导热灌封胶、环氧树脂胶、硅橡胶、聚氨酯的區(qū)别对比

性能(néng)纵向对比

成本：有(yǒu)机硅树脂＞环氧树脂＞聚氨酯；

　　注：在有(yǒu)机硅树脂中(zhōng)缩合型的成本接近了环氧树脂，而改性后的环氧树脂也接近了PU；

工(gōng)艺性： 环氧树脂＞有(yǒu)机硅树脂＞聚氨酯；

　　注：PU因為(wèi)其亲水性，必须有(yǒu)真空干燥才能(néng)得到比较好的固化物(wù)，如无需真空和干燥的成本又(yòu)实在太高，所以热溶胶虽然是加热溶解浇注，但总體(tǐ)来看其可(kě)操作(zuò)性还是比PU的简单的多(duō)；

電(diàn)气性能(néng)：环氧树脂树脂＞有(yǒu)机硅树脂＞聚氨酯；

　　注：加成型的有(yǒu)机硅或者是石蜡等类型的热溶胶，有(yǒu)的電(diàn)气特性甚至比环氧的还要高，例如表面電(diàn)阻率；

耐热性：有(yǒu)机硅树脂＞环氧树脂＞聚氨酯；

　　注：低廉价格的PU其耐热比热溶胶好不了多(duō)少；

耐寒性：有(yǒu)机硅树脂＞聚氨酯＞环氧树脂；

　　注：很(hěn)多(duō)热溶胶的低温特性其实也是非常不错的，所以在很(hěn)多(duō)时候，环氧是要排在最后的了；

环氧树脂胶-环氧树脂灌封工(gōng)艺

1）要灌封的产(chǎn)品需要保持干燥、清洁。

2）混合前，首先把A组分(fēn)和B组分(fēn)在各自的容器内充分(fēn)搅拌均匀。

3）按重量配比准确称量，配比混合后需充分(fēn)搅拌均匀，以避免固化不完全。

4）一般而言，20mm以下的模压可(kě)以模压后自然脱泡，因為(wèi)温度高造成固化速度加快或模压深度较深，所以可(kě)根据需要进行脱泡。这时為(wèi)了除去模压后表面和内部产(chǎn)生的气泡，应把混合液放入真空容器中(zhōng)，在0.8MPa下至少脱泡5分(fēn)钟。

5）应在固化前后技(jì )术参数表中(zhōng)给出的温度之上，保持相应的固化时间，如果应用(yòng)厚度较厚，固化时间可(kě)能(néng)会超过。室温或加热固化均可(kě)。胶的固化速度受固化温度的影响，在冬季需很(hěn)長(cháng)时间才能(néng)固化，建议采用(yòng)加热方式固化，80～100℃下固化15分(fēn)钟，室温条件下一般需8小(xiǎo)时左右固化。

6）固化过程中(zhōng)，请保持环境干净，以免杂质(zhì)或尘土落入未固化的胶液表面。

灌封工(gōng)艺常见缺陷

1）器件表面缩孔、局部凹陷、开裂

　　灌封料在加热固化过程中(zhōng)会产(chǎn)生两种收缩：由液态到固态相变过程中(zhōng)的化學(xué)收缩和降温过程中(zhōng)的物(wù)理(lǐ)收缩。固化过程中(zhōng)的化學(xué)变化收缩又(yòu)有(yǒu)两个过程：从灌封后加热化學(xué)交联反应开始到微观网状结构初步形成阶段产(chǎn)生的收缩，称之為(wèi)凝胶预固化收缩；从凝胶到完全固化阶段产(chǎn)生的收缩我们称之為(wèi)后固化收缩。

　　这两个过程的收缩量是不一样的，前者由液态转变成网状结构过程中(zhōng)物(wù)理(lǐ)状态发生突变，反应基团消耗量大于后者，體(tǐ)积收缩量也高于后者。如灌封试件采取一次高温固化，则固化过程中(zhōng)的两个阶段过于接近，凝胶预固化和后固化近乎同时完成，这不仅会引起过高的放热峰、损坏元件，还会使灌封件产(chǎn)生巨大的内应力造成产(chǎn)品内部和外观的缺损。

