防潮绝缘抗腐蚀漆、电路板表面被覆/涂布(Conformal coating)三防胶漆

「三防漆(Conformal Coating)」又称「三防胶」是一种涂布在印刷电路板上以形成保护膜的一种方法，这层保护膜通常仅是薄薄的一层约25～300µm微米厚度，它可以用来加强电子产品的防潮、防污、防尘、防化学污染的能力，也可以防止焊点及导体与空气接触而继续腐蚀的问题，加入某些成分后也可以起到屏蔽及消除某些电磁干扰，更可以起到绝缘的作用。

既然三防胶(conformal coating)可以阻隔空气与焊点的接触起到防潮的作用，所以它也可以间接的防止「锡鬚(tin whisker)」及「电子化学迁移(electrochemical migration, EMC)」的生长。

这种三防漆(conformal coating)涂层还有一个附加的用途，就是可以增加元器件的耐磨及耐溶剂的能力，也可以减缓高低温变化时所造成的应力释放。

就因为三防漆(conformal coating)有这些种种的优点，所以经常被运用在一些需要暴露于极恶劣环境下的产品，如多化学气的环境、高污染或多灰尘环境、高湿环境，极高或极低温环境中。在消费性电子产品中则经常被用来保护或绝缘一些电机产品或电子元件装置，例如马达、发电机、变压器、电磁阀开关…等。

「Conformal coating」其实有着非常多的中文称唿，如防潮油、三防油、防水胶、防潮胶、绝缘胶、披覆胶、涂覆胶、防潮漆、绝缘漆、保护漆、防护漆、三防剂、保护剂、防潮剂、防潮剂…等。这些其实大多是以其功能来命名，只是因为各方对其功能需求不同或是文化差异而起了不同的称唿。如果硬要将「conformal coating」翻译成中文，其意思大概是保形涂层、保形涂料、敷型涂料、共形覆膜、共性涂覆，之所以称其为「保形(conformal)」应该是因为就算覆盖了涂层还是可以保留被覆盖物的原始样貌外观与功能，它不像Epoxy会改变被覆盖物的外观或功能。

可以使用「三防漆」来做为产品防水设计吗？

有些人认为既然「三防漆」有这么多优点，所以应该也可以拿来防水？这个观念其实不太正确，三防漆基本上应该说可以「防潮」，但不可以说「防水」，当产品暴露于高湿环境下会结露产生水珠时，三防漆可以起到一定程度的防护，但如果有过多的水流进产品内部则三防漆无法起到绝对的防护作用，因为三防漆不能涂布到某些需要电子接触的元件上的，如连接器按键金手指的线路，而这些地方如果进水就会出现功能性问题，所以「三防漆」基本上无法做到「防水」，只能起到「防潮」效果。

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加油站或航空飞行器上所使用的产品会被要求符合ATEX规范，涂布三防漆(conformal coating)就是其要求之一，目的是为了避免任何电子产品在特殊环境下所可能引起的短路、火花而造成火灾或是爆炸，进而产生可能的人命损失意外。

依据IPC-CC-830标准认可的有七种通用类型的三防漆(conformal coating)的涂布材料类别，分别为Silicone(硅胶、硅胶)、Acrylic(压克力)、Urethane(聚氨酯)、Epoxy(环氧树脂)、Polyurethane(聚氨酯, PUR, PU)、Styrene Block-Copolymer(苯乙烯嵌段聚合物, SBC)、Paraxylylene(对二甲苯, XY)、Ultra-Thin(超薄型, UT)。

其中Silicone(硅胶、硅胶)、Acrylic(压克力)、Urethane(聚氨酯)等三种透明原料也较常被使用，Epoxy(环氧树脂)也有人选择使用，但其为不透明材质且需要双液混合作业，比较麻烦，所以也较少人使用。

