环氧树脂灌封常用工艺与问题分析

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灌封工艺

灌封工艺

一、灌封工艺灌封产品的质量,主要与产品设计、元件选择、组装及所用灌封材料密切相关,灌封工艺也是不容忽视的因素。

环氧灌封有常态和真空两种灌封工艺。

环氧树脂.胺类常温固化灌封料,一般用于低压电器,多采用常态灌封。

环氧树脂.酸酐加热固化灌封料,一般用于高压电子器件灌封,多采用真空灌封工艺,是我们本节研究的重点。

目前常见的有手工真空灌封和机械真空灌封两种方式,而机械真空灌封又可分为A、B组分先混合脱泡后灌封和先分别脱泡后混合灌封两种情况。

其工艺流程如下:(1)手工真空灌封工艺(2)机械真空灌封工艺先混合脱泡后灌封工艺A、B先分别脱泡后混合灌封工艺相比之下,机械真空灌封,设备投资大,维护费用高,但在产品的一致性、可靠性等方面明显优于手工真空灌封工艺。

无论何种灌封方式,都应严格遵守给定的工艺条件,否则很难得到满意的产品。

二、灌封产品常出现的问题及原因分析(1)局部放电起始电压低,线间打火或击穿电视机、显示器行输出变压器,汽车、摩托车点火器等高压电子产品,常因灌封工艺不当,工作时会出现局部放电(电晕)、线间打火或击穿现象,是因为这类产品高压线圈线径很小,一般只有0.02~0.04mm,灌封料未能完全浸透匝间,使线圈匝间存留空隙。

由于空隙介电常数远小于环氧灌封料,在交变高压条件下,会产生不均匀电场,引起界面局部放电,使材料老化分解,引起绝缘破坏。

从工艺角度分析,造成线间空隙有以下两方面原因:1)灌封时真空度不够高,线间空气未能完全排除,使材料无法完全浸渗。

2)灌封前试件预热温度不够,灌人试件物料黏度不能迅速降低,影响浸渗。

对于手工灌封或先混合脱泡后真空灌封工艺,物料混合脱泡温度高、作业时间长或超过物料适用期,以及灌封后产品未及时进入加热固化程序,都会造成物料黏度增大,影响对线圈的浸渗。

