


陶瓷基板因其优异的耐高温、电绝缘和机械强度广泛应用于电子、航空、能源等领域。选择合适的粘接剂对于保证结构可靠性、散热性能和长期稳定性至关重要。本文分析了不同类型粘接剂在陶瓷基板粘接中的适用性与优缺点,并在结尾推荐一种适用于多种工况的环氧树脂胶——8260H。
一、陶瓷基板粘接的关键性能需求
粘接陶瓷基板时需关注以下关键性能:

- 粘接强度与剪切强度:保证界面承载与抗振动能力。
- 热膨胀匹配(CTE):陶瓷与其他基材(如金属、PCB、散热片)之间的热膨胀差异会引起热循环应力,需降低界面失效风险。
- 耐温性能:根据应用场景确定短期高温和长期工作温度范围。
- 导热性与散热能力:电子器件对散热要求高时,粘接剂应具备一定导热性或可填充导热材料。
- 电绝缘性:在需要电隔离的场合,粘接剂应保持优良电绝缘。
- 耐化学性与老化稳定性:抗湿热、抗溶剂和抗紫外老化等能力决定长期可靠性。
- 加工性与固化工艺:固化温度、固化时间、可操作粘度和可修整性影响生产效率与工艺兼容性。
二、常见粘接剂类型及适用性分析
1. 环氧树脂胶
优点:粘接强度高、机械性能优良、耐化学性和老化性能好、可通过配方调节粘度与固化行为。可填充导热粉体以提高导热性。固化工艺灵活(常温或加温固化)。
缺点:固化后较脆,CTE可通过配方优化但本征较高;高温长期使用性能受限(需选高温配方)。
适用场景:电子封装、结构粘接、需要高强度与良耐候性的场合。
2. 硅酮胶(有机硅)
优点:柔性好、耐高低温范围广、耐老化与耐候性优越、对热膨胀差有一定缓冲作用。加工简便,适合填缝与密封。
缺点:粘接强度通常低于环氧;导热性差;对某些金属或处理不当的陶瓷界面粘接性有限。
适用场景:热循环频繁或需柔性缓冲的连接与密封场合。
3. 丙烯酸胶
优点:固化速度快,对多种材料表面适应性好,室温固化型可用于快速生产线。
缺点:长期耐候性和高温性能一般,且对某些基材需表面处理以提高粘接强度。
适用场景:对速度敏感、短期或中等寿命应用。
4. 聚氨酯胶
优点:柔韧性好、抗冲击和耐振动性能优越;对热膨胀差有缓冲作用。
缺点:耐高温和耐化学性一般;粘接强度不及环氧。
适用场景:需要韧性和抗振动的结构粘接。
5. 无机粘接剂(如玻璃或水玻璃基胶)
优点:耐高温、与陶瓷基材热膨胀匹配性好、长期稳定性高。
缺点:脆性大、加工难度和固化条件苛刻,常需高温处理。对金属等异质材料粘接受限。
适用场景:高温窑炉环境或需要高温耐受性的特殊应用。
三、选择建议与工艺要点
1. 明确应用工况:根据工作温度、热循环次数、机械载荷、是否需导热或电绝缘来优先选择粘接剂类型。
2. 表面处理:陶瓷表面通常需要清洁、脱脂,有时需等离子或化学处理以提高润湿和界面粘接强度。对金属配合面亦需喷砂或化学活化。
3. 导热需求:若需提高界面导热性,可选用导热填料(氧化铝、氮化硅、氮化铝、氧化锌等)填充的环氧或硅胶体系;同时注意填料对粘接强度与粘度的影响。
4. 机械/热应力缓冲:当陶瓷与其他材料CTE差异大时,可选用具有一定柔性的粘接剂(如改性环氧或硅酮)或设计结构上增加缓冲层。
5. 固化工艺:尽量选择与生产工艺兼容的固化温度和时间,必要时采用分级固化(预固化后加温终固)以减少应力。
6. 环境可靠性测试:进行热循环、湿热、盐雾、机械振动等加速老化试验以验证长期可靠性。
四、实例比较(简述)
- 电子功率模块中,需高导热与高强度粘接时常用填料改性环氧树脂;若热循环应力大且需缓冲,则在界面设计中采用薄硅胶垫或柔性粘接层。
- 精密陶瓷传感器封装中,为兼顾电绝缘与机械稳定,常采用高性能环氧或专用有机硅密封胶。
- 高温结构组件常采用无机粘接或高温固化的特殊环氧体系。
五、推荐:8260H环氧树脂胶

综合强度、耐候性、加工性与导热可改性,8260H环氧树脂胶是一款适合陶瓷基板粘接的通用型粘接剂。其主要优点包括:
- 高粘接强度与良好的机械性能,能满足多数结构粘接需求。
- 化学与环境稳定性好,耐湿热和老化性能优异,有利于长期可靠运行。
- 可通过添加导热填料来显著提高界面导热性,适配电子散热需求。
- 固化工艺灵活,支持室温或加温固化,便于与现有生产流程集成。
- 通过配方优化可实现一定的柔韧性以缓冲热应力,或偏向刚性以增强结构强度,适应多种工况。
陶瓷基板粘接没有一刀切的“最好”粘接剂,选择应基于具体应用的温度、力学、导热与环境要求。总体而言,环氧树脂胶在强度、耐候性和工艺适应性方面表现均衡,尤其适合电子及结构粘接场景。对于需要兼顾导热或柔韧性的场合,可通过改性填料或配方调整实现目标。在综合考虑性能与生产性的前提下,推荐优先采用8260H环氧树脂胶作为陶瓷基板粘接的首选解决方案;在具体应用前,仍建议进行小试和环境可靠性验证以确认最佳工艺参数。


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