|
一、什么是灌封？
灌封(灌膠)就是將聚氨酯灌封膠、有機硅灌封膠、環(huán)氧樹脂灌封膠用設(shè)備或手工方式灌入裝有電子元件、線路的器件內(nèi)，在常溫或加熱條件下固化成為性能優(yōu)異的熱固性高分子絕緣材料，從而達到粘接、密封、灌封和涂敷保護的目的。
二、灌封的主要作用？
灌封的主要作用是：
1）強化電子器件的整體性，提高對外來沖擊、震動的抵抗力；
2）提高內(nèi)部元件與線路間的絕緣性，有利于器件小型化、輕量化；
3）避免元件、線路的直接暴露，改善器件的防水、防塵、防潮性能；
4）傳熱導(dǎo)熱；
三、3種灌封膠的優(yōu)缺點？
1）環(huán)氧樹脂灌封膠
 環(huán)氧樹脂灌封膠多為硬性，固化后和石頭差不多硬，很難拆掉，具有良好的保密功能，但也有少部分為軟性。普通的耐溫在100℃左右，加溫固化的耐溫在150℃左右，也有耐溫在300℃以上的。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。常見的有環(huán)氧灌封膠有：阻燃型、導(dǎo)熱型、低粘度型、耐高溫型等。
優(yōu)點：對硬質(zhì)材料粘接力好，具有優(yōu)秀的耐高溫性能和電氣絕緣能力，操作簡單，固化前后都非常穩(wěn)定，對多種金屬底材和多孔底材都有優(yōu)秀的附著力。
缺點：抗冷熱變化能力弱，受到冷熱沖擊后容易產(chǎn)生裂縫，導(dǎo)致水汽從裂縫中滲入到電子元器件內(nèi)，防潮能力差。并且固化后為膠體硬度較高且較脆，容易拉傷電子元器件，灌封后無法打開，修復(fù)性不好。
適用范圍：環(huán)氧樹脂灌封膠容易滲透進產(chǎn)品的間隙中，適合灌封常溫條件下且對環(huán)境力學(xué)性能沒有特殊要求的中小型電子元器件，如汽車、摩托車點火器，LED驅(qū)動電源、傳感器、環(huán)型變壓器、電容器、觸發(fā)器、LED防水燈、電路板的保密、絕緣、防潮（水）灌封。
2）有機硅灌封膠
有機硅電子灌封膠固化后多為軟性、有彈性可以修復(fù)，簡稱軟膠，粘接力較差。其顏色一般都可以根據(jù)需要任意調(diào)整，或透明或非透明或有顏色。雙組份有機硅灌封膠是最為常見的，這類膠包括縮合型的和加成性劑的兩類。一般縮合型的對元器件和灌封腔體的附著力較差，固化過程中會產(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、固化過程中不會產(chǎn)生揮發(fā)性低分子物質(zhì)，可以加熱快速固化。
優(yōu)點：抗老化能力強、耐候性好、抗沖擊能力優(yōu)秀；具有優(yōu)秀的抗冷熱變化能力和導(dǎo)熱性能，可在寬廣的工作溫度范圍內(nèi)使用，能在-60℃～200℃溫度范圍內(nèi)保持彈性，不開裂，可長期在250℃使用，加溫固化型耐溫更高，具有優(yōu)異的電氣性能和絕緣能力，絕緣性能較環(huán)氧樹脂好，可耐壓10000V以上。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；對電子元器件無任何腐蝕性而且固化反應(yīng)中不產(chǎn)生任何副產(chǎn)物；具有優(yōu)秀的返修能力，可快捷方便的將密封后的元器件取出修理和更換；具有優(yōu)秀的導(dǎo)熱性能和阻燃能力，有效提高電子元器件的散熱能力和安全系數(shù)；粘度低，具有良好的流動性，能夠滲入到細(xì)小的空隙和元器件下面;可室溫固化也可加溫固化，自排泡性好，使用更方便;固化收縮率小，具有優(yōu)異的防水性能和抗震能力。
