半導(dǎo)體芯片封裝膠水的粘接原理

關(guān)鍵詞：半導(dǎo)體芯片，膠粘劑（膠水、粘接劑），膠接工藝，膠粘技術(shù)

引言：膠接是通過(guò)具有黏附能力的物質(zhì)，把同種或不同種材料牢固地連接在起的方法。具有黏附能力的物質(zhì)稱(chēng)為膠粘劑或黏合劑，被膠接的物體稱(chēng)為被粘物，膠粘劑和被黏物構(gòu)成的組件稱(chēng)為膠接接頭。其主要優(yōu)點(diǎn)是操作簡(jiǎn)單、生產(chǎn)率高；工藝靈活、快速、簡(jiǎn)便；接頭可靠、牢固、美觀產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和加工工藝簡(jiǎn)單；省材、省力、成本低、變形小。容易實(shí)現(xiàn)修舊利廢接技術(shù)可以有效地應(yīng)用于不同種類(lèi)的金屬或非金屬之間的聯(lián)接等。膠水的固化方式，一般有以下幾種：1、常溫固化；2、加熱固化；3、UV固化；4、復(fù)合型固化。

半導(dǎo)體封裝

一

定義

半導(dǎo)體封裝是指將通過(guò)測(cè)試的晶圓按照產(chǎn)品型號(hào)及功能需求加工得到獨(dú)立芯片的過(guò)程。封裝過(guò)程為：來(lái)自晶圓前道工藝的晶圓通過(guò)劃片工藝后被切割為小的晶片（Die），然后將切割好的晶片用膠水貼裝到相應(yīng)的基板（引線框架）架的小島上，再利用超細(xì)的金屬（金錫銅鋁）導(dǎo)線或者導(dǎo)電性樹(shù)脂將晶片的接合焊盤(pán)（Bond Pad）連接到基板的相應(yīng)引腳（Lead）,并構(gòu)成所要求的電路；然后再對(duì)獨(dú)立的晶片用塑料外殼加以封裝保護(hù)，塑封之后還要進(jìn)行一系列操作，封裝完成后進(jìn)行成品測(cè)試，通常經(jīng)過(guò)入檢Incoming、測(cè)試Test和包裝Packing等工序，最后入庫(kù)出貨。半導(dǎo)體制造的工藝過(guò)程由晶圓制造（Wafer Fabr ication）、晶圓測(cè)試（wafer Probe/Sorting)、芯片封裝（Assemble）、測(cè)試（Test）以及后期的成品（Finish Goods）入庫(kù)所組成。半導(dǎo)體器件制作工藝分為前道和后道工序，晶圓制造和測(cè)試被稱(chēng)為前道（Front End）工序，而芯片的封裝、測(cè)試及成品入庫(kù)則被稱(chēng)為后道（Back End）工序，前道和后道一般在不同的工廠分開(kāi)處理。前道工序是從整塊硅圓片入手經(jīng)多次重復(fù)的制膜、氧化、擴(kuò)散，包括照相制版和光刻等工序，制成三極管、集成電路等半導(dǎo)體元件及電極等，開(kāi)發(fā)材料的電子功能，以實(shí)現(xiàn)所要求的元器件特性。后道工序是從由硅圓片分切好的一個(gè)一個(gè)的芯片入手，進(jìn)行裝片、固定、鍵合聯(lián)接、塑料灌封、引出接線端子、按印檢查等工序，完成作為器件、部件的封裝體，以確保元器件的可靠性，并便于與外電路聯(lián)接。

二

半導(dǎo)體制造工藝和流程

晶圓制造：晶圓制造主要是在晶圓上制作電路與鑲嵌電子元件（如電晶體、電容、邏輯閘等），是所需技術(shù)最復(fù)雜且資金投入最多的過(guò)程。以微處理器為例，其所需處理步驟可達(dá)數(shù)百道，而且所需加工機(jī)器先進(jìn)且昂貴。雖然詳細(xì)的處理程序是隨著產(chǎn)品種類(lèi)和使用技術(shù)的變化而不斷變化，但其基本處理步驟通常是晶圓先經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)那逑粗?，接著進(jìn)行氧化及沉積處理，最后進(jìn)行微影、蝕刻及離子植入等反復(fù)步驟，最終完成晶圓上電路的加工與制作。晶圓測(cè)試：晶圓經(jīng)過(guò)劃片工藝后，表面上會(huì)形成一道一道小格，每個(gè)小格就是一個(gè)晶片或晶粒（Die），即一個(gè)獨(dú)立的集成電路。在一般情況下，一個(gè)晶圓上制作的晶片具有相同的規(guī)格，但是也有可能在同一個(gè)晶圓上制作規(guī)格等級(jí)不同的晶片。晶圓測(cè)試要完成兩個(gè)工作：一是對(duì)每一個(gè)晶片進(jìn)行驗(yàn)收測(cè)試，通過(guò)針測(cè)儀器（Probe）檢測(cè)每個(gè)晶片是否合格，不合格的晶片會(huì)被標(biāo)上記號(hào)，以便在切割晶圓的時(shí)候?qū)⒉缓细窬Y選出來(lái)；二是對(duì)每個(gè)晶片進(jìn)行電氣特性（如功率等）檢測(cè)和分組，并作相應(yīng)的區(qū)分標(biāo)記。芯片封裝：首先，將切割好的晶片用膠水貼裝到框架襯墊（Substrate）上；其次，利用超細(xì)的金屬導(dǎo)線或者導(dǎo)電性樹(shù)脂將晶片的接合焊盤(pán)連接到框架襯墊的引腳，使晶片與外部電路相連，構(gòu)成特定規(guī)格的集成電路芯片（Bin）；最后對(duì)獨(dú)立的芯片用塑料外殼加以封裝保護(hù)，以保護(hù)芯片元件免受外力損壞。塑封之后，還要進(jìn)行一系列操作，如后固化（Post Mold Cure）、切筋（Trim）、成型（Form）和電鍍（Plating）等工藝。芯片測(cè)試：封裝好的芯片成功經(jīng)過(guò)烤機(jī)（Burn In）后需要進(jìn)行深度測(cè)試，測(cè)試包括初始測(cè)試（Initial Test）和最后測(cè)試（Final Test）。初始測(cè)試就是把封裝好的芯片放在各種環(huán)境下測(cè)試其電氣特性（如運(yùn)行速度、功耗、頻率等），挑選出失效的芯片，把正常工作的芯片按照電氣特性分為不同的級(jí)別。最后測(cè)試是對(duì)初始測(cè)試后的芯片進(jìn)行級(jí)別之間的轉(zhuǎn)換等操作。成品入庫(kù)：測(cè)試好的芯片經(jīng)過(guò)半成品倉(cāng)庫(kù)后進(jìn)入最后的終加工，包括激光印字、出廠質(zhì)檢、成品封裝等，最后入庫(kù)。

