胶粘剂-胶粘剂介绍-基础知识-业务1-350

胶粘剂介绍

---基础知识篇

XingyuanLiao内容概念与用途胶粘剂特点胶粘剂的分类选择胶粘剂的基本原则使用胶时应注意的问题各种接着剂之特性胶粘剂的概念胶粘剂是一种靠界面作用（化学力或物理力）把各种固体材料牢固的粘接在一起的物质，又叫粘接剂或胶合剂，简称“胶”。用途工业胶粘剂，可用作粘接、密封、涂覆等各种用途，常见于以下领域：

电子元器件——IC封装、PCB组装、计算机及零配件,PDA,行动电话,平板电脑,数码相机,扫瞄器、变压器,鼠标…

光电显示——如LCD、LED、投影机…光通讯器件制造业——如Lens、Pigtail、Filter、TOSA/ROSA等有源、无源类光器件的组装汽车制造——汽车零件组装其它——包括模具，玩具，家电，手工具，马达，卫浴，艺术品，文具，设备，电话机等…概念与用途胶粘剂特点

1.胶粘剂特点胶粘剂的胶接技术与传统的连接方式（如螺接、焊接、铆接）相比，具有如下优点：

1）整个胶接面都能承受载荷，强度较高，避免了应力集中，耐疲劳强度好。

2）可连接不同种类的材料。

3）胶接结构质量轻，表面光滑美观。

4）具有密封作用

5）胶接工艺简单，操作方便。但是胶粘剂技术目前还存在一些问题：

1．强度问题，角接处承受剥离力效果不好

2．使用温度问题，合成胶的耐高温性能均较差

3．寿命问题，受工作条件影响，存在老化问题

4．质量检验问题，现今对其的非破坏性检查手段尚不完善。判断胶接可靠性缺乏依据。

接头有韧性吸收能量

避免接头处的应力集中分散应力抗冲性能好既粘接又密封

工效提高

施工方便粘接不同材料避免材料间的电化学反应吸收热胀冷缩产生的应力粘接薄型材料降低成本维持材料的整体性

无孔、洞等外观漂亮

无焊接变形

无突出物

无疤痕胶接与机械固定相比的五大优点胶粘剂的分类胶粘剂热固性树脂胶粘剂热塑性树脂胶粘剂橡胶型树脂胶粘剂混合型树脂胶粘剂动物胶植物胶磷酸盐型硅酸盐型硼酸盐型天然胶粘剂合成胶粘剂有机胶粘剂无机胶粘剂了解粘结材料的品种和特性，材质：Glass、Ceramic、ABS、STEEL、AL、Rubber等，根据材料性质选择合适的胶粘剂。了解粘结材料的使用要求和应用环境。即粘结部位的表面处理状况、受力情况、使用温度、耐老化性、耐酸碱性等。粘结材料表面处理状况:电镀、烤漆、防锈油等。耐温要求:长期工作温度、短时耐受温度、热应力循环温度。强度需求及测试规范:拉力、剪力、剥离力、跌落测试。了解粘接工艺性。根据粘结结构的类型采用适宜的粘接工艺。粘结件之间隙大小、触变性等：选择适当Viscosity、Thixotropic。点胶方式：如Manual，Dispenser，Screenprinting等。固化方式：RT，Thermal，UVorothers。固化速度：生产效率(产能)。了解胶粘剂的价格和来源难易。在满足使用性能要求的条件下，尽可能选用价廉的、来源容易的、通用性强的胶粘剂。选择胶粘剂的基本原则（1）粘接界面要清洗干净。彻底清除被粘接物表面上的水分、油污、锈蚀和漆皮等附着物。（2）胶层要匀薄。（3）晾置时间要充分。对含有稀释剂的胶粘剂，胶接前一定要晾置，使稀释剂充分挥发，否则在胶层内会产生气孔和疏松现象，影响胶接强度。（4）固化要完全。固化一般需要一定压力、温度和时间。加一定压力有利于胶液的流动和湿润，保证胶层的均匀和致密，使气泡从胶层中挤出。如热固化胶，温度是固化的主要条件，适当提高温度有利于分子间的渗透和扩散，有助于气泡的逸出，温度越高，固化越快。但温度过高会使胶粘剂发生分解，影响粘结强度。使用胶时应注意的问题如何取得最大的接触面积时间胶需要时间流动温度高温可以减低胶的黏性促进胶的流动性促进胶对被粘物的浸润压力促进胶的流动性促进胶对被粘物的浸润避免气泡的产生湿度适当湿度可促进或减缓固化反应时间各种接着剂之特性胶的种类优点缺点施胶方式主要用途瞬干胶(氰基丙烯酸盐cyanoacrylate)接著強度高使用方便接著速度快耐衝擊性較差人工,點膠機接著,固定,補強缺氧型胶(Anaerobic)高剪切力,使用方便,單液,耐化學藥品不適合塑膠耐衝擊性較差人工,滾筒,印刷,點膠機,螺絲固定劑,圓形配件固定劑,管路密封劑…丙烯酸树脂结构胶(Acrylicbase)高強度,耐衝擊性佳,抗剝離力,速度快耐水性較差人工,滾筒,印刷,點膠機接著,固定UV胶(UVorLightcurable)固化速度快,自動化生產,無操作時間限制,精準度高需有一材質為透明,需UV固化設備人工,印刷,浸泡,點膠機

