電子與光通訊粘接劑的內(nèi)應(yīng)力

  粘接劑內(nèi)應(yīng)力將明顯降低粘接劑的粘接強(qiáng)度，粘接器件的彎曲、基板的形變以及器件和粘接劑由于吸潮或老化都會導(dǎo)致內(nèi)應(yīng)力的產(chǎn)生。

  從微觀來分析，內(nèi)應(yīng)力是由于粘接劑與被粘接基材之間的物理性能的不同，比如膨脹系數(shù)、彈性模量、固化收縮率等。內(nèi)應(yīng)力的產(chǎn)生有很多來源，但主要是以下四點：

  由于粘接劑或粘接界面處缺陷引起的應(yīng)力集中;

  粘接劑與被粘接基面間不同的膨脹系數(shù)(主要由粘接劑的固化溫度與使用溫度的不一致);

  基板非熱引起的形變導(dǎo)致的應(yīng)力;

  粘接由于固化產(chǎn)生收縮導(dǎo)致的應(yīng)力。

  粘接劑合適的內(nèi)應(yīng)力控制可以得到高粘接強(qiáng)度和高可靠性：

  局部應(yīng)力：

  局部應(yīng)力集中可能由粘接劑和被粘接基材的不規(guī)則的空洞(voids)或缺陷造成，比如粘接的氣泡，粘接劑與粘接基材界面間未被驅(qū)趕干凈的空隙;這些缺陷通常是由于粘接劑對基體的潤濕不夠或者粘接劑自身微氣泡(比如雙組份粘接劑混合產(chǎn)生的氣泡由于離心脫泡而未能完全清除的微氣泡)

  熱膨脹系數(shù)不一致的應(yīng)力：

  內(nèi)應(yīng)力最常遇到的是粘接劑與基材間的應(yīng)力不匹配或差異過大，配方設(shè)計工程師對于固化溫度與實際日常使用溫度不同造成的應(yīng)力必須特別考慮到。比如普通聚合物粘合劑和金屬基材的熱膨脹系數(shù)可以超過一個數(shù)量級，這意味著大多數(shù)粘接劑在溫度改變時將產(chǎn)生10倍數(shù)量級的位移差，因此必然會在界面間產(chǎn)生應(yīng)力。

  收縮率引起的應(yīng)力：

  幾乎所有的粘接劑在固化時都會發(fā)生收縮，有的是由于釋放溶劑或固化時揮發(fā)氣體(out gas)，即使是100%固體含量的反應(yīng)型粘接劑也會因為液態(tài)時和固態(tài)是密度的差異而在固化過程中產(chǎn)生收縮(一般液體密度小于固化后的密度)。下面是常見100%反應(yīng)型粘接劑的固化收縮率(不含填料時測定)：

  丙烯酸酯粘接劑： 5-10%

  厭氧膠： 6-9%

  傳統(tǒng)環(huán)氧粘接劑： 3-5%

  聚氨酯粘接劑： 2-4%

  特殊改性環(huán)氧粘接劑： 1-3%

  上海熙邦的配方工程師通過改變粘接劑配方潤濕性增加對界面的潤濕相容性能，另外對制造工藝的改進(jìn)，將雙組份膠改造成單組份，充分去除粘接劑本身的微氣泡減少空洞(voids);通過加入適當(dāng)?shù)奶盍喜粌H僅能降低膨脹系數(shù)，也能增加粘接強(qiáng)度50-100%;通過接枝柔性官能團(tuán)改進(jìn)粘接劑的柔韌性來降低固化收速率;可以得到內(nèi)應(yīng)力較小的電子與光通訊粘接劑。