淺談電子產(chǎn)品封裝保護(hù)工藝的演進(jìn)和應(yīng)用場(chǎng)景

電子產(chǎn)品的更新迭代離不開(kāi)電子元器件的不斷升級(jí)，20世紀(jì)初發(fā)明真空三極管，20世紀(jì)50年代發(fā)明了第一塊集成電路，現(xiàn)如今，集成電路制造商已向2nm制程工藝發(fā)起挑戰(zhàn)。

隨著電子元器件的升級(jí)發(fā)展，電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)者和制造商需要將電子產(chǎn)品制造地更加小型化，同時(shí)又需要讓電子產(chǎn)品使用更多的電子元器件來(lái)增加更多的功能，留給產(chǎn)品保護(hù)工藝的壓力很大并且空間極其有限。

好在，保護(hù)工藝也在不斷演進(jìn)。20世紀(jì)40年代的灌封工藝;20世紀(jì)60-70年代出現(xiàn)了三防漆涂覆、點(diǎn)膠工藝;20世紀(jì)80年代低壓注塑封裝保護(hù)工藝誕生;現(xiàn)如今，3D數(shù)字化封裝保護(hù)工藝也已面世。

電子元器件越發(fā)精密昂貴，選用妥善可靠的保護(hù)工藝，顯得尤為重要。

灌封工藝，三防漆涂覆、點(diǎn)膠工藝是目前主流的保護(hù)工藝，從事這些工藝開(kāi)發(fā)的設(shè)備制造商，材料制造商相對(duì)更多，也更為電子制造業(yè)的工程師熟知。

那低壓注塑封裝保護(hù)工藝，3D數(shù)字化封裝保護(hù)工藝有哪些技術(shù)特點(diǎn)?適合的應(yīng)用場(chǎng)景有哪些?下面將進(jìn)行具體介紹。

低壓注塑封裝保護(hù)工藝

聚酰胺熱熔膠低壓注塑工藝(以下簡(jiǎn)稱(chēng)低壓注塑工藝)起源于20世紀(jì)80年代歐洲汽車(chē)工業(yè)，開(kāi)發(fā)之初用于汽車(chē)連接器的包封保護(hù)，是將熱熔膠加熱至熔化，以很低的注塑壓力(1.5-60bar)注入模具并快速固化成型(5-50秒)的包封保護(hù)工藝。注塑的溫度范圍在150-240℃之間，并且這個(gè)溫度在接觸到電子元器件和金屬模具時(shí)熱量瞬間導(dǎo)出降溫。

通過(guò)這種低壓注塑工藝，可以溫和地將PCBA、FPC、連接器、傳感器、線束等敏感精密的電子元器件包封保護(hù)起來(lái)，而不會(huì)對(duì)其產(chǎn)生傷害。

低壓注塑材料

低壓注塑工藝使用的化學(xué)材料是以二聚脂肪酸為基礎(chǔ)的高性能聚酰胺熱熔膠，該脂肪酸來(lái)自可再生資源，比如大豆，葵花籽和油菜籽，縮聚成二聚物。

在縮聚過(guò)程中，該二聚脂肪酸和二胺發(fā)生反應(yīng)，釋放出水，生成聚酰胺熱熔膠。這類(lèi)熱熔膠環(huán)保無(wú)鹵無(wú)毒，耐溫范圍寬廣，具有低溫柔韌性，和高溫?zé)o蠕變性，比其他熱熔膠更加堅(jiān)固結(jié)實(shí)，有類(lèi)似于塑料的特性。

聚酰胺熱熔膠是一種熱塑性材料，固化過(guò)程不會(huì)產(chǎn)生交叉鏈接，也不會(huì)釋放任何有毒煙氣，與環(huán)氧樹(shù)脂或聚氨酯這些熱固性材料相比有很大的優(yōu)勢(shì)。

這類(lèi)粘合劑的另一個(gè)重要特點(diǎn)是它的粘性，它可以將被包封的眾多基材(如PCB，電線絕緣材料，塑料等)牢固的粘合起來(lái)，形成一個(gè)完美的防水減震系統(tǒng)。

應(yīng)用場(chǎng)景

低壓注塑不需要灌封工藝的塑料外殼，聚酰胺熱熔膠和PCBA具有粘結(jié)力，貼合PCBA;通過(guò)模具設(shè)計(jì)，可以實(shí)現(xiàn)選擇性包封，可以成型為客戶需要的外型結(jié)構(gòu)，而不是灌滿整個(gè)塑料盒。

