プリント基板へのポッティングでは、防水や湿気対策、電気的な絶縁性の確保、振動による接合部への負荷低減など、さまざまな効果を得ることができます。
しかしながら、注入条件によっては樹脂内部に空気がトラップされてしまい、不良の原因になってしまうこともあります。
特に、熱硬化性樹脂を利用する場合、充填中に硬化反応を進行させる成形方法では、反応によって粘度が時々刻々変化するため、成形条件の検討に注意が必要となります。

本解析事例では、熱硬化性樹脂の流入口高さを変更した計算を2ケース実施し、樹脂内に残存する気泡(エアートラップ)の位置を比較します。図1にモデル図を示します。計算は、非定常-3次元-非圧縮性解析とします。

物性値
空気 ：
密度＝1 [kg/m3]
粘性係数＝1.48e-5 [Pa・s]
比熱＝1000 [J/(kg・K)]
樹脂 ：
密度＝1100 [kg/m3]
粘性係数＝Macoskoモデル
比熱＝1800 [J/(kg・K)]

2.　熱硬化性樹脂の粘度モデル

充填中の硬化反応を考慮するため、kamalモデルによる反応速度とMacoskoモデルによる反応率に依存した粘度変化を再現しました。

3.　解析結果

樹脂が型に充填してく様子(上)と、空気がトラップされる様子(下)を示す。 流入口の位置を変更したことで、エアートラップが改善されました。

図5.　樹脂が充填していく様子(上段：樹脂、下段：空気)

反応の進行状況を示す。
ケース1では、早い時間に基板と床に挟まれた領域への樹脂の供給が止まるため、流れが停滞し、樹脂温度が上昇します。このため、反応が速く進み粘度も高くなり、空気が抜けにくくなります。一方、ケース2では、直接、基板と床に挟まれた領域に樹脂が供給されるため、最後まで流れが発生し、空気が抜けやすくなっています。

図6.　反応の進行状況(上：斜め上方向の視点、下：斜め下方向の視点)