澆封技術的研究及應用

王典國

中煤科工集團重慶研究院有限公司

澆封技術的研究及應用

王典國

中煤科工集團重慶研究院有限公司

當前，隨著電子工業的迅速發展，電子設備要求小型化、散熱快、性能穩定、提高產品質量是電子工業發展的主要方向。如果采用澆封技術就能使結構大大簡化，其外殼已不起多少作用，甚至可以不要，因而能使體積大大減少，成本也降低。目前在國內許多電子產品中都采用了澆封技術，如一體化電源等。基于此，文章就澆封技術的研究及應用進行簡要的分析，希望可以提供一個有效的借鑒，從而更好的提高澆封技術水平。

澆封技術；研究；應用

1.澆封的作用

澆封是本安電路、電氣設備中常用的安全措施，具有以下作用:加強電氣絕緣.防止本安電路與非本安電路之間的漏電和擊穿；加固電氣元件，防止短路和人為拆動;阻止爆炸性氣體侵入并防止產生火花，達到防爆要求;降低元件或導電部件的最高表面溫度。

2.澆封的適用范圍

2.1 組件澆封

2.1.1 澆封電池組。由于可充電的鎳/福電池(Ni/Cd電池)、鎳/金屬氫化物蓄電池(iN/MH電池)等，其短路電流很大，已超出本安性能要求，須串聯限流電阻，并將它們澆封成一整體組件，方可達到本安要求。對于l號(R20型)、2號(R14型)、5號(R6型)等干電池，尤其是高容量的干電池，若(串、并聯)使用節數較多，已超出本安性能要求范圍時，也應串入限流電阻，采用澆封措施，達到本安性能要求。經澆封后，電池直接短路的可能性已不存在，只能經過限流電阻后，才能發生短路現象，但此時短路電流已被限制在安全范圍之內。

2.1.2 澆封電容琴組件。在電路中，當電容器的電容量偏大或其兩端跨接的電壓過高，超過本安性能允許值時，則將電容器串入限流電阻，并將它們澆封成一體，使之達到本安要求。

2.1.3 澆封電感組件。在電路中，當變壓器、繼電器、振蕩與濾波電感線圈的電感量偏大或流過線圈中的電流偏大，而超出本安性能允許值時，此時主要在線圈兩端并聯分流保護元件(如晶體二級管、穩壓二級管、壓敏電阻等)，也可在線圈中串聯限流電阻，再將它們澆封一整體組件，則可達到本安性能要求。

2.2 裸露導體澆封

當本安電路與非本安電路裸露導體之間的電氣間隙與爬電距離過小，不能滿足標準規定要求時，可用樹脂澆封。裸露導體用絕緣材料澆封后，其間距須不小于表中第6項數值，也就是說，其電氣間隙可減小到原規定值的1/3，但在任何情況下不得小于lmm(如印刷電路板、元件出線腳，接線座、集成電路等)。

2.3 特殊保護元件澆封

澆封特殊保護元件，如安全柵中的快速熔斷器，為防止機械損傷和人為拆動，保證電路工作的可靠性，須采用澆封方法與整個安全柵澆封為一體。

3.澆封配方及工藝

3.1 澆封配方

澆封配方選擇合理的配方，一方面是為了滿足電源的性能要求，使電源在長期工作狀態下及在外部配套設備故障的情況下，能迅速將內部熱量散發出去，保證電源不至因過熱而損壞。

另一方面，配方選擇的不合理就會產生在固化過程中樹脂的開裂及對元件的損壞，這主要是由于樹脂固化收縮以及澆封料與澆封器件的膨脹系數不匹配造成的。解決這一問題的根本辦法就是增加無機填料的比例，這樣就可以降低澆封料的線膨脹系數，減少固化時的內壓力。但是填料增多，同時會使澆封液粘度上升，脫泡困難，流動性差，使澆封料與電子元件之間的結合力下降，不能很好的滋潤，影響其電氣性能，再加上前面對比試驗中所述，填料并不是越多越好。所以在選擇配方時應仔細考慮，多次試驗。其中填料所占的比重是最主要的，是起決定性作用的。

3.2 澆封工藝

澆封方法主要有自由澆注及真空澆注真空壓力灌注等幾種，而影響澆封工藝主要有以下幾個方面:①從材料上來考慮，各種材料應干燥避免受潮，特別是無機填料要進行烘焙干燥。因為填料表面常吸附不少水分，水分在配制過程中會產生大量汽泡，影響澆注的性能和質量;②從結構上來考慮，對于澆注件應盡量減少尖角拐角特別是直角，一方面是為了避免固化時應力集中，另一方面是為增加其流動性，使澆注液能迅速流動到各個角落;③填料的沉淀。

由于AL203的比重較大，在澆注中會產生沉淀現象。造成上下分層，易出現開裂。填料粒度越大，相對懸浮力越小，越容易產生沉淀。反之，粒度越細，則沉淀越小，但粒度過細，表面積顯著增加，影響填料的加入量，同時流動性變差。一般粒度在300目左右已能滿足要求，沉淀是不嚴重的。

另外在配制過程中掌握得好也能避免沉淀產生。在固化劑加入前要充分攪拌均勻，加入固化劑后，快速攪拌，使其加快均勻凝固.防止沉淀，并在適當的時機進行澆注。KF1018電源澆注液能在10min內即開始凝固，所以澆注時應做到量少、動作快。

4.質量控制檢測

4.1 響應動作距離測試

選用磁鋼表面磁場1200-1300GS標準試驗樣塊進行。用磁鐵試驗塊逐漸靠近被測接近開關，其輸出狀態變化時，用游標卡尺測出磁鐵試驗塊至被測接近開關之間的距離，即為吸合距離；將磁鐵試驗塊逐漸離開被測接近開關，其輸出狀態變化時，用游標卡尺測出磁鐵試驗塊至被測接近開關之間的距離，即為釋放距離。接近開關與磁鋼的吸合距離≤120mm，釋放距離≥200mm；磁鋼表面磁場≥1300GS。

4.2 電氣間隙與爬行距離

帶電回路之間、帶電零部件、導電零部件與接地零部件之間的電氣間隙應不小于5mm，爬電距離應不小于8mm。

4.3 接地

應符合GB3836的規定，螺栓牢固，標志清晰。

4.4 絕緣電阻

接近開關引出端子與外殼之間的絕緣電阻常態應不小于50×106Ω。

4.5 工頻耐壓

接近開關引出端子與外殼之間應能承受2500V工頻耐壓試驗，歷時1min，應無火花、飛弧和擊穿現象。

4.6 動作條件

當磁鋼通過接近開關時，接近開關輸出觸點接通；磁鋼離開接近開關時，觸點斷開。

綜上所述，澆封是一種有效的防爆安全措施。澆封劑須粘附到任何凸出的導線、元件和印刷電路板上，要注意澆封劑的自由表面與被澆封的元件、導體之間的厚度，以保證具有足夠的機械強度，從而保證產品的質量。

[1]趙鵬，馮孝秋.澆封/膠粘材料在防爆電氣設備中的應用[J].電氣防爆，2006，03:39-42.

[2]王曉波.隔爆型防爆低壓電器設備貫穿端子澆封工藝簡介[J].電氣開關，2011，02:4-6.