PCB组件灌封

作者:Ben Blundell Stockmeier Urethanes UK ltd公司销售总监

灌封通常是PCB组装工艺最后才考虑的工序。由于是化工过程,电子设计工程师不精通灌封系统和组件之间的相互作用。经验通常来自于反复试验。在开始设计工艺时进行广泛的讨论,可节约大量的时间和成本。

定义

灌封是一个电子零件或一个电子组件的浸渍。灌封涉及一个外壳,该外壳在应用使用中一直保留着。包封要使用模具,然后填充组件,再从模具中释放组件,形成外壳。

概述

本文将给出灌封的目的,灌封在SMT中是最常见工艺。

使用灌封系统有许多好处,防水,防尘,防直接接触恶劣环境,防导电性污染物,防化学侵蚀,防振动和冲击。灌封提供结构加固,提高电气绝缘和散热性能。使高压元件可以更近距离组装。

不幸的是,灌封和包封通常被认为是生产过程中最后阶段才出现的工序,与一般电气设计无关,涉及化学工程。如果电子设计师从一开始就采取全面的观点,熟悉灌封胶供应商,可以节省大量的时间和金钱。

最常见的灌封化合物都是基于双液系统的。在规定的时间内,将两者的液体混合在一起,形成一个固体化合物。这往往是一个错误的认识,两种液体之间的比率可以调整,以调整形成固体的反应时间。为了实现材料的最终固化性能,必须准确地保持两者的比例。同样重要的是,两种液体混合期间必须仔细,充分均质混合。任何未混合的液体将不固化,在组件生命周期中将可能会导致问题。GSP1504PCB01

灌封料的选择

首先,必须考虑组件的存储、工作和峰值温度。这将迅速给出可以使用的材料类型。通常根据长期暴露性选择材料的热性能;

*聚氨酯-50 ℃~140 ℃;

*环氧树脂-40 ℃~150 ℃,含有一定系统的,可达到200 ℃;

*硅胶-60 ℃~250 ℃。

产品和曝光时间不同,这些数字也不同。例如,某些聚氨酯可以承受回流焊过程中的短期峰值温度。然而,这些数据可以作为一个好的起点。

热循环过程中变硬、膨胀和收缩,也是灌封胶在电子应用中的一个关键因素。

聚氨酯可以定制成任何HS硬度,3000(像软凝胶)到90 D(刚性玻璃)。可以提供高伸长率,具有良好的耐撕裂性。基于硬度,随温度范围的膨胀和收缩特性会发生变化。

环氧树脂固有的刚性系统高达90 D。由于它们的刚性,具有较低的膨胀和收缩特性,但是通常不用于PCB组件,因为刚性不能与焊料匹配,众所周知,在热循环过程中,会使焊点开裂,给元件带来应力。另外,在它们遭受较低温度时,会由于刚性而变脆,因此,在寒冷地区、运输和储存期间对冲击和振动很敏感。GSP1504PCB02

硅树脂是软系统,2000到90 A。它们有很高的膨胀和收缩特性,但是由于软,它们不会给元件、基板和焊点带来相互作用和应力。通常硅树脂被用于易失效的电子设计,失效返修时必需重新加工基板和去除灌封化合物。这显然是一个矛盾,因为不可避免地组件要灌封,以确保没有泄漏路径。能够去除灌封化合物表明附着力差,这与使用灌封胶的原则相违背。例如,大量的LED驱动器生产商使用硅树脂,这样他们可以返修质量低劣的电子设计,但往往由于缺乏附着力,因渗水而失效。

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