CN107991346A - 一种有机硅凝胶灌封及检测电路板的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种有机硅凝胶灌封及检测电路板的方法,属于电子装联技术领域,通过电路板组装件清洗、模具制造与清洗、配胶、排泡、灌封、固化、检验的步骤,将电路板灌封于有机硅凝胶中;本发明采用有机硅凝胶对电路板结构进行灌封,材料的电气、机械性能优良,无毒,具有卓越的抗水解稳定性,良好的低压缩形变形、低燃烧性,可深度硫化,硫化速度可用温度控制;在全面保护防止物理震动的基础上,还能有效抵抗腐蚀,潮解;通过精确的检测手段能有效评价灌封质量,能够并针对不同需求制定灌封标注。
Description
技术领域
本发明涉及电子装联技术领域,尤其涉及一种有机硅凝胶灌封及检测电路板的方法。
背景技术
灌封技术是利用绝缘材料,在排除空气的条件下填充在电器元件的周围,能够有效防止电器元件如电动汽车控制器,在震动、潮湿、腐蚀等恶劣环境发生损坏。用于灌装的材料多种多样,主要采用各种合成聚合物,又以环氧树脂、聚氨脂弹性体以及有机硅聚合物三大类聚合物用得最为广泛。环氧灌封材料不能达到高弹性,固化时有一定的内应力;聚氨脂弹性体灌封材料灌封效果好,但是聚氨脂材料有毒,对人体健康有危害。硅橡胶可在-60~20℃范围内长期保持弹性,固化时不吸热、不放热、固化后不收缩,对材料粘接性好,并具有优良的电气性能和化学稳定性能,能耐水、耐臭氧、耐候,用其灌封电子元器件后,可以起到防潮、防尘、防腐蚀、防震的作用,提高使用性能和稳定参数。
灌封电路板的方法不一,如国内申请号为CN201410260564.9的发明专利公开了一种电路板组件的有机硅凝胶无模具灌封方法,通过用事先固化好的有机硅凝胶裁剪成适宜尺寸的胶条,将胶条围挡灌封区域并固定在电路板上,堵漏后即可灌封。灌封后胶条可根据实际情况保留或去除。但是无模具灌封不利于控制灌封高度及精密度,会导致灌封状态不佳,一体化效果不好。并且缺乏有效的检测手段,对于灌封质量无法做出合理有效的检测评价。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足,提供一种有机硅凝胶灌封及检测电路板的方法,对电路板进行高精度灌封并检测其灌封质量。
本发明提供一种有机硅凝胶灌封及检测电路板的方法,本发明的技术方案包括如下步骤:
步骤1,电路板组装件清洗:采用酒精对电路板及元器件的管腿进行擦拭,擦拭后静置5分钟,待酒精完全挥发后使用吹风机去除表面残留水分;
步骤2,模具制造与清洗:按照电路板的相应规格制作模具,模具采用六个六角螺钉固定在安装面上,模具与安装面接触的部分四周涂抹密封胶层,防止有机硅凝胶渗漏;采用医用酒精清洗模具,静置5分钟,待酒精完全挥发后使用吹风机去除表面残留水分;
步骤3,配置胶体:选用GN-521有机硅凝胶作为变压器的灌封材料,两组分按1比1比例混合搅拌均匀,待用;
步骤4,排除气泡:胶体配置完成后,将胶体置于真空设备中,进行排气泡处理,真空排泡过程中,在胶体内部气体压力下膨胀上升,继续抽真空,胶料内的气体冲破胶层溢出,打开阀门,压力回升,使气泡破袋胶液下沉,重复减压、放气过程,直至气泡完全消失;
步骤5,灌封电路板及元器件:模具固定在安装面上,且完全包含所需灌封的电子元器件,将混合的有机硅凝胶均匀浇注至模具内,灌封高度为60mm;
步骤6,二次排泡:按照步骤四中的方法,将灌封后的电路板及元器件再次进行排泡处理;
