灌封膠的案例
新能源汽車動力電池用雙組分聚氨酯灌封膠應用研究
導熱灌封膠是目前新能源電動汽車應用較為
廣泛的一種熱管理材料。導熱灌封膠主要可以分
為環氧導熱灌封膠、聚氨酯導熱灌封膠和有機硅導
熱灌封膠三大類。環氧導熱灌封膠韌性差、易開
裂、不耐冷熱沖擊，有機硅導熱灌封膠硬度低、粘接
強度低，而聚氨酯灌封膠具有軟硬度可調、粘接強
度適中、高彈性、高抗沖擊性、高耐磨性和優異的耐
低溫性能等特點，因此聚氨酯導熱灌封膠在新能源
電池中的使用越來越廣泛。
雙組分聚氨酯導熱灌封膠在固化前兩個組分為具有良好流動性的液體，在施工過程中兩個組分按一定的配比混合即可灌封，通過調節催化劑的用量可以方便地控制可操作時間和固化時間。雙組分聚氨酯導熱灌封膠固化后具有阻燃性、吸震性、耐低溫性，對電池殼體材料的粘接性也很好。目前關于多元醇、異氰酸酯、催化劑、導熱填料以及氣泡等對雙組分聚氨酯灌封膠性能影響的論文早有報道，但是關于聚氨酯導熱灌封膠在新能源電池灌封應用方面的研究卻較少。
本文分別制備了聚氨酯導熱灌封膠的異氰酸酯組分和多元醇組分，主要研究了雙組分聚氨酯灌封膠的應用性能，包括混合黏度、打膠時間、溫度和膠層厚度對導熱灌封膠粘接性能的影響以及異氰酸酯組分與多元醇組分混合比例對灌封膠外觀、硬度、斷裂伸長率、拉伸強度、粘接強度和導熱系數的影響，為新能源電池廠導熱灌封膠的選用提供了有益的參考意見。
展開 電子灌封（灌膠）工藝技術
一、什么是灌封？
灌封(灌膠)就是將聚氨酯灌封膠、有機硅灌封膠、環氧樹脂灌封膠用設備或手工方式灌入裝有電子元件、線路的器件內，在常溫或加熱條件下固化成為性能優異的熱固性高分子絕緣材料，從而達到粘接、密封、灌封和涂敷保護的目的。
二、灌封的主要作用？
灌封的主要作用是：
1）強化電子器件的整體性，提高對外來沖擊、震動的抵抗力；
2）提高內部元件與線路間的絕緣性，有利于器件小型化、輕量化；
3）避免元件、線路的直接暴露，改善器件的防水、防塵、防潮性能；
5）傳熱導熱；
三、3種灌封膠的優缺點？
展開 基于CAE電池管理模塊失效分析及改進
因此在實際中，常常使用電子密封膠將電池管理系統模塊的電子元器件進行灌封，灌封膠固化以后可以起到耐溫、防潮、防塵、絕緣、防震等作用。
鑒于電子灌封膠的使用環境，對其粘接性能、絕緣性能和耐候性能具有較高的要求。電子灌封膠種類非常多，從材質類型來說，目前使用最常見的主要分為三種，即環氧樹脂灌封膠、有機硅樹脂灌封膠、聚氨酯灌封膠。在實際應用中，三種灌封膠各有其優缺點。
在設計和研發電池管理系統時，常常將電池管理模塊小批量樣品進行多種環境試驗比如振動、防水、環境溫度變化等試驗，以驗證電池管理模塊是否能在不同環境下正常工作?，F有一款灌封的電池管理模塊在溫度箱中進行高低溫試驗時，發生主芯片管腳脫焊，導致該電池管理模塊無法正常工作。
電池管理模塊包括不同的電子元件、電路板、外殼等多個零件，并且灌封膠將這些器件密封在內部。憑借常規方法在眾多影響因素中找出在高低溫試驗中芯片脫焊失效的具體原因相當困難，這樣也難以找到改進的方法。
