エポキシ・ポッティング材の気泡問題：真空ミキシングが封止電子部品を守る仕組み

エポキシ系ポッティング化合物は、トランス、パワーモジュール、LEDドライバー、センサー、バッテリーパックなどを、湿気、衝撃、短絡から保護します。
多くのメーカーは硬化工程を「真価が問われる瞬間」と捉えていますが、実際にはポッティング部品の品質は、そのずっと前に混合ボウルの中で決まっています。
不十分な混合は、どんなに優れた硬化炉を用いても、必ず不良な硬化を招きます。

不適切な混合によるポッティング化合物が引き起こす3つの問題

1．フィラーのアグロメレーション（凝集体の形成）
アルミナや窒化ホウ素などの熱伝導性フィラーは、初期粒子径が数10マイクロメートルと大きいため、容易に凝集体を形成します。
このような凝集体は熱伝導ネットワークを断ち切り、局所的なホットスポットを生じさせ、部品内部に熱を閉じ込めてしまいます。

2. 閉じ込められた空気
手でかき混ぜる、または高速インペラー式ミキサーで混合すると、樹脂に空気が巻き込まれます。
化合物が硬化すると、これらの気泡は空隙となり、誘電強度の低下、表面のブリスター（膨れ）、および湿気下での急速な特性劣化を引き起こします。

3. 短縮される作業可能時間
攪拌中に摩擦熱が生じ、混合物の温度が上昇します。
温度上昇によりエポキシ反応が加速し、計画していた適用可能時間（ポットライフ）は、混合中に静かに短縮されていきます。

推奨される充填プロセス

ステップ1 — 計量と事前混合
A成分およびB成分にフィラーを加え、遠心式ミキサーで均一に事前混合します（例：1000～1500rpmで1～3分間）。
事前混合により、フィラーが十分に濡れ、脱気前のベースが均質化されます。

ステップ2 — 真空脱泡
真空モード（0.2 kPaクラス、2～5分間）に切り替えます。
真空と遠心力が協働して、樹脂中の微小気泡を除去します。待機時間も不要、再処理も不要です。

ステップ3 — 確認と充填
グラインドゲージまたは顕微鏡で、凝集体や気泡が残っていないことを確認した後、充填を行います。
清浄で無気泡のコンパウンドは流動性が良く、部品への濡れ性も向上します。

可能であれば、温度制御機能付き装置で全工程を実行してください。
SMIDA社のTTCシリーズは、コンパウンドを-15℃～25℃の範囲で保持できるため、発熱を抑制し、エポキシの作業寿命を延長するとともに、充填作業者にとって「急ぎの作業」ではなく「余裕のある作業時間」を提供します。

エポキシにおけるブレードレス混合の重要性

アルミナなどの硬質フィラーは研磨性があります。
ブレードミキサーでは、インペラーとタンク内壁が擦れ合い、その結果生じた金属の破片が化合物内に混入します。これは絶縁不良を引き起こす「時限爆弾」です。
SMIDAの非接触設計により、エポキシ樹脂が触れるのはカップ表面のみです。
摩耗がなく、異物も発生せず、二次的な汚染源もありません。

よくあるご質問

気泡は封止された電子部品にどのような影響を与えますか？

気泡が残ると空隙（ボイド）が生じ、これにより絶縁耐力が低下し、熱サイクル時の弱点となり、さらに湿気の侵入を許してしまいます。
高電圧用途や自動車用途では、これが直接的な信頼性リスクとなります。

真空混合脱泡機は真空チャンバーの代わりになりますか？

高粘度エポキシ樹脂の場合、可能です。しかもより高速です。
真空チャンバーでは気泡の上昇を待つのに対し、遠心式ミキサーは0.2 kPaの真空をかけながら気泡を積極的に排出するため、脱泡時間を数時間から数分に短縮できます。

なぜエポキシ樹脂には温度管理が推奨されるのですか？

温度が上がるとエポキシの反応速度は速くなります。
混合時に発生する熱を制御しないと、作業寿命（ポットライフ）が短縮され、混合カップ内で部分的なゲル化が起こる可能性があります。
温度制御付きミキサーを使えば、材料を所定の加工温度範囲内に保つことができます。

ポッティング化合物の混合には、どのサイズのミキサーが必要ですか？

機械のサイズは、ご使用のバッチ重量に合わせて選んでください。研究開発用の1 gサンプルから、100 kg以上の量産バッチまで対応可能です。
SMIDAでは、お客様が希望されるバッチ重量および1日の処理量に基づき、最適な機種をご提案いたします。

結論から言うと

すべての硬化済み部品は、その前に起きたすべての工程の結果を反映しています。
混合・脱泡工程が正しく行われていれば、信頼性が高く外観も良好なポッティング結果を得られる確率は、バッチごとに大幅に向上します。

ご自身の配合で実際に試験してみませんか？ ポッティング化合物のサンプルをSMIDAラボへお送りください。当社の温度制御付きミキサーで混合・脱泡を行い、前後での気泡およびアグロメレートの状態を実測してご報告いたします。
ご依頼は一切 obligation（義務・拘束）がありません。