灌膠(灌封)工藝介紹
高拓的灌封和包封系統為印刷電路板和電氣設備提供卓越的保護。在目前最具挑戰性的環境中使用，如汽車和航空航天，熱導率和工作溫度極限條件下，灌封材料提供增強的機械強度，提供電氣絕緣和提高熱可靠性。電子灌封是電子裝配的理想解決方案，可為精密元件和布線提供強大、靈活的機械保護。電子裝配體需要使用能夠耐受嚴苛條件的優質材料進行灌封。這可確保電子裝配體可用于標配元件保護措施達不到要求的應用。
我司專業配置自動灌膠機，可以幫助客戶實現PCBA封裝一站式服務，擁有灌封方面技術經驗都豐富的工程師，對灌封工藝存在的起泡、成型不美觀如表面縮孔、凹陷等控制方面尤有獨到的經驗。
PBCA電路板做灌膠（灌封）的目的是為了保護電路板免受外部環境的影響，也出于保密的需要。灌膠可以提供以下幾個方面的保護：
| 防潮防塵 | 灌膠可以阻隔空氣、水分和灰塵的進入，避免電路板受潮、受污染和受腐蝕。 |
| 機械保護 | 灌膠可以增加電路板的機械強度，減少振動和沖擊對電路板的損害，提高電路板的抗震性能和可靠性。 |
| 絕緣保護 | 灌膠可以提供電絕緣層，防止電路板之間的短路和漏電，提高電路板的耐電壓能力。 |
| 熱管理 | 灌膠材料可以具有良好的導熱性能，幫助電路板散熱，保持電路板的工作溫度在合適的范圍內，提高電路板的性能和可靠性。 |
| 抗腐蝕 | 灌膠可以防止電路板上的金屬元件受到腐蝕，延長電路板的使用壽命。 |
| 保密需求 | 通過將電路板灌封，可以防止未經授權的人員獲取電路板上的設計和布局信息，從而保護知識產權和商業機密。灌膠可以增加電路板的防篡改性能，降低信息泄露的風險。 |
什么是灌封？
灌封(灌膠)就是將聚氨酯灌封膠、有機硅灌封膠、環氧樹脂灌封膠用設備或手工方式灌入裝有電子元件、線路的器件內，在常溫或加熱條件下固化成為性能優異的熱固性高分子絕緣
材料，從而達到粘接、密封、灌封和涂敷保護的目的。
灌封膠有哪些種類？各有什么優缺點？應用范圍有哪些？
灌封膠英文名:Potting of smidahk;用于電子元器件的粘接,密封,灌封和涂覆保護。灌封膠在未固化前屬于液體狀，具有流動性，膠液黏度根據產品的材質、性能、生產工藝的不同而有所區別。灌封膠完全固化后才能實現它的使用價值，固化后可以起到防水防潮、防塵、絕緣、導熱、保密、防腐蝕、耐溫、防震的作用。
電子灌封膠種類非常多，從材質類型來分，目前使用最多最常見的主要為3種，即環氧樹脂灌封膠、有機硅樹脂灌封膠、聚氨酯灌封膠，而這三種材質灌封膠又可細分幾百種不同的
產品。
| 種 類 | 介 紹 | 優 點 | 缺 點 | 適 用 范 圍 |
環 氧 樹 脂 灌 封 膠 | 環氧樹脂灌封膠多為硬性，固化后和石頭差不多硬，很難拆掉，具有良好的保密功能，但也有少部分為軟性。普通的耐溫在100℃左右，加溫固化的耐溫在150℃左右，也有耐溫在300℃以上的。有固定、絕緣、防水、防油、防塵、防盜密、耐腐蝕、耐老化、耐冷熱沖擊等特性。常見的有環氧灌封膠有：阻燃型、導熱型、低粘度型、耐高溫型等。 | 對硬質材料粘接力好，具有優秀的耐高溫性能和電氣絕緣能力，操作簡單，固化前后都非常穩定，對多種金屬底材和多孔底材都有優秀的附著力。 | 抗冷熱變化能力弱，受到冷熱沖擊后容易產生裂縫，導致水汽從裂縫中滲入到電子元器件內，防潮能力差。并且固化后為膠體硬度較高且較脆，容易拉傷電子元器件，灌封后無法打開，修復性不好。 | 環氧樹脂灌封膠容易滲透進產品的間隙中，適合灌封常溫條件下且對環境力學性能沒有特殊要求的中小型電子元器件，如汽車、摩托車點火器，LED驅動電源、傳感器、環型變壓器、電容器、觸發器、LED防水燈、電路板的保密、絕緣、防潮（水）灌封。 |
