在恶劣和挑战性环境中保护PCB的技巧

本文提供了几个保护PCB的技巧，供那些希望确保电子组件和产品的运行可靠性以及使用寿命的电路板设计人员和制造商使用。

1.首先，要仔细考虑可能使用电路板的环境。过度保护产品很容易，使其可以在最恶劣的环境条件下生存，但是“恶劣的环境”可能是暂时的或短暂的，因此在较高温度范围内具有较低性能的树脂溶液通常就足够了。以极端温度为例；您的应用可能偶尔会出现高达180°C的温度峰值，因此您认为需要特殊的树脂。然而，这些条件通常仅持续短时间，并且在“正常”操作条件下，电路板通常仅暴露于最高温度为120°C，这意味着可以选择更多的树脂类型和应用类型。

您选择的树脂所需的耐化学性还取决于化学污染的持续时间和/或强度。就所造成的损害而言，是否在树脂表面上存在一薄层的污染化学物质并在五分钟内将其擦去，还是500毫升化学物质在合成树脂上作用一小时或更长时间，就产生了很大的不同。完全沉浸在沉默中！另外，电路板可能暴露于的不同化学物质的量通常非常有限。通常在设计阶段就列出一个太大的区域，只是为了“安全”。

2.通常会影响电路板的环境因素包括温度，化学腐蚀，物理冲击（振动）和热冲击。在这里，您必须确定哪个方面可能会对您的电路板产生最大的影响，并且必须相应地选择合适的合成树脂。三种主要树脂类型（环氧树脂，聚氨酯和硅树脂）各有优缺点。

硅树脂在任何树脂组合物中均具有最宽的连续工作温度范围，因此使其成为低温和高温应用以及热冲击应用的首选。另外，它们在相应的温度范围内保持其柔韧性，并且几乎不会随时间而变差。但是，它们的缺点是它们几乎不粘附于某些基材，并且其耐化学性比环氧树脂差得多。

另一方面，环氧树脂不仅具有优异的耐化学性，而且在各种温度下也具有良好的性能。但是，由于其僵硬的性质，它们也无法防止撞击。另一方面，聚氨酯树脂具有非常好的耐湿性和抗冲击性，但温度性能较差。因此，聚氨酯最好仅在工作温度为-40至+120°C的情况下使用。但是，与硅树脂相比，它们具有相似的柔韧性，甚至对许多基材的附着力更好，而且价格便宜。

3.如果印刷电路板安装在外壳中，在其中浇铸树脂以进行完全灌封时，还必须考虑外壳材料。塑料外壳通常由注塑制成；如果未除去树脂，表面上可能会留有脱模剂的残留物，从而阻止树脂很好地粘附。一些塑料对水分非常敏感，在潮湿条件下会发生尺寸变化和其他物理变化，这可能会对外壳，树脂，电路板和组件施加物理应力。对于由钢，铝或其他金属制成的外壳，必须考虑到外壳和合成树脂之间的热膨胀系数差异以及所使用的表面处理。

4.通常，树脂层越厚，保护程度越高。然而，如果电路板上的所有组件的高度都不相同，则树脂层的厚度和每种组件的保护程度会有所不同。电路板的良好设计以及精心选择的组件可以最大程度地解决此问题。但是，考虑到整个电路板上提供的保护等级，必须假定可用的最薄的合成树脂层。为了减少重量和/或体积，工程师倾向于减少树脂的用量。所以，尽管厚的涂层通常可以提供更好的长期保护，但也必须考虑预期的使用寿命。

5.别忘了：在考虑封装或封装之前，必须彻底清洁电路板。表面污染可能会对封装提供的保护程度产生负面影响，特别是对化学耐受性产生负面影响（因为这会使化学物质更容易渗透）。另外，由于树脂与电路板之间的粘合力较弱，因此杂质会影响树脂吸收冲击和热冲击的能力，最终导致剥离。当然，清洁后，必须清除所有溶剂或清洁溶液残留物，并且必须彻底干燥电路板，然后才能施加树脂。

通过遵循这些基本设计技巧，您可以达到所需的性能和使用寿命，