据上海常祥实业有限公司的专家介绍,热固化环氧灌封材料复合物,起始温度越高,黏度越小,随时间延长,黏度增长也越迅速。

因此为使物料对线圈有良好的浸渗性,操作上应注意如下几点:1)灌封料复合物应保持在给定的温度范围内,并在适用期内使用完毕。

温度传感器-环氧树脂的使用工艺及灌封料质量控制点

温度传感器-环氧树脂的使用工艺及灌封料质量控制点

1、环氧树脂和固化剂混合后发生三维交联反应,此反应是属于放热性的化学反应。

主要和混合料的温度有关,在料温偏高时环氧的活泼基团和固化剂很容易引起反应。

所以在使用环氧时环氧的预热温度不宜过高,一般保持在90度以内,混合料温度在40~50度左右。

2、由于环氧树脂是放热反应,在使用时每次配料的重量不宜过多,根据环氧的反应原理配料量越多越容易引起混合料的反应速度加快。

3、混合料放置的时间不宜过长。

由于混合料本身带有温度,混合后的环氧树脂粘度很低,在常温下很容易沉降。

沉降后的环氧树脂如果灌封到产品中会给产品带来极大的风险。

因为沉降后的环氧内部的配比已经失调,浮在上面的都是环氧树脂和固化剂,在固化的时候会产生巨大的收缩和强大的内应力。

对固化的产品可能造成变形、开裂、绝缘强度下降等一系列的问题。

建议配好的混合料常温放置时间不超过1小时,放置时间过常的混合料在使用时需要再次搅拌。

4、固化温度的控制。

热固性双酚A环氧树脂和酸酐固化剂所产生的固化物的特性和固化温度有直接的关系。

如果固化温度失调可能会产生以下几种问题:①产品的表面发脆。

②固化物表面树脂分层较厚。

③ TG值(高温受热下的玻璃化温度)偏低。

④颜色不正、高压包产生电晕(高压带电体表面向空气游离放电的现象)等问题。

5、配比失调。

在使用环氧树脂时如果在计量时出现重大误差,会给产品带来以下几种常见的问题:(1)表面硬度发软或发脆(2)绝缘强度下降。

(3)老化试验时间缩短。

6、搅拌失控。

环氧树脂灌封料一般是分为A/B组分,在使用时需要称量和搅拌。

按照搅拌要求,推荐使用机器搅拌。

例如:搅拌不均匀的环氧树脂会造成产品的哪些不良因素?产品的硬度会下降。

②绝缘强度不稳定。

③灌封好的产品通过高温环氧树脂很容易软化或变成液体从产品中流出。

环氧树脂灌封料质量控制点环氧树脂灌封料质量控制点1、检测项目:外观、粘度、凝胶、固化物硬度、绝缘强度。

2、检测方法:外观:采用目测观看颜色和杂质。

环氧树脂灌封胶使用注意事项

环氧树脂灌封胶使用注意事项

环氧树脂灌封胶是指以环氧树脂为主要成份,添加各类功能性助剂,配合合适的固化剂制作的一类环氧树脂液体封装或灌封材料。

已广泛地用于电子器件制造业,是电子工业不可缺少的重要绝缘材料。

它的作用是:强化电子器件的整体性,提高对外来冲击、震动的抵抗力;提高内部元件、线路间绝缘,有利于器件小型化、轻量化;避免元件、线路直接暴露,改善器件的防水、防潮性能。

环氧灌封胶应用范围广,技术要求千差万别,品种繁多。

从固化条件上分有常温固化和加热固化两类。

一、选用环氧树脂灌封胶时应考虑的问题:1、使用产品对于灌封胶性能的要求例如:使用温度、冷热交变情况、元器件承受内应力情况、户外使用还是户内使用、受力状况、是否要求环保、阻燃和导热、颜色要求等等。

2、产品使用的灌封工艺:手动或自动灌胶,室温或加温固化,混合后施胶的所需时间,胶体凝固时间,完全固化时间等。

二、环氧树脂灌封胶使用步骤:●要保持需灌封产品的干燥和清洁;●使用时请先检查A剂,观察是否有沉降,并将A剂充分搅拌均匀;●按配比取量,且称量准确,请切记配比是重量比而非体积比,A、B剂混合后需充分搅拌均匀,以避免固化不完全;●搅拌均匀后请及时进行灌胶,并尽量在可使用时间内使用完已混合的胶液;●灌注后,胶液会逐渐渗透到产品的缝隙中,必要时请进行二次灌胶;●固化过程中,请保持环境干净,以免杂质或尘土落入未固化的胶液表面。

环氧树脂灌封胶操作常见问题分析:1、胶水不固化,可能原因:固化剂放得太少或放得太多(配比相差很大)、A胶储存时间较长用前未搅拌或未搅拌均匀2、本应为硬胶的胶水固化后是软的,可能原因:胶水配比不正确:如未按重量比配比或偏差较大(固化剂多了或少了都会有可能有此情况)、A胶储存时间较长用前未搅拌或未搅拌均匀3、有些胶水固化了,有些胶水没有固化或固化不完全,可能原因:搅拌不均匀、A胶储存时间较长用前未搅拌或未搅拌均匀4、固化后胶水表面很不平整或气泡很多,可能原因:固化太快、加温固化温度过高、接近或超过操作时间灌封点胶5、固化后胶水表面有油污状,可能原因:灌胶过程有水、过于潮湿、A胶储存时间较长用前未搅拌或未搅拌均匀。

动力电池包工艺系列——导热灌封胶(环氧树脂胶、硅橡胶、聚氨酯)

