日期:2021-07-23 來(lái)源:互聯(lián)網(wǎng) 瀏覽次數(shù):次
電子灌封膠主要用于電子元器件的粘接、密封、灌封和涂覆保護(hù)。 灌封膠在未固化前屬于液體狀,具有流動(dòng)性,膠液黏度根據(jù)產(chǎn)品的材質(zhì)、性能、生產(chǎn)工藝的不同而有所區(qū)別。在完全固化后才能實(shí)現(xiàn)它的使用價(jià)值,固化后可以起到防水防潮、防塵、絕緣、導(dǎo)熱、保密、防腐蝕、耐溫、防震的作用。電子灌封膠種類(lèi)非常多,這里主要介紹下環(huán)氧樹(shù)脂灌封膠、聚氨酯灌封膠、有機(jī)硅灌封膠等。
通過(guò)歐盟ROHS指定標(biāo)準(zhǔn),固化物硬度高、表面平整、光澤好,有固定、絕緣、防水、防油、防塵、防盜密、耐腐蝕、耐老化、耐冷熱沖擊等特性。用于電子變壓器、AC電容、負(fù)離子發(fā)生器、水族水泵、點(diǎn)火線圈、電子模塊、LED模塊等的封裝。適用于中小型電子元器件的灌封,如汽車(chē)、摩托車(chē)點(diǎn)火器、LED驅(qū)動(dòng)電源、傳感器、環(huán)型變壓器、電容器、觸發(fā)器、LED防水燈、電路板的的保密、絕緣、防潮(水)灌封。
優(yōu)點(diǎn):環(huán)氧樹(shù)脂灌封膠多為硬性,也有極少部分改性環(huán)氧樹(shù)脂稍軟。該材質(zhì)的較大優(yōu)點(diǎn)在于對(duì)材質(zhì)的粘接力較好以及較好的絕緣性,固化物耐酸堿性能好。環(huán)氧樹(shù)脂一般耐溫100℃。材質(zhì)可作為透明性材料,具有較好的透光性。價(jià)格相對(duì)便宜。
缺點(diǎn):抗冷熱變化能力弱,受到冷熱沖擊后容易產(chǎn)生裂縫,導(dǎo)致水汽從裂縫中滲人到電子元器件內(nèi),防潮能力差;固化后膠體硬度較高且較脆,較高的機(jī)械應(yīng)力易拉傷電子元器件;環(huán)氧樹(shù)脂一經(jīng)灌封固化后由于較高的硬度無(wú)法打開(kāi),因此產(chǎn)品為“終身”產(chǎn)品,無(wú)法實(shí)現(xiàn)元器件的更換;透明用環(huán)氧樹(shù)脂材料一般耐候性較差,光照或高溫條件下易產(chǎn)生黃變。
應(yīng)用范圍:一般用于LED、變壓器、調(diào)節(jié)器、工業(yè)電子、繼電器、控制器、電源模塊等非精密電子器件的灌封。
聚氨酯灌封膠又成PU灌封膠,通常由聚醋、聚醚和聚雙烯烴等低聚物的多元醇與二異氰酸酯, 以二元醇或二元胺為擴(kuò)鏈劑, 經(jīng)過(guò)逐步聚合而成。灌封膠通??梢圆捎妙A(yù)聚物法和一步法工藝來(lái)制備。
聚氨酯灌封材料的特點(diǎn)為硬度低, 強(qiáng)度適中, 彈性好, 耐水, 防霉菌, 防震, 透明, 有優(yōu)良的電絕緣性和難燃性, 對(duì)電器元件無(wú)腐蝕, 對(duì)鋼、鋁、銅、錫等金屬, 以及橡膠、塑料、木質(zhì)等材料有較好的粘接性。灌封材料可使安裝和調(diào)試好的電子元件與電路不受震動(dòng)、腐蝕、潮濕和灰塵等的影響。
優(yōu)點(diǎn):聚氨酯灌封膠具有較為優(yōu)異的耐低溫性能,材質(zhì)稍軟,對(duì)一般灌封材質(zhì)均具備較好的粘結(jié)性,粘結(jié)力介于環(huán)氧樹(shù)脂及有機(jī)硅之間。具備較好的防水防潮、絕緣性。
缺點(diǎn):耐高溫能力差且容易起泡,必須采用真空脫泡;固化后膠體表面不平滑且韌性較差,抗老化能力、抗震和紫外線都很弱、膠體容易變色。
應(yīng)用范圍:一般應(yīng)用于發(fā)熱量不高的電子元器件的灌封。變壓器、抗流圈、轉(zhuǎn)換器、電容器、線圈、電感器、變阻器、線形發(fā)動(dòng)機(jī)、固定轉(zhuǎn)子、電路板、LED、泵等。
有機(jī)硅灌封膠的種類(lèi)很多,不同種類(lèi)的有機(jī)硅灌封膠在耐溫性能、防水性能、絕緣性能、光學(xué)性能、對(duì)不同材質(zhì)的粘接附著性能以及軟硬度等方面有很大差異。有機(jī)硅灌封膠可以加入一些功能性填充物賦予其導(dǎo)電導(dǎo)熱導(dǎo)磁等方面的性能。有機(jī)硅灌封膠的機(jī)械強(qiáng)度一般都比較差,也正是借用此性能,使其達(dá)到“可掰開(kāi)”便于維修,即如果某元器件出故障,只需要撬開(kāi)灌封膠,換上新的原件后,可以繼續(xù)使用。
