PC硬性材料对导热胶水阻隔作用的研究

汪 涛

（晨辉光宝科技股份有限公司，浙江 绍兴 312300）

1 概述

一般的光源产品都是单色温且色温不可调节，少部分可通过拨码开关进行色温调节。在少部分可调色温的产品中，又有一部分要求高的产品，需要对驱动板灌注导热胶，以延长产品的寿命及稳定性。导热胶的流动性较好，如果进入拨码开关，会造成拨码开关无法拨动而失效。一般是将拨码开关与需要灌胶的驱动板作隔离设计，或额外增加一层密封圈，这需要有足够空间才能进行设计和操作，并增加工序和零件，影响产品的稳定性，增加产品成本。而本设计方案可在不增加额外零部件的基础上，将拨码开关与需要灌胶的驱动板作整体设计，并创造性地在原PC结构件上设计阻隔层，一次性注塑成型，对导热胶进行阻隔，以达到防止拨码开关失效的目的，并降低了零部件数量，减少工序，最终降低成本，同时也增加了产品质量的稳定性。

2 产品设计方案

GX53型灯具是一种单色温产品，有3 000 K、4 000 K及6 500 K 3款，考虑到产品功能多元化和集成化，成本最优化，计划将3款产品功能集成为1款可调色温的产品。为此需要在原基础上，增加1个调色温的拨码开关（见图1）。

图1 整灯装配图

该产品需要进行导热胶灌封，导热胶的流动性较好，容易流入拨码开关，造成拨码开关无法拨动而失效。解决拨码开关的失效问题，需要防止导热胶进入。在原有结构件上增加硬性阻隔层，在不增加额外零件的基础上，解决拨码开关的密封阻隔问题。结构件一次性注塑成型，不增加额外工序。

这款产品的设计难点首先在拨码开关的位置选择上，经过论证，驱动壳（见图2）中间凸起的圆台位置最合适，而且容易操作。

图2 产品爆炸图

驱动壳的上部开有一个圆弧形槽口，为拨码开关的露出而设计，方便拨码，调节色温。此处透空槽的设计位置选取巧妙合理，既不影响外观，也不影响与灯座的装配。

此款灯具的另一个难点在于驱动壳中需要加入灌封胶，以保证驱动器充分散热。灌封胶流动性较好，要防止灌封胶流入拨码开关，造成拨码开关失效，这是第二个难点。

在驱动壳内部，设计挡胶层和垫层（见图3），防止因灌封胶进入拨码开关而造成无法拨动，同时，设计方案还降低了灌封胶的使用量，降低了材料成本，挡胶层及垫层的高度在2.5 mm左右，加上驱动板的厚度1 mm，共3.5 mm，同时可以免去驱动板剪脚工艺，节省人工成本。

图3 产品零件1驱动壳体

整灯装配结构如下：驱动板通过螺丝一与驱动壳连接，拨码开关通过焊接与驱动板连接，散热器通过螺丝二与驱动壳连接，光源板通过压板和螺丝三压实在散热器上，并通过电源线穿过散热器的中心孔，与驱动板连接，透光罩通过凹型卡扣与压板上的凸型卡点卡紧连接。整个产品的结构设计紧凑协调，空间利用率较高，且外型美观，操作简便。

实验结果表明，PC硬性材料对导热胶起到阻隔作用，产品质量非常稳定，成功率高，达到了预期效果，产品也得到了客户的认可，取得了很好的经济效益。

与现有技术相比，设计方案的优点在于：

1）在驱动壳背部位置加一个透空槽，以便拨码开关露出，进行拨码调色温，此处设计位置选取巧妙合理，不影响与灯座的装配及整灯外观。

2）此款灯具的驱动壳内部，加了挡胶层和垫层，防止因灌封胶进入拨码开关而无法拨动。这圈挡胶层的设计具有创新性，挡胶层与驱动壳是一次注塑成型的整体，并没有增加额外的零件，降低了工艺难度，减少失效风险。

3）设计降低了灌封胶的使用量，大概降低50%，大幅度降低材料成本。

4）挡胶层的高度在2.5 mm左右，加上驱动板1 mm，共3.5 mm，设计可以免去驱动板剪脚工艺，节省人工成本。

图4为本产品的驱动板加注灌封胶凝固后的结果，实样拆开后可以发现，驱动壳上设计的挡胶层挡住了灌封胶进入拨码开关。实验结果表明，拨码开关能正常顺利地拨动，没有失效，说明该设计方案获得成功，同时导热胶的用量也从64 g降低到30 g，节省了34 g导热胶，按照导热胶18元／kg的市场价格计算，每个产品大约可节省材料成本0.61元，一年产量按照30万个计算，大约节省了18.3万元的材料费用，加上节省的人工装配费用，节约成本在20万元以上。同时因导热胶的用量减少，这款产品变得更加环保，也产生了更大的社会效益和环境效益。

图4 驱动板测试工装

3 结论

利用PC这种较硬的工程塑料在原零件上直接注塑一圈挡胶密封层，阻挡导热灌封胶进入拨码开关，满足产品的密封要求。这种创新性设计完全可以代替硅胶等密封元件，起到同等作用，并简化了产品的整体结构，减少了零件数量和工艺步骤，降低了工艺难度。类似需要灌胶的其他密封产品，如灯具和光源类产品，都可以采用这种设计思路来达到目的。