动力电池包工艺系列——导热灌封胶(环氧树脂胶、硅橡胶、聚氨酯)

动力电池包工艺系列——导热灌封胶(环氧树脂胶、硅橡胶、聚氨酯)动力电池模组内部,传热、减震、密封、焊点保护等等,应用胶的地方不止一两处,今天从导热灌封胶的角度,整理环氧树脂胶、硅橡胶、聚氨酯三种主要基材对应的导热胶性质和工艺方法。

1 本征导热和填料导热将导热填料填充在高分子材料基体中制成导热胶粘剂,其导热性能主要取决于填料的种类,还与填料在基体中的分布等有关。

因此,填料的用量、粒径、表面处理等均将影响环氧树脂导热胶粘剂的导热性能。

当填料可以均匀分布在环氧树脂基体中并且可以使填料在合适的用量下形成导热通路时,导热性能最佳。

通常粒径越大,越容易形成导热通路,导热性能就越好。

对于填充型导热胶粘剂,界面是热阻形成的主要原因,通过对填料表面进行改性,增强界面作用力,可以在一定程度上提高导热性能。

本征型导热胶粘剂不使用导热填料,仅仅依靠聚合物在成型加工过程中通过改变分子链结构,进而改变结晶度,从而增强导热性能。

高聚物由于相对分子质量的多分散性,很难形成完整的晶格。

目前,通过化学合成法制备的具有高热导率的结构聚合物主要有聚苯胺、聚乙炔、聚吡咯等,它们主要依靠分子内共轭Ⅱ键进行电子导热,这类材料通常也具有优良的导电性能. 本征型导热胶粘剂由于生产工艺过于复杂、可实施性差,而不为人们所选择。

填充型导热胶粘剂通过控制填料在基体中的分布,形成连续的导热网络,进而增强胶粘剂的导热性能。

常用的导热填料有金属材料(Fe、Mg、Al、Cu、Ag)、碳基材料( 碳纳米管、石墨烯、石墨)、氧化物(Al2O3、ZnO、BeO、SiO2)、氮化物(AlN、BN、Si3N4)。

