王典國(guó)

中煤科工集團(tuán)重慶研究院有限公司

澆封技術(shù)的研究及應(yīng)用

王典國(guó)

中煤科工集團(tuán)重慶研究院有限公司

當(dāng)前，隨著電子工業(yè)的迅速發(fā)展，電子設(shè)備要求小型化、散熱快、性能穩(wěn)定、提高產(chǎn)品質(zhì)量是電子工業(yè)發(fā)展的主要方向。如果采用澆封技術(shù)就能使結(jié)構(gòu)大大簡(jiǎn)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(guó)內(nèi)許多電子產(chǎn)品中都采用了澆封技術(shù)，如一體化電源等。基于此，文章就澆封技術(shù)的研究及應(yīng)用進(jìn)行簡(jiǎn)要的分析，希望可以提供一個(gè)有效的借鑒，從而更好的提高澆封技術(shù)水平。

澆封技術(shù)；研究；應(yīng)用

1.澆封的作用

澆封是本安電路、電氣設(shè)備中常用的安全措施，具有以下作用:加強(qiáng)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(dòng);阻止爆炸性氣體侵入并防止產(chǎn)生火花，達(dá)到防爆要求;降低元件或?qū)щ姴考淖罡弑砻鏈囟取?/p>

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(lián)限流電阻，并將它們澆封成一整體組件，方可達(dá)到本安要求。對(duì)于l號(hào)(R20型)、2號(hào)(R14型)、5號(hào)(R6型)等干電池，尤其是高容量的干電池，若(串、并聯(lián))使用節(jié)數(shù)較多，已超出本安性能要求范圍時(shí)，也應(yīng)串入限流電阻，采用澆封措施，達(dá)到本安性能要求。經(jīng)澆封后，電池直接短路的可能性已不存在，只能經(jīng)過(guò)限流電阻后，才能發(fā)生短路現(xiàn)象，但此時(shí)短路電流已被限制在安全范圍之內(nèi)。

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

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

2.2 裸露導(dǎo)體澆封

當(dāng)本安電路與非本安電路裸露導(dǎo)體之間的電氣間隙與爬電距離過(guò)小，不能滿(mǎn)足標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定要求時(shí)，可用樹(shù)脂澆封。裸露導(dǎo)體用絕緣材料澆封后，其間距須不小于表中第6項(xiàng)數(shù)值，也就是說(shuō)，其電氣間隙可減小到原規(guī)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(hù)元件澆封

澆封特殊保護(hù)元件，如安全柵中的快速熔斷器，為防止機(jī)械損傷和人為拆動(dòng)，保證電路工作的可靠性，須采用澆封方法與整個(gè)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(mǎn)足電源的性能要求，使電源在長(zhǎng)期工作狀態(tài)下及在外部配套設(shè)備故障的情況下，能迅速將內(nèi)部熱量散發(fā)出去，保證電源不至因過(guò)熱而損壞。

另一方面，配方選擇的不合理就會(huì)產(chǎn)生在固化過(guò)程中樹(shù)脂的開(kāi)裂及對(duì)元件的損壞，這主要是由于樹(shù)脂固化收縮以及澆封料與澆封器件的膨脹系數(shù)不匹配造成的。解決這一問(wèn)題的根本辦法就是增加無(wú)機(jī)填料的比例，這樣就可以降低澆封料的線膨脹系數(shù)，減少固化時(shí)的內(nèi)壓力。但是填料增多，同時(shí)會(huì)使?jié)卜庖赫扯壬仙撆堇щy，流動(dòng)性差，使?jié)卜饬吓c電子元件之間的結(jié)合力下降，不能很好的滋潤(rùn)，影響其電氣性能，再加上前面對(duì)比試驗(yàn)中所述，填料并不是越多越好。所以在選擇配方時(shí)應(yīng)仔細(xì)考慮，多次試驗(yàn)。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(gè)方面:①?gòu)牟牧仙蟻?lái)考慮，各種材料應(yīng)干燥避免受潮，特別是無(wú)機(jī)填料要進(jìn)行烘焙干燥。因?yàn)樘盍媳砻娉Ｎ讲簧偎?，水分在配制過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量汽泡，影響澆注的性能和質(zhì)量;②從結(jié)構(gòu)上來(lái)考慮，對(duì)于澆注件應(yīng)盡量減少尖角拐角特別是直角，一方面是為了避免固化時(shí)應(yīng)力集中，另一方面是為增加其流動(dòng)性，使?jié)沧⒁耗苎杆倭鲃?dòng)到各個(gè)角落;③填料的沉淀。

