灌封材料PPT课件

灌封材料及其应用
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主要内容
一、灌封材料的基础知识 二、灌封胶配方实例 三、灌封胶材料性能要求 四、灌封工艺及常见问题原因分析 五、灌封材料的应用
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一、灌封材料基础知识
1、什么事灌封
灌封简单说就是把元器件的各部分按要求进行合理的布置、 组装、键合、连接与环境隔离和保护等操作工艺。它的作用是 强化器件的整体性，提高对外来冲击、震动的抵抗力；提高内 部元件、线路间的绝缘；有利于器件小型化、轻量化；避免元 件、线路直接暴露于环境中，改善器件的防水防潮性能。
灌封胶固化前的主要特性有：颜色、粘度、比重、配比、凝胶时间、可使用时间、固化时 间、触变性（止流性）、硬度、表面张力等。 （1）粘度：是指胶体在流动中所产生的内部摩擦阻力，其数值由物质种类、温度、浓度 等因素决定。 （2）凝胶时间：胶水的固化是从液体向固化转化的过程，从胶水开始反应起到胶体趋向 固体时的临界状态的时间为凝胶时间，它由双组份混合量、温度等因素决定。 （3）触变性：该特性是指胶体受外力触动时，随外力作用由稠变稀，当外界因素停止作 用时，胶体又恢复到原来时的稠度的现象。 （4）硬度：是指材料对压印、刮痕等外力的抵抗能力。硬度的数值与硬度计类型有关， 在常用的硬度计中，邵氏硬度计结构简单，适于生产检验，邵氏硬度计可分为A型、C型、 D型，A型用于测量软质胶体，C和D型用于测量半硬和硬质胶体。 （5）表面张力：液体内部分子的吸引力使表面上的分子处于向内一种力作用下，这种力 使液体尽量缩小其表面积而形成平行于表面的力，称为表面张力。表面张力的单位是N／m 。表面张力的大小与液体的性质、纯度和温度有关。
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一、灌封材料基础知识
2、灌封材料性能要求
性能要求
1）电性能要求高 2）机械性能优异 3）憎水防潮 4）耐候性能优异 5）优秀的耐热、阻燃性 6）耐盐雾性能好 7）灌封工件固化后可经过机械加工，在加工过程中不能出现 形变现象
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一、灌封材料基础知识
3、主要灌封材料品种
灌封材料的品种很多，常用的主要有三大类：环氧树脂、 有机硅和聚氨酯。
环氧灌封按组分不同分为单组份和双组份灌封胶。单组份环氧灌 封胶即应用潜伏性固化剂固化而成的一种加热固化品种，单组份的耐 温性和粘结性能优于双组份灌封，且单组份灌封设备简单，使用较方 便，但是成本较高，对储存条件要求较高。双组份灌封根据固化剂的 不同可分为常温灌封和加热固化灌封，常温灌封缺点是体系粘度较大， 难以实现工业自动化，一般可用于较低压电子元器件的灌封或不适合 加热的场合；加热固化灌封粘度较小，工艺好，固化物的综合性能优 异，适用于高压电子器件的灌封
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一、灌封材料基础知识
（2）缩合型硅橡胶
缩合型：液体硅橡胶在催化剂的作用下，基础聚合物与交 联剂等在室温硫化发生缩合反应，过程中有小分子物质产 生。通常以小分子物质的种类具体命名缩合型产品。如反 应过程中释放出乙醇分子，即为脱醇型。脱醇型有单组分 和双组分之分。
A＋B→C＋D（小分子） A：基础聚合物，即 α, γ -二羟基聚二甲基硅氧烷（俗称107胶） B：交联剂，含有各种基团的硅氧烷 C：硅橡胶聚合物，高分子弹性体 D：小分子，如醇、酮肟、氢气、丙酮、醋酸、酰胺……
1）多异氰酸酯分子量低，渗透力强，粘结力很强； 2）固化后，耐热、耐溶剂性能好。 3）含游离异氰酸酯基团高，对潮气敏感、有毒性。 4）多异氰酸酯分子量低，固化后，胶层硬度高，有脆性，常需改性 。
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一、灌封材料基础知识
6、聚氨酯灌封胶（续）
2、双组份预聚体型聚氨酯树脂胶粘剂