其中金属材料与碳基材料多为非绝缘材料,金属氧化物、氮化物多为绝缘材料。

作为导热填料,应该具备以下基本要求:高导热系数、不与聚合物基体发生反应、化学和热稳定性良好等。

导热填料与聚合物形成的复合材料导热性能的好坏取决于填料本身的导热率、填料在基体树脂中的填充情况、填料与基体之间的相互作用。

环氧树脂灌缝施工工艺

环氧树脂灌缝施工工艺

环氧树脂灌缝施工工艺介绍环氧树脂灌缝施工工艺是一种常用于建筑、道路、桥梁等工程中的灌缝方法。

在施工过程中,通过将环氧树脂灌注到构件缝隙中,形成一层坚固密封的连接,提高结构的稳定性和耐久性。

本文将深入探讨环氧树脂灌缝施工工艺的关键步骤、注意事项以及优势。

关键步骤1. 清洁缝隙在进行环氧树脂灌缝施工之前,首先需要彻底清洁构件缝隙。

清洁过程应包括以下几个步骤: - 使用扫帚或吸尘器清理缝隙内的杂物和灰尘。

- 使用高压水枪冲洗缝隙,确保其表面干净、无污染物。

- 使用清洁剂和刷子清洁缝隙内壁,去除有机物、油脂或污渍。

2. 准备环氧树脂根据施工需要,准备好适量的环氧树脂。

环氧树脂是一种双组分材料,需要按照一定的比例将环氧树脂和固化剂混合。

在混合过程中,应确保两者充分混合均匀,避免出现明显的筹码状或颜色不一致的情况。

3. 灌注环氧树脂将混合好的环氧树脂缓慢均匀地灌注至清洁后的缝隙中。

为了确保灌注过程顺利进行,可以采取以下措施: - 使用专用工具,如滴管或注射器,将树脂准确地注入缝隙。

- 控制好灌注速度,以免发生溢出或无法充分填充缝隙的情况。

- 在缝隙的两端开始灌注,并逐渐向中间推进,确保灌注工作均匀、连续。

4. 振捣与充实在环氧树脂灌注完成后,应进行振捣与充实工作,以确保环氧树脂填充至缝隙的每一个角落。

具体操作包括: - 使用振动棒振捣缝隙,消除空隙,使树脂更好地填充缝隙。

- 在振捣的同时,可以使用钢板或钢棒充实缝隙,推动环氧树脂的进一步渗透、填充。

5. 后续处理环氧树脂灌缝完成后,还需进行一些后续处理工作: - 去除多余的环氧树脂,确保施工表面的整洁和美观。

- 根据需要,对施工表面进行必要的抛光和修整。

注意事项在进行环氧树脂灌缝施工时,需要注意以下几点: 1. 施工环境:施工现场应保持干燥、无尘、无风,并确保温度适宜,避免低温或高温对环氧树脂固化的影响。

2. 比例配比:在混合环氧树脂和固化剂时,应按照规定的比例进行配比,确保施工质量。

环氧树脂灌封胶技术指导书

环氧树脂灌封胶技术指导书

环氧树脂灌封胶技术指导书
本文介绍了环氧树脂灌封胶技术的使用注意事项及流程,以及在混凝土表面施工中应该注意的项目。

一、环氧树脂灌封胶技术指导书
1. 灌封施工技术要求
(1)施工前需要对施工介质进行严格检查,确保施工介质的清洁度,并用特殊方法进行清洁。

(2)施工温度应满足施工要求,以免影响施工质量。

(3)施工的灌封胶应保持恒定,以确保填充的胶水质量稳定,并且施工前应先用试漏的方法确保没有漏洞。

(4)施工应注意作业中的安全性,应正确使用施工工具,并做好安全措施。

2. 灌封施工流程
(1)施工前准备:1)检查施工面,去除表面杂质;2)准备施工工具;3)检查施工温度。

(2)施工:1)以水平方向抹涂灌封胶施工,以保证施工效果;2)施工时应以均匀的施工速度,以防止灌封失败;3)施工完毕后应封口处理,以避免胶体流出;4)施工完成后应进行细部处理,以确保施工质量。

(3)施工后检查:1)检查施工后的表面,确保施工质量;2)测试施工后环氧层的流动指数,以确保施工参数;3)检查施工后的表面温度,以确保施工质量。

三、在混凝土表面施工时应注意的事项
(1)混凝土表面应干燥;
(2)有轻微裂缝的应做好补强;
(3)施工前应作好清洁处理;
(4)使用施工工具时应注意安全卫生;
(5)施工时应控制施工温度;
(6)注意施工方法和施工顺序;
(7)完成后应注意保护,使施工结果有较长时间的保护效果。

环氧树脂灌封常用工艺与问题分析

环氧树脂灌封常用工艺与问题分析

环氧树脂灌封常用工艺与问题分析灌封就是将液态复合物用机械或手工方式灌入装有电子元件、线路的器件内,在常温或加热条件下固化成为性能优异的热固性高分子绝缘材料。

可强化电子器件的整体性,提高对外来冲击、震动的抵抗力;提高内部元件、线路间绝缘,有利于器件小型化、轻量化;避免元件、线路直接暴露,改善器件的防水、防潮性能,并提高使用性能和稳定参数。

灌封工艺灌封产品的质量,主要与产品设计、元件选择、组装及所用灌封材料密切相关,灌封工艺也是不容忽视的因素。

环氧灌封有常态和真空两种灌封工艺。

环氧树脂.胺类常温固化灌封料,一般用于低压电器,多采用常态灌封。

环氧树脂.酸酐加热固化灌封料,一般用于高压电子器件灌封,多采用真空灌封工艺,是我们本节研究的重点。

目前常见的有手工真空灌封和机械真空灌封两种方式,而机械真空灌封又可分为A、B组分先混合脱泡后灌封和先分别脱泡后混合灌封两种情况。

其工艺流程如下:(1)手工真空灌封工艺(2)机械真空灌封工艺先混合脱泡后灌封工艺A、B先分别脱泡后混合灌封工艺相比之下,机械真空灌封,设备投资大,维护费用高,但在产品的一致性、可靠性等方面明显优于手工真空灌封工艺。

