在惡劣和挑戰(zhàn)性環(huán)境中保護(hù)PCB的技巧

本文提供了幾個(gè)保護(hù)PCB的技巧，供那些希望確保電子組件和產(chǎn)品的運(yùn)行可靠性以及使用壽命的電路板設(shè)計(jì)人員和制造商使用。

1.首先，要仔細(xì)考慮可能使用電路板的環(huán)境。過度保護(hù)產(chǎn)品很容易，使其可以在最惡劣的環(huán)境條件下生存，但是“惡劣的環(huán)境”可能是暫時(shí)的或短暫的，因此在較高溫度范圍內(nèi)具有較低性能的樹脂溶液通常就足夠了。以極端溫度為例；您的應(yīng)用可能偶爾會(huì)出現(xiàn)高達(dá)180°C的溫度峰值，因此您認(rèn)為需要特殊的樹脂。然而，這些條件通常僅持續(xù)短時(shí)間，并且在“正?！辈僮鳁l件下，電路板通常僅暴露于最高溫度為120°C，這意味著可以選擇更多的樹脂類型和應(yīng)用類型。

您選擇的樹脂所需的耐化學(xué)性還取決于化學(xué)污染的持續(xù)時(shí)間和/或強(qiáng)度。就所造成的損害而言，是否在樹脂表面上存在一薄層的污染化學(xué)物質(zhì)并在五分鐘內(nèi)將其擦去，還是500毫升化學(xué)物質(zhì)在合成樹脂上作用一小時(shí)或更長(zhǎng)時(shí)間，就產(chǎn)生了很大的不同。完全沉浸在沉默中！另外，電路板可能暴露于的不同化學(xué)物質(zhì)的量通常非常有限。通常在設(shè)計(jì)階段就列出一個(gè)太大的區(qū)域，只是為了“安全”。

2.通常會(huì)影響電路板的環(huán)境因素包括溫度，化學(xué)腐蝕，物理沖擊（振動(dòng)）和熱沖擊。在這里，您必須確定哪個(gè)方面可能會(huì)對(duì)您的電路板產(chǎn)生最大的影響，并且必須相應(yīng)地選擇合適的合成樹脂。三種主要樹脂類型（環(huán)氧樹脂，聚氨酯和硅樹脂）各有優(yōu)缺點(diǎn)。

硅樹脂在任何樹脂組合物中均具有最寬的連續(xù)工作溫度范圍，因此使其成為低溫和高溫應(yīng)用以及熱沖擊應(yīng)用的首選。另外，它們?cè)谙鄳?yīng)的溫度范圍內(nèi)保持其柔韌性，并且?guī)缀醪粫?huì)隨時(shí)間而變差。但是，它們的缺點(diǎn)是它們幾乎不粘附于某些基材，并且其耐化學(xué)性比環(huán)氧樹脂差得多。

另一方面，環(huán)氧樹脂不僅具有優(yōu)異的耐化學(xué)性，而且在各種溫度下也具有良好的性能。但是，由于其僵硬的性質(zhì)，它們也無法防止撞擊。另一方面，聚氨酯樹脂具有非常好的耐濕性和抗沖擊性，但溫度性能較差。因此，聚氨酯最好僅在工作溫度為-40至+120°C的情況下使用。但是，與硅樹脂相比，它們具有相似的柔韌性，甚至對(duì)許多基材的附著力更好，而且價(jià)格便宜。

3.如果印刷電路板安裝在外殼中，在其中澆鑄樹脂以進(jìn)行完全灌封時(shí)，還必須考慮外殼材料。塑料外殼通常由注塑制成；如果未除去樹脂，表面上可能會(huì)留有脫模劑的殘留物，從而阻止樹脂很好地粘附。一些塑料對(duì)水分非常敏感，在潮濕條件下會(huì)發(fā)生尺寸變化和其他物理變化，這可能會(huì)對(duì)外殼，樹脂，電路板和組件施加物理應(yīng)力。對(duì)于由鋼，鋁或其他金屬制成的外殼，必須考慮到外殼和合成樹脂之間的熱膨脹系數(shù)差異以及所使用的表面處理。

4.通常，樹脂層越厚，保護(hù)程度越高。然而，如果電路板上的所有組件的高度都不相同，則樹脂層的厚度和每種組件的保護(hù)程度會(huì)有所不同。電路板的良好設(shè)計(jì)以及精心選擇的組件可以最大程度地解決此問題。但是，考慮到整個(gè)電路板上提供的保護(hù)等級(jí)，必須假定可用的最薄的合成樹脂層。為了減少重量和/或體積，工程師傾向于減少樹脂的用量。所以，盡管厚的涂層通?？梢蕴峁└玫拈L(zhǎng)期保護(hù)，但也必須考慮預(yù)期的使用壽命。

5.別忘了：在考慮封裝或封裝之前，必須徹底清潔電路板。表面污染可能會(huì)對(duì)封裝提供的保護(hù)程度產(chǎn)生負(fù)面影響，特別是對(duì)化學(xué)耐受性產(chǎn)生負(fù)面影響（因?yàn)檫@會(huì)使化學(xué)物質(zhì)更容易滲透）。另外，由于樹脂與電路板之間的粘合力較弱，因此雜質(zhì)會(huì)影響樹脂吸收沖擊和熱沖擊的能力，最終導(dǎo)致剝離。當(dāng)然，清潔后，必須清除所有溶劑或清潔溶液殘留物，并且必須徹底干燥電路板，然后才能施加樹脂。

通過遵循這些基本設(shè)計(jì)技巧，您可以達(dá)到所需的性能和使用壽命，