1.1 优缺点

1）有(yǒu)机硅橡胶

优点：有(yǒu)机硅灌封胶固化后材质较软，有(yǒu)固體(tǐ)橡胶和硅凝胶两种形态，能(néng)够消除大多(duō)数的机械应力并起到减震保护效果。物(wù)理(lǐ)化學(xué)性质稳定，具备较好的耐高低温性，可(kě)在-50~200℃范围内長(cháng)期工作。优异的耐候性，在室外長(cháng)达20年以上仍能(néng)起到较好的保护作用(yòng)，而且不易黄变。优异的電(diàn)气性能(néng)和绝缘能(néng)力，灌封后有(yǒu)效提高内部元件以及線(xiàn)路之间的绝缘，提高電(diàn)子元器件的使用(yòng)稳定性。具有(yǒu)的返修能(néng)力，可(kě)快捷方便的将密封后的元器件取出修理(lǐ)和更换。

缺点：粘结性能(néng)稍差。

应用(yòng)范围：适合灌封各种在恶劣环境下工作以及高端精密/敏感電(diàn)子器件。如LED、显示屏、光伏材料、二极管、半导體(tǐ)器件、继電(diàn)器、传感器、汽車(chē)安定器HIV、車(chē)载電(diàn)脑ECU等，主要起绝缘、防潮、防尘、减震作用(yòng)。随着電(diàn)子科(kē)技的大跨步式发展，由于具备诸多(duō)优异性能(néng)，有(yǒu)机硅橡胶将无疑成為(wèi)敏感電(diàn)路和電(diàn)子器件灌封保护的较佳灌封材料。

2）环氧树脂

优点：环氧树脂灌封胶多(duō)為(wèi)硬性，也有(yǒu)极少部分(fēn)改性环氧树脂稍软。该材质的较大优点在于对材质的粘接力较好以及较好的绝缘性，固化物(wù)耐酸碱性能(néng)好。环氧树脂一般耐温100℃。材质可(kě)作為(wèi)透明性材料，具有(yǒu)较好的透光性。价格相对便宜。

缺点：抗冷热变化能(néng)力弱，受到冷热冲击后容易产生裂缝，导致水汽从裂缝中渗人到電(diàn)子元器件内，防潮能(néng)力差；固化后胶體(tǐ)硬度较高且较脆，较高的机械应力易拉伤電(diàn)子元器件；环氧树脂一经灌封固化后由于较高的硬度无法打开，因此产品為(wèi)“终身”产品，无法实现元器件的更换；透明用(yòng)环氧树脂材料一般耐候性较差，光照或高温条件下易产生黄变。

应用(yòng)范围：一般用(yòng)于LED、变压器、调节器、工业電(diàn)子、继電(diàn)器、控制器、電(diàn)源模块等非精密電(diàn)子器件的灌封。

3）聚氨酯

优点：聚氨酯灌封胶具有(yǒu)较為(wèi)优异的耐低温性能(néng)，材质稍软，对一般灌封材质均具备较好的粘结性，粘结力介于环氧树脂及有(yǒu)机硅之间。具备较好的防水防潮、绝缘性。

缺点：耐高温能(néng)力差且容易起泡，必须采用(yòng)真空脱泡；固化后胶體(tǐ)表面不平滑且韧性较差，抗老化能(néng)力、抗震和紫外線(xiàn)都很(hěn)弱、胶體(tǐ)容易变色。

应用(yòng)范围：一般应用(yòng)于发热量不高的電(diàn)子元器件的灌封。变压器、抗流圈、转换器、電(diàn)容器、線(xiàn)圈、電(diàn)感器、变阻器、線(xiàn)形发动机、固定转子、電(diàn)路板、LED、泵等。