无论何种灌封方式,都应严格遵守给定的工艺条件,否则很难得到满意的产品。

灌封产品常出现的问题及原因分析(1)局部放电起始电压低,线间打火或击穿电视机、显示器行输出变压器,汽车、摩托车点火器等高压电子产品,常因灌封工艺不当,工作时会出现局部放电(电晕)、线间打火或击穿现象,是因为这类产品高压线圈线径很小,一般只有0.02~0.04mm,灌封料未能完全浸透匝间,使线圈匝间存留空隙。

由于空隙介电常数远小于环氧灌封料,在交变高压条件下,会产生不均匀电场,引起界面局部放电,使材料老化分解,引起绝缘破坏。

从工艺角度分析,造成线间空隙有以下两方面原因:1)灌封时真空度不够高,线间空气未能完全排除,使材料无法完全浸渗。

2)灌封前试件预热温度不够,灌人试件物料黏度不能迅速降低,影响浸渗。

环氧树脂塑封胶料介绍及应用不良原因与改善对策

环氧树脂塑封胶料介绍及应用不良原因与改善对策

3.98 12
3000
融點℃
2050
比熱 cal/g℃ 0.25
熱傳導率
cal/cm.sec. 0.095

熱膨脹率
6~9
-6/℃
体積固有阻 1014~10
抗 Q.cmLeabharlann 16MgO 氧化鎂
3.58 6
1600 2800 0.27
0.17
11~15
>1014
SiO2 結晶型
2.65
7
SiO2 融溶型
2.2 7
高 熱傳導率,缺點為線膨脹係數及內應力大,不適用於
要求 冷熱循環測試之器件,主要用於功率器件。
●融溶型(Fused Type): 使用融溶型圭粉為填充劑,熱傳導 率 較低,特點為線膨脹係數及內應力均遠低於前者,適 用於 需進行冷熱循環測試之器件及芯片較大之IC。
■材料特性比較
Al2O3 氧化鋁
比重 硬度 Kg/cm2 強度 Kg/cm2
1013Ω-cm
特 性
介電常數
Dielectric Constant
發散因子
Dissipation Factor
機 彎曲強度
Kgf/cm2
械 彎曲模量
Kgf/mm2
>1
>1
<5 <0.01 Min1200 Max1800
萃取 Na+ Extracted Na+ ppm
其 萃取 Cl- Extracted Cl- ppm
●黏度適合 ●電氣性能良好 ●吸濕性低 ●耐高熱 ●填充量高 ●機械強度高 ●高溫流動性佳 ●配方調整性寬
■環氧樹脂樹脂種類 ●OCN ●DCP ●Biphenyl ●Multifunctional.
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环氧树脂灌封常用工艺与问题分析灌封就是将液态复合物用机械或手工方式灌入装有电子元件、线路的器件内,在常温或加热条件下固化成为性能优异的热固性高分子绝缘材料。

可强化电子器件的整体性,提高对外来冲击、震动的抵抗力;提高内部元件、线路间绝缘,有利于器件小型化、轻量化;避免元件、线路直接暴露,改善器件的防水、防潮性能,并提高使用性能和稳定参数。