缺點：價格高，附著力差。
適用范圍：適合灌封各種在惡劣環(huán)境下工作的電子元器件。
有機硅電子灌封膠相比其他灌封膠有什么優(yōu)勢？
優(yōu)勢1：對敏感電路或者電子元器件進行長期的保護，對電子模塊和裝置，無論是簡單的還是復(fù)雜的結(jié)構(gòu)和形狀都可以提供長期有效的保護。
優(yōu)勢2：具有穩(wěn)定的介電絕緣性能，是防止環(huán)境污染的有效屏障，固化后形成柔軟的彈性體在較大的溫度和濕度范圍內(nèi)消除沖擊和震動所產(chǎn)生的應(yīng)力。
優(yōu)勢3：能夠在各種工作環(huán)境下保持原有的物理和電學(xué)性能，能夠抵抗臭氧和紫外線的降解，具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性。
優(yōu)勢4：灌封后易于清理拆除，以便對電子元器件進行修復(fù)，并且在修復(fù)的部位重新注入新的灌封膠。
3）聚氨脂灌封膠
聚氨酯灌封膠又稱PU灌封膠，固化后多為軟性、有彈性可以修復(fù)，簡稱軟膠，粘接性介于環(huán)氧與有機硅之間，耐溫一般，一般不超過100℃，灌封后出現(xiàn)汽泡比較多，灌封條件一定要在真空下，粘接性介于環(huán)氧與有機硅之間。
優(yōu)點：耐低溫性能好，防震性能是三種之中最好的。具有硬度低、強度適中、 彈性好、 耐水、 防霉菌、 防震和透明等特性， 有優(yōu)良的電絕緣性和難燃性，對電器元件無腐蝕,，對鋼、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。
缺點：耐高溫性能較差，固化后膠體表面不平滑且韌性較差，抗老化能力和抗紫外線都很弱、膠體容易變色。
適用范圍：適合灌封發(fā)熱量不高的室內(nèi)電器元件，可使安裝和調(diào)試好的電子元件與電路不受震動、腐蝕、潮濕和灰塵等的影響，是電子、電器零件防濕、防腐蝕處理的理想灌封材料。
四、選用灌封材料時應(yīng)考慮的問題？
1）灌封后性能的要求：使用溫度、冷熱交變情況、元器件承受內(nèi)應(yīng)力情況、戶外使用還是戶內(nèi)使用、受力狀況、是否要求阻燃和導(dǎo)熱、顏色要求等；
2）灌封工藝：手動或自動，室溫或加溫，完全固化時間、混合后膠的凝固時間等；
3）成本：灌封材料的比重差別很大，我們一定要看灌封后的實際成本，而不要簡單的看材料的售價。
用于灌封的膠粘劑按照功能分類有導(dǎo)熱灌封膠、粘接灌封膠、防水灌封膠；按照材料分類有聚氨酯灌封膠、有機硅灌封膠和環(huán)氧樹脂灌封膠，對于選擇軟膠還是硬膠，其時兩種都可以灌封、防水絕緣，如果要求耐高溫導(dǎo)熱那么建議使用有機硅軟膠；如果要求耐低溫、那么建議使用有聚氨酯軟膠；如果沒有什么要求，建議使用環(huán)氧硬膠，因為環(huán)氧硬膠比有機硅固化時間更快。
環(huán)氧樹脂灌封膠的應(yīng)用范圍廣，技術(shù)要求千差萬別，品種繁多。從固化條件上分有常溫固化和加熱固化兩類；而從劑型上分雙組分和單組分兩類，還有就是常溫固化環(huán)氧灌封膠一般為雙組分的，它的優(yōu)勢在于灌封后不需加熱即可固化，對設(shè)備要求不高，使用方便，存在的缺陷是膠液混合物作業(yè)黏度大，浸滲性差，適用期短，且固化物的耐熱性和電性能不是很高，一般多用于低壓電子器件的灌封或不宜加熱固化的場合使用。
五、灌封工藝
灌封產(chǎn)品的質(zhì)量，主要與產(chǎn)品設(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。環(huán)氧灌封有常態(tài)和真空兩種灌封工藝。
