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    電源模塊灌膠的優點和注意事項

    電源模塊灌膠的優點和注意事項

    2023-06-28

    裸板灌膠可以防止空氣中的水分、腐蝕性化學物質以及氣體的侵蝕(特別是硫會侵蝕器件和PCB線路的銅),防止機械沖擊、振動、支撐和緩沖精密或易碎的組件,例如變壓器鐵芯中使用的鐵氧體。同時支撐PCB引腳并減輕大部分應力,讓引腳和電路板的連接強度不只依賴焊點。

     

    灌膠用高度絕緣的介質代替了PCB周圍的空氣,避免電源內的過電壓應力引起的電弧放電,特別是在高海拔地區。同時也避免濕氣、灰塵和污垢等污染物降低輸入和輸出之間的絕緣或在表面上產生電痕。導熱灌封材料可以將熱量傳導到外殼上并使熱量梯度均勻以減少電源模塊內的熱點,從而降低功率器件上的溫差應力。還可以提供防火保護,因為一旦灌封膠固化就不會著火或持續燃燒。相對來說,灌膠后具有更長的存儲時間和使用壽命。

     

    電源模塊灌膠的注意事項

    如果灌封膠中包含空氣或氣泡,會降低導熱性能,氣泡會因為內部電弧放電或表面電痕而降低絕緣效果。夾雜物會因為極高或極低的氣壓或空隙中的空氣隨溫度膨脹或收縮而產生機械應力進而導致灌封膠破裂。

     

    消除空氣最有效的辦法是真空混合和分裝。在真空下準備并混和灌封膠會使氣泡上升到表面,然后透過加壓系統分裝到注射器,不讓空氣回流到材料里面。一般真空注入的制程以及定期監視截面或X射線的結果可以確保這一點。

     

    也可以采用制造工藝來避免灌封膠中的氣泡。例如先在外殼中填充一部份的灌封膠,然后插入經過測試的PCBA,再將外殼填充到幾乎全滿。然后將電源模塊半成品放到烤箱中,烤箱溫度保持低于灌封膠的固化溫度,液態氣泡會浮上表面。放在振動臺上也會使氣泡順利上升,最后完全填滿外殼并將電源模塊放到溫度較高的烤箱中。

     

    所有的灌封膠從液態轉變為固態時都會收縮。大多數灌封膠的收縮量很小,但是任何程度的收縮都會在器件上施加機械應力導致微裂或間隙,讓液體或氣體進入。解決的方法是使用軟的灌封膠,在完全固化后仍保留一定的柔軟度,因此灌封膠的彈性可以消除收縮引起的機械應力,并與殼體、引腳和器件緊密接合。

     

    還有一個玻璃轉化溫度,在該溫度下灌封膠會變脆。即使在非常低的溫度下灌封膠也必須保持柔韌性,高溫性能也很重要。檢查灌封膠完整性的一種方法是溫度循環測試。例如使用軟質或硬質灌封膠,然后進行-40°C+85°C的溫度沖擊循環,監測兩種灌封膠在電氣性能上的差異。一般在溫度變化低或較慢的應用中,使用硬質或軟質灌封膠幾乎沒有實際差異,在極端或惡劣的環境中,較軟的材料更適合。

     

    進行故障分析時,去除外殼后通常彈性材料可以用手掰開,但是堅硬的材料需要利用鋒利的工具來切開或磨掉。

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