灌封材料介紹-課件

灌封材料介紹1ppt課件主要內(nèi)容一、灌封材料的基礎(chǔ)知識二、灌封膠配方實例三、灌封膠材料性能要求四、灌封工藝及常見問題原因分析五、灌封材料的應(yīng)用2ppt課件一、灌封材料基礎(chǔ)知識1、什么事灌封

灌封簡單說就是把元器件的各部分按要求進行合理的布置、組裝、鍵合、連接與環(huán)境隔離和保護等操作工藝。它的作用是強化器件的整體性，提高對外來沖擊、震動的抵抗力；提高內(nèi)部元件、線路間的絕緣；有利于器件小型化、輕量化；避免元件、線路直接暴露于環(huán)境中，改善器件的防水防潮性能。3ppt課件2、灌封材料性能要求一、灌封材料基礎(chǔ)知識性能要求1）電性能要求高2）機械性能優(yōu)異3）憎水防潮

4）耐候性能優(yōu)異5）優(yōu)秀的耐熱、阻燃性

6）耐鹽霧性能好7）灌封工件固化后可經(jīng)過機械加工，在加工過程中不能出現(xiàn)形變現(xiàn)象4ppt課件3、主要灌封材料品種灌封材料的品種很多，常用的主要有三大類：環(huán)氧樹脂、有機硅和聚氨酯。一、灌封材料基礎(chǔ)知識環(huán)氧樹脂有機硅聚氨酯特點收縮率?。粌?yōu)良的絕緣耐熱性，耐附著性好；機械強度大，價格較低，可操作性好；固化劑和促進的選擇可千變?nèi)f化適用溫度范圍廣，固化時不吸熱、不放熱、固化后不收縮，對材料粘結(jié)性較好，優(yōu)良的電器性能和化學穩(wěn)定性能、耐水、耐臭氧、耐候性好可返修性好環(huán)境適應(yīng)能力強，抗震性能和耐冷熱循環(huán)性能好缺點受分子結(jié)構(gòu)的限制，耐冷熱循環(huán)后易開裂，許多反應(yīng)體系毒性較大，不能返修強度低，硬度低灌封膠表面過軟、易起泡；固化不充分且高溫固化易發(fā)脆，韌性較差，高溫、高濕下易水解而降低膠合強度用途常溫和高溫條件下的電子元器件的灌封，其使用環(huán)境對機械力學性能沒有特殊要求工作環(huán)境條件苛刻的高技術(shù)領(lǐng)域汽車干式點火線圈和摩托車無觸點點火裝置的封裝，普通電器元件的封裝5ppt課件一、灌封材料基礎(chǔ)知識

有機硅灌封膠是指用硅橡膠制備的一類電子灌封膠，其硬度較低，一般有機硅灌封膠的機械性能都較差，表面能較低，與基材之間的粘結(jié)力差。在電子元器件進行灌封后，可對電子器件進行修補，在較高的溫度下，灌封膠性能較穩(wěn)定，有機硅灌封膠顏色一般可根據(jù)需要進行調(diào)整。有機硅灌封膠分單組份和雙組份有機硅灌封膠。單組份有機硅灌封膠一般都需要高溫固化，有些品種甚至要在150度以上才能固化；雙組份有機硅灌封膠是最為常見的，主要包括加成型和縮合型兩大類。一般情況下，縮合型灌封膠對基材的附著力較差，固化后容易產(chǎn)生揮發(fā)性小分子物質(zhì)，固化收縮率較大。4、有機硅灌封膠6ppt課件一、灌封材料基礎(chǔ)知識（1）加成型有機硅灌封膠的組成加成型有機硅灌封膠與普通加成型硅橡膠一樣，通常由乙烯基硅油（基礎(chǔ)膠）、含氫硅油（交聯(lián)劑）、鉑催化劑等組成。根據(jù)不同用途，還可添加其它填充劑，如氣相法或沉淀法白炭黑、氧化鐵、二氧化鈦和碳黑等。為了制取透明級的有機硅灌封膠，也可加入硅樹脂（如MQ樹脂）作為填充劑。4、有機硅灌封膠（續(xù)）7ppt課件一、灌封材料基礎(chǔ)知識縮合型：液體硅橡膠在催化劑的作用下，基礎(chǔ)聚合物與交聯(lián)劑等在室溫硫化發(fā)生縮合反應(yīng)，過程中有小分子物質(zhì)產(chǎn)生。通常以小分子物質(zhì)的種類具體命名縮合型產(chǎn)品。如反應(yīng)過程中釋放出乙醇分子，即為脫醇型。脫醇型有單組分和雙組分之分。

