孔义，吕耀哥，刘承盟
摘要：在汽车零部件加工过程中，为保证密封效果或固定作用，封胶是一种常见工艺，但密封胶固化后表面容易产生起泡故障，一直困扰着工艺设计人员。本文主要针对双组份环氧树脂类密封胶，介绍起泡故障的原因分析，使用一种封胶工艺方案，可降低密封胶固化后的起泡故障。
关键词：封胶; 起泡; 工艺优化
1、密封胶使用及起泡现象
1.1、密封胶说明
双组份环氧树脂胶由A组分（树脂）和B组分（固化剂）按一定比例混合使用，具有优良的机械和电绝缘性能，可室温或加温固化，粘度低，易灌封，其固化物表面光泽好，无白雾，适用于多种电子电器封装与粘接。
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1.2、起泡现象
该密封胶灌封至体积较小的一种传感器腔体内，经过室温固化后，表面存在气泡破开（图1）或鼓起（图2）现象，比例约4%～5%。
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2、原因分析
2.1、初步分析
结合其他密封胶的的使用经验，分析气泡产生主要有以下三个原因：
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通过上表，锁定了七个怀疑原因：①密封胶料桶内有气体、②搅拌产生气泡、③灌输管路有气体、④产品设计凹槽、⑤产品设计憋气、⑥塑料件注塑不良、⑦密封胶与环境潮气反应产生气体。
2.2、原因锁定
2.2.1、密封胶有气泡的原因确认
原因①确认：从料桶内倒出密封胶，观察密封胶表面，未发现气泡（图3），排除原因①；
原因②确认：密封胶搅拌后，观察密封胶表面，存在较多细小气泡，在灌封及固化的过程中，这些气体没有排出，在表面形成了气泡，表现为针眼状（图4），锁定原因②；
原因③确认：将搅拌后的密封件通过抽真空后，细小气泡消失，灌封后观察密封胶表面，未发现气泡，或一段时间后未发现气泡冒出，排除原因③；
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2.2.2、工件内部有气体的原因确认
原因④确认：观察灌封的工件内腔，插针根部存在凹槽（图5），锁定原因④；
原因⑤确认：调查此类工件，为金属与塑料件铆压成型，金属底端不透气，铆接后工件内部存在憋气现象（上下不通气），锁定原因⑤；
原因⑥确认：X光下观察起泡工件的塑料件，为发现气泡，解剖后也未发现气泡（图6），排除原因⑥；
其中，针对原因④和⑤，密封胶灌封后，若工件内部有气体或有凹槽，固化过程中工件内部的气体很难排出，如果密封胶灌封厚度较厚的话，气体更不容易排出，表现为鼓起状。
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由此推算，密封胶灌封后，3h时间后气泡上升至少2mm（因气泡已排出表面，未发现气泡现象），4h时间后气泡上升至少3mm,6h时间后上升＜4mm（因出现2%的气泡）
2.2.3、密封胶与环境潮气发生反应，产生气体的确认：
原因⑦确认：若密封胶与潮气水分发生反应，在密封胶内部或表面均会产生气体，此类表现为较大的气泡，查阅密封胶技术手册，此类树脂仅有A、B料之间的聚合反应，不会与水发生化学反应，且聚合反应不会有气体产生；另通过潮气试验，密封胶灌封后放置在湿度较大环境中，室温固化后无气泡产生现象，排除原因⑦。
3、改善方案
3.1、针对分析出的一层的三个原因，一般采用如下应对方案：
密封胶有气泡的应对方案：密封胶预热加速气体排出，或搅拌过程中抽真空；
工件内部有气体的应对方案：工件预热加速气体排出，或工件灌封后抽真空；
密封胶与环境潮气发生反应的应对方案：工件预热，或远离湿气位置，或固化选择在干燥箱内进行。
3.2、上述方案适用于一般气泡的分析解决，其中原因④提到工件凹槽部位，因密封胶粘稠，不易完全流淌至凹槽内，造成凹槽内有气体存在，加上密封胶厚度较厚的情况下，凹槽部位的气体很难排出工件，气体在上升的过程中，还未达到表面，表层的密封件已经固化，形成了鼓起状的凸起。
针对这种现象，我们制定了2种应对方案：
a.工件预热，室温固化；
b.工件不预热，分层封胶，室温固化。
备注：因该型号密封胶聚合反应放热，温度越高聚合反应越快，表面固化越快，气泡不利于排出，未再进行密封胶预热及高温固化试验。
3.3、验证结果
a.工件预热，室温固化：工件放入80～100℃烘箱1小时，取出后封胶，起泡比例0.1%；
b.工件不预热，分层封胶，室温固化：根据灌封的深度，先封底层（大约深度的1/2，图7、8），再封上层（图9），起泡比例＜0.01%，起泡现象基本消除。气泡比例分析为如果条件不允许工件预热，需要另一条路径解决这个问题：分层封胶。
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分层封胶机理分析：先封底层，工件内不或凹槽内的气体可在表面密封胶未固化后就可排出，底层密封胶固化后，工件内腔再无气体残留（图10），此时再封上层密封胶，固化后起泡现象基本消除（图11）。
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由此推算，密封胶灌封后，3h时间后气泡上升至少2mm（因气泡已排出表面，未发现气泡现象），4h时间后气泡上升至少3mm,6h时间后上升＜4mm（因出现2%的气泡），至此若一次灌封更深密封胶，气泡很难在密封胶固化前排出，由此选定一层封胶1/2深度的方案。
4、小结
4.1、方案选取
两个方案均大幅降低了起泡故障，但a方案的合格率仍不及b方案的合格率，且a方案工件预热增加了设备投入，故采取了方案b。
4.2、方案分析
优点：产品一次合格率大幅提升，且没有较大的成本投入；
缺点：分层封胶增加了一次注胶动作，对生产效率产生一定影响。
5、结语
密封胶出现气泡问题，一般是上述几个原因引起的，经现场分析并按上述相应解决办法一般能有效解决。密封胶气泡问题不仅影响产品外观，还影响到密封胶的粘接性或密封耐久性，要给予足够重视，一旦发现问题一定要尽快查找原因并及时解决，以保证产品质量。