PCBA電路板防水防潮防腐蝕方法詳解

      電子產(chǎn)品的防水防潮歷來就是一大難題，因為它沒有標(biāo)準(zhǔn)化萬無一失的做法，都是靠工藝工程師們的智慧以及新型防水防潮材料的輔助，合力達(dá)到目標(biāo)，一般都涉及到注塑、密封、排氣、膠墊、導(dǎo)流，散熱，變形，開模等一系列工藝。

      其中PCBA電路板防水防潮防腐蝕是核心，畢竟電子產(chǎn)品中相對脆弱的部分就是PCBA，一旦水汽或者腐蝕性流體滲入到PCBA上，則會造成元器件管腳短路或者被腐蝕，就會使電子產(chǎn)品的功能受影響甚至損毀，PCBA防水防潮防腐蝕方法從外到內(nèi)通常是結(jié)構(gòu)防護+灌封防護+PCBA功能涂層防護，接下來青山新材小編就分別介紹這幾個工藝。

電子產(chǎn)品常見的防水防潮工藝

一、結(jié)構(gòu)防水

結(jié)構(gòu)防水是電子產(chǎn)品防水最為傳統(tǒng)的模式，也應(yīng)該是大多數(shù)工程師們最先想到的辦法，主題思想是疏水，導(dǎo)流，外部封裝與內(nèi)部電氣部分的有效隔離，產(chǎn)品的模具設(shè)計以及各種封堵是要點，當(dāng)然越是復(fù)雜模具的成本也不便宜。比如前幾年部分防水手機在設(shè)計耳機孔，充電口時候采用防水蓋、密封圈等設(shè)計方法，就是從外部著手去堵，相當(dāng)一部分電子產(chǎn)品是采用了這種方式，從而達(dá)到防水防潮的目的。

手機防水設(shè)計

結(jié)構(gòu)防水防潮還有一種做法就是前幾年流行的超聲波，適用于一些外觀全封閉式的電子產(chǎn)品，即便是從結(jié)構(gòu)上做很多的改變依然無法更好的阻止水氣的浸入，因為電子產(chǎn)品特別是手機、耳機、手表、醫(yī)療設(shè)備類的產(chǎn)品使用非常頻繁，外觀遭到人為非人為破壞都是隨時存在的，外殼自身也存在著變形的風(fēng)險，外觀結(jié)合處的縫隙也會隨之變形，成為潛在的風(fēng)險。

二、灌封膠防水

灌封方式防水目前常見的是采用環(huán)氧樹脂灌封膠，是用于電子產(chǎn)品模組的灌封，可以將整個PCB板包裹其中，從而起到防水、防潮、防鹽霧、防霉菌、抗震、抗外力沖擊等，環(huán)氧樹脂是飽和性樹脂，以其為基材生產(chǎn)的環(huán)氧樹脂灌封膠具有本體強度高、粘接力強、耐候性好、收縮率低、絕緣強度高、無毒環(huán)保等特性，灌封后能在-45-120℃間穩(wěn)定的機械和電氣性能。能對電路板全方位保護，極大提高電路板的使用壽命。但同時也存在一些比較致命的問題，比如PCB板的散熱將會非常受影響，最麻煩的是產(chǎn)品幾乎沒有返修的可能，或者說返修成本過高。

電子產(chǎn)品樹脂灌封膠防水

三、PCBA防水防潮涂層

（1）三防漆類

三防漆也叫線路板保護油、披覆油、防水膠、絕緣漆、防潮漆，三防漆類產(chǎn)品普遍比較厚，基本上涂層厚度會達(dá)到50微米，散熱不好，粘稠度高，一公斤產(chǎn)出比較低，干燥慢，目前很多三防漆依然使用揮發(fā)性溶劑，對人體與環(huán)境有很大傷害，這對于一些產(chǎn)品要出口歐美的制造企業(yè)來說環(huán)保不能達(dá)標(biāo)。如果一定要使用，則需要使用類似T8507這樣無溶劑的環(huán)保三防漆。

灌封膠對電路板的防護作用超過三防漆。如果只要起到一個最基本的防護作用,是可以選用三防漆防護。

電路板三防漆

（2）PCBA納米防潮涂層

      電路板納米防水防潮涂層，是一種納米新材料，也叫納米涂層，目前較理想的三防漆替代品，厚度僅2-4微米，肉眼看不到，在PCB表面形成一張極薄的網(wǎng)，有效降低PCB表面能量，形成荷葉效應(yīng)，散熱性能好，不影響連接器正常導(dǎo)電，防水可以達(dá)到IPx5,基本滿足生活防水標(biāo)準(zhǔn)，也可以防腐蝕，抗酸堿鹽。

      目前中高端運動耳機防汗就用這種涂層技術(shù)，納米涂層在操作方面非常簡單，直接把線路板在納米防水液里浸泡幾秒取出來自然晾置5分鐘就可以了。維修方便，環(huán)保達(dá)標(biāo)，比如行業(yè)內(nèi)口碑和品質(zhì)都比較好的是青山新材TIS-NM納米涂層符合RoHS,REACH,鹵素檢測等歐盟環(huán)保認(rèn)證，已被眾多生產(chǎn)商所采用。

PCB納米涂層表面超疏水現(xiàn)象

關(guān)于在PCBA上采用涂層的方式進(jìn)行防水防潮防腐蝕的工藝，根據(jù)材料的特性更細(xì)致的又可以分為噴霧式涂層、浸泡式涂層、刷涂式防水涂層。