有 機 硅 灌 封 膠 | 有機硅電子灌封膠固化后多為軟性、有彈性可以修復，簡稱軟膠，粘接力較差。其顏色一般都可以根據需要任意調整，或透明或非透明或有顏色。雙組份有機硅灌封膠是最為常見的，這類膠包括縮合型的和加成性劑的兩類。一般縮合型的對元器件和灌封腔體的附著力較差，固化過程中會產生揮發性低分子物質，固化后有較明顯收縮率；加成型的(又稱硅凝膠)收縮率極小、固化過程中不會產生揮發性低分子物質，可以加熱快速固化。 | 抗老化能力強、耐候性好、抗沖擊能力優秀；具有優秀的抗冷熱變化能力和導熱性能，可在寬廣的工作溫度范圍內使用，能在-60℃～200℃溫度范圍內保持彈性，不開裂，可長期在250℃使用，加溫固化型耐溫更高，具有優異的電氣性能和絕緣能力，絕緣性能較環氧樹脂好，可耐壓10000V以上。灌封后有效提高內部元件以及線路之間的絕緣，提高電子元器件的使用穩定性；對電子元器件無任何腐蝕性而且固化反應中不產生任何副產物；具有優秀的返修能力，可快捷方便的將密封后的元器件取出修理和更換；具有優秀的導熱性能和阻燃能力，有效提高電子元器件的散熱能力和安全系數；粘度低，具有良好的流動性，能夠滲入到細小的空隙和元器件下面;可室溫固化也可加溫固化，自排泡性好，使用更方便;固化收縮率小，具有優異的防水性能和抗震能力。 | 價格高，附著力差。 | 適合灌封各種在惡劣環境下工作的電子元器件。 |
聚 氨 脂 灌 封 膠 | 聚氨酯灌封膠又稱PU灌封膠，固化后多為軟性、有彈性可以修復，簡稱軟膠，粘接性介于環氧與有機硅之間，耐溫一般，一般不超過100℃，灌封后出現汽泡比較多，灌封條件一定要在真空下，粘接性介于環氧與有機硅之間。 | 耐低溫性能好，防震性能是三種之中最好的。具有硬度低、強度適中、 彈性好、 耐水、 防霉菌、 防震和透明等特性， 有優良的電絕緣性和難燃性，對電器元件無腐蝕,，對鋼、鋁、銅、錫等金屬, 以及橡膠、塑料、木質等材料有較好的粘接性。 | 耐高溫性能較差，固化后膠體表面不平滑且韌性較差，抗老化能力和抗紫外線都很弱、膠體容易變色。 | 適合灌封發熱量不高的室內電器元件，可使安裝和調試好的電子元件與電路不受震動、腐蝕、潮濕和灰塵等的影響，是電子、電器零件防濕、防腐蝕處理的理想灌封材料。 |
除了以上三種常見封灌膠外，還有另外兩種也是相對比較常見的：
聚丙烯酸酯封灌膠
聚丙烯酸酯灌封膠適合保護對耐油性要求較高的傳感器和連接點，通常用于汽車行業。得益于其出色的保護和固定功能，尤其是隨著電動汽車和 ADAS 系統的發展，這款配方在市場上備受青睞。
電子灌封凝膠
電子灌封凝膠為不適合使用傳統灌封膠的應用提供了一種創新配方。這一新技術可透明地灌封元件和裝配體，固化后的表面柔軟有韌性，并擁有出色的尺寸穩定性。
選用灌封材料時應考慮哪些問題？
1）灌封后性能的要求：使用溫度、冷熱交變情況、元器件承受內應力情況、戶外使用還是戶內使用、受力狀況、是否要求阻燃和導熱、顏色要求等；
