低壓注塑工藝在互感器行業(yè)中的應(yīng)用

趙 玲

河北申科電子股份有限公司， 河北石家莊 052360

0 引言

自動(dòng)點(diǎn)膠設(shè)備中的低壓注塑設(shè)備是比較成熟的設(shè)備，它在變壓器行業(yè)中用途很廣。

注塑的目的，解決生產(chǎn)周期的瓶頸問題，使用低壓注塑材料代替環(huán)氧樹脂膠封裝互感器，在絕緣方面不遜于環(huán)氧樹脂膠，人工成本低，材料可重復(fù)多次利用，無浪費(fèi)和污染，工藝更先進(jìn)，有較大的應(yīng)用前景。低壓注塑技術(shù)工藝是完全可以應(yīng)用于互感器產(chǎn)品封裝的，絕緣性能可以與環(huán)氧樹脂膠媲美，工藝性更先進(jìn)，生產(chǎn)周期短，產(chǎn)品交付率高，在互感器行業(yè)有較大的應(yīng)用前景。

Macromelt? 低壓注塑工藝是一種使用很低的注塑壓力將熱熔材料注入模具并快速固化成型的封裝工藝，以Macromelt? 熱熔材料卓越的密封性和優(yōu)秀的物理、化學(xué)性能來達(dá)到絕緣、耐溫、抗沖擊、減振、防潮、防水、防塵、耐化學(xué)腐蝕等功效，對(duì)電子元器件起到良好的保護(hù)作用。與傳統(tǒng)的灌封工藝（如雙組份環(huán)氧樹脂或者硅酮灌封）相比，Macromelt? 低壓注塑工藝不僅具有環(huán)保性，同時(shí)大幅度提高的生產(chǎn)效率可以幫助降低生產(chǎn)的總成本。

1 試驗(yàn)過程與分析

我用我司難灌封產(chǎn)品做突破口，用于低壓注塑工藝的試驗(yàn)。先后試驗(yàn)5 批，試驗(yàn)結(jié)果比較理想，通過實(shí)際指標(biāo)測(cè)試，均達(dá)到產(chǎn)品國(guó)標(biāo)要求。它的優(yōu)勢(shì)在于以下幾個(gè)方面：1）注塑壓力低； 2）封裝易碎/易損元件； 3）不會(huì)損壞元件； 4）提高生產(chǎn)力；5）無化學(xué)反應(yīng)：采用單組份材料、過程簡(jiǎn)易、清潔、周期時(shí)間短 (僅10 到50 秒)；6）優(yōu)異的材料特性；7）靈活和小型化的產(chǎn)品設(shè)計(jì)；8）有效的應(yīng)力緩沖、這兩個(gè)力量剛好是相反的力量；9）成型性能；10）防水、防潮、電絕緣、緩沖擊；11）耐化學(xué)腐蝕性、耐汽油、溶劑、油、乙醇、酸、堿腐蝕、通過UL94V-0 認(rèn)證；12）高低溫穩(wěn)定性、耐熱循環(huán)、耐寒性、耐溫性 (-40℃至150℃)；13）不含任何有毒物質(zhì)，符合RoHS 指令、可回收利用；14）物理防護(hù)性能；15）降低生產(chǎn)總成本、淘汰了灌封工藝中必須使用的載體盒；16）無需加熱固化，節(jié)能；17）在PCB 封裝時(shí)，相比灌封工藝，大量減少了封裝材料的使用量；18）鋁質(zhì)模具、可降低模具成本。

2 現(xiàn)行的互感器樹脂混合膠材料

2.1 樹脂

可以作為澆注絕緣材料的合成樹脂很多，目前普遍采用的是不飽和樹脂和環(huán)氧樹脂，凡是分子結(jié)構(gòu)中含有兩個(gè)或兩個(gè)以上環(huán)氧基團(tuán)的化合物都可以稱為環(huán)氧樹脂，目前常用的是雙酚A 與環(huán)氧氯丙烷的縮水甘油醚。

2.2 填料

填料的作用是提高樹脂澆注件的耐熱性、耐寒性、耐磨性和導(dǎo)熱性，可提高澆注件的硬度和耐化學(xué)腐蝕能力，也可降低澆注件收縮率及熱膨脹系數(shù)，還可以降低成本。某些無機(jī)填料還可增加澆注件的耐電弧能力。

