灌封膠真空脫泡怎麼做？何時需要、抽多久

灌封膠真空脫泡從來不是「抽久一點就好」。同一台真空桶、同一批膠、同一位操作員，兩次結果不一樣——差別通常不在機器，而在他有沒有先判斷這批膠需不需要脫泡、有沒有用對停止的判據、以及有沒有認出那些根本不是脫泡能解的氣泡。這篇把這三件事講成可以寫進 SOP 的判據，而不是再列一次「氣泡原因有三點」。

先劃清語境：本文講的是量產電子模組的灌封（PCB、電源模組、感測器、EV／儲能模組）。手工藝與小模具灌注（FRP、浴缸修補、飾品倒模）的直徑與深度小、沒有介電要求、也不需要量產一致性，那套「靜置半小時讓泡浮上來」的經驗不能直接搬到深腔模組上——同一個真空幫浦，兩種場合的判據不同。

先判斷這批膠需不需要脫泡：三個判據

第一個決定不是「抽幾分鐘」，而是「這批要不要脫泡」。三個判據按順序過，任一命中就該抽。

判據 A：膠液能不能讓氣泡自己跑出來。這是黏度與填料量的問題。低黏度、低填料的膠，氣泡上浮相對容易；高填充的導熱灌封膠（陶瓷填料含量高的那些）黏度上去之後，微米級氣泡幾乎是被「鎖」在膠裡的——它們不會自己浮到表面，也不會自己在原地破掉。這條判據的算法見下一節。

判據 B：結構留不留得住氣泡。同一批膠，灌進淺盤與灌進深腔是兩件事。元件腳邊、散熱器下方、腔體角落、狹縫與盲孔，都是氣泡的落腳點；而膠液在這些位置的置換路徑越窄，氣泡被擠出去的機會越小。這也是為什麼「小量試灌看起來沒事、上線量產卻一堆泡」——試灌件的幾何通常比量產件簡單。

判據 C：功能要求容不容得下氣泡。介電與絕緣是最硬的一條：氣泡是一段空氣間隙，會改變局部電場分佈。高壓或嚴苛介電要求的場合，本站的技術頁就把它寫成條件句——環氧樹脂灌封膠（TIE280-AB） 頁面寫的是「如果應用對介電性能要求嚴苛，則需抽真空脫泡，然後倒入模穴中」，矽膠灌封膠（TIG680 / TIS680） 頁面寫的是「如果應用對介電性能要求嚴格或涉及高電壓，則需在真空下進行脫泡」。導熱是第二條：氣泡的導熱率比灌封膠低約兩個數量級，落在主要散熱路徑上就是熱阻的直接損失。外觀與客戶目視標準排第三——它不影響功能，但會讓一整批報廢。

還有一種常被忽略的情況：這批膠是單組份 RTV，開封後已經放了一段時間。它會從空氣中吸水，攪拌後黏度也已經和剛開封不同；此時「上次抽幾分鐘」的記錄不再適用，過程要重驗（下一節的停止判據會處理這件事）。

量產上，脫泡站通常和灌封站排在同一條線上；材料的完整分類與料號可以直接在灌封與導熱材料產品總覽查，本文不逐一比較。若你的判斷依據是整條材料決策鏈（間隙、壓力、可靠度）而不是單一製程步驟，先讀導熱材料選型指南，再回到這裡處理製程。灌封膠、結構黏接與導熱膠帶的取捨也整理在灌封與黏接材料這個主題下。

真空脫泡到底在做什麼：膨脹、上浮、破裂、回壓

很多人把真空脫泡理解成「把空氣抽光」。實際上抽真空做的是兩件不同的事，理解這個差別，才會知道為什麼「抽越久」不一定更好。

第一件：讓原本溶解在膠裡的氣體析出、並讓既有氣泡膨脹。氣體在液體中的溶解度與它的分壓成正比（亨利定律）——降低液面上方的壓力，等於把氣體逼出來。這是脫氣（degassing）在真空下發生的機制。同時，既有氣泡的體積會照波以耳定律隨絕對壓力下降而膨脹。以常見的錶壓 ‑0.09 MPa 為例，絕對壓力約 11 kPa、約為一個大氣壓的九分之一，困住的氣泡體積會膨脹到將近九倍；抽到 ‑0.095 MPa 時約十六倍。

