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(yè)設(shè)備、汽車和軍用設(shè)備都要求保護其中的PCB免受環(huán)境影響，以防PCB性能下降。最壞的情況會導(dǎo)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。
從工程設(shè)計的角度來看，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。首先要考慮的一點是容納PCB的外殼是怎樣設(shè)計的。如果容納PCB的外殼主要宗旨是環(huán)保，那么通常會采用三防漆作為輔助保護。當(dāng)外殼不能在運行環(huán)境中對組件提供足夠的保護時，多數(shù)情況下，使用樹脂會更合適。
如果對比三防漆和樹脂，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，最常見的有丙烯酸、環(huán)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，于是用樹脂灌封的PCB單價往往高于涂覆三防漆的PCB單價。但厚度增加并不意味著PCB更不易被化學(xué)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免受物理沖擊的影響（具體還要取決于配方），因為樹脂的厚度能有助于消散力的作用。深色樹脂層還能很好地隱藏PCB，保護設(shè)計。去除樹脂也會對PCB造成不同程度的損壞（具體取決于樹脂的選擇）。保護電路的方式有很多，需要考慮的因素有很多，具體取決于不同的應(yīng)用，有時三防漆會更好一些，特別是性能類似于樹脂的雙組分涂層。

三防漆可在多種應(yīng)用中保護PCB，確保PCB在最嚴(yán)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PCB的輪廓附著在PCB上，通過最輕的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，返工涂層或替換元件非常簡單。如果暴露在惡劣環(huán)境中的時間較短，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，這一點對于含有細引線的元件非常有利。大多數(shù)涂層都是1K（單組分）體系，也就是說使用壽命較長、固化或干燥溫度較低、干燥時間較短。

單組分三防漆，加工和涂布的方式都比較簡單；但大多數(shù)1K涂層都是基于溶劑，這樣可以針對應(yīng)用目標(biāo)來調(diào)整其黏性。過去人們可以使用畫筆、噴槍來涂布，甚至還能用手拿著PCB浸入溶劑中添加涂層。但現(xiàn)在越來越多的制造商會采用機器選擇性涂覆，實現(xiàn)更可控、更一致的工藝。

這個問題聽起來已經(jīng)很讓人困惑了，但事實是，三防漆真的可以當(dāng)作樹脂來使用！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易的涂布方式，又能發(fā)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(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需要使用比1K涂層更加復(fù)雜的設(shè)備，而且2K涂層也更難去除?？紤]到雙組分化學(xué)品和樹脂類似，2K涂層要用選擇性涂覆設(shè)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，與此同時又最大程度地規(guī)避了各自的缺點。

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(shè)備、手持噴槍，以及涂刷的方式，灌封樹脂的方式包括混合點涂設(shè)備和樹脂包裝。材料的涂布厚度也有所區(qū)別（三防漆厚度＜100微米、1%固態(tài)涂層厚度＜500微米、樹脂厚度＞500微米）。國際標(biāo)準(zhǔn)（IEC-1086）、軍用標(biāo)準(zhǔn)（MIL-I-46058C）、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（IPC-CC-830）和國家安全標(biāo)準(zhǔn)（UL746）都批準(zhǔn)可使用三防漆，而對于樹脂則主要取決于具體應(yīng)用，很少有標(biāo)準(zhǔn)可以參考。
因為涂層厚度比樹脂厚度薄很多，所以涂層增加的體積和重量都較少。涂層和樹脂都可以以環(huán)氧樹脂、聚亞安酯和硅氧樹脂為基礎(chǔ)，但是丙烯酸酯涂層、丙烯酸涂層和聚對二甲苯涂層卻沒有對應(yīng)的樹脂材料。99%的樹脂都完全是固態(tài)體系的，所以在固化過程中排出的VOC較少或完全沒有。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。

從根本上來看，選擇采用哪種方法還是取決于外殼的設(shè)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，通常就會采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于具體的應(yīng)用。如果涉及到的組件需要長時間浸泡在不同化學(xué)品中，或要經(jīng)受長期熱沖擊循環(huán)和/或物理沖擊循環(huán)，則最好采用樹脂保護PCB。如果PCB上有很多體積較大的元件，那么很多時候，采用樹脂灌封PCB要強于三防漆。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(xù)不斷地使用很長一段時間，這種情況也更適合使采用樹脂，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(huán)境和浸漬測試中都表現(xiàn)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脂灌封的組件在厚度上的巨大差異并沒有體現(xiàn)在產(chǎn)品的性能有所差異。
確實，厚度僅為樹脂厚度十分之一的2K涂層可以達到和樹脂一樣的效果。涂布2K三防漆時，即使比以前的厚度更大一些，也不會有出現(xiàn)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，實現(xiàn)具有厚度更佳及邊緣覆蓋更清晰的涂層，無需擔(dān)心傳統(tǒng)三防漆不能滿足要求需要采用灌封方法替代，因為三防漆就能滿足所有要求。

每位客戶的項目都各不相同。盡管我們能憑借著多年的從業(yè)經(jīng)驗告訴客戶哪些產(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(shè)備、固化時間生產(chǎn)過程中的溫度限制而定。客戶提供的產(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。