高要市金露环保材料有限公司

                                  董玲玲1，李玲2
    ( 1. 中北大学理学院，山西太原030051; 2. 中北大学材料与工程学院，山西太原030051)摘要: 综述了环氧胶黏剂、环氧灌封材料、环氧绝缘涂料等在电子电器行业中的应用进展，并对其将来的发展方向进行了展望。
    关键词: 环氧树脂; 电子; 应用; 进展
    环氧树脂在很多领域都有广泛的应用，其中在电子电器方面的应用尤为广泛。电子工业是公认的高科技产业，电子材料是微电子技术的基础，电子化学品是重要的电子材料，其中环氧胶占据举足轻重的地位，广泛应用于集成电路分立器件、光电子器件、液晶显示器件、微波元件、磁性元件、印刷电路板、显像管、光导纤维连接器、摄像机、雷达、导航仪、DVD、游戏机、移动电话、计算机、传真机、核磁等电子元器件、零部件和整机的生产与组装、黏接、固定、封装等［1 ～ 2］。
    近年来以黏结代替传统的铅焊接的研究，已成为很重要的课题。但是也提出了很多对环氧树脂的特殊要求。本文从环氧胶黏剂、环氧灌封材料、环氧绝缘涂料等方面对环氧树脂在电子电器行业中的应用进行了阐述。
    1· 环氧树脂胶黏剂
    环氧树脂胶黏剂( Epoxy resin adhesives) 又称环氧胶。它具有优良的黏结性和各种均衡的物理性质，作为胶黏剂从尖端技术到家庭方面的应用较为广泛，它与其他胶黏剂相比，具有很多优点: 优良的耐湿性、耐热性、耐冲击性、耐腐蚀性、耐久性、耐宇宙环境、润湿固化性、低温固化性等。环氧树脂胶黏剂的主要应用领域、用途及其特性见表1［3 ～5］。

    1. 1 耐高温环氧胶黏剂
    提高环氧树脂的耐湿性、耐热性和降低其吸水性是保证环氧胶黏剂质量的主要因素之一。常采取的措施是提高其交联密度，改变其树脂分子的结构，选用新型固化剂，合成新的分子结构和优良性能的环氧树脂［6］。Onuma Yashinobu 等［7］发明了一种以环氧树脂为原料，以硫脲作为硫化剂，通过调节原料比例控制硫化程度，制得了不同贮存期的产品。其耐高温性提高了37. 6%。
    1. 2 环氧树脂封装材料
    环氧树脂封装材料是一种功能复合材料，在热和促进剂的作用下，环氧树脂与固化剂交联固化形成热固性塑料。它广泛用做电力、电子器件和集成电路的封装材料。它具有收缩率小、耐热性、电绝缘性、介电性能优良的特性，可以最大程度地满足电子电器的要求。选择不同的固化剂可制备不同性能的封装材料，以满足各种用途的要求。
    常用的环氧树脂有联苯型、酚醛型( ECN) 、茂铁型( DCPD) 和萘型［8］。联苯型熔点较高，具有低的熔融黏度; 萘型树脂的骨架结构使其具有高黏结力低吸湿性; DCPD 树脂特定的固化剂使其桥接密度低，吸湿率也随之降低［9］。
    1. 3 贴片胶
    贴片胶即表面贴装胶黏剂，亦称SMT 胶。随着微电子技术迅猛发展，电子元件趋向集成化、微型化，兴起了表面贴装元件( SMI) 和表面贴装技术( SMT) ，贴片胶顺应了SMT 技术的要求。在整个表面安装过程中，贴片胶用于在波峰焊期间将表面贴装元件固定到电路板的背面上，可避免在波峰焊的作用下发生位移。当焊接完成之后，贴片胶便不再起作用。环氧贴片胶黏剂是贴片胶的重要品种，它是由液体环氧树脂、固化剂、增韧剂、触变剂、溶剂、颜料等组成的膏状体。一般以点涂方式使用，加热或紫外线固化，150℃时60 ～ 90s 完全固化，固化物剪切强度12 ～ 18MPa。由于环氧贴片胶黏接强度高且电性能很好，故目前使用较多。主要用于将片状电子元器件固定于印制板上、表面贴装元件的移针式印胶和钢网印刷等。大多数环氧贴片胶是在红外炉或对流加热炉中加热固化的［10］。
    1. 4 导电胶
    环氧导电胶［11］是一种功能性胶黏剂，兼具导电和黏结的双重特性，以银粉、铜粉、炭黑等作为导电填充剂，固化后被黏结材料形成电的通路，适应微电子工业飞速发展的需要。