有機(jī)硅灌封膠的顏色一般都可以根據(jù)需要任意調(diào)整?;蛲该骰蚍峭该骰蛴蓄伾?。有機(jī)硅灌封膠在防震性能、電性能、防水性能、耐高低溫性能、防老化性能等方面表現(xiàn)非常好。
雙組有機(jī)硅灌封膠是常見(jiàn)的,這類(lèi)膠包括縮合型的和加成性的兩類(lèi)。一般縮合型的對(duì)元器件和灌封腔體的粘附里力較差,固化過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生揮發(fā)性低分子物質(zhì),固化后有較明顯收縮率。加成型的(又稱硅凝膠)收縮率極小、固化過(guò)程中沒(méi)有低分子產(chǎn)生??梢约訜峥焖俟袒?。
優(yōu)點(diǎn):有機(jī)硅灌封膠固化后材質(zhì)較軟,有固體橡膠和硅凝膠兩種形態(tài),能夠消除大多數(shù)的機(jī)械應(yīng)力并起到減震保護(hù)效果。物理化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,具備較好的耐高低溫性,可在-50~200℃范圍內(nèi)長(zhǎng)期工作。優(yōu)異的耐候性,在室外長(zhǎng)達(dá)20年以上仍能起到較好的保護(hù)作用,而且不易黃變。具有優(yōu)異的電氣性能和絕緣能力,灌封后有效提高內(nèi)部元件以及線路之間的絕緣,提高電子元器件的使用穩(wěn)定性。具有的返修能力,可快捷方便的將密封后的元器件取出修理和更換。
缺點(diǎn):粘結(jié)性能稍差。
應(yīng)用范圍:適合灌封各種在惡劣環(huán)境下工作以及高端精密/敏感電子器件。如LED、顯示屏、光伏材料、二極管、半導(dǎo)體器件、繼電器、傳感器、汽車(chē)安定器HIV、車(chē)載電腦ECU等,主要起絕緣、防潮、防塵、減震作用。
灌封膠主要由基礎(chǔ)樹(shù)脂、填料、固化劑、交聯(lián)劑、及其他助劑組成,其中填料和助劑是影響灌封膠沉降的主要因素,因此在設(shè)計(jì)灌封膠配方時(shí),應(yīng)從這兩大方面考慮,這里主要從填料角度出發(fā)。(以灌封膠中常用粉料硅微粉為主)
同種導(dǎo)熱填料,粒徑越細(xì),沉降性越好。
這是因?yàn)榧?xì)粉比表面積大,表面羥基含量較多,粒子之間的氫鍵較強(qiáng),導(dǎo)致黏度較大,從而減緩填料的沉降,但是由此帶來(lái)的優(yōu)異抗沉降性會(huì)造成灌封膠黏度較高,因此毫無(wú)意義。常見(jiàn)的灌封膠采用不同粒徑的填料進(jìn)行粗細(xì)搭配,這種復(fù)合不僅能在體系中形成致密的堆積,而且粗粉的加入還可提高導(dǎo)熱性能,更重要的是,粗粉對(duì)體系黏度增加較小,粗細(xì)粉體互相搭配,可以靈活調(diào)整體系黏度,從而調(diào)節(jié)沉降性。
常見(jiàn)的填料均為無(wú)機(jī)粉體,在電子灌封膠領(lǐng)域,常見(jiàn)的粉料為硅微粉(見(jiàn)下圖)。相對(duì)于硅油的密度大,且表面活性基團(tuán)少;與硅油的相容性差,隨著靜置時(shí)間延長(zhǎng),無(wú)機(jī)粉體逐漸沉降,造成油粉分離。
但是當(dāng)粉體添加量達(dá)到一定量后,膠體的黏度急劇增大,此時(shí)會(huì)減緩導(dǎo)熱填料的沉降速度,油粉分離的情況減弱。但若黏度過(guò)高,將影響導(dǎo)熱灌封膠在使用時(shí)的排泡和灌封等工藝性能,得不償失。所以不能一味追求優(yōu)異的抗沉降性,而進(jìn)行高填充。
用表面處理劑對(duì)填料進(jìn)行表面包覆,在粉體顆粒表面引入非極性的親油基團(tuán),使改性粉體在硅油中浸潤(rùn)性好,易分散均勻,粒子之間不易黏結(jié)聚集,膠體的抗沉降性增強(qiáng)。同時(shí),經(jīng)過(guò)表面處理工藝可降低粉體的極性,減小粉體與硅油之間的界面張力,兩者相容性增強(qiáng),表現(xiàn)出來(lái)的是膠體黏度更低。因此在灌封膠中,從提高其抗沉降能力而言,使用改性填料比普通填料好,且黏度還不會(huì)增加。
本文標(biāo)題:電子灌封膠簡(jiǎn)介及沉降影響因素介紹
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