铜排注塑技术通过将熔融塑料注入模具中，在铜排表面形成绝缘层，既能实现电气绝缘，又能提升铜排的机械防护能力，已广泛应用于电气开关柜、新能源系统等领域。
图片来源：TE白皮书：BCON+ 高压连接系统
本文将从注塑材料、工艺、技术要求等维度，全面解析铜排注塑技术。
一、注塑材料
铜排注塑材料的选择需兼顾绝缘性能、机械强度、环境适应性及与铜排的结合力，常用材料以热塑性塑料为主，具体特性如下：
1、基础材料类型：
主流材料包括聚酰胺（PA6、PA66）、聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）及聚丙烯（PP）、PPS（聚苯硫醚）。
其中，PA6 和 PA66 因具备优异的机械强度、耐冲击性及良好的流动性，成为首选；添加 15%-30% 玻纤增强后，其抗弯曲强度可提升 50% 以上，热变形温度提高至 150℃以上，能满足铜排长期工作的耐热需求。
PPS 材料吸水率仅 0.02% 几乎不吸水，特别适合高温、高湿、油污或化学腐蚀环境下的铜排绝缘包覆。
PP 材料成本较低，但耐热性稍弱，多用于低功率场景。
图片来自：欧瑞达
2、关键性能指标：
绝缘性能上，材料体积电阻率需≥10¹⁴Ω・cm，击穿强度≥20kV/mm，确保在高压环境下不发生绝缘击穿；
机械性能方面，拉伸强度应≥50MPa，缺口冲击强度≥5kJ/m²，避免注塑层受外力冲击破裂；
与铜排的结合力是核心，通过剥离试验测试，剥离强度需≥5N/cm，防止冷热循环下出现分层。
此外，材料需通过 UL94 V0 级阻燃测试，氧指数≥28%，满足电气设备的防火要求。
图片来源：览越新能源
二、注塑工艺
铜排注塑属于典型的嵌件注塑工艺，需协调铜排预处理、模具设计与注塑参数，确保绝缘层质量稳定。
1、铜排预处理：
表面清洁是基础，需通过超声波除油（温度 50-60℃，时间 10-15 分钟）去除油污，酸洗（5% 稀硫酸溶液，室温 3-5 分钟）清除氧化层；为增强塑料附着力，可采用磷化处理或涂覆专用底涂剂。
2、模具设计要点：
嵌件定位需精准，采用销钉或卡槽固定铜排，控制定位公差，避免注塑时移位；
流道设计应遵循 “短路径、低阻力” 原则，采用扇形浇口使熔体均匀包覆铜排，浇口尺寸根据铜排宽度确定（通常为铜排宽度的 1/3-1/2）；
排气系统需在熔体最后填充位置设置排气槽，防止气泡产生。
3、注塑参数控制：
塑化系统：加工 PPS+40GF 等增强材料时，采用氮化三段式螺杆，料筒各段温差控制在 ±2℃内，确保材料均匀熔融。
注射控制：采用多段速调节（初始 30% 防冲击、填充 70% 保饱满、保压 20% 防溢料），控制注射量误差，避免绝缘层厚度波动。
锁模控制：合模先快速接近，接触模具后需降至低速防铜排移位；锁模力按型腔投影面积计算，并预留 10%-20% 余量防溢料。
图片来源：大禹塑机
在注塑机上的注塑过程视频如下：
视频来源：大禹塑机
三、技术要求：
铜排注塑的技术要求需覆盖绝缘、机械、外观及环境适应性，确保产品满足实际工况需求。
外观：
注塑表面光滑，无明显翘曲变形、油污、污点、杂色、飞边、银丝、流痕、色差、填充不满等缺陷。
绝缘性能要求：
绝缘层厚度需均匀，最小厚度不低于设计值的 90%（如设计厚度 2mm 时，实际最小厚度≥1.8mm），偏差控制在 ±0.2mm 以内；
击穿电压测试中，在 25℃、常态下，绝缘层需承受 10kV/mm （或者商定）的试验电压 1 分钟不击穿；绝缘电阻在常态下≥500MΩ（测试电压 1000V DC）。
结合与机械性能：
注塑层与铜排的结合需通过弯曲试验（弯曲角度 90°，半径为铜排厚度的 3 倍），无剥离或裂纹；绝缘层的抗冲击强度（悬臂梁法）≥20kJ/m²，抗张强度≥40MPa，确保在安装或振动环境下不易破损。
环境适应性：
需通过高温老化测试（120℃×1000 小时），绝缘电阻保持率≥80%；双85测试后，无霉斑且击穿电压下降不超过 20%。
本篇文章来源于: 新能源安全技术
