挠性树脂与灌封敏感元器件的五大关键因素

Christine Zhang 发布于 04 March 2021

本文章将重点介绍如何保护敏感元器件并更加深入地讨论挠性树脂及其可返工性，以及可能会遇到的一些常见不良后果。灌封化合物在电子行业起着重要作用，它们可以保护敏感元器件免受化学物质、湿气、灰尘的影响，以免受损伤，但如何恰当选择会让许多人感到困惑。下面将更加详细地探讨一些常见问题。

1.     为灌封敏感元器件选择树脂材料时需要考虑哪些关键因素？

为灌封敏感元器件选择适当的树脂时需要考虑很多重要的因素。首先需要确定材料在使用时会经受的温度范围，并仔细观察元器件的设计、形状与尺寸。例如元器件是否有容易被折断的细长引脚？另一个需要确定的重要因素就是为提供所要求的保护需要的树脂材料数量。

此外，建议检查树脂与外壳材料的兼容性。在大多数情况下都不会出现兼容性问题，但为安全起见，有必要检查。检查电路板上元器件布局的密集度，考虑树脂如何能更好地流过整块电路板。值得注意的是，黏度较低的树脂会具备更好的流动性；但触变性树脂的可控性更强，从而能够获得比较理想的覆盖效果。树脂材料是否需要流到元器件下方？反过来，是否应该避免树脂材料流到某些区域内。还应该考虑树脂是否需要阻燃；如果需要的话，应该达到哪种阻燃级？

最终的应用环境是另一个不容忽视的关键因素。考虑成品将暴露于何种环境，环境可能会非常恶劣，这也会影响到树脂材料是否最适当。反过来，这一点也决定了树脂是否需要提供初级或次级保护来抵御恶劣的环境。

还需要保护那些可能会接触到化学品的电气元器件或电子元器件，例如酸性物质、碱性物质、溶剂和其他可能会损坏精密电路和元器件的各种物质。耐化学品腐蚀性主要取决于环氧树脂，尽管有一些坚硬的聚氨酯产品和以有机硅为基础的配方可以提供一定程度的保护作用，尤其是用于防止潮气/水分进入。市场已有可以保护经常/一直浸入到溶剂（例如柴油、含铅汽油、无铅汽油和纤维素稀释剂）中的电气/电子装置的环氧树脂产品。

2.     树脂是否可以在必要时被剥离或返工？

答案当然是可以；市面上有专门可以剥离的树脂材料。这类树脂材料主要用于开发项目和样品生产项目，在做这些项目时需要便于获取元器件。一般来讲，这类树脂材料的耐化学品腐蚀性和物理特性较差，尤其是在强度和韧性方面。

使用一般树脂材料时，也可以将固化后的树脂从PCB上的元器件周围和某些区域内移除掉，只不过需要使用某种溶剂或直接将树脂从所在区域内切除。切除后留下的孔可以用新混合的树脂材料重新填充，但这种方式有可能会让树脂覆盖层上出现薄弱点，化学品和水会通过重新填充时形成的界面位置渗透到PCB中。同样，热循环/热冲击也可能导致界面减弱，暴露出其中的PCB。聚氨酯树脂和硅树脂都可以轻易地移除以便返工，一些特殊溶剂也可以在这个过程中起到辅助作用。

3.     当树脂无法在低温环境下保持挠性时，意味着什么？

一般情况下，树脂失去挠性主要是因为它的脆性。树脂的脆性可能是由很多因素所导致，但在低温时，最可能的一种原因是树脂接近或超过了它的玻璃态转化温度（Tg）。这一温度就是树脂从易碎状态或玻璃状状态转化为橡胶状状态时的温度。它对元器件/PCB的影响是会导致元件/PCB经受的物理应力增大，从而造成元器件损坏和/或细长引脚折断。最糟糕时甚至会导致PCB本身被损坏。

4.     封装前PCB上残留污染物的后果有哪些？

准备好和污染物打一场硬仗吧！如果在残留了污染物的PCB上覆盖一层树脂材料，那么树脂会粘附到污染物表面而不是PCB基板或元器件表面。因此，不论是树脂材料与污染物之间还是基板和污染物之间出现附着力失效，会导致树脂与基板界面出现薄弱点，也就可能导致其他污染物侵入PCB/元器件。

污染物可能会直接导致PCB/元器件损坏，也有可能会促使PCB/元件损坏。例如，如果残留了一块焊料，会桥接铜走线或两个元器件的引脚，随后再用树脂覆盖，这样会增加产品受损的严重性并且无法移除污染物。灌封前在PCB上残留污染物最终会导致短路，从而造成设备过早失效。

5.     混合树脂时掺入过多空气会导致什么后果？

混合树脂时掺入太多空气会造成很多不良影响；但这却是一个很常见的问题。无论如何都要避免在树脂中掺入空气，因为过多的空气会导致材料密度过低。当混合机器按照体积配料时，这就意味着倾倒树脂材料和树脂初始固化过程中空气会释放出去，于是导致树脂材料不足。如果空气被截留在了最终固化后的树脂中，就会产生空洞形成薄弱点（尤其是对于热冲击和物理冲击而言），从而引起树脂过早失效。树脂层的实际厚度会比看起来薄，可能会导致性能欠佳和设备过早失效。