将多异氰酸酯单体与多羟基树脂反应，生成的预聚体 作甲组分，将多羟基树脂（如：聚酯，聚醚）、催化剂与 溶剂作乙组分配制而成的胶粘剂 双组份预聚体型聚氨酯树脂胶粘剂的特点
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一、灌封材料基础知识
6、聚氨酯灌封胶
聚氨酯灌封胶通常由聚酯、聚醚等低聚物多元醇与多异氰酸酯，以 二元醇或者二元胺为扩链剂，通过逐步聚合制备而成。聚氨酯灌封胶硬 度是一种介于环氧树脂胶和有机硅之间的灌封胶，它的硬度略次于环氧 树脂高于有机硅， 1、单组分多异氰酸酯胶粘剂 （1）配制：将多异氰酸酯单体与溶剂按一定比例混合均匀，即可配制成 多异氰酸酯胶粘剂 。 （2）固化原理：—NCO与被粘物表面—OH作用，可在常温或高温下固化 。 （3）多异氰酸树脂胶粘剂的特点：
1）两个组分混合后，通过反应固化，属于反应型胶粘 剂。
2）性能及粘度可调。 3）可室温固化，也可高温固化。 4）粘结强度大，粘接范围广
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二、灌封胶配方实例
1、环氧灌封料的配方机硅灌封料的配方实例
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二、灌封胶配方实例
3、聚氨酯灌封料的配方实例
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二、灌封胶配方实例
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一、灌封材料基础知识
4、有机硅灌封胶
有机硅灌封胶是指用硅橡胶制备的一类电子灌封胶， 其硬度较低，一般有机硅灌封胶的机械性能都较差，表面 能较低，与基材之间的粘结力差。在电子元器件进行灌封 后，可对电子器件进行修补，在较高的温度下，灌封胶性 能较稳定，有机硅灌封胶颜色一般可根据需要进行调整。
有机硅灌封胶分单组份和双组份有机硅灌封胶。单组 份有机硅灌封胶一般都需要高温固化，有些品种甚至要在 150度以上才能固化；双组份有机硅灌封胶是最为常见的， 主要包括加成型和缩合型两大类。一般情况下，缩合型灌 封胶对基材的附着力较差，固化后容易产生挥发性小分子 物质，固化收缩率较大。
4、灌封胶常用的阻燃剂体系
（1）白度化红磷 （2）磷氮复合系 （3）氢氧化铝 （4）氢氧化镁 （5）三氧化二锑 （6）十溴二苯醚（乙烷） （7）十溴二苯醚（烷）和三氧化二锑复合体系 （8）氯化石蜡 （9）TCEP （10）三聚氰胺
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二、灌封胶配方实例
5、填料
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三、灌封胶材料性能要求
1、灌封胶固化前一般测试性能
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一、灌封材料基础知识
4、有机硅灌封胶（续）
(3)缩合型与加成型硅橡胶性能比较
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一、灌封材料基础知识
5、环氧灌封胶
环氧灌封胶固化原理：二个或二个以上环氧基在适当化学助剂如 固化剂存在下能形成三向交联结构的化合物。
环氧树脂具有优异的电性能，硬度较高 k ，通过改性能够得到一 定韧性，对金属等硬质基材有很好的粘结性能，耐腐蚀性能好，固化 收率和线性膨胀系数较小，灌封后，元器件 无法进行返修，且环氧灌 封胶价位较高，影响了其在电子灌封领域的广泛应用。
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一、灌封材料基础知识
4、有机硅灌封胶（续）
（1）加成型有机硅灌封胶的组成 加成型有机硅灌封胶与普通加成型硅橡胶一样， 通常
由乙烯基硅油（基础胶）、含氢硅油（交联剂）、铂催化 剂等组成。根据不同用途，还可添加其它填充剂，如气相 法或沉淀法白炭黑、氧化铁、二氧化钛和碳黑等。为了制 取透明级的有机硅灌封胶，也可加入硅树脂（如MQ树脂） 作为填充剂。