灌封工艺灌封产品的质量,主要与产品设计、元件选择、组装及所用灌封材料密切相关,灌封工艺也是不容忽视的因素。

环氧灌封有常态和真空两种灌封工艺。

环氧树脂.胺类常温固化灌封料,一般用于低压电器,多采用常态灌封。

环氧树脂.酸酐加热固化灌封料,一般用于高压电子器件灌封,多采用真空灌封工艺,是我们本节研究的重点。

目前常见的有手工真空灌封和机械真空灌封两种方式,而机械真空灌封又可分为A、B组分先混合脱泡后灌封和先分别脱泡后混合灌封两种情况。

其工艺流程如下:(1)手工真空灌封工艺(2)机械真空灌封工艺先混合脱泡后灌封工艺A、B先分别脱泡后混合灌封工艺相比之下,机械真空灌封,设备投资大,维护费用高,但在产品的一致性、可靠性等方面明显优于手工真空灌封工艺。

无论何种灌封方式,都应严格遵守给定的工艺条件,否则很难得到满意的产品。

灌封产品常出现的问题及原因分析(1)局部放电起始电压低,线间打火或击穿电视机、显示器行输出变压器,汽车、摩托车点火器等高压电子产品,常因灌封工艺不当,工作时会出现局部放电(电晕)、线间打火或击穿现象,是因为这类产品高压线圈线径很小,一般只有0.02~0.04mm,灌封料未能完全浸透匝间,使线圈匝间存留空隙。

由于空隙介电常数远小于环氧灌封料,在交变高压条件下,会产生不均匀电场,引起界面局部放电,使材料老化分解,引起绝缘破坏。

从工艺角度分析,造成线间空隙有以下两方面原因:1)灌封时真空度不够高,线间空气未能完全排除,使材料无法完全浸渗。

2)灌封前试件预热温度不够,灌人试件物料黏度不能迅速降低,影响浸渗。

对于手工灌封或先混合脱泡后真空灌封工艺,物料混合脱泡温度高、作业时间长或超过物料适用期,以及灌封后产品未及时进入加热固化程序,都会造成物料黏度增大,影响对线圈的浸渗。

据上海常祥实业有限公司的专家介绍,热固化环氧灌封材料复合物,起始温度越高,黏度越小,随时间延长,黏度增长也越迅速。

因此为使物料对线圈有良好的浸渗性,操作上应注意如下几点:1)灌封料复合物应保持在给定的温度范围内,并在适用期内使用完毕。

2)灌封前,试件要加热到规定温度,灌封完毕应及时进入加热固化程序。

3)灌封真空度要符合技术规范要求。

(2)灌封件表面缩孔、局部凹陷、开裂灌封料在加热固化过程中,会产生两种收缩,即由液态到固态相变过程中的化学收缩和降温过程中的物理收缩。

进一步分析,固化过程中的化学变化收缩又有两个过程,从灌封后加热化学交联反应开始到微观网状结构初步形成阶段产生的收缩,我们称之为凝胶预固化收缩。

从凝胶到完全固化阶段产生的收缩我们称之为后固化收缩。

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,物理状态发生突变,反应基团消耗量大于后者,体积收缩量也高于后者。

凝胶预固化阶段(75℃/3h)环氧基消失大于后固化阶段(110℃/3h),差热分析结果也证明这点,试样经750℃/3h处理后其固化度为53%。

若我们对灌封试件采取一次高温固化,则固化过程中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,还会使灌封件产生巨大的内应力,造成产品内部和外观的缺损。

为获得良好的制件,我们必须在灌封料配方设计和固化工艺制定时,重点关注灌封料的固化速度(即A、B复合物凝胶时间)与固化条件的匹配问题。

通常采用的方法是:依照灌封料的性质、用途按不同温区分段固化的工艺。

据专家介绍,彩色电视机行输出变压器灌封按不同温区分段固化规程及制件内部放热曲线。

在凝胶预固化温区段灌封料固化反应缓慢进行,反应热逐渐释放,物料黏度增加和体积收缩平缓进行。

此阶段物料处于流态,则体积收缩表现为液面下降,直至凝胶,可完全消除该阶段体积收缩内应力。

从凝胶预固化到后固化阶段,升温也应平缓,固化完毕,灌封件应随加热设备同步缓慢降温,多方面减少、调节制件内应力分布状况,可避免制件表面产生缩孔、凹陷甚至开裂现象。

对灌封料固化条件的制订,还要参照灌封制件内封埋元件的排布、饱满程度及制件大小、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长时间是完全必要的。

