浇封技术的研究及应用

王典国

中煤科工集团重庆研究院有限公司

浇封技术的研究及应用

王典国

中煤科工集团重庆研究院有限公司

当前，随着电子工业的迅速发展，电子设备要求小型化、散热快、性能稳定、提高产品质量是电子工业发展的主要方向。如果采用浇封技术就能使结构大大简化，其外壳已不起多少作用，甚至可以不要，因而能使体积大大减少，成本也降低。目前在国内许多电子产品中都采用了浇封技术，如一体化电源等。基于此，文章就浇封技术的研究及应用进行简要的分析，希望可以提供一个有效的借鉴，从而更好的提高浇封技术水平。

浇封技术；研究；应用

1.浇封的作用

浇封是本安电路、电气设备中常用的安全措施，具有以下作用:加强电气绝缘.防止本安电路与非本安电路之间的漏电和击穿；加固电气元件，防止短路和人为拆动;阻止爆炸性气体侵入并防止产生火花，达到防爆要求;降低元件或导电部件的最高表面温度。

2.浇封的适用范围

2.1 组件浇封

2.1.1 浇封电池组。由于可充电的镍/福电池(Ni/Cd电池)、镍/金属氢化物蓄电池(iN/MH电池)等，其短路电流很大，已超出本安性能要求，须串联限流电阻，并将它们浇封成一整体组件，方可达到本安要求。对于l号(R20型)、2号(R14型)、5号(R6型)等干电池，尤其是高容量的干电池，若(串、并联)使用节数较多，已超出本安性能要求范围时，也应串入限流电阻，采用浇封措施，达到本安性能要求。经浇封后，电池直接短路的可能性已不存在，只能经过限流电阻后，才能发生短路现象，但此时短路电流已被限制在安全范围之内。

2.1.2 浇封电容琴组件。在电路中，当电容器的电容量偏大或其两端跨接的电压过高，超过本安性能允许值时，则将电容器串入限流电阻，并将它们浇封成一体，使之达到本安要求。

2.1.3 浇封电感组件。在电路中，当变压器、继电器、振荡与滤波电感线圈的电感量偏大或流过线圈中的电流偏大，而超出本安性能允许值时，此时主要在线圈两端并联分流保护元件(如晶体二级管、稳压二级管、压敏电阻等)，也可在线圈中串联限流电阻，再将它们浇封一整体组件，则可达到本安性能要求。

2.2 裸露导体浇封

当本安电路与非本安电路裸露导体之间的电气间隙与爬电距离过小，不能满足标准规定要求时，可用树脂浇封。裸露导体用绝缘材料浇封后，其间距须不小于表中第6项数值，也就是说，其电气间隙可减小到原规定值的1/3，但在任何情况下不得小于lmm(如印刷电路板、元件出线脚，接线座、集成电路等)。

2.3 特殊保护元件浇封

浇封特殊保护元件，如安全栅中的快速熔断器，为防止机械损伤和人为拆动，保证电路工作的可靠性，须采用浇封方法与整个安全栅浇封为一体。

3.浇封配方及工艺

3.1 浇封配方

浇封配方选择合理的配方，一方面是为了满足电源的性能要求，使电源在长期工作状态下及在外部配套设备故障的情况下，能迅速将内部热量散发出去，保证电源不至因过热而损坏。

另一方面，配方选择的不合理就会产生在固化过程中树脂的开裂及对元件的损坏，这主要是由于树脂固化收缩以及浇封料与浇封器件的膨胀系数不匹配造成的。解决这一问题的根本办法就是增加无机填料的比例，这样就可以降低浇封料的线膨胀系数，减少固化时的内压力。但是填料增多，同时会使浇封液粘度上升，脱泡困难，流动性差，使浇封料与电子元件之间的结合力下降，不能很好的滋润，影响其电气性能，再加上前面对比试验中所述，填料并不是越多越好。所以在选择配方时应仔细考虑，多次试验。其中填料所占的比重是最主要的，是起决定性作用的。

3.2 浇封工艺

浇封方法主要有自由浇注及真空浇注真空压力灌注等几种，而影响浇封工艺主要有以下几个方面:①从材料上来考虑，各种材料应干燥避免受潮，特别是无机填料要进行烘焙干燥。因为填料表面常吸附不少水分，水分在配制过程中会产生大量汽泡，影响浇注的性能和质量;②从结构上来考虑，对于浇注件应尽量减少尖角拐角特别是直角，一方面是为了避免固化时应力集中，另一方面是为增加其流动性，使浇注液能迅速流动到各个角落;③填料的沉淀。

由于AL203的比重较大，在浇注中会产生沉淀现象。造成上下分层，易出现开裂。填料粒度越大，相对悬浮力越小，越容易产生沉淀。反之，粒度越细，则沉淀越小，但粒度过细，表面积显著增加，影响填料的加入量，同时流动性变差。一般粒度在300目左右已能满足要求，沉淀是不严重的。

另外在配制过程中掌握得好也能避免沉淀产生。在固化剂加入前要充分搅拌均匀，加入固化剂后，快速搅拌，使其加快均匀凝固.防止沉淀，并在适当的时机进行浇注。KF1018电源浇注液能在10min内即开始凝固，所以浇注时应做到量少、动作快。

4.质量控制检测

4.1 响应动作距离测试

选用磁钢表面磁场1200-1300GS标准试验样块进行。用磁铁试验块逐渐靠近被测接近开关，其输出状态变化时，用游标卡尺测出磁铁试验块至被测接近开关之间的距离，即为吸合距离；将磁铁试验块逐渐离开被测接近开关，其输出状态变化时，用游标卡尺测出磁铁试验块至被测接近开关之间的距离，即为释放距离。接近开关与磁钢的吸合距离≤120mm，释放距离≥200mm；磁钢表面磁场≥1300GS。

4.2 电气间隙与爬行距离

带电回路之间、带电零部件、导电零部件与接地零部件之间的电气间隙应不小于5mm，爬电距离应不小于8mm。

4.3 接地

应符合GB3836的规定，螺栓牢固，标志清晰。

4.4 绝缘电阻

接近开关引出端子与外壳之间的绝缘电阻常态应不小于50×106Ω。

4.5 工频耐压

接近开关引出端子与外壳之间应能承受2500V工频耐压试验，历时1min，应无火花、飞弧和击穿现象。

4.6 动作条件

当磁钢通过接近开关时，接近开关输出触点接通；磁钢离开接近开关时，触点断开。

综上所述，浇封是一种有效的防爆安全措施。浇封剂须粘附到任何凸出的导线、元件和印刷电路板上，要注意浇封剂的自由表面与被浇封的元件、导体之间的厚度，以保证具有足够的机械强度，从而保证产品的质量。

[1]赵鹏，冯孝秋.浇封/胶粘材料在防爆电气设备中的应用[J].电气防爆，2006，03:39-42.

[2]王晓波.隔爆型防爆低压电器设备贯穿端子浇封工艺简介[J].电气开关，2011，02:4-6.