　　為(wèi)获得良好的制件，必须在灌封料配方设计和固化工(gōng)艺制定时，重点关注灌封料的固化速度与固化条件的匹配问题。通常采用(yòng)的方法是依照灌封料的性质(zhì)、用(yòng)途按不同温區(qū)分(fēn)段固化。在凝胶预固化温區(qū)段灌封料固化反应缓慢进行、反应热逐渐释放，物(wù)料黏度增加和體(tǐ)积收缩平缓进行。此阶段物(wù)料处于流态，则體(tǐ)积收缩表现為(wèi)液面下降直至凝胶，可(kě)完全消除该阶段體(tǐ)积收缩内应力。

　　从凝胶预固化到后固化阶段升温应平缓，固化完毕灌封件应随加热设备同步缓慢降温，多(duō)方面减少、调节制件内应力分(fēn)布状况，可(kě)避免制件表面产(chǎn)生缩孔、凹陷甚至开裂现象。对灌封料固化条件的制定，还要参照灌封器件内元件的排布、饱满程度及制件大小(xiǎo)、形状、单只灌封量等。对单只灌封量较大而封埋元件较少的，适当地降低凝胶预固化温度并延長(cháng)时间是完全必要的。

2）固化物(wù)表面不良或局部不固化

其主要原因是计量或混合装(zhuāng)置失灵、生产(chǎn)人员操作(zuò)失误；A组分(fēn)長(cháng)时间存放出现沉淀，用(yòng)前未能(néng)充分(fēn)搅拌均匀，造成树脂和固化剂实际比例失调；B组分(fēn)長(cháng)时间敞口存放、吸湿失效；高潮湿季节灌封件未及时进入固化程序，物(wù)件表面吸湿。总之，要获得一个良好的灌封产(chǎn)品，灌封及固化工(gōng)艺的确是一个值得高度重视的问题。

影响灌封工(gōng)艺性的因素

　　环氧灌封材料应具(jù)有(yǒu)较好的流动性和较長(cháng)的适用(yòng)期,同时粘度要适中(zhōng),避免在胶液流动过程中(zhōng)造成填料的沉降。

　　促进剂对凝胶时间的影响，环氧树脂常温下粘度很(hěn)大,与M ETHPA液體(tǐ)酸酐固化剂混合可(kě)有(yǒu)效降低树脂粘度,但酸酐固化剂在固化环氧树脂时反应活化能(néng)很(hěn)大,需要高温固化。叔胺类促进剂可(kě)以有(yǒu)效地提高环氧树脂的活性,使固化體(tǐ)系在较低的固化温度和较短的固化时间内获得良好的综合性能(néng)。

　　温度对凝胶时间的影响，温度较低时,固化體(tǐ)系活性较差,凝胶时间较長(cháng),适用(yòng)期長(cháng),但胶液粘度大,流动性差, 體(tǐ)系粘度增長(cháng)过慢,造成固化过程中(zhōng)的填料沉降，产(chǎn)生填料分(fēn)布不均匀而引起的内应力灌封工(gōng)艺性差。温度很(hěn)高时,灌封工(gōng)艺性也不好。固化温度过高,固化體(tǐ)系固化反应速度太快,虽然填料不会产(chǎn)生沉降, 但胶液凝胶时间很(hěn)短,粘度增長(cháng)速度很(hěn)快,会产(chǎn)生较大的固化内应力,导致材料综合性能(néng)的下降。

硅橡胶

　　硅橡胶可(kě)在很(hěn)宽的温度范围内長(cháng)期保持弹性, 硫化时不吸热、不放热, 并具(jù)有(yǒu)优良的電(diàn)气性能(néng)和化學(xué)稳定性能(néng), 是電(diàn)子電(diàn)气组装(zhuāng)件灌封的首选材料。