    环氧导电胶的发展非常迅速，不仅为电子封装技术实现细间距连接的应用打下坚实的基础，而且在无铅化导电胶黏剂研制中占据统治地位。国内外的科研机构都致力于开发新型的、高性能、高可靠性的导电胶，贝尔实验室、杜邦公司、加州大学、四川大学等［12 ～ 13］都在进行环氧导电胶的开发。刘荣杰等［14］以环氧树脂、迷胺-脲醛树脂为原料制备的铜粉导电胶，体积电阻率竟达到3. 6 ×10-3Ω·cm，固化温度达100℃。表明其工艺性能良好、稳定，经济效益社会效益显著，基本能满足多种电子产品生产的要求。虞苏玮等［15］用经过处理的的铜粉、环氧树脂等制备的环氧铜粉在中低温固化条件下，其体积电阻率可达到2. 8 × 10-3Ω·cm; Tanigaki［16］研制的铜粉导电胶的体积电阻率竟低至1 × 10-5Ω·cm。
    2· 环氧树脂灌封材料
    常见的环氧树脂灌封有常态和真空两种灌封工艺［17］。胺类固化灌封材料多采用常态灌封工艺，一般用于低压电器; 酸酐加热固化灌封材料多采用真空灌封工艺，一般用于高压电子器件灌封［18 ～ 19］。随着半导体技术的飞速发展，环氧灌封材料已用于计算机CＲT 输出变压器，彩电输出变压器以及汽、摩点火器线圈等高科技电子产品。但是由于环氧树脂的差的阻燃性，限制了其更为广泛领域的应用。
    3· 绝缘涂料
    绝缘材料在电子电器中起着隔离不同电位的带电导体的作用，对其寿命和可靠性具有决定性的作用。
    3. 1 绝缘导热涂料
    在电子电器行业，使用的导热涂层必须具备良好的绝缘性、耐高温性才能满足绝缘场合下的各种要求。同时考虑到树脂的黏度、工艺特征、韧性及价格等，可供选择的树脂并不多。目前应用最广泛的是环氧改性有机硅树脂，它是由环氧树脂和活性基团的有机硅低聚物交联而成，兼具了环氧树脂低黏度、高强度和有机硅树脂的耐高温性以及优良的电绝缘性能［20 ～ 21］。
    3. 2 粉末涂料
    环氧树脂粉末涂料经熔融敷涂膜后，在加热烘烤下发生化学交联，形成呈三维网状结构的不溶不熔的绝缘结构，广泛应用于高压开关的铜母排及电机铜排的熔敷绝缘涂层、电子电器件的绝缘包封等。目前采用最多的是聚酯/环氧粉末涂料，主要是由于它的配方范围宽，通过提高树脂与固化剂的反应活性来达到低温固化，可以制得有无光、亚光、有光、美术等装饰性用的涂料［22］。
    殷宪霞等［23］通过提高聚酯树脂中的羧基和环氧树脂中的环氧基反应活性，采用环脒、咪唑啉或叔铵盐等碱性催化剂，使其在200℃ 以下低温固化; 日本的Oda Hiroshi［24］采用0. 05% ～ 2%的2-苯基咪唑啉涂膜可以在160℃半小时之内固化; 德国的Ferro 公司［25］研发的粉末涂料涂覆在热敏性的塑料基体上，也可以迅速熔融固化，此技术已成功应用于生产模塑雪橇等。但是低温固化的环氧粉末涂料储存稳定性不佳，易结块失效，而用近红外、紫外技术进行低温固化的工艺需要在特定的设备上进行涂装，造价昂贵，这就大大削弱了粉末涂料的使用范围。
    此外，Xia 等［26］将环氧树脂与酚醛树脂共混制得的环氧酚醛防腐性粉末涂料。研究表明，它具有环氧树脂的改性剂和固化剂的双重作用，而且交联密度高，耐热性强，机械强度高。可能原因是由于酚醛树脂的多羟基，与环氧基作用使得其具有这些特性。
    开发先进的涂装设备，加强对涂料工艺的安全性及合理性的研究，提高涂料利用率，是保证相关行业的最新要求的基础。
    4· 结束语
    随着国民经济的快速发展，人民生活水平的日益提高，电子、电器和电机行业的快速发展，促进了环氧树脂材料品种的增多，质量的提高，规模的扩大，应用面日益广泛，不断向高科技、精细化发展，因而具有广阔的发展前景。
    环氧树脂所特有的耐热性好、低应力、低介电常数、无毒且阻燃等优异性能，使其在电子电器领域的应用具有独特的优势，其发展前景不断看好。但是在应用过程中仍然存在技术与成本方面的问题，这就需要今后着力开发具有特有功能性的环氧树脂来满足其要求。