灌胶内部有空洞怎么办?
工艺与失效

灌胶内部有空洞怎么办?

惠州盛世达科技有限公司 | 2026-10-24 | 阅读约 8 分钟

先说结论:灌封件内部有空区,八成不是胶的问题,是流道和速度没设计好。三个决定因素:进胶口放在哪、胶面上升多快、气从哪出去。这三条定了,同一支胶的空腔率能差一个数量级。

气泡和空区是两个东西。气泡是胶里溶的气或者搅进去的气,靠脱泡解决;空区是型腔里的空气没被赶出去,靠流道设计解决。分清了才不会一直换胶。我们接过一个案子,客户换了三家供应商的胶都还有空区,最后发现是进胶口开在正上方,跟胶没关系。

一、低进高出:进胶口的位置

这是最基本的一条,也是被违反最多的一条。

胶从型腔最低点注入,空气从最高点排出去。因为空气比胶轻,会自然往上浮。反过来做,从顶部注胶,胶往下走,空气被压在底部角落里出不来,那里就是一个固定的空区。

实际产品很少有规整的低点高点,所以要两个动作配合:

  1. 设计时就标出型腔的最低点和最高点,进胶口放低点,排气孔放高点。
  2. 灌注时把工件倾斜 5~10°,人为造出一个"高点",让空气往一侧聚。

第二招在没法开排气孔的时候特别有用。我们给客户的建议是:先在工件上做一次透明壳灌注试验,直接看空气往哪跑,再定进胶位置。用亚克力做个一模一样的壳,成本几百块,能省几轮试模。

图1
图1:透明壳灌注试验观察空气走向(场景示意,非实拍)

二、胶面上升速度:5~15 mm/min

速度太快会卷气,太慢会先凝胶。

胶面上升时,如果速度过快,自由面会产生翻卷和湍流,把空气带进胶体内部,形成散布的小气泡而不是集中的空区。这类缺陷比空区更难查,因为它分布在整个体积里。

经验区间是胶面上升速度控制在 5~15 mm/min。结构简单、宽而浅的腔体可以快一些;深腔、有窄缝、有密集元件的要慢。

型腔特征建议上升速度说明
宽而浅、无遮挡10~15 mm/min空气容易排出
有元件密集区5~10 mm/min给空气绕行的路径
深腔(高宽比 >3)3~5 mm/min建议分段灌注
窄缝 + 大腔体先慢后快先灌窄缝再灌腔体

速度怎么调?靠流量。流量等于截面积乘以上升速度,算出目标流量,再按胶泵的实际输出设定。这一步很多厂凭手感,结果批次之间不一致。我们建议把目标流量写进作业指导书,跟换混合管一样按记录走。

![图1](./images/无水印/2026-10-24_空区_fig1.jpg "图1:透明壳灌注试验观察空气走向(场景示意,非实拍)")

三、气往哪走:排气通道

只有进没有出,等于往气球里灌水。

三个做法:

第三种最有效,也最贵。小批量可以用简易真空罐,效果比常压好很多。常压灌注想做到无空区,靠工艺设计能压到很低,但很难做到零。

四、高深宽比的件要分段

一次性灌满一个 100 mm 深的腔体,底部的空气要穿过 100 mm 的胶层往上跑,基本跑不掉。

分段灌注的做法:第一段灌到 1/3,静置或轻微振动让空气上浮,再灌第二段,直到灌满。每段之间不用等固化,只要让胶面稳定下来。

代价是节拍变长、可能产生层间界面。层间界面在光学件上是缺陷,在结构件上多数可以接受。这一点要按产品定,我们不敢替客户拍板。

![图2](./images/无水印/2026-10-24_空区_fig2.jpg "图2:左为空区、右为致密的剖面对比(场景示意,非实拍)")

五、胶的粘度也有一条线

流道定了,还要看胶能不能流进去。SST-004 这类低粘度体系的混合粘度约 800~1500 mPa·s,能灌进 0.2 mm 级的间隙;SST-004HD 走 5:1 配比,粘度同量级但耐温更高,适合要过回流焊的模块。填料比例高的高导热体系粘度会到 5000 mPa·s 以上,窄缝件要慎用。

选型时把最小间隙报给供应商,比只报"要灌封胶"有用得多。

六、怎么验证有没有空区

三个手段,按精度排:

  1. 剖切。最直接,也最有说服力。抽 1~2 件切开看剖面。
  2. X 射线。无损,能看三维分布,适合批量抽检和失效分析。
  3. 超声扫描。对分层和空区敏感,需要耦合,适合平板类。

外观检查查不出内部空区。这一点必须说清:很多厂把"表面平整无气泡"当成合格判据,实际上内部可能一大片空的。我们做失效分析时第一步就是剖切,不剖切基本靠猜。

空区是型腔空气没排出去,不是胶里的气泡。气泡靠脱泡,空区靠流道。

三条规则:低进高出(进胶口在最低点、排气口在最高点)、胶面上升速度 5~15 mm/min、一定要有排气通道。

高深宽比件分段灌注;灌注时工件倾斜 5~10° 造人工高点。外观检查查不出内部空区,要剖切或 X 射线。

文中上升速度、倾斜角度、排气间隙为工程经验值,不同型腔结构、胶液粘度与真空条件下差异较大,请以实际灌注试验确定。粘度按 25℃ 混合后典型值计。文中配图为场景示意,非实拍。

问:抽了真空为什么还有空区?答:抽真空解决的是胶里溶的气和型腔里易排的气,但胶往下流时仍会裹住空气。还要配合低进高出和合理的上升速度。

问:胶面上升速度多少合适?答:经验区间 5~15 mm/min。深腔、元件密集的取下限,宽而浅的取上限。

问:能不能靠多加胶把空区填满?答:不能。多灌只会让多余的胶从排气孔溢出,型腔里的空气还在原处。

问:外观没气泡,内部就一定没问题吗?答:不一定。表面平整不代表内部无空区,必须剖切或做 X 射线检测才能确认。

图2
图2:左为空区、右为致密的剖面对比(场景示意,非实拍)
参数说明:文中上升速度、倾斜角度、排气间隙为工程经验值,不同型腔结构、胶液粘度与真空条件下差异较大,请以实际灌注试验确定。粘度按 25℃ 混合后典型值计。文中配图为场景示意,非实拍。

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常见问题

Q:抽了真空为什么还有空区?

A:抽真空解决的是胶里溶的气和型腔里易排的气,但胶往下流时仍会裹住空气。还要配合低进高出和合理的上升速度。

Q:胶面上升速度多少合适?

A:经验区间 5~15 mm/min。深腔、元件密集的取下限,宽而浅的取上限。

Q:能不能靠多加胶把空区填满?

A:不能。多灌只会让多余的胶从排气孔溢出,型腔里的空气还在原处。

Q:外观没气泡,内部就一定没问题吗?

A:不一定。表面平整不代表内部无空区,必须剖切或做 X 射线检测才能确认。

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