环氧树脂灌封胶技术解析与应用指南

一 环氧树脂灌封胶简介

定义与核心特性

环氧树脂灌封胶技术解析与应用指南

环氧树脂灌封胶是以环氧树脂为基体,添加固化剂、填料及功能性助剂制备的热固性高分子材料,通过化学交联反应形成三维网状结构。其核心特性包括:

- 高机械强度:硬度可达Shore D 85(ASTM D2240),抗压强度>80 MPa

- 优异绝缘性:介电强度≥18 kV/mm(IEC 60243)

- 耐化学腐蚀:耐受酸碱、有机溶剂(ASTM D543)

- 低收缩率:固化收缩率<0.5%(GB/T 7123)

- 宽温域稳定性:工作温度-40℃~+150℃(UL 746B)

固化机理

通过环氧基与胺类/酸酐类固化剂的亲核加成反应实现固化,反应式:

环氧基 + 胺 → 羟基 + 交联网络

环氧树脂灌封胶技术解析与应用指南

二 环氧树脂灌封胶分类体系

1. 按固化条件分类  

类型  
固化温度
适用期(25℃)
典型体系
常温固化型
 5-40℃ 
30-120分钟
脂肪胺/聚酰胺固化体系
中温固化型
60-80℃
2-4小时
芳香胺/酸酐固化体系
高温固化型
120-150℃
10-30分钟
双氰胺/咪唑潜伏型固化体系

2. 按组分分类  

类型
组成特点
粘度范围(mPa·s)
典型应用场景
单组份
预混潜伏型固化剂
5,000-20,000
汽车ECU、高压电容器
双组份
环氧树脂(A) + 固化剂(B)
800-5,000
LED电源、工业控制器

3. 功能型改性产品  

类型 
改性技术
关键性能提升
导热型(>1.5 W/m·K)
添加Al₂O₃/AlN填料
基板温升降低30%
阻燃型(UL 94 V-0)
引入磷系/氮系阻燃剂
极限氧指数>28%
低应力型 
有机硅改性环氧
热膨胀系数(CTE)<50 ppm/℃

三 典型应用案例

案例1:新能源汽车电控单元(VCU)

环氧树脂灌封胶技术解析与应用指南

- 胶型选择:双组份阻燃环氧(UL 94 V-0)

- 工艺参数:

- 混合比A:B=3:1(质量比)

- 真空脱泡(-0.095 MPa,15分钟)

- 阶梯固化(25℃×2h → 80℃×4h)

- 成效:通过ISO 16750-3振动测试(20G/XYZ轴)

案例2:5G基站电源模块

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- 胶型选择:高导热环氧(2.2 W/m·K)

- 关键工艺:

- 预热基板至50℃降低粘度

- 采用螺杆泵定量灌封(精度±1%)

- 热管理效果:MOSFET结温下降25℃

案例3:智能电表互感器

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 - 胶型选择:耐候性环氧(UV稳定剂改性)

- 加速老化测试:

- 85℃/85%RH 1000h后,绝缘电阻>1×10¹² Ω

- -40℃~+125℃ 1000次循环,无开裂

四 选型技术矩阵  

评估维度 
常规型环氧
导热型环氧
柔性环氧
硬度(Shore D)
80-85
75-80
60-65
导热系数(W/m·K
 0.2-0.5 
1.5-3.0
0.8-1.2
断裂伸长率(%)
3-5 
2-4
15-20
适用场景 
结构封装
功率器件
柔性PCB

五 工艺控制要点  

1. 配比精度:电子称量误差≤±1%,推荐使用静态混合器(16-32元素)

2. 脱泡控制:粘度>3000 mPa·s时需真空处理(≤500 Pa残余压力)

3. 固化监控:DSC检测玻璃化转变温度(Tg),确保>使用温度+20℃

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