PCB工艺 塑料射出后成品发生缩水、凹陷的原因与解决方法

首先要了解，大部分物体都有所谓「热胀冷缩」的现象，塑料制品也是一样，塑料射出时必须使用高温来熔融树脂，注塑入模具后，冷却塑形。 所以塑料制品从模具内成型后一定会有缩水(shrinkage)的情形发生，这本来就是天经地义的事，而且所有的塑料原料的规格书中也都会注明其缩水率，更专业的还会提供横向及纵向的缩水率。

所以一般我们看到的塑料缩水问题应该是属于局部缩水不均所造成的外观现象，另外两种现象：「射不饱料」与「包风」，则因为外观现象与「局部缩水不均」相似，所以也常被归为「缩水」问题。

下面就针对这三种不同原因所造成的缩水、凹陷现象，说明其原因与解决方法（这里的部份数据来自网络收集，有些则是自己的经验整理）：

1. 射不饱料

塑料模腔内填料不足所造成的缩水，通常是由于入料量不足所引起，而入料量一般又由于射出压力、或是塑料制品的剖面太厚或厚薄不均差异太大所造成。

其惯用的解决的方法通常如下，目的就是增加注胶量：

增加射出的压力、延长射出的时间。（架设同一模具，射出压力小的条件，比射出压力大的容易缩水。）

增加入料量。

提高保压、延长保压时间。（假设相同的模具结构，离注浇口远的地方比较容易发生缩水的问题，因为距离注浇口越远，其注塑压力就越小，注塑的时候就很难保压，自然也就所得厉害些。

加大料道浇口尺寸。

将料口移到容易缩水的地方

加快射出的速度。有些模具没有预热的系统，这时候必需要加快塑料射出的速度，以防止塑料在模具中过早冷却，以致于阻挡了后续的注胶量。

降低射出速度。适用在有预热系统的模具，目的是让塑料可以完全注塑到模据内的每个地方。

通过肉厚的部位时减速。

2. 包风

「包风」是因为空气无法有效逃离模腔以致塑料无法有效注射入模具中的某个角落所形成的缺料问题。 一般「包风」最常用的解决方法就是增加逃气孔(vent)，但是逃气孔的地方久了会容易生成毛边(flash)。

下列的手法也可以改变「包风」的位置或降低包风的现象：

降低射出的速度。 让空气可以有时间可以逃离模腔内，也可以将低转角的地方射不饱料的问题，适合用在有预热系统的模具。

改变注胶道口的位置。 让塑料料在模具内流动的路径改变，空气残留的位置也会跟着变化。

3.塑料射出后冷却速率不均匀

大部分的物体都有所谓「热胀冷缩」的现象，塑料成品也是一样，依照一定的缩水率，塑料肉越厚的地方其缩水的尺寸也会越大。

想象一块厚2.0cm的圆条状塑料成品射出后，塑料外围的地方因为接触空气，所以会先冷却，体积也最先缩小，但是塑料成品中间的温度因为被包在里面，所以一时还无法冷却下来，这时候外边已经开始冷却的部份因为体积缩小了，就会去拉扯内部还没冷却的塑料部份，所以越晚冷却的地方，其体积就会变得越少。 结果就是在其上下夹层的中间内外两个圆圈的地方产生缩水痕。

把这样的观念应用在某些塑料成品厚薄不均且相差很大的设计上，比如说一片5cm见方的成品，一样给它厚2cm好了，其外面的四周正中心处长了一道0.5cm厚0.5cm宽的凸缘。 比较薄的地方（0.5cm × 0.5cm凸缘）会先冷却，体积也跟着缩小定型，可是比较厚的地方（中间5cm × 5cm ）则在之后才慢慢冷却下来，体积也跟着缩小，这时候就缩水就会发生上下两面正中间的表面，因为外凸缘的地方已经先冷却下来了，没有地方偷肉，只好偷上下表面的肉了。

针对这类因为塑料射出后冷却速率不均匀所造成的缩水问题，其解决方法有：

延长冷却时间。有些模具会设计冷却用的水路，水路的位置最好安置在塑料肉比较厚的地方，也可以延长在模具内的冷却时间。 目的都是为了用来平衡塑料各处冷却的速度。

在缩水的地方设计凹槽。既然缩水是由于冷却比较慢所造成，偷掉一下塑料肉（凹槽）就可以让其接触空气的面积加大，也就可以加快冷却的速度，缩水也就不会发生在这个地方。

降低模温。这样射出后的成品温度到冷却后室温的温差可以变小。