PCB包硅胶
这是一种二次包胶成型技术，特指将印刷电路板 作为嵌件，通过模具注射成型，将其完全或部分包裹在硅胶内部。这是一个技术含量更高、要求更严苛的领域。
一、什么是PCB包硅胶？
核心概念：将焊接好元器件的PCB板作为预制件放入模具中，合模后注入液态硅胶。硅胶在加热下固化，在PCB和元器件周围形成一层保护性的弹性体。
最终产品特点：
内部核心：是负责电路功能的PCB及其上的电子元器件。
外部保护层：是柔软、致密、绝缘、耐候的硅胶。
结合体：形成了一个高度集成、坚固耐用的“三防”电子模块。
二、主要应用领域
PCB包硅胶的核心目的是保护和密封，主要应用于恶劣环境或高可靠性要求的场合。
汽车电子：
发动机控制单元、传感器：耐高温、防油、防震动。
车载充电器、控制模块：防潮、防尘。
新能源车电池管理系统：高绝缘性、导热性。
消费电子与户外设备：
无人机飞控与电调：防水、防潮、防腐蚀。
运动相机/户外监控摄像头的内部核心板：防水、防震。
智能穿戴设备：实现游泳级或潜水级的防水。
工业控制与自动化：
工业传感器：防护等级达到IP67/IP68，抵御酸碱、粉尘等。
PLC模块：在恶劣工业环境下稳定运行。
户外通信设备：防潮、防盐雾。
医疗设备：
可植入或体内设备：使用生物相容性硅胶，提供电气绝缘和生物防护。
手持式医疗仪器：耐消毒、防液体渗漏。
LED照明：
户外LED驱动电源：全密封，防水、防潮、耐紫外线。
LED灯条：将整个PCB和灯珠包覆，实现软性灯带和全方位防护。
三、工艺流程（以液态硅胶LSR为例）
这个过程比包普通五金件要精细和复杂得多。
PCB前处理（至关重要）：
焊接与测试：所有元器件必须完成焊接，并进行全面的功能测试，因为包胶后几乎无法返修。
清洁：使用超声波清洗等方式，彻底去除PCB表面的助焊剂残留、灰尘和离子污染物。任何污染物都会严重影响粘接和电气性能。
点胶/固封：对大型、沉重或易损的元器件（如大电感、电解电容）预先进行局部点胶固定，以承受后续注射过程的高压冲击。
涂覆底涂剂：在PCB上需要与硅胶粘接的区域（通常是板边、连接器周围等无元器件区域）精确涂覆专用的电子级底涂剂，以增强附着力。
模具与注射：
模具设计：极其精密。需要有精准的定位机构来固定PCB，防止其弯曲或移位。注塑口和流道设计要确保硅胶能平稳、均匀地填充，避免产生过高压力冲击损坏精密元器件。
真空注塑：对于结构复杂、元器件密集的PCB，通常需要在真空环境下进行注塑。这样可以抽出型腔内的空气，彻底避免气泡被困在元器件下方或密集的引脚之间。
硫化固化：
模具保持在适当的温度，使LSR固化。温度和时间需要精确控制，以避免对热敏元器件造成热损伤。
后处理与检验：
拆边：去除产生的毛边。
全功能测试：对包胶后的模块进行再次的功能测试，确保在注塑过程中没有损坏PCB。
环境可靠性测试：抽样进行高低温循环、湿热、振动等测试，验证包胶的可靠性和防护等级。
四、技术难点与核心要点
元器件耐压与耐热性：
注射压力：液态硅胶的高压可能会冲歪、冲坏精密或轻小的元器件。
硫化温度：LSR的固化温度通常在150°C以上，必须确保所有元器件（尤其是电解电容、晶振等）能够承受此温度且性能不衰减。
气泡问题：
这是PCB包胶最常见的缺陷。气泡存在于芯片底部或引脚之间，可能导致在高温工作时气泡膨胀，挤压元器件导致损坏，或降低防护可靠性。真空注塑是解决此问题的关键。
应力控制：
硅胶固化收缩会产生内应力，如果应力集中在某个脆性元器件（如陶瓷电容、晶振）上，可能导致其开裂。需要通过模具设计和工艺参数来优化应力分布。
选择性包覆与接口处理：
通常PCB上会有需要外露的接口（如连接器、按钮、LED灯）。模具需要设计精巧的结构，在包胶的同时精准地留出这些区域，并确保接口处的密封性。
可维修性：
PCB包硅胶基本上是 “一次性” 的工艺。一旦包覆，维修和更换元器件极其困难，几乎等同于报废。因此，必须在包胶前100%确认PCB的功能完好。
五、优点与缺点
优点：
无与伦比的防护性：提供全方位的防水、防潮、防尘、防腐蚀、防震保护，防护等级可达IP68。
优异的电气性能：高绝缘强度，防止短路。
良好的导热性：硅胶能将元器件产生的热量传导出去。
结构强化：硅胶体起到减震、缓冲的作用，保护PCB在振动环境中不受损。
小型化与轻量化：取代了传统的金属外壳+灌封胶的方案，结构更紧凑。
缺点：
成本高：模具费用高，工艺复杂。
几乎不可维修。
对PCB设计和元器件选型有严格要求。
工艺开发难度大，良率控制挑战高。
PCB包硅胶是一种为了追求极致可靠性和环境适应性而采用的高端电子封装技术。它非常适合用于量产化的、对耐久性有严苛要求的电子产品。 在项目初期，就必须让结构工程师、电子工程师和硅胶模具厂共同参与设计，才能确保最终的成功。