借助于CAE仿真分析，模擬電池管理模塊在高低溫試驗過程，可以獲得密封膠內部各個器件的變形和應力狀態，從而識別出電池管理模塊失效原因，進而找到改進措施。另外傳統設計、小批量樣品、試驗驗證的周期長并且風險大，而CAE仿真分析可以快速分析不同設計方案，可以大大縮短電池管理模塊的研發周期以及減少開發風險。
展開 基于CAE電池管理模塊失效分析及改進
因此在實際中，常常使用電子密封膠將電池管理系統模塊的電子元器件進行灌封，灌封膠固化以后可以起到耐溫、防潮、防塵、絕緣、防震等作用。
鑒于電子灌封膠的使用環境，對其粘接性能、絕緣性能和耐候性能具有較高的要求。電子灌封膠種類非常多，從材質類型來說，目前使用最常見的主要分為三種，即環氧樹脂灌封膠、有機硅樹脂灌封膠、聚氨酯灌封膠。在實際應用中，三種灌封膠各有其優缺點。
在設計和研發電池管理系統時，常常將電池管理模塊小批量樣品進行多種環境試驗比如振動、防水、環境溫度變化等試驗，以驗證電池管理模塊是否能在不同環境下正常工作?，F有一款灌封的電池管理模塊在溫度箱中進行高低溫試驗時，發生主芯片管腳脫焊，導致該電池管理模塊無法正常工作。
電池管理模塊包括不同的電子元件、電路板、外殼等多個零件，并且灌封膠將這些器件密封在內部。憑借常規方法在眾多影響因素中找出在高低溫試驗中芯片脫焊失效的具體原因相當困難，這樣也難以找到改進的方法。
借助于CAE仿真分析，模擬電池管理模塊在高低溫試驗過程，可以獲得密封膠內部各個器件的變形和應力狀態，從而識別出電池管理模塊失效原因，進而找到改進措施。另外傳統設計、小批量樣品、試驗驗證的周期長并且風險大，而CAE仿真分析可以快速分析不同設計方案，可以大大縮短電池管理模塊的研發周期以及減少開發風險。
展開 
Floefd (SolidWoks Flow Simulation)無法處理“固體包固體”問題
問題定義
如下圖，電力電子行業常見的發熱元件被灌封膠包裹問題，電感形狀正方形，長寬高均為100mm，材料鋁(導熱率202W/mk)，熱量50W，灌封膠形狀正方形，長寬高均為400mm，材料導熱率0.8W/mk，均勻的包裹在電感周圍。灌封膠外表面取換熱系數10W/m^2*k。環境溫度20度。
2. Floefd建模
此案例為典型的純導熱問題。分析類型設置如下：
計算域設置為灌封膠的外表面：
但接下來就會發現，不管熱源和和邊界條件怎么設置，模型檢查時即出錯。即使只有一個元件時也出錯?？梢奆loefd無法建模純導熱模型。
3. Icepak建模
因為沒有流體域，首先cabinet的形狀設為none：
元件建模較簡單，過程從略，形狀尺寸、發熱量、材料設置如前述“問題定義”。只需注意：（1）電感優先級高于灌封膠。（2）灌封膠外表面換熱系數設置如下：
查看內部中空元件的網格時，在本文中為灌封膠，Icepak提供了一項非常實用的功能：restrict to plane，如下圖，電感的高優先級使灌封膠的網格為中空：
問題設置只計算溫度：
計算結果溫度場截面如下：
4. 總結
Icepak可以處理更為豐富的物理模型，而且借助“網格優先級”功能，輕松解決了“固體包固體”問題。
展開 “麒麟”落地，也會用到這些材料
灌封膠材料主要有，環氧樹脂灌封膠：單組份環氧樹脂灌封膠、雙組份環氧樹脂灌封膠；硅橡膠灌封膠：室溫硫化硅橡膠、雙組份加成形硅橡膠灌封膠、雙組份縮合型硅橡膠灌封膠；聚氨酯灌封膠：雙組份聚氨酯灌封膠。
