有機硅灌封膠概念
密封和灌封是一種慣用的保護脆弱的電子元器件電路板的方法。需要灌封保護的原因有很多種,例如:機械沖擊,熱沖擊,振動,化學腐蝕,高溫高濕,極端溫度和熱循環(huán)等等。除了提供保護之外,密封也可用于執(zhí)行其他功能,如熱交換導熱和透光性。
雖然最終這些功能的呈現(xiàn)只是很簡單和很直接呈現(xiàn),但過程中的操作條件、組成設計、作業(yè)方法往往對于灌封材料有著較大的限制,需要非常謹慎的來作選擇,并加以測試驗證。灌封材料有很多的種類,常規(guī)的有環(huán)氧樹脂、有機硅、聚氨酯,和其他類別。每類材料體系有著顯著的優(yōu)勢和劣勢。因此,重要的是要充分了解體系的化學和物理性能,從而對實際需求和操作工藝,才能做到完全匹配。
為什么用有機硅灌封膠?
有機硅聚合物和彈性體具有特定的一些性質(zhì),包括: ? 寬工作溫度范圍-115到300℃ ? 卓越的電氣性能 ? 柔韌性 ? 硬度范圍:軟凝膠到硬橡膠 ? 抗紫外線 ? 良好的耐化學性 ? 抗?jié)穹莱?/p> ? 無毒或低毒 ? 易于使用 |
這些得天獨厚的的性能,可以進一步通過使用填料和化學添加劑提供額外的功能,包括阻燃,導熱性,導電性和附著力。
通過選擇的聚合物和填料,它也可以調(diào)整粘度和流變性和固化橡膠的最終硬度和模量。掌控有機硅灌封膠的固化機理和固化速度,基本的表現(xiàn)方式是室溫硫化和加熱固化。有機硅也可以分為單組份和雙組份。簡而言之,有機硅灌封膠的用途很廣,用戶有極廣的選擇空間。
有機硅灌封膠分類
有機硅灌封膠按反應機理一般分為兩類:
? 縮合反應固化
? 加成固化
了解兩者之間的差異是正確選擇產(chǎn)品的關鍵
縮合反應固化型
吸收空氣中的濕氣固化,伴隨極少量副產(chǎn)物產(chǎn)生的的過程稱為縮合反應,加熱并不能引發(fā)反應進行,過度的加熱只會帶來反應的抑制。封閉的環(huán)境會使得固化速度非常緩慢。
這種化學反應的產(chǎn)品有: ? 單組份密封膠 ? 單組份披覆膠 ? 雙組份灌封膠 |
單組份縮合反應硅膠不能用于灌封深度大于10mm,見上圖,硅膠表面結皮形成致密的橡膠形態(tài),增大了濕氣進入深層的難度,靠近底部需要至少兩周時間才有可能固化。
單組份硅膠交聯(lián)反應,固化過程釋放極少量的副產(chǎn)物,其中一些會對敏感電子元件造成影響。因此,我們越來越多的推廣脫醇型和脫丙酮型用于灌封和披覆領域。
單組分縮合型,反應類型 | 副產(chǎn)物 | 影響 |
脫酸型 | 乙酸 | 腐蝕 |
脫肟型 | 酮肟 | 某些材質(zhì)會腐蝕 |
脫醇型 | 甲醇、乙醇 | 無腐蝕 |
脫丙酮型 | 丙酮 | 無腐蝕 |
tips:某些使用有機錫催化劑縮合固化系統(tǒng),在特定極端情況下,會化學分解還原成液體形式。
有機硅不能長期處于一個完全封閉無空氣的高溫場所,如果材料是以某種方式可以接觸到開放大氣,則不會發(fā)生逆轉(zhuǎn)。
加成反應固化型
加成反應固化體系是使用鉑催化劑來啟動固化,在固化過程中不產(chǎn)生任何副產(chǎn)物。一旦催化,他們將完成反應過程,甚至在一個密封的不通大氣的腔體內(nèi)。
雙組份的加成反應硅膠可以在室溫下固化,也可在加熱前提下加速固化,而不影響固化后的彈性體的特性。
單組份加成反應硅膠一般都需要加熱才能固化。
鉑催化劑“中毒”
鉑催化劑容易受到某些化學化合物的影響,反應生成其他物質(zhì),而減弱或失去催化劑的功效,擬制了硅膠的正常固化。
未固化的加成型硅膠在混合或制造過程中應避免接觸以下化學成分:
未固化的加成型硅膠在混合或制造過程中應避免接觸以下化學成分: ? 氮,硫,磷,砷 ? 有機錫催化劑 ? PVC中防老劑 ? 環(huán)氧樹脂催化劑 ? 聚硫橡膠 ? 室溫硫化硅橡膠 |
這些系統(tǒng)還需要一個精細的化學平衡,以形成穩(wěn)定的固化物特性。雙組份加成硅膠混合前必須先將A\B組分的原始包裝桶內(nèi)的膠料攪拌均勻,然后精準稱量比例,以獲得穩(wěn)定一致的最終性能。
有機硅灌封膠的選擇
選擇灌封膠有三個關鍵因素:
環(huán)境條件
? 工作溫度是多少?
? 有沒有極端的熱循環(huán)?
? 如果是,考慮柔軟或較低模量的材料。
? 是否會有還原的風險?
? 如果是,選擇加成反應型灌封膠
? 是否有大幅度或長時間的振動或沖擊?
? 如果是,考慮柔軟的材料或凝膠。
? 它會受到化學侵蝕嗎?
? 如果是,哪種化學物質(zhì)?
制作工藝
? 你想要單組份還是雙組份?
? 如果是雙組份你將如何混合材料?
? 你將如何施膠,手工還是灌膠機?
? 灌膠設備適合灌封什么粘度?
? 設備泵體長期使用的密封性怎樣?
? 灌封膠需要多好的流動性?
? 元器件下方需要填充嗎?
? 需要多長時間固化?
? 能加熱固化嗎?
? 什么樣的固化程度可進入下一道工序?
? 其他材料會導致抑制嗎?
? 如果是的話,你可能選擇縮合型或使用底涂劑。
物理性質(zhì)
? 硬度是重要的嗎?
? 顏色重要嗎?
? 你需要光學級透明嗎?
? 如果是,需要什么折射率?
? 你需要熱傳導嗎?
? 如果是,導熱系數(shù)需要多高?
? 阻燃性,你需要UL認證嗎?
? 是否需要有粘接力?
? 如果是,基材是什么?
? 能接受底涂劑嗎?
? 需要什么電性能?
? 灌封膠需要耐磨損或撕裂嗎?
定制化
由于客戶端產(chǎn)品設計和制造過程的復雜性,灌封膠不可能滿足每一個領域的要求,關于每一個特定的應用和生產(chǎn)要求,我們總是建議測試并驗證符合規(guī)范的適用性材料的適用性。
因此,重要的是要決定哪些要求是必不可少的。在某些情況下,為了匹配客戶的設計要求,提供定制化灌封膠也是拜高高材的一種特長。