目前，隨著新型電子行業(yè)的發(fā)展，電子元器件正朝著小型化、輕型化、高溫、高壓、高頻等趨勢(shì)發(fā)展。電子集成電路的集成度不斷增加，其在運(yùn)行中會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，若熱量不能及時(shí)散發(fā)，則有很大可能降低電子元器件的可靠性及使用壽命。開(kāi)發(fā)導(dǎo)熱性、電絕緣性及熱穩(wěn)定性好，綜合性能優(yōu)良的電子封裝材料是實(shí)現(xiàn)電子元器件散熱、推進(jìn)行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的關(guān)鍵所在。
由此，環(huán)氧導(dǎo)熱膠應(yīng)運(yùn)而生，目前已被廣泛應(yīng)用于飛機(jī)的電子零部件封裝和灌封以及絕緣子終端 、電纜終端 、電子封裝、新能源電池組灌封、精密組件的灌封密封、新能源汽車行業(yè)、電子電工元器件、LED光電照明行業(yè)等領(lǐng)域。
環(huán)氧導(dǎo)熱膠封裝與灌封
1、傳統(tǒng)電子封裝材料VS環(huán)氧導(dǎo)熱膠
相對(duì)于環(huán)氧導(dǎo)熱膠而言，陶瓷封裝、金屬基封裝材料等傳統(tǒng)的電子封裝材料雖具備高導(dǎo)熱、機(jī)械強(qiáng)度高的特點(diǎn)，但由于其加工復(fù)雜、粘接性差、抗腐蝕性差，因此限制了其在精密電子元件領(lǐng)域的發(fā)展。而環(huán)氧導(dǎo)熱封裝材料的可靠程度與金屬、陶瓷相當(dāng)，且成型工藝簡(jiǎn)單，具有明顯的價(jià)格優(yōu)勢(shì)，因此成為目前主流的封裝材料，目前已廣泛應(yīng)用于航空航天、生活電器、汽車制造、電子電器封裝等領(lǐng)域。
以環(huán)氧樹(shù)脂作為導(dǎo)熱膠基底樹(shù)脂，其化合物中通常含有兩個(gè)或兩個(gè)以上的環(huán)氧基團(tuán)。因環(huán)氧基團(tuán)比較活潑，容易與其它化合物含有羧基、氨基的官能團(tuán)反應(yīng)，形成不溶的具有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定化合物，它具有穩(wěn)定性好、抗腐蝕、收縮率低、粘接性強(qiáng)、粘接面廣、抗沖擊性等優(yōu)點(diǎn)。且在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中施工與固化簡(jiǎn)單，因此，環(huán)氧樹(shù)脂是應(yīng)用在導(dǎo)熱膠中目前研究最多、使用最廣的基底材料之一。
環(huán)氧樹(shù)脂為基底的導(dǎo)熱膠的研究方法大致可分為本征型導(dǎo)熱膠和填充型導(dǎo)熱膠。兩種研究方法有一定的區(qū)別，本征型導(dǎo)熱膠主要通過(guò)一定的手段改變聚合物分子及鏈接結(jié)構(gòu)，使聚合物分子中出現(xiàn) π-π共軛，熱能通過(guò)聲子或者是電子傳導(dǎo)，從而制備得本征型導(dǎo)熱膠黏劑。填充型導(dǎo)熱膠，通過(guò)填充導(dǎo)熱填料，實(shí)現(xiàn)復(fù)合材料導(dǎo)熱性能，常見(jiàn)的導(dǎo)熱填料主要包括金屬氧化物，例如氧化鋁、氧化鋅、氧化鈹;氮化物，如氮化鋁 、氮化硅、氮化硼;碳化物，如碳化硅、碳化硼等;碳基材料，如碳納米管、石墨納米片等。填充型導(dǎo)熱膠制備工藝簡(jiǎn)單、導(dǎo)熱性能穩(wěn)定良好，被廣泛研究。
在工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域，填充型環(huán)氧導(dǎo)熱膠研究比較多，主要通過(guò)向環(huán)氧基體中填充高導(dǎo)熱填料以構(gòu)建導(dǎo)熱通路，進(jìn)而提高復(fù)合材料的熱導(dǎo)率。影響填充型環(huán)氧導(dǎo)熱膠復(fù)合材料導(dǎo)熱性能的關(guān)鍵因素有：環(huán)氧基體本身的性質(zhì)、導(dǎo)熱填料的形狀結(jié)構(gòu)、添加量、分布狀態(tài)、導(dǎo)熱填料與基體的相界面以及相互作用、復(fù)合材料內(nèi)部的致密程度(即空隙率)等。因此，尋求更加合理的混合填料組合、搭建更加高效的導(dǎo)熱通路以及構(gòu)建更加有效的三維導(dǎo)熱網(wǎng)絡(luò)以提高復(fù)合材料熱導(dǎo)率仍然是各研究者最主要的研究方向。
3、環(huán)氧導(dǎo)熱灌封膠施工工藝
