CN108063329B - 一种抗恶劣环境的大电流接线排及其灌封方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种抗恶劣环境的大电流接线排及其灌封工艺，其中包括：灌封工艺流程的制定；灌封胶的选择及关键工艺参数的确定；灌封模具的设计。按照灌封工艺流程，采用灌封模具和环氧灌封胶制作了接线排试验件，经过高温贮存、低温贮存、交变湿热、振动和冲击试验、颠振试验，以及在设备样机上的应用，证明满足设计和使用要求。

Description

一种抗恶劣环境的大电流接线排及其灌封方法
技术领域
本发明涉及一种抗恶劣环境的大电流接线排及其灌封方法。
背景技术
雷达天线舱内的接线排由于安装空间狭小，传输电流大，工作环境恶劣，对接线排的体积、绝缘性和耐腐蚀性提出了较高的要求。传统的接线排采取环氧玻璃布板加工后与接线柱采用机械连接方式成型，这种接线排具有结构简单，加工方便的特点。但是当接线柱数量较多时，需环氧板足够大且长才能满足接线柱的排布要求，会导致接线排的体积过大；对于长且薄的环氧板，在加工过程中易发生变形，尺寸精度难以达到设计要求。在海洋潮湿环境条件下使用一段时间之后，水汽会进入在环氧板与接线柱之间形成水膜，导致接线排的绝缘性降低，铜导体也存在被腐蚀的隐患。因此须通过改进接线排成型工艺，以保证接线排的小型化并且保证恶劣环境下的使用性能。
灌封是把各种电器元件利用灌封胶，按要求进行布置、组装、连接、密封保护等实施的一种操作工艺。由于实现了元件的全包裹，大大提高了灌封件的耐腐蚀性能。灌封结构不需要安装紧固件，在一定程度上减小了接线排的结构，满足天线舱安装空间狭小的要求。本发明用环氧树脂灌封锯齿状铜条制作接线排，克服了机械方式连接成型的接线排体积大、易腐蚀、绝缘性难保证的缺点。
发明目的
本发明的目的是为了减小接线排的体积，降低传统接线排在海洋环境下腐蚀的风险，提高大电流接线排的绝缘性能，提供了一种抗恶劣环境的大电流接线排及其灌封方法。其中本发明所述抗恶劣环境的大电流接线排由两条带有锯齿形接线柱的铜条、垫块及兼具强度与韧性的液态胺基丁腈增韧的环氧胶组成。实现本发明大电流接线排灌封方法流程为：
(a)模具设计；
(b)选择合适的灌封胶；
(c)灌注前准备，包括模具和灌封料；
(d)灌注；
(e)固化；
(f)脱模；
(g)整外形并检验。
本发明针对接线排狭长型结构特点，设计了装、拆便利的灌封模具和使灌注料易于流动的垫块；为满足细而长接线排的韧性指标要求，选择了兼具强度与韧性的液态胺基丁腈增韧的环氧胶灌封胶，由于灌封胶配方中树脂含量较高而填料较少，导致树脂在固化的过程中收缩率较大，会在模具的四壁及固化物的上表面形成较大的缝隙及凹陷，为保证最终的灌封体满足电讯、结构指标要求，工艺上采用了分段灌封的方法，即首次灌封时加料约为整体加料量的3/4左右，待初步固化后观察固化物的收缩情况再继续加料至满足工艺要求的高度。
灌封过程中主要工艺参数有：
1)抽真空工序要求真空度控制在0.096MPa～0.097MPa；
2)首次灌封前测试绝缘电阻≥500MΩ；
3)初步聚合后需观察环氧树脂收缩的程度，如果有需要补料的地方，应及时补充,直至满足图纸及工艺要求为止；
4)加热聚合固化要求在中温条件下固化4小时。
附图说明
图1接线排灌封工艺流程图。
图2接线排灌封结构示意图。
图3模具盖板结构示意图。
图4锯齿状铜条结构示意图。
图5垫块结构示意图。
上述图中1为环氧胶，2为铜芯，3为垫块，4为左盖板，5为右盖板。
具体实施方式
灌封模具由凹槽、盖板和垫块三部分组成。为适应如图4所示铜条锯齿45°弯的形状，实现接线柱凸台灌封成形，将盖板厚度设计成与凸台高度一致；为便于脱模将盖板一分为二，盖板的结构示意图如图3所示；灌封过程中采用垫块固定铜条，垫块结构示意图如图5所示；为了保证收缩一致，选用相同的环氧树脂固化物加工垫块，并在结构上进行倒圆优化，减小加工残余应力。
选择兼具强度与韧性的液态胺基丁腈增韧的环氧树脂作为灌封胶。
接线排灌封工艺流程如图1所示，其中包括：灌封前准备、配料、灌封、聚合、脱模等工序。详细的操作过程如下：
(a)将需灌封的铜条打磨粗化并清洁处理；
(b)模具内腔涂脱模剂，外部接缝处用密封胶封堵，固化后待用；
(c)将垫块放置在模具中，两个铜条分别放置在垫块的卡槽内，调整铜条位置，使铜条上锯齿形接线柱交错分布，左右盖板安装在模具上；检测绝缘电阻，需符合设计要求；
(d)根据接线排需要的树脂总量配制灌封胶并搅拌均匀；
(e)将混合物放入真空锅内抽真空到混合物不翻腾即可；
(f)将配好的环氧树脂混合物缓慢倒入模具中；通过多次灌封操作，补充环氧树脂混合物至总加料量的3/4左右；
(g)室温固化后观察环氧树脂收缩的程度，根据情况再次灌封至满足设计要求；
(h)将初步聚合好的灌封件连同模具一同放入烘箱中聚合固化；
(i)脱模，整外形并检验。
利用灌封模具和特定的环氧树脂胶，按照灌封工艺流程灌封成型的接线排结构如图2所示。将试验件进行高温贮存、低温贮存、交变湿热、振动和冲击试验、颠振试验，结果表明该成型方式制作的接线排具有结构紧凑、耐腐蚀、绝缘性好等优点，可以满足产品的设计要求以及在恶劣环境大电流条件下的使用要求。