這件事有兩個很實際的後果。第一，容器要留空間：液位只放到容積的三分之一到一半，否則膨脹起來的泡層會頂到容器邊緣甚至溢出。第二，氣泡變大不等於它消失了——膨脹只是讓它更容易破裂與上浮，也讓它更容易在降壓瞬間把膠液一起頂起來（這也是為什麼真空室常見膠面「沸騰」翻滾）。矽膠系統額外要注意一件事：真空過程中的水分與揮發物會被一起帶走，某些單組份系統的濕氣固化機制會因此受影響，抽真空的時長要跟固化機制一起看，不是抽越乾越好。

第二件：讓氣泡上浮到液面並在液面破裂。氣泡能不能浮起來、多快浮起來，用的是斯托克斯定律給的縮放關係：上浮速度與氣泡半徑的平方成正比、與膠液黏度成反比。把它代進數字會看得更清楚（以下為量級估算，假設液體密度 1,000 kg/m³、氣泡密度可忽略，非任何特定料號的規格值）：

結論很直接：直徑 1 mm 的泡會自己浮上來，直徑 0.1 mm 的泡不會。它在你等的那半小時裡幾乎沒動，而黏度越低越好浮（黏度對溫度敏感，這正是「預熱降黏」有用的原因）。所以「靜置等它自己浮」只對粗泡有效；對細泡，你必須靠降壓讓它膨脹長大、或靠流動把它帶到能逸出的位置。

時間怎麼抓：用「不再冒泡」當判據，不用計時器

這是全文最關鍵的一節。搜尋「真空脫泡 時間」得到的答案通常是「5 到 15 分鐘」或「靜置 5 到 30 分鐘」——這些數字不是錯，但它們是別人設備與別人膠種的結果，不是你的停止判據。真正可遷移的判據是觀察，不是碼錶。

把過程分成三段來看：

1. 膨脹期（開始抽氣後的數十秒到一兩分鐘）。膠面迅速隆起、出現大量氣泡、體積看起來變多。這段時間的泡主要是被降壓「撐大」的既有氣泡，還沒開始真正離開。
2. 翻滾期。氣泡持續從膠液深處往上湧，液面像沸騰。這段才是氣泡真正在逸出的階段，能不能縮短它，取決於你的真空度、膠液厚度與黏度。
3. 平穩期。液面只偶爾冒出一兩顆，且越冒越少。

停止判據（可寫進 SOP 的一句）：以「平穩期後連續 60 秒不再有氣泡從膠液深處浮起」為停止點。操作上有一個便宜的驗證動作：拿一根乾淨的刮刀或攪拌棒，緩慢插入膠液再抽出——如果插入路徑上不再有新泡冒出、抽棒時棒身沒有帶出氣泡，這批就結束了；如果一插就冒，代表內部還在吐氣，延長並觀察。注意是「插入再抽出」而不是「攪一攪」，攪拌會重新把空氣打進去。

時間要抓多長，取決於四個變數，順序如下：

實務上的分檔經驗（起始觀察點，不是規格值；每批仍以停止判據為準）：

• 低黏度、填料少、單組份 RTV 或一般雙組份矽膠：翻滾期短，通常在數分鐘內進入平穩期。
• 中高填充的導熱矽膠灌封膠（例如 TIS680 這類高填充等級）：翻滾期明顯較長，進入平穩期的時間通常是前者的倍數，且一次處理量越大越明顯。
• 環氧灌封膠（TIE280-AB 這類雙組份室溫固化系統）：同樣受可操作時間限制，必須把脫泡時間算進可操作時間（pot life）。以本站雙組份矽膠灌封膠的技術資料為例，在 25 °C 下的可操作時間通常為 30 至 60 分鐘，室溫 24 小時完全固化（或 80 °C 加速 30 分鐘）——如果脫泡吃掉 20 分鐘，你剩下的灌注窗口就只有一半。
• 高填充到「抽不動」的膠：如果延長時間後液面仍持續冒泡、且氣泡看起來是從膏體內部整體逸出而不是個別上浮，通常不是時間不夠，而是這種黏度不適合用真空解——改走下一節的加壓路徑或改配方。

洩壓、靜置與二次灌膠：最常被跳過的一步

不要在抽完的瞬間把進氣閥全開。快速回壓會在膠液內部產生一股向下的壓力波，把表面剛破裂的氣泡重新壓回膠裡，也會把液面捲起的膠皮帶入。做法是緩慢開進氣閥，讓液面平順回復——這一步花的是幾十秒，省下的是前面十幾分鐘。真要嚴謹，可以分兩次：先回到部分真空、靜置，再回常壓。

