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(shí)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(jìn)行合理的布置、組裝、鍵合、連接與環(huán)境隔離和保護(hù)等操作工藝。它的作用是強(qiáng)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(jī)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(jī)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(jī)硅和聚氨酯。一、灌封材料基礎(chǔ)知識環(huán)氧樹脂有機(jī)硅聚氨酯特點(diǎn)收縮率小；優(yōu)良的絕緣耐熱性，耐附著性好；機(jī)械強(qiáng)度大，價(jià)格較低，可操作性好；固化劑和促進(jìn)的選擇可千變?nèi)f化適用溫度范圍廣，固化時(shí)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(xué)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(qiáng)，抗震性能和耐冷熱循環(huán)性能好缺點(diǎn)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(qiáng)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(qiáng)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(jī)械力學(xué)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(diǎn)火線圈和摩托車無觸點(diǎn)點(diǎn)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(jī)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(jī)硅灌封膠的機(jī)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(jìn)行灌封后，可對電子器件進(jìn)行修補(bǔ)，在較高的溫度下，灌封膠性能較穩(wěn)定，有機(jī)硅灌封膠顏色一般可根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整。有機(jī)硅灌封膠分單組份和雙組份有機(jī)硅灌封膠。單組份有機(jī)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(jī)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(jī)硅灌封膠6ppt課件一、灌封材料基礎(chǔ)知識（1）加成型有機(jī)硅灌封膠的組成加成型有機(jī)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(jī)硅灌封膠，也可加入硅樹脂（如MQ樹脂）作為填充劑。4、有機(jī)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(tuán)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(jī)硅灌封膠（續(xù)）性能項(xiàng)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(fù)，一般能達(dá)到：1.0×1014~5.0×1014無副產(chǎn)物，電氣性能優(yōu)異，一般能達(dá)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(qiáng)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(qiáng)度強(qiáng)度差強(qiáng)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(gè)或二個(gè)以上環(huán)氧基在適當(dāng)化學(xué)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(jìn)行返修，且環(huán)氧灌封膠價(jià)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(diǎn)是體系粘度較大，難以實(shí)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(kuò)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(jī)硅之間的灌封膠，它的硬度略次于環(huán)氧樹脂高于有機(jī)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(diǎn)：

1）多異氰酸酯分子量低，滲透力強(qiáng)，粘結(jié)力很強(qiáng)；

2）固化后，耐熱、耐溶劑性能好。

3）含游離異氰酸酯基團(tuán)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(diǎn)

1）兩個(gè)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(qiáng)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(shí)例1、環(huán)氧灌封料的配方實(shí)例13ppt課件二、灌封膠配方實(shí)例2、有機(jī)硅灌封料的配方實(shí)例14ppt課件3、聚氨酯灌封料的配方實(shí)例二、灌封膠配方實(shí)例15ppt課件二、灌封膠配方實(shí)例（1）白度化紅磷（2）磷氮復(fù)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(fù)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(shí)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(shí)間、可使用時(shí)間、固化時(shí)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(shí)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(shí)的臨界狀態(tài)的時(shí)間為凝膠時(shí)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(shí)，隨外力作用由稠變稀，當(dāng)外界因素停止作用時(shí)，膠體又恢復(fù)到原來時(shí)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(jì)類型有關(guān)，在常用的硬度計(jì)中，邵氏硬度計(jì)結(jié)構(gòu)簡單，適于生產(chǎn)檢驗(yàn)，邵氏硬度計(jì)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(dǎo)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(jì)、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(jī)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(jī)械真空灌封兩種方式，而機(jī)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(jī)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(jī)械真空灌封，設(shè)備投資大，維護(hù)費(fèi)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(yán)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(jī)、顯示器行輸出變壓器，汽車、摩托車點(diǎn)火器等高壓電子產(chǎn)品，常因灌封工藝不當(dāng)，工作時(shí)會出現(xiàn)局部放電、線間打火或擊穿現(xiàn)象，是因?yàn)檫@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(yuǎn)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(shí)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(diǎn)：1)灌封料復(fù)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(shí)進(jìn)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(xué)收縮和降溫過程中的物理收縮。固化過程中的化學(xué)變化收縮又有兩個(gè)過程：從灌封后加熱化學(xué)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(gè)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(tuán)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(gè)階段過于接近，凝膠預(yù)固化和后固化近乎同時(shí)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(jìn)行、反應(yīng)熱逐漸釋放，物料黏度增加和體積收縮平緩進(jìn)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(dāng)?shù)亟档湍z預(yù)固化溫度并延長時(shí)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