三防漆(conformal coating)固化的方式可以使用室温固化及加热固化两种。

下面整理这七类三防漆(conformal coating)材质的特性及注意事项：

• Silicone材质固化后通常呈现透明且具弹性橡胶态，比较能有效防震，也可以承受较大高低温变化所产生的剧烈应力变化(-40°C~200°C)。
  Silicone本身对防水的效果非常好，但是在涂布的界面上却可能留有缝隙而不利放至于水气或腐蚀性浓度比较高的环境做防护。
• Acrylic材质固化后通常呈现透明而且坚硬的涂层，具有低吸湿性和较快的固化时间，所以一般可以在室温下风干，也可以升高温度来提昇固化时间，耐磨及绝缘性佳。
  但是Acrylic较不耐溶剂，所以有机会使用溶剂去除重工。
• Urethane材质固化后通常呈现透明且硬的涂层，具有优越的耐磨性和良好的防潮能力，在低温环境下的性能尤其稳定，但较不耐高温。
• Epoxy为基质的涂层材料很坚固，通常为不透明状，具有良好的防潮及防湿能力，其防化学腐蚀和耐磨性的表现也非常好，另外Epoxy也具有良好的介电特性(dielectric properties)。
  Epoxy通常为双液型，且厚度不易管控，一般用在需要将大部分零件覆盖的使用上面。
• Polyurethane可以藉由配方的调整，让其固化后的表现从非常柔软的有韧性到非常硬而易碎皆可，也可以从耐化学性到不耐化学性，是一种用途非常广的材质。早期为了提高键盘上印刷的耐磨性都会喷涂PU来保护。PU通常需要使用硬化剂才让固化，属于不可逆的反应，对产品有较佳的保护，但是制程也就比较麻烦，重工也就变得比较困难。
• Paraxylylene(XY)是一种特殊的汽相沈积材料，它的优点是涂布非常均匀，但缺点是不需要涂布的区域必须进行严密的遮蔽(mask)保护。因为需要真空作业，所以量产困难，工期也比较长。所以此类的重工老实说不太方便，可能需要考虑重工使用其他材料来达到需求。
• Ultra-Thin(UT)是CC-830标准新引进的一种新的三防漆类型，它要求三防漆涂布的厚度要在12.5um以下。因为很薄，所以喷涂可能得使用液相沈积、汽相沈积、或真空沈积等离子沈积方法。
  这类三防漆由于厚度太薄，所以不太适合拿来作为耐磨或加大介电强度使用，也就是绝缘保护不佳，一般只能作为防潮使用，所以，比较适合用在移动式的耳机(如TWS)或麦克风等消费性产品上。188金宝搏苹果下载 之前介绍过的奈米涂层(Nano-coating)应该就属于这一类型。

三防漆(conformal coating)涂布时的注意事项：

涂布三防漆(conformal coating)的时候，需留意避免涂布到一些后续加工时需要做电气接触，或是电路连接的零件，比如说电源插座(Power jack)、连接器(connector)的接触片、按键金手指线路，这是因为三防漆(conformal coating)为绝缘材质，附着于这些需要导电接触的元器件时将会造成电性不良。

另外，扬声器(buzzer, speaker)为开放式的零件，有开孔，一旦三防漆跑到其零件内部，将会影响到弹片的振动频率进而影响到发声，这类零件也不能喷涂三防漆。

还有，LED也不可以被涂布到，否则LED的光线可能会变黯淡或产生折射或是造成颜色改变的后果。

三防漆(Conformal coating) 涂布时安全注意事项：

依据188金宝搏苹果下载 的使用经验，一般三防漆都具有挥发性，而且具有刺鼻味道，有些型号可能对人体会有伤害，所以涂布三防漆的环境最好为独立区域，还要有良好的抽风设备，一般至少都会设计类似厨房抽油烟机之类防护罩的抽风设施，以降低三防漆的味道逸散。如果是自动涂布机，一般都会设计有强力抽风及最小开孔。

另外，大部分三防漆的「闪点」都很低，如果不能设计有强力的抽风设备，也务必要在通风良好的区域涂布，以避免三防漆散佈空间超过一定浓度后发生闪燃的危险。

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三防漆(Conformal coating) 涂布的方式大致可以分成3+1种：

三防漆的涂布方式选择基本上关系到板子的设计(board design)、所选定的涂布材料(coating material type)、工时(cycle time)、既存生产线与设备(Existing production line)、品质要求(Quality requirements)等都会影响。下面就四种涂布方式大致介绍：