輕量化趨勢下，發泡膠相較于灌封膠質量更小、抗震和隔熱效果更好，逐步替代灌封膠在動力電池中的應用，灌封膠需求遞減。
三種化學體系的灌封膠性能對比。來源：博詹咨詢，中信證券
導熱膠主要用于完成電芯與電芯之間，以及電芯與液冷管之間的熱傳導，使用形式包括墊片、灌封、填充等。
導熱膠主要由樹脂基體（環氧樹脂、有機硅和聚氨酯等）和導熱填料（提高導熱性，有氮化鋁(AlN)、氮化硼(BN)以及氮化硅（Si3N4）、氧化鋁（Al2O3）、氧化鎂（MgO）、氧化鋅（ZnO）等）組成）。
液冷模式下，導熱膠有重要的輔助作用。導熱系數越高的導熱膠對降低電池的溫升和溫差越明顯，電池溫度分布也越均衡。由于動力電池電芯的最佳工作溫度一般為20-40℃之間，導熱膠的熱量傳導可以有效降低電芯溫度和電芯間的溫差，對于維護電池熱管理系統的正常運行具有非常顯著的效用。
膠帶：結構固定與電氣絕緣，關注膠粘劑和基材性能。常用的膠粘劑有丙烯酸酯膠粘劑、橡膠膠粘劑等；基材有BOPP、PI、PET等。
膠粘劑：丙烯酸酯膠粘劑具有良好的抗老化性和耐候性、較高的耐溫性和良好的熱穩定性，對極性表面有著良好的粘接性，起始剝離強度較低等；橡膠膠粘劑在高溫下有更高的抗剪切力、良好的初粘力，但抗老化性、抗溶劑性較差。
對于基材，耐溫性能：PI基材＞PET基材＞BOPP基材，基材成本：BOPP基材＞PET基材＞PI基材。
在動力電池中應用的膠帶概覽。
展開 “麒麟”落地，也會用到這些材料
灌封膠材料主要有，環氧樹脂灌封膠：單組份環氧樹脂灌封膠、雙組份環氧樹脂灌封膠；硅橡膠灌封膠：室溫硫化硅橡膠、雙組份加成形硅橡膠灌封膠、雙組份縮合型硅橡膠灌封膠；聚氨酯灌封膠：雙組份聚氨酯灌封膠。
輕量化趨勢下，發泡膠相較于灌封膠質量更小、抗震和隔熱效果更好，逐步替代灌封膠在動力電池中的應用，灌封膠需求遞減。
三種化學體系的灌封膠性能對比。來源：博詹咨詢，中信證券
導熱膠主要用于完成電芯與電芯之間，以及電芯與液冷管之間的熱傳導，使用形式包括墊片、灌封、填充等。
導熱膠主要由樹脂基體（環氧樹脂、有機硅和聚氨酯等）和導熱填料（提高導熱性，有氮化鋁(AlN)、氮化硼(BN)以及氮化硅（Si3N4）、氧化鋁（Al2O3）、氧化鎂（MgO）、氧化鋅（ZnO）等）組成）。
液冷模式下，導熱膠有重要的輔助作用。導熱系數越高的導熱膠對降低電池的溫升和溫差越明顯，電池溫度分布也越均衡。由于動力電池電芯的最佳工作溫度一般為20-40℃之間，導熱膠的熱量傳導可以有效降低電芯溫度和電芯間的溫差，對于維護電池熱管理系統的正常運行具有非常顯著的效用。
膠帶：結構固定與電氣絕緣，關注膠粘劑和基材性能。常用的膠粘劑有丙烯酸酯膠粘劑、橡膠膠粘劑等；基材有BOPP、PI、PET等。
膠粘劑：丙烯酸酯膠粘劑具有良好的抗老化性和耐候性、較高的耐溫性和良好的熱穩定性，對極性表面有著良好的粘接性，起始剝離強度較低等；橡膠膠粘劑在高溫下有更高的抗剪切力、良好的初粘力，但抗老化性、抗溶劑性較差。
對于基材，耐溫性能：PI基材＞PET基材＞BOPP基材，基材成本：BOPP基材＞PET基材＞PI基材。
