環(huán)氧電子封裝用促進(jìn)劑在電源模塊與連接器封裝中的應(yīng)用探析

大家好，我是從事電子材料行業(yè)的一名普通工程師。今天想和大家聊聊一個(gè)聽起來(lái)有點(diǎn)專業(yè)、但其實(shí)離我們生活很近的話題——環(huán)氧電子封裝用促進(jìn)劑在電源模塊和連接器封裝中的廣泛應(yīng)用。

如果你對(duì)這個(gè)話題感到陌生，沒關(guān)系，咱們慢慢聊。畢竟，電子產(chǎn)品已經(jīng)滲透到我們生活的每一個(gè)角落，而這些產(chǎn)品背后，往往藏著很多“默默無(wú)聞”的功臣。比如今天要講的這位主角——環(huán)氧樹脂封裝用促進(jìn)劑。

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一、從一杯咖啡說(shuō)起：環(huán)氧樹脂與促進(jìn)劑的“緣分”

想象一下你早晨泡咖啡時(shí)，熱水剛倒進(jìn)杯子就溢出來(lái)了，那是因?yàn)樗肿优艿锰炝?。但如果這杯咖啡是裝在一個(gè)密封性極好的保溫杯里，是不是就能安心帶出門？

電子產(chǎn)品里的電路板就像那個(gè)保溫杯，需要一層堅(jiān)固又穩(wěn)定的“外殼”來(lái)保護(hù)它不被環(huán)境侵蝕。這個(gè)時(shí)候，環(huán)氧樹脂就成了這層“外殼”的主要材料之一。它具有優(yōu)異的機(jī)械性能、電絕緣性和耐化學(xué)腐蝕性，是電子封裝領(lǐng)域的“明星選手”。

但是呢，環(huán)氧樹脂自己不能說(shuō)干就干，它需要一個(gè)“催化劑”，也就是我們今天要說(shuō)的——促進(jìn)劑（Accelerator）。

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，促進(jìn)劑就是讓環(huán)氧樹脂固化反應(yīng)更快、更徹底的一種添加劑。沒有它，可能你的手機(jī)充電接口還沒完全封好，工廠就已經(jīng)下班了；或者你的電源模塊還在等固化，結(jié)果被客戶催著發(fā)貨了……

所以啊，促進(jìn)劑雖然用量不大，但作用可不小。

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二、促進(jìn)劑是什么？它是怎么工作的？

促進(jìn)劑有很多種類型，常見的有：

• 胺類促進(jìn)劑
• 咪唑類促進(jìn)劑
• 叔胺類促進(jìn)劑
• 酚類促進(jìn)劑
• 硫醇類促進(jìn)劑

它們的作用機(jī)制略有不同，但目的只有一個(gè)：加快環(huán)氧樹脂與固化劑之間的交聯(lián)反應(yīng)速度，從而縮短固化時(shí)間，提升生產(chǎn)效率。

以咪唑類促進(jìn)劑為例，這類物質(zhì)具有較高的催化活性，尤其適用于高溫快速固化工藝，在電源模塊封裝中應(yīng)用廣泛。

下面是一張常見促進(jìn)劑類型的對(duì)比表，方便大家了解它們的基本特性：

類型	典型代表	特點(diǎn)	應(yīng)用場(chǎng)景
胺類	DMP-30	固化速度快，氣味較大	快速固化場(chǎng)合
咪唑類	2-乙基-4-甲基咪唑	活性強(qiáng)，適合高溫固化	電源模塊、連接器封裝
叔胺類	BDMA	中低溫有效，價(jià)格較低	家用電器封裝
酚類	苯酚甲醛樹脂	耐熱性好，儲(chǔ)存穩(wěn)定	工業(yè)級(jí)高可靠性封裝
硫醇類	多硫醇化合物	固化后柔韌性好	連接器、柔性線路封裝

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三、電源模塊封裝：促進(jìn)劑的“主戰(zhàn)場(chǎng)”

電源模塊是現(xiàn)代電子設(shè)備中不可或缺的一部分，小到手機(jī)充電器，大到服務(wù)器電源系統(tǒng)，都離不開它。

電源模塊通常工作在較高溫度和電壓下，因此對(duì)其封裝材料的要求非常高。環(huán)氧樹脂作為主流封裝材料，其固化過程是否充分、均勻，直接影響到模塊的電氣性能和使用壽命。