三

封裝的功能

封裝最基本的功能是保護(hù)電路芯片免受周?chē)h(huán)境的影響（包括物理、化學(xué)的影響）。所以，在最初的微電子封裝中，是用金屬罐（Metal Can）作為外殼，用與外界完全隔離的、氣密的方法，來(lái)保護(hù)脆弱的電子元件。但是，隨著集成電路技術(shù)的發(fā)展，尤其是芯片鈍化層技術(shù)的不斷改進(jìn)，封裝的功能也在慢慢異化。一般來(lái)說(shuō)顧客所需要的并不是芯片，而是由芯片和PKG構(gòu)成的半導(dǎo)體器件。PKG是半導(dǎo)體器件的外緣，是芯片與實(shí)裝基板間的界面。因此無(wú)論P(yáng)KG的形式如何，封裝最主要的功能應(yīng)是芯片電氣特性的保持功能。通常認(rèn)為，半導(dǎo)體封裝主要有電氣特性的保持、芯片保護(hù)、應(yīng)力緩和及尺寸調(diào)整配合四大功能，它的作用是實(shí)現(xiàn)和保持從集成電路器件到系統(tǒng)之間的連接，包括電學(xué)連接和物理連接。目前，集成電路芯片的I/0線越來(lái)越多，它們的電源供應(yīng)和信號(hào)傳送都是要通過(guò)封裝來(lái)實(shí)現(xiàn)與系統(tǒng)的連接。芯片的速度越來(lái)越快，功率也越來(lái)越大，使得芯片的散熱問(wèn)題日趨嚴(yán)重，由于芯片鈍化層質(zhì)量的提高，封裝用以保護(hù)電路功能的作用其重要性正在下降。芯片電氣特性的保持功能，通過(guò)PKG的進(jìn)步，滿(mǎn)足不斷發(fā)展的高性能、小型化、高頻化等方面的要求，確保其功能性。芯片保護(hù)功能，PKG的芯片保護(hù)功能很直觀，保護(hù)芯片表面以及連接引線等，使在電氣或物理等方面相當(dāng)柔嫩的芯片免受外力損害及外部環(huán)境的影響。保證可靠性。應(yīng)力緩和功能，由于熱等外部環(huán)境的影響或者芯片自身發(fā)熱等都會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力，PKG緩解應(yīng)力，防止發(fā)生損壞失效，保證可靠性。尺寸調(diào)整配合（間距變化）功能，由芯片的微細(xì)引線間距調(diào)整到實(shí)裝基板的尺寸間距，從而便于實(shí)裝操作。例如，從亞微米（目前已小于 0.13μm）為特征尺寸的芯片到以10μm為單位的芯片電極凸點(diǎn)，再到以100μm為單位的外部引線端子，最后到以mm為單位的實(shí)裝基板，都是通過(guò)PKG來(lái)實(shí)現(xiàn)的。在這里PKG起著由小到大、由難到易、由復(fù)雜到簡(jiǎn)單的變換作用。從而可使操作費(fèi)用及資材費(fèi)用降低，而且提高工作效率和可靠性。保證實(shí)用性或通用性。

四

微電子封裝的三個(gè)層次

一級(jí)封裝：一級(jí)封裝是用封裝外殼將芯片封裝成單芯片組件（SCM）和多芯片組件（MCM）。半導(dǎo)體芯片和封裝體的電學(xué)互聯(lián)，通常有三種實(shí)現(xiàn)途徑，引線鍵合（WB）、載帶自動(dòng)焊（TAB）和倒裝焊（Flip Chip），一級(jí)封裝的可以使用金屬、陶瓷，塑料（聚合物）等包封材料。封裝工藝設(shè)計(jì)需要考慮到單芯片或者多芯片之間的布線，與PCB節(jié)距的匹配，封裝體的散熱情況等。二級(jí)封裝：二級(jí)封裝是印刷電路板的封裝和裝配，將一級(jí)封裝的元器件組裝到印刷電路板（PCB）上，包括板上封裝單元和器件的互連，包括阻抗的控制、連線的精細(xì)程度和低介電常數(shù)材料的應(yīng)用。除了特別要求外，這一級(jí)封裝一般不單獨(dú)加封裝體，具體產(chǎn)品如計(jì)算機(jī)的顯卡，PCI數(shù)據(jù)采集卡等都屬于這一級(jí)封裝。如果這一級(jí)封裝能實(shí)現(xiàn)某些完整的功能，需要將其安裝在同一的殼體中，例如Ni公司的USB數(shù)據(jù)采集卡，創(chuàng)新的外置USB聲卡等。三級(jí)封裝：三級(jí)封裝是將二級(jí)封裝的組件查到同一塊母板上，也就是關(guān)于插件接口、主板及組件的互連。這一級(jí)封裝可以實(shí)現(xiàn)密度更高，功能更全組裝，通常是一種立體組裝技術(shù)。

例如一臺(tái)PC的主機(jī)，一個(gè)NI公司的PXI數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),汽車(chē)的GPS導(dǎo)航儀，這些都屬于三級(jí)微電子封裝的產(chǎn)品。微電子封裝工程和電子基板、微電子封裝是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，類(lèi)型多、范圍廣，涉及各種各樣材料和工藝?？砂磶缀尉S數(shù)將電子封裝分解為簡(jiǎn)單的“點(diǎn)、線、面、體、塊、板”等。電子基板是半導(dǎo)體芯片封裝的載體，搭載電子元器件的支撐，構(gòu)成電子電路的基盤(pán)，按其結(jié)構(gòu)可分為普通基板、印制電路板、模塊基板等幾大類(lèi)。其中PCB在原有雙面板、多層板的基礎(chǔ)上，近年來(lái)又出現(xiàn)積層（build-up）多層板。模塊基板是指新興發(fā)展起來(lái)的可以搭載在PCB之上，以BGA、CSP、TAB、MCM為代表的封裝基板（Package Substrate，簡(jiǎn)稱(chēng)PKG基板）。小到芯片、電子元器件，大到電路系統(tǒng)、電子設(shè)備整機(jī)，都離不開(kāi)電子基板。近年來(lái)在電子基板中，高密度多層基板所占比例越來(lái)越大。微電子封裝所涉及的各個(gè)方面幾乎都是在基板上進(jìn)行或與基板相關(guān)。在電子封裝工程所涉及的四大基礎(chǔ)技術(shù)，即薄厚膜技術(shù)、微互連技術(shù)、基板技術(shù)、封接與封裝技術(shù)中，基板技術(shù)處于關(guān)鍵與核心地位。隨著新型高密度封裝形式的出現(xiàn)，電子封裝的許多功能，如電氣連接，物理保護(hù)，應(yīng)力緩和，散熱防潮，尺寸過(guò)渡，規(guī)格化、標(biāo)準(zhǔn)化等，正逐漸部分或全部的由封裝基板來(lái)承擔(dān)。微電子封裝的范圍涉及從半導(dǎo)體芯片到整機(jī)，在這些系統(tǒng)中，生產(chǎn)電子設(shè)備包括6個(gè)層次，也即裝配的6個(gè)階段。我們從電子封裝工程的角度，按習(xí)慣一般稱(chēng)層次1為零級(jí)封裝；層次2為一級(jí)封裝；層次3為二級(jí)封裝；層次4、5、6為三級(jí)封裝。