1.2 性能(néng)纵向对比

成本：有(yǒu)机硅树脂＞环氧树脂＞聚氨酯；注：在有(yǒu)机硅树脂中缩合型的成本接近了环氧树脂，而改性后的环氧树脂也接近了PU；

工艺性：环氧树脂＞有(yǒu)机硅树脂＞聚氨酯；注：PU因為(wèi)其亲水性，必须有(yǒu)真空干燥才能(néng)得到比较好的固化物(wù)，如无需真空和干燥的成本又(yòu)实在太高，所以热溶胶虽然是加热溶解浇注，但总體(tǐ)来看其可(kě)操作性还是比PU的简单的多(duō)；

電(diàn)气性能(néng)：环氧树脂树脂＞有(yǒu)机硅树脂＞聚氨酯；注：加成型的有(yǒu)机硅或者是石蜡等类型的热溶胶，有(yǒu)的電(diàn)气特性甚至比环氧的还要高，例如表面電(diàn)阻率；

耐热性：有(yǒu)机硅树脂＞环氧树脂＞聚氨酯；注：低廉价格的PU其耐热比热溶胶好不了多(duō)少；

耐寒性：有(yǒu)机硅树脂＞聚氨酯＞环氧树脂；

注：很(hěn)多(duō)热溶胶的低温特性其实也是非常不错的，所以在很(hěn)多(duō)时候，环氧是要排在最后的了；

2.1 硅橡胶

硅橡胶可(kě)在很(hěn)宽的温度范围内長(cháng)期保持弹性, 硫化时不吸热、不放热, 并具有(yǒu)优良的電(diàn)气性能(néng)和化學(xué)稳定性能(néng), 是電(diàn)子電(diàn)气组装件灌封的首选材料。室温硫化(RTV) 硅橡胶按硫化机理(lǐ)分(fēn)為(wèi)缩合型和加成型，按包装形式分(fēn)為(wèi)单组分(fēn)型和双组分(fēn)型。缩合型硅橡胶硫化时通常会放出低分(fēn)子物(wù)。因此, 在灌封后应放置一段时间, 待低分(fēn)子物(wù)尽量挥发后方可(kě)使用(yòng)。加成型RTV 硅橡胶具有(yǒu)优良的電(diàn)气强度和化學(xué)稳定性, 耐候、防水、防潮、防震、无腐蚀且无毒、无味, 易于灌注、能(néng)深部硫化, 收缩率低、操作简单, 能(néng)在-65 ～ 200 ℃下長(cháng)期使用(yòng);但在使用(yòng)过程中应注意不要与N 、P 以及金属有(yǒu)机盐等接触, 否则胶料不能(néng)硫化。

灌封工艺流程图

灌封工艺按電(diàn)器绝缘处理(lǐ)方式不同, 可(kě)以分(fēn)為(wèi)模具成型和无模具成型两种 ;模具成型又(yòu)分(fēn)為(wèi)一般浇注和真空灌注两种。在其它条件相同时一般采用(yòng)真空灌注。

灌封中常见的问题

1）模具设计，硅橡胶在使用(yòng)时是流體(tǐ), 為(wèi)了不使胶料到处漏流, 造成胶料浪费和污染环境, 模具的设计很(hěn)关键。模具设计一般要做到以下几点:便于组装, 拆卸, 脱模;配合严密, 防止胶料泄漏；支撑底面平整, 以保证干燥过程中胶层各部分(fēn)厚度基本一致, 便于控制灌封高度。

2）气泡，胶料中混入气泡后, 不仅影响产品外观质量, 更重要的是影响产品的電(diàn)气性能(néng)和机械性能(néng)。对于硅橡胶, 由于韧性好, 气泡主要影响产品的電(diàn)性能(néng)。

产生气泡的原因主要是:反应过程中产生的低分(fēn)子物(wù)或挥发性组分(fēn);机械搅拌带入的气泡;填料未彻底干燥而带入的潮气；原件之间的窄缝死角未被填充而成空穴。对于双组分(fēn)硅橡胶 , 胶料混合时必须充分(fēn)搅拌。采用(yòng)真空干燥箱进行真空排气泡处理(lǐ), 可(kě)使胶层质量明显提高, 且强度、韧性同时提高。胶料与電(diàn)子器件的粘结性，灌封料使電(diàn)子器件成為(wèi)一个整體(tǐ), 从而提高電(diàn)子器件的抗震能(néng)力。要提高其粘接强度, 除选择粘接性能(néng)好的胶料外, 还应注意操作过程中的工件清洗、表面处理(lǐ)及脱模等。