A＋B→C＋D（小分子）

A：基礎(chǔ)聚合物，即α,γ-二羥基聚二甲基硅氧烷（俗稱107膠）

B：交聯(lián)劑，含有各種基團的硅氧烷

C：硅橡膠聚合物，高分子彈性體

D：小分子，如醇、酮肟、氫氣、丙酮、醋酸、酰胺……（2）縮合型硅橡膠8ppt課件一、灌封材料基礎(chǔ)知識(3)縮合型與加成型硅橡膠性能比較4、有機硅灌封膠（續(xù)）性能項目縮合型硅橡膠加成型硅橡膠線收縮率/%<1.0<0.2深層固化一般建議灌封厚度≤3cm任意硫化副產(chǎn)物酸、肟、醇、丙酮等小分子理論上沒有電氣絕緣性有小分子和副產(chǎn)物放出，初期下降，以后緩慢恢復，一般能達到：1.0×1014~5.0×1014無副產(chǎn)物，電氣性能優(yōu)異，一般能達到：5.0×1014~1.0×1015耐熱性在密閉條件下較差良好耐濕熱性表面發(fā)粘，強度下降明顯良好可以加熱提高固化速度不可以加熱提高固化速度強度強度差強度好9ppt課件一、灌封材料基礎(chǔ)知識

環(huán)氧灌封膠固化原理：二個或二個以上環(huán)氧基在適當化學助劑如固化劑存在下能形成三向交聯(lián)結(jié)構(gòu)的化合物。環(huán)氧樹脂具有優(yōu)異的電性能，硬度較高k，通過改性能夠得到一定韌性，對金屬等硬質(zhì)基材有很好的粘結(jié)性能，耐腐蝕性能好，固化收率和線性膨脹系數(shù)較小，灌封后，元器件無法進行返修，且環(huán)氧灌封膠價位較高，影響了其在電子灌封領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。環(huán)氧灌封按組分不同分為單組份和雙組份灌封膠。單組份環(huán)氧灌封膠即應(yīng)用潛伏性固化劑固化而成的一種加熱固化品種，單組份的耐溫性和粘結(jié)性能優(yōu)于雙組份灌封，且單組份灌封設(shè)備簡單，使用較方便，但是成本較高，對儲存條件要求較高。雙組份灌封根據(jù)固化劑的不同可分為常溫灌封和加熱固化灌封，常溫灌封缺點是體系粘度較大，難以實現(xiàn)工業(yè)自動化，一般可用于較低壓電子元器件的灌封或不適合加熱的場合；加熱固化灌封粘度較小，工藝好，固化物的綜合性能優(yōu)異，適用于高壓電子器件的灌封5、環(huán)氧灌封膠10ppt課件一、灌封材料基礎(chǔ)知識

聚氨酯灌封膠通常由聚酯、聚醚等低聚物多元醇與多異氰酸酯，以二元醇或者二元胺為擴鏈劑，通過逐步聚合制備而成。聚氨酯灌封膠硬度是一種介于環(huán)氧樹脂膠和有機硅之間的灌封膠，它的硬度略次于環(huán)氧樹脂高于有機硅，1、單組分多異氰酸酯膠粘劑（1）配制：將多異氰酸酯單體與溶劑按一定比例混合均勻，即可配制成多異氰酸酯膠粘劑。（2）固化原理：—NCO與被粘物表面—OH作用，可在常溫或高溫下固化。（3）多異氰酸樹脂膠粘劑的特點：

1）多異氰酸酯分子量低，滲透力強，粘結(jié)力很強；

2）固化后，耐熱、耐溶劑性能好。

3）含游離異氰酸酯基團高，對潮氣敏感、有毒性。

4）多異氰酸酯分子量低，固化后，膠層硬度高，有脆性，常需改性。6、聚氨酯灌封膠11ppt課件一、灌封材料基礎(chǔ)知識2、雙組份預(yù)聚體型聚氨酯樹脂膠粘劑將多異氰酸酯單體與多羥基樹脂反應(yīng)，生成的預(yù)聚體作甲組分，將多羥基樹脂（如：聚酯，聚醚）、催化劑與溶劑作乙組分配制而成的膠粘劑雙組份預(yù)聚體型聚氨酯樹脂膠粘劑的特點

