PC硬性材料對導(dǎo)熱膠水阻隔作用的研究

汪 濤

（晨輝光寶科技股份有限公司，浙江 紹興 312300）

1 概述

一般的光源產(chǎn)品都是單色溫且色溫不可調(diào)節(jié)，少部分可通過撥碼開關(guān)進(jìn)行色溫調(diào)節(jié)。在少部分可調(diào)色溫的產(chǎn)品中，又有一部分要求高的產(chǎn)品，需要對驅(qū)動(dòng)板灌注導(dǎo)熱膠，以延長產(chǎn)品的壽命及穩(wěn)定性。導(dǎo)熱膠的流動(dòng)性較好，如果進(jìn)入撥碼開關(guān)，會(huì)造成撥碼開關(guān)無法撥動(dòng)而失效。一般是將撥碼開關(guān)與需要灌膠的驅(qū)動(dòng)板作隔離設(shè)計(jì)，或額外增加一層密封圈，這需要有足夠空間才能進(jìn)行設(shè)計(jì)和操作，并增加工序和零件，影響產(chǎn)品的穩(wěn)定性，增加產(chǎn)品成本。而本設(shè)計(jì)方案可在不增加額外零部件的基礎(chǔ)上，將撥碼開關(guān)與需要灌膠的驅(qū)動(dòng)板作整體設(shè)計(jì)，并創(chuàng)造性地在原PC結(jié)構(gòu)件上設(shè)計(jì)阻隔層，一次性注塑成型，對導(dǎo)熱膠進(jìn)行阻隔，以達(dá)到防止撥碼開關(guān)失效的目的，并降低了零部件數(shù)量，減少工序，最終降低成本，同時(shí)也增加了產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性。

2 產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案

GX53型燈具是一種單色溫產(chǎn)品，有3 000 K、4 000 K及6 500 K 3款，考慮到產(chǎn)品功能多元化和集成化，成本最優(yōu)化，計(jì)劃將3款產(chǎn)品功能集成為1款可調(diào)色溫的產(chǎn)品。為此需要在原基礎(chǔ)上，增加1個(gè)調(diào)色溫的撥碼開關(guān)（見圖1）。

圖1 整燈裝配圖

該產(chǎn)品需要進(jìn)行導(dǎo)熱膠灌封，導(dǎo)熱膠的流動(dòng)性較好，容易流入撥碼開關(guān)，造成撥碼開關(guān)無法撥動(dòng)而失效。解決撥碼開關(guān)的失效問題，需要防止導(dǎo)熱膠進(jìn)入。在原有結(jié)構(gòu)件上增加硬性阻隔層，在不增加額外零件的基礎(chǔ)上，解決撥碼開關(guān)的密封阻隔問題。結(jié)構(gòu)件一次性注塑成型，不增加額外工序。

這款產(chǎn)品的設(shè)計(jì)難點(diǎn)首先在撥碼開關(guān)的位置選擇上，經(jīng)過論證，驅(qū)動(dòng)殼（見圖2）中間凸起的圓臺(tái)位置最合適，而且容易操作。

圖2 產(chǎn)品爆炸圖

驅(qū)動(dòng)殼的上部開有一個(gè)圓弧形槽口，為撥碼開關(guān)的露出而設(shè)計(jì)，方便撥碼，調(diào)節(jié)色溫。此處透空槽的設(shè)計(jì)位置選取巧妙合理，既不影響外觀，也不影響與燈座的裝配。

此款燈具的另一個(gè)難點(diǎn)在于驅(qū)動(dòng)殼中需要加入灌封膠，以保證驅(qū)動(dòng)器充分散熱。灌封膠流動(dòng)性較好，要防止灌封膠流入撥碼開關(guān)，造成撥碼開關(guān)失效，這是第二個(gè)難點(diǎn)。

在驅(qū)動(dòng)殼內(nèi)部，設(shè)計(jì)擋膠層和墊層（見圖3），防止因灌封膠進(jìn)入撥碼開關(guān)而造成無法撥動(dòng)，同時(shí)，設(shè)計(jì)方案還降低了灌封膠的使用量，降低了材料成本，擋膠層及墊層的高度在2.5 mm左右，加上驅(qū)動(dòng)板的厚度1 mm，共3.5 mm，同時(shí)可以免去驅(qū)動(dòng)板剪腳工藝，節(jié)省人工成本。

