雙液型AB膠作業介紹(Epoxy)

雙液型AB膠常見於一般的電子產品的環氧樹脂(Epoxy)點膠或灌膠的作業當中,A液通常為本液(如果是Epoxy就是Epoxy環氧樹脂本體),B液則是硬化劑(hardener)。

【雙液型AB膠】常見於一般電子產品的環氧樹脂(Epoxy)點膠或灌膠的作業當中,A液通常為本液(如果是Epoxy就是Epoxy環氧樹脂本體,通常以雙酚A(BPA)為主要原料),B液則是硬化劑(hardener)。

請注意「硬化劑」,就因為這種膠的本液不易固化,所以需要額外添加硬化劑,才能讓Epoxy本液起到化學反應並開始硬化,這也就是為何製造業大部份都使用雙液型的AB膠,而不是單液膠,因為單液膠已經混合有硬化劑,理論上加了硬化劑的Epoxy就會開始固化,為了減緩其化學反應的時間,通常必須要將其放置於0°C左右的低溫儲存環境,或甚至溫度更低的環境下,存放室溫更是不可能,這在現今的工業技術下對儲存及運送都會是一大成本考量。







混合攪拌管(mixing nozzle)記得早期工作熊開始使用雙液AB膠作點膠或灌膠作業時,A膠及B膠都是分開來個別進貨的,所以組裝廠需要自己將罐裝的A膠及B膠分別倒進一個容器中才能混合在一起,後來漸漸發展出使用幫浦馬達的機器來作業,並設計出螺旋攪拌的葉片,後來又更進一步設計出「混合攪拌管(mixing nozzle)」,大大的降低了A/B膠混合不均勻的問題。「混合攪拌管」的發明也大大地降低了氣泡產生的問題,因為一般攪拌過程容易把空氣也攪拌進去。

不過當時比較先進的設備都是使用齒輪幫浦(較不受Epoxy的高黏度影響)以及大型的設備來幫助罐膠,那時候如果A/B膠混合的比率(ratio)稍有不對或是混合攪拌不夠均勻就容易出現AB膠固化不全(uncured)或是不硬化的情形,這部份也經常造成產品的功能不良與產品報廢等問題,因為Epoxy是不可逆的作業,灌膠後的產品幾乎沒有重工(rework)的機會,對那些高單價的產品來說,除了嚴守紀律,小心再小心作業外,就是祈禱產品不要設計灌膠製程(這似乎有點阿Q),因為每次的不良品報廢都是一筆很可觀的費用。

還好,現在的AB膠大多已經作成了「管筒狀」包裝,管狀裡頭設計有兩個唧筒分別依照A/B膠的體積比率需求分開儲存雙液,使用的時候只要將AB膠管筒接上「膠槍」(有點像矽膠的膠槍),然後於其出口前端再接上一根「混合攪拌管(mixing nozzle)」就可以使用了,如此一來就免去自己混合攪拌AB膠的作業與風險,因為「混合攪拌管」的每個葉片都會以2的平方次數來混合A/B雙膠,一支有16葉片的「混合攪拌管」就可以產生65536(=216)次的攪拌,這比我們自己用手或是電動攪拌器要來得均勻多了,而且又不容易出現氣泡。

灌膠後(potted)的產品需要靜置等待其固化(curing),Epoxy固化的時間受溫度、膠量及不同的Epoxy特性而有不同的時間,一般建議加溫度固化,除了可以縮短固化的時間外,也可以得到比較漂亮的固化品質,有些對漏電流(leakage current)比較敏感的產品也強烈建議加溫固化,因為大部分的Epoxy會因為某些因素摻雜有微量的金屬成份,且液態Epoxy的介電常數一定比固化時來得高。

採用室溫固化除了要延長固化時間,膠量比較多時還容易造成Epoxy沈澱在下面,硬化劑浮在上面的問題,最後可能造成局部固化不完全。個人經驗證實,加溫固化也可以得到比較漂亮的Epoxy固化表面,室溫固化的表面通常會花花的,看起來類似煮豬肉湯時表面漂浮一層油渣一般。

(下圖為3M-DP270的Epoxy「針管筒狀包裝(cartridge)」以及「混合攪拌管(mixing nozzle)」,塑膠管已經把分成兩個唧筒分別裝入Epoxy本液及硬化劑)
下圖為3M-DP270的Epoxy管筒狀包裝以及「混合攪拌管(mixing nozzle)」,塑膠管已經把分成兩個唧筒分別裝入Epoxy本液及硬化劑

(下圖為3M的手動膠槍,其實機構與我們一般家庭裝潢用的矽膠槍類似,已經裝上了Epoxy針管筒狀包裝以及「混合攪拌管(mixing nozzle)」)
下圖為3M的手動膠槍,其實機構與我們一般家庭裝潢用的矽膠槍類似,已經裝上了Epoxy管筒狀包裝以及「混合攪拌管(mixing nozzle)」

▼下圖為桶裝的Epoxy本液,預攪拌後就可以看到許多氣泡產生。大部分的Epoxy本液都是黑色的。
下圖為桶裝的Epoxy本液,預攪拌後就可以看到許多氣泡產生。大部分的Epoxy本液都是黑色的。

▼下圖為桶裝的硬化劑(hardener),看起來有點像是乳膠。
下圖為桶裝的硬化劑(hardener),看起來有點像是乳膠。

▼下圖為Epoxy齒輪灌膠機。
下圖為Epoxy齒輪灌膠機。下圖為Epoxy齒輪灌膠機。

▼下圖為齒輪馬達灌膠機裝硬化劑的桶子與其內部運作的螺旋葉片攪拌器(agitator)。
下圖為齒輪馬達灌膠機裝硬化劑的桶子與奇內部運作的螺旋葉片攪拌器(agitator)。 下圖為齒輪馬達灌膠機裝硬化劑的桶子與奇內部運作的螺旋葉片攪拌器(agitator)。


