如何为您的项目选择最佳的PCB封装材料

灌封和封装简介

灌封或封装是保护电路板免受损坏的一种广泛使用的方法，并且已被证明是有效的。根据材料的优势和特性，不同的灌封材料适用于不同的电路环境。常见的材料包括：

• 乙烯-醋酸乙烯酯（EVA）
• 聚苯硫醚（PPS）
• 聚苯醚
• 聚酰胺-酰亚胺
• 压克力
• 聚酯纤维

本文中，Highleap Electronic 将详细介绍不同材料的优势、劣势和应用场景。将可制造性设计 (DFM) 检查融入PCB 制造流程，可确保您的项目获得最佳成果。

什么是灌封PCB？

灌封是大多数PCBA板制造商常用的保护措施，用于保护电子电路免受高温、环境危害、化学物质和冲击的影响。灌封工艺是通过在PCB板的外壳中填充灌封胶来实现的，灌封胶充当封装树脂，从而保护整个电路板及其组件。以下是一些您应该考虑灌封PCB板的原因：

• 灌封可保护 PCB 免受篡改、潮湿和电压泄漏的影响，从而提高电子性能和电路可靠性。灌封还能保护电子元件免受振动和应力的影响，防止线路断开和系统早期故障。
• 此外，PCB 和 PCB 外壳的振动波可能会成对出现，从而加剧 PCB 上的应力并导致早期故障。通过灌封，PCB 可以变得具有抗应力和抗振动的能力。
• 此外，封装还可以保护 PCB 免受污垢和灰尘的影响，这些污垢和灰尘可能会导致过热、信号干扰以及速度或性能下降。
• 最后，PCB板灌封技术提高了电子设备的安全性和隐私性。灌封技术的特性使得访问PCB板和对设备进行逆向工程变得极其困难，从而增强了PCB板的隐私性和安全性。

PCB封装的常用材料

乙烯-醋酸乙烯酯（EVA）

乙烯-醋酸乙烯酯 (EVA) 因其多功能优势，在电子行业中被广泛使用。由于其能够吸收冲击和振动，它非常适合需要抗冲击性能的户外应用。此外，它对金属、塑料和其他基材等多种材料均具有良好的附着力。即使在低温下，它也能保持其性能，并提供优异的电绝缘性。

尽管这种灌封胶具有诸多优点，但也存在一些难以忽视的缺点。虽然柔性材料在弯曲时不易开裂，但它们提供的机械保护不如刚性材料，而且可能不适用于某些易碎部件。此外，它不建议用于极端环境，例如高温或酸性环境。虽然它价格不贵，但某些地区的PCBA制造商可能难以获得。

综合考虑其优缺点，EVA 显然可用于多种场景和应用。它常用于消费电子产品的PCB，例如手机、平板电脑和笔记本电脑。然而，对于某些工业应用，例如电机驱动器、PLC和传感器等，EVA 可能无法满足要求，因此可能并不适用。此外，它也不适用于高端应用，例如医疗设备、船舶电子、航空航天和国防电子、汽车电子以及可再生能源应用。尽管存在这些局限性，EVA 仍然是一种用途广泛且经济高效的封装材料，适用于许多电子设备。

聚苯硫醚（PPS）

聚苯硫醚 (PPS) 是一种高耐久性和耐热性的热塑性材料，可承受高达 260°C 的温度，是高温应用的理想选择。该材料具有极佳的阻燃性，符合UL 94 V-0阻燃标准，确保其在严苛环境下的可靠性和安全性。其高强度和高刚性，以及良好的收缩率和尺寸稳定性，使其成为对精度要求极高的印刷电路板 (PCB) 的理想之选。此外，其卓越的耐腐蚀性使其能够耐受酸碱环境。

但需要注意的是，PPS 是一种相对昂贵的选择，并且需要专门的设备来加工 PCBA。此外，它是一种刚性材料，无法满足柔性 PCB 的需求。在某些环境下，PPS 的性能也可能会减弱，例如在低温下会软化，在紫外线照射下会变色或降解。

PPS广泛应用于尖端且高价的应用领域，例如航空航天通信设备、国防电子导航系统和控制模块，以及自动驾驶汽车的传感器。此外，对于需要在高温和化学腐蚀等严苛环境下运行的工业客户而言，PPS也极具价值。工业控制板的更换或维修成本可能很高，而PPS则提供了一种可靠且经济高效的解决方案，使其成为电机驱动器和PLC等应用的理想选择。

聚苯醚

对于寻求多功能材料的用户来说，聚苯醚 (PPO) 是一个绝佳的选择，兼具功能性和价格优势。虽然其耐热性不如聚苯硫醚，但它仍可在高达 140°C 的环境中工作，足以满足大多数应用的需求。此外，PPO 还提供充足的机械保护和尺寸稳定性，并且对户外和酸碱性环境均具有良好的耐受性。它的一些缺点被其众多优点所掩盖，唯一明显的缺点是偶尔采购困难。

