如何設計雙液型矽膠填充膠的點膠製程

從矽膠墊切換到液態填充膠,最常卡在同一個地方:點膠製程設計。其實核心決策比看起來少。以下是完整框架。

實務原則

點膠性問題幾乎都是製程問題,不是材料問題。在判斷材料有問題之前,請依序確認:溫度 → 混合管狀態 → 壓力 → 針頭。

第二個評估軸:製程可行性

大多數工程師習慣先確認熱性能(TC、BLT、TR),再設計製程。對液態填充膠來說,還有第二個評估軸:你的生產線能否在要求的速度和一致性下應用這個材料?

在量產條件下產生製程不穩定問題的材料,不算可行解。製程設計和選材需要同步推進,不能序列處理。

雙液點膠系統的四個核心組成

計量混合點膠機(Meter-Mix Dispenser)
點膠筒(Cartridge)系統
預充填點膠筒搭配靜態混合管
資本投入低,材料切換容易
適合打樣、RD 驗證和小量生產

大桶幫浦系統
A/B 各自儲桶加精密計量幫浦
吐出量大、比例控制更精準、材料單位成本低
適合日產量超過數百件的量產

建議:RD 和 FAI 階段先用點膠筒系統——設備簡單、材料切換容易、製程特性化快速。

靜態混合管

高黏度等級特別注意

TIA2101GF(A/B 各約 820/830 Pa·s)需要規格符合高黏度矽膠的混合管——並非所有標準混合管都適用

元件數與品質取捨

元件數越多混合越均勻,但阻力越大,需要更高點膠壓力——在選定混合管前與設備商確認

按規定間隔更換

通常每班或每 N 筒更換,不要等到出現混合問題才換——那時問題已發生在成品上了

針頭尺寸選擇
大針頭(2–3mm)
流速高、所需壓力低、膠道寬
適合電池模組電芯面等大面積平坦界面

小針頭(1–1.5mm)
點膠精度高、膠道細
適合複雜三維地形或選擇性塗布
高黏度等級需要更高壓力

注意:TIA241GF 最小 BLT 規格為 120µm,過量點膠後壓縮不會讓 BLT 低於此極限——多餘的材料只會側向溢出。確認你的點膠體積和路徑能匹配目標接合線體積。

製程參數調試——三個參數依序調整

① 壓力

從系統量程中段開始(通常 60–90 psi)。TIA241GF 規格為在 90 psi 經 2mm 針頭每分鐘各 25g——以此作為校準基準

② 速度

設定 XY 移動速度以達到目標膠道寬度和單位長度體積,用 3–5 次測試點膠在秤上量測實際重量再調整

③ 針頭間距

針頭距基材的距離影響膠道形狀,平坦表面的起始值約 0.5–1 倍針頭直徑,依實際膠道形狀調整

組裝窗口、固化規格與驗證步驟

參數 TIA241GF TIA2101GF
適用期(23°C) 2 小時——一般生產節拍下充裕 1 小時——需注意生產節奏
建議固化 70°C / 30 分鐘 70°C / 30 分鐘
室溫固化 23°C / 24 小時 23°C / 24 小時
固化完整性確認 Type E 硬度 ≥ 45 依 TDS 規格值確認

量產放行前的四個驗證步驟

確認混合比例

在生產參數下分別秤量 A/B 10 次點膠的輸出,比例應在目標值 ±5% 以內

量測 BLT

在平坦基材上點膠,用平行板組裝後量測固化後的 BLT,與目標 BLT 比對

量測 TR

若有 Laser Flash 設備則量測 TR;否則以硬度代替——正確硬度代表完整固化

執行老化試片

若應用需要,在 0h、500h/85°C、1000h/85°C 量測硬度和 TC

EN Summary

For 2-part silicone gap filler dispensing: start with cartridge system for R&D, validate mix ratio mechanically (weigh A+B over 10 cycles), use mixer rated for your viscosity grade, tune pressure→speed→tip gap in sequence, and verify BLT physically before production release.