環(huán)氧樹脂.胺類常溫固化灌封料，一般用于低壓電器，多采用常態(tài)灌封。
環(huán)氧樹脂.酸酐加熱固化灌封料，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。
其操作方法有三種：
第一種：單組份電子灌封膠，直接使用，可以用搶打也可以直接灌注；
第二種：雙組份縮合型電子灌封膠，固化劑2%-3%或其他比例，攪拌-抽真空脫泡-灌注；
第三種：加成型電子灌封膠，固化劑1:1、10:1；
工藝流程如下：
（1）手工真空灌封工藝
（2）機械真空灌封工藝
1）計量：準(zhǔn)確稱量A組分和B組分(固化劑)。
2）混合：混合各組份；
3）脫泡：自然脫泡和真空脫泡；
4）灌注：應(yīng)在操作時間內(nèi)將膠料灌注完畢否則影響流平；
5）固化：加溫或室溫固化，灌封好的產(chǎn)品置于室溫下固化，初固后可進入下道工序, 完全固化需8～24小時。夏季溫度高，固化會快一些；冬季溫度低，固化會慢一些。
（3）注意事項：
a、被灌封產(chǎn)品的表面在灌封前必須加以清潔!
b、注意在稱量前，將 A 、B 組份分別充分?jǐn)嚢杈鶆颍钩寥氲撞康念伭?或填料)分散到膠液中。
c、底涂不可與膠料直接混合，應(yīng)先使用底涂，待底涂干后，再用本膠料灌封。
d、膠料的固化速度與溫度有一定的關(guān)系，溫度低固化會慢一些。
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(yán)格遵守設(shè)定的工藝條件，否則很難得到滿意的產(chǎn)品。
六、灌封產(chǎn)品常出現(xiàn)的問題及原因分析
（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(dāng)，工作時會出現(xiàn)局部放電(電弧)、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，間空氣未能完全排除，使材料無法完全浸滲。
2)灌封前膠水或產(chǎn)品預(yù)熱溫度不夠，黏度不能迅速降低，影響浸滲。 對于手工灌封或先混合脫泡后真空灌封工藝，物料混合脫泡溫度高、作業(yè)時間長或超過物料適用期，以及灌封后產(chǎn)品未及時進入加熱固化程序，都會造成物料黏度增大，影響對線圈的浸滲。先前據(jù)有關(guān)專家介紹，熱固化環(huán)氧灌封材料復(fù)合物，起始溫度越高，黏度越小，隨時間延長，黏度增長也越迅速。因此為使物料對線圈有良好的浸滲性，操作上應(yīng)注意如下幾點：
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，產(chǎn)品要加熱到規(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，即由液態(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。進一步分析，固化過程中的化學(xué)變化收縮又有兩個過程，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，我們稱之為凝膠預(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。凝膠預(yù)固化階段(75℃/3h)環(huán)氧基消失大于后固化階段(110℃/3h)，差熱分析結(jié)果也證明這點，試樣經(jīng)750℃/3h處理后其固化度為53%。