2）灌封工藝：手動或自動，室溫或加溫，完全固化時間、混合后膠的凝固時間等；
3）成本：灌封材料的比重差別很大，我們一定要看灌封后的實際成本，而不要簡單的看材料的售價。
用于灌封的膠粘劑，按照功能分類有導熱灌封膠、粘接灌封膠、防水灌封膠；按照材料分類有聚氨酯灌封膠、有機硅灌封膠和環氧樹脂灌封膠，對于選擇軟膠還是硬膠，其時兩種都可以灌封、防水絕緣，如果要求耐高溫導熱那么建議使用有機硅軟膠；如果要求耐低溫、那么建議使用有聚氨酯軟膠；如果沒有特殊要求，建議使用環氧硬膠，因為環氧硬膠比有機硅固化時間更快。
環氧樹脂灌封膠的應用范圍廣，技術要求千差萬別，品種繁多。從固化條件上分有常溫固化和加熱固化兩類；而從劑型上分雙組分和單組分兩類，還有就是常溫固化環氧灌封膠一般為雙組分的，它的優勢在于灌封后不需加熱即可固化，對設備要求不高，使用方便，存在的缺陷是膠液混合物作業黏度大，浸滲性差，適用期短，且固化物的耐熱性和電性能不是很高，一般多用于低壓電子器件的灌封或不宜加熱固化的場合使用。
封灌膠的應用范圍
| 電子灌封 | 灌封塊可保護敏感電氣和電子部件免受各種工作條件的影響，例如溫度波動、潮濕、振動等。 |
| 插頭和電纜灌封 | 灌封膠可以填補插頭外殼、接頭和電源設備中極其細小的縫隙。用于插頭和電纜的灌封材料具有彈性、高度防水、機械穩定性且抗撕裂。 |
| 光電灌封 | 光電灌封可為設備帶來極高的耐氣候性，保護電子設備免受環境影響，防潮除濕。 |
| LED 灌封 | 透明或不透明灌封系統可保護 LED 免受水、灰塵和其他大氣影響，從而實現有效封裝，更能讓聚光燈達到最佳發光效果。 |
| 過濾器灌封 | 用于連接各種過濾器的端蓋，以及將過濾器粘接至濾框并確保密封，以便實現濾框的無縫密封，過濾后的空氣更加潔凈。發泡灌封材料將過濾介質粘接到濾框中，能夠降低成本、減輕重量，同時還能滿足高質量要求。由于采用泡孔結構，每個過濾器的粘合劑用量最多可減少50%。較低的密度可減輕重量，便于處理零部件。 |
灌封工藝有哪幾種？有哪些需要注意事項？
灌封產品的質量，主要與產品設計、元件選擇、組裝及所用灌封材料密切相關，灌封工藝也是不容忽視的因素。環氧灌封有常態和真空兩種灌封工藝。
環氧樹脂.胺類常溫固化灌封料，一般用于低壓電器，多采用常態灌封。
環氧樹脂.酸酐加熱固化灌封料，一般用于高壓電子器件灌封，多采用真空灌封工藝。
目前常見的有手工真空灌封和機械真空灌封兩種方式，而機械真空灌封又可分為A、B組分先混合脫泡后灌封和先分別脫泡后混合灌封兩種情況。其操作方法有三種：
第一種：單組份電子灌封膠，直接使用，可以用搶打也可以直接灌注；
第二種：雙組份縮合型電子灌封膠，固化劑2%-3%或其他比例，攪拌-抽真空脫泡-灌注；
第三種：加成型電子灌封膠，固化劑1:1、10:1；
工藝流程如下：
（1）手工真空灌封工藝
（2）機械真空灌封工藝
1）計量：準確稱量A組分和B組分(固化劑)。
2）混合：混合各組份；
3）脫泡：自然脫泡和真空脫泡；
4） 灌 注：應在操作時間內將膠料灌注完畢否則影響流平；
5）固化：加溫或室溫固化，灌封好的產品置于室溫下固化，初固后可進入下道工序, 完全固化需8～24小時。夏季溫度高，固化會快一些；冬季溫度低，固化會慢一些。
（3）注意事項：
a、被灌封產品的表面在灌封前必須加以清潔!