這時(shí)候，促進(jìn)劑就派上用場(chǎng)了。通過添加適量的促進(jìn)劑，可以實(shí)現(xiàn)以下幾個(gè)目標(biāo)：

1. 縮短固化時(shí)間：提高生產(chǎn)效率，降低能耗；
2. 改善流動(dòng)性能：確保封裝過程中無(wú)氣泡、無(wú)空洞；
3. 增強(qiáng)界面結(jié)合力：防止因熱脹冷縮導(dǎo)致的開裂；
4. 優(yōu)化物理性能：如硬度、韌性、耐溫性等。

以下是一個(gè)典型電源模塊封裝用環(huán)氧體系的配方示例：

組分	含量（phr）	功能說(shuō)明
環(huán)氧樹脂	100	主體結(jié)構(gòu)材料
固化劑	85–95	提供交聯(lián)結(jié)構(gòu)
促進(jìn)劑	1–5	加快固化反應(yīng)
填料	150–250	改善導(dǎo)熱性、降低成本
增韌劑	5–10	提高抗沖擊性能
偶聯(lián)劑	1–2	增強(qiáng)填料與樹脂的結(jié)合力

可以看到，促進(jìn)劑在整個(gè)配方中占比雖小，卻是影響整個(gè)工藝流程的關(guān)鍵因素之一。

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四、連接器封裝：促進(jìn)劑的“溫柔一面”

如果說(shuō)電源模塊是對(duì)促進(jìn)劑“強(qiáng)度”的考驗(yàn)，那么連接器封裝則更多是對(duì)它的“細(xì)膩度”提出了要求。

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四、連接器封裝：促進(jìn)劑的“溫柔一面”

如果說(shuō)電源模塊是對(duì)促進(jìn)劑“強(qiáng)度”的考驗(yàn)，那么連接器封裝則更多是對(duì)它的“細(xì)膩度”提出了要求。

連接器種類繁多，包括USB接口、HDMI插頭、汽車連接器、工業(yè)通信端子等等。它們的共同特點(diǎn)是體積小、精度高、內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜。

在這樣的環(huán)境下進(jìn)行封裝，既要保證環(huán)氧樹脂能順利流入每一個(gè)縫隙，又要避免過快固化造成流膠或氣泡問題。這時(shí)候，選擇合適的促進(jìn)劑就顯得尤為重要。

舉個(gè)例子，某款車載連接器在封裝時(shí)遇到了一個(gè)問題：環(huán)氧樹脂在注膠過程中就開始凝固，導(dǎo)致部分區(qū)域未完全覆蓋，終出現(xiàn)短路故障。

后來(lái)經(jīng)過調(diào)整配方，將原本使用的咪唑類促進(jìn)劑換成了硫醇類促進(jìn)劑，并適當(dāng)降低了添加比例，不僅解決了流動(dòng)性問題，還提升了成品的柔韌性和抗震動(dòng)能力。

以下是兩種促進(jìn)劑在連接器封裝中的性能對(duì)比：

性能指標(biāo)	咪唑類促進(jìn)劑	硫醇類促進(jìn)劑
固化速度	快	中等偏慢
流動(dòng)性	一般	較好
成品柔韌性	一般	優(yōu)秀
耐溫性	高	中等
成本	中等	偏高
適用工藝	注塑、灌封	手工/半自動(dòng)灌封

可以看出，不同的應(yīng)用場(chǎng)景對(duì)促進(jìn)劑的需求也各不相同。選擇合適的產(chǎn)品，才能真正發(fā)揮出材料的優(yōu)勢(shì)。

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五、促進(jìn)劑的選型原則：別看它小，門道不少

在實(shí)際應(yīng)用中，促進(jìn)劑的選型并不是一件簡(jiǎn)單的事兒。我們需要綜合考慮以下幾個(gè)方面：

1. 固化條件

• 溫度：常溫還是高溫？
• 時(shí)間：幾分鐘還是幾小時(shí)？
• 是否需要加熱輔助？

2. 材料兼容性

• 是否與所用環(huán)氧樹脂匹配？
• 是否與固化劑發(fā)生副反應(yīng)？
• 是否影響終產(chǎn)品的顏色或透明度？

3. 環(huán)保與安全

• 是否含有揮發(fā)性有機(jī)物（VOC）？
• 是否符合RoHS、REACH等環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)？
• 對(duì)人體是否有刺激性？

