客人最常問的問題是”三防漆和樹脂,哪個對PCB的保護效果更好?”很多家用電器、工業設備、汽車和軍用設備要求保護其中的PCB免受環境損壞影響,以防PCB性能下降。
最壞的情況會導致整塊PCB完全失效。可通過涂覆三防漆,或灌封樹脂將其密封起來。
從工業設計的角度來看，比較妥善的回答是—選用哪種方法取決於所要求的環境保護。首要考慮的一點是容納PCB的外殼是怎樣設計的。如果容納PCB的外殼主要宗旨是環保,那麼通常會採用三防漆作為輔助保護。當外殼不能在運行環境中對組件提供足夠的保護時,多數情況下使用樹脂會更適合。
如果對比三防漆和樹脂,我們就能看到兩者之間的共同之處。這兩種材料都是有機聚合物,通過聚合都能形成電器絕緣層、具備一定程度上的耐熱和耐化學性能。聚合物的化學成分上有一定程度的共通性。最常見的有丙烯酸、環氧樹脂、聚亞安酯和硅氧樹脂。
下面我們從5個方面詳細介紹三防漆和樹脂的特性。
灌封樹脂是什麼?
灌封樹脂為PCB提供了最高等級的保護。樹脂的厚度通常要大于0.5mm,但是厚度越大、重量就越大,於是用樹脂灌封的PBC單價往往高於涂覆三防漆的PBC單價。
但增厚並不意味著PCB更不容易被化學品侵蝕,特別是在延長了浸泡時間的情況下。
另外,樹脂能更好地保護PCB免受物理衝擊的影響(具體還要取決於配方),因為樹脂的厚度能有助於消散歷的作用。深色樹脂層還能很好的隱藏PCB,保護設計。去除樹脂也會對PCB造成不同程度的損壞(具體取決於樹脂的選擇)。保護電路的方式有很多,需要考慮的因素有很多,具體取決於不同的應用,有時三防漆會更好一點,特別是性能類似于樹脂的雙組分途層。
三防漆是什麼?
三防漆可在多種應用中保護PCB,確保PCB在最嚴苛的條件下發揮出最佳性能。三防漆的塗布厚度通常介于25微米至250微米之間,是一層干膜,可以保證組建的重量增加最少。三防漆可以沿著PCB上,通過最輕的PCB重量變化提供最大的保護。這可能是三防漆相對灌封樹脂而岩最大的優勢。
一般情況下,塗層都是非常清晰的,所以很好確定PCB上都使用了哪些元件,如果有需要的話,返工塗層或替換元件非常簡單如果暴露在惡劣環境中的時間較短,塗層也能很好地保護PCB免受化學品侵燭或熱衝擊。塗層施至元件的壓力幾乎為零,這一點對於含有細引線的元件非常有利。大多數塗層都是1K(單組分體系,也就是說使用壽命較長、固化或乾燥溫度較低乾燥時間較短。
單組分三防漆,加工和塗佈的方式都比較簡單但大多數1K塗層都基於溶劑,這樣可以針對應目標來調整其黏性。過去人們可以使用畫筆、噴搶來塗佈,甚至還能用手拿著PCB浸入溶劑中添加塗層。但現在越來越多的製造商會採用機器選擇性塗覆,實現更可控、更一致的工藝。
三防漆能否像樹脂一樣發揮功效?
這個問題聽起來已經很讓人困惑了,但事實是,三防漆真的可以當作樹脂來使用!我們研發了多種雙組分(2K)三防漆,也就是既能使用三防漆簡易的塗佈方式,又能發揮樹脂的保護作用,同時還可以不需要使用溶劑,具有保護環境的優勢。 2K塗層能起到很好的覆蓋作用,並且靈活性很強,可保護精密元件。
2K塗層還具備極佳的機械性能和抗磨損性,但在塗佈雙組分塗層時需要使用比1K塗層更加複雜的設備,而且2K塗層也更難去除考慮到雙組分化學品和樹脂類似,2K塗層要用選擇性塗設備厚度於200微米至400微米(0.2
mm至0.4mm)之間,融合了兩種方式的多種技術優勢,與此同時又最大程度地規避了各自的缺點。
樹脂和三防漆之間的主要差別是什麼?
