如何降低AB膠Epoxy灌膠時的氣泡問題

Potting注膠不足。如何降低AB膠Epoxy的氣泡問題

使用AB膠Epoxy來在電子產品內灌膠有個很大的問題,就是AB膠的粘性比較高,流動速度相對的比較緩慢,所以當遇到一些孔洞或是容易產生陰影的地方就容易發生空洞或是氣泡的現象,這種現象尤其容易發生在一些「盲灌」的情況下,所謂「盲灌」就是作業員無法實際看到膠液流進容器後的樣子,以致無法確知灌膠後的結果好,也無法即時做出處置與調整。

這類「盲灌」的作業程序通常出現在有使用蓋子覆蓋於一定區域的電路板上,或是膠液必須流到電路板的正下方時,不幸的是這類灌膠的產品大多會因為產品的某些特殊目的而要求灌膠後的氣泡必須小於一定的面積。







那AB膠灌膠作業的氣泡是如何產生的呢?

工作熊以為AB膠的氣泡形成來源大概可以分成三大類:

第一類、陰影效應或是包風而形成的氣泡

這類氣泡形成的原因大多可以歸類為空氣阻隔,因為有空氣存在,以至於形成障礙讓膠液無法流經其處,而這類氣泡及孔洞大多集中在電路板有大零件或是容器內的某些角落,因為空氣被瞬間湧入的膠液給逼得走投無路,又無處可逃,於是拼死命抵抗,以致形成氣泡。

也可以換個角度說,當膠液被灌進入容器內時,如果來得太急太快,容器內的某些空氣無法即時逃逸出去,就會被關在容器內的某些角落,最後形成氣泡。

第二類、AB膠本身混合時就已經把空氣攪入其中

當Epoxy的A膠及B膠混合時,需要充分的混合,如果使用手動混合攪判,在攪拌的過程當中就會把空氣(小氣泡)給混到膠液裡頭。當膠液被注入到容器內時,空氣也會跟著進去,雖然加熱凝固,鄰近的小氣泡會因為固體的擠壓而漸漸聚集在一起,最後形成大小不一的氣泡。

第三類、膠量不足

「盲灌」作業時通常很難控制膠量是否足夠,大多情況下作業員會擔心膠量太多而產生的漏膠污損產品的問題,所以會選擇少灌膠。有時候作業當中也會因為灌膠速度太快,以至於容器內部包覆太多空氣,而呈現出假灌滿的現象,等到膠液漸漸固化,某些空氣慢慢逸出之後,就會留下大面積的灌不滿膠的現象。

那要作業上如何做才能降低氣泡(void)或空洞的發生率呢?

其實最佳的解決方法應該還是要從設計著手,只是有時候設計工程師本身就自顧不暇了,根本就照顧不到實際的作業面。欲從作業面來徹底解決AB膠氣泡的產生就必須要去了解每個產品的氣泡是如何產生的,如此才能對症下藥,只不過這些處方多多少少都會影響到作業的時間與產出,有些甚至得投資設備。

下面工作熊就試著列出一些降低AB膠灌膠作業是的方法給大家參考:

一、 使用XY軸機器(X-Y table)點膠機做移動式灌膠

使用XY軸機器(X-Y table)點膠機做移動式灌膠

這個比較適合可以用在開放式的灌膠設計上,可以讓機器手臂先把膠點在容易產生陰影效應或容易形成空洞氣泡的地方,讓膠液先填滿這些容易形成「包風」的地方,後續再把膠填滿容器。

二、 待灌膠件預熱

一般AB膠只要加熱到某個溫度,其黏性會大幅降低,可以幫助流動順暢,讓膠液填滿空隙,黏度較低的膠也比較可以讓空氣可以順利排出。

三、 降低灌膠的速度,使用小口徑的膠槍出口

這是因為如果灌膠速度太快,容易將大面積的空氣關在容器當中,降低灌膠的速度,可以讓膠液慢慢流到每個角落,並填充每個縫隙,自然就可以減少氣泡。

四、分多次灌膠

這是比較笨的方法,但是也是最有效的方法,分多次灌膠可以先讓膠液有充分的時間流到容易形成空洞陰影的地方,這樣就可以有效的降低陰影效應及包風的氣泡產生。

分多次將膠液注入容器中,因為少量的膠液較不會對空氣產生太大包覆能力,等到空氣從膠液下的空隙被逼出後,再灌滿其他的膠液,建議這個方法要計算一下產品的結構,如果可以配合XY軸機器(X-Y table)點膠機來做多次灌膠,會比較節省人力。

五、確實使用混合管來攪拌AB膠

確實使用混合管來攪拌AB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。

六、抽真空

抽真空確實可以解決大部分氣泡產生的問題,但是抽真空既浪費時間又可能造成氣泡急速噴出時的沾汙風險,而且抽真空並不能解決膠量不足的問題。


延伸閱讀:
雙液型AB膠作業介紹(Epoxy)
AB雙液膠灌膠注意事項(Epoxy-Potting)
過期的Epoxy除了報廢,還可以救得回來嗎?

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