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环氧灌封胶配方分析

一.前言

灌封简单地说就是把构成电子器件的各部分元件借助灌封材料,按规定要求进行合理的布置、组装、连接、密封和保护等而实施的一种操作工艺,以防止水分、尘埃及有害气体对电子元器件的侵入,减缓振动, 防止外力损伤并稳定电子元器件的参数。用于电子元器件灌封的材料品种很多,常用的主要有3大类:环氧树脂、有机硅和聚氨酯, 其中, 环氧树脂因具有优异的介电绝缘性能、热学性能和粘接性能,成型工艺简单, 粘度低, 优良的耐化学、湿、腐蚀性能,低固化收缩率等优点而成为应用前景最广阔的灌封材料之一.
我国对环氧灌封材料的研究经过近几年的努力已取得了一定的进展, 可满足通用电子灌封领域的使用要求,但对于在航空航天领域等恶劣环境中使用的环氧树脂品种较少,与发达国家相比差距较大;目前随着印刷线路技术的发展,要求所用灌封材料提高耐热性、多层化、高密度化; 随着电子元器件小型化、薄型化, 要求灌封材料必须解决吸湿性、耐热性、散热性; 随着计算机的高速化, 要求提高灌封材料的介电常数和降低介电损耗等。因此, 研制具有某些特性的灌封材料从而适用于某种特定的条件成为今后环氧灌封材料的发展趋势.
随着民用和军事电子产品的发展,对环氧灌封材料也提出了更高的要求, 主要体现在: 为了满足各种需要,必须结合环氧灌封的自身特点,合成新型环氧树脂和固化剂; 原材料的高纯度化;环氧树脂的改性, 包括增韧、增柔、填充、增强、共混等; 开发无溴阻燃体系; 改进成型工艺方法设备和技术,不断引入新材料、新技术和新方法设计出更好的配方体系,禾川化学专业从事环氧灌封胶配方分析、成分分析、配方检测、成分检测,禾川化学是环氧灌封胶企业产品技术革新的风向标;禾川化学通过多年沉积,运用精细化工的复配技术, 做了小试和应用试验,研制了一种新型环氧灌封胶配方技术;该胶黏剂采用线型长链缩水甘油醚环氧树脂的增韧剂、环氧树脂、活性稀释剂、改性胺固化剂,可制成室温固化, 并具有良好柔韧性的灌封胶,与普通型环氧灌封胶相比,具有很好的冲击强度和弯曲强度;该灌封胶可广泛用于电子电气元件的绝缘、防潮、防震灌封等, 是一种性能优良的新型灌封胶, 具有广阔的市场应用前景.

二.环氧灌封胶

2.1环氧灌封胶常见组分及机理

2.1.1环氧树脂
考虑到环氧树脂的黏度和结晶问题,一般采用双酚A型环氧树脂E-51和E-44复配体系作为主体树脂,利用E-51的低黏度,引入E-44破坏结构的规整性,有利于改善固化物的韧性和降低成本.
2.1.2增韧剂
增韧剂在灌封料配方中起着重要作用, 是赋予灌封料柔韧性的主要成分。增韧剂有活性和非活性两种,非活性增韧剂只和环氧树脂进行物理掺合,而非化学结合, 对固化物性能影响较大,增韧效果不明显.活性增韧剂, 如端梭基丁睛橡胶、液态聚硫橡胶、聚醚和聚醋型直链环氧树脂等, 它能和环氧树脂一起参加反应, 增加了聚合物的弹性链段,从而增加了固化物的韧性,而对其他性能无明显影响。经过多次试验,我们选用了一种线型长链缩水甘油醚环氧树脂做增韧剂, 它和环氧树脂可以任意比例混溶,透明度好, -CH2Cl基团,又可增加其阻燃性;它能和环氧树脂一起参加固化,既可提高韧性,又能改善耐水性、耐老化性和耐燃性, 对固化物耐热性影响小,且成本低、工艺简单.固化产物具有良好的柔韧性.活性增韧剂的加人量以每百份环氧树脂20份左右为宜.
2.1.3稀释剂
单独使用环氧树脂,其粘度较大,常需加人一定量的稀释剂,以增加其流动性和渗透性,并延长适用期.稀释剂有活性和非活性之分,非活性稀释剂不参与固化反应, 易影响固化物性能,增加产品的收缩率,降低力学性能和热变形温度。因此, 我们经过多次筛选选用了一种双官能团的活性稀释剂Y-70,它可参加固化反应, 又具有稀释效果,对固化物性能影响小.在A组分中每百分环氧栩旨加人20份以下为宜.
2.1.4固化剂
固化剂是环氧灌封料配方中的重要成份,固化物性能很大程度取决于固化剂的结构.若要室温固化,一般采用脂肪族多元胺做固化剂,但这类固化剂毒性较大、刺激性强、放热激烈、固化和使用过程中易氧化变色.因此, 一般通过对多元胺进行改性, 如利用多元胺的活泼氢, 部分与环氧基进行轻烷基化反应, 部分与丙烯睛进行氰乙基化反应, 可使固化剂达到低毒、低熔点、室温固化并有一定韧性的综合改性效果m环氧: m固= 10 : 40~80为宜;该灌封胶固化条件为:室温24h初步硬化,7d完全固化,也可在60~80℃固化3~6h.
2.1.5固化促进剂
若不加促进剂, 完全固化时间相对较长,若要缩短固化时间,可酌量加人少量促进剂;我们选用一种酚类促进剂DMP-30, 用量为10份固化剂不多于5份,和A组分配合后, 室温6h初步硬化,24h可完全固化;其用量不能太多,否则易影响灌封胶的适用期,且对韧性有一定影响.

三.环氧灌封胶参考配方

3.1环氧灌封胶参考配方

成分

投料比

成分说明

丙烯酸改性环氧树脂

135~140

 

乙二醇二丙烯酸酯

12~15

 

氢氧化铝

37~42

 

钛白粉

3~5

 

苯偶姻乙基醚

1~3

 

过氧化苯甲酰

0~2

 

3.2环氧灌封胶参考配方A组分

成分

投料比

成分说明

环氧树脂(E-51)

100

 

活性增韧剂

40~50

 

活性稀释剂(Y-70)

30~40

 

活性硅微粉

70~100

 

消泡剂(Perenol-El)

1~3

 

3.3环氧灌封胶参考配方B组分

成分

投料比

成分说明

改性胺固化剂

100

 

固化促进剂

1~3

 

以上参考配方数据都经过技术修改,仅供参考,关于环氧胶黏剂配方更多技术可以咨询我中心技术支持0512-82190669
 
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