有機硅灌封膠是一種以有機硅聚合物為基礎材料制成的電子灌封膠,廣泛應用于電子、電氣、汽車、航空航天等領域,為設備提供可靠防護。其根據成分和固化機理可分為不同類型。按成分分為單組分和雙組分,單組分可直接使用,無需混合,操作便捷;雙組分需將液體基礎膠與催化劑或交聯劑混合后使用,適用于對絕緣、密閉、減震、防水要求較高的場景。按固化機理分為縮合型和加成型,加成型有機硅灌封膠固化時不產生副產物,可深層硫化,收縮率小,且能室溫固化或加熱快速固化,在電子灌封領域應用廣泛。
1.施工前的準備與混合(最關鍵步驟)
充分攪拌:
雙組份硅膠(A/B組分)混合后,必須進行徹d攪拌。通常建議沿容器壁和底部刮擦攪拌至少3-5分鐘,確保顏色完q均勻,無條紋。
注意:攪拌速度不宜過快,以免卷入大量空氣產生氣泡;若條件允許,可配合真空脫泡機使用。
精確配比:
嚴格按照廠家說明書的重量比或體積比稱量。
警告:比例偏差過大會導致膠水無法固化(發軟)、固化過快或產生嚴重放熱反應。建議使用電子秤稱重,而非目測。
溫度控制:
混合前,建議將A、B組分及被灌封工件在20℃-25℃環境下放置一段時間,使溫度一致。
低溫下粘度大,難混合且易產生氣泡;高溫下適用期(Pot Life)會顯著縮短。
2.表面預處理(決定粘接與壽命)
清潔干燥:
待灌封的電路板或元器件表面必須無塵、無油、無水。
推薦使用異丙醇(IPA)或專用清洗劑擦拭,并等待溶劑完q揮發。
禁忌:嚴禁使用含硫、磷、胺類的清潔劑(如某些橡膠手套殘留物),否則會抑制加成型硅膠的固化(“中毒”現象)。
底涂處理(Primer):
如果基材是PC、PVC、ABS等難粘塑料,或者對防水/防震要求高,強烈建議先涂覆專用的有機硅底涂劑。
底涂劑能顯著提高附著力,防止日后脫層進水。
保護敏感元件:
對于不需要的區域(如連接器接口、散熱片表面、光學鏡頭),需提前貼好防粘膠帶或使用凡士林隔離,因為硅膠固化后極難清除。
3.灌封操作技巧(減少缺陷)
排氣與脫泡:
自然流平法:將膠水從一點緩慢倒入,利用重力自然流平,避免直接沖擊元件。
真空脫泡:對于精密電路或深腔結構,混合后務必放入真空箱抽氣(通常-0.08MPa以上),直到氣泡完q消失再取出灌封。這是消除內部氣泡有效的方法。
灌封高度:
一般要求覆蓋元件頂部至少2-3mm,且需填滿所有角落,避免形成空洞(Void)。
對于高發熱器件,應確保膠水與熱源充分接觸以輔助散熱。
一次性用完:
混合后的膠水有適用期(Pot Life)(通常為30-60分鐘,視溫度而定)。一旦開始固化,粘度上升,嚴禁再次添加新膠或強行攪拌使用,否則會導致固化不均。
4.固化過程管理
環境溫濕度:
最佳固化環境為25℃,濕度<60%。
低溫/高濕影響:縮合型硅膠在高濕環境下固化快但可能產生副產物;加成型硅膠對濕氣不敏感,但低溫會延長固化時間。
加熱加速:
如需快速生產,可進行后固化(Post-cure)。通常建議60℃-80℃烘烤1-2小時,這能顯著提高膠層的物理性能和耐老化性。
注意:升溫速度要慢,防止溫差過大導致元件開裂或膠體起泡。
完q固化時間:
表干不代表全干。深層固化可能需要24小時甚至更久才能發揮最大強度。在未完q固化前,嚴禁通電測試或進行劇烈震動。
5.特殊注意事項與禁忌
“中毒”風險(針對加成型/鉑金催化):
絕對禁止與含有硫、磷、氮、錫等元素的物質接觸。例如:硫化橡膠墊圈、某些聚氨酯發泡材料、含鉛焊錫膏殘留、含硫的乳膠手套。這些物質會使鉑金催化劑失活,導致膠水永遠不固化。
導熱性能:
普通絕緣硅膠導熱系數較低(0.8-1.2 W/m·K)。如果是大功率LED或IGBT模塊,必須選用導熱型灌封膠(3.0-5.0 W/m·K),否則熱量無法散發會導致芯片過熱損壞。
維修困難:
有機硅一旦固化,幾乎無法無損拆除。如果需要頻繁維修電路板,請慎重選擇灌封工藝,或改用“三防漆”噴涂。
化學兼容性:
確認膠水與元器件外殼、線束護套的化學兼容性。部分劣質硅膠可能會溶脹某些塑料(如聚碳酸酯PC),導致外殼變形。
6.安全與存儲
個人防護:雖然硅膠毒性低,但建議佩戴丁腈手套和護目鏡,避免皮膚長期接觸或濺入眼睛。
存儲條件:
密封存放在陰涼干燥處(5℃-25℃),避免陽光直射。
開封后盡快用完,未用完的組分需嚴格封口,防止吸潮(特別是縮合型)或引入雜質。
注意保質期(通常12個月),過期產品性能可能下降。
