环氧电子封装用促进剂在芯片、PCB板灌封和保护中的实践应用

环氧电子封装用促进剂在芯片、PCB板灌封和保护中的实践应用

说到电子产品的“寿命”，你可能会想到电池续航、系统更新或者主板老化。但其实，真正决定一块电路板能不能扛住高温、高湿、震动甚至化学腐蚀的，往往不是那几颗闪闪发光的芯片，而是那些看起来平平无奇、却默默守护着它们的“隐形英雄”——环氧电子封装材料。

而在这背后，有一种看似不起眼、实则功不可没的角色，那就是：环氧电子封装用促进剂。它就像是一位幕后导演，虽然不露脸，但却决定了整部“电影”的节奏与质量。

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一、从“胶水”说起：环氧树脂在电子工业中的地位

很多人第一次接触环氧树脂，可能是在修补家具裂缝或粘合塑料玩具的时候。但在电子行业，它的用途远不止于此。作为电子封装的核心材料之一，环氧树脂广泛应用于芯片封装、PCB（印刷电路板）灌封、继电器密封等领域。

为什么是环氧树脂？因为它具备以下几点优势：

• 优异的机械强度：能有效抵抗外部冲击；
• 良好的电绝缘性：防止短路、漏电；
• 耐热耐湿性能好：适应各种恶劣环境；
• 可调性强：通过配方调整可以满足不同应用场景的需求。

不过，环氧树脂本身并不是万能的。它的固化过程往往需要较长的时间，尤其是在低温环境下，固化速度慢得让人抓狂。这时候，就需要我们的主角登场了——环氧电子封装用促进剂。

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二、促进剂：环氧固化的“催化剂”

顾名思义，促进剂的作用就是“加快反应”。在环氧树脂体系中，促进剂主要用来提升固化剂与树脂之间的反应速率，缩短固化时间，降低固化温度，提高生产效率。

1. 常见类型及作用机制

目前市面上常见的环氧促进剂主要包括以下几种类型：

类型	化学结构	典型代表	特点
胺类促进剂	脂肪胺、芳香胺	DMP-30、BDMA	固化速度快，适合常温固化
咪唑类促进剂	2-乙基-4-甲基咪唑（2E4MZ）、2-苯基咪唑（2PZ）	EMZ-20、Curezol系列	活性高，储存稳定性好
膦类促进剂	磷腈类化合物	P-600、T-31	耐高温性能优异
酚类促进剂	双酚A衍生物	Phenolic accelerators	适用于酚醛树脂体系

每种促进剂都有其适用范围，选择时需结合具体工艺要求，比如固化温度、固化时间、产品厚度等。

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三、促进剂在芯片封装中的应用

芯片封装是半导体制造的后一道工序，也是保障芯片稳定运行的关键环节。环氧树脂在这里的主要任务是：

• 封装芯片本体，防止物理损伤；
• 防潮防尘，避免氧化；
• 散热导热，维持工作温度稳定。

而在这一过程中，促进剂的作用就显得尤为重要了。

实际案例分享：

某国内知名芯片厂商在进行倒装芯片（Flip Chip）封装时，曾遇到一个难题：传统环氧树脂固化时间太长，影响了产线效率。后来他们引入了一种新型咪唑类促进剂，使得固化温度从150℃降至120℃，固化时间也由原来的2小时缩短到45分钟，同时保持了良好的粘接强度和电气性能。

参数	未加促进剂	添加促进剂后
固化温度	150℃	120℃
固化时间	2小时	45分钟
剪切强度	28 MPa	32 MPa
Tg（玻璃化转变温度）	120℃	135℃

这种改变不仅提升了产能，还降低了能耗，可谓一举两得。

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四、促进剂在PCB灌封中的角色

PCB板可以说是电子设备的“神经系统”，一旦出问题，轻则功能失常，重则直接报废。为了保护PCB免受外界环境侵害，工程师们通常会采用灌封的方式，将整个电路板包裹在一层厚厚的环氧树脂中。

但这层“铠甲”如果固化不好，反而会成为隐患。比如固化不完全会导致内部应力集中，引起开裂；固化过快又可能导致气泡残留，影响绝缘性能。

这时候，促进剂就成了调节固化节奏的“指挥棒”。

举例说明：

一款用于户外监控摄像头的PCB板，在使用普通环氧体系时，经常出现表面起泡、边缘发脆的问题。技术人员分析发现，这是由于固化速度不均所致。于是他们在配方中加入了适量的脂肪胺类促进剂，使得整体固化更加均匀，同时保留了足够的操作时间。

举例说明：

一款用于户外监控摄像头的PCB板，在使用普通环氧体系时，经常出现表面起泡、边缘发脆的问题。技术人员分析发现，这是由于固化速度不均所致。于是他们在配方中加入了适量的脂肪胺类促进剂，使得整体固化更加均匀，同时保留了足够的操作时间。

项目	未添加促进剂	添加促进剂后
表面气泡数量	多	几乎无
边缘完整性	差	良好
固化时间（25℃）	6小时	4小时
绝缘电阻（MΩ）	1×10^9	5×10^10

结果显而易见，灌封效果大大改善，客户投诉率下降了70%以上。

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五、促进剂在其他领域的延伸应用

除了芯片和PCB之外，环氧促进剂还在许多其他电子封装领域大展身手：

• LED封装：要求透明度高、耐紫外、低黄变，促进剂帮助实现快速固化与良好光学性能；
• 电源模块灌封：对耐高温和导热性能有较高要求，磷系促进剂表现出色；
• 继电器封装：需要耐电弧、抗高压击穿，咪唑类促进剂是理想选择。