　　室温硫化(RTV) 硅橡胶按硫化机理(lǐ)分(fēn)為(wèi)缩合型和加成型，按包装(zhuāng)形式分(fēn)為(wèi)单组分(fēn)型和双组分(fēn)型。缩合型硅橡胶硫化时通常会放出低分(fēn)子物(wù)。因此, 在灌封后应放置一段时间, 待低分(fēn)子物(wù)尽量挥发后方可(kě)使用(yòng)。加成型RTV 硅橡胶具(jù)有(yǒu)优良的電(diàn)气强度和化學(xué)稳定性, 耐候、防水、防潮、防震、无腐蚀且无毒、无味, 易于灌注、能(néng)深部硫化, 收缩率低、操作(zuò)简单, 能(néng)在-65 ～ 200 ℃下長(cháng)期使用(yòng);但在使用(yòng)过程中(zhōng)应注意不要与N 、P 以及金属有(yǒu)机盐等接触, 否则胶料不能(néng)硫化。

灌封基本工(gōng)艺流程

　　灌封工(gōng)艺按電(diàn)器绝缘处理(lǐ)方式不同, 可(kě)以分(fēn)為(wèi)模具(jù)成型和无模具(jù)成型两种 ;模具(jù)成型又(yòu)分(fēn)為(wèi)一般浇注和真空灌注两种。在其它条件相同时一般采用(yòng)真空灌注。

灌封中(zhōng)常见的问题

　　模具(jù)设计，硅橡胶在使用(yòng)时是流體(tǐ), 為(wèi)了不使胶料到处漏流, 造成胶料浪费和污染环境, 模具(jù)的设计很(hěn)关键。模具(jù)设计一般要做到以下几点:便于组装(zhuāng), 拆卸, 脱模;配合严密, 防止胶料泄漏；支撑底面平整, 以保证干燥过程中(zhōng)胶层各部分(fēn)厚度基本一致, 便于控制灌封高度。

　　气泡，胶料中(zhōng)混入气泡后, 不仅影响产(chǎn)品外观质(zhì)量, 更重要的是影响产(chǎn)品的電(diàn)气性能(néng)和机械性能(néng)。对于硅橡胶, 由于韧性好, 气泡主要影响产(chǎn)品的電(diàn)性能(néng)。产(chǎn)生气泡的原因主要是:反应过程中(zhōng)产(chǎn)生的低分(fēn)子物(wù)或挥发性组分(fēn);机械搅拌带入的气泡;填料未彻底干燥而带入的潮气；原件之间的窄缝死角未被填充而成空穴。对于双组分(fēn)硅橡胶 , 胶料混合时必须充分(fēn)搅拌。采用(yòng)真空干燥箱进行真空排气泡处理(lǐ), 可(kě)使胶层质(zhì)量明显提高, 且强度、韧性同时提高。

　　胶料与電(diàn)子器件的粘接性，灌封料使電(diàn)子器件成為(wèi)一个整體(tǐ), 从而提高電(diàn)子器件的抗震能(néng)力。要提高其粘接强度, 除选择粘接性能(néng)好的胶料外, 还应注意操作(zuò)过程中(zhōng)的工(gōng)件清洗、表面处理(lǐ)及脱模等。

聚氨酯

　　聚氨酯灌封材料绝缘電(diàn)阻和粘接强度都较高, 是较理(lǐ)想的灌封材料。聚氨醋灌封材料用(yòng)于密封件浇注件制备, 用(yòng)于電(diàn)子产(chǎn)品如電(diàn)路板、電(diàn)子元件、插头座灌封, 也可(kě)以作(zuò)為(wèi)胶粘剂和涂料使用(yòng) 。

聚氨酯灌封工(gōng)艺

　　表面处理(lǐ)：表面处理(lǐ)不好, 会导致灌封件脱粘。有(yǒu)的灌封件吸水性小(xiǎo), 不需表面处理(lǐ)；金属灌封件需表面处理(lǐ)。灌封件经表面处理(lǐ)后一般要在24-48 h 之内进行灌封。

除水：被灌封件会吸附空气中(zhōng)水份, 需烘干除水。可(kě)60 ~ 10 。℃ 加热10 m in 至几小(xiǎo)时除水。视灌封件吸水多(duō)少和除水难易而定。

