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電子灌封(灌膠)工藝技術

發布日期:2021-09-07 內容來源于:http://www.devspoke.com/

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灌膠機,雙液灌膠機,單液灌膠機

一、什么是灌封?


雙液灌膠機就是將聚氨酯灌封膠、有機硅灌封膠、環氧樹脂灌封膠用設備或手工方式灌入裝有電子元件、線路的器件內,在常溫或加熱條件下固化成為性能優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;

   5)傳熱導熱;


三、3種灌封膠的優缺點?


1)環氧樹脂灌封膠


環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。常見的有環氧灌封膠有:阻燃型、導熱型、低粘度型、耐高溫型等。



優點:對硬質材料粘接力好,具有優秀的耐高溫性能和電氣絕緣能力,操作簡單,固化前后都非常穩定,對多種金屬底材和多孔底材都有優秀的附著力。


缺點:抗冷熱變化能力弱,受到冷熱沖擊后容易產生裂縫,導致水汽從裂縫中滲入到電子元器件內,雙液灌膠機防潮能力差。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,修復性不好。


適用范圍:環氧樹脂灌封膠容易滲透進產品的間隙中,適合灌封常溫條件下且對環境力學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驅動電源、傳感器、環型變壓器、電容器、觸發器、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,簡稱軟膠,粘接力較差。其顏色一般都可以根據需要任意調整,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,固化過程中會產生揮發性低分子物質,固化后有較明顯收縮率;加成型的(又稱硅凝膠)收縮率極小、固化過程中不會產生揮發性低分子物質,可以加熱快速固化。



優點:抗老化能力強、耐候性好、抗沖擊能力優秀;具有優秀的抗冷熱變化能力和導熱性能,可在寬廣的工作溫度范圍內使用,能在-60℃~200℃溫度范圍內保持彈性,不開裂,可長期在250℃使用,加溫固化型耐溫更高,具有優異的電氣性能和絕緣能力,絕緣性能較環氧樹脂好,可耐壓10000V以上。灌封后有效提高內部元件以及線路之間的絕緣,提高電子元器件的使用穩定性;對電子元器件無任何腐蝕性而且固化反應中不產生任何副產物;具有優秀的返修能力,可快捷方便的將密封后的元器件取出修理和更換;具有優秀的導熱性能和阻燃能力,有效提高電子元器件的散熱能力和安全系數;粘度低,具有良好的流動性,能夠滲入到細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勢?



優勢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雜的結構和形狀都可以提供長期有效的保護。


優勢2:具有穩定的介電絕緣性能,是防止環境污染的有效屏障,固化后形成柔軟的彈性體在較大的溫度和濕度范圍內消除沖擊和震動所產生的應力。


優勢3:能夠在各種工作環境下保持原有的物理和電學性能,能夠抵抗臭氧和紫外線的降解,具有良好的化學穩定性。


優勢4:灌封后易于清理拆除,以便對電子元器件進行修復,并且在修復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,簡稱軟膠,粘接性介于環氧與有機硅之間,雙液灌膠機耐溫一般,一般不超過100℃,灌封后出現汽泡比較多,灌封條件一定要在真空下,粘接性介于環氧與有機硅之間。


優點: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:適合灌封發熱量不高的室內電器元件,可使安裝和調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、元器件承受內應力情況、戶外使用還是戶內使用、受力狀況、是否要求阻燃和導熱、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,建議使用環氧硬膠,因為環氧硬膠比有機硅固化時間更快。


環氧樹脂灌封膠的應用范圍廣,技術要求千差萬別,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氧灌封膠一般為雙組分的,它的優勢在于灌封后不需加熱即可固化,對設備要求不高,使用方便,存在的缺陷是膠液混合物作業黏度大,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 


灌封產品的質量,主要與產品設計、元件選擇、組裝及所用灌封材料密切相關,灌封工藝也是不容忽視的因素。環氧灌封有常態和真空兩種灌封工藝。


環氧樹脂.胺類常溫固化灌封料,一般用于低壓電器,多采用常態灌封。


環氧樹脂.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:應在操作時間內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,雙液灌膠機固化會快一些;冬季溫度低,固化會慢一些。


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