(3)固化物表面不良或局部不固化这些现象也多与固化工艺相关。

主要原因是:1)计量或混合装置失灵、生产人员操作失误。

2)A组分长时间存放出现沉淀,用前未能充分搅拌均匀,造成树脂和固化剂实际比例失调。

3)B组分长时间敞口存放、吸湿失效。

4)高潮湿季节灌封件未及时进入固化程序,物件表面吸湿。

总之,要获得一个良好的灌封产品,灌封及固化工艺的确是一个值得高度重视的问题。

环氧树脂灌封料及其工艺和常见问题1、封装技术变革史在电子封装技术领域曾经出现过两次重大的变革。

第一次变革出现在20世纪70年代前半期,其特征是由针脚插入式安装技术(如DIP)过渡到四边扁平封装的表面贴装技术(如QFP);第二次转变发生在20世纪90年代中期,其标志是焊球阵列.BGA型封装的出现,与此对应的表面贴装技术与半导体集成电路技术一起跨人21世纪。

随着技术的发展,出现了许多新的封装技术和封装形式,如芯片直接粘接、灌封式塑料焊球阵列(CD-PBGA)、倒装片塑料焊球阵列(Fc-PBGA)、芯片尺寸封装(CSP)以及多芯片组件(MCM)等,在这些封装中,有相当一部分使用了液体环氧材料封装技术。

灌封,就是将液态环氧树脂复合物用机械或手工方式灌入装有电子元件、线路的器件内,在常温或加热条件下同化成为性能优异的热同性高分子绝缘材料。

2、产品性能要求灌封料应满足如下基本要求:性能好,适用期长,适合大批量自动生产线作业;黏度小,浸渗性强,可充满元件和线间;在灌封和固化过程中,填充剂等粉体组分沉降小,不分层;固化放热峰低,固化收缩小;同化物电气性能和力学性能优异,耐热性好,对多种材料有良好的粘接性,吸水性和线膨胀系数小;在某些场合还要求灌封料具有难燃、耐候、导热、耐高低温交变等性能。

在具体的半导体封装中,由于材料要与芯片、基板直接接触,除满足上述要求外,还要求产品必须具有与芯片装片材料相同的纯度。

在倒装芯片的灌封中,由于芯片与基板间的间隙很小,要求灌封料的黏度极低。

为了减少芯片与封装材料间产生的应力,封装材料的模量不能太高。

而且为了防止界面处水分渗透,封装材料与芯片、基板之间应具有很好的粘接性能。

3、灌封料的主要组份及作用灌封料的作用是强化电子器件的整体性,提高对外来冲击、震动的抵抗力;提高内部元件、线路间绝缘,有利于器件小型化、轻量化;避免元件、线路直接暴露,改善器件的防水、防潮性能。

环氧树脂灌封料是一多组分的复合体系,它南树脂、固化剂、增韧剂、填充剂等组成,对于该体系的黏度、反应活性、使用期、放热量等都需要在配方、工艺、铸件尺寸结构等方面作全面的设计,做到综合平衡。

