環(huán)氧樹脂灌封常用工藝介紹以及問題原因分析

灌封就是將液態(tài)復(fù)合物用機械或手工方式灌入裝有電子元件、線路的器件內(nèi)，在常溫或加熱條件下固化成為性能優(yōu)異的熱固性高分子絕緣材料?？蓮娀娮悠骷恼w性，提高對外來沖擊、震動的抵抗力；提高內(nèi)部元件、線路間絕緣，有利于器件小型化、輕量化；避免元件、線路直接暴露，改善器件的防水、防潮性能，并提高使用性能和穩(wěn)定參數(shù)。
環(huán)氧灌封有常態(tài)和真空兩種灌封工藝。環(huán)氧樹脂、胺類常溫固化灌封料，一般用于低壓電器，多采用常態(tài)灌封。環(huán)氧樹脂．酸酐加熱固化灌封料，一般用于高壓電子器件灌封，多采用真空灌封工藝，是我們本節(jié)研究的重點。目前常見的有手工真空灌封和機械真空灌封兩種方式，而機械真空灌封又可分為a、b組分先混合脫泡后灌封和先分別脫泡后混合灌封兩種情況。
灌封產(chǎn)品常出現(xiàn)的問題及原因分析
（1）局部放電起始電壓低，線間打火或擊穿電視機、顯示器行輸出變壓器，汽車、摩托車點火器等高壓電子產(chǎn)品，常因灌封工藝不當，工作時會出現(xiàn)局部放電(電暈)、線間打火或擊穿現(xiàn)象，是因為這類產(chǎn)品高壓線圈線徑很小，一般只有0.02～0.04mm，灌封料未能完全浸透匝間，使線圈匝間存留空隙。由于空隙介電常數(shù)遠小于環(huán)氧灌封料，在交變高壓條件下，會產(chǎn)生不均勻電場，引起界面局部放電，使材料老化分解，引起絕緣破壞。
對于手工灌封或先混合脫泡后真空灌封工藝，物料混合脫泡溫度高、作業(yè)時間長或超過物料適用期，以及灌封后產(chǎn)品未及時進入加熱固化程序，都會造成物料黏度增大，影響對線圈的浸滲。據(jù)上海常祥實業(yè)有限公司的專家介紹，熱固化環(huán)氧灌封材料復(fù)合物，起始溫度越高，黏度越小，隨時間延長，黏度增長也越迅速。
（2）灌封件表面縮孔、局部凹陷、開裂灌封料在加熱固化過程中，會產(chǎn)生兩種收縮，即由液態(tài)到固態(tài)相變過程中的化學(xué)收縮和降溫過程中的物理收縮。進一步分析，固化過程中的化學(xué)變化收縮又有兩個過程，從灌封后加熱化學(xué)交聯(lián)反應(yīng)開始到微觀網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)初步形成階段產(chǎn)生的收縮，我們稱之為凝膠預(yù)固化收縮。從凝膠到完全固化階段產(chǎn)生的收縮我們稱之為后固化收縮。這兩個過程的收縮量是不一樣的。前者由液態(tài)轉(zhuǎn)變成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)過程中，物理狀態(tài)發(fā)生突變，反應(yīng)基團消耗量大于后者，體積收縮量也高于后者。凝膠預(yù)固化階段(75℃/3h)環(huán)氧基消失大于后固化階段(110℃/3h)，差熱分析結(jié)果也證明這點，試樣經(jīng)750℃/3h處理后其固化度為53%。
若我們對灌封試件采取一次高溫固化，則固化過程中的兩個階段過于接近，凝膠預(yù)固化和后固化近乎同時完成，這不僅會引起過高的放熱峰，損壞元件，還會使灌封件產(chǎn)生巨大的內(nèi)應(yīng)力，造成產(chǎn)品內(nèi)部和外觀的缺損。為獲得良好的制件，我們必須在灌封料配方設(shè)計和固化工藝制定時，重點關(guān)注灌封料的固化速度(即a、b復(fù)合物凝膠時間)與固化條件的匹配問題。通常采用的方法是：依照灌封料的性質(zhì)、用途按不同溫區(qū)分段固化的工藝。據(jù)專家介紹，彩色電視機行輸出變壓器灌封按不同溫區(qū)分段固化規(guī)程及制件內(nèi)部放熱曲線。在凝膠預(yù)固化溫區(qū)段灌封料固化反應(yīng)緩慢進行，反應(yīng)熱逐漸釋放，物料黏度增加和體積收縮平緩進行。此階段物料處于流態(tài)，則體積收縮表現(xiàn)為液面下降，直至凝膠，可完全消除該階段體積收縮內(nèi)應(yīng)力。從凝膠預(yù)固化到后固化階段，升溫也應(yīng)平緩，固化完畢，灌封件應(yīng)隨加熱設(shè)備同步緩慢降溫，多方面減少、調(diào)節(jié)制件內(nèi)應(yīng)力分布狀況，可避免制件表面產(chǎn)生縮孔、凹陷甚至開裂現(xiàn)象。
對灌封料固化條件的制訂，還要參照灌封制件內(nèi)封埋元件的排布、飽滿程度及制件大小、形狀、單只灌封量等。對單只灌封量較大而封埋元件較少的，適當?shù)亟档湍z預(yù)固化溫度并延長時間是完全必要的。
（3）固化物表面不良或局部不固化這些現(xiàn)象也多與固化工藝相關(guān)。