若我們對灌封產(chǎn)品的采取一次高溫固化，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。為獲得良好的產(chǎn)品，我們必須在灌封料配方設(shè)計和固化工藝制定時，重點關(guān)注灌封料的固化速度(即A、B復(fù)合物凝膠時間)與固化條件的匹配問題。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)分段固化的工藝。據(jù)專家介紹，彩色電視機輸出變壓器灌封按不同溫區(qū)分段固化規(guī)程及產(chǎn)品內(nèi)部放熱曲線。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。從凝膠預(yù)固化到后固化階段，升溫也應(yīng)平緩，固化完畢，灌封件應(yīng)隨加熱設(shè)備同步緩慢降溫，多方面減少、調(diào)節(jié)產(chǎn)品內(nèi)應(yīng)力分布狀況，可避免產(chǎn)品表面產(chǎn)生縮孔、凹陷甚至開裂現(xiàn)象。
對灌封料固化條件的制訂，還要參照灌封產(chǎn)品內(nèi)封埋元件的排布、飽滿程度及產(chǎn)品大小、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)固化溫度并延長時間是完全必要的。
(3)固化物表面不良或局部不固化這些現(xiàn)象也多與固化工藝相關(guān)。主要原因是：
1)計量或混合裝置失靈、生產(chǎn)人員操作失誤。
2)A組分長時間存放出現(xiàn)沉淀，用前未能充分?jǐn)嚢杈鶆颍斐蓸渲凸袒瘎⿲嶋H比例失調(diào)。
3)B組分長時間敞口存放、吸濕失效。
4)高潮濕季節(jié)灌封件未及時進入固化程序，物件表面吸濕。
總之，要獲得一個良好的灌封產(chǎn)品，灌封及固化工藝的確是一個值得高度重視的問題。
電子灌膠常見問題
1）電子灌封膠中毒不固化如何解決？
硅膠中毒一般發(fā)生在加成型電子灌封膠上，中毒后硅膠會出現(xiàn)不固化的現(xiàn)象，所以使用加成型灌封膠時應(yīng)避免與含磷、硫、氮的有機化合物接觸，或與加成型硅膠同時使用聚氨酯、環(huán)氧樹脂、不飽和聚脂、縮合型室溫硫化硅橡膠等產(chǎn)品，防止發(fā)生中毒不固化現(xiàn)象。
2）不小心粘到的電子灌封膠用什么可以清洗干凈？
常用的硅膠清洗劑主要有酒精、丙酮、白酒等等，記得在用時都要稀釋涂。
3）冬天電子灌封膠干不了怎么辦？
由于冬天氣溫很低，造成電子灌封膠在混合后固化很慢甚至長時間不固化，所以我們可以提高固化的溫度，可以將灌好膠的產(chǎn)品放在25℃烘箱里固化。
環(huán)氧樹脂灌封料及其工藝和常見問題
1、在電子封裝技術(shù)領(lǐng)域曾經(jīng)出現(xiàn)過兩次重大的變革。
第一次變革出現(xiàn)在20世紀(jì)70年代前半期，其特征是由針腳插入式安裝技術(shù)(如DIP)過渡到四邊扁平封裝的表面貼裝技術(shù)(如QFP)；第二次轉(zhuǎn)變發(fā)生在20世紀(jì)90年代中期，其標(biāo)志是焊球陣列，BGA型封裝的出現(xiàn)，與此對應(yīng)的表面貼裝技術(shù)與半導(dǎo)體集成電路技術(shù)一起跨人21世紀(jì)。隨著技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了許多新的封裝技術(shù)和封裝形式，如芯片直接粘接、灌封式塑料焊球陣列(CD-PBGA)、倒裝片塑料焊球陣列(Fc-PBGA)、芯片尺寸封裝(CSP)以及多芯片組件(MCM)等，在這些封裝中，有相當(dāng)一部分使用了液體環(huán)氧材料封裝技術(shù)。灌封，就是將液態(tài)環(huán)氧樹脂復(fù)合物用機械或手工方式灌入裝有電子元件、線路的器件內(nèi)，在常溫或加熱條件下固化成為性能優(yōu)異的熱同性高分子絕緣材料。
