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電子灌封

電子灌封

什麼是電子灌封?


在電子領域,灌封是用固體或膠狀化合物填充完整的電子組件的過程,以抵抗衝擊和振動,並排除水分和腐蝕劑。

雖然從機械到主要是電子解決方案和組件的全面遷移幾乎消除了暴露和移動部件所固有的磨損和材料疲勞,但固態技術有其一系列問題,可能會干擾可靠的操作。

其中之一是電子設備中的水分,它可能導致誤報,錯誤的操作以及微腐蝕從而導致組件和系統故障。另一個是由於氣穴和空隙以及暴露於腐蝕劑導致的加速老化。其中一些問題可以通過在外殼中適當封裝易損組件和系統來解決,但這會增加成本並可能增加尺寸和重量。

"灌封是一種簡單,具有成本效益的方式。可以提高電子元件和系統的可靠性和使用壽命。"

融程電首席技術官,Sam Liao

機械封裝的另一種解決方案是電子設備的“灌封”。之所以稱之為“盆栽”,是因為就像將植物的脆弱根系放在盆中然後在盆中裝滿土壤來穩定和保護植物一樣,電子組件可以“盆栽”在合適的外殼和合適的化合物中,不僅保護防止衝擊和振動,也防止水分形成和暴露於腐蝕劑。總體思路是封裝易損壞的電子部件,以防止它們受到任何傷害。

電子灌封如何工作?

讓我們仔細看看電子產品的 "灌封"。從本質上講,它就像創造一個合適的 "鍋 "來放置電子設備,然後用特殊的可固化液體(例如環氧樹脂、聚氨酯、矽酮等)向該鍋中填充,這些液體具有熱絕緣和粘合結構特性。請注意:“鍋”也可以是鑄模,一旦灌封化合物變硬就會被移除,或者元件可能只是被浸在化合物中進行灌封。

“灌封”電子產品的眾多優勢之一是它是一種非常靈活的解決方案。灌封可以只適用於高風險的零件和部件,也可以適用於完整的電路板和組件。有許多灌封材料可供選擇,解決傳導性、電和熱隔離以及對各種環境條件和威脅的保護。

電子灌封過程

灌封是如何進行的?這取決於要灌封的部件的類型和用途。

在化學方面,一些材料或粘合劑可能與某些灌封材料發生化學反應,有可能導致非固化區域。確定適當的灌封化合物以產生最佳效果。一些電氣元件可能沒有充分密封,因此灌封材料可能會進入它不應該進入的地方。必須確定這些部件,以避免以後出現故障。

不同的灌封化合物需要不同的處理。它們可能需要獨特的混合,不同的溫度,不同的方法來消除氣泡,以及額外的固化以減少收縮。消除氣泡(或 "脫氣")可能需要真空室。對於特定的複雜灌封項目,需要提高灌封材料的粘度,而這是通過提高溫度實現的。

電子灌封過程

電子灌封設備

電子灌封設備

電子灌封過程需要高度專業化的設備。它包括用於精確、均勻混合灌封材料的機器和消除材料中任何氣泡的脫氣罐。設備必須允許精確調整灌封材料的比例和流速。電子灌封設施還包括具有全面溫度控制的真空和固化室。這裡的其他考慮因素是固化過程的長度和溫度,這對收縮有影響。

品質和過程檢查

在最初的灌封運行中,技術人員檢查以確定灌封的流動模式、適當的填充和固化。樣品單元被拆開,切片,然後仔細檢查。檢查結果被記錄下來,檢查人員為灌封操作人員編制說明和檢查表。如果發現問題,則調整灌封過程和材料,並重複檢查,直到一切符合預期。澆注樣品可以保留,用於混合比例的審批。

電子灌裝的好處

灌封的好處是相當大的。灌封不僅可以防止潮濕和暴露,還可以防止衝擊和振動。它完全消除了空氣和濕氣對維護、可靠性和壽命的有害影響,同時還能保護對電磁干擾敏感的噪音零件和配件。

灌封與其他防護解決方案相比如何?

儘管灌封是保護電子產品的成熟且經濟高效的方法,但還有其他解決方案可以完成工作。一種是保形塗層,其中將薄的保護塗層施加到整個電路板上。另一個是將組件和系統放置在完全密封的外殼中。兩種方法都被廣泛使用並具有許多有益的應用。但是根據應用的不同,它們的成本效益可能不如灌封,並且保形塗層或完整的外殼都無法解決滯留的熱空氣的問題。結果策略性地將封裝應用於有風險的組件通常是最好、最具成本效益的解決方案。

電子灌封的應用

隨著電子產品在現代生活和工業中的越來越多的領域中使用,放置是保持事物正常運行的重要工具。

一些例子如下:

  • 汽車行業依賴大量的電子零件和系統,這些零件和系統都可能暴露於灰塵、液體、濕氣、振動和極端溫度下。重要零件的灌封可以大大提高可靠性,並防止過早老化和故障。
  • 輪班結束時,對堆高機和其他工程車輛進行例行壓力清洗,這就要求有合適的電子系統和管道以保證持續的可靠運行。同樣,灌封可以保護脆弱的部件,使其免受傷害。
  • 基礎設施電子設備,如交通號誌燈、開關、電源、傳感器等,都依賴密封的外殼才能正常運行。一旦這些外殼由於老化、熱和機械壓力、紫外線照射等而失去作用,便不再保證可靠的操作。戰略性零件灌封可以大大提高可靠性,並減少維修和更換成本。

除了這三個例子外,還有許多其他電子應用程序和解決方案,都會暴露在液體和不同的溫度下。所有這些都有風險,因為即使是外殼的微小破損也會導致濕氣暴露和腐蝕影響。在這裡,電子灌封可以提供幫助。

電子灌封的應用

灌裝項目的成功取決於四件事:

  1. 精確定位有風險的組件,從灌封中獲得最高的投資回報率。
  2. 根據項目的特性正確確定澆注料。
  3. 最先進的電子灌封設備,配備所有必需的設備。
  4. 經驗豐富的電子灌封操作員。