在工業(yè)無(wú)人機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展的當(dāng)下，其作業(yè)環(huán)境愈發(fā)嚴(yán)苛，極端溫度場(chǎng)景日益普遍，這給無(wú)人機(jī)的核心部件印制電路板組裝（PCBA）帶來(lái)了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。為保障工業(yè)無(wú)人機(jī)在極端溫度下穩(wěn)定、可靠運(yùn)行，PCBA的耐溫材料選用與封裝技術(shù)至關(guān)重要，以下將深入探討相關(guān)要點(diǎn)。

一、耐溫材料選用

（一）PCB板材

• 聚酰亞胺（PI）基板：聚酰亞胺是一種性能卓越的高分子材料，其耐溫范圍寬泛，能在極低溫度下保持柔韌性，又可在極高溫度中維持結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，具有出色的熱穩(wěn)定性、化學(xué)穩(wěn)定性和機(jī)械性能。在極端溫度環(huán)境下，PI基板可確保尺寸穩(wěn)定與絕緣性能，不會(huì)因溫度劇變而變形或性能退化，是工業(yè)無(wú)人機(jī)PCBA的理想選擇。

• 改進(jìn)型FR-4板材：傳統(tǒng)的FR-4板材耐溫有限，但經(jīng)特殊改性，如添加納米級(jí)無(wú)機(jī)填料、采用新型樹(shù)脂體系等，其耐溫性能顯著提升，能在較寬溫度范圍保持較好性能，且成本較低、加工工藝成熟，在工業(yè)無(wú)人機(jī)PCBA中應(yīng)用廣泛。

（二）芯片與電子元件

• 硅基芯片與絕緣層摻雜技術(shù)：硅基芯片是PCBA的核心部件，通過(guò)對(duì)其絕緣層摻雜，如引入硼、磷等元素，能改變絕緣層能帶結(jié)構(gòu)，提高其在高溫和低溫下的絕緣與導(dǎo)熱性能，增強(qiáng)芯片的耐溫能力。

• 寬禁帶半導(dǎo)體材料：碳化硅（SiC）和氮化鎵（GaN）等寬禁帶半導(dǎo)體材料，具有禁帶寬度大、擊穿電場(chǎng)高、熱導(dǎo)率高等優(yōu)點(diǎn)，高溫環(huán)境下可保持較低導(dǎo)通電阻和較高載流能力，不會(huì)像傳統(tǒng)硅基器件那樣性能急劇下降，能有效提升PCBA在極端溫度下的可靠性和穩(wěn)定性。

（三）電容器

• 固態(tài)聚合物電容器：其具有體積小、容量大、ESR低等優(yōu)點(diǎn)，耐溫性能優(yōu)于傳統(tǒng)電解電容器。在極端溫度下，可快速響應(yīng)電流變化，提供穩(wěn)定濾波和儲(chǔ)能功能，減少電路波動(dòng)，確保PCBA正常工作。

• 陶瓷電容器：具有優(yōu)良高頻性能和溫度穩(wěn)定性，電容值隨溫度變化小。高溫環(huán)境下介電常數(shù)和損耗因子穩(wěn)定，且陶瓷材料耐熱、抗老化，在寬溫度范圍可長(zhǎng)期可靠工作。

（四）電阻器

• 金屬膜電阻：采用金屬膜材料制成，精度高、穩(wěn)定性好、耐溫性能佳。極端溫度下阻值變化小，能保持良好線性特性，為PCBA提供精確電阻值，保障電路正常運(yùn)行。

• 線繞電阻：通過(guò)在絕緣骨架上繞制電阻絲制成，功率容量大、耐溫性能高。高溫下可承受大電流和功率，不會(huì)因過(guò)熱損壞，阻值穩(wěn)定性好，適用于對(duì)功率和穩(wěn)定性要求高的工業(yè)無(wú)人機(jī)PCBA電路。

二、封裝技術(shù)

（一）三防涂層技術(shù)

• 聚酰亞胺涂層：涂料具有優(yōu)異耐高低溫、耐化學(xué)腐蝕、絕緣性能，涂覆在PCBA表面可防止水分、鹽霧、灰塵侵蝕，緩解溫度變化引起的應(yīng)力，提高PCBA可靠性和壽命。

• 硅橡膠涂層：彈性好、耐溫性能優(yōu)，在-55℃~200℃溫度范圍性能穩(wěn)定，能抵御溫度沖擊和機(jī)械振動(dòng)，為電路板提供柔軟保護(hù)層，減少熱應(yīng)力，防止元件和焊點(diǎn)斷裂或虛焊。

（二）密封封裝技術(shù)

• 灌封工藝：用環(huán)氧樹(shù)脂、聚氨酯等灌封材料將PCBA整體灌封，使電路板與惡劣環(huán)境隔離，灌封材料固化后形成保護(hù)層，防水、防潮、防塵、隔熱、抗震，還能導(dǎo)熱散熱，提高熱穩(wěn)定性。

• 氣密封裝：將PCBA置于密封金屬或陶瓷外殼中，內(nèi)部充入惰性氣體，隔絕水汽、氧氣，防止氧化、腐蝕和電化學(xué)反應(yīng)，惰性氣體熱傳導(dǎo)性好，利于散熱，保障極端溫度下穩(wěn)定運(yùn)行。

（三）SMT貼片工藝優(yōu)化

• 高溫貼片膠與焊膏選用：選用耐高溫貼片膠和焊膏是關(guān)鍵，高溫貼片膠在高溫下粘接性能好，防止元件高溫移位脫落；耐高溫焊膏熔點(diǎn)高、潤(rùn)濕性好，能形成牢固焊接點(diǎn)，確保電氣連接性能。

• 貼片參數(shù)精準(zhǔn)控制：優(yōu)化SMT貼片工藝參數(shù)，如貼片壓力、速度、溫度等，可提高元件貼裝質(zhì)量和焊接強(qiáng)度，減少溫度變化引起的焊接不良、虛焊問(wèn)題，提升PCBA整體可靠性和穩(wěn)定性。

三、結(jié)語(yǔ)

工業(yè)無(wú)人機(jī)在極端溫度環(huán)境下的應(yīng)用，對(duì)PCBA的性能提出了極高要求。合理選用耐溫材料，包括聚酰亞胺基板、寬禁帶半導(dǎo)體材料、固態(tài)聚合物電容器等，并采用有效的封裝技術(shù)，如三防涂層、密封封裝以及優(yōu)化SMT貼片工藝，能顯著提高PCBA在極端溫度下的穩(wěn)定性和可靠性，確保工業(yè)無(wú)人機(jī)在惡劣環(huán)境下穩(wěn)定運(yùn)行，為其在工業(yè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。隨著材料科學(xué)和封裝技術(shù)的發(fā)展，未來(lái)工業(yè)無(wú)人機(jī)PCBA的耐溫性能和可靠性將不斷提升，以適應(yīng)更廣泛的極端環(huán)境作業(yè)需求。

因設(shè)備、物料、生產(chǎn)工藝等不同因素，內(nèi)容僅供參考。了解更多smt貼片加工知識(shí)，歡迎訪問(wèn)深圳PCBA加工廠家-1943科技。