在動力電池中應用的膠帶概覽。
展開 電動汽車動力電池用膠簡介
80%故障來源于動力電池
充放電散熱不良
碰撞導致穿刺、短路、漏液
進水
總之，當電池受到外力撞擊破損、熱失控或進水都可能導致嚴重事故
三、解決方案
保障電池安全之熱管理技術
第一層面：單體電池電芯層面
選擇合適電芯（鎳氫電池、磷酸鐵/三元鋰離子/錳酸鐵鋰電池）、內部隔膜材料
第二層面：電池模組熱量控制
主動 /被動+導熱材料，加強電池的加溫和散熱能力，保證每個電池單體工作在合 適的溫度范圍內和保持電池箱內合理的溫度分布，避免單體級別的熱失控擴展到整個電池系統的熱失控級別
熱管理技術的實現
動力電池組裝用膠點
車用鋰電池單體的三種結構
單體電池組裝用膠工藝分類
圓柱型電池組裝
包型電池組裝
軟方型電池組裝
導熱材料（膠、墊片）分類應用
導熱材料的四種作用：
1、為動力電池提供防護效果
2、實現安全可靠的輕量化設計
3、熱管理輔助
4、幫助電池應對更復雜的使用環境
導熱灌封膠：
通過對模組的整體灌封，將熱量從電池模組傳導到散熱殼體上，借助灌封膠的高介電強度的優點，能在模組設計中減少間隙的大小
耐受熱沖擊，固化時收縮率極低，可靠保護電子元件
導熱-結構膠粘劑（膠或導熱墊片）:
提升設計靈活度，不受機械夾具的約束，能夠粘合各種基底材料，令設計更加從容
降低對緊固件的需求，從而簡化電池模組設計，優化冷卻系統
導熱間隙填充材料（膠或導熱墊片）:
填充電芯、殼體之間的間隙，緩解由溫度差異和彎曲變形引發的應力，緩沖運行振動
可揮發的硅氧烷含量可以控制在ppm級別
電池灌封用膠分類
聚氨酯灌封膠
展開 2021年春季----電子產品散熱理論設計與ANSYS ICEPAK仿真實戰技術高級培訓班招生簡章
ICKPAK 軟件的收斂判斷標準
第二天：9:00-12:00
（熱設計常用散熱物料的選型和優化設計）
1.風扇選用與設計
-散熱風扇之初識風扇PQ曲線
-散熱風扇之什么是動壓
-散熱風扇之什么是靜壓
-散熱風扇之什么是全壓
-如何進行風扇的選型
2.界面材料選用與設計
-熱界面材料之什么是熱界面材料
-熱界面材料之認識熱界面材料填料
-熱界面材料之熱界面材料的分類
-熱界面材料之認識不同類型熱界面材料的特性與應用特點
-熱界面材料之各類熱界面材料的優缺點比較
-熱界面材料之如何計算兩個接觸面中TIM的厚度
-熱界面材料之如何優化兩個界面接觸熱阻
-熱界面材料之如何評估兩個物體界面是否需要增加TIM（界面材料）
3.導熱灌封材料選用原則
-導熱灌封膠之導熱灌封材料的基礎知識
-導熱灌封膠之常用灌封膠的特點與應用范圍
-導熱灌封膠之灌封材料性能要求及固化前后性能評價
-導熱灌封膠之環氧樹脂系灌封材料的特性與應用特點
-導熱灌封膠之聚氨酯系灌封材料的特性與應用特點
-導熱灌封膠之(導熱)硅膠系灌封材料的特性與應用特點
-導熱灌封膠之常用灌封膠材料的綜合特點與性能比較
4.散熱熱管與均溫板選用原則
-散熱熱管之熱管的工作原理
-散熱熱管之什么是熱管的Qmax
-散熱熱管之熱管安裝傾斜角度對性能的影響
-散熱均溫板之均熱板的基本特點
-散熱均溫板之均溫板的工作原理
