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在动力电池模块、传热、减震、密封、焊点保护等内，有一两个地方可以使用胶水。本文从导热灌封胶的角度，对环氧树脂胶、硅橡胶、聚氨酯三种主要基材对应的导热胶性能和工艺方法进行了梳理。
灌封胶是一个广泛的名称，主要用于电子元件的粘接、密封、灌封和涂层保护。目前，灌封胶，特别是硅胶，在动力电池系统中的应用越来越多。
1、环氧树脂灌封胶：单组分环氧树脂灌封胶、双组分环氧树脂灌封胶；
二、硅橡胶灌封胶：室温硫化硅橡胶，双组分加成硅橡胶灌封胶，双组分缩合硅橡胶灌封胶；
三、聚氨酯灌封胶：双组分聚氨酯灌封胶。
、
1)硅橡胶
优点：硅胶灌封胶固化后材料柔软，有固体橡胶和硅胶两种形式，可消除大部分机械应力，发挥减震保护作用。物理化学性质稳定，耐高低温性好，可在-50~200℃范围内长期工作。优异的耐候性，在室外20年以上仍能起到很好的保护作用，不易变黄。优异的电气性能和绝缘能力，能有效提高内部元件和线路之间的绝缘，提高电子元件的使用稳定性。具有维修能力，可快速方便地取出密封件进行维修和更换。
缺点：粘结性能稍差。
适用范围：适用于在恶劣环境下灌封各种工作，以及高端精密/敏感电子设备。如LED、HIV显示屏、光伏材料、二极管、半导体设备、继电器、传感器、汽车稳定器、车载电脑ECU等，主要起绝缘、防潮、防尘、减震的作用。随着电子技术的飞速发展，有机硅橡胶无疑将成为敏感电路和电子设备灌封保护的更好的灌封材料。
2）环氧树脂
优点：环氧树脂灌封胶多为硬性，少数改性环氧树脂略软。该材料的**优点是对材料具有良好的附着力和绝缘性，固化物具有良好的耐酸碱性。环氧树脂一般耐温100℃。该材料可作为透明材料，具有良好的透光性。价格相对便宜。
缺点：耐冷热变化能力弱，冷热冲击后容易产生裂缝，导致水蒸气从裂缝渗入电子元件，防潮能力差；固化后胶体硬度高脆，机械应力高，容易拉电子元件；环氧树脂一旦密封固化，硬度高，产品为“终身”产品，不能更换元件；透明环氧树脂材料一般耐候性差，在光照或高温条件下容易发生黄变。
应用范围：一般用于LED、灌封变压器、调节器、工业电子、继电器、控制器、电源模块等非精密电子设备。
3）聚氨酯
优点：聚氨酯灌封胶具有优异的耐低温性能，材料稍软，对一般灌封材料具有良好的附着力，附着力介于环氧树脂和硅酮之间。具有良好的防水、防潮、绝缘性能。
缺点：耐高温性差，易起泡，必须采用真空脱泡；固化后，胶体表面不光滑，韧性差，抗老化、抗震、紫外线弱，胶体易变色。
应用范围：一般用于低热量电子元件的灌封。变压器、抗流圈、转换器、电容器、线圈、电感器、变阻器、线性发动机、固定转子、电路板、LED、泵等。
成本：硅树脂＞环氧树脂＞聚氨酯；
注：硅树脂缩合成本接近环氧树脂，改性环氧树脂也接近PU；
工艺：环氧树脂＞有机硅树脂＞聚氨酯；
注：由于其亲水性，PU必须有真空干燥才能获得更好的固化剂。如果没有真空和干燥的成本太高，虽然热溶胶是加热和溶解浇注，但其可操作性比PU简单得多；
电气性能：环氧树脂树脂＞有机硅树脂＞聚氨酯；
注：加入有机硅或石蜡等类型的热溶胶，有些电气特性甚至高于环氧树脂，如表面电阻率；
耐热性：硅树脂＞环氧树脂＞聚氨酯；
