涂覆工艺(涂覆还是灌封：为保护电子产品做出明智的选择)

Posted 2023-06-01

篇首语：没有风暴，船帆只不过是一块破布。本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了涂覆工艺(涂覆还是灌封：为保护电子产品做出明智的选择)相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

涂覆工艺(涂覆还是灌封：为保护电子产品做出明智的选择)

关于PCB防护，经常碰到的问题是“三防漆和树脂，哪个对PCB的保护效果更好？”很多家用电器、工业设备、汽车和军用设备都要求保护其中的PCB免受环境影响，以防PCB性能下降。最坏的情况会导致整块PCB完全失效。可通过涂覆三防漆，或灌封树脂将其密封起来。
从工程设计的角度来看，比较妥善的回答是——选用哪种方法取决于所要求的环境保护。首先要考虑的一点是容纳PCB的外壳是怎样设计的。如果容纳PCB的外壳主要宗旨是环保，那么通常会采用三防漆作为辅助保护。当外壳不能在运行环境中对组件提供足够的保护时，多数情况下，使用树脂会更合适。
如果对比三防漆和树脂，我们就能看到二者之间的共通之处。这两种材料都是有机聚合物，通过聚合都能形成电气绝缘层，具备一定程度上的耐热和耐化学性能。聚合物的化学成分上有一定程度的共通性，最常见的有丙烯酸、环氧树脂、聚亚安酯和硅氧树脂。
下面我们从5个方面详细介绍三防漆和树脂的特性。

灌封树脂是什么？

灌封树脂为PCB提供了最高等级的保护。树脂的厚度通常要大于0.5mm，但是厚度越大、重量就越大，于是用树脂灌封的PCB单价往往高于涂覆三防漆的PCB单价。但厚度增加并不意味着PCB更不易被化学品侵蚀，特别是在延长了浸泡时间的情况下。

另外，树脂能更好地保护PCB免受物理冲击的影响（具体还要取决于配方），因为树脂的厚度能有助于消散力的作用。深色树脂层还能很好地隐藏PCB，保护设计。去除树脂也会对PCB造成不同程度的损坏（具体取决于树脂的选择）。保护电路的方式有很多，需要考虑的因素有很多，具体取决于不同的应用，有时三防漆会更好一些，特别是性能类似于树脂的双组分涂层。

三防漆是什么？

三防漆可在多种应用中保护PCB，确保PCB在最严苛的条件下发挥出最佳性能。三防漆的涂布厚度通常介于25微米至250微米之间，是一层干膜，可以保证组件的重量增加最少。三防漆可以沿着PCB的轮廓附着在PCB上，通过最轻的PCB重量变化和最小的维度变化提供最大的保护。这可能是三防漆相对灌封树脂而言最大的优势。

一般情况下，涂层都是非常清晰的，所以很好确定PCB上都使用了哪些元件，如果有需要的话，返工涂层或替换元件非常简单。如果暴露在恶劣环境中的时间较短，涂层也能很好地保护PCB免受化学品侵蚀或热冲击。涂层施加至元件的压力几乎为零，这一点对于含有细引线的元件非常有利。大多数涂层都是1K（单组分）体系，也就是说使用寿命较长、固化或干燥温度较低、干燥时间较短。

单组分三防漆，加工和涂布的方式都比较简单；但大多数1K涂层都是基于溶剂，这样可以针对应用目标来调整其黏性。过去人们可以使用画笔、喷枪来涂布，甚至还能用手拿着PCB浸入溶剂中添加涂层。但现在越来越多的制造商会采用机器选择性涂覆，实现更可控、更一致的工艺。

三防漆能否像树脂一样发挥功效？

这个问题听起来已经很让人困惑了，但事实是，三防漆真的可以当作树脂来使用！我们研发了多种双组分（2K）三防漆，也就是既能使用三防漆简易的涂布方式，又能发挥树脂的保护作用，同时还可以不需要使用溶剂，具有保护环境的优势。2K涂层能起到很好的覆盖作用，并且灵活性很强，可保护精密元件。
2K涂层还具备极佳的机械性能和抗磨损性，但在涂布双组分涂层时需要使用比1K涂层更加复杂的设备，而且2K涂层也更难去除。考虑到双组分化学品和树脂类似，2K涂层要用选择性涂覆设备，厚度介于200微米至400微米（0.2 mm 至0.4mm）之间，融合了两种方式的多种技术优势，与此同时又最大程度地规避了各自的缺点。

树脂和三防漆之间的主要差别是什么？

最明显的差别在于方法不同，涂布三防漆的方法包括喷雾器、三防漆喷涂设备、手持喷枪，以及涂刷的方式，灌封树脂的方式包括混合点涂设备和树脂包装。材料的涂布厚度也有所区别（三防漆厚度＜100微米、1%固态涂层厚度＜500微米、树脂厚度＞500微米）。国际标准（IEC-1086）、军用标准（MIL-I-46058C）、行业标准（IPC-CC-830）和国家安全标准（UL746）都批准可使用三防漆，而对于树脂则主要取决于具体应用，很少有标准可以参考。
因为涂层厚度比树脂厚度薄很多，所以涂层增加的体积和重量都较少。涂层和树脂都可以以环氧树脂、聚亚安酯和硅氧树脂为基础，但是丙烯酸酯涂层、丙烯酸涂层和聚对二甲苯涂层却没有对应的树脂材料。99%的树脂都完全是固态体系的，所以在固化过程中排出的VOC较少或完全没有。尽管很多三防漆的溶剂成分含量较高，但也有100%固态的双组分和可UV固化的丙烯酸体系。

为什么选择树脂而不是三防漆？

从根本上来看，选择采用哪种方法还是取决于外壳的设计。如果外壳主要用于保护PCB，那么可采用三防漆提供二级保护或作为额外的绝缘层。如果外壳不是阻挡环境的阻隔层，通常就会采用灌封树脂来加强或替代外壳。
选用树脂还是三防漆通常取决于具体的应用。如果涉及到的组件需要长时间浸泡在不同化学品中，或要经受长期热冲击循环和/或物理冲击循环，则最好采用树脂保护PCB。如果PCB上有很多体积较大的元件，那么很多时候，采用树脂灌封PCB要强于三防漆。如果PCB在实际使用中所处的位置很难被触碰到，或者需要连续不断地使用很长一段时间，这种情况也更适合使采用树脂，因为树脂能提供所需的额外保护和耐久性。
但2K保型三防漆在冷凝环境和浸渍测试中都表现出优异的性能。最近在模拟极度冷凝和浸渍的测试中，尿烷涂层2K301得到了最高的综合得分。这种涂层不仅能很好地保护线路，而且在冷凝/浸渍条件下产品发生的变化是最小的。2K三防漆涂覆的组件和尿烷树脂灌封的组件在厚度上的巨大差异并没有体现在产品的性能有所差异。
确实，厚度仅为树脂厚度十分之一的2K涂层可以达到和树脂一样的效果。涂布2K三防漆时，即使比以前的厚度更大一些，也不会有出现裂缝的风险。还易于采用选择性添涂覆方法涂布2K三防漆，实现具有厚度更佳及边缘覆盖更清晰的涂层，无需担心传统三防漆不能满足要求需要采用灌封方法替代，因为三防漆就能满足所有要求。

总结

每位客户的项目都各不相同。尽管我们能凭借着多年的从业经验告诉客户哪些产品最符合需求，但具体情况还要视PCB的运行环境、所采用的涂布方法/设备、固化时间生产过程中的温度限制而定。客户提供的产品最终运行条件的信息越多越好，包括温度范围、可能接触到的化学品等。