由于AL203的比重較大，在澆注中會(huì)產(chǎn)生沉淀現(xiàn)象。造成上下分層，易出現(xiàn)開(kāi)裂。填料粒度越大，相對(duì)懸浮力越小，越容易產(chǎn)生沉淀。反之，粒度越細(xì)，則沉淀越小，但粒度過(guò)細(xì)，表面積顯著增加，影響填料的加入量，同時(shí)流動(dòng)性變差。一般粒度在300目左右已能滿(mǎn)足要求，沉淀是不嚴(yán)重的。

另外在配制過(guò)程中掌握得好也能避免沉淀產(chǎn)生。在固化劑加入前要充分?jǐn)嚢杈鶆?，加入固化劑后，快速攪拌，使其加快均勻凝?防止沉淀，并在適當(dāng)?shù)臅r(shí)機(jī)進(jìn)行澆注。KF1018電源澆注液能在10min內(nèi)即開(kāi)始凝固，所以澆注時(shí)應(yīng)做到量少、動(dòng)作快。

4.質(zhì)量控制檢測(cè)

4.1 響應(yīng)動(dòng)作距離測(cè)試

選用磁鋼表面磁場(chǎng)1200-1300GS標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)樣塊進(jìn)行。用磁鐵試驗(yàn)塊逐漸靠近被測(cè)接近開(kāi)關(guān)，其輸出狀態(tài)變化時(shí)，用游標(biāo)卡尺測(cè)出磁鐵試驗(yàn)塊至被測(cè)接近開(kāi)關(guān)之間的距離，即為吸合距離；將磁鐵試驗(yàn)塊逐漸離開(kāi)被測(cè)接近開(kāi)關(guān)，其輸出狀態(tài)變化時(shí)，用游標(biāo)卡尺測(cè)出磁鐵試驗(yàn)塊至被測(cè)接近開(kāi)關(guān)之間的距離，即為釋放距離。接近開(kāi)關(guān)與磁鋼的吸合距離≤120mm，釋放距離≥200mm；磁鋼表面磁場(chǎng)≥1300GS。

4.2 電氣間隙與爬行距離

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

4.3 接地

應(yīng)符合GB3836的規(guī)定，螺栓牢固，標(biāo)志清晰。

4.4 絕緣電阻

接近開(kāi)關(guān)引出端子與外殼之間的絕緣電阻常態(tài)應(yīng)不小于50×106Ω。

4.5 工頻耐壓

接近開(kāi)關(guān)引出端子與外殼之間應(yīng)能承受2500V工頻耐壓試驗(yàn)，歷時(shí)1min，應(yīng)無(wú)火花、飛弧和擊穿現(xiàn)象。

4.6 動(dòng)作條件

當(dāng)磁鋼通過(guò)接近開(kāi)關(guān)時(shí)，接近開(kāi)關(guān)輸出觸點(diǎn)接通；磁鋼離開(kāi)接近開(kāi)關(guān)時(shí)，觸點(diǎn)斷開(kāi)。

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(dǎo)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(dǎo)體之間的厚度，以保證具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度，從而保證產(chǎn)品的質(zhì)量。

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

[2]王曉波.隔爆型防爆低壓電器設(shè)備貫穿端子澆封工藝簡(jiǎn)介[J].電氣開(kāi)關(guān)，2011，02:4-6.