注：低价PU的耐热性不比热溶胶好多少；
耐寒性：硅树脂＞聚氨酯＞环氧树脂；
注：许多热溶胶的低温特性也很好，所以在很多情况下，环氧树脂会排在**；
综合比较表如下：
硅橡胶能在较宽的温度范围内长期保持弹性，硫化时不吸热、不放热，具有优异的电气性能和化学稳定性，是电子电气组件灌封的**材料。室温硫化(RTV)硅橡胶按硫化机理分为缩合型和加成型，按包装形式分为单组分型和双组分型。低分子物通常在硫化缩合硅橡胶时释放。因此，灌封后应放置一段时间，待低分子物尽可能挥发后方可使用。加成RTV硅橡胶具有优异的电气强度和化学稳定性、耐候性、防水性、防潮性、防震性、无腐蚀性、无毒性、无味性，易于灌注，能深硫化，收缩率低，操作简单，可在-65～长期使用200℃；但在使用过程中，应注意不要与N一起使用、P和金属有机盐接触，否则胶水不能硫化。
灌封工艺图
根据电气绝缘处理方法的不同，灌封工艺可分为模具成型和无模具成型；模具成型分为一般浇筑和真空浇筑。真空灌注通常用于其他条件相同的情况下。普通灌封工艺如下图所示。
灌封中常见的问题
1)模具设计，硅橡胶是使用中的流体，为了防止橡胶到处泄漏，造成橡胶浪费和环境污染，模具设计非常关键。模具设计一般应做到以下几点：易于组装、拆卸、脱模；紧密配合，防止橡胶泄漏；支撑底面平整，确保干燥过程中橡胶层厚度基本一致，便于控制密封高度。
2）气泡与胶水混合后，不仅影响产品的外观和质量，而且影响产品的电气性能和机械性能。对于硅橡胶，气泡主要影响产品的电气性能，因为它具有良好的韧性。
气泡的主要原因是反应过程中产生的低分子或挥发性成分；机械搅拌引起的气泡；填料未完全干燥引起的水分；原件之间的窄缝死角未填充，形成空穴。对于双组分硅橡胶，橡胶混合时必须充分搅拌。真空排气泡处理采用真空干燥箱，可显著提高胶层质量，同时提**度和韧性。胶与电子设备的粘结，灌封材料使电子设备成为一个整体，从而提高电子设备的抗震能力。为提高其粘接强度，除选用粘接性能好的胶料外，还应注意工件清洗、表面处理、脱模等。
灌封工艺
环氧树脂灌封有两种工艺：正常灌封和真空灌封。下图为手工真空灌封工艺。
1)需要密封的产品需要保持干燥和清洁。
2)混合前，首先在各自的容器中充分搅拌A组分和B组分。
3)按重量比准确称量，混合后应充分搅拌均匀，避免固化不完全。
4）一般来说，20mm以下的成型成型后可自然脱泡。由于温度高，固化速度加快或成型深度较深，可根据需要脱泡。此时，为了去除成型后表面和内部产生的气泡，混合物应放入真空容器中，在0.8mpa下至少5分钟。
5）相应的固化时间应保持在固化前后技术参数表中给出的温度以上。如果应用厚度较厚，固化时间可能超过。室温或加热固化。胶水的固化速度受固化温度的影响。冬季固化需要很长时间。建议采用加热固化，80～100℃下固化15分钟，室温下固化约8小时。
6)固化过程中，请保持环境清洁，防止杂质或灰尘落入未固化胶表面。
1)设备表面缩孔、局部凹陷、开裂。灌封材料在加热和固化过程中会产生两种收缩：从液体到固体相变过程中的化学收缩和冷却过程中的物理收缩。固化过程中的化学变化收缩有两个过程：从灌封后加热化学交联反应到微网结构初始形成阶段的收缩，称为凝胶预固化收缩；凝胶到完全固化阶段的收缩称为后固化收缩。这两个过程的收缩量是不同的。前者在物理状态从液体变为网络结构的过程中发生突变，反映基团消耗大于后者，体积收缩高于后者。如果灌封试件采用高温固化，则固化过程中的两个阶段过于接近，凝胶预固化和后固化几乎同时完成，不仅会导致放热峰值过高，损坏部件，还会导致产品内外缺陷造成巨大的内应力。