由于其电阻范围广泛，PPO可应用于众多领域。例如，它常用于电视机、空调等家用电器，以及太阳能电池板、风力涡轮机、储能系统等公共设施。PPO也非常适合用于医疗PCB，包括植入式传感器和药物输送系统，并且在航空、军事和工业制造等行业也有应用。总而言之，PPO的多功能性和经济性使其成为众多应用的理想选择。

聚酰胺-酰亚胺

聚酰胺酰亚胺 (PAI) 是工业领域常用的化合物，因为它在极端环境下更加坚韧，能够提供持久的保护。它兼具耐高温和低吸水性，是工业应用中预防湿气相关问题的理想选择。高温会导致环境中的水蒸气雾化，从而导致电路板短路。

然而，与其他耐高温化合物一样，加工需要特殊设备，加工过程中可能会发生翘曲，导致产品变形。聚酰胺酰亚胺不适用于需要特定颜色的应用，因为它具有天然的颜色，在加工过程中不易改​​变。此外，它在低温环境下易碎，过大的外力会导致其断裂。

尽管存在这些局限性，PAI 与铝基 PCB 具有更高的兼容性，使其成为LED照明系统和太阳能电子产品的理想灌封胶。它也适用于石油和天然气勘探设备的灌封应用，例如钻井传感器和控制器。

压克力

丙烯酸是一种易于加工且固化迅速的封装材料，对于寻求快速交付PCB组装能力的制造公司而言，它无疑是一个极具吸引力的选择。它也是PCB灌封的理想材料，有助于缩短生产时间。丙烯酸虽然具有优异的附着力和耐化学性，但耐热性较差，并且随着时间的推移会变脆，导致使用寿命缩短。不过，它可以制成光学透明材料，非常适合需要透光性的电子应用。

亚克力相比其他材料的优势并不多，主要优势在于价格低廉，更适合利润率较低的消费电子应用，不会显著增加生产成本。

聚酯纤维

聚酯具有优异的电绝缘性能，适用于各种电气应用，包括汽车电子设备、电源装置和暖通空调系统。虽然它是一种价格较低的灌封材料，但使用寿命较短，因此是一种经济的选择。在医疗器械领域，它通常用于监测设备和诊断工具。

PCB封装有哪些好处？

作为一名工程师，我可以证明 PCB 封装带来的诸多优势。这一工艺对于提高电子元件的可靠性和使用寿命至关重要。原因如下：

• 强大的防水防震保护：封装对于保护 PCB 免受水损害和物理冲击至关重要，而水损害和物理冲击是各种环境中常见的威胁。

• 耐化学腐蚀性：该方法可有效防止化学品侵蚀和腐蚀，使其成为在恶劣条件下运行的 PCB 的理想选择。

• 增强绝缘性和功能性：通过改善电气元件之间的绝缘性，封装有助于减少电流损耗，确保设备在一段时间内保持最佳功能。

• 机械振动保护：封装可有效防止机械振动造成的损坏，保持PCB上元件的完整性。

• 减少射频干扰/电磁干扰：该工艺能有效减轻射频干扰 (RFI) 和电磁干扰 (EMI)，从而防止设备性能受损。

• 降低焊点应力：封装为引线键合提供了坚实的基础，显著降低了焊点的应力，防止了潜在的故障或断裂。

• 防止污染物进入：它形成牢固的密封，防止灰尘、污垢和其他污染物进入，保护 PCB 免受潜在损害。

• 防止锡须：封装可作为环境屏障，防止有害锡须的形成，从而避免短路和其他故障。

• 逆向工程的难度：从安全角度来看，与仅有保形涂层的 PCB 相比，封装式 PCB 更难进行逆向工程，从而保护您的设计免遭复制。

• 热膨胀保护：该方法还可以保护元件免受热膨胀相关问题的影响，确保 PCB 保持其离子纯度和防潮性能。

• 经济高效：与其他保护方法相比，封装通常速度更快、成本更低，所需步骤更少，且无需重新组装。此外，对于关注环境影响的用户，我们还提供不含挥发性有机化合物 (VOC) 的产品选择。

• 应用简便：该流程简单高效，即使在大批量应用中也是如此，因此对于希望简化操作的制造商来说，这是一个实用的选择。

总的来说，PCB封装是一个不可或缺的过程，它提供了全面的保护，提高了性能，并确保了电子设备的长期可靠性。

结语

为了提升项目质量，根据不同的应用和需求选择合适的材料至关重要。在PCB保护方面，保形涂层是灌封之外的一种可行方案。虽然两种方法都能提供保护，但它们之间存在一些显著差异。阅读“保形涂层与灌封”一文将有助于您确定哪种工艺更适合您的需求。

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