1. 浸渍(dipping)：对大型设备较经济。可以同时涂布板子的两面，而且速度快，节省工时，涂布的厚度比刷涂来得均匀，零件底下的区域也有机会可以涂布到。设备费用当然比刷涂来得贵，不需要被涂布的区域必须密封完全，使用一段时间后遮罩治具必须清洗或更换以防渗漏，而且涂布后的厚度容易受到浸渍的温度、时间、抽出的速度、垂流的时间、是否加风刀…等因素影响。
2. 喷涂(spraying)：对中小型设备较经济。使用喷涂的时候就像喷漆一样，涂布的均匀度取决于相对移动的速度、喷涂位置、喷涂的压力、是否有较高零件而定。另外零件底部无法喷涂到，可能需要额外处理。
3. 刷涂(brushing)：对小型设备较经济。因为刷涂通常是人工作业，对小量产来刷最为划算，因为不太需要制作太多的治具，就算需要制作遮罩(Mask)治具也不需要太精密。
   缺点是涂布时容易因为涂布的技巧熟练度或疲劳度而造成涂布不均匀或涂布不稳定，另外也要留意毛刷掉毛的问题。零件底部被较难涂布到。
4. 选择性涂布(Selective Coating)：涂布虽然好处很多，但往往费时又费工，也可以选择有需要的部份位置涂布即可。方式很多，可以考虑机器人喷涂或人工刷涂。

三防漆(Conformal coating)的检查

因为大部分的三防漆(Conformal coating)在喷涂之后都呈透明无色状，或是一层薄薄比较淡的颜色，一般很难用肉眼直接检查出喷涂的效果。因此大部分的三防漆(conformal coating)材料都会添加微量的紫外线萤光剂，这么一来只要安装紫外光(UV)检查机就可以用来检查喷涂的状况及其均匀度了。

选择三防漆(conformal coating)材质的时候还需注意其加温的条件，有些需要加高温固化，有些则只要室温就可以固化。加高温固化者通常硬度会较高，可以耐磨损，室温固化者，则具弹性优势较软。

▼使用喷涂(Spraying)方式作业时，需设备抽真空的设备，否则喷涂的物质会飘散到空气当中，影响人体的健康。

▼喷涂作业时可以使用治具把一些不可以喷涂到的地方及零件覆盖起来，以免绝缘物质喷涂到一些需要作导电接触的地方。

▼作conformal coating时也可以使用不残胶的贴纸黏贴于一些不可以喷涂到的零件。

▼喷涂过的印刷电路板可以使用紫外光来演查喷涂的状况，图片中188金宝搏苹果下载 故意放了一片还没喷涂过的印刷电路板，以作为比较。

▼最后附上conformal coating自动喷涂的影片给大家参考。

三防漆(Conformal coating)如何清除、消除的方法

一般来说三防漆(Conformal coating)喷涂固化后可以加热来去除。

如果只是局部去除三防漆以利焊锡重工，可以使用热风枪局部加热就会发现三防漆会像塑胶薄膜一样破损捲曲，稍微去除一下残留捲曲的三防漆后就可以焊锡了，之后再重新上三防漆就可以完成。

如果想要全板去除三防漆，建议接洽三防漆的供应商，看看有没有二甲苯之类的溶剂可以清除，188金宝搏苹果下载 的作法是整片板子拿去过回焊炉(reflow)，各家三防漆的温度可能要做一下测试，然后再去除残留的三防漆就可以了。

～如果你有更好消除三防漆的方法也欢迎提供及讨论～

三防漆(Conformal coating)涂胶厚度及量测

三防漆(Conformal coating)涂胶的厚度通常依据客户的需求定义，如果客户没有定义则可以参考IPC-A-610中关于【Conformal Coating – Thickness】的章节定义。

量测涂胶厚度一般使用「膜厚仪」，建议要先量测未涂胶的空版，然后再量测涂胶后的平面处，两相扣除后才是真正涂胶的厚度。

目前市面上在绝缘防潮上除了使用三防漆之外，还可以有其他的选择：

• 奈米涂层(Nano-coating)可以防水吗？还是只能防潮？
• 安全、简易、有效的防腐蚀及防潮的电子涂佈
• 评估两种工业级的防潮防水涂胶心得分享

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