2)固化物表面不良或局部不固化。主要原因是测量或混合装置故障、生产人员操作失误；A组分长期存放沉淀，使用前未充分搅拌，导致树脂与固化剂实际比例失衡；B组分长期存放，吸湿失效；高潮季节灌封未及时进入固化程序，物体表面吸湿。总之，要想获得好的灌封产品，灌封和固化工艺确实是一个值得高度重视的问题。
灌封工艺
表面处理：表面处理不良，会导致灌封件吸水性小，不需要表面处理金属灌封件需要表面处理。灌封件一般在24-48h内进行表面处理。
除水:被灌封件会吸收空气中的水分，需要干燥除水。可在60~10℃加热10min至几个小时。这取决于灌封件的吸水量和除水难度。
预热:B预热50-60℃;将A料预热至30℃抽泡:将A料和B料按计量重量比放入可抽真空的封闭容器中，搅拌真空1-5分钟，真空度小于20mm汞柱。停止搅拌。
浇注：朝一个方向浇注，并尽量减少摇晃。固化温度和时间：选择合适的固化温度和时间。室温至10℃3-24h固化，根据室温固化反应的固化速度，通常需要1~2周才能完全固化，一般硬度在一周内趋于稳定。
上述混合温度和固化温度可根据需要进行调整。混合温度应保证反应物的透明度或半透明度，以保持均匀。固化温度应确保反应物完全接近相和反应。
1)导热系数，导热系数为W/mK，横截面积为1平方米的柱沿轴向1米间隔的温差为1开尔文（K=℃ 273.15)热传导功率。数值越大，材料的热通过速度越快，导热性越好。导热系数差异很大，其基本原因是不同物质的导热机制不同。正常情况下，金属的导热系数**，其次是非金属和液体，气体的导热系数最小。银的导热系数为420，铜为383，铝为204，水的导热系数为0.58。目前主流导热硅胶的导热系数大于1W/mK，**的可达6W/mk以上。
2)粘度，粘度是流体粘度的一种测量，是指流体外部抵抗活动的阻力，以剪切应力与剪切速率的比率，粘度测量方法，如能源粘度单元为泊位(poise)或者帕。秒。导热胶具有良好的铺装性能，在一定的压力下很容易铺设到芯片名称周围，并确保一定的粘度，以防止挤压后多余的胶水溢出。
3）介电常数和介电常数用于权衡绝缘体储存电能的功能，是指两块金属板以绝缘数据为介质时的电容量与两块板以氛围为介质或真空时相同的电容量之比。介电常数代表电介质的极化水平，即对电荷的约束能力。介电常数越大，对电荷的约束能力越强。
4)工作温度范围，由于导热胶本身的特点，其任务温度规模非常广。工作温度是保证导热硅胶处于固体或液体中的主要参数。温度过高，导热胶体积膨胀，分子间隔拉长，相互影响减弱，粘度下降；温度下降，流体积缩小，分子间隔缩小，相互影响增强，粘度回升，不利于散热。如果承受100℃左右，可以使用环氧树脂和聚氨酯，有机硅可以承受-60℃～高低温200℃；耐冷热变化，有机硅**，其次是聚氨酯，环氧树脂最差。
5)其他考虑因素，如组件承受内应力、室外使用或室内使用、应力、是否需要阻燃、颜色要求、手动或自动灌封等。
灌封材料性能试验标准如下表所示：
