隨著電子工業(yè)的大力發(fā)展，人們更注重產(chǎn)品的穩(wěn)定性，對電子產(chǎn)品的耐候性有更苛刻的要求，所以現(xiàn)在越來越多的電子產(chǎn)品需要灌封，灌封后的電子產(chǎn)品能增強其防水能力、抗震能力以及散熱性能，保護電子產(chǎn)品免受自然環(huán)境的侵蝕延長其使用壽命。

　　電子產(chǎn)品灌封技術(shù)

　　灌封工藝技術(shù)是采用固體介質(zhì)未固化前排除空氣填充到元器件周圍,達到加固和提高抗電強度的作用。例如,戶外工作,艦船艙外的電路板,為了防止?jié)駳?、凝露、鹽霧對電路的腐蝕,需要對電路板進行灌封;為提高海上工作的電子設(shè)備的三防性能,所有的變壓器、阻流圈,要求灌封、裹復(fù)、包封或封端;為提高機載、航天電子設(shè)備抗振能力,對某些電路板需要進行固體封裝或局部加固封裝;某些電纜插頭座,防止焊點腐蝕或折斷,需灌封。

　　灌封對象的選擇

　　灌封工藝,必須考慮它所針對的灌封對象。一般來說,設(shè)計圖紙或技術(shù)條件有特殊要求需灌封全部或其中一部分;產(chǎn)品要求氣密試驗而安裝插頭座不是密封結(jié)構(gòu),如電連接器插頭插座等;產(chǎn)品在室外或在艦船甲板上工作部件的電路板;有抗沖擊、振動要求,元器件需加固的部位,如減振器、鐵芯等;插頭接點間隙小,為提高接點強度或防鹽霧腐蝕,增強 焊點強度,防止導(dǎo)線折斷的插頭尾部需灌封;高壓部件或在低氣壓下工作的電路等。

　　灌封材料的選擇

　　灌封材料是灌封技術(shù)的基礎(chǔ),熟悉灌封材料的性狀,選擇合理的灌封材料,是灌封工藝成敗的關(guān)鍵,我們應(yīng)根據(jù)電子產(chǎn)品不同性能以及使用環(huán)境的要求,選擇不同性能的灌封材料,盡可能發(fā)揮各種材料的優(yōu)點,以滿足產(chǎn)品設(shè)計的要求。電子工業(yè)中常用的灌封材料有環(huán)氧樹脂、有機硅彈性體和聚氨酯。其中環(huán)氧樹脂和有機硅彈性體應(yīng)用最為廣泛。 用于電子產(chǎn)品灌封的環(huán)氧樹脂應(yīng)滿足以下要求:

　　(1)能承受樹脂固化過程中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力;

　　(2)能承受冷熱環(huán)境交變產(chǎn)生的應(yīng)力;

　　(3)能承受電器運行時的溫度;

　　(4)能承受短路時的熱應(yīng)力;

　　(5)樹脂固化時放熱小;

　　(6)樹脂適用于澆注;

　　(7)樹脂固化后具有一定的電氣性能。

　　環(huán)氧樹脂主要有雙酚A環(huán)氧樹脂、酚醛環(huán)氧樹脂和脂環(huán)族環(huán)氧樹脂三大類。在環(huán)氧灌封材料中,常選用低分子量的雙酚A環(huán)氧樹脂,如:E-44、E-51、E-39D等作為灌封材料,這一類樹脂具有粘接性高,收縮率低(收縮率低于2%),耐熱性好、化學(xué)惰性、灌注工藝好、價格低廉等優(yōu)點,缺點是脆性大,韌性不足,固化時有一定的內(nèi)應(yīng)力,一般應(yīng)用在一些高壓部件上,如:高壓變壓器,集電匯流環(huán)等。