预热：B 料预热至50-60 ℃ ; A 料预热至30 ℃

抽泡：将A 料、B 料按计量重量比放入一可(kě)抽真空的密闭容器内边搅抽真空1-5 分(fēn)钟, 真空度低于20 mm汞柱。停止搅拌。

浇注： 沿一个方向浇注, 并尽量减少晃动。

　　固化温度和时间： 要选择合适的固化温度和时间。室温至10 ℃ 3-24 h 固化，视固化快慢而定对于室温固化的反应物(wù), 常常需要1~ 2 周才能(néng)固化完全灌封材料固化好后一般一周之内硬度才能(néng)趋于稳定。

上述混合温度和固化温度可(kě)根据需求做调整。混合温度要保证反应物(wù)透明或半透明, 使处于均相。固化温度要保证反应物(wù)部分(fēn)相合反应接近完全。

导热灌封胶选型注意什么？

　　1）导热系数，导热系数的单位為(wèi)W/m.K，表示截面积為(wèi)1平方米的柱體(tǐ)沿轴向1米间隔的温差為(wèi)1开尔文(wén)（K=℃+273.15）时的热传导功率。数值越大，表明该材料的热通过速率越快，导热机能(néng)越好。导热系数相差很(hěn)大，其基本起因在于不同物(wù)质(zhì)导热机理(lǐ)存在着差别。正常而言，金属的导热系数最大，非金属和液體(tǐ)次之，气體(tǐ)的导热系数最小(xiǎo)。银的导热系数為(wèi)420，铜為(wèi)383，铝為(wèi)204，水的导热系数為(wèi)0.58。现在主流导热硅胶的导热系数均大于1W/m.K，优良的可(kě)到达6W/m.K以上。

　　2）粘度，粘度是流體(tǐ)粘滞性的一种量度，指流體(tǐ)外部抵御活动的阻力，用(yòng)对流體(tǐ)的剪切应力与剪切速率之比表现，粘度的测定办(bàn)法，表现办(bàn)法许多(duō)，如能(néng)源粘度的单元為(wèi)泊(poise)或帕.秒(miǎo)。导热胶拥有(yǒu)很(hěn)好的平铺性，能(néng)够轻易地在必定压力下平铺到芯片名(míng)四周，并且保障必定的粘滞性，不至于在挤压后多(duō)余的胶水溢出。

3）介電(diàn)常数，介電(diàn)常数用(yòng)于权衡绝缘體(tǐ)贮存電(diàn)能(néng)的机能(néng)，指两块金属板之间以绝缘资料為(wèi)介质(zhì)时的電(diàn)容量与同样的两块板之间以氛围為(wèi)介质(zhì)或真空时的電(diàn)容量之比。

介電(diàn)常数代表了電(diàn)介质(zhì)的极化水平，也就是对電(diàn)荷的约束才能(néng)，介電(diàn)常数越大，对電(diàn)荷的约束才能(néng)越强。

4）工(gōng)作(zuò)温度范围，因為(wèi)导热胶自身的特征，其任務(wù)温度规模是很(hěn)广的。工(gōng)作(zuò)温度是确保导热硅胶处于固态或液态的一个主要参数，温度过高，导热胶流體(tǐ)體(tǐ)积膨胀，分(fēn)子间间隔拉遠(yuǎn)，互相感化削弱，粘度下降；温度下降，流體(tǐ)體(tǐ)积缩小(xiǎo)，分(fēn)子间间隔收缩，互相感化增强，粘度回升，这两种情形都不利于散热。如果所承受是在100℃左右的，那么使用(yòng)环氧树脂和聚氨酯都是可(kě)以的，而有(yǒu)机硅是可(kě)以承受-60℃～200℃的高低温；抗冷热变化能(néng)力，有(yǒu)机硅最好，其次是聚氨酯，环氧树脂最差；

5）其他(tā)的考虑因素，比如元器件承受内应力的情况，户外使用(yòng)还是户内使用(yòng)，受力情况，是否要求阻燃、颜色要求以及手动或自动灌封等等。