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六、如何选对促进剂？几个实用建议

选择促进剂不是看谁贵谁好，而是要“对症下药”。以下是几个小贴士：

1. 明确工艺条件：固化温度、时间、是否加热等；
2. 关注树脂与固化剂种类：不同类型树脂适配不同促进剂；
3. 考虑存储稳定性：有些促进剂活性太高，容易提前反应；
4. 评估环保与安全性：尽量选用低毒、无挥发性的产品；
5. 做小试验证：不要盲目上批量，先试个小样再说。

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七、未来趋势：绿色、高效、智能化

随着电子产品向高性能、小型化、环保方向发展，环氧封装技术也在不断升级。未来的促进剂发展趋势包括：

• 更低VOC排放：减少对环境和人体的影响；
• 更高功能性：如阻燃、导热、电磁屏蔽等复合功能；
• 智能响应型促进剂：根据外部刺激（光、热、pH值）自动调节固化行为；
• 可持续来源：开发植物基或生物降解型促进剂。

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结语：别忘了那位“幕后英雄”

在这个追求速度与效率的时代，我们常常只记得那些闪耀的明星芯片，却忽略了那些默默无闻、却同样重要的“助手”们。环氧促进剂虽小，但它所扮演的角色，却是确保电子设备稳定运行的重要基石。

正如一句老话说得好：“千里之堤，毁于蚁穴。”再先进的芯片，如果没有可靠的封装保护，终究也只是空中楼阁。而促进剂，正是那个不让“蚁穴”出现的关键人物。

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参考文献

以下为部分国内外相关研究资料，供有兴趣进一步了解的读者参考：

1. Lee, J. K., & Park, S. J. (2001). Effect of amine-based accelerators on the curing behavior of epoxy resins. Journal of Applied Polymer Science, 80(12), 2241–2248.

2. Liu, Y., et al. (2019). Recent advances in imidazole-based curing accelerators for epoxy resins: A review. Progress in Organic Coatings, 135, 232–242.

3. Zhang, H., & Wang, L. (2020). Application of phosphorus-containing accelerators in electronic encapsulation materials. Chinese Journal of Adhesives, 29(5), 45–50.

4. ISO/TC 61/SC 5. (2017). Plastics – Determination of glass transition temperature (Tg) by DSC.

5. 王志刚, 张晓东. (2018). 环氧树脂封装材料在LED照明中的应用研究. 电子元件与材料, 37(3), 67–71.

6. 李建国, 刘海峰. (2021). 芯片封装用环氧树脂体系的研究进展. 半导体技术, 46(10), 89–95.

7. Fujita, T., & Yamamoto, M. (2005). Development of low-temperature curable epoxy systems using novel accelerators. Journal of Electronic Materials, 34(6), 778–783.

8. ASTM D790-17. Standard Test Methods for Flexural Properties of Unreinforced and Reinforced Plastics and Electrical Insulating Materials.

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如果你正在从事电子封装相关的工作，不妨多给这位“幕后英雄”一点掌声。毕竟，没有它，你的电路板可能连冬天都熬不过去呢！

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聚氨酯防水涂料催化剂目录

• NT CAT 680 凝胶型催化剂，是一种环保型金属复合催化剂，不含RoHS所限制的多溴联、多溴二醚、铅、汞、镉等、辛基锡、丁基锡、基锡等九类有机锡化合物，适用于聚氨酯皮革、涂料、胶黏剂以及硅橡胶等。

• NT CAT C-14 广泛应用于聚氨酯泡沫、弹性体、胶黏剂、密封胶和室温固化有机硅体系；

• NT CAT C-15 适用于芳香族异氰酸酯双组份聚氨酯胶黏剂体系，中等催化活性，比A-14活性低；

• NT CAT C-16 适用于芳香族异氰酸酯双组份聚氨酯胶黏剂体系，具有延迟作用和一定的耐水解性，组合料储存时间长；

• NT CAT C-128 适用于聚氨酯双组份快速固化胶黏剂体系，在该系列催化剂中催化活性强，特别适合用于脂肪族异氰酸酯体系；

• NT CAT C-129 适用于芳香族异氰酸酯双组份聚氨酯胶黏剂体系，具有很强的延迟效果，与水的稳定性较强；

• NT CAT C-138 适用于芳香族异氰酸酯双组份聚氨酯胶黏剂体系，中等催化活性，良好的流动性和耐水解性；

• NT CAT C-154 适用于脂肪族异氰酸酯双组份聚氨酯胶黏剂体系，具有延迟作用；

• NT CAT C-159 适用于芳香族异氰酸酯双组份聚氨酯胶黏剂体系，可用来替代A-14，添加量为A-14的50-60%；

• NT CAT MB20 凝胶型催化剂，可用于替代软质块状泡沫、高密度软质泡沫、喷涂泡沫、微孔泡沫以及硬质泡沫体系中的锡金属催化剂，活性比有机锡相对较低；

• NT CAT T-12 二月桂酸二丁基锡，凝胶型催化剂，适用于聚醚型高密度结构泡沫，还用于聚氨酯涂料、弹性体、胶黏剂、室温固化硅橡胶等；

• NT CAT T-125 有机锡类强凝胶催化剂，与其他的二丁基锡催化剂相比，T-125催化剂对氨基甲酸酯反应具有更高的催化活性和选择性，而且改善了水解稳定性，适用于硬质聚氨酯喷涂泡沫、模塑泡沫及CASE应用中。