圖3 產(chǎn)品零件1驅(qū)動(dòng)殼體

整燈裝配結(jié)構(gòu)如下：驅(qū)動(dòng)板通過螺絲一與驅(qū)動(dòng)殼連接，撥碼開關(guān)通過焊接與驅(qū)動(dòng)板連接，散熱器通過螺絲二與驅(qū)動(dòng)殼連接，光源板通過壓板和螺絲三壓實(shí)在散熱器上，并通過電源線穿過散熱器的中心孔，與驅(qū)動(dòng)板連接，透光罩通過凹型卡扣與壓板上的凸型卡點(diǎn)卡緊連接。整個(gè)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)緊湊協(xié)調(diào)，空間利用率較高，且外型美觀，操作簡便。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，PC硬性材料對導(dǎo)熱膠起到阻隔作用，產(chǎn)品質(zhì)量非常穩(wěn)定，成功率高，達(dá)到了預(yù)期效果，產(chǎn)品也得到了客戶的認(rèn)可，取得了很好的經(jīng)濟(jì)效益。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，設(shè)計(jì)方案的優(yōu)點(diǎn)在于：

1）在驅(qū)動(dòng)殼背部位置加一個(gè)透空槽，以便撥碼開關(guān)露出，進(jìn)行撥碼調(diào)色溫，此處設(shè)計(jì)位置選取巧妙合理，不影響與燈座的裝配及整燈外觀。

2）此款燈具的驅(qū)動(dòng)殼內(nèi)部，加了擋膠層和墊層，防止因灌封膠進(jìn)入撥碼開關(guān)而無法撥動(dòng)。這圈擋膠層的設(shè)計(jì)具有創(chuàng)新性，擋膠層與驅(qū)動(dòng)殼是一次注塑成型的整體，并沒有增加額外的零件，降低了工藝難度，減少失效風(fēng)險(xiǎn)。

3）設(shè)計(jì)降低了灌封膠的使用量，大概降低50%，大幅度降低材料成本。

4）擋膠層的高度在2.5 mm左右，加上驅(qū)動(dòng)板1 mm，共3.5 mm，設(shè)計(jì)可以免去驅(qū)動(dòng)板剪腳工藝，節(jié)省人工成本。

圖4為本產(chǎn)品的驅(qū)動(dòng)板加注灌封膠凝固后的結(jié)果，實(shí)樣拆開后可以發(fā)現(xiàn)，驅(qū)動(dòng)殼上設(shè)計(jì)的擋膠層擋住了灌封膠進(jìn)入撥碼開關(guān)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，撥碼開關(guān)能正常順利地?fù)軇?dòng)，沒有失效，說明該設(shè)計(jì)方案獲得成功，同時(shí)導(dǎo)熱膠的用量也從64 g降低到30 g，節(jié)省了34 g導(dǎo)熱膠，按照導(dǎo)熱膠18元／kg的市場價(jià)格計(jì)算，每個(gè)產(chǎn)品大約可節(jié)省材料成本0.61元，一年產(chǎn)量按照30萬個(gè)計(jì)算，大約節(jié)省了18.3萬元的材料費(fèi)用，加上節(jié)省的人工裝配費(fèi)用，節(jié)約成本在20萬元以上。同時(shí)因?qū)崮z的用量減少，這款產(chǎn)品變得更加環(huán)保，也產(chǎn)生了更大的社會(huì)效益和環(huán)境效益。

圖4 驅(qū)動(dòng)板測試工裝

3 結(jié)論

利用PC這種較硬的工程塑料在原零件上直接注塑一圈擋膠密封層，阻擋導(dǎo)熱灌封膠進(jìn)入撥碼開關(guān)，滿足產(chǎn)品的密封要求。這種創(chuàng)新性設(shè)計(jì)完全可以代替硅膠等密封元件，起到同等作用，并簡化了產(chǎn)品的整體結(jié)構(gòu)，減少了零件數(shù)量和工藝步驟，降低了工藝難度。類似需要灌膠的其他密封產(chǎn)品，如燈具和光源類產(chǎn)品，都可以采用這種設(shè)計(jì)思路來達(dá)到目的。