PCB 覆模：材料、工具、製程控制與設計指南

方法	是什麼	優勢	限制
貼合塗層	一層薄保護膜直接貼在PCB上。	非常輕巧、成本低廉，且能讓板子在簡單檢查時保持可見。	機械支撐有限，撞擊防護也有限。
澆水	一種液態樹脂，填充PCB周圍的空腔並硬化。	提供強力密封，有助於減少震動與晃動。	會增加重量，難以拆卸或修理，還可能將熱量困在裡面。
標準圍欄	有一個獨立的機殼，裡面裝著 PCB。	這樣維修時更容易取得，也讓更換板子更簡單。	需要更多零件、更多組裝步驟，以及更多的密封接頭。
覆模	在組裝好的PCB上形成一個模壓塑膠或類似橡膠的外殼。	將結構支撐與密封結合於一體，零件較少需組裝。	需要投入工具，且使得重工或變更變得困難。

PCB覆模常用材料

Figure 3. Tooling Setup for Reliable PCB Overmolding

PCB包模工具必須牢牢固定已組裝的PCB板，防止塑膠流動及模具閉合時移動。模具形狀決定壁厚、引導材料如何填滿空腔，並定義分界線，這會影響閃光風險及可見接縫。定位功能還需鎖定連接邊緣、窗戶和關閉區域，確保每個開口在收縮和冷卻後都能保持對齊。

Figure 4. Exposed Features in PCB Overmolding

• 埠口與接頭應具備堅固定位特徵及緊密的關閉表面，以確保開口在成型後保持對齊。

• LED 與指示燈需要設計窗戶或外型區域，讓光線能不被阻擋地排出。

• 按鈕和開關需要足夠的移動空間，且開口周圍設有平面密封以控制漏水。

• 感測器與射頻區域應保持穩定形狀，避免突變厚度或深層氣囊中空氣被困。

閘極位置控制材料首次進入腔體的位置。如果放置不當，熔融物可能會對零件造成過重、壓實不均勻，並在本已承受壓力的區域產生脆弱的針織線。

流路決定了材料如何通過覆模零件。流路不良會困住空氣，在前緣交會處形成薄弱的焊接線，並使應力集中在外殼的特定區域。

排氣定義了被困空氣如何從腔體中逸出。通氣孔薄弱或缺失可能導致內部空洞、表面氣泡、燒痕或材料未填滿零件的短射。

壁厚控制了外型的冷卻和收縮。厚度不一致或選擇不當會導致沉痕、整體變形及局部應力點，降低長期可靠性。

設定必須維持在組裝板的機械與熱限制內。如果溫度或夾力過高，連接器、標籤、塑膠和焊點可能會受損。如果冷卻不平衡，包模外殼會扭曲並將新的應力推入板面。風險：

• 過熱：連接器變形、標籤剝落及元件位置微微移動。

• 壓力過大：工具板件移動、焊點拉扯，以及應力立管角裂。

• 冷卻失衡：變形、關閉處有小縫隙，以及開口處密封較弱。

方法	意義	最佳使用情況
直接覆模	整個外殼在單一成型步驟中成型。	零件形狀相對簡單，所有元件都能承受高溫與夾持力。
兩步驟製作（預包裝 + 覆模）	第一層支撐或保護木板，接著第二層成型步驟會加上最終的外殼。	設計需要緊密對齊、更複雜的開口，或是更好的最終外觀控制。

在成型前，務必確保電路板組件已完成且正常運作。測試電源行為、韌體和所有介面，然後記錄結果，方便與模具後的測試做比較。

清潔板子以去除助焊劑殘留物、油脂和灰塵，控制操作，避免表面沾染新的污染物。只有在黏合需求明確要求時才使用底漆。

將組件放入模具中，使其平整且完全支撐。在開始注入前，檢查關閉區域、接頭開口和窗戶是否與空腔對齊。

執行計畫門策略，讓材料以受控的方式填滿空腔。使用選定的填補與固定型，然後給予足夠冷卻時間以穩定收縮板並減少對板材的額外壓力。

將過壓零件從工具中取下，並修剪出現的閃光點。檢查所有介面和開口，然後對照先前的基準結果進行模具處理後的電氣和功能檢查。