步骤7,固化胶体:将浇注后的产品放置高温炉内,温度调至80℃,保温硫化四小时,冷却后取出;
步骤8,检验灌封质量:将采用GN-521有机硅凝胶灌封的电路板及元器件进行高温、低温、湿度冲击试验,振动功能试验;
步骤8.1:高温冲击试验,将待测样件放入高温箱内,使箱内温度升至85℃,并保持2h,试验过程中,样件处于非通电状态,高温贮存2h后,测试样件绝缘电阻,测试绝缘电阻期间,高温箱内保持85℃,检查有无断腿,胶体脱离现象,重复多次;
步骤8.2:低温冲击试验,将待测样件放入低温箱内,使箱内温度降至-40℃,并保持2h,试验过程中,样件处于非通电状态。低温贮存2h后,测试样件绝缘电阻,测试绝缘电阻期间,低温箱内保持-40℃,检查有无断腿,胶体脱离现象,重复多次;
步骤8.3:湿度冲击试验,将样件放入温度为40±2℃、相对湿度为90%~95%的试验环境条件下,保持48h,试验过程中,样件处于非通电状态,48h后测试绝缘电阻,测试期间,试验环境条件应保持不变,检查有无断腿,胶体脱离现象,重复多次;
步骤8.4:振动功能试验,将组件在常温下进行振动功能试验,样件在X、Y、Z三个方向进行扫频振动试验,试验参数如下:频率10~25Hz,振幅1.2mm,扫频速率1oct/min,每个方向试验时间8h,测试样件绝缘电阻,检查有无断腿,胶体脱离现象;
步骤8.5:随机振动试验,将样件固定在电磁振动试验台上,样件承受x,y,z三个方向的随机振动,测试功率谱与频率对应关系为:频率10HZ对应功率谱密度18(m/s2)2/Hz、频率20HZ对应功率谱密度36(m/s2)2/Hz、频率30HZ对应功率谱密度36(m/s2)2/Hz、频率180HZ对应功率谱密度1(m/s2)2/Hz、频率2000HZ对应功率谱密度1(m/s2)2/Hz;加速度均方根值Arms:57.9m/s2;测试轴向:x,y,z轴向;测试时间:32h/轴,振动结束后测试电路是否正常,元器件有无损坏,胶层有无龟裂、脱落等现象。
进一步地,步骤一中所述酒精为75%医用酒精。
进一步地,步骤二中所述模具设计制造时成形模具呈圆角,圆角半径为3mm,模具高度为80mm。
进一步地,所述步骤六中有机硅凝胶固化后,保留模具。
本发明的有益效果是:
1.75%浓度的酒精能够在保证清洁效果的基础上,不产生残留酒精,不破坏电路板,并且压缩了成本。
2.涉及采用圆角形模具能够,增加胶体流动性,并且在脱模过程中,防止撕裂。
3.有机硅凝胶灌封的电路板结构,可在-60~20℃范围内长期保持弹性,固化时不吸热、不放热、固化后不收缩,对材料粘接性好。
4.系统的灌封质量检测步骤能有效确保灌封效果,并调整相应的灌封参数,适应不同的电路元件需求。
具体实施方式
下面通过实施例对发明内容具体说明。
实施例1
本发明的一种有机硅凝胶灌封及检测电路板的方法,包括如下步骤:
1、电路板组装件清洗步骤:采用医用酒精通过人工对印制板及元器件的管腿进行擦拭,以除掉表面的油污和其它杂质,擦拭后在背阴处静置5分钟,待酒精完全挥发后使用吹风机,去除表面残留水分,避免吹风机持续对一点进行鼓吹,防止由于温度过高损害电路。
2、模具制造与清洗步骤:模具设计制造时根据待灌封的电路板的形状大小设计尺寸,模具高度为80mm,成形面的拐角设计为圆角,圆角半径为3mm,模具周边设置六个螺栓孔,直径为6mm。模具在使用安装之前,先用75%浓度的医用酒精对其擦拭,在背阴处静置5分钟,带酒精完全挥发后,用水风机去除表面水分,避免吹风机持续对一点进行鼓吹,防止由于温度过高损害电路。