五

電子封裝工程的六個(gè)階段

層次1（裸芯片）：它是特指半導(dǎo)體集成電路元件（IC芯片）的封裝，芯片由半導(dǎo)體廠商生產(chǎn)，分為兩類(lèi)，一類(lèi)是系列標(biāo)準(zhǔn)芯片，另一類(lèi)是針對(duì)系統(tǒng)用戶(hù)特殊要求的專(zhuān)用芯片，即未加封裝的裸芯片（電極的制作、引線的連接等均在硅片之上完成）。層次2（封裝后的芯片即集成塊）：分為單芯片封裝和多芯片封裝兩大類(lèi)。前者是對(duì)單個(gè)裸芯片進(jìn)行封裝，后者是將多個(gè)裸芯片裝載在多層基板（陶瓷或有機(jī)）上進(jìn)行氣密性封裝構(gòu)成MCM。層次3（板或卡）：它是指構(gòu)成板或卡的裝配工序。將多個(gè)完成層次2的單芯片封裝和MCM，實(shí)裝在PCB板等多層基板上，基板周邊設(shè)有插接端子，用于與母板及其它板或卡的電氣連接。層次4（單元組件）：將多個(gè)完成層次3的板或卡，通過(guò)其上的插接端子搭載在稱(chēng)為母板的大型PCB板上，構(gòu)成單元組件。層次5（框架件）：它是將多個(gè)單元構(gòu)成（框）架，單元與單元之間用布線或電纜相連接。層次6（總裝、整機(jī)或系統(tǒng)）：它是將多個(gè)架并排，架與架之間由布線或電纜相連接，由此構(gòu)成大型電子設(shè)備或電子系統(tǒng)。封裝基板和封裝分級(jí)：從硅圓片制作開(kāi)始，微電子封裝可分為0、1、2、3四個(gè)等級(jí)，涉及上述六個(gè)層次，封裝基板（PKG基板或Substrate）技術(shù)現(xiàn)涉及1、2、3三個(gè)等級(jí)和2～5的四個(gè)層次。封裝基板主要研究前3個(gè)級(jí)別的半導(dǎo)體封裝（1、2、3級(jí)封裝），0級(jí)封裝暫與封裝基板無(wú)關(guān)，因此封裝基板一般是指用于1級(jí)2級(jí)封裝的基板材料，母板（或載板）、剛撓結(jié)合板等用于三級(jí)封裝。

膠水（膠粘劑）の紹介

一

膠粘劑的組成

現(xiàn)在使用的膠粘劑均是采用多種組分合成樹(shù)脂膠粘劑，單一組分的膠粘劑已不能滿(mǎn)足使用中的要求。合成膠粘劑由主劑和助劑組成，主劑又稱(chēng)為主料、基料或粘料；助劑有固化劑、稀釋劑、增塑劑、填料、偶聯(lián)劑、引發(fā)劑、增稠劑、防老劑、阻聚劑、穩(wěn)定劑、絡(luò)合劑、乳化劑等，根據(jù)要求與用途還可以包括阻燃劑、發(fā)泡劑、消泡劑、著色劑和防霉劑等成分。
1.主劑主劑是膠粘劑的主要成分，主導(dǎo)膠粘劑粘接性能，同時(shí)也是區(qū)別膠粘劑類(lèi)別的重要標(biāo)志。主劑一般由一種或兩種，甚至三種高聚物構(gòu)成，要求具有良好的粘附性和潤(rùn)濕性等。通常用的粘料有:
·天然高分子化合物如蛋白質(zhì)、皮膠、魚(yú)膠、松香、桃膠、骨膠等。2)合成高分子化合物①熱固性樹(shù)脂，如環(huán)氧樹(shù)脂、酚醛樹(shù)脂、聚氨酯樹(shù)脂、脲醛樹(shù)脂、有機(jī)硅樹(shù)脂等。②熱塑性樹(shù)脂，如聚醋酸乙烯酯、聚乙烯醇及縮醛類(lèi)樹(shù)脂、聚苯乙烯等。③彈性材料，如丁腈膠、氯丁橡膠、聚硫橡膠等。④各種合成樹(shù)脂、合成橡膠的混合體或接枝、鑲嵌和共聚體等。

2.助劑為了滿(mǎn)足特定的物理化學(xué)特性，加入的各種輔助組分稱(chēng)為助劑，例如：為了使主體粘料形成網(wǎng)型或體型結(jié)構(gòu)，增加膠層內(nèi)聚強(qiáng)度而加入固化劑(它們與主體粘料反應(yīng)并產(chǎn)生交聯(lián)作用)；為了加速固化、降低反應(yīng)溫度而加入固化促進(jìn)劑或催化劑；為了提高耐大氣老化、熱老化、電弧老化、臭氧老化等性能而加入防老劑；為了賦予膠粘劑某些特定性質(zhì)、降低成本而加入填料；為降低膠層剛性、增加韌性而加入增韌劑；為了改善工藝性降低粘度、延長(zhǎng)使用壽命加入稀釋劑等。包括：1）固化劑：固化劑又稱(chēng)硬化劑，是促使黏結(jié)物質(zhì)通過(guò)化學(xué)反應(yīng)加快固化的組分,它是膠粘劑中最主要的配合材料。它的作用是直接或通過(guò)催化劑與主體聚合物進(jìn)行反應(yīng)，固化后把固化劑分子引進(jìn)樹(shù)脂中，使原來(lái)是熱塑性的線型主體聚合物變成堅(jiān)韌和堅(jiān)硬的體形網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。固化劑的種類(lèi)很多，不同的樹(shù)脂、不同要求采用不同的固化劑。膠接的工藝性和其使用性能是由加人的固化劑的性能和數(shù)量來(lái)決定的。2）增韌劑：增韌劑的活性基團(tuán)直接參與膠粘劑的固化反應(yīng)，并進(jìn)入到固化產(chǎn)物最終形成的一個(gè)大分子的鏈結(jié)構(gòu)中。沒(méi)有加入增韌劑的膠粘劑固化后，其性能較脆，易開(kāi)裂，實(shí)用性差。加入增韌劑的膠接劑，均有較好的抗沖擊強(qiáng)度和抗剝離性。不同的增韌劑還可不同程度地降低其內(nèi)應(yīng)力、固化收縮率，提高低溫性能。常用的增韌劑有聚酰胺樹(shù)脂、合成橡膠、縮醛樹(shù)脂、聚砜樹(shù)脂等。3）稀釋劑：稀釋劑又稱(chēng)溶劑，主要作用是降低膠粘劑粘度，增加膠粘劑的浸潤(rùn)能力，改善工藝性能。有的能降低膠粘劑的活性，從而延長(zhǎng)使用期。但加入量過(guò)多，會(huì)降低膠粘劑的膠接強(qiáng)度、耐熱性、耐介質(zhì)性能。常用的稀釋劑有丙酮、漆料等多種與粘料相容的溶劑。4）填料：填料一般在膠黏劑中不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，使用填料可以提高膠接接頭的強(qiáng)度、抗沖擊韌性、耐磨性、耐老化性、硬度、最高使用溫度和耐熱性，降低線膨脹系數(shù)、固化收縮率和成本等。常用的填料有氧化銅、氧化鎂、銀粉、瓷粉、云母粉、石棉粉、滑石粉等。5）改性劑：改性劑是為了改善膠黏劑的某一方面性能，以滿(mǎn)足特殊要求而加入的一些組分，如為增加膠接強(qiáng)度，可加入偶聯(lián)劑，還可以加入防腐劑、防霉劑、阻燃劑和穩(wěn)定劑等。

