隨著電子行業市場規模越來越大，應用領域也不斷擴大，而環氧膠就在其中扮演著重要角色，特別是在電子元器件領域更是不可或缺！環氧電子膠以其良好的粘附性、介電性、絕緣性、熱收縮性和耐化學藥品性等特點，在電子膠領域占有重要地位。
在電子化、信息化高速發展的今天，環氧電子膠在我們的日常生活中幾乎隨處可見，從電子表、手機、電腦、汽車導航系統的板上芯片封裝，到數碼相機、游戲機、電視機、冰箱的器件粘接灌封，再到馬達、電容器、電感器、揚聲器的封裝，環氧電子膠在我們看的到或看不到的地方發揮著至關重要的作用。
01
環氧電子膠及其組成
環氧電子膠是以環氧樹脂為基料的用于電子電器領域膠粘劑的總稱，主要由環氧樹脂、固化劑、固化促進劑、填料、增韌劑、偶聯劑等組成，根據包裝形式可分為單組份環氧膠和雙組份環氧膠。
以下為環氧電子膠的組成介紹：
常用的環氧樹脂是雙酚A環氧樹脂（DGEBA），其具有較好的強度、耐熱性、柔韌性、耐化學品性和粘結性。
圖片
雙酚A環氧樹脂（DGEBA）結構式
另外，雙酚F環氧樹脂（DGEBF）也是環氧電子膠常用的環氧樹脂，其粘度遠低于雙酚A環氧樹脂，具有潤濕性好、工藝性優異等特點，適用于低粘度需求領域。
雙酚F環氧樹脂（DGEBF）結構式
多官能團熱塑性酚醛環氧樹脂，例如鄰甲酚醛環氧樹脂，具有固化速度快，交聯密度大，化學穩定性、耐熱老化性、熱耐性（包括熱變形溫度）較好等特點，常用于層壓電路板的浸漬料和電子元器件封裝。
ECN樹脂
鄰甲酚醛環氧樹脂（ECN）的結構式
脂環族環氧樹脂也是常用于環氧電子膠的環氧樹脂，由于其緊密的化學結構，所得固化物具有較高的熱變形溫度，且在高溫下介電常數穩定，損耗因數低，耐電弧性及耐候性好、漏電痕跡性良好。其中較為常見的如3,4-環氧環己基甲基 3,4-環氧環己基甲酸酯（2021P）。
3,4-環氧環己基甲基 3,4-環氧環己基甲酸酯（2021P）的結構式
固化劑是環氧樹脂膠黏劑中不可缺少的重要組分，環氧樹脂在固化劑的作用下發生固化，轉化成具有體型交聯結構的大分子，進而影響環氧固化物的力學性能、熱穩定性和化學穩定性。因此，環氧樹脂固化物性能在很大程度上取決于固化劑。
常見的環氧固化劑種類如圖所示：
在雙組份環氧電子膠中，較多的使用酸酐類固化劑和胺類固化劑，常見的有甲基四氫苯酐、甲基六氫苯酐、己二酸酐、二氨基二苯甲烷、異佛爾酮二胺等，目前體系較為成熟。而單組分環氧電子膠是當前電子膠研究的熱點，潛伏性固化劑的選擇是影響產品應用性能的關鍵。較為常見的潛伏性固化劑主要有雙氰胺及其衍生物、改性胺、改性咪唑等，三氟化硼胺絡合物與有機酸酰肼也較為常用。
近年來，陽離子引發劑諸如六氟銻酸鹽、六氟磷酸鹽類的固化劑異軍突起，在潛伏性固化劑中占有了重要的地位。
在粘接、涂覆、灌封等應用中，往往需要盡快結束固化反應或降低固化溫度。此時，必須在樹脂組成物中加入相關的固化反應促進劑，加速固化劑與環氧基的反應。
常見固化劑對應的固化促進劑如圖所示：
單組分環氧電子膠中，較多的用到咪唑類固化促進劑，常見的有2-乙基-4-甲基咪唑、2‑乙基咪唑、2‑丙基咪唑及C7‑C17長鏈烷基取代的咪唑等。在使用雙氰胺作為固化劑時，則會用到乙酰丙酮金屬鹽、取代脲和氨基甲酰取代咪唑類固化促進劑等。雙組份環氧電子膠則會用到叔胺類固化劑如DMP-30、三乙醇胺等。
固化后的環氧樹脂具有較高的交聯密度，內應力大，因而存在質脆，耐疲勞性、耐熱性、抗沖擊韌性差等缺點，這是環氧樹脂膠存在的主要問題，難以滿足工程技術的要求，制約了環氧樹脂作為結構材料的前景。目前，改變環氧樹脂這一問題的主要方法是提高樹脂固化物的韌性。
常見的增韌方法如下圖所示：
常用的環氧電子膠填料有硅微粉、金屬粉、硅酸鋁、氮化硼、氧化鋁、炭黑、石墨、氣相二氧化硅等。往往根據應用領域與需求的不同選擇其中一種或幾種復配使用。
常見填料與其對應性能如圖所示：
近年來研究較多的填料類型有納米SiO₂纖維、銅納米線、氮化鋁、石墨烯、納米氮化硼（BNNS）、Al₂O₃、ZnO、磷酸鎢鋯、鎢酸鋯(ZrW₂O8)等，這些新型的填料往往可以對環氧電子膠的使用性能產生明顯的影響，填料改性成為環氧電子膠性能提升的熱點研究方向之一。
偶聯劑是兩性結構化合物，使用目的主要是提高復合材料界面的粘接力以及無機填料等在環氧樹脂中的分散性和改性效果，從而提高樹脂組成物的作業性和物理力學性能。在環氧樹脂領域使用最多的是硅烷偶聯劑和鈦酸酯類偶聯劑。用于環氧樹脂中的偶聯劑，有官能團能夠參與環氧樹脂固化反應的效果更佳。目前偶聯劑的使用方法主要包括前處理法和直接添加法。
常見的硅烷偶聯劑如圖所示：
02
環氧電子膠的發展方向
隨著5G時代的到來，電子元器件朝著高頻率、高功率和高集成方向發展，對現有環氧電子膠的性能提出了更高的要求。例如高導熱、高絕緣、低熱膨脹、低介電、低吸水性、抗氧化、優異的力學性能、合適的電導率、低成本、可返修性、無鉛環保等特性。如何提升現有環氧電子膠的各項性能成為該領域的研究熱點。
方法一
環氧樹脂生產工藝優化：目前商業化環氧樹脂水解氯的殘留會導致固化物的介電性能和絕緣性能不足，開發高純度的環氧樹脂制備工藝是提高環氧電子膠性能的重要方向。
方法二
高性能化環氧樹脂的開發：主要是通過將環氧樹脂低分子量化、多官能團化，以及在脂肪鏈段中引入剛性芳香基團等手段優化樹脂的導熱性能、介電性能和熱膨脹性能。
方法三
填料的開發與應用：填料的選擇會對環氧電子膠的性能產生較大影響，探究填料的種類、形貌尺寸、結晶度和表面改性方法等與環氧電子膠各性能之間的聯系十分重要。
來源：環氧樹脂產業鏈
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