3.1 环氧树脂环氧树脂灌封料一般采用低分子液态双酚A型环氧树脂,这种树脂黏度较小,环氧值高。

常用的有E.54、E-51、E-44、E-42。

在倒装芯片下填充的灌封中,由于芯片与基板之间的间隙很小,因此要求液体封装料的黏度极低。

故单独使用双酚A型环氧树脂不能满足产品要求。

为了降低产品黏度,达到产品性能要求,我们可以采用组合树脂:如加入黏度低的双酚F型环氧树脂、缩水甘油酯型树脂以及具有较高耐热、电绝缘性和耐候性的脂环族环氧化物。

其中,脂环族环氧化物本身还具有活性稀释剂的作用。

3.2 固化剂同化剂是环氧灌封料配方中的重要成分,固化物性能很大程度取决于固化剂的结构。

(1)室温同化一般采用脂肪族多元胺做固化剂,但这类固化剂毒性大、刺激性强、放热激烈,同化和使用过程中易氧化。

因此,需要对多元胺进行改性,如利用多冗胺胺基上的活泼氢,部分与环氧基合成为羟烷基化及部分与丙烯晴合成为氰乙基化的综合改性,可使固化剂达到低黏度、低毒、低熔点、室温固化并有一定韧性的综合改性效果。

(2)酸酐类同化剂是双组分加热固化环氧灌封料最重要的同化剂。

常用的同化剂有液体甲基四氢邻苯二甲酸酐、液体甲基六氢邻苯二甲酸酐、六氢邻苯二甲酸酐、甲基纳迪克酸酐等。

这类固化剂黏度小,配合用量大,能在灌封料配方中起到同化、稀释双重作用,固化放热缓和,同化物综合性能优异。

3.3 固化促进剂双组分环氧一酸酐灌封料,一般要在140℃左右长时间加热才能固化。

这样的固化条件,不仅造成能源浪费,而且多数电子器件中的元件、骨架外壳是难以承受的。

配方中加入促进剂组分则可有效降低固化温度、缩短固化时间。

常用的促进剂有:卞基二胺、DMP-30等叔胺类。

也可使用咪唑类化合物和羧酸的金属盐,如2-乙基-4-甲基咪唑、2-甲基咪唑等。

3.4 偶联剂为了增加二氧化硅和环氧树脂之间的密着性,需加入硅烷偶联剂。

偶联剂可以改善材料的粘接性和防潮性。

适用于环氧树脂的常用硅烷偶联剂有缩水甘油氧丙基三氧基硅烷(KH-560)、苯胺基甲三乙氧基硅烷、?-氯代丙基三甲氧基硅烷、?-巯基丙基三甲氧基硅烷、苯胺甲基三甲氧基硅烷、二乙烯二胺基丙基三甲氧基硅烷等。

3.5 活性稀释剂单独使用环氧树脂,加入无机填料后黏度明显增大,不利于操作和消泡,常需加入一定量的稀释剂,以增加其流动性和渗透I生,并延长使用期,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,加人量过多,易造成产品收缩率提高,降低产品力学性能及热变形。

活性稀释剂参与固化反应增加了反应物的链节,对固化物性能影响较小。

灌封料中选用的就是活性生稀释剂,常用的有:正丁基缩水甘油醚、烯丙基缩水甘油醚、二乙基己基缩水甘油醚、苯基缩水甘油醚。

3.6 填充剂灌封料中填料的加入对提高环氧树脂制品的某些物理性能和降低成本有明显的作用。

它的添加不仅能降低成本,还能降低固化物的热膨胀系数、收缩率以及增加热导率。

在环氧灌封料中常用的填充剂有二氧化硅、氧化铝、氮化硅、氮化硼等材料。

表1是常见无机填料的导热系数。

二氧化硅又分为结晶型、熔融角型和球形二氧化硅。

在电子封装用灌封料中,由于产品要求,优选熔融球形二氧化硅。

3.7 消泡剂为了解决液体封装料同化后表面留有气泡的问题,可加入消泡剂。

常用的是乳化硅油类乳化剂。

3.8 增韧剂增韧剂在灌封料中起着重要作用,环氧树脂的增韧改性主要通过加增韧剂、增塑剂等来改进其韧性,增韧剂有活性和惰性两种,活性增韧剂能和环氧树脂一起参加反应,增加反应物的链节,从而增加固化物的韧性。

一般选择端羧剂液体丁腈橡胶,在体系内形成增韧的"海岛结构",增加材料的冲击韧度和耐热冲击性能。

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