二

膠粘劑的分類(lèi)

（一）、按成分來(lái)分：

膠粘劑種類(lèi)很多，比較普遍的有：脲醛樹(shù)脂膠粘劑、聚醋酸乙烯膠粘劑、聚丙烯酸樹(shù)脂膠粘劑,聚丙烯酸樹(shù)脂、聚氨酯膠粘劑、熱熔膠粘劑、環(huán)氧樹(shù)脂膠粘劑、合成膠粘劑等等。

1、有機(jī)硅膠粘劑：是一種密封膠粘劑，具有耐寒、耐熱、耐老化、防水、防潮、伸縮疲勞強(qiáng)度高、永久變形小、無(wú)毒等特點(diǎn)。近年來(lái)，此類(lèi)膠粘劑在國(guó)內(nèi)發(fā)展迅速，但目前我國(guó)有機(jī)硅膠粘劑的原料部分依靠進(jìn)口。

2、聚氨酯膠粘劑：能粘接多種材料，粘接后在低溫或超低溫時(shí)仍能保持材料理化性質(zhì)，主要應(yīng)用于制鞋、包裝、汽車(chē)、磁性記錄材料等領(lǐng)域。

3、聚丙烯酸樹(shù)脂：主要用于生產(chǎn)壓敏膠粘劑，也用于紡織和建筑領(lǐng)域。

建筑用膠粘劑：主要用于建筑工程裝飾、密封或結(jié)構(gòu)之間的粘接。

4、 熱熔膠粘劑：根據(jù)原料不同，可分為EVA熱熔膠、聚酰胺熱熔膠、聚酯熱熔膠、聚烯烴熱熔膠等。目前國(guó)內(nèi)主要生產(chǎn)和使用的是EVA熱熔膠。聚烯烴系列膠粘劑主要原料是乙烯系列、SBS、SIS共聚體。

5、環(huán)氧樹(shù)脂膠粘劑：可對(duì)金屬與大多數(shù)非金屬材料之間進(jìn)行粘接，廣泛用于建筑、汽車(chē)、電子、電器及日常家庭用品方面

6、脲醛樹(shù)脂、酚醛、三聚氰胺－甲醛膠粘劑：主要用于木材加工行業(yè)，使用后的甲醛釋放量高于國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。木材加工用膠粘劑：用于中密度纖維板、石膏板、膠合板和刨花板等

7、合成膠粘劑：主要用于木材加工、建筑、裝飾、汽車(chē)、制鞋、包裝、紡織、電子、印刷裝訂等領(lǐng)域。目前，我國(guó)每年進(jìn)口合成膠粘劑近20萬(wàn)噸，品種包括熱熔膠粘劑、有機(jī)硅密封膠粘劑、聚丙烯酸膠粘劑、聚氨酯膠粘劑、汽車(chē)用聚氯乙烯可塑膠粘劑等。同時(shí)，每年出口合成膠粘劑約2萬(wàn)噸，主要是聚醋酸乙烯、聚乙烯酸縮甲醛及壓敏膠粘劑。

（二）、按用途來(lái)分：

1、密封膠粘劑：主要用于門(mén)、窗及裝配式房屋預(yù)制件的連接處。高檔密封膠粘劑為有機(jī)硅及聚氨酯膠粘劑，中檔的為氯丁橡膠類(lèi)膠粘劑、聚丙烯酸等。建筑用膠粘劑市場(chǎng)上，有機(jī)硅膠粘劑、聚氨酯密封膠粘劑應(yīng)是今后發(fā)展的方向，目前其占據(jù)建筑密封膠粘劑的銷(xiāo)售量為30％左右。

2、建筑結(jié)構(gòu)用膠粘劑：主要用于結(jié)構(gòu)單元之間的聯(lián)接。如鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)外部修補(bǔ)，金屬補(bǔ)強(qiáng)固定以及建筑現(xiàn)場(chǎng)施工，一般考慮采用環(huán)氧樹(shù)脂系列膠粘劑。

3、汽車(chē)用膠粘劑：分為4種，即車(chē)體用、車(chē)內(nèi)裝飾用、擋風(fēng)玻璃用以及車(chē)體底盤(pán)用膠粘劑。

目前我國(guó)汽車(chē)用膠粘劑年消耗量約為4萬(wàn)噸，其中使用量最大的是聚氯乙烯可塑膠粘劑、氯丁橡膠膠粘劑及瀝青系列膠粘劑。

4、包裝用膠粘劑：主要是用于制作壓敏膠帶與壓敏標(biāo)簽，對(duì)紙、塑料、金屬等包裝材料表面進(jìn)行粘合。紙的包裝材料用膠粘劑為聚醋酸乙烯乳液。塑料與金屬包裝材料用膠粘劑為聚丙烯酸乳液、VAE乳液、聚氨酯膠粘劑及氰基丙烯酸酯膠粘劑。

5、電子用膠粘劑：消耗量較少，目前每年不到1萬(wàn)噸，大部分用于集成電路及電子產(chǎn)品，現(xiàn)主要用環(huán)氧樹(shù)脂、不飽和聚酯樹(shù)脂、有機(jī)硅膠粘劑。用于5微米厚電子元件的封端膠粘劑我們可以自己供給，但3微米厚電子元件用膠粘劑需從國(guó)外進(jìn)口。

6、制鞋用膠粘劑：年消費(fèi)量約為12.5萬(wàn)噸，其中氯丁橡膠類(lèi)膠粘劑需要11萬(wàn)噸，聚氨酯膠粘劑約1.5萬(wàn)噸。由于氯丁橡膠類(lèi)膠粘劑需用苯類(lèi)作溶劑，而苯類(lèi)對(duì)人體有害，應(yīng)限制發(fā)展，為滿(mǎn)足制鞋業(yè)發(fā)展需求，采用聚氨酯系列膠粘劑將是方向。

（三）、按物理形態(tài)來(lái)分：

1、密封膠 ：1.1 按密封膠硫化方法分類(lèi)