　　硅橡膠可在-60℃～200℃長期保持彈性,固化時不吸熱、不放熱,固化后不收縮,對材料粘接性好,并具有優(yōu)良的電性能和化學(xué)穩(wěn)定性能,能耐水、耐臭氧、耐氣候,用其灌封電子產(chǎn)品后,可以起到防潮、防腐蝕、防震、防塵的作用,提高使用性能和穩(wěn)定參數(shù)。硅橡膠又根據(jù)所含組份的不同分為單組份和雙組份,常用的單組份硅橡膠有GD-414和GD-406等,它的最大優(yōu)點比起雙組份而言是操作簡單易行,一般應(yīng)用在電連接器插頭座和灌封時的堵封上;雙組份硅橡膠分縮合型和加工成型,縮合型硅橡膠在二丁基硅酸錫作為催化劑、正硅酸乙酯作為固化劑的情況下交聯(lián)成彈性體,具有優(yōu)良的電氣性能,耐水、耐氣候老化性能,缺點是固化后的彈性體與金屬的粘接性能較差,所以灌封時組件表面一般應(yīng)涂有交聯(lián)劑,一般應(yīng)用其灌封電源組合、電路板等。加工成型硅橡膠又命名為GN型硅凝膠,其優(yōu)點是對金屬不會產(chǎn)生腐蝕,且無毒,在密封容器內(nèi),高溫下不會象雙組份縮合型硅橡膠那樣由彈性體變?yōu)榱黧w,并且表面與深層同時熟化,熟化后,強度高,透明,收縮率低,對應(yīng)力敏感的元器件如鐵氧體、坡莫合金器件更為合適,并可作為無殼機構(gòu)的灌封件,這類加成型硅凝膠是無線電子工業(yè)和其它工業(yè)部門可廣泛推廣的性能良好的材料。缺點是易中毒,切忌工作環(huán)境和工件表面沾有含有氮、硫、磷的化合物及金屬有機酸。

　　聚氨酯灌封材料兼有彈性、透明、低硬度、對各種材料有良好的粘接力(它在低溫下的粘接強度甚至高于室溫下的粘接強度),良好的電性能以及低溫柔性的性能,但是聚氨脂材料有毒,對人體健康有害,選用時應(yīng)采用低毒的聚氨酯材料,一般應(yīng)用在內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜的電子元件和電器設(shè)備的封裝,如洗衣機電腦板、洗碗機線路板、電纜接頭和終端等。 一般來說,我們對灌封材料的性能有以下幾方面的要求。

　　(1)電性能方面

　　在各種不同的頻率下:介電損耗正切值tanδ低,介電系數(shù)值ε低且穩(wěn)定,體積電阻率ρv和表面電阻率ρs值高,長期受潮后允許下降,但不得低于5×109Ω,擊穿電壓高,受潮后不得低于10kV/mm(測試樣板厚度為2mm時)。

　　(2)物理化學(xué)性能要求

　　導(dǎo)熱性能良好,對高壓變壓器,灌封材料導(dǎo)熱系數(shù)應(yīng)≥0.4W/(m?K);線脹系數(shù)低,能承受急劇的溫度變化沖擊;灌封器件材料粘接性好,不脫層,固化收縮率低;熱畸變溫度高于器件工作溫度;防潮性好,不長霉;耐化學(xué)腐蝕性,尤其耐油或其它工作環(huán)境中接觸的化學(xué)物質(zhì);具有抗輻射性,在一般劑量之下不產(chǎn)生降解;黏度低,有滲透性,具有合適的工藝性能及較長的適用期;聚熱時,放熱峰要平穩(wěn)。

　　(3)常用典型封裝材料性能及應(yīng)用特性對比 常用典型封裝材料的性能及應(yīng)用特性對比。

　　(4)灌封工藝 灌封工藝按電器絕緣處理方式不同可分為模具成型和無模具成型兩種。模具成型又分為一般澆注和真空灌注兩種。在其它條件相同時采用真空灌注的體系性能較好。為了保證產(chǎn)品灌封質(zhì)量,根據(jù)灌封材料的不同,編制不同的可行性典型工藝規(guī)程,并嚴格按工藝規(guī)程操作。一般灌封工藝流程如圖1所示。

　　(5) 灌封工藝必須注意的幾個問題及改正措施

　　5.1 模具準備

　　由于灌封膠料大多易流動,粘接性好,而且價格昂貴,為了不造成膠料到處漏流、浪費膠料和污染環(huán)境,對于模具成型的灌封工藝模具設(shè)計是必不可少的,由于灌封組件是多種多樣的,我們不可能設(shè)計統(tǒng)一結(jié)構(gòu)形式的模具。一般設(shè)計模具應(yīng)做到:

　　(1)便于組裝,便于拆卸;

　　(2)配合緊密,防止膠液漫流;

　　(3)支撐底面平整,固化后膠體厚度應(yīng)一致;

　　(4)便于控制灌封高度。

　　5.2 工件清洗 工件的清洗也是灌封工藝重要的一環(huán),一般用無水乙醇、汽油、丙酮或二甲苯清洗兩到三遍為好,特別是有焊點的地方,一定要清洗干凈,以防引起催化劑的中毒。如選用有機硅凝膠作為灌封原料的電子產(chǎn)品,切忌表面沾有含有氮、硫、磷的化合物及金屬有機酸接觸,否則膠料不能硫化。