電子膠黏劑在電子元器件封裝、電路板防護(hù)等場景中廣泛應(yīng)用，但氣泡的出現(xiàn)是粘合劑應(yīng)用中一個(gè)常見的棘手問題，它們對粘接強(qiáng)度、絕緣性能及產(chǎn)品可靠性和外觀質(zhì)是的影響是深遠(yuǎn)的。接下來，研泰膠粘劑應(yīng)用工程師將結(jié)合實(shí)際應(yīng)用場景，淺析氣泡產(chǎn)生原因并提出針對性預(yù)防措施。

一、電子膠黏劑有氣泡的后果

在某些行業(yè)中，特別是那些需要精準(zhǔn)配比樹脂和固化劑的領(lǐng)域，電子膠黏劑氣泡的存在是較為嚴(yán)重的，殘留的空氣會(huì)干擾化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致固化不完全，進(jìn)而降低粘接力。這種情況不僅影響功能性，還可能在外觀上造成嚴(yán)重問題，尤其是透明或裝飾性要求較高的應(yīng)用中，氣泡會(huì)顯著降低產(chǎn)品的美觀。

氣泡不僅僅是視覺,上的瑕疵，它們從結(jié)構(gòu)上來說可能會(huì)形成空隙，顯著降低接頭的承載能力，削弱粘接強(qiáng)度，尤其在航空航天或醫(yī)療設(shè)備等對安全性要求極高的領(lǐng)域尤為嚴(yán)重。氣泡會(huì)在機(jī)械載荷或溫度變化下集中應(yīng)力，使得接頭更容易發(fā)生失效。

此外，氣泡的存在會(huì)占據(jù)粘合劑的空間，減少其覆蓋率，導(dǎo)致粘接不均勻，進(jìn)而影響氣密性或水密性，造成密封性能下降，最終增加生產(chǎn)成本。氣泡引起的缺陷可能需要返工或更換，并采取額外的質(zhì)量控制措施，這不僅耗費(fèi)時(shí)間和成本，還會(huì)影響產(chǎn)品的耐用性和功能性。因此，預(yù)防氣泡對于確保產(chǎn)品的質(zhì)量和性能至關(guān)重要。

二、電子膠黏劑產(chǎn)生氣泡的原因

理解氣泡的形成機(jī)制是解決問題的第一步。常見的氣泡來源包括以下幾個(gè)方面:

1. 操作工藝缺陷

攪拌引入空氣：雙組分膠黏劑混合時(shí)，若采用木質(zhì)或紙質(zhì)容器，其表面微孔會(huì)吸附空氣并混入膠液。手工攪拌速度不均或方向反復(fù)改變，會(huì)加劇空氣卷入。例如，環(huán)氧樹脂類膠黏劑在高速攪拌下，粘度驟增導(dǎo)致氣泡難以逸出。

固化條件失控：固化速度過快時(shí)，膠體內(nèi)部產(chǎn)生劇烈放熱反應(yīng)，溫度梯度導(dǎo)致氣泡膨脹。以硅膠灌封膠為例，固化收縮率超過3%時(shí)，內(nèi)部應(yīng)力易撕裂膠體結(jié)構(gòu)形成孔洞。

2. 材料體系缺陷

化學(xué)助劑相容性差：增塑劑、表面活性劑等助劑若與基體樹脂相容性不足，會(huì)形成獨(dú)立相區(qū)并包裹空氣。例如，過量添加DOP增塑劑可使膠體粘度降低，但同時(shí)增加氣泡穩(wěn)定性。

水分參與反應(yīng)：當(dāng)固化劑與水分接觸時(shí)，會(huì)發(fā)生水解反應(yīng)生成氣體。如異氰酸酯類固化劑遇水即釋放CO?，導(dǎo)致膠體表面形成直徑超1mm的宏觀氣泡。

3. 環(huán)境因素干擾

溫濕度波動(dòng)：膠黏劑在25℃以上環(huán)境中，溶劑揮發(fā)速率提升30%，易形成孔隙。當(dāng)相對濕度超過60%時(shí)，空氣中的水分子會(huì)滲入膠體內(nèi)部。

基材表面污染：金屬基材表面殘留的脫模劑、油污等污染物，會(huì)與膠黏劑發(fā)生界面反應(yīng)。例如，鋁基板表面氟化物殘留可使粘接強(qiáng)度下降40%，并伴隨氣泡生成。

三、預(yù)防電子膠黏劑氣泡的有效方法

預(yù)防氣泡的最佳方法是從源頭控制，確保整個(gè)粘合過程符合最佳實(shí)踐:

適當(dāng)?shù)谋砻鏈?zhǔn)備

確保粘接表面清潔、干燥、無污染(如油脂、灰塵和水分)。表面不平整或多孔的材料應(yīng)進(jìn)行處理或涂底漆，以確保粘合劑能夠在光滑、均勻的表面上有效粘接。良好的表面準(zhǔn)備可以最大程度減少氣泡的形成。