可以使用的無機(jī)填料有石英粉、白云石粉、氧化鋁粉、石灰石粉、陶瓷粉、高嶺土、鋁礦石粉、滑石粉和石棉粉等。

纖維狀填料如石棉粉，可提高澆注件的機(jī)械沖擊強(qiáng)度，但混合膠不能混合均勻。高嶺土流動(dòng)性差且介損大。滑石粉流動(dòng)性好但介損大。陶瓷粉易沉淀。鋁土礦粉濕度大易使?jié)沧⒓薄Ｊ⒎邸自剖邸⒀趸X粉及石灰石粉都是很好的填料。

填料的比例不能過高，否則會(huì)使混合膠粘度增加，流動(dòng)性差，澆注件的機(jī)械強(qiáng)度下降。

2.3 固化劑

環(huán)氧樹脂必須加入固化劑才能固化變硬。固化劑種類繁多，可分為酸酐類固化劑和胺類固化劑兩大類。

酸酐類固化劑應(yīng)用最廣，它和環(huán)氧樹脂混合膠在加熱條件下固化，所以粘度低，填料比例大。還可以在加熱、真空條件下脫氣。酸酐類固化劑也有很多種，最常用的呈固體狀的鄰苯二甲酸酐（PA）及呈液體狀的四氫鄰苯二甲酸酐。

胺類固化劑也是雙酚A 型環(huán)氧樹脂常用的固化劑，大多數(shù)胺類固化劑和樹脂在室溫下固化，混合膠粘度大，容易揮發(fā)，不能抽真空，如羥乙基乙二胺等。

2.4 促進(jìn)劑

如因固化劑或樹脂的原因，樹脂混合膠固化時(shí)間過長(zhǎng)，加入促進(jìn)劑可以加速固化。

2.5 增韌劑

多數(shù)樹脂固化后比較脆，澆注件在搬運(yùn)過程中受震動(dòng)易開裂，或在冷熱驟變后開裂，加增韌劑后，使?jié)沧⒓哂袕椥裕商岣咂涞挚箼C(jī)械沖擊的強(qiáng)度。

2.6 顏料

選擇樹脂混合膠的顏料，不僅要考慮澆注件顏色，還要考慮是否影響混合膠的固化速度及澆注件的性能。

3 優(yōu)勢(shì)與應(yīng)用

傳統(tǒng)灌封工藝流程

模型外殼 加墊片 插入電子件 預(yù)熱

灌封 沉降或真空 固化 測(cè)試

Macromelt 低壓注塑工藝流程

插入電子件 注塑 測(cè)試

Macromelt 低壓注塑工藝的三種主要應(yīng)用

3.1 電子元器件的封裝

在注塑過程中采用低壓，能夠防止損壞敏感電子元器件。此種材料可保護(hù)電子器件免受外部環(huán)境影響（如水汽、機(jī)械應(yīng)力等）。而且能夠充當(dāng)外殼。

3.2 連接器防水密封

采用熱熔膠密封插頭以及電纜卡子。

3.3 現(xiàn)場(chǎng)注塑制作索環(huán)

可以將此低壓注塑工藝用于將索環(huán)的現(xiàn)場(chǎng)制作，客服了穿索環(huán)的過程中的所消耗的時(shí)間，提高生產(chǎn)工藝。

4 結(jié)論

鑒于低壓注塑工藝在電子行業(yè)這么多成功的案例，我研發(fā)工藝部也試圖引進(jìn)這個(gè)新工藝，應(yīng)用在我司產(chǎn)品互感器上，代替環(huán)氧樹脂膠的封裝，使絕緣性能和電性能都能保證的前提下，大幅度縮短生產(chǎn)周期，減少人員，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)成本，達(dá)到減員增效的目的。

低壓注塑工藝的產(chǎn)品,注塑材料：0M678 漢高PA 膠，這一方面縮短了生產(chǎn)周期，一方面減少了人力成本，一方面減少了因外觀造成的報(bào)廢，這對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量是一次提升，產(chǎn)品外觀一致性好，性能一致性好，總體產(chǎn)品質(zhì)量一致性好，品質(zhì)提升一大截。綜上所述，互感器行業(yè)中應(yīng)用低壓注塑工藝是更先進(jìn)的工藝，必將取代環(huán)氧樹脂膠的灌封工藝，成為互感器行業(yè)中的主流封裝工藝。

[1]趙乃九.電流互感器之原理與設(shè)計(jì).上海：科學(xué)技術(shù)出版社，1960.

[2]張軍，肖耀榮，劉在勤.互感器設(shè)計(jì).沈陽：沈陽變壓器研究所，1993.

[3]肖耀榮，高祖綿.互感器原理與設(shè)計(jì)基礎(chǔ).沈陽：遼寧科學(xué)技術(shù)出版社.2003，2.