环氧胶阶梯固化曲线怎么排?
工艺与失效

环氧胶阶梯固化曲线怎么排?

惠州盛世达科技有限公司 | 2026-10-24 | 阅读约 8 分钟

先给一套能直接用的曲线:室温装炉 → 2℃/min 升到 60℃ → 保温 2 小时 → 随炉降到 50℃ 以下再出炉。

这是 SST-004 的标准曲线,2 小时是它标称的固化条件。但不同型号、不同胶层厚度,曲线要改。改哪些地方,往下看。

一、为什么不能直接进高温烘箱

常见做法是把件直接塞进 80℃ 烘箱,两小时后拿出来。薄的、小的件这么干问题不大,厚件会出三种毛病:

放热失控。环氧固化是放热反应。厚胶层中心的热散不出去,自己升温,反应更快,放热更多。一旦进入这个正循环,胶层内部能到一百多度,表面已经固化把热量封在里面,结果是内部起泡、爆聚、发黄。

内应力。表面先固化定型,内部后固化收缩,收缩量被表面锁住,形成应力。冷却后应力释放,胶层开裂或者从壳体脱开。

流胶。胶还没凝胶就升温,粘度先降后升,胶会从缝隙流出去,造成缺胶。

图1
图1:烘箱内灌封件托盘与贴附的热电偶探头(场景示意,非实拍)

阶梯固化的作用就是把这三点管住:慢升温控制放热,平台让内外温度一致,慢降温避免应力突变。

二、曲线的三个参数

参数常规取值厚件/大件说明
升温速率2℃/min1℃/min 或更低快于 3℃/min 容易内外温差过大
保温平台60℃ / 2 h(004)60℃/2 h + 100℃/1 h平台温度按型号标称值
降温速率随炉冷却关加热、留风机,≤1℃/min不要开炉门急冷

升温速率是最容易忽略的。2℃/min 什么概念?从 25℃ 升到 60℃,要 17~18 分钟。很多人图快直接设 10℃/min,五分钟到温,这时候壳体到了 60℃,胶层中心和元件还没跟上。

保温平台的温度和时长,按材料标称走。我们的几个型号:

型号常温固化加温固化
SST-00425℃/24 h60℃/2 h
SST-004HD25℃/18~24 h70℃/50 min
SST-860725℃ 表固 5 h,全固 15 h70℃/20 min
SST-8622H(单组份)—80℃/5~10 min 或 90℃/3~5 min
SST-353(快固)—150℃/3 min、120℃/5 min、100℃/10 min、80℃/30 min

353 这张表值得注意:同一个型号四个温度对应四个时间。这就是固化动力学——温度高时间短,反之亦然。做产线节拍设计时,可以按这个表倒推。

降温速率是最容易出事的。刚固化完的件内部温度可能还有六七十度,直接开炉门拿出来,表面骤冷收缩,内部还热着,界面应力一下就上来了。特别是灌封在金属壳里的件,金属冷得快、胶冷得慢,脱粘常发生在这一步。

正确做法:关加热,让风机转着慢慢降,或者直接随炉冷到 40~50℃ 以下再取件。这一步我们在客户现场见得最多,图快开炉门,第二天剖开就看到界面脱开了。

三、什么时候必须上阶梯曲线

三个判断条件,满足任一条就上阶梯:

胶层厚度超过 5 mm。 薄层散热好,厚层是另一个故事。厚层的中心温度会明显滞后于表面,阶梯能拉平这个差。

灌封体积大于 500 ml 或单件胶重超过 500 g。 体积大了放热总量大,同样需要分级。

内部有热敏感元件。 电解电容、某些传感器、塑料骨架都有耐温上限。一次升温到 100℃ 可能超过元件的短时耐温。

反过来,薄件、小件、胶量几克的场合,直接按标称温度固化就行,不必上阶梯。过度设计也是浪费,还拖慢节拍。

四、后固化:要不要多做一段

后固化是在主固化之后再加一段更高温度的保温,作用是提高交联度。效果很直接:

典型做法:60℃/2 h 主固化 + 100℃/1 h 后固化。

什么时候值得做:

什么时候不必做:常温使用的普通灌封件,多一段工序只增加成本。

五、一个实际例子

有个客户做 2000 g 的大体积灌封件,原来直接 80℃/2 h,成品率大概七成,剖开能看到中心和上表面有气孔,局部发黄。

改成阶梯后:1℃/min 升到 60℃ → 保温 2 h → 1℃/min 升到 80℃ → 保温 1 h → 随炉降到 45℃ 出炉。成品率到九成五以上,气孔基本消失。

关键不是温度变了,是升温变慢加上分了平台,让内部热量有地方走。这个案子之后我们把阶梯曲线写进了工艺卡,不再靠师傅经验。

六、产线怎么落地

曲线定了,还要能执行。三件事,每件都有客户踩过:

温度以料温为准,不以烘箱显示为准。 烘箱显示的是空气温度,件本身的温度滞后。要求严格的场合,埋热电偶到件中心,做一次验证曲线。

装炉量影响曲线。 一炉装 10 件和装 100 件,升温速率完全不同。定曲线时要按最大装炉量做,或者按装炉量分档。

记录每批的实际曲线。 这一步最容易被省。出了质量问题,有没有曲线记录,责任判定完全不同。我们建议至少记录料温和室温两条曲线,成本很低。

常规曲线:2℃/min 升到 60℃ → 保温 2 h → 随炉降到 50℃ 以下出炉(SST-004)。

三个参数:升温≤2℃/min(厚件 1℃/min)、保温按标称、降温≤1℃/min。

必须上阶梯的三种情况:胶层>5 mm、胶量>500 g、内含热敏元件。

后固化能把 Tg 提 10~20℃,体积电阻率提一到两个数量级。

文中固化条件取自产品技术资料,为 25℃ 环境或标注温度下的实验室典型值,仅对送检样品负责。实际固化行为受装炉量、件型、环境温湿度影响,建议按最大装炉量做一次料温验证曲线。文中配图为场景示意,非实拍。

问:环氧胶能不能直接放 80℃ 烘箱固化?答:薄件小件可以。厚件(胶层>5 mm)或大胶量建议阶梯升温,否则容易内部起泡、发黄、开裂。

问:升温速率多少合适?答:常规 2℃/min,厚件和大件降到 1℃/min。不要超过 3℃/min,否则内外温差过大。

问:为什么固化完不能马上开炉门?答:急冷会在界面产生应力,金属壳冷得快、胶冷得慢,脱粘常发生在这一步。随炉降到 40~50℃ 以下再取件。

问:后固化有必要做吗?答:看用途。高压绝缘、长期高温、低析出要求的场合值得做,能提高 Tg 和绝缘电阻。常温使用的普通件可以省。

问:同型号为什么有多个温度对应时间?答:固化动力学。温度高反应快、时间短。比如 SST-353 有 150℃/3 min、120℃/5 min、100℃/10 min、80℃/30 min 四档,按产线节拍选。

图2
图2:温度记录仪输出的阶梯固化曲线(场景示意,非实拍)
参数说明:文中固化条件取自产品技术资料,为 25℃ 环境或标注温度下的实验室典型值,仅对送检样品负责。实际固化行为受装炉量、件型、环境温湿度影响,建议按最大装炉量做一次料温验证曲线。文中配图为场景示意,非实拍。

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常见问题

Q:环氧胶能不能直接放 80℃ 烘箱固化?

A:薄件小件可以。厚件(胶层>5 mm)或大胶量建议阶梯升温,否则容易内部起泡、发黄、开裂。

Q:升温速率多少合适?

A:常规 2℃/min,厚件和大件降到 1℃/min。不要超过 3℃/min,否则内外温差过大。

Q:为什么固化完不能马上开炉门?

A:急冷会在界面产生应力,金属壳冷得快、胶冷得慢,脱粘常发生在这一步。随炉降到 40~50℃ 以下再取件。

Q:后固化有必要做吗?

A:看用途。高压绝缘、长期高温、低析出要求的场合值得做,能提高 Tg 和绝缘电阻。常温使用的普通件可以省。

Q:同型号为什么有多个温度对应时间?

A:固化动力学。温度高反应快、时间短。比如 SST-353 有 150℃/3 min、120℃/5 min、100℃/10 min、80℃/30 min 四档,按产线节拍选。

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