PCBA 防水胶的涂布制程 (Conformal Coating)

撰：张皓升

防水胶的涂布主要应用于电子机板上的绝缘,防湿,防水及保护用. 一般多应用于户外如汽机车电路板, 太阳能控制板,交通号志控制器,船舶,……等.产品上之防水与保护用. 由于以上产品长期遭受外在的湿气与污尘甚至阳光的侵蚀,进而导致焊点间容易造成短路老化等现象, 致使产品的寿命减短,故此防水胶涂布提供了延长产品寿命的功能.

一. 目前市场上采用的材料,最主要可分为压克力材质及硅橡胶材质2种,如下说明 :

  1. 压克力系列: 干燥后具有硬度高耐磨性佳,外观透明..等特色,是目前最广泛被应用的材质,耐热性约120度.

    优点:耐磨擦系数高,容易修补重工

    缺点:对化学溶剂抵抗性低.

  2. 硅胶系列 :具柔软性,耐热佳约180度,良好的耐候性,韧性强..等特性,故最常使用于户外及高温场所

    优点:耐热温度较高,弹性佳.

    缺点:耐磨系数低,容易刮伤脱落.

二. 依据 IPC-A-610 的膜厚标准 :

  1. 压克力 AR(Acrylic resin) 30 - 130 μm

  2. 硅胶 SR (Silicone resin) 50 - 210 μm

三. 表面涂布的施工方法说明如下:

  1. 浸泡式

    优点:初期投资成本低 ,使用简单,产能高.

    缺点:膜厚无法控制,只能适用单面板,且材料容易受到污染.

  2. 刷涂式

    3. 优点:初期投资成本低 ,使用毛刷作业简单,产能中等.

    缺点:膜厚不均,人工刷涂质量不一,板子需要人工防护黏贴.

  3. 机器手臂喷涂式

    优点:初期投资成本中等 ,膜厚可控制,产能高.

    缺点:材料容易飞溅进而材料耗费较大,板子需要人工防护黏贴.

  4. 自动喷涂淋洒式

    优点:膜厚可控制,自动机器作业,产能中等,节省材料,不用人工黏贴防护.

    缺点:初期投资成本最高.

四. 市场未来的需求趋势:

  1. 精确的闪避和喷涂.

  2. 膜厚的标准与容易的目检.

  3. 可记录与追踪生产状况.

五. 因应少量多样化生产及客户须求,研腾现行做法如下:

  1. 浸泡式:试用在单面制程或背面没有插拔端子零件,研腾目前没有采用.

  2. 刷涂式:若只是需要局部涂布,或PCB面积较小,数量不多,采用人工手刷涂式作业.

  3. 机器手臂喷涂式:产品有膜厚标准与外观要求,则采用机器手臂喷涂式作业.(委外作业)

  4. 自动喷涂淋洒式:因须购置机器设备,目前与设备厂商合作,于试样生产阶段.

总合来说防水的需求有越来越多客户提出,可是又往往盲目的为防水而防水,(因为贸易商都无法直接跟客户讨论?) 致使防水胶的做法与目的都无法从大量生产的角度去考虑,进而导致现行试产的做法与标准都陷入两难.

研腾也累积了许多经验,与上游材料供货商和设备厂商都有不错的默契,随着客户不同的需求,快速的调整试做工法, 以利达到客户最后的需求标准,故双方依照专业标准来讨论改善,方可使产品得到最好的保护. 如 苹果 也是采局部点胶防水,相机类的则会采用大面积的防水作业,若更进一步的讨论还要考虑到散热问题, (有散热考虑的零件,就不可以涂布到防水胶了) 防水制程真的可以保护电子产品的寿命,现在各项工法也日渐成熟, 只是最后还需客户确认其做法与目的.希望可以制造出双赢的局面,防护应该防护的零件(以利节省材料与工时) 进而降低生产成本,让电子产品寿命更长,让更多客户接受防水胶涂布制程, 使得终端客户 使用者可以享受到更稳定的电子产品.