-散熱均溫板之什么是均溫板的Qmax
第二天：14:00-18:00
（理論計算實例講解與仿真實例講解）
1.自然對流理論計算
-自然對流之自然散熱系統的設計思路步驟
-自然對流換熱的層流與湍流
-自然對流之什么是瑞利
展開 如何使用Sherlock的ICT測試模塊對電路板進行過應力仿真？
例如，通過改變測試點位置，減少測試點載荷/位移，增加或移動板支撐，填充灌封膠等方法在Sherlock軟件里對電路板設計進行快速迭代設計，以期達到產品測試合格的目標。
例如在下圖中，軟件分別通過移動高風險區域的組件U27到合適的位置（10年內失效率大于20%）、增加約束條件（10年內失效率約為5%，達到設計目標）、填充灌封膠（失效率非常低，達到設計目標）的方法來降低產品的失效率。
▲圖9 初始產品設計的失效率（2年內達到5%）
▲圖10 移動組件U27到合適的位置、增加約束條件、填充灌封膠降低失效率
應用擴展
除了ICT測試過程外，類似活動包括四點彎曲測試、電路板子卡或連接器插入過程、分板過程、散熱器連接、對電路板的不適當支撐等都會引起電路板過應力失效，這些也可以通過Sherlock的ICT測試模塊進行仿真。
▲圖11 四點彎曲試驗及ICT實現
▲圖12 直插連接器對電路板影響及ICT實現
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展開 4步教會你使用Sherlock的ICT測試模塊對電路板進行過應力仿真
例如，通過改變測試點位置，減少測試點載荷/位移，增加或移動板支撐，填充灌封膠等方法在Sherlock軟件里對電路板設計進行快速迭代設計，以期達到產品測試合格的目標。
例如在下圖中，軟件分別通過移動高風險區域的組件U27到合適的位置（10年內失效率大于20%）、增加約束條件（10年內失效率約為5%，達到設計目標）、填充灌封膠（失效率非常低，達到設計目標）的方法來降低產品的失效率。
2026國際導熱散熱發展高峰論壇暨深圳國際熱管理大會
展覽時間：
2026年6月10日（周三） / 9:00-17:00
2026年6月11日（周四） / 9:00-17:00
2026年6月12日（周五） / 9:00-15:30
展覽地點：
深圳國際會展中心14號館（寶安新館）
（深圳市寶安區福海街道展城路1號）
◆ 展品范圍
導熱填料：無機非金屬：氧化鋁、氧化硅、氧化鋅、氮化硼、氮化鋁、氮化硅、碳化硅、氧化鎂、氧化鈹、石墨、炭黑等；金屬粉體：銅粉、銀粉、金粉、鎳粉和鋁粉、鈉鉀合金、鉛鉍合金、鎵銦合金、液態金屬原液；化工原料：有機硅、環氧樹脂、聚氨酯、丙烯酸樹脂、聚酰亞胺、酚醛樹脂及化工原料等
電子封裝材料：金屬：鋁、銅（鈹銅）、鎢/銅、鉬/銅、硅/鋁、鈹/鋁、泡沫金屬/多孔金屬等；橡膠；陶瓷材料：氮化鋁、氧化鋁、氧化鋯、碳化物、硼化物、氮化物、硅化物；玻璃等
導熱散熱材料
熱界面材料：導熱矽膠布、薄膜/膠帶、導熱硅膠、導熱硅脂、導熱凝膠、導熱灌封膠、導熱墊/碳纖維導熱墊、聚合物基復合導熱材料，液態金屬，導熱灌封膠等
陶瓷基板：氧化鋁 (Al2O3)、氮化鋁 (AlN)、氮化硅(Si3N4 )、氧化鈹 (BeO)；碳化硅 (SiC)、氮化硼 (BN) 等
