低压注塑工艺在互感器行业中的应用

赵 玲

河北申科电子股份有限公司， 河北石家庄 052360

0 引言

自动点胶设备中的低压注塑设备是比较成熟的设备，它在变压器行业中用途很广。

注塑的目的，解决生产周期的瓶颈问题，使用低压注塑材料代替环氧树脂胶封装互感器，在绝缘方面不逊于环氧树脂胶，人工成本低，材料可重复多次利用，无浪费和污染，工艺更先进，有较大的应用前景。低压注塑技术工艺是完全可以应用于互感器产品封装的，绝缘性能可以与环氧树脂胶媲美，工艺性更先进，生产周期短，产品交付率高，在互感器行业有较大的应用前景。

Macromelt® 低压注塑工艺是一种使用很低的注塑压力将热熔材料注入模具并快速固化成型的封装工艺，以Macromelt® 热熔材料卓越的密封性和优秀的物理、化学性能来达到绝缘、耐温、抗冲击、减振、防潮、防水、防尘、耐化学腐蚀等功效，对电子元器件起到良好的保护作用。与传统的灌封工艺（如双组份环氧树脂或者硅酮灌封）相比，Macromelt® 低压注塑工艺不仅具有环保性，同时大幅度提高的生产效率可以帮助降低生产的总成本。

1 试验过程与分析

我用我司难灌封产品做突破口，用于低压注塑工艺的试验。先后试验5 批，试验结果比较理想，通过实际指标测试，均达到产品国标要求。它的优势在于以下几个方面：1）注塑压力低； 2）封装易碎/易损元件； 3）不会损坏元件； 4）提高生产力；5）无化学反应：采用单组份材料、过程简易、清洁、周期时间短 (仅10 到50 秒)；6）优异的材料特性；7）灵活和小型化的产品设计；8）有效的应力缓冲、这两个力量刚好是相反的力量；9）成型性能；10）防水、防潮、电绝缘、缓冲击；11）耐化学腐蚀性、耐汽油、溶剂、油、乙醇、酸、碱腐蚀、通过UL94V-0 认证；12）高低温稳定性、耐热循环、耐寒性、耐温性 (-40℃至150℃)；13）不含任何有毒物质，符合RoHS 指令、可回收利用；14）物理防护性能；15）降低生产总成本、淘汰了灌封工艺中必须使用的载体盒；16）无需加热固化，节能；17）在PCB 封装时，相比灌封工艺，大量减少了封装材料的使用量；18）铝质模具、可降低模具成本。

2 现行的互感器树脂混合胶材料

2.1 树脂

可以作为浇注绝缘材料的合成树脂很多，目前普遍采用的是不饱和树脂和环氧树脂，凡是分子结构中含有两个或两个以上环氧基团的化合物都可以称为环氧树脂，目前常用的是双酚A 与环氧氯丙烷的缩水甘油醚。

2.2 填料

填料的作用是提高树脂浇注件的耐热性、耐寒性、耐磨性和导热性，可提高浇注件的硬度和耐化学腐蚀能力，也可降低浇注件收缩率及热膨胀系数，还可以降低成本。某些无机填料还可增加浇注件的耐电弧能力。

可以使用的无机填料有石英粉、白云石粉、氧化铝粉、石灰石粉、陶瓷粉、高岭土、铝矿石粉、滑石粉和石棉粉等。

纤维状填料如石棉粉，可提高浇注件的机械冲击强度，但混合胶不能混合均匀。高岭土流动性差且介损大。滑石粉流动性好但介损大。陶瓷粉易沉淀。铝土矿粉湿度大易使浇注件吸潮。石英粉、白云石粉、氧化铝粉及石灰石粉都是很好的填料。

填料的比例不能过高，否则会使混合胶粘度增加，流动性差，浇注件的机械强度下降。

2.3 固化剂

环氧树脂必须加入固化剂才能固化变硬。固化剂种类繁多，可分为酸酐类固化剂和胺类固化剂两大类。

酸酐类固化剂应用最广，它和环氧树脂混合胶在加热条件下固化，所以粘度低，填料比例大。还可以在加热、真空条件下脱气。酸酐类固化剂也有很多种，最常用的呈固体状的邻苯二甲酸酐（PA）及呈液体状的四氢邻苯二甲酸酐。

胺类固化剂也是双酚A 型环氧树脂常用的固化剂，大多数胺类固化剂和树脂在室温下固化，混合胶粘度大，容易挥发，不能抽真空，如羟乙基乙二胺等。

2.4 促进剂

如因固化剂或树脂的原因，树脂混合胶固化时间过长，加入促进剂可以加速固化。

2.5 增韧剂

多数树脂固化后比较脆，浇注件在搬运过程中受震动易开裂，或在冷热骤变后开裂，加增韧剂后，使浇注件具有弹性，可提高其抵抗机械冲击的强度。

2.6 颜料

选择树脂混合胶的颜料，不仅要考虑浇注件颜色，还要考虑是否影响混合胶的固化速度及浇注件的性能。

3 优势与应用

传统灌封工艺流程

模型外壳 加垫片 插入电子件 预热

灌封 沉降或真空 固化 测试

Macromelt 低压注塑工艺流程

插入电子件 注塑 测试

Macromelt 低压注塑工艺的三种主要应用

3.1 电子元器件的封装

在注塑过程中采用低压，能够防止损坏敏感电子元器件。此种材料可保护电子器件免受外部环境影响（如水汽、机械应力等）。而且能够充当外壳。

3.2 连接器防水密封

采用热熔胶密封插头以及电缆卡子。

3.3 现场注塑制作索环

可以将此低压注塑工艺用于将索环的现场制作，客服了穿索环的过程中的所消耗的时间，提高生产工艺。

4 结论

鉴于低压注塑工艺在电子行业这么多成功的案例，我研发工艺部也试图引进这个新工艺，应用在我司产品互感器上，代替环氧树脂胶的封装，使绝缘性能和电性能都能保证的前提下，大幅度缩短生产周期，减少人员，提高劳动生产率，降低劳动成本，达到减员增效的目的。

低压注塑工艺的产品,注塑材料：0M678 汉高PA 胶，这一方面缩短了生产周期，一方面减少了人力成本，一方面减少了因外观造成的报废，这对产品质量是一次提升，产品外观一致性好，性能一致性好，总体产品质量一致性好，品质提升一大截。综上所述，互感器行业中应用低压注塑工艺是更先进的工艺，必将取代环氧树脂胶的灌封工艺，成为互感器行业中的主流封装工艺。

[1]赵乃九.电流互感器之原理与设计.上海：科学技术出版社，1960.

[2]张军，肖耀荣，刘在勤.互感器设计.沈阳：沈阳变压器研究所，1993.

[3]肖耀荣，高祖绵.互感器原理与设计基础.沈阳：辽宁科学技术出版社.2003，2.