（1）濕空氣硫化型密封膠 ：此類(lèi)密封膠系列用空氣中的水分進(jìn)行硫化。主要包括單組分的聚氨酯、硅橡膠和聚硫橡膠等。其聚合物基料中含有活性基團(tuán)，能同空氣中的水發(fā)生反應(yīng)，形成交聯(lián)鍵，使密封膠硫化成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。（2）化學(xué)硫化型密封膠 ：雙組分的聚氨酯、硅橡膠、聚硫橡膠、氯丁橡膠和環(huán)氧樹(shù)脂密封膠都屬于這一類(lèi)，一般在室溫條件下完成硫化。某些單組分的氯磺化聚乙烯和氯丁橡膠密封膠以及聚氯乙烯溶膠糊狀密封膠則須在加熱條件下經(jīng)化學(xué)反應(yīng)完成硫化。（3）熱轉(zhuǎn)變型密封膠 ：用增塑劑分散的聚氯乙烯樹(shù)脂和含有瀝青的橡膠并用的密封膠是兩個(gè)不同類(lèi)型的熱轉(zhuǎn)變體系。乙烯基樹(shù)脂增塑體在室溫下是液態(tài)懸浮體，通過(guò)加熱轉(zhuǎn)化為固體而硬化；而橡膠-瀝青并用密封膠則為熱熔性的。（4）氧化硬化型密封膠 ：表面干燥的嵌逢或安裝玻璃用密封膠主要以干性或半干性植物油或動(dòng)物油為基料，這類(lèi)油料可以是精制聚合的、吹制的或化學(xué)改性的。（5）溶劑揮發(fā)凝固型密封膠 ：這是以溶劑揮發(fā)后無(wú)粘性高聚物為基料的密封膠。這一類(lèi)密封膠主要有丁基橡膠、高分子量聚異丁烯、一定聚合程度的丙烯酸酯、氯磺化聚乙烯以及氯丁橡膠等密封膠。

1.2 按密封膠形態(tài)分類(lèi)

（1）膏狀密封膠 ：此類(lèi)密封膠基本上用于靜態(tài)接縫中，使用期一般為2年或2年以上。通常采用3種主體材料：油和樹(shù)脂、聚丁烯、瀝青。（2）液態(tài)彈性體密封膠 ： 此類(lèi)密封膠包括經(jīng)硫化可形成真正彈性狀態(tài)的液體聚合物，它們具有承受重復(fù)的接縫變形能力。彈性體密封膠所使用的聚合物彈性體包括液體聚硫橡膠、巰端基聚丙烯醚、液體聚氨酯、室溫硫化硅橡膠和低分子丁基橡膠等。該類(lèi)密封膠通常配合成兩個(gè)組分，使用時(shí)將兩個(gè)組分混合。（3）熱熔密封膠：熱熔密封膠又叫熱施工型密封膠。指以彈性體同熱塑性樹(shù)脂摻合物為基料的密封膠。這類(lèi)密封膠通常在加熱（150～200℃）情況下經(jīng)一定口型模型直接擠出到接縫中。熱施工可改進(jìn)密封膠對(duì)被粘基料的濕潤(rùn)能力，因此對(duì)大多數(shù)被粘基料具有良好的粘接力。一經(jīng)放入適當(dāng)位置，就冷卻成型或成膜，成為收縮性很小的堅(jiān)固的彈性體。熱施工密封膠的主體材料主要是異丁烯類(lèi)聚合物、三元乙丙橡膠和熱塑性的苯乙烯嵌段共聚物。它們通常同熱塑性樹(shù)脂如EVA、EEA、聚乙烯、聚酰胺、聚酯等摻合。（4）液體密封膠 ：該類(lèi)密封膠主要用于機(jī)械接合面的密封，用以代替固體密封材料即固體墊圈以防止機(jī)械內(nèi)部流體從接合面泄漏。該類(lèi)密封膠通常以高分子材料例如橡膠、樹(shù)脂等為主體材料，再配以填料及其它組分制成。液體密封膠通常分不干性粘著型、半干性粘彈性、干性附著型和干性可剝型等4類(lèi)。根據(jù)具體使用部位及要求選擇。

1.3 按密封膠施工后性能分類(lèi)

（1）固化型密封膠 ：固化型密封膠可分成剛性密封膠和柔性密封膠兩種類(lèi)型：a)剛性密封膠硫化或凝固后形成堅(jiān)硬的固體，很少具有彈性；此類(lèi)密封膠有的品種既起密封作用又起膠接作用，其代表性密封膠是以環(huán)氧樹(shù)脂、聚酯樹(shù)脂、聚丙烯酸酯、聚酰胺和聚乙酸乙烯酯等樹(shù)脂為基料的密封膠。b）柔性密封膠在硫化后保持柔軟性。它們一般以橡膠彈性體為基料。柔性變化幅度大，硬度（邵爾A）在10～80范圍內(nèi)。這類(lèi)密封膠品種是純橡膠，大多數(shù)具有良好膠粘劑的性能。

（2）非固化型密封膠 ：這類(lèi)密封膠是軟質(zhì)凝固性的密封膠，施工之后仍保持不干性狀態(tài)。通常為膏狀，可用刮刀或刷子用到接縫中，可以配合出許多不同粘度和不同性能的密封膠。

2、按膠粘劑硬化方法分類(lèi) ：低溫硬化代號(hào)為a;常溫硬化代號(hào)為b;加溫硬化代號(hào)為c;適合多種溫度區(qū)域硬化代號(hào)為d;與水反應(yīng)固化代號(hào)為e;厭氧固化代號(hào)為f;輻射(光、電子束、放射線)固化代號(hào)為g;熱熔冷硬化代號(hào)為h;壓敏粘接代號(hào)為i;混凝或凝聚代號(hào)為j，其他代號(hào)為k。

3、按膠粘劑被粘物分類(lèi) ：多類(lèi)材料代號(hào)為A;木材代號(hào)為B;紙代號(hào)為C;天然纖維代號(hào)為D;合成纖維代號(hào)為E;聚烯烴纖維(不含E類(lèi))代號(hào)為F;金屬及合金代號(hào)為G;難粘金屬(金、銀、銅等)代號(hào)為H;金屬纖維代號(hào)為I，無(wú)機(jī)纖維代號(hào)為J;透明無(wú)機(jī)材料(玻璃、寶石等)代號(hào)為K;不透明無(wú)機(jī)材料代號(hào)為L(zhǎng);天然橡膠代號(hào)為M;合成橡膠代號(hào)為N;難粘橡膠(硅橡膠、氟橡膠、丁基橡膠)代號(hào)為O，硬質(zhì)塑料代號(hào)為P，塑料薄膜代號(hào)為Q;皮革、合成革代號(hào)為R，泡沫塑料代號(hào)為S; 難粘塑料及薄膜(氟塑料、聚乙烯、聚丙烯等)代號(hào)為T(mén);生物體組織骨骼及齒質(zhì)材料代號(hào)為U;其他代號(hào)為V。

4、膠水狀態(tài)：無(wú)溶劑液體代號(hào)為1;2有機(jī)溶劑液體代號(hào)為2;3水基液體代號(hào)為3，4膏狀、糊狀代號(hào)為4，5粉狀、粒狀、塊狀代號(hào)為5;6片狀、膜狀、網(wǎng)狀、帶狀代號(hào)為6;7絲狀、條狀、棒狀代號(hào)為7。

5、其它膠粘劑: (不常用到)：金屬結(jié)構(gòu)膠、聚合物結(jié)構(gòu)膠、光敏密封結(jié)構(gòu)膠、其它復(fù)合型結(jié)構(gòu)膠