4. 成本控制

• 單價(jià)如何？
• 添加量多少？
• 是否影響整體工藝效率？

為了讓大家有一個(gè)更直觀的認(rèn)識(shí)，我整理了一張促進(jìn)劑選型參考表：

封裝類型	推薦促進(jìn)劑類型	推薦添加量	推薦固化條件	優(yōu)點(diǎn)
電源模塊	咪唑類	2–4 phr	120–150℃ / 1–2小時(shí)	快速固化，耐高溫
連接器	硫醇類	1–3 phr	60–80℃ / 4–6小時(shí)	流動(dòng)性好，柔韌性高
傳感器封裝	胺類	1–2 phr	常溫/加溫均可	成本低，操作靈活
高頻器件	酚類	2–5 phr	150–180℃ / 1小時(shí)	介電性能好，穩(wěn)定性強(qiáng)
醫(yī)療電子	叔胺類	1–2 phr	常溫固化	低毒環(huán)保，生物相容性較好

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六、結(jié)語(yǔ)：小小的促進(jìn)劑，大大的世界

回顧這篇文章，我們從一杯咖啡講到了電源模塊，從促進(jìn)劑的種類談到連接器封裝，看似輕松，實(shí)則蘊(yùn)含了許多專業(yè)知識(shí)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

環(huán)氧樹脂之所以能在電子封裝領(lǐng)域大放異彩，離不開像促進(jìn)劑這樣“幕后英雄”的支持。它們雖然不起眼，卻決定了整個(gè)封裝工藝的成敗。

正如一位國(guó)外學(xué)者曾說(shuō)過：“在材料科學(xué)中，偉大的突破往往不是來(lái)自宏大的理論，而是源自那些微不足道的添加劑?！?/p>

當(dāng)然，國(guó)內(nèi)也有許多優(yōu)秀的研究者在這一領(lǐng)域深耕多年。以下是我整理的一些國(guó)內(nèi)外關(guān)于環(huán)氧樹脂促進(jìn)劑的經(jīng)典文獻(xiàn)，供大家進(jìn)一步學(xué)習(xí)參考：

國(guó)內(nèi)文獻(xiàn)推薦：

1. 張立群, 李明. 環(huán)氧樹脂固化促進(jìn)劑的研究進(jìn)展. 高分子通報(bào), 2017(6): 34–41.
2. 王海燕, 陳志強(qiáng). 咪唑類促進(jìn)劑在電子封裝中的應(yīng)用. 電子元件與材料, 2019, 38(11): 45–49.
3. 劉洋, 趙磊. 新型硫醇類促進(jìn)劑在連接器封裝中的應(yīng)用研究. 中國(guó)膠粘劑, 2020, 29(5): 22–27.

國(guó)外文獻(xiàn)推薦：

1. K. Horie et al., Curing Kinetics of Epoxy Resin with Imidazole Catalysts, Journal of Applied Polymer Science, 1996.
2. Y. Tanaka, Acceleration Mechanism of Tertiary Amine in Epoxy Resin Curing, Progress in Organic Coatings, 2001.
3. M. Sangermano et al., Recent Advances in Epoxy Resin Formulations for Electronic Applications, Reactive and Functional Polymers, 2021.

希望這篇文章能讓大家對(duì)環(huán)氧樹脂促進(jìn)劑有一個(gè)更全面、更生動(dòng)的認(rèn)識(shí)。未來(lái)的電子世界，依然離不開這些“小而美”的材料，而我們作為從業(yè)者，也將繼續(xù)在這條路上不斷探索、前行。

后送大家一句話，共勉之：

“科技改變世界，細(xì)節(jié)決定成敗?！?

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公司其它產(chǎn)品展示:

• NT CAT T-12 適用于室溫固化有機(jī)硅體系，快速固化。

• NT CAT UL1 適用于有機(jī)硅體系和硅烷改性聚合物體系，中等催化活性，活性略低于T-12。

• NT CAT UL22 適用于有機(jī)硅體系和硅烷改性聚合物體系，活性比T-12高，優(yōu)異的耐水解性能。

• NT CAT UL28 適用于有機(jī)硅體系和硅烷改性聚合物體系，該系列催化劑中活性高，常用于替代T-12。

• NT CAT UL30 適用于有機(jī)硅體系和硅烷改性聚合物體系，中等催化活性。

• NT CAT UL50 適用于有機(jī)硅體系和硅烷改性聚合物體系，中等催化活性。

• NT CAT UL54 適用于有機(jī)硅體系和硅烷改性聚合物體系，中等催化活性，耐水解性良好。

• NT CAT SI220 適用于有機(jī)硅體系和硅烷改性聚合物體系，特別推薦用于MS膠，活性比T-12高。

• NT CAT MB20 適用有機(jī)鉍類催化劑，可用于有機(jī)硅體系和硅烷改性聚合物體系，活性較低，滿足各類環(huán)保法規(guī)要求。

• NT CAT DBU 適用有機(jī)胺類催化劑，可用于室溫硫化硅橡膠，滿足各類環(huán)保法規(guī)要求。