2、產(chǎn)品性能要求
灌封料應(yīng)滿足如下基本要求:性能好，適用期長，適合大批量自動生產(chǎn)線作業(yè)；黏度小，浸滲性強，可充滿元件和線間；在灌封和固化過程中，填充劑等粉體組分沉降小，不分層；固化放熱峰低，固化收縮小；固化物電氣性能和力學(xué)性能優(yōu)異，耐熱性好，對多種材料有良好的粘接性，吸水性和線膨脹系數(shù)�。辉谀承﹫龊线�要求灌封料具有難燃、耐候、導(dǎo)熱、耐高低溫交變等性能。
在具體的半導(dǎo)體封裝中，由于材料要與芯片、基板直接接觸，除滿足上述要求外，還要求產(chǎn)品必須具有與芯片裝片材料相同的純度。在倒裝芯片的灌封中，由于芯片與基板間的間隙很小，要求灌封料的黏度極低。為了減少芯片與封裝材料間產(chǎn)生的應(yīng)力，封裝材料的模量不能太高。而且為了防止界面處水分滲透，封裝材料與芯片、基板之間應(yīng)具有很好的粘接性能。
3、灌封料的主要組份及作用
灌封料的作用是強化電子器件的整體性，提高對外來沖擊、震動的抵抗力；提高內(nèi)部元件、線路間絕緣，有利于器件小型化、輕量化；避免元件、線路直接暴露，改善器件的防水、防潮性能。
環(huán)氧樹脂灌封料是一多組分的復(fù)合體系，樹脂、固化劑、增韌劑、填充劑等組成，對于該體系的黏度、反應(yīng)活性、使用期、放熱量等都需要在配方、工藝、鑄件尺寸結(jié)構(gòu)等方面作全面的設(shè)計，做到綜合平衡。
3.1 環(huán)氧樹脂
環(huán)氧樹脂灌封料一般采用低分子液態(tài)雙酚A型環(huán)氧樹脂，這種樹脂黏度較小，環(huán)氧值高。常用的有E-54、E-51、E-44、E-42。在倒裝芯片下填充的灌封中，由于芯片與基板之間的間隙很小，因此要求液體封裝料的黏度極低。故單獨使用雙酚A型環(huán)氧樹脂不能滿足產(chǎn)品要求。為了降低產(chǎn)品黏度，達到產(chǎn)品性能要求，我們可以采用組合樹脂：如加入黏度低的雙酚F型環(huán)氧樹脂、縮水甘油酯型樹脂以及具有較高耐熱、電絕緣性和耐候性的樹脂環(huán)族環(huán)氧化物。其中，樹脂環(huán)族環(huán)氧化物本身還具有活性稀釋劑的作用。
3.2 固化劑
固化劑是環(huán)氧灌封料配方中的重要成分，固化物性能很大程度取決于固化劑的結(jié)構(gòu)。
(1)室溫固化一般采用脂肪族多元胺做固化劑，但這類固化劑毒性大、刺激性強、放熱激烈，固化和使用過程易氧化。因此，需要對多元胺進行改性，如利用多冗胺胺基上的活潑氫，部分與環(huán)氧基合成為羥烷基化及部分與丙烯晴合成為氰乙基化的綜合改性，可使固化劑達到低黏度、低毒、低熔點、室溫固化并有一定韌性的綜合改性效果。
(2)酸酐類固化劑是雙組分加熱固化環(huán)氧灌封料最重要的固化劑。常用的固化劑有液體甲基四氫鄰苯二甲酸酐、液體甲基六氫鄰苯二甲酸酐、六氫鄰苯二甲
酸酐、甲基納迪克酸酐等。這類固化劑黏度小，配合用量大，能在灌封料配方中起到固化、稀釋雙重作用，固化放熱緩和，固化物綜合性能優(yōu)異。
3.3固化促進劑