1）兩個組分混合后，通過反應(yīng)固化，屬于反應(yīng)型膠粘劑。

2）性能及粘度可調(diào)。

3）可室溫固化，也可高溫固化。

4）粘結(jié)強度大，粘接范圍廣6、聚氨酯灌封膠（續(xù)）12ppt課件二、灌封膠配方實例1、環(huán)氧灌封料的配方實例13ppt課件二、灌封膠配方實例2、有機硅灌封料的配方實例14ppt課件3、聚氨酯灌封料的配方實例二、灌封膠配方實例15ppt課件二、灌封膠配方實例（1）白度化紅磷（2）磷氮復合系（3）氫氧化鋁（4）氫氧化鎂（5）三氧化二銻（6）十溴二苯醚（乙烷）（7）十溴二苯醚（烷）和三氧化二銻復合體系（8）氯化石蠟（9）TCEP（10）三聚氰胺4、灌封膠常用的阻燃劑體系16ppt課件二、灌封膠配方實例5、填料17ppt課件1、灌封膠固化前一般測試性能灌封膠固化前的主要特性有：顏色、粘度、比重、配比、凝膠時間、可使用時間、固化時間、觸變性（止流性）、硬度、表面張力等。（1）粘度：是指膠體在流動中所產(chǎn)生的內(nèi)部摩擦阻力，其數(shù)值由物質(zhì)種類、溫度、濃度等因素決定。（2）凝膠時間：膠水的固化是從液體向固化轉(zhuǎn)化的過程，從膠水開始反應(yīng)起到膠體趨向固體時的臨界狀態(tài)的時間為凝膠時間，它由雙組份混合量、溫度等因素決定。（3）觸變性：該特性是指膠體受外力觸動時，隨外力作用由稠變稀，當外界因素停止作用時，膠體又恢復到原來時的稠度的現(xiàn)象。（4）硬度：是指材料對壓印、刮痕等外力的抵抗能力。硬度的數(shù)值與硬度計類型有關(guān)，在常用的硬度計中，邵氏硬度計結(jié)構(gòu)簡單，適于生產(chǎn)檢驗，邵氏硬度計可分為A型、C型、D型，A型用于測量軟質(zhì)膠體，C和D型用于測量半硬和硬質(zhì)膠體。（5）表面張力：液體內(nèi)部分子的吸引力使表面上的分子處于向內(nèi)一種力作用下，這種力使液體盡量縮小其表面積而形成平行于表面的力，稱為表面張力。表面張力的單位是N／m。表面張力的大小與液體的性質(zhì)、純度和溫度有關(guān)。三、灌封膠材料性能要求18ppt課件4、固化后一般性能測試1、硬度：一般在30-80邵A2、導熱系數(shù)：一般要求≥0.4W/(m·K)3、吸水率：一般要求≤0.1%4、電性能：較大的擊穿電壓和絕緣電阻、較小的介電常數(shù)和介電損耗5、耐鹽霧性：鹽霧箱中放置1800h后性能基本沒有變化6、耐雙85性能：在溫度85℃和濕度85%的條件下一般放置1000h后性能基本無變化7、耐紫外性能：在紫外線照射的條件下一般放置1000h后性能基本無變化三、灌封膠材料性能要求19ppt課件四、灌封工藝及常見問題原因分析

灌封產(chǎn)品的質(zhì)量，一般與產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計、元件選擇、組裝及所用灌封材料密切相關(guān)，灌封工藝也是不容忽視的因素，對聚氨酯和有機硅灌封膠工藝而言，灌封工藝類似。下面以環(huán)氧灌封膠工藝為例：環(huán)氧樹脂灌封有常態(tài)和真空兩種灌封工藝。環(huán)氧樹脂和胺類固化劑常溫固化灌封料，一般用于低壓電器，多采用常態(tài)灌封。環(huán)氧樹脂和酸酐類固化劑加熱固化灌封料，一般用于高壓電子器件灌封，多采用真空灌封工藝。目前常見的有手工真空灌封和機械真空灌封兩種方式，而機械真空灌封又可分為A、B組分先混合脫泡后灌封和先分別脫泡后混合灌封兩種情況。其工藝流程如下：(1)手工真空灌封工藝(2)機械真空灌封工藝