填充型環(huán)氧導(dǎo)熱膠按照包裝方式主要分為單組分與雙組分兩種。其中適用于電子行業(yè)的環(huán)氧導(dǎo)熱膠多以雙組分灌封產(chǎn)品為主，用途十分廣泛，如電源模塊、洗衣機(jī)、蜂鳴器、電源供應(yīng)器、高頻變壓器、潛水泵機(jī)、連接器、傳感器、電熱零件、電路板等產(chǎn)品的絕緣導(dǎo)熱灌封。
環(huán)氧導(dǎo)熱灌封膠施工工藝：
1、攪拌：長(zhǎng)時(shí)間放置會(huì)有沉降現(xiàn)象，因此，使用前應(yīng)將A與B組分膠料在各自的原包裝內(nèi)攪拌均勻，避免不均勻影響產(chǎn)品使用性能。多采用電動(dòng)機(jī)械設(shè)備攪拌，注意攪拌時(shí)需要A、B組分嚴(yán)格分離，不可接觸，防止兩個(gè)組分接觸而產(chǎn)生固化現(xiàn)象。
2. 計(jì)量：準(zhǔn)確按照A組分和B組分適合混合比進(jìn)行稱量。兩個(gè)組分的比例誤差范圍一般控制在±10%，有些環(huán)氧導(dǎo)熱灌封產(chǎn)品配比要求更嚴(yán)格。超過(guò)這個(gè)比例誤差范圍或規(guī)定的范圍，膠體固化后有可能會(huì)出現(xiàn)膠體硬度過(guò)硬或過(guò)軟現(xiàn)象，甚至出現(xiàn)不固化的情況。
3、混合：將按照比例稱量好的A組分與B組分在容器中混合均勻。如果采用手工混合，需要用調(diào)膠刀進(jìn)行刮壁與刮底處理，以保證混合無(wú)死角或遺漏，并觀察混合均勻的膠顏色一致。一般情況下，環(huán)氧導(dǎo)熱灌封膠A組分與B組分膠的顏色有區(qū)分，再對(duì)混合均勻的環(huán)氧導(dǎo)熱膠體進(jìn)行抽真空脫泡處理?；旌虾髮⒕鶆虻哪z料在規(guī)定的操作時(shí)間內(nèi)灌封到需要灌封的產(chǎn)品中。如果使用自動(dòng)點(diǎn)膠機(jī)，可以在儲(chǔ)膠罐內(nèi)對(duì)膠料進(jìn)行混合并真空脫泡處理。
4. 固化：將灌封好的產(chǎn)品置于室溫下固化，具體我們可以根據(jù)實(shí)際情況來(lái)解決，采用加熱固化，初步固化后即可進(jìn)入下道工序。在標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境中，溫度23±2℃，相對(duì)濕度50±5%的條件下，完全固化需24小時(shí)。夏季溫度高，固化會(huì)快一些;冬季溫度低，固化會(huì)慢一些。
此外，在實(shí)際的施工應(yīng)用過(guò)程中，環(huán)氧樹(shù)脂導(dǎo)熱灌封膠也會(huì)因操作及環(huán)境因素出現(xiàn)以下問(wèn)題：
1、膠水固化時(shí)間太長(zhǎng)
如果出現(xiàn)這種情況，首先要考慮A、B組分配比是否正確、混合的操作是否按照說(shuō)明書(shū)要求。A、B組分配比不準(zhǔn)確是導(dǎo)致固化時(shí)間過(guò)長(zhǎng)的一個(gè)主要原因。如果以上均符合規(guī)范，排查是否為固化溫度的影響，可以適量做增溫處理，因?yàn)闇囟仍礁?，固化速度越快?/p>
2、固化后表面出現(xiàn)氣泡
產(chǎn)品固化后表面應(yīng)該是光滑的，出現(xiàn)氣泡屬于不正?，F(xiàn)象。出現(xiàn)該現(xiàn)象，應(yīng)排查是否因?yàn)楫a(chǎn)品固化時(shí)間過(guò)快，導(dǎo)致膠液內(nèi)氣泡沒(méi)有及時(shí)排出。這種情況，可以降低固化溫度，延長(zhǎng)固化時(shí)間，這樣氣泡就有充足的時(shí)間在沒(méi)有固化前排出。
3、固化后軟膠現(xiàn)象
環(huán)氧導(dǎo)熱灌封膠固化后應(yīng)該是硬膠，如果出現(xiàn)軟膠現(xiàn)象，一般是因?yàn)檎{(diào)配比例不正確，或者各組分儲(chǔ)存時(shí)間較長(zhǎng)的原因。應(yīng)正確進(jìn)行比例調(diào)配與觀察膠的儲(chǔ)存時(shí)間。
當(dāng)下，環(huán)氧導(dǎo)熱膠在電子工業(yè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，成為新型電子行業(yè)不可或缺的組成部分。BeGinor作為密封粘接領(lǐng)域的領(lǐng)袖企業(yè)，同時(shí)深耕環(huán)氧導(dǎo)熱膠領(lǐng)域，致力于為客戶獻(xiàn)上更優(yōu)質(zhì)、更先進(jìn)的整體解決方案。
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