熱沉材料：金屬/合金(半固態壓鑄件)；金剛石/銅、金剛石/鋁等復合材料，石墨/銅、石墨/鋁等復合材料，金屬基復合材料
導熱高分子：導熱塑料（PPS、PA6/PA66、PC、PP、PPA、LDPE、PEEK）、導熱絕緣塑料，導熱橡膠等
碳材料：石墨膜（PI膜）、碳納米管、碳纖維短纖、石墨烯導熱膜、金剛石材料等
相變材料（儲熱）：石蠟、脂肪醇、脂肪酸、烷烴基合金；熔鹽、鹽水合物、共晶混合物等
隔熱材料：氣凝膠材料（碳基、二氧化硅、二氧化鋯、氧化鋁等）、碳氈、復合硅酸鹽材料等
展開 Sherlock軟件如何指導電子產品可靠性分析？
一般而言，可采用如下策略：
確保從高應變區域去除應變敏感元件
移動或增加安裝點，以減輕板子和組件的壓力
重新選擇材料
通過灌封打膠的方法減小敏感元件的變形
圖9 初始產品設計的失效率（2年內達到5%）
圖10 移動組件U27到合適的位置、增加約束條件、填充灌封膠降低失效率
以上分析流程自動化，只需要幾個小時內即可完成設計返工，根本無需幾周或幾月時間。通過分析，可以為產品的可靠性和生命周期提供有價值的見解，大大減少了測試迭代和設計時間，提高了產品設計效率，縮短了產品上市時間。
Moldex3D模流分析之2024大中華區User’s Conference
在精密芯片封裝、電子灌封膠、智能軟硬件聯合與大數據循環等先進技術的支持下，工業生產過程正朝著智能精確化、分析自動化邁進，從而提高生產效率和質量。為與會者提供一個深入了解最新技術、分享經驗和交流想法的平臺，旨在推動行業的創新和發展。
Moldex3D 2024 賦能模流創新智能 用戶高峰會 即將于 09/10 - 蘇州｜09/12 - 東莞 盛大展開! 我們將聚探討塑料模擬與分析技術的最新進展和應用，同時我們非常榮幸邀請到多行業專家進行深度演講，通過大量關鍵技術的突破，大幅提升制造業之創新研發和市場競爭力，從而提高整體水平及生產效率。
誠摯邀請您即刻報名參加，共同打破傳統生產模式的束縛，實現制造業領域的創新與未來發展！
展開 2025深圳國際電子變壓器及繞線設備展覽會
（組委會）陸亮（組委會）138（組委會）1821（組委會）9172（組委會）
展品范圍：
電子變壓器及配套產品：電子變壓器、電感器、開關電源變壓器、通訊變壓器、工頻、中頻、高頻變壓器、音頻、超音頻變壓器、脈沖變壓器、特種變壓器、電感器、互感器、UPS不間斷電源、穩壓器、開關電源、逆變器、電容器、電阻器、電源線、連接器、變壓器測試儀器和專用生產設備及各類配套產品等；
絕緣材料：灌封膠、浸漆劑、漆包線漆、絕緣子、絕緣漆、絕緣薄膜、高溫絕緣物、絕緣紙、絕緣液體、絕緣膠帶、層壓制品、粘帶及復合材料、云母制品、樹脂、硅膠橡膠制品以及其它絕緣材料等。
繞線設備：繞線機、繞線機配件、送絲機、包膠機、焊錫機、浸漬機、整形機、檢測儀器設備、各類測試設備、夾頭、張力器等。
會議、現場廣告等其他宣傳機會如需了解詳細資料，請您聯系組委會！
2025深圳國際電子變壓器及繞線設備展覽會-組委會
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