PCB防水ポッティングコンパウンド vs. シリコーンゲル：適切な保護をどう選ぶか

「PCBの防水」は単一のタスクのように聞こえますが、業界では3つの異なるテクノロジーが使用されており、それらは相互に交換可能ではありません。

• コンフォーマルコーティング— 通常アクリル、ウレタン、シリコーン、またはパリレン製の25〜200 µmのフィルムで、スプレー、ディップ、またはブラシで塗布されます。
• シリコーンゲル— 非常に柔らかく、低モジュラスの封止材（Shore OO 10〜40）で、基板上に注がれるかディスペンスされ、通常厚さは0.8〜3 mmで、通常は保持フレームが必要です。
• ポッティングコンパウンド— ハウジングを満たし、機械的構造の一部となる構造用封止材（シリコーン、ポリウレタン、またはエポキシ）。

それぞれが保護とプロセスコストの曲線の異なる点に位置しています。間違ったものを選択することは、IP67またはIP68設計が検証で失敗する、または高価な製品が修理不能になる最も一般的な理由の1つです。

コーティングは、電気化学的移動や樹枝状成長を引き起こす表面の湿気膜や汚染をブロックすることで機能します。湿度、結露、汚染には優れており、質量や熱抵抗はほとんど追加しません。浸漬にはあまり耐えられません。ピンホール、コネクタのエッジの欠陥、大きな部品の下の毛細管ギャップは漏れ経路となり、フィルムは静水圧や機械的摩耗に耐えるには薄すぎます。

使用場面：密閉エンクロージャー内のコンシューマーおよび産業用基板、重量と熱抵抗が重要な基板、修理ループのある製品。

ゲルは、ほとんどの屋外および自動車用電子機器にとって最良の妥協点です。その非常に低いモジュラスは、応力をはんだ接合に伝達する代わりにCTEの不一致を吸収することを意味します — これが、大きなBGAおよびQFNパッケージの熱サイクル寿命を劇的に向上させる理由です。基板を完全に濡らし、コーティングを悩ませる毛細管ギャップや影を排除し、-50〜+200℃で熱的に安定しています。

その限界：ゲルは機械的に弱いため、ハウジングまたはダムで保持する必要があります。未充填グレードでは熱伝導率は中程度であり、深いまたは長時間の浸漬に対するバリアではありません。

使用場面：屋外IoTデバイス、自動車制御基板、LEDドライバー、電源、熱サイクルにさらされる大きなはんだ接合を持つ基板。

ポッティングは、浸漬グレードのシーリングと構造的完全性を提供する唯一のオプションです。充填されたハウジングは、静水圧、振動、衝撃、化学攻撃に耐えます。ベース化学組成の選択は非常に重要です：

• シリコーンポッティング：低モジュラス、広い温度範囲、熱サイクル信頼性と修理可能性に最適（剥離可能なグレードを使用する場合）。
• ポリウレタン：良好な機械的強度と接着性、中程度のコストですが、高温範囲が限定的で再作業が困難です。
• エポキシ：最高の機械的および化学的耐性、高い熱伝導率オプション — ただし、高いモジュラスとCTEの不一致により、熱衝撃下ではんだ接合や部品が割れる可能性があります。設計で検証された場合にのみ使用してください。

使用場面：IP68浸漬製品、海洋および屋外機器、EVおよびバッテリーモジュール、センサーおよびコネクタ、封止材が構造要素である製品。

• コーティングの影：スプレーは背の高い部品の下に届きません。そこに汚染が結露すると、コーティングは重要な領域を保護しません。
• 保持なしのゲル：基板端から流出したゲルは、保護していたクリーページパスを露出させます。
• 大きなパッケージのエポキシ：高いモジュラスとCTEの不一致は、基板が完全に密閉されていても、数百回の熱サイクル後にんだの疲労を引き起こします。
• コネクタ上のポッティング：コネクタ本体へのコンパウンドの浸み込みは、嵌合を妨げたり、接点を汚染したりします。テープだけでなく、機械的にマスキングしてください。
• 未硬化または空隙のあるコンパウンド：空隙は応力を集中させ、湿気の貯蔵庫として機能します。脱気して検査してください。

• 基板とハウジングを清掃し、必要に応じてプライマー処理します — 接着不良がフィールドリターンを支配します。
• コネクタ、光学部品、圧力センサー、テストポイントをマスキングします。
• 混合コンパウンドを≤ 5 mbarで脱気します。空気を押し出すように、一方の角からディスペンスします。
• 特に1:1の付加硬化システムでは、混合比を正確に制御します。
• 表面の触感ではなく、硬さの開発で硬化を確認します。フラックス残留物や手袋による阻害がないことを確認します。
• 最初の部品をX線または断面で検査し、空隙や薄い部分を確認します。
• IPテストの前に、予備処理（熱サイクル+ 85/85）で検証します — 新鮮なサンプルがIP68をパスしても、ほとんど証明されません。

コンフォーマルコーティングでIP68を達成できますか？
信頼性はありません。適切に密閉されたハウジングとすべての表面をカバーするコーティングがあれば、IP67は達成可能ですが、浸漬グレードのIP68には通常ゲルまたはポッティングが必要です。

シリコーンゲルは高振動環境に適していますか？
はんだ接合はよく保護しますが、重い部品を機械的に固定しません。大きな電解コンデンサ、コネクタ、トランスには、スタッキングまたは接着剤を追加してください。

放熱にはゲルとポッティングのどちらが良いですか？
どちらも充填できます。熱伝導性ポッティング（1.5〜3.0 W/m・K）は、通常、熱がコンパウンドを通過してハウジング壁に伝わる必要がある場所で使用されます。未充填ゲルは熱伝導性が低いです。

ポッティングされた基板は修理できますか？
剥離可能なシリコーングレードまたは破壊的な掘削のみです。サービス性が要件である場合は、化学組成を選択する前に決定してください。

コンフォーマルコーティング、シリコーンゲル、ポッティングコンパウンドは、同じ問題の異なる部分を解決します。実際の応力（湿度のみ、熱サイクル、または浸漬）に合わせてテクノロジーを選択してください。次に、モジュラスと温度範囲で化学組成を選択し、予備処理されたテストで検証します。ほとんどの防水PCBの故障は材料の故障ではなく、誤用の故障です。

当社はPCB保護用のRTV-2シリコーンゲル、低モジュラスポッティングコンパウンド、熱伝導性グレード、剥離可能なシステムを製造しており、応力プロファイルから検証済み仕様への移行を支援できます。