PC硬性材料對導熱膠水阻隔作用的研究

汪 濤

（晨輝光寶科技股份有限公司，浙江 紹興 312300）

1 概述

一般的光源產品都是單色溫且色溫不可調節，少部分可通過撥碼開關進行色溫調節。在少部分可調色溫的產品中，又有一部分要求高的產品，需要對驅動板灌注導熱膠，以延長產品的壽命及穩定性。導熱膠的流動性較好，如果進入撥碼開關，會造成撥碼開關無法撥動而失效。一般是將撥碼開關與需要灌膠的驅動板作隔離設計，或額外增加一層密封圈，這需要有足夠空間才能進行設計和操作，并增加工序和零件，影響產品的穩定性，增加產品成本。而本設計方案可在不增加額外零部件的基礎上，將撥碼開關與需要灌膠的驅動板作整體設計，并創造性地在原PC結構件上設計阻隔層，一次性注塑成型，對導熱膠進行阻隔，以達到防止撥碼開關失效的目的，并降低了零部件數量，減少工序，最終降低成本，同時也增加了產品質量的穩定性。

2 產品設計方案

GX53型燈具是一種單色溫產品，有3 000 K、4 000 K及6 500 K 3款，考慮到產品功能多元化和集成化，成本最優化，計劃將3款產品功能集成為1款可調色溫的產品。為此需要在原基礎上，增加1個調色溫的撥碼開關（見圖1）。

圖1 整燈裝配圖

該產品需要進行導熱膠灌封，導熱膠的流動性較好，容易流入撥碼開關，造成撥碼開關無法撥動而失效。解決撥碼開關的失效問題，需要防止導熱膠進入。在原有結構件上增加硬性阻隔層，在不增加額外零件的基礎上，解決撥碼開關的密封阻隔問題。結構件一次性注塑成型，不增加額外工序。

這款產品的設計難點首先在撥碼開關的位置選擇上，經過論證，驅動殼（見圖2）中間凸起的圓臺位置最合適，而且容易操作。

圖2 產品爆炸圖

驅動殼的上部開有一個圓弧形槽口，為撥碼開關的露出而設計，方便撥碼，調節色溫。此處透空槽的設計位置選取巧妙合理，既不影響外觀，也不影響與燈座的裝配。

此款燈具的另一個難點在于驅動殼中需要加入灌封膠，以保證驅動器充分散熱。灌封膠流動性較好，要防止灌封膠流入撥碼開關，造成撥碼開關失效，這是第二個難點。

在驅動殼內部，設計擋膠層和墊層（見圖3），防止因灌封膠進入撥碼開關而造成無法撥動，同時，設計方案還降低了灌封膠的使用量，降低了材料成本，擋膠層及墊層的高度在2.5 mm左右，加上驅動板的厚度1 mm，共3.5 mm，同時可以免去驅動板剪腳工藝，節省人工成本。

圖3 產品零件1驅動殼體

整燈裝配結構如下：驅動板通過螺絲一與驅動殼連接，撥碼開關通過焊接與驅動板連接，散熱器通過螺絲二與驅動殼連接，光源板通過壓板和螺絲三壓實在散熱器上，并通過電源線穿過散熱器的中心孔，與驅動板連接，透光罩通過凹型卡扣與壓板上的凸型卡點卡緊連接。整個產品的結構設計緊湊協調，空間利用率較高，且外型美觀，操作簡便。

實驗結果表明，PC硬性材料對導熱膠起到阻隔作用，產品質量非常穩定，成功率高，達到了預期效果，產品也得到了客戶的認可，取得了很好的經濟效益。

與現有技術相比，設計方案的優點在于：

1）在驅動殼背部位置加一個透空槽，以便撥碼開關露出，進行撥碼調色溫，此處設計位置選取巧妙合理，不影響與燈座的裝配及整燈外觀。

2）此款燈具的驅動殼內部，加了擋膠層和墊層，防止因灌封膠進入撥碼開關而無法撥動。這圈擋膠層的設計具有創新性，擋膠層與驅動殼是一次注塑成型的整體，并沒有增加額外的零件，降低了工藝難度，減少失效風險。

3）設計降低了灌封膠的使用量，大概降低50%，大幅度降低材料成本。

4）擋膠層的高度在2.5 mm左右，加上驅動板1 mm，共3.5 mm，設計可以免去驅動板剪腳工藝，節省人工成本。

圖4為本產品的驅動板加注灌封膠凝固后的結果，實樣拆開后可以發現，驅動殼上設計的擋膠層擋住了灌封膠進入撥碼開關。實驗結果表明，撥碼開關能正常順利地撥動，沒有失效，說明該設計方案獲得成功，同時導熱膠的用量也從64 g降低到30 g，節省了34 g導熱膠，按照導熱膠18元／kg的市場價格計算，每個產品大約可節省材料成本0.61元，一年產量按照30萬個計算，大約節省了18.3萬元的材料費用，加上節省的人工裝配費用，節約成本在20萬元以上。同時因導熱膠的用量減少，這款產品變得更加環保，也產生了更大的社會效益和環境效益。

圖4 驅動板測試工裝

3 結論

利用PC這種較硬的工程塑料在原零件上直接注塑一圈擋膠密封層，阻擋導熱灌封膠進入撥碼開關，滿足產品的密封要求。這種創新性設計完全可以代替硅膠等密封元件，起到同等作用，并簡化了產品的整體結構，減少了零件數量和工藝步驟，降低了工藝難度。類似需要灌膠的其他密封產品，如燈具和光源類產品，都可以采用這種設計思路來達到目的。