







封装模块的密封可靠性,往往是决定产品寿命的最后一道关口。
最近,我们收到了一批"漏胶"的模块——果冻胶从外壳与底板的结合处溢出,严重的产品已经能看到胶体沿边框流出的痕迹。
同一批模块,有的溢胶、有的不溢,产线上很难提前识别哪些会出问题。更棘手的是,密封胶的固化工艺没有变动,果冻胶的批次也没有更换,问题到底出在哪里?
我们拿到了4片模块样品(2片溢胶NG、2片正常OK),以及未固化密封胶和果冻胶原料各一份,开始了逐层排查。
第一步:光学分析——粘结界面出了问题 最先做的是外观和光学显微观察,拆开NG和OK模块的底板与外壳后,差异就很明显了。 NG底板一侧边缘溢胶严重,溢胶的形貌与外壳盖板边框高度吻合,说明果冻胶是顺着密封胶与底板的结合面流出的;而OK底板上密封胶残留良好,与底板结合紧密,没有溢胶迹象。 用超景深数码显微镜进一步观察,发现了一个关键细节:NG底板在密封胶粘结区域明显发黄,OK底板则没有,NG底板密封胶粘结位置的变色,暗示这个区域的界面发生了某种化学变化或物质残留。 样品NG1与OK1底板暗场光学图片 到这里,初步判断已经形成:问题不在果冻胶本身,而在密封胶与底板的粘结界面,NG件的密封胶没有牢牢"抓"住底板,给果冻胶留下了溢出的通道。 第二步:SEM形貌——排除物理缺陷 既然界面有问题,接下来用扫描电镜(SEM)看看微观形貌上有没有异常。 观察NG底板溢胶的初始区域,表面有果冻胶残留,个别位置能看到球形颗粒;但在未发黄的区域,同样存在球形颗粒。也就是说,球形颗粒是底板的正常微观特征,不是导致溢胶的原因。 样品NG2底板SEM图片 样品NG2底板SEM图片 OK底板的粘结面SEM图片显示,密封胶表面零星分布着线条状痕迹,这是对面白色塑胶框的印痕,属于正常的接触痕迹;底板未粘结面同样有球形颗粒,与NG一致。 样品OK2底板粘结面SEM图片 样品OK2底板未粘结面SEM图片 SEM 这一轮的结论是:底板和密封胶的微观形貌没有异常缺陷,物理层面看不出明显差异,问题不在"形貌",而在"成分"。 第三步:EDS元素分析——焊接残留的线索 用X射线能谱仪(EDS)对NG底板进行元素分析,结果如下: 样品NG1发黄区域和未发黄区域EDS能谱图结果图片 发黄区域检出了Sn(锡)元素,而未发黄区域没有。Sn来自焊接过程中使用的锡膏,说明发黄区域确实受到了焊接相关物质的污染;C、O、Si则疑似来自溢出的果冻胶(有机硅类)。 但EDS只能检测元素,无法分辨有机分子的具体结构。Sn的存在指向了焊接工序,但焊接过程还可能引入其他物质——比如助焊剂、清洗剂等含碳氢的有机物,这些EDS是看不出来的,需要更精细的手段。 第四步:FTIR红外分析——多出来的一个峰 傅里叶变换显微红外光谱仪(FTIR)是鉴别有机物结构的利器,我们对NG底板发黄区域和正常密封胶粘结区域进行了对比。 发黄区域的红外谱图中,除了密封胶(有机硅)的特征吸收峰之外,在2852.72 cm⁻¹处多出了一个吸收峰,这个峰归属于CH₂的对称伸缩振动——说白了,就是烷烃类物质的指纹。 样品NG1黄变区域表面与密封胶FTIR谱图 同时,我们将未固化密封胶原料与NG件上已固化的密封胶进行对比,发现固化后的密封胶在2161.57 cm⁻¹处(Si-H键,固化剂特征峰)已无明显吸收,说明密封胶固化完全,不存在固化不良的问题。 未固化密封胶与固化密封胶FTIR对比图 到这里,线索越来越清晰了:密封胶固化没问题,但发黄区域多了一种烷烃类物质,这种物质不是密封胶的成分,也不是果冻胶的成分——它来自底板。 第五步:Py-GCMS——锁定烷烃污染源 最后一步是裂解气相色谱-质谱联用(Py-GCMS),我们分别取了NG溢胶区域的样品和纯果冻胶原料,在300°C下裂解进行成分对比。 两者的主体峰都是有机硅硅氧烷的特征峰,符合预期,但在保留时间20.72 min处,溢胶区域比纯果冻胶多出了一个微小的色谱峰——经鉴定为烷烃。 NG溢胶区域与纯果冻胶原料Py-GCMS谱图 果冻胶本身不含烷烃,溢出的果冻胶却检出了烷烃。由于果冻胶是从底板与密封胶之间溢出的,经过底板表面时会带走底板上的污染物,这个烷烃,就是从底板上"带"出来的。 失效原因 综合五步分析,失效链条已经完整: 底板在制程(很可能与焊接工序相关)中引入了烷烃类物质,残留在底板表面; 烷烃物质降低了密封胶与底板之间的表面能,导致密封胶无法有效润湿和粘结底板; 粘结不良的界面形成了通道,果冻胶在密封胶与底板之间溢出; 发黄现象是烷烃物质与密封胶在界面处共同作用的结果。 改善建议 排查焊接工艺:重点检查助焊剂、清洗剂等含烷烃的工艺辅材,评估其在底板表面的残留情况,必要时优化清洗工序。 审核底板制程:从底板加工到组装的全流程排查烷烃物质的引入环节,增加底板表面清洁度检测(如接触角测试)作为来料或工序监控手段。 粘结性验证:在工艺改进后,进行密封胶与底板的拉拔力测试或剪切强度测试,验证粘结改善效果。