接著,密封,灌注,封裝,批覆,Coating聚氨酯胶(Urethane)軟,耐低溫耐高溫效果差,味道重人工,膠槍,點膠機接著,密封,灌注,封裝,批覆环氧树脂胶

(Epoxy)耐化學性,正向拉力及剪切力,容許較大間隙固化時間久,需混合或加熱固化.人工,膠槍,雙液型點膠機,壓力筒式,灌注,封裝,批覆,接著,密封硅胶(Silicone)軟,耐溫高,單液接著強度低,固化時間久膠槍,點膠機密封,玻璃接著影响UV胶水固化时间的因素1.胶水种类2.胶水厚度（胶量）3.光源强度（UV灯种类）4.接着工件材质（透光率）5.照射距离6.灯管使用时数（寿命）UV胶特性与应用范围特性1.固化速度快2.提升产能3.单液型，容易施胶4.可接着各种不同材质5.收缩率低6.不含溶剂应用范围目前，胶粘剂的应用已渗入到国民经济中的各个部门,成为工业生产中不可缺少的技术，在高技术领域中的应用也十分广泛。如据报导：国外在生产一辆汽车中要使用5～10kg胶黏剂；一架波音飞机的粘接面积达到2400m2。电子胶粘剂的应用（1）a.表面安装胶粘剂：■产品特性要求：填充的粘接剂必须无污染无气泡、必须有很长的保存期限、粘接剂必须能够快速涂覆、胶点轮廓和尺寸必须具有一致性、胶点轮廓要高但不要拉丝、颜色可视且能自动检测、必须有高的附着强度、能够快速固化、在固化周期不塌陷、必须有高的强度同时具有柔韧性以抗热冲击、当胶粘剂固化后需要有很好的电学性能；■涂覆方式：注射器点涂技术、喷射技术、模版印刷技术、针式转移技术；■胶点轮廓：圆珠状、拉丝状、圆顶状、巧克力糖状、尖峰状；单胶点或双胶点的选择；■涂覆参数：以压力-时间系统点胶为例，相关参数涵盖针头尺寸、内径、针头与PCB距离、温度、点胶时间和压力以及点胶的周期；电子胶粘剂的应用（2）■常见的涂覆缺陷：拉丝（拖尾）、卫星胶点（飞溅）、胶点直径不一致、漏点；■粘接剂的附着（未固化）强度：也称湿强度，可用“SMD粘接剂的验收”的西门子SN59651标准测量；■吸湿性：吸湿后的胶粘剂在固化时可能导致爆米花问题，从而导致粘结强度下降、焊料桥接、元器件脱落等其他问题；■固化速度：固化温度和速度与DSC结果有关，也有用户发现达到完全固化强度的90%对某些工艺就足够了；■电特性：表面绝缘电阻SIR测试法，85℃和85%RH的条件下试验1000h，采用16VDC偏压测量，还有就是电解腐蚀测试，在40℃、92%RH并伴随100VDC的使用电压的条件下测试4天；■屈服点和表面安装胶粘剂：芯片粘结包括涂覆非常小的胶点，每个胶点大约重80mg，精确布于印制电路板的两个焊盘之间，胶点的形状与屈服点有很大的关系；电子胶粘剂的应用（3）b.底部填充胶：又称为底填材料、underfill