明顯的差別在於方法不同,塗佈三防漆的方法包括噴霧器、三防漆噴塗設備、手持噴槍以及塗刷的方式,灌封樹脂的方式包括混合點塗設備和樹脂包裝。材料的塗佈厚度也有所區別(三防漆厚度<100微米、1%固態層享度<500微米、樹脂厚度>500微米)。國際標準(IEC-1086、軍用標準(MIL--46058C)、行業標準(IPC-CC-830)和國家安全標準(UL746)都批准可使用三防漆,而對於樹脂則主要取決於具體應用,很少有標準可以參考。因為塗層厚度比樹脂厚度薄很多,所以塗層加的體積和重量都少。塗層和樹脂都可以以環樹脂、聚亞安酯和矽氧樹脂為基礎,但是丙烯酸酯塗層、丙烯酸塗層和聚對二甲苯塗層卻沒有對應的樹脂材料。 99%的樹脂都完全是固態體系的,所以在固化過程中排出的VOC較少或完全設有。儘管很多三防漆的溶劑成分含量較高,但也有100%固態的雙組分和可UV固化的丙烯酸體系。
為什麼選擇樹脂而不是三防漆?
從根本上來看,選擇採用哪種方法還是取決於外殼的設計如果外殼主要用於保護PCB,那麼可採用三防漆提供二級保護或作為額外的絕緣層。如果外殼不是阻擋環境的阻隔層,通常就會採用灌封樹脂來加強或替代外殼。
選用樹脂還是三防漆通常取決於具體的應。如果涉及到的組件需要長時間浸泡在不同化學品中,或要經受長期熱衝擊循環和/或物理衝中擊循環,則好採用樹脂保護PCB。如果PCB上有很多體積大的元件,那麼很多時候,採樹脂灌封PCB要強於三防漆。
如果PCB在實際使用中所處的位置很難被觸碰到,或者需要連續不斷地使用很長一段時間,這種情況也更適合使採用樹脂,因為樹脂能提供所需的額外保護和耐久性。但2K保型三防漆在冷凝環境和浸清測試中都表現出優異的性能。最近在模擬極度冷凝和浸的測試中,尿烷塗層2K301得到了高的綜合得分。這種塗層不僅能很好地保護線路,而且在冷凝/浸清條件下產品發生的變化是*的。2K三防漆塗覆的組件和尿烷樹脂灌封的組件在厚度上的巨大差異並沒有體現在產品的性能有所差異。
更大一些,也不會有出現烈縫的風險。還易於採用選擇性添塗覆方法塗佈2K三防漆,實現具有厚度更佳及邊緣覆蓋更清晰的塗層,無需擔心傳統防漆不能滿足要求需要採用灌封方法替代,因為三防漆就能滿足所有要求。
總結每位客戶的項目都各不相同。儘管我們能憑藉著多年的從業經驗告訴客戶哪些產品符合需求,但具體情況還要視PCB的運行環境、所採用的塗佈方法/設備、固化時間生產過程中的溫度限製而定。客戶提供的產品運行條件的信息越多越好,包括溫度範圍、可能接觸到的化學品等。
擴展閱讀:IGBT封膠除氣泡解決方案時所產生的應力。
從而,模塊的熱循環壽命和功率循環壽命得到極大的提升。相比舊世#IGBT模塊,新一代模塊的熱循環壽命提升7倍以上(殼溫變化80C時的測試結果)。
挑戰
上述在樹脂灌封的技術中常會遇到住後所產生的氣泡問題,此問題將大大影響產品的良率。因此,如何做到有效的除泡烘烤成了這項工藝的最大瓶頸...。
解決方案
ELT科技提供了一套完整的除氣泡解決方案,配合許多材料商的共同合作經驗,我們成功的將
真空壓力除泡系統導入到此標準生產流程
