涂覆還是灌封：為保護電子產(chǎn)品做出明智的選擇

關(guān)于PCB防護，經(jīng)常碰到的問(wèn)題是“三防漆和樹(shù)脂，哪個(gè)對PCB的保護效果更好？”很多家用電器、工業(yè)設備、汽車(chē)和軍用設備都要求保護其中的PCB免受環(huán)境影響，以防PCB性能下降。最壞的情況會(huì )導致整塊PCB完全失效?？赏ㄟ^(guò)涂覆三防漆，或灌封樹(shù)脂將其密封起來(lái)。
從工程設計的角度來(lái)看，比較妥善的回答是——選用哪種方法取決于所要求的環(huán)境保護。首先要考慮的一點(diǎn)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(huán)保，那么通常會(huì )采用三防漆作為輔助保護。當外殼不能在運行環(huán)境中對組件提供足夠的保護時(shí)，多數情況下，使用樹(shù)脂會(huì )更合適。
如果對比三防漆和樹(shù)脂，我們就能看到二者之間的共通之處。這兩種材料都是有機聚合物，通過(guò)聚合都能形成電氣絕緣層，具備一定程度上的耐熱和耐化學(xué)性能。聚合物的化學(xué)成分上有一定程度的共通性，最常見(jiàn)的有丙烯酸、環(huán)氧樹(shù)脂、聚亞安酯和硅氧樹(shù)脂。
下面我們從5個(gè)方面詳細介紹三防漆和樹(shù)脂的特性。

灌封樹(shù)脂為PCB提供了最高等級的保護。樹(shù)脂的厚度通常要大于0.5mm，但是厚度越大、重量就越大，于是用樹(shù)脂灌封的PCB單價(jià)往往高于涂覆三防漆的PCB單價(jià)。但厚度增加并不意味著(zhù)PCB更不易被化學(xué)品侵蝕，特別是在延長(cháng)了浸泡時(shí)間的情況下。

另外，樹(shù)脂能更好地保護PCB免受物理沖擊的影響（具體還要取決于配方），因為樹(shù)脂的厚度能有助于消散力的作用。深色樹(shù)脂層還能很好地隱藏PCB，保護設計。去除樹(shù)脂也會(huì )對PCB造成不同程度的損壞（具體取決于樹(shù)脂的選擇）。保護電路的方式有很多，需要考慮的因素有很多，具體取決于不同的應用，有時(shí)三防漆會(huì )更好一些，特別是性能類(lèi)似于樹(shù)脂的雙組分涂層。

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(fā)揮出最佳性能。三防漆的涂布厚度通常介于25微米至250微米之間，是一層干膜，可以保證組件的重量增加最少。三防漆可以沿著(zhù)PCB的輪廓附著(zhù)在PCB上，通過(guò)最輕的PCB重量變化和最小的維度變化提供最大的保護。這可能是三防漆相對灌封樹(shù)脂而言最大的優(yōu)勢。

一般情況下，涂層都是非常清晰的，所以很好確定PCB上都使用了哪些元件，如果有需要的話(huà)，返工涂層或替換元件非常簡(jiǎn)單。如果暴露在惡劣環(huán)境中的時(shí)間較短，涂層也能很好地保護PCB免受化學(xué)品侵蝕或熱沖擊。涂層施加至元件的壓力幾乎為零，這一點(diǎn)對于含有細引線(xiàn)的元件非常有利。大多數涂層都是1K（單組分）體系，也就是說(shuō)使用壽命較長(cháng)、固化或干燥溫度較低、干燥時(shí)間較短。

單組分三防漆，加工和涂布的方式都比較簡(jiǎn)單；但大多數1K涂層都是基于溶劑，這樣可以針對應用目標來(lái)調整其黏性。過(guò)去人們可以使用畫(huà)筆、噴槍來(lái)涂布，甚至還能用手拿著(zhù)PCB浸入溶劑中添加涂層。但現在越來(lái)越多的制造商會(huì )采用機器選擇性涂覆，實(shí)現更可控、更一致的工藝。

