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灌封工艺在电子产品中的应用        发布时间:[2017/5/18]
    灌封工艺技术是采用固体介质未固化前排除空气填充到元器件周围,达到加固和提高抗电强度的作用。例如,户外工作,舰船舱外的电路板,为了防止湿气、凝露、盐雾对电路的腐蚀,达到导热等效果需要对电路板进行灌封;为提高海上工作的电子设备的三防性能,所有的变压器、阻流圈,要求灌封、裹复、包封或封端;为提高机载、航天电子设备抗振能力,对某些电路板需要进行固体封装或局部加固封装某些电缆插头座,防止焊点腐蚀或折断,需灌封。
    1.灌封对象的选择
    编写灌封工艺,必须考虑它所针对的灌封对象。一般来说,设计图纸或技术条件有特殊要求需灌封全部或其中一部分;产品要求气密试验而安装插头座不是密封结构,如电连接器插头插座等;产品在室外或在舰船甲板上工作部件的电路板;有抗冲击、振动要求,元器件需加固的部位,如减振器、铁芯等;插头接点间隙小,为提高接点强度或防盐雾腐蚀,增强焊点强度,防止导线折断的插头尾部需灌封;高压部件或在低气压下工作的电路等。
    2.灌封材料的选择
    灌封材料是灌封技术的基础,熟悉灌封材料的性状,选择合理的灌封材料,是灌封工艺成败的关键,我们应根据电子产品不同性能以及使用环境的要求,选择不同性能的灌封材料,尽可能发挥各种材料的优点,以满足产品设计的要求。电子工业中常用的灌封材料有环氧树脂、有机硅弹性体和聚氨酯。
    硅橡胶可在-60℃~200℃长期保持弹性,固化时不吸热、不放热,固化后不收缩,对材料粘接性好,并具有优良的电性能、导热性能和化学稳定性能,能耐水、耐臭氧、耐气候,用其灌封电子产品后,可以起到导热、防潮、防腐蚀、防震、防尘的作用,提高使用性能和稳定参数。
    硅橡胶又根据所含组份的不同分为单组份和双组份,双组份硅橡胶分缩合型和加工成型,缩合型硅橡胶在二丁基硅酸锡作为催化剂、正硅酸乙酯作为固化剂的情况下交联成弹性体,具有优良的电气性能,耐水、耐气候老化性能,缺点是固化后的弹性体与金属的粘接性能较差,所以灌封时组件表面一般应涂有交联剂,一般应用其灌封电源组合、电路板等。加工成型硅橡胶,其优点是对金属不会产生腐蚀,且无毒,在密封容器内,高温下不会像双组份缩合型硅橡胶那样由弹性体变为流体,并且表面与深层同时熟化,熟化后,强度高,透明,收缩率低,对应力敏感的元器件如铁氧体、坡莫合金器件更为合适,并可作为无壳机构的灌封件,这类加成型硅凝胶是无线电子工业和其它工业部门可广泛推广的性能良好的材料。缺点是易中毒,切忌工作环境和工件表面沾有含有氮、硫、磷的化合物及金属有机酸。
    (1)电性能方面
    在各种不同的频率下:介电损耗正切值tan δ低,介电系数值ε低且稳定,体积电阻率ρ v和表面电阻率ρ s值高,长期受潮后允许下降,但不得低于5×109Ω击穿电压高,受潮后不得低于10kV/mm(测试样板厚度为2mm时)。
    (2)物理化学性能要求
    导热性能良好,对高压变压器,灌封材料导热系数应≥0.4W/(m·K)线胀系数低,能承受急剧的温度变化冲击;灌封器件材料粘接性好,不会脱层,固化收缩率低;热畸变温度高于器件工作温度;防潮性好,不长霉;耐化学腐蚀性,尤其耐油或其它工作环境中接触的化学物质;具有抗辐射性,在一般剂量之下不产生降解;黏度低,有渗透性,具有合适的工艺性能及较长的适用期;聚热时,放热峰要平稳。
    3.灌封工艺
    灌封工艺按电器绝缘处理方式不同可分为模具成型和无模具成型两种。模具成型又分为一般浇注和真空灌注两种。在其它条件相同时采用真空灌注的体系性能较好。为了保证产品灌封质量,根据灌封材料的不同,编制不同的可行性典型工艺规程,并严格按工艺规程操作。
    4.灌封工艺注意事项及改正措施
    (1)模具准备
由于灌封胶料大多易流动,粘接性好,而且价格昂贵,为了不造成胶料到处漏流、浪费胶料和污染环境,对于模具成型的灌封工艺模具设计是必不可少的,由于灌封组件是多种多样的,我们不可能设计统一结构形式的模具。一般设计模具应做到:
    1)      便于组装,便于拆卸。
    2)      配合紧密,防止胶液漫流。
    3)      支撑底面平整,固化后胶体厚度应一致。
    4)      便于控制灌封高度。
    (2)工件清洗
    工件的清洗也是灌封工艺重要的一环,一般用无水乙醇、汽油、丙酮或二甲苯清洗两到三遍为好,特别是有焊点的地方,一定要清洗干净,以防引起催化剂的中毒。如选用有机硅凝胶作为灌封原料的电子产品,切忌表面沾有含有氮、硫、磷的化合物及金属有机酸接触,否则胶料不能硫化。
 
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