2.2 环氧树脂

灌封工艺

环氧树脂灌封有(yǒu)常态和真空两种工艺。下图為(wèi)手工真空灌封工艺流程。

1）要灌封的产品需要保持干燥、清洁；

2）混合前，首先把A组分(fēn)和B组分(fēn)在各自的容器内充分(fēn)搅拌均匀；

3）按重量配比准确称量，配比混合后需充分(fēn)搅拌均匀，以避免固化不完全；

4）一般而言，20mm以下的模压可(kě)以模压后自然脱泡，因為(wèi)温度高造成固化速度加快或模压深度较深，所以可(kě)根据需要进行脱泡。这时為(wèi)了除去模压后表面和内部产生的气泡，应把混合液放入真空容器中，在0.8MPa下至少脱泡5分(fēn)钟；

5）应在固化前后技术参数表中给出的温度之上，保持相应的固化时间，如果应用(yòng)厚度较厚，固化时间可(kě)能(néng)会超过。室温或加热固化均可(kě)。胶的固化速度受固化温度的影响，在冬季需很(hěn)長(cháng)时间才能(néng)固化，建议采用(yòng)加热方式固化，80～100℃下固化15分(fēn)钟，室温条件下一般需8小(xiǎo)时左右固化；

6）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。

灌封常见缺陷

1）器件表面缩孔、局部凹陷、开裂。灌封料在加热固化过程中会产生两种收缩：由液态到固态相变过程中的化學(xué)收缩和降温过程中的物(wù)理(lǐ)收缩。固化过程中的化學(xué)变化收缩又(yòu)有(yǒu)两个过程：从灌封后加热化學(xué)交联反应开始到微观网状结构初步形成阶段产生的收缩，称之為(wèi)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為(wèi)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(wù)理(lǐ)状态发生突变，反应基团消耗量大于后者，體(tǐ)积收缩量也高于后者。如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。

為(wèi)获得良好的制件，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与固化条件的匹配问题。通常采用(yòng)的方法是依照灌封料的性质、用(yòng)途按不同温區(qū)分(fēn)段固化。在凝胶预固化温區(qū)段灌封料固化反应缓慢进行、反应热逐渐释放，物(wù)料黏度增加和體(tǐ)积收缩平缓进行。此阶段物(wù)料处于流态，则體(tǐ)积收缩表现為(wèi)液面下降直至凝胶，可(kě)完全消除该阶段體(tǐ)积收缩内应力。从凝胶预固化到后固化阶段升温应平缓，固化完毕灌封件应随加热设备同步缓慢降温，多(duō)方面减少、调节制件内应力分(fēn)布状况，可(kě)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，还要参照灌封器件内元件的排布、饱满程度及制件大小(xiǎo)、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長(cháng)时间是完全必要的。

2）固化物(wù)表面不良或局部不固化。其主要原因是计量或混合装置失灵、生产人员操作失误；A组分(fēn)長(cháng)时间存放出现沉淀，用(yòng)前未能(néng)充分(fēn)搅拌均匀，造成树脂和固化剂实际比例失调；B组分(fēn)長(cháng)时间敞口存放、吸湿失效；高潮湿季节灌封件未及时进入固化程序，物(wù)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。

2.3 聚氨酯

灌封工艺

表面处理(lǐ)：表面处理(lǐ)不好, 会导致灌封件脱粘有(yǒu)的灌封件吸水性小(xiǎo), 不需表面处理(lǐ)金属灌封件需表面处理(lǐ)。灌封件经表面处理(lǐ)后一般要在24-48 h 之内进行灌封。

