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Electrolube:三防漆与灌封树脂
  2022-01-05      32

(文章来源:PCB007中文线上杂志

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Electrolube公司经常被问及最多的问题是 “何时适合采用三防漆或灌封树脂?”有多种因素,其中在很大程度上起决定作用的是“该电路板将如何装入组件”,以及“该电路将在何种环境中工作”。例如,外壳设计旨在提供环境保护时,建议使用三防漆,因为三防漆将在外壳密封失效的情况下充当第二道防线。

当没有单独的外壳或容器来提供主要的环境保护时,那么灌封树脂可能是更好的选择。显然,在有些应用中,技术的选择是显而易见的,例如,在恶劣环境中要求最高级别的保护。在这种情况下,只要为主要的环境条件选择了适当的树脂并经测试及批准,包封和灌封树脂可提供必要的长期保护。

在易加工性和加工速度为首要考虑因素时,三防漆始终是首选,尤其是配方良好的新型固化薄膜在任何情况下都可以提供高级别的保护。这些涂层大多是单组分体系,易于涂布且固化速度快、温升小。另一方面,单组分涂层是以溶剂为基础,为易于涂布可改变其黏度,但这样可能会对环境产生影响。

三防漆可以使用油漆刷、喷枪手动涂布,或简单地将PCB浸入涂层槽中涂布。必须在快速移动的生产线上处理大批量电路时,可由严格控制的机器人进行选择性涂布,以获得最大的一致性。用液态形式涂布三防漆形成的薄膜,固化后其厚度在25~100μm之间,以保证组件的质量增加最小。这些涂层通常是透明的,允许返工,因此涂覆后的元件是可见的,易于更换。

三防漆提供的耐化学性和热保护级别通常适用于短期暴露。

灌封树脂和包封化合物的涂布厚度一般从0.5mm开始,但通常要比0.5mm厚得多,这会导致组件的质量显著增加。除此之外,增加的厚度确实意味着可以更好地保护PCB,防止化学侵蚀,特别是在长时间浸泡的情况下。根据配方的不同,树脂还可以提供极佳的物理冲击防护,因为其体积将有助于分散施加在PCB上的力,而不会使力集中于某一点。为了保护设计的知识产权,一层深色树脂可以遮住电路布局和元件,避免被仿制。但切记,试图去除树脂会损坏PCB,无法更换元件。

化合物和树脂通常是双组分体系,需以精确的比例混合树脂与硬化剂,在固化时形成交联聚合物。在某些操作条件下,还可以向树脂中添加矿物质(填加剂)以改善其性能。与三防漆一样,大多数树脂在室温下固化,而对于包封树脂来说,需要相对缓慢的过程,但通过加热可以缩短固化时间。

在某些应用中,双组分树脂可能是电路保护的首选。与单组分涂层相比,双组分三防漆具有更优越的机械性能。例如,Electrolube开发了2K系列无溶剂涂层材料,一种基于与树脂相似的双组分化学组成,但此类设计需要利用200~400μm范围内的选择性涂布设备,可结合两种技术的优点,并尽量避免各自的缺点。此外,从树脂转换成三防漆将消除前者会增加质量的缺点,这可能对某些应用至关重要。在传统三防漆易失效的地方和需要包封的地方,双组分三防漆可涂布得相对较厚也不存在开裂的风险,从而可提供锐利的边缘覆盖。同时,双组分三防漆的环保性能也相当好。

例如,在模拟高冷凝条件的环境室内试验中,虽然聚氨酯树脂包封的组件在电路保护方面表现出最高的总体值,并且在冷凝事件期间表现出最小变化,但是它与双组分三防漆相比,在厚度方面差异非常大,且性能未表现出大幅提高。事实上,双组分涂层在十分之一的厚度下达到了与包封树脂几乎相同的性能结果。

尽管在三防漆的原料配方上取得了进步,但无论是防止机械冲击和振动、化学侵蚀或存在热循环、高电压,以及需要最大介电强度以避免破坏性放电和泄漏电流时,灌封树脂和包封树脂仍始终为PCB提供最高级别的保护。此时,需要对质量增加、损失返工能力、延长加工时间和高固化温度之间做出权衡。

最终选择之前,在样机阶段测试其他保护方法是值得的。如果在选择电路保护方法时遇到问题,请记住,随时可以找专家帮助。

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