光学密封胶：从基础概念到应用场景的全面解析
光学密封胶：从基础概念到应用场景的全面解析
光学密封胶是一种重要的封装材料，广泛应用于电子、光学等领域。本文将从粘度的基本概念、测试方法、与胶水性能的关系、影响因素以及应用场景等方面，为您详细介绍光学密封胶的相关知识。
一、粘度/流变
1. 基本概念
粘度是用来定义流体内部（流动）阻力大小的一个专业术语，由分子吸引力引起的流体内部摩擦，使其阻挡流动倾向。当施加一个（剪切）外力与流体上，就可以观测到这个阻力大小；阻力越大，需要越大的剪切外力去驱使流体流动；这个剪切力可以用来定义粘度。直观表现就是矿泉水比番茄酱容易倒出。
不同的剪切外力作用下，按受到阻力变化状况（粘度）将流体可以分为：
- 牛顿流体：粘度与剪切速率和时间无关，典型的是气体，水
- 非牛顿流体：粘度与剪切速率&压力相关，不同条件下，粘度会变化，比如导电胶，石油树脂等
- 在特殊参数条件下测得的粘度称之为"表观粘度“
- 半导体封装胶黏剂是典型的非牛顿型流体，具有剪切变稀的行为
2. 粘度的测试方法
原理：通过转子转动流体，粘度仪的转子施加的扭矩与被测样品的分子内部摩擦力(即粘度)正相关，通过检测转子受力换算出样品粘度。
二、粘度与胶水性能
1. 触变指数TI
触变是衡量胶黏剂点胶性能的重要参数，这是一个造出来的，约定成俗的规定:
通常触变指数TI= 0.5RPM粘度/5.0RPM粘度
- 0.5rpm粘度，静态粘度，是液体开始流动的粘度，越大越不容易滴胶 静如处子
- 5.0rpm粘度，动态粘度，液体流动起来的粘度，越小越容易点胶操作 动如脱兔
- 一些场合下，也会规定10rpm粘度/1.0rpm为触变指数
在点胶的时候，理论上希望静态粘度比较大，动态粘度相对小，即高触变，但也不是越高越好，根据客户实际应用，找到一个对应的区间
- 通常对于导电胶触变大于3.5，绝缘胶会小一些,大于2，也有特殊的应用场景，大于等于1.0即可
2. 工作时间
测试胶水室温一定时间内粘度增长的幅度，确定胶水的工作时间，保存周期
3. 施胶性能
因为封装胶水的应用场景比较多，从芯片粘接到摄像头结构，对胶水粘度的要求也各部相同
- 流平性 流动性 灌封性 定高性
三、粘度的影响因素
1. 分子间作用力
影响液体粘度的核心因素，在于液体分子间的作用力（inter-molecular forces）。液体要流动，那么液体分子就需要“经过”另一个分子。如果分子间作用力强大，分子“经过”另一个分子就会被阻碍。因此，液体的分子间吸引力越小，它的粘度就越低，反之则越大。
常温下成液态的正烷烃比水的粘度低，因为正烷烃分子间作用力是范德华力，水分子之间则是氢键。范德华力远小于氢键，因此液态正烷烃粘度小于水。而糖浆粘度比水大许多，因为糖浆中的糖类分子含有大量羟基(-OH ),以氢键的方式与水分子互相吸引。
2. 温度
随着液体温度上升，通常其粘度也会随之降低。比较典型的例子就是冬天的糖浆更加难倒出来。 这是因为温度上升会使分子运动更快，产生更大的分子动能（Kinetic Energy,KE=kT 分子动能与温度直接相关）液体的分子动能增加会削弱分子间吸引力，同时当温度升高，使得液体分子间间距增大，进而使得分子间吸引力减小，于是内摩擦力减小，结果就导致了液体的粘度降低。
胶黏剂主要由填料与树脂基体，添加剂组成，这三者是觉得胶黏剂粘度主要因素，可以通过增减填料/稀释剂/触变剂比例，改变产品粘度
- 树脂基体： 主要是不同化学结构的高分子聚合物，这些聚合物的分子量大小，分子量分布以及聚合物空间结构（支链等），都会对粘度产生重要的影响
四、应用场景
手机摄像头模组是由柔性线路板，摄像传感器/感光器件，红外滤光片，基座，镜头组，基板，音圈马达，印刷电路板等组成。摄像头模组结构非常精细，这么多的电子元器件搭配组合在一块，它们之间需要通过用点胶的方式来组装起来。以达到抗摔、防水、抗震、导热、防尘等防护功能延长摄像头的使用寿命。
摄像头的成像过程就是将光信号数字化的过程。光线首先通过镜头，到达感光元件(CCD或CMOS)，
作用都是将光线转换成数字信号，然后数字信号被传送到一一个专门的处理器(DSP)，进行图像信号增强及压缩优化后再传输到手机或相机等存储设备上。
摄像头模组主要由镜头(Lens) ,镜座(Housing) ，传感器(Sensor) 后端图像处理芯片(Backend IC) ,软板(FPC)等部分组成。其中最关键的部位是图像传感器，目前主要有CCD和CMOS两种。
摄像头模组用胶水
- Epotek底部填充胶：强度高，提升电气连接的稳定性，降低器件的失效率。也可用作大型阵列的边缘粘接，辅助提升可靠性。在今天越来越紧密的倒装芯片电气连接点的微小间距当中，Epotek胶水非常低的粘度，可通过毛细作用很好地浸润和填充。在需要散热的倒装芯片当中，Epotek还可提供导热胶方案。
- Epotek导电胶：是用作替换锡膏进行电气连接。可进行点胶或者印刷的形式做到4mil大小的胶点尺寸，并且相比于锡膏，其固化温度将显著降低。
五、环氧胶水的使用
六、粘合测试
参考文献
- 半导体导电胶
- Epotek官网
- 密封胶DataSheet下载