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訪客留言內容(Comments)

AB劑雖然多可以室溫儲存,但是仍然有保存期限的問題,First in first out 先進先出管理也是一個重要的課題,若需要評估大型的灌膠設備,AB儲液桶內也會有攪拌器(可24小時攪拌),設備的點膠量是否精準?到你設定的膠量時是否可以很順暢地停止,可當成評估重點,有些設備無法確實關住還會慢慢滴下回滴,另外是否在你的工廠附近有服務據點方便售後服務也可考量,因為混合後粘度高流動緩慢,假設一盤有三十個產品需灌膠在製作灌膠程式時可考慮分段灌膠,如第一個產品膠直接瞬間灌滿後,直接灌第二個,直到三十個灌完,再回去檢視第一個產品時或許膠面高度僅剩4/5,因為膠會慢慢流下,第二段再補足1/5的膠量即可

肥喵;
謝謝您的經驗分享,這些真的得有做親自參與過才知道的眉角。
這篇文章只是個序文,
後面應該會有其他更多探討關於AB膠的文章~

雖然這是一篇關于A/B膠的文章,但我還是想分享一下關于A/C膠的經歷。
產品使用LORD 7550A/C膠,灌注到火牛Transformer周邊,底下帶頻率振動的平臺,使膠可以均勻沉入底層,但由于在常溫工作車間,所以注滿膠后,發現里邊充滿氣泡,品質無法接受,火牛更加無無法翻工。為解決這難題,待注滿膠后,馬上將火牛放入真空機中,抽真空10S,問題得以解決。
想問工作熊,是否有遇到這類A/C膠問題? 你又是如何解決。

JC;
抽真空確實可以解決大部分氣泡的問題,但是抽真空既浪費時間又可能造成氣泡噴出時的沾汙。
比較笨的方法是分多次灌膠,先讓膠可以流到容易形成空洞陰影的地方,然後再灌其他的膠。
如果氣泡來自原本的膠水,建議一定要用混合管來攪拌雙液,非常不建議手動攪拌混合。

A/B膠材料本身可以個別抽真空,並可以在真空箱內執行灌注,但建議分段灌注,且真空度需設定不同,才不會有濺射問題。
其實這種膠類設備,需看您膠種與灌注品項與灌注量,做一系列的妥善規劃。

Jeff

Jeff;
謝謝您的分享,看來這篇文章引來許多灌膠的高手呢!

我使用的的是DP810,請問加熱固化的具體做法為何? 我使用熱風槍150度C吹5分鐘,似乎沒有顯著效果.

allen;
不太清楚你用熱風吹的目的是什麼?取下已經固化的膠?還是想要加速其流動?
如果想要加速其流動,其實每一支膠都有其個性,你應該要求3M提供這支膠的特性表,才能知道使否可以用熱風槍吹150°C吹5分鐘。再說熱風槍吹無法達到加熱均勻的效果。

熊大您好 謝謝您快速回應。我用熱風吹是想加速固化 減少等待固化時間。
想請教還有哪幾種加熱固化的方式。我貼合的物件是白鐵&carbon

allen;
查一下DP810的規格表很快的,室溫(23°C)固化時間8-24小時。加熱49°C固化時間30分鐘,加熱66°C固化時間10分鐘。
建議你還是找3M做技術指導。

嗯。謝謝您 可以建議一下怎麼加熱嗎? 因擔心傷害外觀面所以試著用熱風槍但效果不好。另外 白鐵材質外還包射了矽膠。carbon這邊又距離點膠位置很遠~~
So 有點不好克服

allen;
不建議局部加熱,一般都會產品送進烤箱內或烘烤室內均勻加熱,當然也要考慮其他部件能否承受高溫,還要考慮是否會有應力釋放造成變形的問題,溫度要自己衡量產品的實際品質狀況。
建議還是找3M做技術指導。

您好,目前我我所碰到的問題都與大家都不太相同所以挺頭痛的。

因為產品的體積很小,所以需要用到高流動性的環氧樹脂,但這時卻出現了一個問題,因為產品中會有軟板牽引出來,導致環氧樹脂開始往軟板上爬,導致產品的高度超過當初的設定,不知道有沒有什麼好方法可以解決爬膠的問題呢?

mou;
在軟板的高度界線的地方印一條粗一點的「白漆線」應該會有幫助。

您好
因為工作上會使用到雙劑型RTV膠, 膠材固化時可能會膨脹或收縮
請問有什麼方式可以檢測收縮或膨脹率呢?
謝謝

Gimi,
膨脹縮收率這個不是規格書上有嗎?
想要測試膨脹縮收率可能要去找工研院這類的實驗室幫忙。

您好,
可否請教您一下。
我遇到另一個問題,情形如下:
我有一個自行車坐墊底部是碳纖材質,用黑色AB膠黏著固定。
因工廠製作過程黏著有歪斜,我欲去膠重黏。
請問有辦法解決這種情形嗎?
感謝指導!!

ken,
根據了解,Epoxy固化後是不可逆反應,一般固化後就不能重工後。
想要去除固化後的Epoxy,一般可以使用加熱法,加熱後Epoxy會變軟或變脆,然後再慢慢去除。
或是訊問Epoxy供應商有無清除劑。

你好,我想请问一下,如果由于比例不一致,对元器件有没有影响?

A/B膠如果比率不對,或是混合不均勻會造成膠永久性不乾,有些A/B的容易可能會有微量導通的問題。


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