PCBA防水防潮防腐蝕常見的涂層工藝

目前市場上的電子產(chǎn)品納米防水防腐蝕材料大體上分為以下三種，各有優(yōu)缺點，在此青山新材小編簡要的總結(jié)一下幾種防水涂層的性能，為廣大即將要使用納米防水涂料的生產(chǎn)者提供一點參考。

一、表面噴霧式納米防水涂層

（1）手持便攜式壓力噴霧防水涂層

可理解為納米噴霧劑，采用表面噴霧的形式，使手機或者平板電腦表面形成一層納米膜，從而從外部阻止水氣的進(jìn)入，達(dá)到防水的效果，也可以直接噴涂到PCBA上，噴涂的厚度由噴涂次數(shù)的噴涂時區(qū)域內(nèi)停留時間來決定。

手機防水噴涂

優(yōu)點：操作簡單

缺點：使用在外部時抗磨損能力較弱，畢竟涂層是在產(chǎn)品的外殼部分，外殼是各種物品接觸最密切的部分，面對太多復(fù)雜的使用環(huán)境，損傷率會大大加快，并且產(chǎn)品在使用的過程中外觀有變形的風(fēng)險，一旦變形就無法保證水氣對內(nèi)部電路板的影響。

建議：可使用到一些短期需要防水功能的產(chǎn)品上

（2）真空鍍膜機噴霧防水涂層

這種技術(shù)是采用真空鍍膜機將防水劑在真空條件下采用噴霧的形式從產(chǎn)品外觀的隙縫中噴入產(chǎn)品內(nèi)部，目的還是為了讓防水劑更廣泛的去接觸電路部分，但由于各種產(chǎn)品的外觀結(jié)構(gòu)不一樣，密封性也不一致，所以噴霧之后防水劑在產(chǎn)品內(nèi)部形成的涂層往往不完整。

優(yōu)點：可多臺設(shè)備同時運作，加快效率

缺點：需要購買一定數(shù)量的設(shè)備，首先設(shè)備的質(zhì)量會影響鍍膜的質(zhì)量，況且有些設(shè)備的宣傳效果遠(yuǎn)大于實際應(yīng)用效果，因此在很大程度上會受制于設(shè)備的性能，按照其原理來看，不同的手機，不同的密封程度都會對產(chǎn)品內(nèi)部的噴霧效果有不同的反應(yīng)，很容易造成覆膜不完整，良率不好保證。

建議：要有比較好的設(shè)備，還要有好的防水劑。

手機防水真空鍍膜機

二、PCBA浸泡式納米涂層

    這種技術(shù)是目前比較有趨勢的做法，即將PCB上的元器件全部貼裝完成后在生產(chǎn)線加入一道工序，就是將線路板直接在納米防水液中浸泡，浸泡時間只需3-5秒，取出后自然常溫晾置10分鐘左右即可裝殼，非常方便，無須購置鍍膜機之類的設(shè)備，結(jié)膜也很完整。

    重中之重在于所使用的納米液的品質(zhì)一定要過關(guān)，并且能達(dá)到國際市場對產(chǎn)品品質(zhì)的要求，要選用環(huán)保達(dá)標(biāo)，性能卓越的納米液，比如青山新材的R系列納米涂層。

    同時納米涂層式防潮防水因為其優(yōu)異的性能而逐漸成為趨勢，很多廠商發(fā)布的新品都采用了納米涂層防水材料和技術(shù)。國內(nèi)以青山新材納米涂層為代表的材料已被知名耳機廠商、電子煙廠商、軍工企業(yè)，空調(diào)巨頭等廣泛采用。

PCB納米防水涂層-浸泡作業(yè)圖

優(yōu)點：操作簡單，無須增加設(shè)備投入，無須真空環(huán)境，涂布均勻，只需要將PCBA在納米防水液中浸泡幾秒就可以，做完涂層后并不影響連接器的導(dǎo)電性，可以防酸堿鹽腐蝕，因為直接涂布在PCB板上，產(chǎn)品外觀的變形損傷不會對PCB形成明顯的影響，由于是基于PCBA浸泡涂布的，所以幾乎適用于所有電子產(chǎn)品。

缺點：目前還無法單靠PCB納米涂層做到7級以上防水，只適用于生活防水

建議：納米防水液的選擇很重要，市場上各種納米防水涂料，價格差距很大，當(dāng)然性能差距也很大，這就要求我們制造商要多測試同類型產(chǎn)品，對比性能，最終選擇質(zhì)量優(yōu)異的納米涂料。

不論納米涂層如何去涂布，其核心是納米防水液，納米防水液的科技含量將直接決定納米涂層的性能和質(zhì)量，因此選擇質(zhì)量可靠，口碑良好，并且經(jīng)測試實驗性能表現(xiàn)穩(wěn)定的納米防水涂料是廣大電子制造業(yè)廠家應(yīng)該考慮的問題。

三、涂覆防水漆

    比如常見的三防漆、防水膠，還有目前的新材料納米涂層，都可以采用刷涂的方式施工作業(yè)，刷涂方式操作起來比較靈活，適合表面積比較小的線路板或者元器件單獨涂覆。

三防漆刷涂

當(dāng)然還有其它不太常用的防水工藝，比如用石蠟涂布、用白凡士林灌封、使用超密封機盒、硅橡膠灌封等，但都會存在維修不便，發(fā)熱嚴(yán)重，成本昂貴，氣味太大，揮發(fā)物有害等大大小小的問題，需要工程師根據(jù)產(chǎn)品特性及品質(zhì)要求來選擇合適的工藝和材料。

最后，我們不得不討論一個事實，就是期待的防水防潮耐腐蝕目標(biāo)值與最終確定下來的可行性方案可能會有出入，更應(yīng)該本著最真實需求的方向去找尋解決方案。