有機(jī)硅灌封膠配方分析
發(fā)布時(shí)間:2012/12/2 14:19:49 來(lái)源:胡工 字體: 

有機(jī)硅灌封膠廣泛應(yīng)用于電子、電器、汽車等行業(yè),禾川化工引進(jìn)尖端配方解剖技術(shù);禾川化工專業(yè)從事有機(jī)硅灌封膠配方分析、成分檢測(cè)、配方還原、配方檢測(cè),禾川化工為膠黏劑企業(yè)提供整套產(chǎn)品配方改進(jìn)技術(shù);
一.背景
有機(jī)硅灌封膠廣泛應(yīng)用于電子、電器、汽車等行業(yè),禾川化工引進(jìn)尖端配方解剖技術(shù);禾川化工專業(yè)從事有機(jī)硅灌封膠配方分析、成分檢測(cè)、配方還原、配方檢測(cè),禾川化工為膠黏劑企業(yè)提供整套產(chǎn)品配方改進(jìn)技術(shù);灌封材料是多種多樣的,但是現(xiàn)在用得最多的主要是各種合成聚合物。其中,又以環(huán)氧樹脂、聚氨脂彈性體以及有機(jī)硅聚合物三大類聚合物用得最為廣泛。面臨耐濕性、耐熱性、內(nèi)應(yīng)力問(wèn)題等,聚氨酯在應(yīng)用中存在著難以解決的問(wèn)題是灌封膠表面過(guò)軟、易起泡,固化不充分且高溫固化時(shí)易發(fā)脆,在條件苛刻的工作環(huán)境中聚氨酯灌封材料往往難以滿足耐濕熱耐老化耐高低溫要求。有機(jī)硅高分子材料因特殊的硅氧鍵主鏈結(jié)構(gòu)而具有獨(dú)特的耐氣候、耐老化性能,優(yōu)異的耐高低溫性能,良好的疏水性機(jī)械性能、電絕緣等,因而被廣泛用于電子電器元件的灌封保護(hù);半導(dǎo)體發(fā)光二極管 ( LED)的顯示器灌封大多采用有機(jī)硅灌封。
半導(dǎo)體發(fā)光二極管 ( LED) 是一種將電能轉(zhuǎn)換為可見光的固態(tài)半導(dǎo)體器件,LED 的光譜幾乎全部集中于可見光頻段,其發(fā)光效率可達(dá)80%~90%,是一種新型高效光源,具有節(jié)能、環(huán)保、壽命長(zhǎng)等3大優(yōu)勢(shì)。在全球能源短缺的背景下,LED 越來(lái)越為人們所關(guān)注。LED 顯示器件因其長(zhǎng)期暴露在苛刻而惡劣的環(huán)境下工作,要求必須具有良好的環(huán)境適應(yīng)性 LED 顯示器件灌封的目的:首先是密封和絕緣,避免印制線路板和發(fā)光二極管的引腳;暴露于環(huán)境中,從而免受潮氣、雨水、灰塵、輻射(光熱)、遷移離子等環(huán)境侵害;其次是固定 LED,提高產(chǎn)品對(duì)外來(lái)沖擊 震動(dòng)的抵抗力,防止因 LED 燈歪斜引起顯示屏顯示質(zhì)量下降的缺陷。
二、有機(jī)硅灌封膠
2.1 有機(jī)硅灌封膠的組成及分類
有機(jī)硅灌封膠由硅樹脂、交聯(lián)劑、催化劑、導(dǎo)熱材料等部分組成。硅橡膠灌封膠按分子結(jié)構(gòu)和交聯(lián)方法可分為室溫硫化硅橡膠;雙組份加成形硅橡膠灌封膠(ARC硅橡膠);雙組份縮合型硅橡膠灌封膠(RTV硅橡膠)
ARC硅橡膠膠固化無(wú)小分子放出, 交聯(lián)結(jié)構(gòu)易控制,收縮率在0.2%以下,電學(xué)性能、彈性等均優(yōu)于RTV硅橡膠, 且工藝性能優(yōu)越, 既可在常溫下固化,又可在加熱后于短時(shí)間內(nèi)固化。所以ARC硅橡膠灌封膠在國(guó)內(nèi)外被公認(rèn)為是極有發(fā)展前途的電子工業(yè)用新型材料。
2.2雙組份加成形硅橡膠灌封膠
常見的雙組份雙組份加成形硅橡膠灌封膠:由端乙烯基硅油為基膠、含氫硅油為交聯(lián)劑、三氧化二鋁( A l2O3 ) 為導(dǎo)熱填料組成。可以添加甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH570)為偶聯(lián)劑,鉑催化劑(PL-2600)為催化劑。
2.2.1固化特點(diǎn)
