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电子灌封 · 选型

电子灌封硅胶怎么选?低挥发(outgassing)、固化与阻燃

一句话结论:电子灌封硅胶要同时满足保护、导热、防潮、减振、绝缘,材料上看重低放热、低收缩、低挥发、低模量(顺应元件热胀、减应力),需要散热则选导热(BN 填充)版本。固化体系:铂金加成(无副产物、可加热快固,最常用,但须测元件相容性——部分电容/添加剂会抑制);过氧化物成本低、不被元件抑制,但有酸性副产物需后固化。低挥发(outgassing)按 ASTM E595 测,电子级要求 TML<1.0%、CVCM<0.1%;降挥发靠充分固化 + 后固化(如 1 小时@200°C 或 4 小时@150°C)+ 浇注前真空脱泡。阻燃看 UL94(V-0 最高),常用 ATH 填充但会降低力学。

灌封的五大作用

  • 保护:机械、环境、化学防护
  • 热管理:作为元件与外壳间的导热界面(TIM)
  • 防潮:隔绝湿气与污染物
  • 减振:降低机械应力与共振
  • 绝缘:元件间电气隔离

材料要求

低放热(固化时少发热、保护元件)、低收缩(减内应力与分层)、低挥发(避免气泡与放气)、低模量(顺应元件热胀、减应力);高功率器件还需要导热(BN 填充)。

固化体系:铂金 vs 过氧化物

性能铂金加成过氧化物
操作期可调近乎无限
副产物酸性(需后固化)
固化速度加热快固较慢、依赖加热
成本较高较低
元件相容性需测试(部分会抑制)一般更好
挥发(outgassing)中到高(后固化前)

低挥发(Outgassing):ASTM E595

挥发物在固化中/后逸出会产生气泡、污染表面,对真空环境与含湿敏元件尤其关键。测试按 ASTM E595(125°C、24 小时、<0.01 Torr),测 TML(总质量损失)CVCM(可凝挥发物)。电子级通过标准:TML<1.0%、CVCM<0.1%

降低挥发的策略

  • 充分固化:确保完全交联,无未反应单体
  • 后固化:1 小时@200°C 或 4 小时@150°C 烘除挥发物(注意元件耐温上限)
  • 浇注前真空脱泡:减少初始气泡
  • 薄截面:固化更快、未反应物更少

阻燃:UL94

UL94 V-0 最高(移火 10 秒内自熄、无燃滴)。常用阻燃剂 ATH(氢氧化铝,40–60%)——吸热分解放水降温稀释,便宜但高填充会降低力学;溴系效率高但受法规限制;磷系力学更好、成本更高。阻燃填充普遍会升高黏度、降低伸长。

常见问题(FAQ)

电子灌封硅胶要看哪些关键指标?

看低放热、低收缩、低挥发(outgassing)、低模量(顺应元件热胀、减应力);高功率器件还要导热(BN 填充)。同时按需求关注固化体系、元件相容性、outgassing 等级与 UL94 阻燃。

outgassing(放气)是什么?标准怎么定?

指挥发物在固化中/后逸出,会产生气泡、污染表面,对真空和含湿敏元件尤其关键。按 ASTM E595 测(125°C/24h/<0.01 Torr)的 TML(总质量损失)与 CVCM(可凝挥发物),电子级通过标准为 TML<1.0%、CVCM<0.1%。

灌封硅胶固化用铂金还是过氧化物?

铂金加成最常用:无副产物、可加热快固、outgassing 低,但要测元件相容性(部分电容/添加剂会抑制)。过氧化物成本低、不被元件抑制,但有酸性副产物、需后固化(4–24h@200–250°C)、固化前挥发偏高。

灌封后有气泡或放气超标怎么降?

确保充分固化(无未反应单体);做后固化(如 1 小时@200°C 或 4 小时@150°C,注意元件耐温);浇注前真空脱泡减少初始气泡;尽量薄截面以加快固化。

灌封硅胶怎么做到阻燃(UL94 V-0)?

常用 ATH(氢氧化铝,40–60% 填充)吸热分解放水降温,便宜但高填充会降低力学并升高黏度;溴系效率高但受法规限制;磷系力学更好、成本更高。需在阻燃等级与力学/工艺之间权衡。

说明:以上为工程选型层面的通用参考,具体固化曲线、参数与合规结论请以现行 TDS / CoA / 法规文件为准。先看 医用硅胶选型与采购指南,或问 BIO AI / 联系 BIO 工程师

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