使用预混合双组分环氧树脂封装可穿戴传感器

可穿戴医疗技术领域蓬勃发展，这在很大程度上依赖于能够提供精确、连续生理数据的微型传感器。这些传感器通常要承受物理应力、温度波动以及体液接触等严苛环境的考验，而要确保其长期可靠性和性能，关键在于可靠的制造工艺。制造工艺的一个关键环节在于精确应用生物相容性粘合剂来封装精密的传感器组件。

本案例研究探讨了一种无细胞毒性粘合剂的选择和应用，该粘合剂能够有效抵御湿度、灰尘和机械冲击等恶劣环境因素对传感器的封装造成的影响。此外，本案例研究还将探讨自动点胶设备，他们能提供量产这些先进医疗设备所需的精度和一致性。为了确保制造工艺的优化，流体点胶设备先进制造商诺信EFD和特种粘合剂制造商Master Bond 强强联手，打造高质量的可穿戴传感器。

材料和点胶要求

为确保其有效性以及与可穿戴传感器的兼容性，所选封装材料需要满足多项关键要求。传感器需要采用低粘度环氧树脂，并具备毛细流动特性，以便轻松精准地进行点胶。至关重要的是，材料必须能够顺畅地流过传感器组件周围，并填充复杂的空间，且不留空白。

该材料还需要能够在 80°C 以下固化，以防止热敏电子元件受损。光学透明度是另一项关键要求。此外，封装材料必须无细胞毒性，以确保接触皮肤或人体时的安全使用。最后，点胶工艺必须实现自动化，能够持续为每个传感器点涂约 3cc 的材料。

材料解决方案：EP21LSCL-2Med

Master Bond 的 EP21LSCL-2Med 双组分环氧胶满足了整体应用要求。该产品符合 ISO 10993-5 无细胞毒性标准，因此更容易获得可穿戴传感器的认证。

EP21LSCL-2Med 还采用了低温热固化工艺，可在低于 80°C 的温度下完全固化。这对于保护可穿戴设备内敏感电子元件的完整性至关重要。该胶粘剂的突出特性之一是其低混合粘度，室温下测得的粘度为 500-1000 cps。这使其非常适合毛细作用，有助于胶粘剂轻松流动，从而确保复杂的间隙得到充分填充，不会出现空白。

该材料采用预混合冷冻针筒包装，并由诺信 EFD 3cc针筒运输，从而提高生产效率并减少浪费。

Master Bond EP21LSCL-2Med 流体采用温控箱运输，并在使用前储存于 -40°C 。

为了保持产品完整性，针筒采用干冰运输，并在使用前储存于 -40°C 。操作员只需解冻针筒并将其装入诺信的点胶系统即可，从而简化工作流程并最大限度地减少操作错误。

包装/设备：可穿戴传感器制造的点胶解决方案

诺信EFD 提供多种流体点胶解决方案，可有效封装可穿戴电子设备。公司丰富的流体点胶解决方案选项使制造商能够根据其独特的应用需求选择合适的技术。

由于 Master Bond EP21LSCL-2Med 的工作寿命仅为 6-8 小时，这一特性直接影响了该应用场景中点胶方案的选定。流体的工作寿命是指环氧树脂变得过厚而无法涂覆之前的时间。流体点胶技术选择的另一个考虑因素是，一旦在制造过程中将 Master Bond 化合物从 -40° C 冷冻状态解冻至室温后，不可进行二次冷冻。

Master Bond 流体在冷冻运输并解冻后可提供 6-8 小时的使用寿命。

为了满足材料在传感器组件周围顺畅流动并填充复杂空间而不留下空白的要求，我们向制造商推荐了流体点胶机、胶阀、自动点胶系统、卡筒和针头产品。

为了最大限度地延长 Master Bond EP21LSCL-2Med 的使用寿命，诺信 EFD 工程师建议使用 Ultimus V 高精密点胶机。该解决方案为手动或自动化应用中粘度变化的流体提供了高精密桌面式点胶控制。随着环氧树脂粘度的变化，全电子压力调节功能可确保流体点胶工艺自始至终保持一致。