先混合脫泡后灌封工藝

A、B先分別脫泡后混合灌封工藝

相比之下，機械真空灌封，設(shè)備投資大，維護費用高，但在產(chǎn)品的一致性、可靠性等方面明顯優(yōu)于手工真空灌封工藝。無論何種灌封方式，都應(yīng)嚴格遵守給定的工藝條件，否則很難得到滿意的產(chǎn)品。

1、灌封工藝20ppt課件四、灌封工藝及常見問題原因分析（1）局部放電起始電壓低，線間打火或擊穿電視機、顯示器行輸出變壓器，汽車、摩托車點火器等高壓電子產(chǎn)品，常因灌封工藝不當，工作時會出現(xiàn)局部放電、線間打火或擊穿現(xiàn)象，是因為這類產(chǎn)品高壓線圈線徑很小，一般只有0.02～0.04mm，灌封料未能完全浸透匝間，使線圈匝間存留空隙。由于空隙介電常數(shù)遠小于環(huán)氧灌封料，在交變高壓條件下，會產(chǎn)生不均勻電場，引起界面局部放電，使材料老化分解，引起絕緣破壞。從工藝角度分析，造成線間空隙有以下兩方面原因：1)灌封時真空度不夠高，線間空氣未能完全排除，使材料無法完全浸滲。2)灌封前試件預(yù)熱溫度不夠，灌入試件物料黏度不能迅速降低，影響浸滲。操作上應(yīng)注意如下幾點：1)灌封料復合物應(yīng)保持在給定的溫度范圍內(nèi)，并在適用期內(nèi)使用完畢。2)灌封前，試件要加熱到規(guī)定溫度，灌封完畢應(yīng)及時進入加熱固化程序。3)灌封真空度要符合技術(shù)規(guī)范要求。2、灌封常見問題及原因分析21ppt課件四、灌封工藝及常見問題原因分析（2）灌封件表面縮孔、局部凹陷、開裂灌封料在加熱固化過程中會產(chǎn)生兩種收縮：由液態(tài)到固態(tài)相變過程中的化學收縮和降溫過程中的物理收縮。固化過程中的化學變化收縮又有兩個過程：從灌封后加熱化學交聯(lián)反應(yīng)開始到微觀網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)初步形成階段產(chǎn)生的收縮，稱之為凝膠預(yù)固化收縮；從凝膠到完全固化階段產(chǎn)生的收縮我們稱之為后固化收縮。這兩個過程的收縮量是不一樣的，前者由液態(tài)轉(zhuǎn)變成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)過程中物理狀態(tài)發(fā)生突變，反應(yīng)基團消耗量大于后者，體積收縮量也高于后者。如灌封試件采取一次高溫固化，則固化過程中的兩個階段過于接近，凝膠預(yù)固化和后固化近乎同時完成，這不僅會引起過高的放熱峰、損壞元件，還會使灌封件產(chǎn)生巨大的內(nèi)應(yīng)力造成產(chǎn)品內(nèi)部和外觀的缺損。所以灌封料的固化速度與固化條件的匹配要適宜。通常采用的方法是依照灌封料的性質(zhì)、用途按不同溫區(qū)分段固化。在凝膠預(yù)固化溫區(qū)段灌封料固化反應(yīng)緩慢進行、反應(yīng)熱逐漸釋放，物料黏度增加和體積收縮平緩進行。此階段物料處于流態(tài)，則體積收縮表現(xiàn)為液面下降直至凝膠，可完全消除該階段體積收縮內(nèi)應(yīng)力。對灌封料固化條件的制訂，還要參照灌封器件內(nèi)元件的排布、飽滿程度及制件大小、形狀、單只灌封量等。對單只灌封量較大而封埋元件較少的，適當?shù)亟档湍z預(yù)固化溫度并延長時間是完全必要的。2、灌封常見問題及原因分析（續(xù)）22ppt課件四、灌封工藝及常見問題原因分析(3)固化物表面不良或局部不固化這些現(xiàn)象也多