Claims (3)

1.一种抗恶劣环境的大电流接线排灌封工艺，其特征在于包括以下工艺流程：
(a)根据工件形状设计加工灌封模具，需保证接线柱直接灌封成型；
(b)将需灌封的铜条打磨粗化并清洁处理；
(c)模具内腔涂脱模剂，外部接缝处用密封胶封堵，固化后待用；
(d)将垫块放置在模具中，两个铜条分别放置在垫块的卡槽内，调整铜条位置，使铜条上锯齿形接线柱交错分布，左右盖板安装在模具上；检测接线柱绝缘电阻，绝缘电阻要求≥500MΩ，需符合设计要求；
(e)采用液态胺基丁腈增韧的环氧树脂作为灌封胶，根据接线排需要的树脂总量配制灌封胶并搅拌均匀，得到环氧树脂混合物；
(f)将环氧树脂混合物放入真空锅内抽真空到环氧树脂混合物不翻腾即可；
(g)将配好的环氧树脂混合物缓慢倒入模具中；通过多次灌封操作，补充环氧树脂混合物至总加料量的3/4左右；
(h)室温固化后观察环氧树脂收缩的程度，根据情况再次灌封至满足设计要求得到灌封件；
(i)将初步聚合好的灌封件连同模具一同放入烘箱中聚合固化；
(j)脱模，整外形并检验。
2.根据权利要求1所述的一种抗恶劣环境的大电流接线排灌封工艺，其特征在于：所述灌封模具为一分为二的盖板及倒圆优化的垫块，可直接成形接线柱、保证胶液顺畅填充模腔并便于脱模。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的一种抗恶劣环境的大电流接线排灌封工艺方法，其特征在于：采用分段灌封，以防止树脂在固化过程中因收缩形成缝隙或凹陷；灌封时真空度控制在0.096MPa～0.097MPa。
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