电子元件包硅胶要注意哪些事项？
如何在保护元件的同时，不因工艺应力导致其损伤或性能漂移。晶振、陶瓷电容、精密传感器、BGA芯片等都属于“娇贵”元件。
以下是电子元件（以晶振为例）包硅胶的系统性注意事项和解决方案，涵盖了从设计到生产的全流程。
一、核心原则：理解风险来源
包硅胶对敏感元件的威胁主要来自 “机械应力” 和 “热应力”：
机械应力：
注射压力：液态硅胶高压注入时产生的流体冲击力和围压，可能导致元件位移、引脚变形、晶振内部石英晶片破裂或频率偏移。
固化收缩应力：硅胶从液态到固态的体积收缩，会对元件产生持续的包裹、挤压应力。
热应力：
固化放热：硅胶硫化反应会放热，局部温升可能影响元件性能。
热膨胀系数不匹配：硅胶、PCB、元件材料的热膨胀系数不同，在温度变化时会产生内应力。
二、关键对策与设计要点（分阶段）
阶段一：产品与模具设计阶段（预防的根本）
优化元件布局：
远离浇口：将晶振等敏感元件放置在远离注胶浇口的位置，避免承受第一波高压高速胶流的直接冲击。
置于胶流末端：让胶体平稳、低压地填充到敏感元件区域。
设计应力缓冲结构：
局部空腔/软胶包覆：在晶振等元件顶部设计一个微型空腔，或先包覆一层极软的硅胶（如Shore 00 10-20级）作为缓冲垫，再用结构胶封装。
加装保护盖：为晶振预先套上一个硬质塑料保护盖，再进行整体灌封。
科学的模具设计：
采用低压注胶系统：如真空辅助注胶或蠕动泵低压注胶系统，从源头降低注射压力。
优化浇口与流道：使用扇形浇口、薄膜浇口，扩大进胶面积，降低流速和冲击力。流道应平缓，避免胶流产生湍流。
设计精密排气：充分的排气（排气槽、真空排气）能防止困气，减少充填阻力，从而降低所需注射压力。
阶段二：材料选择阶段
选择低应力硅胶：
低模量、高伸长率：选用软质硅胶（如Shore A 20-40度）。它们更柔软，固化后对元件的挤压应力小，能更好地吸收应力。
低线性收缩率：向供应商明确要求低收缩率（如<0.1%）的电子灌封硅胶。
低粘度与长操作时间：低粘度胶料流动阻力小，易填充；长操作时间（慢固化）有利于应力释放和气泡排出。
考虑特殊材料：
凝胶硅胶：触变性凝胶硅胶具有不流动性，可像膏体一样涂覆，几乎零围压，是保护精密元件的绝佳选择，但机械保护性稍弱。
阶段三：工艺控制阶段（执行的关键）
严格的工艺参数控制：
低压低速注射：采用 “先慢后快” 的注射策略。在胶料流经敏感元件区域时，使用极低的注射速度和压力。
真空脱泡：注胶前对胶水进行真空脱泡，注胶后在真空环境下让胶料缓慢填充，能极大减少气泡和注入阻力。
分段固化：采用阶梯升温固化工艺。先在较低温度（如60-80℃）下初步凝胶定型，再升至完全固化温度，减少热冲击和内部应力集中。
在线监测与后处理：
压力传感器监测：在模具型腔关键点安装压力传感器，实时监控注胶压力，确保其在安全阈值内。
应力释放后烘：固化完成后，产品在室温或略高于室温下静置24-48小时，进行自然应力释放。
三、针对晶振的特殊保护流程（示例）
一个经过验证的可靠工艺流程如下：
点胶缓冲：在晶振与PCB板之间的空隙，预先手动点上一小滴软质硅胶或硅胶凝胶，固定并缓冲底部。
初级保护：为晶振套上一个预制的微型塑料保护罩。
模具装配：将PCBA放入模具，确保定位精准。
真空低压灌封：
关闭模具，抽真空至较高真空度（如-95kPa以上）。
在真空或低压状态下，以极低流速（例如1-5 cm³/s）注入选定的低应力液态硅胶。
依靠真空负压和毛细作用辅助填充。
温和固化：
第一阶段：70℃ / 30分钟，胶体初步凝胶。
第二阶段：100℃ / 60分钟，完全固化。
应力释放：出炉后，室温静置24小时以上。
四、验证与测试
在量产前，必须进行验证：
功能测试：包胶前后，对晶振的频率、精度、相位噪声等关键参数进行对比测试。
破坏性分析：进行抽样切片，在显微镜下观察硅胶与晶振的界面是否有裂纹、空隙，以及元件是否有物理变形。
环境可靠性测试：进行高低温循环、振动、冲击测试，验证在严苛环境下包胶的长期保护效果。
总结清单
“要”与“不要”
要：使用低压注射、软胶、真空辅助、远离浇口布局、缓冲设计。
不要：高压直冲、使用硬胶、元件位于流道正面、快速升降温。
最终建议：与有精密电子灌封经验的硅胶材料供应商和模具制造商进行深度合作。提供样品进行工艺可行性验证（DFM） 和原型测试，是确保成功、避免批量损失的最可靠途径。