這個(gè)問(wèn)題聽(tīng)起來(lái)已經(jīng)很讓人困惑了，但事實(shí)是，三防漆真的可以當作樹(shù)脂來(lái)使用！我們研發(fā)了多種雙組分（2K）三防漆，也就是既能使用三防漆簡(jiǎn)易的涂布方式，又能發(fā)揮樹(shù)脂的保護作用，同時(shí)還可以不需要使用溶劑，具有保護環(huán)境的優(yōu)勢。2K涂層能起到很好的覆蓋作用，并且靈活性很強，可保護精密元件。
2K涂層還具備極佳的機械性能和抗磨損性，但在涂布雙組分涂層時(shí)需要使用比1K涂層更加復雜的設備，而且2K涂層也更難去除?？紤]到雙組分化學(xué)品和樹(shù)脂類(lèi)似，2K涂層要用選擇性涂覆設備，厚度介于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(shù)優(yōu)勢，與此同時(shí)又最大程度地規避了各自的缺點(diǎn)。

最明顯的差別在于方法不同，涂布三防漆的方法包括噴霧器、三防漆噴涂設備、手持噴槍?zhuān)约巴克⒌姆绞?，灌封?shù)脂的方式包括混合點(diǎn)涂設備和樹(shù)脂包裝。材料的涂布厚度也有所區別（三防漆厚度＜100微米、1%固態(tài)涂層厚度＜500微米、樹(shù)脂厚度＞500微米）。國際標準（IEC-1086）、軍用標準（MIL-I-46058C）、行業(yè)標準（IPC-CC-830）和國家安全標準（UL746）都批準可使用三防漆，而對于樹(shù)脂則主要取決于具體應用，很少有標準可以參考。
因為涂層厚度比樹(shù)脂厚度薄很多，所以涂層增加的體積和重量都較少。涂層和樹(shù)脂都可以以環(huán)氧樹(shù)脂、聚亞安酯和硅氧樹(shù)脂為基礎，但是丙烯酸酯涂層、丙烯酸涂層和聚對二甲苯涂層卻沒(méi)有對應的樹(shù)脂材料。99%的樹(shù)脂都完全是固態(tài)體系的，所以在固化過(guò)程中排出的VOC較少或完全沒(méi)有。盡管很多三防漆的溶劑成分含量較高，但也有100%固態(tài)的雙組分和可UV固化的丙烯酸體系。

從根本上來(lái)看，選擇采用哪種方法還是取決于外殼的設計。如果外殼主要用于保護PCB，那么可采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(huán)境的阻隔層，通常就會(huì )采用灌封樹(shù)脂來(lái)加強或替代外殼。
選用樹(shù)脂還是三防漆通常取決于具體的應用。如果涉及到的組件需要長(cháng)時(shí)間浸泡在不同化學(xué)品中，或要經(jīng)受長(cháng)期熱沖擊循環(huán)和/或物理沖擊循環(huán)，則最好采用樹(shù)脂保護PCB。如果PCB上有很多體積較大的元件，那么很多時(shí)候，采用樹(shù)脂灌封PCB要強于三防漆。如果PCB在實(shí)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(cháng)一段時(shí)間，這種情況也更適合使采用樹(shù)脂，因為樹(shù)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(huán)境和浸漬測試中都表現出優(yōu)異的性能。最近在模擬極度冷凝和浸漬的測試中，尿烷涂層2K301得到了最高的綜合得分。這種涂層不僅能很好地保護線(xiàn)路，而且在冷凝/浸漬條件下產(chǎn)品發(fā)生的變化是最小的。2K三防漆涂覆的組件和尿烷樹(shù)脂灌封的組件在厚度上的巨大差異并沒(méi)有體現在產(chǎn)品的性能有所差異。
確實(shí)，厚度僅為樹(shù)脂厚度十分之一的2K涂層可以達到和樹(shù)脂一樣的效果。涂布2K三防漆時(shí)，即使比以前的厚度更大一些，也不會(huì )有出現裂縫的風(fēng)險。還易于采用選擇性添涂覆方法涂布2K三防漆，實(shí)現具有厚度更佳及邊緣覆蓋更清晰的涂層，無(wú)需擔心傳統三防漆不能滿(mǎn)足要求需要采用灌封方法替代，因為三防漆就能滿(mǎn)足所有要求。

每位客戶(hù)的項目都各不相同。盡管我們能憑借著(zhù)多年的從業(yè)經(jīng)驗告訴客戶(hù)哪些產(chǎn)品最符合需求，但具體情況還要視PCB的運行環(huán)境、所采用的涂布方法/設備、固化時(shí)間生產(chǎn)過(guò)程中的溫度限制而定?？蛻?hù)提供的產(chǎn)品最終運行條件的信息越多越好，包括溫度范圍、可能接觸到的化學(xué)品等。