雙組分環(huán)氧一酸酐灌封料，一般要在140℃左右長時間加熱才能固化。這樣的固化條件，不僅造成能源浪費，而且多數(shù)電子器件中的元件、骨架外殼是難以承受的。配方中加入促進劑組分則可有效降低固化溫度、縮短固化時間。常用的促進劑有:卞基二胺、DMP-30等叔胺類。也可使用咪唑類化合物和羧酸的金屬鹽，如2-乙基-4-甲基咪唑、2-甲基咪唑等。
3.4偶聯(lián)劑
為了增加二氧化硅和環(huán)氧樹脂之間的密著性，需加入硅烷偶聯(lián)劑。偶聯(lián)劑可以改善材料的粘接性和防潮性。適用于環(huán)氧樹脂的常用硅烷偶聯(lián)劑有縮水甘油氧、丙基三氧基硅烷(KH-560)、苯胺基甲三乙氧基硅烷、α-氯代丙基三甲氧基硅烷、α-巰基丙基三甲氧基硅烷、苯胺甲基三甲氧基硅烷、二乙烯二胺基丙基三甲氧基硅烷等。
3.5 活性稀釋劑
單獨使用環(huán)氧樹脂，加入無機填料后黏度明顯增大，不利于操作和消泡，常需加入一定量的稀釋劑，以增加其流動性和滲透性，并延長使用期，稀釋劑有活性和非活性之分。非活性稀釋劑不參與固化反應(yīng)，加入量過多，易造成產(chǎn)品收縮率提高，降低產(chǎn)品力學(xué)性能及熱變形�；钚韵♂寗﹨⑴c固化反應(yīng)增加了反應(yīng)物的粘性，對固化物性能影響較小。灌封料中選用的就是活性稀釋劑，常用的有：正丁基縮水甘油醚、烯丙基縮水甘油醚、二乙基己基縮水甘油醚、苯基縮水甘油醚。
3.6 填充劑
灌封料中填料的加入對提高環(huán)氧樹脂制品的某些物理性能和降低成本有明顯的作用。它的添加不僅能降低成本，還能降低固化物的熱膨脹系數(shù)、收縮率以及增加熱導(dǎo)率。在環(huán)氧灌封料中常用的填充劑有二氧化硅、氧化鋁、氮化硅、氮化硼等材料。二氧化硅又分為結(jié)晶型、熔融角型和球形二氧化硅。在電子封裝用灌封料中，由于產(chǎn)品要求，優(yōu)選熔融球形二氧化硅。
3.7 消泡劑
為了解決液體封裝料固化后表面留有氣泡的問題，可加入消泡劑。常用的是乳化硅油類乳化劑。
3.8 增韌劑
增韌劑在灌封料中起著重要作用，環(huán)氧樹脂的增韌改性主要通過加增韌劑、增塑劑等來改進其韌性，增韌劑有活性和惰性兩種，活性增韌劑能和環(huán)氧樹脂一起參加反應(yīng)，增加反應(yīng)物的粘性，從而增加固化物的韌性。一般選擇端羧劑液體丁腈橡膠，在體系內(nèi)形成增韌的"海島結(jié)構(gòu)"，增加材料的沖擊韌度和耐熱沖擊性能。
3.9 其他組分
為滿足灌封件特定的技術(shù)、工藝要求，還可在配方中加人其他組分。如阻燃劑可提高材料的工藝性；著色劑用以滿足產(chǎn)品外觀要求等。
4、灌封工藝
環(huán)氧樹脂灌封有常態(tài)和真空兩種工藝。圖1為手工真空灌封工藝流程。
5、常見問題及解決方法
5.1 放電、線間打火或擊穿現(xiàn)象
由于灌封工藝不當(dāng)，器件在工作時會產(chǎn)生放電、線間打火或擊穿現(xiàn)象，這是因為這類產(chǎn)品高壓線圈線徑很小(一般只有0．02mm～0．04mm)，灌封料未能完全浸透匝間，造成線圈匝問存留空隙。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，引起局部放電，使材料老化分解造成絕緣破壞。從工藝角度來看，造成線間空隙有兩方面原因：
(1)灌封時真空度不夠高，線問空氣未能完全排除，使材料無法完全浸滲；