推荐使用 Ultimus V 点胶机，因为无论 EP21LSCL-2Med 的粘度如何变化，点胶量都能保持一致。Ultimus V 点胶机提供对点胶时间、气压和真空的电子控制，能够确保应用所需的精确性。Ultimus V 点胶机可根据流体粘度进行调节——一旦流体粘度增加，编程过的气压就会自动调整。或者，如果所需压力小于 5 PSI，则 Ultimus II 点胶机会是更好的选择。

制造商点涂环氧树脂的压力低于 5 PSI 的话，诺信 EFD Ultimus II 流体点胶机会是理想选择。

如果需要更大的点胶量（30cc 或以上），xQR41V 系列撞针阀可作为替代方案，从而避免胶量从满到空的变化问题。xQR41V 的设计可实现快速更换流体，并在班次结束时轻松清洁浸湿部件。撞针阀采用获得专利的快拆卡扣设计，可在现场快速便捷地进行维护。此外，流体槽中残留的少量流体可减少流体浪费，而胶阀紧凑的外形尺寸则可提高生产能力。

xQR41V 系列撞针阀是需要 30cc 或以上环氧树脂进行大流量应用的制造商的可靠选择。

点胶机测试成功后，为了满足更长时间的自动化点胶需求，诺信 EFD 建议客户使用 EV 系列桌面式自动点胶系统。该自动化系统可以轻松集成到客户的生产制造中。

通过使用诺信 EFD 通用型橙色或红色不锈钢针头，可以保持流体的均匀涂敷。橙色针头为 23 号规格，内径为 0.33 毫米/0.013 英寸。此针头最适合手动涂敷材料。红色针头为 25 号规格，内径为 0.25 毫米/0.010 英寸。此针头更适合自动化工艺。

诺信 EFD 采用以实验室为中心的方法来推荐流体点胶方案——评估流体、基材、应用目标和生产需求，以提供咨询服务，帮助您选择最合适的解决方案。诺信 EFD 技术服务专家可以帮助您应对独特的生产挑战 — 点击此处了解更多信息。

预混合冷冻包装时尽可能减少气泡

环氧胶点胶工艺中最常见的挑战之一是气泡的存在。为了解决这个问题，Master Bond 在包装过程中实施了严格的脱泡方案。将 EP21LSCL-2Med 的两种组分混合后，以 2000-3000 rpm 的转速离心 1-2 分钟。这一关键步骤有效地去除了残留的空气，并降低了作业过程中出现空隙的风险。脱泡后的混合物立即冷冻。通过将胶粘剂包装在 3cc EFD 针筒中，Master Bond 使最终用户能够高精度、自信地点涂环氧胶，因为他们知道每个针筒中都含有均匀、无气泡的材料，可以进行自动化点胶。

这种方法不仅消除了现场混合容易出现的差异和污染，而且还显著提高了生产正常运行时间和一致性。这是材料科学与工艺工程的无缝集成，确保了封装材料在严苛的医疗应用中表现出色。Master Bond 的宗旨始终是帮助工程师和最终用户满足特定的粘合剂应用需求——点击此处了解更多信息。

点胶时尽可能减少气泡

由于冷冻流体的解冻速度与其包装不同，诺信EFD提醒客户不要操之过急，应小心解冻针筒，以免产生气泡，即冻融空隙 (FTV)。

为了确保解冻后无气泡，EFD建议在使用前对材料进行1-2分钟的离心处理。在本应用中，制造商使用了ProcessMate 5000通用离心机。.

结论

Master Bond创新型预混合冷冻环氧树脂协同诺信先进的点胶技术，在客户成功制造可穿戴传感器解决方案钟发挥了关键作用。这一技术组合有效地解决了气泡消除难题，实现了先进的封装工艺。传感器被安全牢固封装，并提供了应用所需的高度防护性能。

如您有任何关于点胶的问题，请通过[email protected]联系我们。

如您有任何关于胶水的问题，请通过[email protected]提交您的问题。

关于Anthony Buzzerio

Anthony Buzzerio现任诺信EFD公司应用/系统工程师，拥有五年流体点胶行业经验。他毕业于罗德岛州布里斯托尔的罗杰威廉姆斯大学，获工程学学士学位。