控制環(huán)境因素

存儲(chǔ)、混合和應(yīng)用時(shí)要控制溫度和濕度。避免極端的溫度波動(dòng)，以防氣泡膨脹;高濕度環(huán)境下使用的粘合劑應(yīng)特別注意避免與水分反應(yīng)，最好在溫控和濕控環(huán)境中操作。

涂抹技巧的優(yōu)化

涂抹粘合劑時(shí)，要避免劇烈攪拌或搖見容器，這樣會(huì)引入空氣。使用精密分配工具和可控速度的設(shè)備有助于減少氣泡的滯留。涂抹時(shí)采用鋸齒狀或中心珠狀圖案可以幫助粘合劑均勻分布，減少氣泡積聚的機(jī)會(huì)。

合理的固化時(shí)間

提供足夠的固化時(shí)間，避免在固化過程中施加過多壓力或夾緊，這可能導(dǎo)致空氣被吸入粘接接頭。確保粘合劑完全固化后再施加外力，能夠有效降低氣泡引起的缺陷。

靜態(tài)混合噴嘴的使用

帶有靜態(tài)混合噴嘴的膠筒能夠精確混合和分配粘合劑，確保成分的正確比例和徹底混合，從而減少空氣滯留的可能。

此外，提供足夠的固化時(shí)間也至關(guān)重要。在粘合劑完全固化之前施加壓力或夾緊粘合劑可能會(huì)在粘合劑收縮時(shí)將空氣吸入接頭，導(dǎo)致接頭變脆弱。提供足夠的固化時(shí)間可確保粘合牢固、無氣泡。

為了進(jìn)一步降低氣泡風(fēng)險(xiǎn)，帶有靜態(tài)混合噴嘴的膠筒設(shè)計(jì)用于精確混合和分配膠粘劑。這些噴嘴可確保在涂抹膠粘劑時(shí)成分比例正確且混合徹底，從而降低空氣滯留的可能性。

如何去除混合膠粘劑中的氣泡

即使在小心操作的情況下，氣泡的出現(xiàn)也是難以完全避免的。幸運(yùn)的是，有幾種有效的技術(shù)可以幫助去除這些氣泡:

加熱

對混合物進(jìn)行溫和加熱可以促使滯留的空氣膨脹并上升到表面，從而加速氣泡的逸出。加熱適用于那些耐高溫的粘合劑。

振動(dòng)臺(tái)

通過振動(dòng)臺(tái)處理粘合劑，可以使氣泡上升到表面并破裂。此方法適合大批量的粘合劑處理

真空窒

真空室是去除氣泡的高效方法，尤其適用于精密應(yīng)用。通過降低氣壓，空氣會(huì)膨脹并逸出，從而去除氣泡。

四、典型應(yīng)用場景解決方案

1. 汽車電子模塊灌封

問題特征：IGBT模塊封裝中，因功率器件發(fā)熱導(dǎo)致膠體局部固化異常。

解決方案：采用導(dǎo)熱系數(shù)2.0W/(m·K)的氮化鋁填充環(huán)氧膠，配合-0.09MPa真空灌封工藝，使氣泡率降低。

2. 5G基站PCB防護(hù)

問題特征：高頻電路對介電常數(shù)穩(wěn)定性要求高，氣泡導(dǎo)致信號衰減超標(biāo)。

解決方案：使用UV-濕氣雙重固化硅膠，先經(jīng)365nm LED照射10s完成初步定位，再在60℃/2h條件下完成深度固化，使介電損耗角正切值穩(wěn)定在0.002以下。

3. 消費(fèi)電子防水密封

問題特征：可穿戴設(shè)備對密封膠體柔韌性要求高，常規(guī)膠體易產(chǎn)生應(yīng)力裂紋。

解決方案：采用端羥基聚丁二烯基聚氨酯膠，通過添加5%納米二氧化硅增韌，使斷裂伸長率提升至300%，同時(shí)配合超聲波輔助脫泡技術(shù)，將氣泡缺陷率控制在0.5%以內(nèi)。

總之，電子膠黏劑氣泡問題是粘合劑應(yīng)用中的常見挑戰(zhàn)，通過材料選擇、工藝優(yōu)化、環(huán)境控制的協(xié)同作用，可系統(tǒng)解決電子膠黏劑氣泡問題。即使出現(xiàn)氣泡通過加熱、振動(dòng)或真空技術(shù)也能有效去除，確保粘合劑的性能和外觀達(dá)到最佳效果。通過采取這些預(yù)防和處理措施，可以大大提高產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)效率，降低因氣泡引起的返工和成本。更多關(guān)于電子膠黏劑應(yīng)用粘接知識請持續(xù)關(guān)注研泰化學(xué)官網(wǎng)。