在該反應(yīng)中,含氫官能團(tuán)的聚硅氧烷用作交聯(lián)劑(硫化劑),氯鉑酸或它的可溶性鉑合物作催化劑。硫化反應(yīng)在室溫下進(jìn)行,不放出副產(chǎn)品,因此加成型硅凝膠在硫化過(guò)程中不產(chǎn)生收縮。這類硫化膠無(wú)毒,具有卓越的抗水解穩(wěn)定性,良好的低壓縮形變性、低燃燒性,可深度硫化,硫化速度可用溫度控制等優(yōu)點(diǎn)。
2.2.2導(dǎo)熱材料粒徑對(duì)灌封膠性能的影響
Al2O3的粒徑越大,灌封膠的熱導(dǎo)率越大,但拉伸強(qiáng)度和扯斷伸長(zhǎng)率減小,適宜的A l2O3粒徑為5μm或18μm;隨著A l2O3用量的增加,灌封膠的熱導(dǎo)率、拉伸強(qiáng)度增大,扯斷伸長(zhǎng)率先增后減,黏度上升Al2O3適合的加入量為150~ 200份;將不同粒徑的Al2O3并用填充到灌封膠中可以提高灌封膠的熱導(dǎo)率, 當(dāng)18μm 的Al2O3 和5μm的Al2O3質(zhì)量比為3:2時(shí),灌封膠的熱導(dǎo)率較高,且對(duì)灌封膠的黏度和力學(xué)性能基本沒(méi)影響。
2.2.3 硅烷偶聯(lián)劑用量對(duì)灌封膠性能的影響
以KH570為例,加入KH570可改善灌封膠的力學(xué)性能, 但熱導(dǎo)率有所下降, 適宜的用量為A l2O3的0.5%為宜。
三、常見有機(jī)硅灌封膠參考配方
3.1 單組份有機(jī)硅灌封膠
|
成分 |
質(zhì)量百分比 |
成分說(shuō)明 |
|
端羥基聚二甲基硅氧烷 |
50-60% |
107硅橡膠 |
|
甲基硅油 |
3-5% |
增塑劑 |
|
甲基三丁酮肟基硅烷 |
1-3% |
交聯(lián)劑 |
|
正硅酸乙酯 |
1-3% |
交聯(lián)劑 |
|
二月桂酸二丁基錫 |
0.5-1% |
催化劑 |
|
二氧化硅 |
35-45% |
填料 |
3.2 雙組份有機(jī)硅灌封膠
配方1:
將 A B 組分按質(zhì)量比 100∶ 5 ~ 15混合均勻后使用。
A組分
|
成分 |
質(zhì)量百分比 |
成分說(shuō)明 |
|
107硅橡膠 |
55-60% |
基膠 |
|
甲基硅油
黏度 (100 ~1 000 mPa s) |
20-25% |
增塑劑 |
|
硫化劑DCBP |
1-3% |
硫化促進(jìn)劑 |
|
硅微粉 |
8-15% |
填料 |
|
二氧化鈦(白炭黑) |
5-10% |
填料 |
B組分
|
成分 |
質(zhì)量百分比 |
成分說(shuō)明 |
|
甲基硅油 |
20-25% |
/ |
|
甲基三丁酮肟基硅烷 |
50-60% |
交聯(lián)劑 |
|
KH570 |
2-5% |
偶聯(lián)劑 |
|
丁基二月桂酸錫 |
0.5-1% |
催化劑 |
配方2:
A組分
|
成分 |
質(zhì)量百分比 |
成分說(shuō)明 |
|
乙烯基硅油(1 000 mPa s) |
15-20% |
乙烯基含量0.3% |
|
乙烯基硅油(300 mPa s) |
15-20% |
乙烯基含量0.7% |
|
三氧化二鋁 |
50-60% |
填料 |
|
氫氧化鋁 |
5-8% |
填料 |
|
KH570 |
0.1-0.5% |
偶聯(lián)劑 |
B組分
|
成分 |
質(zhì)量百分比 |
成分說(shuō)明 |
|
乙烯基硅油(1 000 mPa s) |
8-12% |
乙烯基含量0.3% |
|
乙烯基硅油(300 mPa s) |
8-12% |
乙烯基含量0.7% |
|
200#含氫硅油 |
20-25% |
含氫量0.15% |
|
三氧化二鋁 |
40-50% |
導(dǎo)熱填料 |
|
炔基環(huán)己醇 |
0-1% |
抑制劑 |
|
鉑催化劑 |
0-0.2% |
催化劑 |
|
KH570 |
0.1-0.5% |
偶聯(lián)劑 |
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