相較三防漆涂覆，低壓注塑包封后的PCBA，有一定的厚度，具有結(jié)構(gòu)功能和抗震效果;聚酰胺熱熔膠固化時(shí)間短，固化效果易觀測(cè)，無(wú)溶劑揮發(fā)，生產(chǎn)環(huán)境綠色環(huán)保。

這一切通過(guò)模具設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)，帶來(lái)更高的制程穩(wěn)定性和更高的良品率。低壓注塑后的產(chǎn)品符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)及客戶端標(biāo)準(zhǔn)的同時(shí)，以其出色的結(jié)構(gòu)功能往往可以減少螺絲、螺母等緊固件的使用，還會(huì)在下一步裝配流程中提高裝配效率，節(jié)約產(chǎn)品的內(nèi)部空間。

3D數(shù)字化封裝保護(hù)工藝

3D數(shù)字化封裝保護(hù)工藝是將噴膠(墨)3D打印技術(shù)應(yīng)用于PCBA等電子產(chǎn)品的封裝保護(hù)領(lǐng)域，將UV膠水(墨水)精準(zhǔn)的噴射至需要防護(hù)的區(qū)域，并通過(guò)多層堆疊形成3D形態(tài)，為PCBA、FPC等產(chǎn)品提供高強(qiáng)度的保護(hù)。

出色的硬件創(chuàng)新應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)噴射高精度。獨(dú)立驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)選擇性，單個(gè)噴頭噴孔數(shù)量>1000個(gè)，每個(gè)噴孔獨(dú)立驅(qū)動(dòng)，噴射頻率最大可達(dá)20KHz/s。兩個(gè)噴孔間距≈0.0635mm，單個(gè)膠點(diǎn)體積80±10%皮升，單個(gè)膠點(diǎn)均勻致密。單層厚度≈0.016mm，UV固化，層層固化，層層堆疊，形成3D形態(tài)鎧甲。

3D數(shù)字化封裝保護(hù)工藝可實(shí)現(xiàn)多樣化的電子產(chǎn)品封裝保護(hù)。

薄層涂覆。單層噴涂只需要1秒鐘，按照IPCA-610標(biāo)準(zhǔn)，三防漆的厚度必須在0.03mm到0.13mm，噴涂2層，即達(dá)一般要求，輕松實(shí)現(xiàn)薄層涂覆。

厚層涂覆?？蛇M(jìn)行多層堆疊，獲得更厚的保護(hù)層的同時(shí)，更可形成3D形態(tài)，具有一定的機(jī)械強(qiáng)度，滿足高防護(hù)要求的產(chǎn)品。

單獨(dú)圍欄。即使兩個(gè)元器件的間隙只有0.4mm，也可以實(shí)現(xiàn)極細(xì)圍欄。通過(guò)調(diào)整像素點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)可選擇的圍欄高度。

圍欄+填充。實(shí)現(xiàn)不同部位不同等級(jí)防護(hù)，圍欄內(nèi)可以選擇原有UV膠水填充，也可以選用其他膠水填充。

應(yīng)用場(chǎng)景

數(shù)字化封裝保護(hù)采用全區(qū)域圖像處理技術(shù)，無(wú)需遮蔽工序，即可完成選擇性精密涂覆，即使是直徑1mm的測(cè)試點(diǎn)也可精準(zhǔn)規(guī)避。

涂覆厚度精確可控，帶來(lái)高強(qiáng)度的防護(hù)。減少施膠面積，節(jié)約材料用量，同時(shí)提高生產(chǎn)效率。設(shè)備可靈活加入SMT產(chǎn)線，無(wú)需額外編程。如打印機(jī)一般，直接導(dǎo)入封裝圖形，即可實(shí)現(xiàn)在線封裝保護(hù)。

當(dāng)產(chǎn)線效率被繁復(fù)的遮蔽去遮蔽工序所累，當(dāng)需要進(jìn)行小批量多品種的柔性生產(chǎn)，完全可以考慮采用數(shù)字化封裝保護(hù)解決方案。

當(dāng)然，我們建議保護(hù)所有電子元器件，以延長(zhǎng)終端產(chǎn)品的使用壽命，并保護(hù)元器件免受環(huán)境影響。所要求的防護(hù)等級(jí)取決于終端產(chǎn)品的應(yīng)用環(huán)境。

當(dāng)你選擇低壓注塑封裝保護(hù)工藝，3D數(shù)字化封裝保護(hù)工藝這類(lèi)有別于傳統(tǒng)的保護(hù)工藝時(shí)，一個(gè)有經(jīng)驗(yàn)的理解整個(gè)工藝流程的供應(yīng)商能夠提供更多價(jià)值。

審核編輯：湯梓紅