硅橡膠除氣泡工藝研究

韓慶蘭　高揚

摘要：隨著通信技術的不斷發展，連接器使用越來越廣泛。硅橡膠是電子工業不可缺少的重要絕緣材料，硅橡膠固化后存在氣泡一直是困然電纜工藝的問題，本文通過對代表產品硅橡膠灌封現狀闡述，分析了硅橡膠灌封過程中產生氣泡的原因及機理，并針對氣泡產生的機理及原因列舉了解決措施，通過驗證解決了硅橡膠存在氣泡的問題。為硅橡膠的工藝使用提供了參考。

關鍵詞：連接器;硅橡膠;堆膠;除氣泡工藝

一、引言

電連接器和電纜組件制造行業，廣泛采用粘結劑對連接器進行灌封，或對連接器尾部進行堆膠，從而消除導線所受應力或保護焊點。硅橡膠耐溫高且彈性好越來越受到青睞，但是采用硅橡膠堆膠的產品固化后存在大量的氣泡，氣泡不僅影響產品外觀質量，對于振動、潮濕、腐蝕、劇烈的溫度變化等惡劣環境下，氣泡的存在還會影響產品的電性能和機械性能，因此解決硅橡膠的氣泡成為了亟待解決的問題。通過分析氣泡產生的機理及原因列舉了解決措施，并通過驗證找到了除氣泡的方法。

二、現狀

2.1 現有工藝方法

硅橡膠灌封現行的工藝如下：

工藝流程：將硅橡膠擠入注射器→灌封→固化→清潔→檢測（包括外觀、尺寸等）→轉下道。

固化環境為室溫（24 - 28）h。

2.2 目前存在的問題

灌封是電連接器制作關鍵工序，產品灌封工藝及質量備受關注，隨著電纜組件的發展越來越多的產品需要使用硅橡膠堆膠，而我們現在使用硅橡膠堆膠的產品存在大量的氣泡合格率小于5%。作為關鍵工序如果氣泡問題沒有得到解決容易遭到質疑，直接影響了我們灌封工藝水平，因此硅橡膠除氣泡研究迫切需要解決。

三、機理及原因分析

3.1 氣泡產生的機理

硅橡膠灌封后產生氣泡的機理主要是由于進入的空氣沒有排除。廠家生產膠業過程中并非真空環境，在生產過程中會有大量的空氣進入膠液中。生產好的膠液會使用機器注入到包裝盒中（管狀），在注入包裝盒的過程中也會有大量空氣隨著膠液進入包裝盒中。因膠液生產過程中大量空氣的進入而且并沒有及時排除干凈，因此我們購買的膠液本身會存在大量的氣泡。

我們的產品在灌封過程中也不是真空環境，膠液擠入注射器的同時會伴隨很多空氣進入注射器中，膠液灌入堆膠模具時模具中的空氣有可能沒被完全排除而產生氣泡。

由于膠液和空氣張力不同，因此只要固化前膠液中空氣未排盡，固化后的膠液氣泡會變大變多。

3.2 氣泡產生的原因分析

硅橡膠灌封后產生氣泡，主要有以下兩個原因：

硅橡膠為單組份硅橡膠，膠液本身就有氣泡。

元器件間或器件灌封模具之間存在狹縫或死角，由于硅橡膠粘度很大，導致灌封后流動性不好，從而對于狹小的區域、灌封腔的邊、角部位和導線粗的部位易產生氣泡。

四、工藝方法及驗證

4.1 針對原因擬采取的工藝方法

我們通過工藝方法需要解決膠液本身氣泡（如利用脫氣泡機、抽真空機對膠液進行除氣泡處理），解決氣泡灌封過程中產生的氣泡（如用快克噴吹膠液、利用大頭針扎破氣泡、利用灌封棒膠棒膠液等方法去除氣泡），解決固化過程中產生的氣泡（如通過改變焙烘溫度避免固化過程產生的氣泡）。

4.2 工藝驗證

4.2.1 快克吹氣泡工藝驗證

該工藝方法流程如下：

a.將RTV3140、GD3140、NQ-803均稱取3g分別放入到聚氯乙烯薄膜上。

b.將快克溫度設置為100℃、120℃、150℃，將控制風速旋轉按鈕旋至“4檔”。

c.用快克吹膠液中的氣泡。

通過驗證可以發現用快吹之前有少數氣泡，快克吹之后氣泡大幅度增多，在120℃和150℃溫度下吹膠液，膠液周邊已經固化，快克吹不僅不能將氣泡去除，反而會使氣泡數量增多，因此在硅橡膠灌封或者堆膠過程中禁止用快克吹膠液（我們現有工藝則是利用快克吹氣泡）。

4.2.2 用調膠棒攪拌膠液工藝驗證

該工藝方法流程如下：

a. 稱取RTV3140、GD3140、NQ-803 3g分別放入到玻璃板上。

b.用調膠棒順時針（逆時針）攪拌膠液。

通過本次驗證可以得出膠液中沒有大的氣泡但是小氣泡極多且密集，因此在硅橡膠灌封和堆膠過程中不允許攪動膠液。

4.2.3 用抽真空機除氣泡工藝驗證

該工藝方法步驟如下：

a.RTV3140、NQ-803膠液分別放入2支10ml注射器內，膠液容積不可超過注射器的2/3。

b.抽真空機溫度≤40℃時將裝有三種膠液的注射器用臺虎鉗夾緊放入抽真空機中將抽真空機箱門關閉，依次將醫用真空表左側黑色旋鈕旋至非放氣狀態、不打開抽真空機電源、真空閥旋鈕旋至“開”檔、打開真空泵開關，當醫用表真空中壓強變為0.1MP后3～5min后，將抽真空表左側黑色旋鈕旋至“放氣”狀態，當醫用真空表中壓強降為0.01MP時（到此過程為抽真空的一次完整周期）將真空表左側黑色旋鈕旋至“非放氣”狀態。反復對膠液進行三次抽真空后關閉真空泵開關，真空閥旋鈕旋至“關”檔，當醫用真空表中壓強降為0MP時即可打開抽真空機機箱門。

c.用透明膠帶將堆膠夾具堵住，然后將注射器內部的RTV3140膠液灌封到堆膠夾具內部，將注射器內部的NQ-803膠灌封到玻璃板上。

d. 將堆膠夾具分別放入室溫環境下固化24h。

通過照片可以得出固化后的膠液沒有任何氣泡且抽真空除氣泡簡單易操作，因此初步判定利用抽真空除氣泡是可行的。

4.3 驗證情況及效果

硅橡膠灌封用抽真空機除氣泡后堆膠然后在室溫固化，觀察制作的樣品有無氣泡;自應用優化的灌封工藝以來，生產的產品，產品性能滿足用戶要求，沒有氣泡問題反饋。

結束語

綜上所述，硅橡膠產生氣泡主要是膠液本身的氣泡、膠液流動性不好以及固化環境導致的，本文列舉用用快克吹氣泡、用挑膠棒攪拌膠液、用抽真空機除氣泡共3個解決措施，通過驗證得出抽真空后利用點膠機灌封能夠解決硅橡膠本身及灌封過程中的膠液，室溫固化可以解決膠液固化過程中產品的氣泡，且合格率在99%以上。

參考文獻：

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