b、注意在稱量前，將 A 、B 組份分別充分攪拌均勻，使沉入底部的顏料(或填料)分散到膠液中。
c、底涂不可與膠料直接混合，應先使用底涂，待底涂干后，再用本膠料灌封。
d、膠料的固化速度與溫度有一定的關系，溫度低固化會慢一些。
相比之下，機械真空灌封，設備投資大，維護費用高，但在產品的一致性、可靠性等方面明顯優于手工真空灌封工藝。無論何種灌封方式，都應嚴格遵守設定的工藝條件，否則很難得到滿意的產品。
灌封產品常出現的有哪些問題？原因分析。
1、局部放電
局部放電起始電壓低，線間打火或擊穿電視機、顯示器輸出變壓器，汽車、摩托車點火器等高壓電子產品，常因灌封工藝不當，工作時會出現局部放電(電弧)、線間打火或擊穿現象，是因為這類產品高壓線圈線徑很小，一般只有0.02～0.04mm，灌封料未能完全浸透匝間，使線圈匝間存留空隙。由于空隙介電常數遠小于環氧灌封料，在交變高壓條件下，會產生不均勻電場，引起界面局部放電，使材料老化分解，引起絕緣破壞。
從工藝角度分析，造成線間空隙有以下兩方面原因：
1)灌封時真空度不夠高，間空氣未能完全排除，使材料無法完全浸滲。
2)灌封前膠水或產品預熱溫度不夠，黏度不能迅速降低，影響浸滲。
對于手工灌封或先混合脫泡后真空灌封工藝，物料混合脫泡溫度高、作業時間長或超過物料適用期，以及灌封后產品未及時進入加熱固化程序，都會造成物料黏度增大，影響對線圈的浸滲。先前據有關專家介紹，熱固化環氧灌封材料復合物，起始溫度越高，黏度越小，隨時間延長，黏度增長也越迅速。因此為使物料對線圈有良好的浸滲性，操作上應注意如下幾點：
1)灌封料復合物應保持在給定的溫度范圍內，并在適用期內使用完畢。
2)灌封前，產品要加熱到規定溫度，灌封完畢應及時進入加熱固化程序。
3)灌封真空度要符合技術規范要求。
2、局部塌陷
灌封件表面縮孔、局部凹陷、開裂灌封料在加熱固化過程中，會產生兩種收縮，即由液態到固態相變過程中的化學收縮和降溫過程中的物理收縮。進一步分析，固化過程中的化學變化收縮又有兩個過程，從灌封后加熱化學交聯反應開始到微觀網狀結構初步形成階段產生的收縮，我們稱之為凝膠預固化收縮。從凝膠到完全固化階段產生的收縮我們稱之為后固化收縮。這兩個過程的收縮量是不一樣的。前者由液態轉變成網狀結構過程中，物理狀態發生突變，反應基團消耗量大于后者，體積收縮量也高于后者。凝膠預固化階段(75℃/3h)環氧基消失大于后固化階段(110℃/3h)，差熱分析結果也證明這點，試樣經750℃/3h處理后其固化度為53%。
若我們對灌封產品的采取一次高溫固化，則固化過程中的兩個階段過于接近，凝膠預固化和后固化近乎同時完成，這不僅會引起過高的放熱峰，損壞元件，還會使灌封件產生巨大的內應力，造成產品內部和外觀的缺損。 為獲得良好的產品，我們必須在灌封料配方設計和固化工藝制定時，重點關注灌封料的固化速度(即A、B復合物凝膠時間)與固化條件的匹配問題。 通常采用的方法是： 依照灌封料的性質、用途按不同溫區分段固化的工藝。 據專家介紹，彩色電視機輸出變壓器灌封按不同溫區分段固化規程及 產品 內部放熱曲線。 在凝膠預固化溫區段灌封料固化反應緩慢進行，反應熱逐漸釋放，物料黏度增加和體積收縮平緩進行。 此階段物料處于流態，則體積收縮表現為液面下降，直至凝膠，可完全消除該階段體積收縮內應力。 從凝膠預固化到后固化階段，升溫也應平緩，固化完畢，灌封件應隨加熱設備同步緩慢降溫，多方面減少、調節 產品 內應力分布狀況，可避免 產品 表面產生縮孔、凹陷甚至開裂現象。
對灌封料固化條件的制訂，還要參照灌封產品內封埋元件的排布、飽滿程度及產品大小、形狀、單只灌封量等。對單只灌封量較大而封埋元件較少的，適當地降低凝膠預固化溫度并延長時間是完全必要的。
3、固化物表面不良或局部不固化現象
