Клеи — вещества, обладающие высокой адгезионной способностью, пригодные для соединения между собой материалов разных классов. При склеивании, в отличие от сварки и пайки, не требуется нагревать изделие до высоких температур, а высокая нагревостойкость обеспечивает возможность повторных нагревов. Соединение может обладать эластичностью, что снижает уровень механических напряжений после отверждения и обеспечивает прочность в условиях термоударов, динамических нагрузок, при большой разнице ТКЛР.
Разрушение клеевого соединения, как правило, означает внезапный отказ РЭА, поэтому к клеям предъявляются высокие требования. Чтобы обеспечить стабильность технологических характеристик клея, а благодаря этому и качество соединения полимерная его основа должна иметь узкое молекулярно-массовое распределение, т. е. к полимеру предъявляются повышенные требования. В специальных случаях от них требуется еще и такие качества, как биостойкость, негорючесть, электро- и теплопроводность. Универсальных клеев не существует; труднее поддаются склеиванию металлы, легче — неметаллы, за исключением иепо-лярных термопластов, не подвергнутых специальной обработке. Поэтому клей, предназначенный для металлов, пригоден и для неметаллов, но гораздо реже бывает обратное. Так, эпоксидные клеи применимы для всех материалов, а не модифицированные фенолформальдегидные, кремнийорганические, поливинилацетатные (ПВА) — хорошо склеивают только неметаллы.
В клеи на основе термореактивных смол часто вводятся наполнители и добавки, которые могут придать им следующие свойства: биостойкость (соединения мышьяка и ртути); негорючесть (оксид сурьмы); тиксотропность (аэросил, слюдяная мука); элек-тропроводность (порошки серебра или никеля); теплопроводность (нитрид бора); способность вспениваться (фреоны, карбонаты). Следует учитывать, что при введении в состав клея наполнителей его адгезионная способность снижается.
Химическая промышленность поставляет большое количество клеев, причем их исходное состояние может быть различным:
o жидкость, содержащая летучий растворитель, или без него;
o твердое тело в форме легкоплавких порошков, таблеток, гранул;
o расплав на основе термопластов;
o пленка, нанесенная на подложку (склеивающие прокладки многослойных ПП) или в свободном состоянии, без подложки;
o липкая лента с постоянной липкостью или активируемая растворителями, водой, повышением температуры. (Липкостью называют способность клея в момент контакта с твердой поверхностью немедленно образовывать соединение.
Это свойство важно, например, для приклеивания декоративно-отделочных материалов, при монтаже кристаллов ИС и т. д.) Липкие ленты на лавсановой основе применяют для герметизации конденсаторов.
Особое значение в технологии РЭА имеют тепло- и электропроводящие клеи. Они широко используются для крепления полупроводниковых кристаллов ИС к металлизированным корпусам с обеспечением теплового и электрического контакта, а также выводов и контактным площадкам. Электропроводящее покрытие используется для экранирования РЭА от электромагнитных полей. Высокая технологичность этого способа коммутации объясняется исключением из процесса операции пайки, неизбежно вызывающей термоудар, а также возможностью нагрева изделия при последующей обработке вплоть до 673 К без разрушения клеевого соединения. Проблема выбора наполнителя является главной при разработке электропроводящих клеев (контактолов). Вследствие невакуумной природы полимеров в качестве наполнителей можно использовать лишь благородные металлы и никель. Тонкодисперсная медь очень быстро окисляется в составе полимерной композиции и годится только в посеребренном виде. Для экономии дефицитного серебра (а наполнитель в составе электропроводящего клея составляет 60...80% по массе) можно использовать также посеребренный графит. Современные электропроводящие клеи, например АС-40В, обладают удельным сопротивлением менее 0,01 Ом-см, коэффициентом теплопроводности—4 Вт/(м-К), выдерживают 10 термоциклов с перепадом от210 до 720 К, нагревостойки до 720 К. Клеевая неотвержденная композиция жизнеспособна в течение 12...24ч. Клеи на основе карбонильного никелевого порошка менее электро- и теплопроводны и ограничены рабочей температурой 493 К (120°С).
Поскольку ассортимент клеев очень велик, выбор оптимального из них для данного назначения представляет собой довольно сложную задачу. Эластичные материалы можно клеить только эластичными клеями на основе кремнийорганических полимеров. Пластмассы лучше клеить материалами, близкими по химической природе. Наконец, разнородные материалы можно склеить более надежно, если использовать не один вид клея, а два, более соответствующие двум склеиваемым материалам по природе. Если соединяемые поверхности плохо подогнаны, целесообразно применить вспенивающиеся клеи. Надо помнить, что оптимальная толщина слоя клея, обеспечивающая наиболее прочное соединение, — 0,1...0,2 мм. Недостатки клеевых соединений: невысокая механическая прочность, особенно сопротивление отдиранию, высокое тепловое сопротивление, непригодность для СВЧ РЭА (за исключением клеев-расплавов).