灌封（灌胶）工艺

灌胶(灌封)工艺介绍

高拓的灌封和包封系统为印刷电路板和电气设备提供卓越的保护。在目前最具挑战性的环境中使用，如汽车和航空航天，热导率和工作温度极限条件下，灌封材料提供增强的机械强度，提供电气绝缘和提高热可靠性。电子灌封是电子装配的理想解决方案，可为精密元件和布线提供强大、灵活的机械保护。电子装配体需要使用能够耐受严苛条件的优质材料进行灌封。这可确保电子装配体可用于标配元件保护措施达不到要求的应用。

我司专业配置自动灌胶机，可以帮助客户实现PCBA封装一站式服务，拥有灌封方面技术经验都丰富的工程师，对灌封工艺存在的起泡、成型不美观如表面缩孔、凹陷等控制方面尤有独到的经验。

PBCA电路板做灌胶（灌封）的目的是为了保护电路板免受外部环境的影响，也出于保密的需要。灌胶可以提供以下几个方面的保护：

什么是灌封？

灌封(灌胶)就是将聚氨酯灌封胶、有机硅灌封胶、环氧树脂灌封胶用设备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，从而达到粘接、密封、灌封和涂敷保护的目的。

灌封胶有哪些种类？各有什么优缺点？应用范围有哪些？

灌封胶英文名:Potting of smidahk;用于电子元器件的粘接,密封,灌封和涂覆保护。灌封胶在未固化前属于液体状，具有流动性，胶液黏度根据产品的材质、性能、生产工艺的不同而有所区别。灌封胶完全固化后才能实现它的使用价值，固化后可以起到防水防潮、防尘、绝缘、导热、保密、防腐蚀、耐温、防震的作用。

电子灌封胶种类非常多，从材质类型来分，目前使用最多最常见的主要为3种，即环氧树脂灌封胶、有机硅树脂灌封胶、聚氨酯灌封胶，而这三种材质灌封胶又可细分几百种不同的

产品。 

除了以上三种常见封灌胶外，还有另外两种也是相对比较常见的：

聚丙烯酸酯封灌胶

聚丙烯酸酯灌封胶适合保护对耐油性要求较高的传感器和连接点，通常用于汽车行业。得益于其出色的保护和固定功能，尤其是随着电动汽车和 ADAS 系统的发展，这款配方在市场上备受青睐。

电子灌封凝胶

电子灌封凝胶为不适合使用传统灌封胶的应用提供了一种创新配方。这一新技术可透明地灌封元件和装配体，固化后的表面柔软有韧性，并拥有出色的尺寸稳定性。

选用灌封材料时应考虑哪些问题？

   1）灌封后性能的要求：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、是否要求阻燃和导热、颜色要求等；

   2）灌封工艺：手动或自动，室温或加温，完全固化时间、混合后胶的凝固时间等；

   3）成本：灌封材料的比重差别很大，我们一定要看灌封后的实际成本，而不要简单的看材料的售价。

用于灌封的胶粘剂，按照功能分类有导热灌封胶、粘接灌封胶、防水灌封胶；按照材料分类有聚氨酯灌封胶、有机硅灌封胶和环氧树脂灌封胶，对于选择软胶还是硬胶，其时两种都可以灌封、防水绝缘，如果要求耐高温导热那么建议使用有机硅软胶；如果要求耐低温、那么建议使用有聚氨酯软胶；如果没有特殊要求，建议使用环氧硬胶，因为环氧硬胶比有机硅固化时间更快。

环氧树脂灌封胶的应用范围广，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；而从剂型上分双组分和单组分两类，还有就是常温固化环氧灌封胶一般为双组分的，它的优势在于灌封后不需加热即可固化，对设备要求不高，使用方便，存在的缺陷是胶液混合物作业黏度大，浸渗性差，适用期短，且固化物的耐热性和电性能不是很高，一般多用于低压电子器件的灌封或不宜加热固化的场合使用。

封灌胶的应用范围

灌封工艺有哪几种？有哪些需要注意事项？

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。

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。其操作方法有三种：

第一种：单组份电子灌封胶，直接使用，可以用抢打也可以直接灌注；

第二种：双组份缩合型电子灌封胶，固化剂2%-3%或其他比例，搅拌-抽真空脱泡-灌注；

第三种：加成型电子灌封胶，固化剂1:1、10:1；

工艺流程如下：

（1）手工真空灌封工艺

（2）机械真空灌封工艺

1）计量：准确称量A组分和B组分(固化剂)。

2）混合：混合各组份；

3）脱泡：自然脱泡和真空脱泡；

4） 灌 注：应在操作时间内将胶料灌注完毕否则影响流平；

5）固化：加温或室温固化，灌封好的产品置于室温下固化，初固后可进入下道工序, 完全固化需8～24小时。夏季温度高，固化会快一些；冬季温度低，固化会慢一些。

（3）注意事项：

a、被灌封产品的表面在灌封前必须加以清洁!

b、注意在称量前，将 A 、B 组份分别充分搅拌均匀，使沉入底部的颜料(或填料)分散到胶液中。

c、底涂不可与胶料直接混合，应先使用底涂，待底涂干后，再用本胶料灌封。

d、胶料的固化速度与温度有一定的关系，温度低固化会慢一些。

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，都应严格遵守设定的工艺条件，否则很难得到满意的产品。

灌封产品常出现的有哪些问题？原因分析。

1、局部放电 

局部放电起始电压低，线间打火或击穿电视机、显示器输出变压器，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(电弧)、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，间空气未能完全排除，使材料无法完全浸渗。

2)灌封前胶水或产品预热温度不够，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。先前据有关专家介绍，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，产品要加热到规定温度，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、局部塌陷

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%。

若我们对灌封产品的采取一次高温固化，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。 为获得良好的产品，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，彩色电视机输出变压器灌封按不同温区分段固化规程及 产品 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 产品 内应力分布状况，可避免 产品 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，还要参照灌封产品内封埋元件的排布、饱满程度及产品大小、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现象

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。

由此可见，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。

电子灌胶常见问题

1）电子灌封胶中毒不固化如何解决？硅胶中毒一般发生在加成型电子灌封胶上，中毒后硅胶会出现不固化的现象，所以使用加成型灌封胶时应避免与含磷、硫、氮的有机化合物接触，或与加成型硅胶同时使用聚氨酯、环氧树脂、不饱和聚脂、缩合型室温硫化硅橡胶等产品，防止发生中毒不固化现象。

2）不小心粘到的电子灌封胶用什么可以清洗干净？

常用的硅胶清洗剂主要有酒精、丙酮、白酒等等，记得在用时都要稀释涂。

3）冬天电子灌封胶干不了怎么办？

由于冬天气温很低，造成电子灌封胶在混合后固化很慢甚至长时间不固化，所以我们可以提高固化的温度，可以将灌好胶的产品放在25℃烘箱里固化。

环氧树脂灌封料及其工艺和常见问题

1、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固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；固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。

PCBA灌胶的三种方法

以上就是自动灌胶的3种方法，自动灌胶设备的使用可以更好的节省人工，提高生产效率。

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