アルミ基板とセラミック板の加熱接着硬化時の反り

質問

アルミ基板とセラミック板を放熱接着剤を使用して、加熱硬化により
位置決め・貼り付けしたところ、
硬化後、セラミック板に反り（セラミック板の外側が浮いている状態）が
発生しました。
アルミ板　　：88mm * 83mm t = 0.9mm
セラミック板：98mm * 98mm t = 1mm
硬化条件　　：125℃　30分
です。
原因及び対策案、お分かりになる方いらっしゃいますでしょうか？
ご回答お願い致します。

回答No.4

nagata2017

加熱式を使わない。
2液混合型エポキシ接着剤　等
強力な接着効果が必要であれば　同じもので長時間硬化タイプ　6h 12hなど
大量生産で作業効率が問題になるようであれば
速乾型　強力接着剤　スーパーX2
http://www.cemedine.co.jp/product/domestic/superx/

回答No.3

fujiyama32

アルミ基板とセラミック板の「熱」による膨張係数の違いにより反り返る
と思います。
バイメタルの原理と同じ考え方です。
次のような方法で検討をすることをお勧めします。
1)弾性のある合成ゴム系の接着剤に替える。
2)接合面にシリコングリスを塗り、双方をネジ止めで固定する。
3)双方の材料の厚みをかなり厚くして反らないようにする。
　この場合、加熱・冷却の繰り返しにより接着面が剥がれる可能性大
　と思います。
4)アルミ板の膨張係数と同じ膨張係数を持つセラミック板を探します。
　購入個数が多い場合は、セラミック板メーカーに製造を相談します。

お礼

ご回答有難う御座います。
設計変更他、伴う対策を検討しなければならないという
ことですね。

回答No.2

ohkawa3

回答(1)再出　　対策方法の追加です。

下図のように、アルミ板を分割すれば、反りは大幅に低減できます。
このような仕様変更が許容されれば、副作用はほとんど心配ありません。

お礼

追加回答有難う御座います。
アルミ基板の分割はできませんが、
アルミ基板が大きすぎるのが要因なのかと。

回答No.1

ohkawa3

アルミ板の熱膨張係数は、23ppm／℃程度、一方セラミック板の熱膨張係数は、7～8ppm／℃程度です。
硬化温度125℃で「平らに」接着されたとすれば、温度が常温に下がると、アルミ板の方がより縮むので、セラミックの方が凸になるように反るのは自明のことです。

対策方法はいろいろあります。
1) 硬化温度の低い接着剤を使う（硬化時間が長くかかる）
2) 接着層を厚くする（熱抵抗が高くなる）
3) 硬化後の硬度の低い接着剤を使う（温度サイクルで剥離する可能性が高まる）
4) アルミ板 及び/又は セラミック板の板厚を厚くする（設計仕様を逸脱する）
5) 逆反りさせた状態に加圧して接着剤を硬化させる（金型、プレス設備が必要）

対策には、それぞれ副作用もありますから、トレードオフをよく検討になって方法を選択することをお勧めします。

お礼

ご回答有難うございます。
現実的な対策は,硬化温度を低くして
接着硬化させるのが最善かと。