回常壓後不要立刻倒膠。殘留的微泡還需要一點時間上浮與聚集，短暫靜置（依黏度，數十秒到數分鐘）可以讓最後一批小泡聚到表面或邊緣，灌注時它們就有機會被你「留在容器裡」。

灌注本身就是一次新的夾氣機會。倒膠時的落差、沿壁流動的捲氣、管線與針頭裡的殘留空氣，都會在已經脫好泡的膠裡重新引入氣泡。所以量產上常見兩種做法並存：灌前脫泡（處理膠料本身）與灌後二次真空（對已灌進模組的膠再抽一次）。二次真空處理的是「灌注路徑新帶進去的泡」與「元件腳邊沒被膠完全置換的死角」，效果通常比延長灌前脫泡更明顯——因為它同時解決了結構側的問題。但二次真空有代價：它要吃掉可操作時間，且深腔件在降壓時膠面會被撐起，因此要在配方與製程窗口允許的前提下做，並在模組上留出足夠的膠量。

同樣的邏輯也適用於可點膠的導熱材料：導熱凝膠與導熱泥這類點膠型 TIM 的夾氣來源在供膠路徑（針筒、混合管、點膠頭），處理位置和桶裝灌封膠不一樣。

哪些情況會失敗：五類不是脫泡能解決的氣泡

這一節是本文與大多數同題內容最大的差別。多數文章把「氣泡原因」與「消除氣泡的方法」寫成一張對照清單，於是讀者照做之後仍然失敗——因為清單裡的問題分屬兩類：一類是脫泡能解的，一類是脫泡解不了的。判別它們最好的線索不是文字，是氣泡出現的時機與位置。

① 混合時捲入的空氣（脫泡能解，但要先減少它）。手動攪拌、沿著桶壁刮、攪拌棒提離液面再插回去——這些動作每一次都在打入空氣。手工混拌的系統尤其容易「包覆空氣」，這正是為什麼量產上會改用行星式或離心式混合：它們在低剪切力下把 A／B 劑混勻，同時大幅降低捲氣量。混合留下的泡抽真空可以處理，但如果捲氣量太大，你只是在用真空去追一個每批都會重複發生的源頭。先改混合方式，再談脫泡時間。

② 基材與電路板放氣（脫泡解不了）。這是釋氣（outgassing）：塑件、板材、絕緣件在真空或升溫時會釋放吸附的水氣與揮發物，這些氣體從元件表面逸出，直接在你已經脫好泡的膠裡形成氣泡。判別線索很清楚：氣泡貼著元件表面或板材邊緣、且深度位置集中在介面附近。對策不是抽更久（你越抽，它越放氣），而是灌注前把元件預烘去濕、控制環境濕度、並讓灌封後在膠有流動性的期間還有機會讓這些氣體逸出。

③ 固化過程自己產生的氣泡（脫泡解不了）。固化是放熱反應；一次配的膠量越多、反應越快，放熱越集中。放熱會讓膠內殘餘氣體與揮發物加速逸出；同時如果表層先結皮，內部氣體就被封在裡面——結果就是表面看起來完好、剖面滿是氣泡。另一種更常見的成因是固化收縮率大，收縮過程在元件尖角與膠體交界處拉出空洞。對策是控制一次配膠量、控制環境溫度、必要時用分段升溫固化，而不是延長脫泡。

④ 濕氣與原料反應產生的氣體（脫泡解不了）。主劑包裝沒封好、環境濕度高、容器與工具上殘留濕氣，都可能讓膠液與濕氣反應持續產氣。判別線索：泡很大、數量不多、而且是在灌好之後才陸續出現，甚至固化後才冒出來。這種氣泡抽真空只能處理掉當下已經存在的那一批，源頭的濕氣還在。對策回到入料與環境管理：確認主劑狀態、容器材質（避免紙、木這類多孔吸水材料）、混合前後的環境濕度，以及產品本身是否需要預烘。

⑤ 加了不該加的東西（脫泡解不了，而且常讓結果更糟）。消泡劑與稀釋劑在罐裝膠上是常見話題，但它們是配方的一部分，不是現場的萬用解。加入稀釋劑會改變黏度，也一併影響固化後的機械與絕緣特性；額外添加的消泡劑可能影響固化表現與後續的釋氣量——對潔淨應用（光學感測器、密閉繼電器、MEMS）尤其關鍵，額外添加物會直接反映在釋氣值上。現場能調的是混合、脫泡、灌注與固化條件；配方層的調整應該回到材料供應端做，而不是在桶子裡試。

