用于电子封装的环氧树脂固化工艺优化研究开题报告

 2020-02-10 11:02

1. 研究目的与意义(文献综述)

环氧树脂是分子中带有两个或两个以上环氧基的低分子量物质及其交联固化产物的总称,其最重要一类是双酚 a 型环氧树脂。因原材料易得,成本低,其产量比例约占世界环氧树脂使用量 80% 以上,故也被称作通用型环氧树脂。环氧树脂,与酚醛树脂和不饱和聚酯树脂,被称为三大通用型热固性树脂。环氧树脂具有良好的工艺性能和黏结特性,力学性能和电气性能俱佳、尺寸稳定性好,并具有极佳的耐候性和耐温性。环氧树脂用途广泛,可用于涂料、胶黏剂、封装料、工程塑料、复合材料和建筑材料等领域,特别是在电子电器行业产品灌封、浇注等密封工艺上有很广泛的应用。将环氧树脂应用在电子电器产品的封装工艺上,不但稳定性高、密封性好,而且工艺简单,能很大程度上降低生产成本。

环氧树脂本身是无毒的,但是其固化后的产品往往有一定的毒性,这是因为固化过程所添加的助剂带有毒性。要确定固化工艺,不仅要了解固化过程的动力学,还需要对固化剂、促进剂以及各类添加剂进行选择。此次毕业设计的目的就是通过文献调研,综合考虑环保、成本和性能等因素,研究设计出用于电子封装用环氧树脂的最佳固化方案。

现如今,国内外学者们对于环氧树脂的研究大都是从其固化过程的动力学着手的。固化动力学研究中的常用方法是等温或非等温差示扫描量热法(dsc)。在非等温dsc法中,不同升温速率下的活化能不同,导致不同升温速率下基线偏移情况差异较大,由于实验人员基线选取的不同,将对实验结果产生较大影响。在等温固化过程中,尤其是中低温固化后期往往会出现扩散效应,因此在使用非等温dsc法得到的动力学模型对等温固化结果进行预测时,后期预测结果往往偏大。总的来看,等温dsc法研究树脂中低温固化得出的动力学模型更为准确。动力学分析中常用到的方法是唯象法和机理法,由于环氧树脂固化机理十分复杂,因此普遍采用唯象法。

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2. 研究的基本内容与方案

2.1 基本内容

采用abaqus有限元分析软件进行多物理场耦合建模仿真优选出较佳的三条阶级固化工艺路线,并经过实际制样与测试验证过程(优选工艺曲线下,树脂的拉伸、压缩、弯曲、冲击性能尽量不低于现有工艺,实际固化物的固化温度与最终应力相对较低),优选得到一条最佳的固化工艺曲线,且采用优化的固化工艺方案的树脂温度和应变的有限元模拟结果和相应条件下的fbg测试结果的误差在20%以内。

2.2 研究目标

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3. 研究计划与安排

第1-3周:查阅不少于15篇的相关资 ,完成英文翻译。明确研究内容,了解研究所需原材料、仪器和设备。确定技术方案,并完成开题报告;

第4-6周:按照设计方案,完成环氧树脂固化过程有限元模型建立及固化工艺曲线优化;

第7-8周:完成光纤光栅实时监测环氧树脂固化温度与应变实验;

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4. 参考文献(12篇以上)

1. khoun l, centea t, hubert p. characterization methodology of thermoset resins for the processing of composite materials -- case study: cycom 890rtm epoxy resin[j]. journal of composite materials. 2010,44(11):1397-1415.

2. qi t, pinter g, antretter t, krivec t, fuchs p. model free kinetics coupled with finite element method for curing simulation of thermosetting epoxy resins[j]. journal of applied polymer science. 2018,135(27):464-508.

3. antonucci v, cusano a, giordano m, nasser j, nicolais l. cure-induced residual strain build-up in a thermoset resin[j]. composites part a applied science amp; manufacturing. 2006,37(4):592-601.

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