固化物表面不良或局部不固化這些現象也多與固化工藝相關。主要原因是：
1)計量或混合裝置失靈、生產人員操作失誤。
2)A組分長時間存放出現沉淀，用前未能充分攪拌均勻，造成樹脂和固化劑實際比例失調。
3)B組分長時間敞口存放、吸濕失效。
4)高潮濕季節灌封件未及時進入固化程序，物件表面吸濕。
由此可見，要獲得一個良好的灌封產品，灌封及固化工藝的確是一個值得高度重視的問題。
電子灌膠常見問題
1）電子灌封膠中毒不固化如何解決？硅膠中毒一般發生在加成型電子灌封膠上，中毒后硅膠會出現不固化的現象，所以使用加成型灌封膠時應避免與含磷、硫、氮的有機化合物接觸，或與加成型硅膠同時使用聚氨酯、環氧樹脂、不飽和聚脂、縮合型室溫硫化硅橡膠等產品，防止發生中毒不固化現象。
2）不小心粘到的電子灌封膠用什么可以清洗干凈？
常用的硅膠清洗劑主要有酒精、丙酮、白酒等等，記得在用時都要稀釋涂。
3）冬天電子灌封膠干不了怎么辦？
由于冬天氣溫很低，造成電子灌封膠在混合后固化很慢甚至長時間不固化，所以我們可以提高固化的溫度，可以將灌好膠的產品放在25℃烘箱里固化。
環氧樹脂灌封料及其工藝和常見問題
1、在電子封裝技術領域曾經出現過兩次重大的變革。
第一次變革出現在20世紀70年代前半期，其特征是由針腳插入式安裝技術(如DIP)過渡到四邊扁平封裝的表面貼裝技術(如QFP)；第二次轉變發生在20世紀90年代中期，其標志是焊球陣列，BGA型封裝的出現，與此對應的表面貼裝技術與半導體集成電路技術一起跨人21世紀。隨著技術的發展，出現了許多新的封裝技術和封裝形式，如芯片直接粘接、灌封式塑料焊球陣列(CD-PBGA)、倒裝片塑料焊球陣列(Fc-PBGA)、芯片尺寸封裝(CSP)以及多芯片組件(MCM)等，在這些封裝中，有相當一部分使用了液體環氧材料封裝技術。灌封，就是將液態環氧樹脂復合物用機械或手工方式灌入裝有電子元件、線路的器件內，在常溫或加熱條件下固化成為性能優異的熱同性高分子絕緣材料。
2、產品性能要求
灌封料應滿足如下基本要求:性能好，適用期長，適合大批量自動生產線作業；黏度小，浸滲性強，可充滿元件和線間；在灌封和固化過程中，填充劑等粉體組分沉降小，不分層；固化放熱峰低，固化收縮??；固化物電氣性能和力學性能優異，耐熱性好，對多種材料有良好的粘接性，吸水性和線膨脹系數??；在某些場合還要求灌封料具有難燃、耐候、導熱、耐高低溫交變等性能。
在具體的半導體封裝中，由于材料要與芯片、基板直接接觸，除滿足上述要求外，還要求產品必須具有與芯片裝片材料相同的純度。在倒裝芯片的灌封中，由于芯片與基板間的間隙很小，要求灌封料的黏度極低。為了減少芯片與封裝材料間產生的應力，封裝材料的模量不能太高。而且為了防止界面處水分滲透，封裝材料與芯片、基板之間應具有很好的粘接性能。
PCBA灌膠的三種方法
| 半自動灌膠機 | 在給產品灌膠時，放在流水線旁，人工將產品放入出膠頭下方，按啟動開關，機器便自動灌膠，灌膠完畢自動停止。然后操作人員再將灌好膠的產品放到流水線上即可，半自動灌膠機適合于各類PCBA產品，不論大小。 |
| 自動灌膠機 | 如果都以小產品居多，灌膠方式也很簡單，將產品放入一個治具中，然后將治具放到灌膠機的臺面上，按一下啟動，機器便開始灌膠，等所有灌膠完畢之后，自動停止，然后操作人員將治具從臺面上取下，然后放上另一個裝好產品的治具，按下啟動，以此循環，操作人員要做的就是放治具，按啟動按鈕。 |
| 全自動灌膠線 | 將裝有產品的治具放到傳輸線上，機器自動灌膠，自動送料到烤箱過爐，節省人工，高效運轉。 |
以上就是自動灌膠的3種方法，自動灌膠設備的使用可以更好的節省人工，提高生產效率。
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