0755-82322609
✕
在工业应用中，传感器的可靠性直接关系到设备运行的稳定性与测量数据的准确性。灌封胶作为保护传感器电路和敏感元件、防止潮气与机械应力侵入的重要材料，其性能对传感器寿命影响显著。然而，实际使用环境常常伴随较大的温度波动——日夜温差、季节性变化或设备自身发热与冷却循环——这会导致灌封层产生热胀冷缩，从而出现开裂甚至脱层，进而引发电气短路、信号漂移或失效。面对灌封胶因温度落差过大开裂的问题，应从原因诊断、工艺优化、材料选择和修复对策四个方面综合施策。
一、原因诊断：明确裂纹成因是关键
出现开裂通常由以下几类原因引起：
- 热膨胀系数不匹配：灌封胶与传感器基体（塑料、金属、陶瓷等）或内部元件（芯片、电阻、电容）之间的线性膨胀系数差异较大，循环温度变化会产生剪切应力，导致界面或胶体内部裂纹。
- 模量与韧性不足：高模量、低断裂伸长率的灌封材料在受温度冲击时缺乏缓冲能力，易发生脆性断裂。
- 固化应力与残余应力：不当的固化工艺（如温度过高、固化速度过快）会在灌封过程中产生较大内应力，长期在温度循环下释放并诱发裂纹。
- 湿热促进老化：水分或化学物质渗入使胶体界面弱化或发生水解、塑化，降低胶的机械强度和粘接力。
因此，首先应对失效样品进行宏观与微观观察（裂纹位置、走向、是否沿界面扩展）、力学与热性能测试（热膨胀系数、玻璃化温度Tg、拉伸/断裂伸长率）和材料化学分析，以确证主因。
二、工艺优化：降低内应力与改进应力分布
- 合理控制固化曲线：采用更温和的固化工艺（逐步升温或更低的固化峰值温度）可减少热应力积累和缩减产生的残余应力。若条件允许，可采用室温固化或双步固化（先室温预固化再低温后固化）。
- 采用缓冲结构设计：在传感器结构上引入弹性缓冲层或几何减压设计（如设置应力释放槽、避开应力集中点）可有效分散热胀冷缩引起的局部应力。
- 控制灌封厚度与均匀性：避免一次性大体积灌封，分层灌封或采用更均匀的填充方式可减小体积收缩差异，降低裂纹发生概率。
- 表面预处理与界面粘接增强：对待封表面进行清洁、等离子处理或使用适配性底涂增强粘接强度，从而降低界面剥离风险。
三、材料选择：优先采用热适应性与韧性兼备的灌封胶
材料是长期抗温度循环开裂的根本。选择灌封胶时应关注以下关键性能：低弹性模量（提高柔韧性）、高断裂伸长率（抗裂能力）、与基底相近或可调的线膨胀系数、较高的耐热稳定性和抗湿热老化能力。对于需要在较大温差或长期冷热循环环境下工作的传感器，建议使用具有优异综合性能的环氧或硅烷改性环氧灌封材料。
在此推荐采用8260N环氧灌封胶。该产品特点包括：
- 低内应力固化体系：固化过程中收缩和残余应力较小，降低开裂风险。
- 良好的柔韧性和粘接性：适配多种基材，能在温度循环下保持界面完整性。
- 宽温度适应范围：耐热性和低温韧性兼顾，适用于日夜温差大和冷/暖循环频繁的应用场景。
- 抗湿热与化学稳定性较好：在潮湿或化学侵蚀环境下老化慢，长期可靠性高。
四、修复与防范措施
对于已经出现裂纹的传感器，可根据裂纹程度采用不同修复策略：
- 表面裂纹且未影响功能：可采用低粘度、低模量的补胶材料进行局部注填并再固化，以恢复密封性与应力分布。
- 深入或贯穿裂纹、界面脱离：建议拆除灌封层、清理残留物并重新灌封。拆封时需注意不损伤内部元件，并对基体表面进行充分表面处理以恢复粘接性。
- 大面积或反复失效：应回溯工艺与材料选择，结合热循环试验数据重新设计或更换为更适合温度冲击的灌封体系。
传感器灌封胶因温度落差过大而开裂，是材料性能、界面粘接、固化工艺与结构设计共同作用的结果。要有效应对，应首先开展失效分析，明确裂纹成因；随后通过优化固化工艺、改进结构设计、增强表面处理来降低内应力与应力集中；在材料层面，优先选用低内应力、柔韧性好并耐湿热的灌封胶。对于多数需承受宽温度范围和循环温差的传感器应用，推荐采用性能优越的环氧灌封材料，如8260N环氧灌封胶，配合恰当的工艺与验证，可显著降低因温差引起的开裂风险并提升长期可靠性。
电话：0755-82322609
手机：0755-82322609
邮箱：e-commerce4@glue.com.hk
地址：广东省广州市番禺区钟村街钟一村钟韵路72号
