導熱矽膠材料模具成型需從模具設計、材料選擇、工藝控製、環境管理、脫模與後處理五大核心環節嚴格把控,具體要求如下:
一、模具設計:結構優化與精度保障
分型麵與澆口設計
分型麵選擇:需避開產品關鍵功能麵(如導熱界麵),防止合模線影響導熱均勻性。例如,導熱墊片模具的分型麵應設計在產品邊緣非接觸區域。
澆口位置:優先選擇產品厚壁處或非導熱路徑區域,避免澆口痕跡導致局部導熱性能下降。對於長條形導熱矽膠件,可采用多點澆口以減少填充阻力。
流道與排氣係統
流道尺寸:根據矽膠流動性設計流道直徑(通常為Φ3-8mm),流道過長或過細會導致填充不足或氣泡。例如,生產導熱矽膠片時,流道長度應控製在模具型腔長度的1.5倍以內。
排氣槽設計:在模具分型麵、型芯末端設置排氣槽(深度0.02-0.05mm),防止氣體滯留形成氣泡。對於高導熱需求產品(如散熱矽脂),排氣槽數量需增加30%-50%。
脫模斜度與表麵處理
脫模斜度:側壁脫模斜度建議≥1°,避免強脫導致產品撕裂或模具損傷。對於複雜結構(如帶散熱鰭片的導熱矽膠套),脫模斜度需增加至2°-3°。
表麵粗糙度:模具型腔表麵粗糙度應≤Ra0.8μm,以減少產品表麵摩擦力,提升脫模順暢性。
二、材料選擇:性能匹配與工藝適配
導熱矽膠類型
加成型矽膠:固化過程中無小分子釋放,適合高精度、高導熱需求產品(如5G基站散熱片),但成本較高。
縮合型矽膠:成本低,但固化時釋放小分子,需預留排氣時間,適用於對導熱性能要求不高的產品(如普通電子元件墊片)。
添加劑配比
導熱填料:氧化鋁(Al?O?)、氮化硼(BN)等填料可提升導熱係數(從0.8W/m·K提升至3-5W/m·K),但需控製填料比例(通常≤70%),避免影響流動性。例如,生產高導熱矽膠墊時,氧化鋁填料比例可設為60%-65%。
硫化劑:根據矽膠類型選擇鉑金硫化劑(加成型)或有機錫硫化劑(縮合型),硫化劑用量需嚴格按說明書配比(通常為1%-3%),過量會導致產品脆化。
材料預處理
真空脫泡:混合後的矽膠需在真空箱中脫泡(壓力≤-0.095MPa,時間10-15分鍾),以消除氣泡,提升產品致密性。
預熱處理:冬季生產時,可將矽膠原料預熱至25-30℃,降低粘度,提高填充性。
三、工藝控製:參數準確與過程穩定
注塑/模壓參數
溫度:模具溫度控製在120-180℃(具體取決於矽膠類型),溫度波動需≤±2℃,避免局部過熱導致導熱填料沉降。例如,生產導熱矽膠管時,模具溫度需均勻分布在150±1℃。
壓力:注塑壓力根據產品尺寸調整(小型產品5-15MPa,大型產品15-30MPa),壓力不足會導致填充不完整,壓力過高則可能引發飛邊。
時間:硫化時間=產品Z厚處(mm)×1.5分鍾(如5mm厚產品需7.5分鍾),時間不足會導致硫化不完全,時間過長則可能使產品變脆。
分段硫化(針對大型產品)
對於厚度>10mm的導熱矽膠件,可采用分段硫化工藝:先低溫(120℃)預硫化10分鍾,再升溫至180℃完成硫化,以減少內應力,避免產品變形。
在線檢測
使用紅外測溫儀實時監測模具溫度,確保溫度均勻性;通過壓力傳感器監控注塑壓力,防止壓力波動影響產品密度。
四、環境管理:清潔與溫濕度控製
模具清潔
每次生產前需用酒精擦拭模具型腔,去除殘留矽膠或脫模劑,防止雜質影響產品表麵質量。
定期清理模具排氣槽,避免堵塞導致氣泡。
生產環境
溫度:車間溫度控製在20-25℃,避免溫度過高導致矽膠提前固化或溫度過低影響流動性。
濕度:相對濕度≤60%,防止矽膠吸濕影響硫化效果。
潔淨度:車間潔淨度需達到ISO Class 7(萬級)以上,防止灰塵附著在產品表麵,影響導熱性能。
五、脫模與後處理:細節把控與性能提升
脫模技巧
脫模劑選擇:使用食品*脫模劑(用量0.5-1.5mg/cm?),過量會導致產品表麵油汙,影響導熱性能。
脫模時機:待模具溫度降至60℃以下時脫模,避免高溫脫模導致產品變形。
後處理工藝
飛邊處理:醫用級產品需用冷凍去毛刺機(-70℃脆化修剪),普通產品可用手工修剪或砂紙打磨。
等離子清洗:去除產品表麵脫模劑殘留(達因值需>50mN/m),提升與散熱器的貼合度。
全檢包裝:100%尺寸檢測(投影儀精度±0.005mm),微粒管控(>0.3μm顆粒≤100個/cm2),確保產品符合導熱性能要求。