(2)灌封前產(chǎn)品預(yù)熱溫度不夠，灌入產(chǎn)品物料黏度不能迅速降低，影響浸滲。對于手工灌封或先混合脫泡后真空灌封工藝，物料混合脫泡溫度高、作業(yè)時間長或超過物料適用期以及灌封后產(chǎn)品未及時進入加熱固化程序，都會造成物料黏度增大，影響對線圈的浸滲。熱同性環(huán)氧灌封材料復(fù)合物，起始溫度越高黏度越小，隨時間延長黏度增長也越迅速。因此，為使物料對線圈有良好的浸滲性，操作上應(yīng)注意做到灌封料復(fù)合物應(yīng)保持在合適的溫度范圍內(nèi)，并在適用期內(nèi)使用完畢。灌封前產(chǎn)品要加熱到規(guī)定溫度，灌封完畢應(yīng)及時進入加熱固化程序，灌封真空度要符合技術(shù)規(guī)范要求。
5.2 器件表面縮孔、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。如灌封產(chǎn)品采取一次高溫固化，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。為獲得良好的產(chǎn)品，必須在灌封料配方設(shè)計和固化工藝制定時，重點關(guān)注灌封料的固化速度與固化條件的匹配問題。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)為液面下降直至凝固，可完全消除該階段體積收縮內(nèi)應(yīng)力。從凝膠預(yù)固化到后固化階段升溫應(yīng)平緩，固化完畢灌封件應(yīng)隨加熱設(shè)備同步緩慢降溫，多方面減少、調(diào)節(jié)產(chǎn)品內(nèi)應(yīng)力分布狀況，可避免產(chǎn)品表面產(chǎn)生縮孔、凹陷甚至開裂現(xiàn)象。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、飽滿程度及產(chǎn)品大小、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)固化溫度并延長時間是完全必要的。 5.3 固化物表面不良或局部不固化
固化物表面不良或局部不固化等現(xiàn)象也多與固化工藝相關(guān)。中國環(huán)氧樹脂行業(yè)協(xié)會專家表示，其主要原因是計量或混合裝置失靈、生產(chǎn)人員操作失誤；A組分長時間存放出現(xiàn)沉淀，用前未能充分?jǐn)嚢杈鶆颍斐蓸渲凸袒瘎⿲嶋H比例失調(diào)，B組分長時間敞口存放，吸濕失效；高潮濕季節(jié)灌封件未及時進入固化程序，物件表面吸濕�？傊�，要獲得一個良好的灌封及固化工藝的確是一個值得高度重視的問題。
七、灌封膠施工工藝
1.裂縫標(biāo)注
檢查并標(biāo)注裂縫的性質(zhì) 以及裂縫的長度，寬度，深度、走向、貫穿及漏水情況，以便于處理方案。裂縫寬度可用讀數(shù)顯微鏡測量，裂縫的深度和走向可用超聲、壓力或鉆孔取樣等方法檢查。
2.表面處理
對較小的混凝土，混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫，用鋼絲刷等工具，清除混凝土裂縫，表面的灰塵浮渣及松散層等污物刷器復(fù)飛，用酒精或丙酮將原縫兩側(cè)2到3厘米范圍擦拭干凈
3.預(yù)埋注膠嘴
在裂縫的交錯處、裂縫較寬處及裂縫端部必須設(shè)置灌膠嘴，灌膠嘴的間距根據(jù)裂縫大小、走向及結(jié)構(gòu)形式而定，一般縫寬0.3~0.5mm時灌膠嘴間距為30~50cm，在一條裂縫上必須設(shè)置有進膠、排氣或膠口。灌膠嘴可以先用封口膠粘貼在預(yù)定位置，也可在封縫時一同粘貼。應(yīng)特別注意防止堵塞灌膠嘴。
4.封縫膠封縫