熱固性高分子膠：環(huán)氧樹(shù)脂膠、聚氨酯(PU)膠、氨基樹(shù)脂膠、酚醛樹(shù)脂膠、丙烯酸樹(shù)脂膠、呋喃樹(shù)脂膠、間笨二酚-甲醛樹(shù)脂膠、二甲笨-甲醛樹(shù)脂膠、不飽和聚酯膠、復(fù)合型樹(shù)脂膠、聚酰亞胺膠、脲醛樹(shù)脂膠、其它高分子膠

密封膠粘劑：室溫硫化硅橡膠、環(huán)氧樹(shù)脂密封膠、聚氨酯密封膠、不飽和聚酯類(lèi)、丙烯酸酯類(lèi)、密封膩?zhàn)?、氯丁橡膠類(lèi)密封膠、彈性體密封膠、液體密封墊料、聚硫橡膠密封膠、其它密封膠

熱熔膠：熱熔膠條、膠粒、膠粉、EVA熱熔膠、橡膠熱熔膠、聚丙烯、聚酯、聚酰胺、聚胺酯熱熔膠、苯乙烯類(lèi)熱熔膠、新型熱熔膠、聚乙烯及乙烯共聚物熱熔膠、其他熱熔膠

水基膠粘劑：丙烯酸乳液、醋酸乙烯基乳液、聚乙烯醇縮醛膠、乳液膠、其它水基膠

壓敏膠(不干膠)：膠水、膠粘帶、無(wú)溶劑壓敏膠、溶劑壓敏膠、固化壓敏膠、橡膠壓敏膠、丙烯酸酯壓敏膠、其它壓敏膠

溶劑型膠：樹(shù)脂溶液膠、橡膠溶液膠、其它溶劑膠

無(wú)機(jī)膠粘劑：熱熔無(wú)機(jī)膠、自然干無(wú)機(jī)膠、化學(xué)反應(yīng)無(wú)機(jī)膠、水硬無(wú)機(jī)膠、其它無(wú)機(jī)膠

熱塑性高分子膠粘劑：固體高分子膠、溶液高分子膠、乳液高分子膠、單體高分子膠、其它熱塑性高分子膠

天然膠粘劑：蛋白質(zhì)膠、碳水化合物膠粘劑、其他天然膠

橡膠粘合劑：硅橡膠粘合劑、氯丁橡膠粘合劑、丁腈橡膠粘合劑、改性天然橡膠粘合劑、氯磺化聚乙烯粘合劑、聚硫橡膠粘合劑羧基橡膠粘合劑、聚異丁烯、丁基橡膠粘合劑、其它橡膠粘合劑

耐高溫膠：有機(jī)硅膠、無(wú)機(jī)膠、高溫模具樹(shù)脂膠、金屬高溫粘合劑、其它耐高溫膠

聚合物膠粘劑：丁腈聚合物膠、聚硫橡膠粘合劑、聚氯乙烯膠粘劑、聚丁二烯膠、過(guò)氯乙烯膠粘劑、其它聚合物膠

修補(bǔ)劑：金屬修補(bǔ)劑、高溫修補(bǔ)劑、緊急修補(bǔ)劑、耐磨修補(bǔ)劑、耐腐蝕修補(bǔ)劑、塑膠修補(bǔ)劑、其它修補(bǔ)劑

醫(yī)用膠、紙品用膠、導(dǎo)磁膠、防磁膠、防火膠、防淬火膠、防淬裂膠、動(dòng)物膠、植物膠、礦物膠、食品級(jí)膠粘劑、其它膠水。

膠水（膠粘劑）粘接の簡(jiǎn)介

常用膠粘劑的固化形式

為了便于膠粘劑對(duì)被粘物面的浸潤(rùn)，膠粘劑在粘接之前要制成液態(tài)或使之變成液態(tài)，粘接后，只有變成固態(tài)才具有強(qiáng)度。通過(guò)適當(dāng)方法使膠層由液態(tài)變成固態(tài)的過(guò)程稱(chēng)為膠粘劑的固化。而不同的膠粘劑的固化形式則是不同的，常用膠粘劑的固化形式有以下幾種：

1、 溶液型膠粘劑的固化：溶液型膠強(qiáng)劑固化過(guò)程的實(shí)質(zhì)是隨著溶劑的揮發(fā)。溶液濃度不斷增大，最后達(dá)到一定的強(qiáng)度。溶液膠的固化速度決定于溶劑的揮發(fā)速度，還受環(huán)境溫度、濕度、被粘物的致密程度與含水量、接觸面大小等因素的影響。配制溶液膠時(shí)應(yīng)選樣特定溶劑改組成混合溶劑以調(diào)節(jié)固化速度。選用易持發(fā)的溶劑，易影響結(jié)晶料的結(jié)晶速度與程度，甚至造成膠層結(jié)皮而降低粘接強(qiáng)度，此外快速揮發(fā)造成的粘接處降溫凝水對(duì)粘接強(qiáng)度也是不利的。選用的溶劑揮發(fā)太慢，固化時(shí)間長(zhǎng)，效率低，還可能造成膠層中溶劑滯留，對(duì)粘接不利。

2、 乳液型膠粘劑的固化：水乳液型膠粘劑是聚合物膠體在水中的分散體，為一種相對(duì)穩(wěn)定體系。當(dāng)乳液中的水分逐漸滲透到被粘物中并揮發(fā)時(shí)，其濃度就會(huì)逐漸增大，從而因表面張力的作用使膠粒凝聚而固化。環(huán)境溫度對(duì)乳液的凝聚影響很大，溫度足夠高時(shí)乳液能凝聚成連續(xù)的膜，溫度太低或低于最低成膜溫度(該溫度通常比玻璃化溫度略低一點(diǎn))時(shí)不能形成連續(xù)的膜，此時(shí)膠膜呈白色，強(qiáng)度根差。不同聚合物乳液的最低成膜溫度是不同的，因此在使用該類(lèi)膠粘劑時(shí)一定要使環(huán)境溫度高于其最低成膜溫度，否則粘接效果不好。

3 、熱熔膠的固化：熱熔膠的固化是一種簡(jiǎn)單的熱傳遞過(guò)程，即加熱熔化涂膠粘合，冷卻即可固化。固化過(guò)程受環(huán)境溫度影響很大，環(huán)境溫度低，固化快。為了使熱熔膠液能允分濕潤(rùn)被粘物，使用時(shí)必須嚴(yán)格控制熔融溫度和晾置時(shí)間，對(duì)于粘料具結(jié)晶性的熱熔膠尤應(yīng)重視，否則將因冷卻過(guò)頭使粘料結(jié)晶不完全而降低粘接強(qiáng)度。

4 、增塑糊型膠粘劑的固化：增塑糊是高分子化合物在增塑劑中的一種不穩(wěn)定分散體系，其固化基本上是高分子化合物溶解在增塑劑中的過(guò)程。這種糊在常溫下行一定的穩(wěn)定性。在加熱時(shí)(一般在150～209℃)高分子化合物的增塑劑能迅速互溶而完全凝膠化，提高溫度有利于高分子鏈運(yùn)動(dòng)，有利于形成均勻致密的粘接層。但溫度過(guò)高會(huì)引起聚合物分解。