3、配置胶体步骤:选用GN-521有机硅凝胶作为变压器的灌封材料,两组分按1比1比例混合搅拌均匀,待用。
4、排除气泡步骤:配胶完成后,将胶体置于真空设备中,进行排气泡处理。真空排泡过程中,胶体在内部气体压力下膨胀上升,继续抽真空,胶体内的气体冲破胶层溢出,打开阀门,压力回升,使气泡破袋胶液下沉,然后重复减压、放气过程,直至气泡完全消失。
5、灌封电路板及元器件步骤:模具采用六个六角螺钉固定在安装面上,模具固定在安装面上,且完全包含所需灌封的电子元器件,模具与安装面的接触面四周涂抹密封胶,防止有机硅凝胶渗漏。将混合的有机硅凝胶缓慢浇注至模具内,操作过程缓慢,尽量灌封均匀,并防止有大量气泡产生,保证电路板各部件管腿完全灌封密实,灌封高度为110mm。
6、二次排泡:胶体灌封后,再次将设备至于真空设备中,进行排气泡处理。真空排泡过程中,胶料在内部气体压力下膨胀上升,继续抽真空,胶料内的气体冲破胶层溢出,打开阀门,压力回升,使气泡破袋胶液下沉,然后重复减压、放气过程,直至气泡完全消失。
7、固化胶体:将浇注后的产品放置高温炉内,温度调至80℃,保温硫化四小时,冷却后取出。
8、检验灌封质量:将GN-521灌封的产品组件进行高温、低温、湿度冲击试验,振动功能试验。
1)高温冲击试验,将待测样件放入高温箱内,使箱内温度升至85℃,并保持2h,试验过程中,样件处于非通电状态。高温贮存2h后,测试样件绝缘电阻,测试绝缘电阻期间,高温箱内保持85℃,检查有无断腿,胶体脱离现象。重复多次。
2)低温冲击试验,将待测样件放入低温箱内,使箱内温度降至-40℃,并保持2h,试验过程中,样件处于非通电状态。低温贮存2h后,测试样件绝缘电阻,测试绝缘电阻期间,低温箱内保持-40℃,检查有无断腿,胶体脱离现象。重复多次。
3)湿度冲击试验,将样件放入温度为40±2℃、相对湿度为90%~95%的试验环境条件下,保持48h,试验过程中,样件处于非通电状态,48h后测试绝缘电阻,测试期间,试验环境条件应保持不变,检查有无断腿,胶体脱离现象。重复多次。
4)振动功能试验,将组件在常温下进行振动功能试验,样件在X、Y、Z三个方向进行扫频振动试验,试验参数如下:频率10~25Hz,振幅1.2mm,扫频速率1oct/min,每个方向试验时间8h,测试样件绝缘电阻,检查有无断腿,胶体脱离现象。
5)随机振动试验,将样件固定在电磁振动试验台上,样件承受x,y,z三个方向的随机振动,测试功率谱见表1;加速度均方根值Arms:57.9m/s2;测试轴向:x,y,z轴向;测试时间:32h/轴,振动结束后测试电路是否正常,元器件有无损坏,胶层有无龟裂、脱落等现象。
表1测试功率谱
频率(Hz) | 功率谱密度((m/s2)2/Hz) |
10 | 18 |
20 | 36 |
30 | 36 |
180 | 1 |
2000 | 1 |
进一步地,步骤一中所述酒精为75%医用酒精。
进一步地,步骤二中所述模具设计制造时成形模具呈圆角,圆角半径为3mm,模具高度为80mm。
进一步地,所述步骤六中有机硅凝胶固化后,保留模具。
本发明不限于上述实施方式,本领域技术人员所做出的对上述实施方式任何显而易见的改进或变更,都不会超出本发明的构思和所附权利要求的保护范围。
Claims (4)
1.一种有机硅凝胶灌封及检测电路板的方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤1,电路板组装件清洗:采用酒精对电路板及元器件的管腿进行擦拭,擦拭后静置5分钟,待酒精完全挥发后使用吹风机去除表面残留水分;
