低壓注塑工藝在互感器行業中的應用

趙 玲

河北申科電子股份有限公司， 河北石家莊 052360

0 引言

自動點膠設備中的低壓注塑設備是比較成熟的設備，它在變壓器行業中用途很廣。

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

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秀的物理、化學性能來達到絕緣、耐溫、抗沖擊、減振、防潮、防水、防塵、耐化學腐蝕等功效，對電子元器件起到良好的保護作用。與傳統的灌封工藝（如雙組份環氧樹脂或者硅酮灌封）相比，Macromelt? 低壓注塑工藝不僅具有環保性，同時大幅度提高的生產效率可以幫助降低生產的總成本。

1 試驗過程與分析

我用我司難灌封產品做突破口，用于低壓注塑工藝的試驗。先后試驗5 批，試驗結果比較理想，通過實際指標測試，均達到產品國標要求。它的優勢在于以下幾個方面：1）注塑壓力低； 2）封裝易碎/易損元件； 3）不會損壞元件； 4）提高生產力；5）無化學反應：采用單組份材料、過程簡易、清潔、周期時間短 (僅10 到50 秒)；6）優異的材料特性；7）靈活和小型化的產品設計；8）有效的應力緩沖、這兩個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）耐化學腐蝕性、耐汽油、溶劑、油、乙醇、酸、堿腐蝕、通過UL94V-0 認證；12）高低溫穩定性、耐熱循環、耐寒性、耐溫性 (-40℃至150℃)；13）不含任何有毒物質，符合RoHS 指令、可回收利用；14）物理防護性能；15）降低生產總成本、淘汰了灌封工藝中必須使用的載體盒；16）無需加熱固化，節能；17）在PCB 封裝時，相比灌封工藝，大量減少了封裝材料的使用量；18）鋁質模具、可降低模具成本。

2 現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氧樹脂，凡是分子結構中含有兩個或兩個以上環氧基團的化合物都可以稱為環氧樹脂，目前常用的是雙酚A 與環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、耐磨性和導熱性，可提高澆注件的硬度和耐化學腐蝕能力，也可降低澆注件收縮率及熱膨脹系數，還可以降低成本。某些無機填料還可增加澆注件的耐電弧能力。

可以使用的無機填料有石英粉、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，可提高澆注件的機械沖擊強度，但混合膠不能混合均勻。高嶺土流動性差且介損大。滑石粉流動性好但介損大。陶瓷粉易沉淀。鋁土礦粉濕度大易使澆注件吸潮。石英粉、白云石粉、氧化鋁粉及石灰石粉都是很好的填料。

填料的比例不能過高，否則會使混合膠粘度增加，流動性差，澆注件的機械強度下降。

2.3 固化劑

環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。

酸酐類固化劑應用最廣，它和環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 型環氧樹脂常用的固化劑，大多數胺類固化劑和樹脂在室溫下固化，混合膠粘度大，容易揮發，不能抽真空，如羥乙基乙二胺等。

2.4 促進劑

如因固化劑或樹脂的原因，樹脂混合膠固化時間過長，加入促進劑可以加速固化。

2.5 增韌劑

多數樹脂固化后比較脆，澆注件在搬運過程中受震動易開裂，或在冷熱驟變后開裂，加增韌劑后，使澆注件具有彈性，可提高其抵抗機械沖擊的強度。

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 優勢與應用

傳統灌封工藝流程

模型外殼 加墊片 插入電子件 預熱

灌封 沉降或真空 固化 測試

Macromelt 低壓注塑工藝流程

插入電子件 注塑 測試

Macromelt 低壓注塑工藝的三種主要應用

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。此種材料可保護電子器件免受外部環境影響（如水汽、機械應力等）。而且能夠充當外殼。

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 現場注塑制作索環

可以將此低壓注塑工藝用于將索環的現場制作，客服了穿索環的過程中的所消耗的時間，提高生產工藝。

4 結論

鑒于低壓注塑工藝在電子行業這么多成功的案例，我研發工藝部也試圖引進這個新工藝，應用在我司產品互感器上，代替環氧樹脂膠的封裝，使絕緣性能和電性能都能保證的前提下，大幅度縮短生產周期，減少人員，提高勞動生產率，降低勞動成本，達到減員增效的目的。

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

[1]趙乃九.電流互感器之原理與設計.上海：科學技術出版社，1960.

[2]張軍，肖耀榮，劉在勤.互感器設計.沈陽：沈陽變壓器研究所，1993.

[3]肖耀榮，高祖綿.互感器原理與設計基礎.沈陽：遼寧科學技術出版社.2003，2.