Mühendisler Shore D'yi Uygulamada Nasıl Yorumlamalı?
Daha doğru bir yaklaşım Shore D sertliğini şu şekilde ele almaktır:daha geniş bir tasarım bağlamında bir parametre.
Önerilen yorum:
- Karşılaştırmak için Shore D'yi kullanıngöreceli sertlik
- Termal aralığı, geometriyi ve malzeme arayüzlerini ayrı ayrı değerlendirin
- Daha yüksek sertliğin otomatik olarak güvenilirliği artırdığını varsaymaktan kaçının
Mühendislik muhakemesi tek başına sayısal sertlikten daha önemlidir.
Shore D Sertliği Hakkında Yaygın Yanılgılar
Yanlış kanı 1:Daha Yüksek Shore D daha iyi koruma anlamına gelir
→ Koruma yüzey sertliğine değil gerilim davranışına bağlıdır.
Yanlış Kanı 2:Shore D çatlama riskini öngörüyor
→ Çatlama, girinti direncinden değil, gerilim birikiminden kaynaklanır.
Yanlış Kanı 3:Tek sertlik değeri tüm tasarımlara uyar
→ Optimum sertlik montaj yapısına ve çalışma koşullarına bağlıdır.
Çözüm
Shore D sertliği yararlı bir tanımlayıcı parametredir-ancak yalnızca sınırlamaları açıkça anlaşıldığında.
Elektronik çömlekçilik uygulamalarında,sertliği bir güvenilirlik ölçüsü olarak yanlış yorumlamak uzun-vadeli risklere yol açabilirİlk inceleme sırasında görülemeyenler.
Sertlik, bir malzemenin ne kadar sert hissettirdiğini açıklar.
Bir meclisin nasıl hayatta kaldığını açıklamıyor.
Dahili Referans(Katmanlı Bağlantı)
Kapsülleme tasarımında sertliğin, iç gerilimin ve malzeme seçiminin nasıl etkileşime girdiğine dair daha derin bir mühendislik tartışması için şuraya bakın:
→ Yüksek-Sertlikli Epoksi Saksı Üretiminde Gerilimi Yönetmek (Mühendislik Tasarımıyla İlgili Hususlar)