5、反應(yīng)型膠粘劑的固化：反應(yīng)型膠粘劑都存在著活性基團(tuán)，與同化劑、引發(fā)劑和其他物理?xiàng)l件的作用下，粘料發(fā)生聚合交聯(lián)等化學(xué)反應(yīng)而固化。按固化介式反應(yīng)型膠粘劑可分為固化劑固化型、催化劑固化型與引發(fā)劑固化型等幾種類(lèi)型。至于光敏固化、輻射同化等膠的固化機(jī)制一般屬于以上類(lèi)型中。

二步固化膠水雙固化膠水雙重固化方式の定義

一

二步固化

分兩步固化：預(yù)固化，本固化。

二

雙固化

有兩種固化方式，比如：可以加熱或UV或常溫等。

三

雙重固化

需要兩種固化方式才能完全固化，比如：先UV后常溫，或先UV后加熱。

半導(dǎo)體芯片類(lèi)封裝膠水の粘接原理

一

粘接理論

粘接是不同材料界面間接觸后相互作用的結(jié)果。因此，界面層的作用是膠粘科學(xué)中研究的基本問(wèn)題。諸如被粘物與粘料的界面張力、表面自由能、官能基團(tuán)性質(zhì)、界面間反應(yīng)等都影響膠接。膠接是綜合性強(qiáng)，影響因素復(fù)雜的一類(lèi)技術(shù)，而現(xiàn)有的膠接理論都是從某一方面出發(fā)來(lái)闡述其原理，所以至今全面唯一的理論是沒(méi)有的。

1.1 吸附理論：粘接力的主要來(lái)源是粘接體系的分子作用力，即范德化引力和氫鍵力。膠粘與被粘物表面的粘接力與吸附力具有某種相同的性質(zhì)。膠黏劑分子與被粘物表面分子的作用過(guò)程有兩個(gè)過(guò)程：第一階段是液體膠黏劑分子借助于布朗運(yùn)動(dòng)向被粘物表面擴(kuò)散，使兩界面的極性基團(tuán)或鏈節(jié)相互靠近，在此過(guò)程中，升溫、施加接觸壓力和降低膠黏劑粘度等都有利于布朗運(yùn)動(dòng)的加強(qiáng)。第二階段是吸附力的產(chǎn)生。當(dāng)膠黏劑與被粘物分子間的距離達(dá)到10-5? 時(shí)，界面分子之間便產(chǎn)生相互吸引力，使分子間的距離進(jìn)一步縮短到處于最大穩(wěn)定狀態(tài)。膠黏劑的極性太高， 有時(shí)候會(huì)嚴(yán)重妨礙濕潤(rùn)過(guò)程的進(jìn)行而降低粘接力。

1.2 化學(xué)鍵形成理論：化學(xué)鍵理論認(rèn)為膠黏劑與被粘物分子之間除相互作用力外，有時(shí)還有化學(xué)鍵產(chǎn)生，學(xué)鍵的強(qiáng)度比范德化作用力高得多；化學(xué)鍵形成不僅可以提高粘附強(qiáng)度，還可以克服脫附使膠接接頭破壞的弊病。但化學(xué)鍵的形成并不普通，要形成化學(xué)鍵必須滿(mǎn)足一定的量子化條件，所以不可能做到使膠黏劑與被粘物之間的接觸點(diǎn)都形成化學(xué)鍵。況且，單位粘附界面上化學(xué)鍵數(shù)要比分子間作用的數(shù)目少得多，因此粘附強(qiáng)度來(lái)自分子間的作用力是不可忽視的。

1.3 擴(kuò)散理論：兩種聚合物在具有相容性的前提下，當(dāng)它們相互緊密接觸時(shí)，由于分子的本身或其連段通過(guò)熱運(yùn)動(dòng)引起的擴(kuò)散作用。這種擴(kuò)散作用是穿越膠黏劑、被粘物的界面交織進(jìn)行的。擴(kuò)散的結(jié)果導(dǎo)致界面的消失和過(guò)渡區(qū)的產(chǎn)生。粘接體系借助擴(kuò)散理論不能解釋聚合物材料與金屬、玻璃或其他硬體膠粘，因?yàn)榫酆衔锖茈y向這類(lèi)材料擴(kuò)散。在粘接體系中，適當(dāng)降低膠黏劑的分子量有助于提高擴(kuò)散系數(shù)，改善粘接性能。不同的分子結(jié)構(gòu)形態(tài)聚合物分子鏈排列堆集的緊密程度不同，其擴(kuò)散行為有顯著不同。由于聚合物的擴(kuò)散作用還受到兩聚合物接觸時(shí)間、粘接溫度等作用因素的影響。兩聚合物相互粘接時(shí)，粘接溫度越高，時(shí)間越長(zhǎng)，其擴(kuò)散作用也越強(qiáng)，由擴(kuò)散作用導(dǎo)致的粘接力就越高。

1.4 靜電理論：當(dāng)膠黏劑和被粘物體系是一種電子的接受體 -供給體的組合形式時(shí)，電子會(huì)從供給體（如金屬）轉(zhuǎn)移到接受體（如聚合物），在界面區(qū)兩側(cè)形成了雙電層從而產(chǎn)生了靜電引力。在干燥環(huán)境中從金屬表面快速剝離粘接膠層時(shí)，可用儀器或肉眼觀察到放電的光、聲現(xiàn)象，證實(shí)了靜電作用的存在。但靜電作用僅存在于能夠形成雙電層的粘接體系，因此不具有普遍性。此外，有些學(xué)者指出：雙電層中的電荷密度必須達(dá)到1021電子/厘米2時(shí)，靜電吸引力才能對(duì)膠接強(qiáng)度產(chǎn)生較明顯的影響。而雙電層棲移電荷產(chǎn)生密度的最大值只有 1019電子/厘米2（有的認(rèn)為只有1010-1011 電子/厘米2）。因此，靜電力雖然確實(shí)存在于某些特殊的粘接體系，但決不是起主導(dǎo)作用的因素。

1.5機(jī)械作用力理論：從物理化學(xué)觀點(diǎn)看，機(jī)械作用并不是產(chǎn)生粘接力的因素，而是增加粘接效果的一種方法。膠黏劑滲透到被粘物表面的縫隙或凹凸之處，固化后在界面區(qū)產(chǎn)生了嚙合力，這些情況類(lèi)似釘子與木材的接合或樹(shù)根植入泥土的作用。機(jī)械連接力的本質(zhì)是摩擦力。在粘合多孔材料、紙張、織物等時(shí)，機(jī)構(gòu)連接力是很重要的，但對(duì)某些堅(jiān)實(shí)而光滑的表面，這種作用并不顯著。