除水：被灌封件会吸附空气中水分(fēn), 需烘干除水。可(kě)60 ~ 10 。℃ 加热10 m in 至几小(xiǎo)时除水。视灌封件吸水多(duō)少和除水难易而定。

预热：B 料预热至50-60 ℃ ; A 料预热至30 ℃抽泡：将A 料、B 料按计量重量比放入一可(kě)抽真空的密闭容器内边搅抽真空1-5 分(fēn)钟, 真空度低于20 mm汞柱。停止搅拌。

浇注：沿一个方向浇注, 并尽量减少晃动。固化温度和时间：要选择合适的固化温度和时间。室温至10 ℃ 3-24 h 固化，视固化快慢而定对于室温固化的反应物(wù), 常常需要1~ 2 周才能(néng)固化完全灌封材料固化好后一般一周之内硬度才能(néng)趋于稳定。

上述混合温度和固化温度可(kě)根据需求做调整。混合温度要保证反应物(wù)透明或半透明, 使处于均相。固化温度要保证反应物(wù)不分(fēn)相和反应接近完全。

1）导热系数，导热系数的单位為(wèi)W/mK，表示截面积為(wèi)1平方米的柱體(tǐ)沿轴向1米间隔的温差為(wèi)1开尔文(wén)（K=℃+273.15）时的热传导功率。数值越大，表明该材料的热通过速率越快，导热机能(néng)越好。导热系数相差很(hěn)大，其基本起因在于不同物(wù)质导热机理(lǐ)存在着差别。正常而言，金属的导热系数最大，非金属和液體(tǐ)次之，气體(tǐ)的导热系数最小(xiǎo)。银的导热系数為(wèi)420，铜為(wèi)383，铝為(wèi)204，水的导热系数為(wèi)0.58。现在主流导热硅胶的导热系数均大于1W/mK，优良的可(kě)到达6W/mK以上；

2）粘度，粘度是流體(tǐ)粘滞性的一种量度，指流體(tǐ)外部抵御活动的阻力，用(yòng)对流體(tǐ)的剪切应力与剪切速率之比表现，粘度的测定办法，表现办法许多(duō)，如能(néng)源粘度的单元為(wèi)泊(poise)或帕.秒(miǎo)。导热胶拥有(yǒu)很(hěn)好的平铺性，能(néng)够轻易地在必定压力下平铺到芯片名义四周，并且保障必定的粘滞性，不至于在挤压后多(duō)余的胶水溢出；

3）介電(diàn)常数，介電(diàn)常数用(yòng)于权衡绝缘體(tǐ)贮存電(diàn)能(néng)的机能(néng)，指两块金属板之间以绝缘资料為(wèi)介质时的電(diàn)容量与同样的两块板之间以氛围為(wèi)介质或真空时的電(diàn)容量之比。介電(diàn)常数代表了電(diàn)介质的极化水平，也就是对電(diàn)荷的约束才能(néng)，介電(diàn)常数越大，对電(diàn)荷的约束才能(néng)越强；

4）工作温度范围，因為(wèi)导热胶自身的特征，其任務(wù)温度规模是很(hěn)广的。工作温度是确保导热硅胶处于固态或液态的一个主要参数，温度过高，导热胶流體(tǐ)體(tǐ)积膨胀，分(fēn)子间间隔拉遠(yuǎn)，互相感化削弱，粘度下降；温度下降，流體(tǐ)體(tǐ)积缩小(xiǎo)，分(fēn)子间间隔收缩，互相感化增强，粘度回升，这两种情形都不利于散热。如果所承受是在100℃左右的，那么使用(yòng)环氧树脂和聚氨酯都是可(kě)以的，而有(yǒu)机硅是可(kě)以承受-60℃～200℃的高低温；抗冷热变化能(néng)力，有(yǒu)机硅最好，其次是聚氨酯，环氧树脂最差；

5）其他(tā)的考虑因素，比如元器件承受内应力的情况，户外使用(yòng)还是户内使用(yòng)，受力情况，是否要求阻燃、颜色要求以及手动或自动灌封等等。