設備與現場確認：真空度不是儀表上那個數字就好

要談時間，先要確定膠液實際承受的壓力。三個現場檢查點：

• 錶的位置。真空錶讀的是它接的那個腔體的壓力。管路長、管徑細、或錶接在幫浦端而不是腔體端時，腔體內的實際壓力會與讀數有落差；膠液越黏、液面越深，料面處的壓力與腔體讀數的差越大。
• 幫浦與密封的狀態。真空泵浦的油位與油品、真空腔密封圈的硬化與缺口、管接頭的微漏——這些都會讓「錶看起來有到、但實際抽不下去」。抽氣時的異常聲音、達到目標真空度所需的時間突然變長，都是早期徵兆。
• 達到的真空度是多少。‑0.08 MPa 與 ‑0.095 MPa 對氣泡膨脹的效果差了不止一倍，記錄製程條件時要寫實際值，而不是寫「抽真空」。

當真空解不了的時候，還有一條路：加壓消泡（壓力灌注）。真空做的是「讓氣泡變大、浮出來」；壓力灌注做的是「讓膠液被逼進氣泡原本佔的位置、把氣泡壓縮到看不見」。兩者對應不同的失敗型態：高填充、極黏、真空下抽不動的膠，或結構死角多、膠液置換路徑太窄的件，加壓灌注常常比延長真空更有效。要注意的是，壓力灌注並沒有把氣體移除——它只是把氣體壓縮到很小，因此固化前的洩壓與固化條件必須一起設計，否則氣體會重新膨脹。這也是為什麼有些製程會走「先真空脫泡、再壓力灌注」的組合。

怎麼證明改對了：三個驗收動作

把參數改完，需要一個不靠感覺的收尾。三件事由便宜到貴：

1. 切片目視（每批或每次調整後）。取樣位置要選最可能出問題的處，不是最好切的地方——元件正下方、腔體角落、膠體最厚處、與元件尖角接觸的介面各取一處。剖開後看空洞的大小、數量與位置：貼著元件表面的空洞指向放氣或置換不完全，均勻散布的細泡指向混合捲氣，集中在厚膠區的泡指向固化放熱。

2. 抽樣 X-ray 或超聲檢測（量產抽樣）。非破壞、可對成品件做，適合在切片之前先掃一批找趨勢。它的解析度與穿透力隨膠體厚度與填料量變化，判定標準要事先和品保寫清楚，而不是等看到影像再決定算不算缺陷。

3. 同條件複測功能指標。改的是製程，驗的是功能：落在散熱路徑上的件複測熱阻（必須在相同的壓力與接觸層厚度條件下比較，否則量到的不是同一個東西），高壓件複測介電耐受。潔淨應用（光學、密閉繼電器、MEMS）另加一項——對照材料端提供的釋氣數據（依 ASTM E595 的 TML／CVCM 值），確認你的製程調整沒有把釋氣量推高。

驗收的意義不只是「這批過了」。切片與複測的結果要回去修正停止判據：如果你記錄的「不再冒泡後 60 秒」對應的剖面仍然有微泡，那把判據改成 90 秒；判據就是這樣在自家線上長出來的，它不會從別人的「5 到 15 分鐘」裡長出來。

下一步：把這批膠的脫泡參數寫進 SOP

把三件事記進你的製程記錄，這一輪就閉環了：① 這批膠的判據組合（黏度／填料、結構、功能要求，哪一項命中）；② 停止判據的實測值（達到平穩期後連續無泡的秒數，以及當時的實際真空度）；③ 驗收結果（切片取樣位置與看到什麼、複測的熱阻或介電值）。

需要把這些數字落成可執行條件時，可以直接把製程條件與異常記錄交給應用工程團隊——包含你的膠種、混合方式、可操作時間需求、真空度與固化條件，以及切片照片。雙組份矽膠與環氧灌封膠的可操作時間、固化條件與耐溫限制，在各料號的規格書裡；矽膠系統的釋氣要求（TML／CVCM）則依等級提供對照資料。從聯絡 Ziitek把條件送進來，會比在桶子裡反覆試更快找到那一組對的參數。