等，用以消除硅器件和所要粘接的基板之间较大的CTE失配引起的应力，用于增加元器件收到物理冲击和震动时的可靠性。c.导电胶：（在两个表面之间形成化学结合和导电）■各向同性材料：它能沿所有方向导电，代替热敏元件上的钎料，也能用于需要接地的器件；■各向异性导电聚合物：它只允许电流沿某一方向流动，提供倒装芯片器件的电连接和消除应变电子胶粘剂的应用（4）d.导热胶：在所有可用的热管理方法中，导热胶粘剂使用得最多，当正确涂覆时，粘接剂的气孔率最小，热扩散一致性最好。e.保形涂层与灌封胶：是用于防止电子组件在较长的寿命周期中受到各种污染的聚合物材料。一般传统的分类如下：AR丙烯酸、ER环氧、UR氨基甲酸乙酯、SR硅橡胶、XY对二甲苯的聚合物；这些系统主要是由单体、低聚物、消泡剂、填料和润湿剂组成；采用的涂覆方式有人工喷涂、自动喷涂、往复式喷涂、浸涂、刷涂等等，在真空环境下可以通过更多的方式在基板上涂覆聚合物薄膜。粘度与触变性

——粘度就是液体的内摩擦在胶粘剂的参数表示中，粘度一般用动力粘度来表示。胶的触变性是指在扰动和静置情况下，溶胶和凝胶反复可逆转变的现象。也就是说，胶在静置情况下状似凝胶，但施加扰动力(如搅拌)，胶液变为液体状溶胶，去除扰动力，又逐渐恢复为凝胶。单位为泊（ps）或厘泊（cps）。常用的单位还有帕·秒（Ｐa·s）和毫帕·秒（mＰa·s）。１Ｐa·s=1000mＰa·s=1000cps=10ps固化——通过化学反应使胶粘剂具有强度性质的过程。固化速度与间隙、材质、温度、光强等有关。硬度——表示它抵抗外力压入的能力，也就是说材料对刚性物压入时的阻力，它的大小反映出材料本身的软硬程度。邵氏硬度，一般常用等级为shoreD、A、00，软硬程度依次递减，00级别，一般使用在凝胶类非常柔软的物体上，A级别，类似橡胶带有弹性的软硬，一般使用在凝胶类非常柔软的物体上，D级别，描述坚硬的物体。具体硬度以数字表示，如80D、20D、60A、3000等，同级别下数值越大表示越硬。级别之间没有转换的公式，一般可以认为90A≈20D胶粘剂的一般术语表干时间——指将一个小的PE薄片（大约2cmx5cm）放置在胶粘剂的表面，拿开时表面不会有残胶。此时产品本身仍有粘性，但不会在PE薄片上留有痕迹。拉伸强度——在垂直于胶层的载荷作用下，胶接试样破坏时，单位胶接面所承受的拉伸力。单位：MPa、kgf/cm2、psi1MPa=10.194kgf/cm2=145.033psi1MPa=10.194kgf/cm=145.033psi剪切强度——胶粘剂抗御滑移的能力，用于表征胶粘剂的内聚强度，用于表征胶粘剂自身的内聚强度及胶接建立后的稳定程度。定义：在平行于胶层的载荷作用下，胶接试样破坏时，单位胶接面所承受的剪切力。单位：同上胶粘剂的一般术语胶粘剂的一般术语剥离强度——粘附力的测量标准，用于表征胶粘剂对材料的亲和能力。定义：在规定的剥离条件下，使胶接试样分离时单位宽度所能随承受的载荷。单位：KN/mm、ppi1KN/mm=175ppi热膨胀系数(CoefficientofThermalExpansion)-是温度每升高1℃时测量尺寸（一般是厚度方向）变化的分数，对于微电子包封料，一般用ppm/℃来表示；此参数对微电子封装材料是一个关键指标；

-以Tg点为分界，明显不同(alpha1andalpha2)玻璃化转变温度（Tg）——是指粘接剂从玻璃态转变为“高弹态”的温度，经过Tg

时CTE通常有明显的增加，如果Tg

在组件的工作温度以内（或附近）将会对组件的可靠性有不良影响，因为一旦超过Tg点后，胶体的相关性能会有所下降。胶粘剂的一般术语模量温度T形变高弹态粘流态玻璃态TgTm电特性(Electricalproperties)——介电强度Dielectricstrength介电常数Dielectricconstant体积电阻Volumeresistance表面电阻Surfaceresistance导热率——热量从物体的一部分传导至另一部分，或从一物体传导至另一物体，称为热传导。导热率是一表明物质热传导能力的性能参数。即在稳定条件下，垂直于单位面积方向的每单位温度梯度通过单位面积上的热流。单位：W/（m·K）、kcal/（m·h·℃）1kcal/（m·h·℃）=1.16W/（m·K）胶粘剂的一般术语适用期——指配制的胶粘剂与密封剂能维持可使用性的时间。对单组分湿气固化的胶粘剂与密封剂，则是指将它挤出暴露在空气中适合涂布组装的最短时间。双组分胶粘剂的适用期一般指粘度增加一倍的时间。温度循环——又称高低温交