步骤2,模具制造与清洗:按照电路板的相应规格制作模具,模具采用六个六角螺钉固定在安装面上,模具与安装面接触的部分面四周涂抹密封胶层,防止有机硅凝胶渗漏;采用医用酒精清洗模具,静置5分钟,待酒精完全挥发后使用吹风机去除表面残留水分;
步骤3,配置胶体:选用GN-521有机硅凝胶作为变压器的灌封材料,两组分按1比1比例混合搅拌均匀,待用;
步骤4,排除气泡:胶体配置完成后,将胶体置于真空设备中,进行排气泡处理,真空排泡过程中,在胶体内部气体压力下膨胀上升,继续抽真空,胶料内的气体冲破胶层溢出,打开阀门,压力回升,使气泡破袋胶液下沉,重复减压、放气过程,直至气泡完全消失;
步骤5,灌封电路板及元器件:模具固定在安装面上,且完全包含所需灌封的电子元器件,将混合的有机硅凝胶均匀浇注至模具内,灌封高度为60mm;
步骤6,二次排泡:按照步骤四中的方法,将灌封后的电路板及元器件再次进行排泡处理;
步骤7,固化胶体:将浇注后的产品放置高温炉内,温度调至80℃,保温硫化四小时,冷却后取出;
步骤8,检验灌封质量:将采用GN-521有机硅凝胶灌封的电路板及元器件进行高温、低温、湿度冲击试验,振动功能试验;
步骤8.1:高温冲击试验,将待测样件放入高温箱内,使箱内温度升至85℃,并保持2h,试验过程中,样件处于非通电状态,高温贮存2h后,测试样件绝缘电阻,测试绝缘电阻期间,高温箱内保持85℃,检查有无断腿,胶体脱离现象,重复多次。
步骤8.2:低温冲击试验,将待测样件放入低温箱内,使箱内温度降至-40℃,并保持2h,试验过程中,样件处于非通电状态。低温贮存2h后,测试样件绝缘电阻,测试绝缘电阻期间,低温箱内保持-40℃,检查有无断腿,胶体脱离现象,重复多次。
步骤8.3:湿度冲击试验,将样件放入温度为40±2℃、相对湿度为90%~95%的试验环境条件下,保持48h,试验过程中,样件处于非通电状态,48h后测试绝缘电阻,测试期间,试验环境条件应保持不变,检查有无断腿,胶体脱离现象,重复多次。
步骤8.4:振动功能试验,将组件在常温下进行振动功能试验,样件在X、Y、Z三个方向进行扫频振动试验,试验参数如下:频率10~25Hz,振幅1.2mm,扫频速率1oct/min,每个方向试验时间8h,测试样件绝缘电阻,检查有无断腿,胶体脱离现象。
步骤8.5:随机振动试验,将样件固定在电磁振动试验台上,样件承受x,y,z三个方向的随机振动,测试功率谱与频率对应关系为:频率10HZ对应功率谱密度18(m/s2)2/Hz、频率20HZ对应功率谱密度36(m/s2)2/Hz、频率30HZ对应功率谱密度36(m/s2)2/Hz、频率180HZ对应功率谱密度1(m/s2)2/Hz、频率2000HZ对应功率谱密度1(m/s2)2/Hz;加速度均方根值Arms:57.9m/s2;测试轴向:x,y,z轴向;测试时间:32h/轴,振动结束后测试电路是否正常,元器件有无损坏,胶层有无龟裂、脱落等现象。
2.根据权利要求1所述的一种有机硅凝胶灌封及检测电路板的方法,其特征在于,所述步骤一中的酒精为浓度75%医用酒精。
3.根据权利要求1所述的一种有机硅凝胶灌封及检测电路板的方法,其特征在于,所述步骤二中模具设计制造时成形模具呈圆角,圆角半径为3mm,模具高度为80mm。
4.根据权利要求1所述的一种有机硅凝胶灌封及检测电路板的方法,其特征在于,所述步骤六中有机硅凝胶固化后,保留模具。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20180504 |