二

影響粘接強(qiáng)度の因素

除了濕潤(rùn)，吸附過(guò)程、靜電作用及擴(kuò)散作用的過(guò)程外，還有很多因素對(duì)粘接強(qiáng)度產(chǎn)生影響。

2.1 表面粗糙度及表面處理：被粘物表面的粗糙程度是產(chǎn)生機(jī)械粘接力的源泉。機(jī)械粘接力是通過(guò)加強(qiáng)濕潤(rùn)及吸附作用而得到的。被粘物表面增加粗糙度等于增加其表面積。液體在粗糙表面的接觸角有別于在光滑表面的接觸角。試驗(yàn)證明，有粘接體系呈良好濕潤(rùn)狀態(tài)的前提下，糙化增大了實(shí)際面積，有利于粘接強(qiáng)度的提高。如果被粘物呈“毛羽”狀態(tài)，可顯著提高粘接強(qiáng)度。當(dāng)粘接劑良好的浸潤(rùn)被粘材料表面，其接觸角表面的粗糙化有利于提高膠粘劑液體對(duì)表面的浸潤(rùn)程度，增加了膠粘劑與被粘材料的接觸點(diǎn)密度，從而有利于提高粘接強(qiáng)度；當(dāng)膠粘劑對(duì)被粘材料浸潤(rùn)不良即時(shí)，表面粗糙化就不利于粘接強(qiáng)度的提高。粘接前的表面處理是粘接成功的關(guān)鍵，其目的是能獲得牢固耐久的接頭。

2.2 界面層的強(qiáng)弱：弱界面層的產(chǎn)生是由于被粘物，膠黏劑，環(huán)境或它們共同作用的結(jié)果，當(dāng)被粘物，膠粘劑及環(huán)境中的低分子物或雜質(zhì)通過(guò)滲析、吸附及聚集過(guò)程，在部分或全部界面內(nèi)產(chǎn)生了這些低分子物的富集區(qū)，這就是弱界面層。粘接接頭在外力作用下的破壞過(guò)程必然發(fā)生于弱界面層。這就是出現(xiàn)粘接界面破壞并且粘接力嚴(yán)重下降的原因。

2.3 內(nèi)應(yīng)力：粘接體系存在的內(nèi)應(yīng)力一般有兩個(gè)來(lái)源，一是膠層在固化過(guò)程中因體積收縮面產(chǎn)生的收縮應(yīng)力。二是由于膠層與被粘物的膨脹系數(shù)不同，在受熱或冷卻時(shí)產(chǎn)生的熱應(yīng)力。1）收縮應(yīng)力當(dāng)膠黏劑固化時(shí)，因揮發(fā)，冷卻和化學(xué)反應(yīng)而體積發(fā)生收縮，引起收縮應(yīng)力。當(dāng)收縮力超過(guò)黏附力時(shí)，表觀粘接強(qiáng)度就要顯著下降。此外，粘接端部或膠黏劑的空隙周?chē)鷳?yīng)力分布不均勻也產(chǎn)生應(yīng)力集中，增加了裂口出現(xiàn)的可能。有結(jié)晶性的膠黏劑在固化時(shí)，因潔晶而使體積收縮較大也造成接頭的內(nèi)應(yīng)力，如在其中加入一定量能結(jié)晶或改變結(jié)晶大小的橡膠態(tài)物質(zhì)。那么就可以減小內(nèi)應(yīng)力。2）熱應(yīng)力：在高溫下，熔融的樹(shù)脂冷卻固化會(huì)產(chǎn)生體積收縮，在界面上由于粘接的約束而產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。在分子鏈間有滑移的可能性時(shí)，則產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力消失。影響熱應(yīng)力的主要因素有熱膨脹系數(shù)、室溫和時(shí)間的溫差以及彈性差量。為了緩和因膨脹系數(shù)差而引起的熱應(yīng)力，應(yīng)使膠黏劑的熱膨脹系數(shù)接近于被粘物的熱膨脹系數(shù)，可添加該種材料的粉末，或其他材料的纖維或粉末進(jìn)行調(diào)整；可以通過(guò)加入各種橡膠及增塑劑，還可以改變固化工藝，如采用逐步升溫、隨爐冷卻等方法。

2.4 環(huán)境的作用：被粘物表面主要是受周?chē)橘|(zhì)的污染。例如被粘物表面有油跡時(shí)，由于油層的表面張力低于膠黏劑的表面張力，故油層比膠黏劑更容易濕潤(rùn)被粘物的表面，并生成一個(gè)不易清除的弱界面層，它的存在大大降低了膠黏劑對(duì)被粘物表面的親和力。周?chē)h(huán)境中，水分的作用更具普遍性。金屬、玻璃、陶瓷等高表面能材料的表面對(duì)水的吸附力很強(qiáng)，某些被粘物對(duì)水產(chǎn)生化學(xué)吸附要加熱到1000℃以上才能去除去。極性表面對(duì)水的吸附力比一般膠黏劑強(qiáng)，吸附水分不能被膠黏劑解吸。水分或其他低分子物對(duì)膠黏劑本身還有滲透、腐蝕和膨脹作用，這些作用均會(huì)減低膠黏劑的粘結(jié)力。

2.5 滲透及遷移：受環(huán)境氣氛的作用，已粘接的接頭常常被滲進(jìn)一些其他低分子。例如，接頭在潮濕環(huán)境或水下，水分子滲透入膠層；聚合物膠層在有機(jī)溶劑中，溶劑分子滲透入聚合物中。低分子的透入首先使膠層變形，然后進(jìn)入膠層于被粘物界面使膠層強(qiáng)度降低，從而導(dǎo)致粘接的破壞。滲透不僅從膠層邊沿開(kāi)始，對(duì)于多孔性被粘物，低分子物可以從被粘物的空隙、毛細(xì)管或裂縫中滲透到被粘物中，進(jìn)而浸入到界面上，使接頭出現(xiàn)缺陷乃至破壞。滲透不僅會(huì)導(dǎo)致接頭的物理性能下降，而且由于低分子物的滲透使界面發(fā)生化學(xué)變化，生成不利于粘接的銹蝕區(qū)，使粘接完全失效。2.6 壓力及膠層厚度：在粘接時(shí)，向粘接面施加壓力，使粘接劑更容易充滿(mǎn)被粘體表面的坑洞，甚至流入深孔和毛細(xì)管中，減少粘接缺陷。對(duì)于黏度較小的膠黏劑，加壓時(shí)會(huì)過(guò)度地流淌，造成缺膠。因此應(yīng)待黏度較大時(shí)再施加壓力，也促使被粘體表面上的氣體逸出，減少粘接區(qū)的氣孔。對(duì)于較稠的或固體的膠黏劑，在粘接時(shí)施加壓力是必不可少的手段。在這種情況下，常常需要適當(dāng)?shù)厣邷囟?，以降低膠黏劑的稠度或使膠黏劑液化。

粘接是不同材料界面間接觸后相互作用的結(jié)果。因此，界面層的作用是膠粘科學(xué)中研究的基本問(wèn)題。諸如被粘物與粘料的界面張力、表面自由能、官能基團(tuán)性質(zhì)、界面間反應(yīng)等都影響膠接。膠接是綜合性強(qiáng)，影響因素復(fù)雜的一類(lèi)技術(shù)，而現(xiàn)有的膠接理論都是從某一方面出發(fā)來(lái)闡述其原理，所以至今全面唯一的理論是沒(méi)有的。