封縫質(zhì)量的好壞直接影響灌膠效果與質(zhì)量，應(yīng)特別予以重視。裂縫的封閉按推薦配膠比例稱取并調(diào)配封口膠，用油灰刀沿裂縫往復(fù)涂刮后均勻涂抹一層厚約1~2mm、寬2~3cm的膠泥，注意防止小氣泡及密封不嚴(yán)。
5.封縫檢驗
一般情況下，在使用封口膠封縫后1~2天即可進行試漏檢驗，檢驗裂縫的密封效果及貫通情況。若用壓縮空氣進行試漏實驗，可沿裂縫涂刷一層肥皂水從灌膠嘴吹入壓縮空氣（壓力與灌膠壓力相同），漏氣處可再行封閉；若用壓力水進行試漏試驗，檢驗完畢后應(yīng)該壓縮空氣吹凈積水，并留有足夠的時間讓裂縫干燥。對重要 構(gòu)件或走向復(fù)雜的裂縫，建議進行試漏檢驗，以確保注膠效果。
6 配制灌封膠
配制裂縫灌注膠液前應(yīng)將甲、乙（A/B)兩組分充分搖勻，根據(jù)估計的灌膠量按推薦配膠比準(zhǔn)確稱量兩組分，并混合均勻。從膠液混合開始，注膠操作應(yīng)在膠液適用期內(nèi)完成（25°C時約為60分鐘）
7.低壓低速灌膠
注膠操作應(yīng)使用專用的注膠器具。注膠前，應(yīng)用壓縮空氣將縫吹凈，達到無水干燥狀態(tài)。根據(jù)裂縫區(qū)域大小，可采用單孔灌膠或分區(qū)群孔灌膠。在一條裂縫上的灌膠可有淺到深，由下到上，由一端到另外一端。灌膠壓力常采用0.2MPa,在保證灌膠順暢的情況下，采用較低的灌膠壓力和較長的灌膠時間，可以獲得更好的灌膠效果。當(dāng)最后一個出膠口出膠且出膠速率保持穩(wěn)定后，再保持壓注10分鐘左右即可停止灌膠。拆除管路，并注意防止流膠。
8.膠液固化
卡本灌封膠一般理論條件下在5°C以上的環(huán)境中固化，具體固化時間視環(huán)境溫度而定。一般情況（25°C）下固化2~3天即可。
9、灌膠效果檢驗
灌膠結(jié)束后應(yīng)檢驗灌膠效果及質(zhì)量，凡有不密實等不合格情況，應(yīng)進行補注。灌膠效果一般可采用壓水檢查（氣密測試），在裂縫較多、灌膠質(zhì)量較差的部位設(shè)置檢查孔，水壓值一般在灌膠壓力的70~80%，基本不吸水不滲漏即可認(rèn)為合格。對大型構(gòu)件，還可選擇適當(dāng)部位進行鉆芯取樣檢查，并可將芯樣加工成試件進行力學(xué)性能試驗。
八、雙組份灌膠工藝案例
需要膠水封入殼體和線路板
灌膠步驟1：首先在空殼子里面灌封膠
空殼子灌滿三分之一
灌膠步驟2：將線路板壓入灌好膠的盒子中
灌膠步驟3：將壓入線路板的盒子繼續(xù)灌膠
將膠水均衡灌平
繼續(xù)均衡灌膠
灌滿殼體
完成灌膠
九、PCBA灌膠的三種方法
1、半自動灌膠機
在給產(chǎn)品灌膠時，放在流水線旁，人工將產(chǎn)品放入出膠頭下方，按啟動開關(guān)，機器便自動灌膠，灌膠完畢自動停止。然后操作人員再將灌好膠的產(chǎn)品放到流水線上即可，半自動灌膠機適合于各類PCBA產(chǎn)品，不論大小。
2、自動灌膠機
如果都以小產(chǎn)品居多，灌膠方式也很簡單，將產(chǎn)品放入一個治具中，然后將治具放到灌膠機的臺面上，按一下啟動，機器便開始灌膠，等所有灌膠完畢之后，自動停止，然后操作人員將治具從臺面上取下，然后放上另一個裝好產(chǎn)品的治具，按下啟動，以此循環(huán)，操作人員要做的就是放治具，按啟動按鈕。
3、全自動灌膠線
將裝有產(chǎn)品的治具放到傳輸線上，機器自動灌膠，自動送料到烤箱過爐，節(jié)省人工，高效運轉(zhuǎn)。 以上就是自動灌膠的3種方法，自動灌膠設(shè)備的使用可以更好的節(jié)省人工，提高生產(chǎn)效率。
來源：圖文綜合整理自網(wǎng)絡(luò)
|
智能制造
