一、认识电子灌封:守护电子器件的核心工艺
电子灌封(又称灌胶),指采用手工或自动灌胶设备,将聚氨酯、有机硅、环氧树脂等灌封胶注入电子元件、线路集成器件内部,经常温或加热固化后,形成性能优异的热固性高分子绝缘体材料。该工艺可使电子产品实现粘接、密封、防水、防潮、导热、绝缘保护等多重核心需求,是电子器件稳定运行的重要保障。
电子器件灌封的核心作用体现在以下方面:
强化电子器件整体性,提升其抗外部冲击、震动的能力;
增强内部元件与线路间的绝缘性能,为器件小型化、轻量化设计提供支撑;
隔绝外部环境影响,避免元件、线路直接暴露,显著改善器件的防水、防尘、防潮效果;
实现高效传热导热,助力电子器件散热,延长使用寿命。
二、电子灌封胶大类解析:特性、优劣与适用场景
(一)环氧树脂灌封胶
环氧树脂灌封胶以硬性固化为主,部分为软性类型,固化后硬度较高(近似石材),拆解难度极大,具备优异的保密性能。耐温性能方面,普通型号耐温约100℃,加温固化型号耐温可达130-150℃,特殊定制款耐温可突破300℃。产品兼具固定、绝缘、防水、防油、防尘、防盗密、耐腐蚀、耐老化、耐冷热冲击等多重特性,常见类型包括阻燃型、导热型、低粘度型、耐高温型等。
优点:对硬质材料粘接力强劲,耐高温性能与电气绝缘能力突出;操作流程简便,固化前后性能稳定性高;对多种金属底材及多孔底材均具备优秀的附着力。
缺点:抗冷热循环能力较弱,受冷热冲击后易产生裂缝,可能导致水汽渗入损坏电子元器件,防潮性能欠佳;固化后胶体硬度高且脆性大,存在拉伤电子元器件的风险;灌封后无法拆解,修复性较差。
适用范围:因渗透性强,适合灌封常温工作、对环境力学性能无特殊要求的中小型电子元器件,例如汽车/摩托车点火器、驱动电机、LED驱动电源、传感器、环型变压器、电容器、触发器、LED防水灯,以及需要保密、绝缘、防潮(水)处理的电路板灌封场景。
(二)有机硅灌封胶
有机硅电子灌封胶固化后多为软性弹性体,可实现器件返修,俗称“软胶”,但其粘接力相对较弱。颜色可根据需求灵活调整,支持透明、非透明及彩色定制,其中双组份有机硅灌封胶应用最为广泛,主要分为缩合型与加成型两类。其中,缩合型产品对元器件及灌封腔体附着力较弱,固化过程中会释放挥发性低分子物质,固化后收缩率较明显;加成型产品(如硅凝胶)则具备收缩率极小、固化无挥发性低分子物质释放的优势,且支持加热快速固化。
优点:
抗老化与耐候性极佳,抗冲击能力突出;
抗冷热变化能力与导热性能优异,工作温度范围宽广,可在-60℃~200℃内保持弹性不破裂,支持250℃长期工作,加温固化型耐温更高;电气绝缘性能优于环氧树脂,耐压可达10000V以上;
有效提升内部元件与线路间的绝缘性,保障电子元器件运行稳定性;
对电子元器件无任何腐蚀性,固化反应无副产物产生;
返修便捷,可快速取出密封后的元器件进行维修更换,维修后可重新注入新灌封胶;
导热与阻燃性能优秀,提升电子元器件散热效率与安全系数;
粘度低、流动性好,可渗入细小空隙及元器件底部;
支持常温或加温固化,自排泡性能良好,使用便捷;
固化收缩率小,具备优异的防水性与抗震性。
缺点:对基材的附着力略逊于其他类型灌封胶。
适用范围:适合灌封各类在恶劣环境下工作的电子元器件,可满足复杂工况下的防护需求。
有机硅灌封胶核心优势:
可对敏感电路及电子元器件提供长期稳定保护,无论电子模块与装置的结构、形状简单或复杂,均能实现全方位防护;
介电绝缘性能稳定,是隔绝环境污染的有效屏障;固化后形成的柔软弹性体,可在宽温湿度范围内抵消冲击、震动产生的应力;
环境适应性强,在各类工作场景下可保持原有物理与电学性能,能抵抗臭氧、紫外线降解,化学稳定性优异;
灌封后清理拆除便捷,便于电子元器件维修,维修部位可重新灌注新灌封胶,降低维护成本。
(三)聚氨酯灌封胶
聚氨酯灌封胶(又称PU灌封胶)固化后多为软性弹性体,支持返修,俗称“软胶”,粘接性能介于环氧树脂与有机硅灌封胶之间。耐温性能一般,常规型号耐温不超过100℃;灌封过程中易产生气泡,因此需在真空环境下进行灌封操作。
优点:耐低温性能优异,防震性能在三类灌封胶中最为突出;具备硬度低、强度适中、弹性好、耐水、防霉菌、透明等特性;电绝缘性与难燃性优良,对电器元件无腐蚀;对钢、铝、铜、锡等金属,以及橡胶、塑料、木质等材料均具备较好的粘接性。
缺点:耐高温性能较差,抗老化与抗紫外线能力略弱,长期使用后胶体易出现变色现象。
适用范围:适合灌封发热量较低的室内电器元件,可有效保护安装调试完成的电子元件与电路免受震动、腐蚀、潮湿、灰尘等因素影响,是电子、电器零件防湿、防腐蚀处理的理想灌封材料。
三、灌胶设备分类:适配不同工艺需求
(一)简易式灌胶机
结构相对简单,主要由两个料桶与一个气缸组成。通过气体压力推动胶液输出并混合,胶液配比通常以1:1为主。该设备主要适用于低端产品生产,对灌胶工艺精度要求不高的场景。
(二)半自动灌胶机
双组份胶水分别存储于A、B两个独立料桶,通过精密计量泵按需计量后,同步注入混合管内充分搅拌;操作人员手持万向摇臂,移动至工件需注胶位置进行定量灌注。该设备可实现多种胶水比例自动配比,但未配备运动控制平台,直接向产品内注胶,适用于LED节能灯、电源等产品生产。
(三)全自动灌胶机
操作流程简洁:将产品放入治具,再将治具置于灌胶机台面,按下启动按钮后,设备自动启动灌胶作业;灌胶完成后设备自动停止,操作人员只需取下治具,更换装有新产品的治具并再次启动即可。该设备可实现1:1-10:1比例区间内的多种胶水自动混合灌胶,配备运动控制平台,支持直线或三维路径运行,其中三维路径机型技术含量更高,通过电脑控制操作,适配各类产品的灌胶需求。尤其适用于大面积灌胶、对灌胶均匀性要求较高的产品生产,其中LED模组灌胶应用最为广泛。
(四)在线式灌胶机
自动化程度最高,可实现流水线全自动灌胶作业,目前已成功应用于蓄电池盖、球泡灯等产品的流水线生产场景。
四、国内灌胶机主流控制操作模式
五、关于艾邦智能装备(深圳)有限公司
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