一、工藝概述

液態硅膠（Liquid Silicone Rubber，簡稱lsr）包膠工藝，又稱LSR Overmolding（液態硅膠二次注塑），是一種將液態硅膠通過注射成型方式包覆于塑膠、金屬或其他基材表面的先進復合成型技術。該工藝將液態硅膠優異的柔韌性、密封性、耐高低溫性及生物相容性，與塑膠的結構強度、尺寸穩定性或金屬的剛性相結合，廣泛應用于消費電子、智能穿戴、醫療器械、汽車核心部件及高品質生活用品等領域。

圖注：深圳盈泰工廠液態硅膠包膠生產車間

二、材料與設備

2.1 材料選擇

液態硅膠為雙組分加成型硅橡膠（A/B組分），通常按1:1比例混合使用。可包覆的塑膠基材主要有PC、PA6、PA66、PBT、PP/PE、TPU等；金屬基材包括不銹鋼、鋁合金等。選擇LSR材料時，需根據基材類型選用對應型號，優先選擇低黏度（5000~10000cps）、低收縮率（≤0.5%）的牌號。

2.2 設備配置

需配備專用LSR注射成型機，帶A/B組分計量混合系統。高端應用通常采用封閉式冷流道系統，通過針閥精確控制射膠量，可節省膠料15%~25%，并利用“先封膠、后保壓”的工藝減少飛邊產生。

三、工藝流程

3.1 基材預處理（關鍵工序）

基材表面狀態直接影響粘接效果，需進行嚴格預處理：

清潔：使用異丙醇（IPA）等溶劑徹底去除基材表面油污、脫模劑及灰塵。

表面活化：等離子處理（功率300~500W，時間30~60秒），使表面能提升至56mN/m以上；或涂覆硅烷偶聯劑類底涂劑，80℃烘干5分鐘。

機械錨固：設計燕尾槽、孔洞、紋理等結構，增加機械互鎖力。

3.2 模具設計與預熱

模具需采用冷流道系統和階梯封膠結構（間隙0.030.05mm）。模具預熱至160180℃（硅膠硫化溫度），基材預熱至80100℃以減少熱應力。排氣槽深度控制在0.020.05mm，必要時配備真空輔助排氣系統（抽至-0.08MPa）以消除困氣缺陷。

3.3 混料與注射

A/B組分按1:1比例混合后，進行真空脫泡（真空度≤5mbar，時間30分鐘），消除氣泡。料筒溫度控制在20~40℃，防止LSR提前固化。采用分段注射工藝：

注射壓力一般控制在60~100MPa（薄壁件用高壓，敏感基材用低壓）。

3.4 硫化成型

硫化溫度是觸發和加速固化的關鍵。模具溫度通常為160180℃。硫化溫度每升高10℃，速度加快約2倍。典型工藝：160℃×60秒或170℃×45秒；厚壁產品每增1mm壁厚，硫化時間延長2030%。保壓壓力為注射壓力的60~80%，保壓時間5~15秒。

3.5 脫模與后處理

硫化完成后立即脫模，頂出速度≤10mm/s以防變形。采用水冷或風冷至室溫確保尺寸穩定。必要時進行二次硫化烘烤，以進一步提升交聯程度和長期穩定性。

四、常見缺陷與解決方案

4.1 粘接不良/脫膠（最核心缺陷）

原因：基材表面污染、表面能低、底涂劑選用不當或涂覆不良、模具溫度不足。

對策：嚴格清潔基材并立即使用；優選等離子處理；選用認證兼容底涂劑并確保充分固化；基材區域預熱至80~120℃；設計機械互鎖結構。

4.2 氣泡/氣孔

原因：模具排氣不暢、真空系統失效、原料含氣、注射速度過快產生湍流裹氣。

對策：優化排氣設計（槽深0.02~0.03mm）；確保真空度>95%；原料密封儲存、平穩混合；采用多級注射、末端降速。

4.3 飛邊/溢膠

原因：鎖模力不足、模具精度差或磨損、注射/保壓壓力過高。

對策：增加鎖模力（每cm2 2~3噸）；確保模具配合間隙<0.01mm；降低注射/保壓壓力至最低有效值；更換中高黏度硅膠。

4.4 填充不足

對策：檢查計量系統、提高注射壓力/速度/模溫、優化澆口與流道設計。

五、質量檢測與控制

5.1 粘接強度測試

采用180°或90°剝離測試，要求粘接強度≥3N/mm，斷裂面應為LSR內部內聚破壞。

5.2 環境可靠性測試

熱循環測試（-40℃至+125℃，500次后強度保持率>85%）；濕熱測試（85℃/85%RH/1000h后密封性保持IP68）。

5.3 在線檢測

集成CCD視覺檢測系統，對關鍵尺寸、外觀缺陷進行在線全檢，精度可達0.02mm。系統化的參數優化可提升良品率從80%至99%以上。

六、結論與建議

液態硅膠包膠是一項涉及材料匹配、表面處理、模具設計、工藝參數調控等多維度協同的高精度復合技術。建議在實際生產中重點關注以下方面。

強化基材預處理：將表面處理作為質量控制的第一道關卡，確保等離子處理或底涂劑涂覆的一致性和有效性。

實施DOE參數優化：通過正交試驗在最少實驗次數內找到最優參數組合，并持續結合SPC數據進行迭代改進。

推行自動化與在線檢測：集成自動上料、清洗、注塑、檢測全流程，減少人為干預帶來的污染和誤差。

建立標準化作業規范：每批次原材料需檢測粘度和硫化曲線，根據批次差異微調注射速度和模溫。

通過系統化的工藝管控，可確保LSR液態硅膠包膠產品在粘接可靠性、精密成型和長期穩定性三大維度上滿足高端應用需求。

深圳市盈泰高精密五金橡膠有限公司從2009年開始從事硅膠制品定制生產，2016年開始從事液態硅膠包膠產品的定制開發，這10多年來通過1000多個硅膠包膠產品生產項目，積累了豐富的技術儲備和項目管理經驗。深圳盈泰廠尤其擅長液態硅膠包塑膠配件，液態硅膠包五金配件的定制化生產，我們生產的這些包膠配件廣泛應用于電子煙，消費電子、智能穿戴、醫療器械、汽車核心部件等產品。如果您也有液態硅膠包膠配件需要開模定制化生產，歡迎您和我們聯系咨詢獲取包膠解決方案。