電子部品の観点から、ロジックボードに絶縁接着剤を直接塗布してはいけないのはなぜですか？

 最近、韓国の顧客が 15.6 インチ LCD ディスプレイ キットについて問い合わせた際に、絶縁接着剤の適用に関して質問がありました。

20 年を超える製造・設計経験を活かし、弊社のエンジニアは次のような回答をいたしました。
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プリント回路基板（PCB）などのロジックボードは、電子機器の中枢であり、複雑な回路を内蔵しています。

電子部品のネットワーク。 ロジックボードに直接絶縁接着剤を塗布するというアイデアは保護のために魅力的に見えるかもしれないが、電子部品の観点からはいくつかの重大な問題を引き起こす可能性がある。：

1. 電気的性能の干渉

接着剤は、コンポーネントのリードまたはパッドの間の小さな隙間 (通常 0.5 mm 未満) に浸透する可能性があります。 この侵入により、寄生容量が増加したり、絶縁抵抗が低下したりする可能性があります。 高周波回路では、これらのパラメータがわずかに変化するだけでも、信号が大きく歪んだり減衰したりする可能性があります。 たとえば、数ギガヘルツの周波数で動作する 5G 通信モジュールでは、接着剤による寄生容量のわずかな増加が、重大な信号損失につながる可能性があります。

一部の接着剤にはイオン不純物が含まれています。 時間の経過とともに、電界と湿度の影響を受けて、これらの不純物が電気化学的移動 (ECM) を引き起こす可能性があります。 ECM は隣接するコンポーネント間に導電パスを作成し、最終的には短絡障害を引き起こす可能性があります。

2. 熱膨張応力による損傷

一般的な接着剤の熱膨張係数 (CTE) は、FR4 基板の熱膨張係数 (約 17ppm/℃) と一致しないことがよくあります。 工業用途では通常、-40℃ から +85℃ までの温度変化時に、CTE の不一致によりコンポーネントのはんだ接合部に応力が生じます。

非常に小さいはんだボール（直径わずか 0.3 mm）を持つボール グリッド アレイ (BGA) パッケージなどのコンポーネントは、特に脆弱です。 ストレスによりはんだボールが割れる場合があります。 IPC-J-STD-020 規格によれば、信頼性の高い動作を確保するには、はんだ接合部にかかる応力が 10MPa 未満である必要があります。

3. 放熱性能の低下

接着剤の熱伝導率は一般的に低く、通常 0.2W/(m·K) 未満ですが、空気の場合は 0.026W/(m·K) です。 接着層が空気に比べて放熱性を悪化させるというのは直感に反すると思われるかもしれないが、実際には：

JEDEC JESD51-2 規格に基づいて測定した場合、厚さ 1 mm の接着層ではパワー デバイスの接合部温度が約 15℃ 上昇する可能性があります。 サーバー CPU などの高電力アプリケーションでは、この温度上昇により過熱保護メカニズムが作動し、デバイスのパフォーマンスが低下する可能性があります。

4. 保守性の低下

エポキシベースの接着剤は、硬化すると 20MPa を超えるせん断強度を持つことができます。 修理や交換のために部品を取り外そうとするとき：

最小リードピッチが 0.4 mm のクワッドフラットパッケージ (QFP) コンポーネントの場合、コンポーネントを取り外すために必要な力によってリードが変形する可能性があります。

BGA パッケージの場合、直径がわずか 0.25 mm の半田パッドが剥がれてしまう可能性があります。

MEMS ジャイロスコープなどの繊細なセンサーは、分解プロセス中に簡単に損傷する可能性があります。

5. 材料の適合性の問題

アミンなどの酸性硬化剤を含む接着剤の中には、厚さ 10μm 未満であるアルミ電解コンデンサの陰極箔を腐食させるものがあります。 この腐食によりコンデンサが故障し、電源のフィルタリングや回路の安定性に影響が出る可能性があります。

UV 硬化型接着剤は、長期間紫外線にさらされると黄ばむことがあります。 この変色は光信号を吸収または散乱させる可能性があるため、光ファイバーモジュールなどの光電子デバイスの動作を妨げる可能性があります。

プロフェッショナルな代替案

Parylene C など、IPC - CC - 830B 規格に準拠したコンフォーマルコーティングを使用することをお勧めします。 パリレンCは厚さ1～5μmで、：

400V/μm以上の高い絶縁強度により、優れた電気絶縁性を実現します。

一般的な PCB 材料の CTE (約 30ppm/℃) とほぼ一致する CTE により、熱ストレスが最小限に抑えられます。

透湿性は 0.1g/m²/日未満と非常に低く、湿度による劣化からコンポーネントを保護します。

また、UL746E認証にも合格しており、信頼性と安全性が証明されています。

特殊なシナリオでは、シロキサンベースのコーティングなどのナノコーティング技術を検討できます。 これらのコーティングは接触角が 110° を超えており、優れた疎水性を備えています。 一部の用途では極めて重要なガス透過性を保ちながら、IPX8 の防水等級を達成できます。