來自Electrolube(易力高) 公司的Phil Kinner (菲爾·金納)討論了配制而來的三防漆材料不斷向更堅韌、更環保方向演變的過程，三防漆材料能夠可靠地應對現代電子設備安裝的嚴苛要求。
人們越來越期望現代電子組件能夠經受住惡劣的操作環境，能夠長時間在伴有熱沖擊、高濕度的高溫條件下可靠地工作，并能夠耐受冷凝水、腐蝕性介質或其他類型的化學物質侵蝕。與此相悖的是，減輕重量的措施降低了外殼的堅固性——因此也降低了保護性能——同時，環境立法繼續限制那些用途廣泛的溶劑基保護材料的使用。
為了應對這些挑戰，開發出了新一代無溶劑、高性能的雙組分三防漆，其既具備堪與封裝樹脂媲美的防護性能，又能像傳統涂料一樣易于涂敷。Electrolube 的 2K 產品系列就是一個很好的例子，本文稍后將進行更詳細的討論。
三防漆是電子組件除外殼外必不可少的第二道防線。為了延長組件在惡劣工作環境下的使用壽命，必須對其經常遭受的侵蝕模式進行研究，并最終解決問題。在選擇適用于惡劣環境的三防漆時，必須解決以下問題：腐蝕和冷凝條件（或浸水）的可能性、元件間距以及錫須的形成。
腐蝕是一種復雜的、受擴散控制的、發生在暴露金屬表面的電化學過程。盡管潛在的機理和原因有很多，但在大多數情況下，發生腐蝕，必須滿足三個條件：存在電化學性質不同的金屬（例如金/銀和鎳/錫），或通過外加偏置電壓產生陽極和陰極；存在離子物質（鹽、鹵化物、氫氧化物等）；存在單層冷凝水以溶解離子物質，從而產生電解質溶液。要防止腐蝕，就必須將這些先決條件至少消除一個。
金屬的選擇僅限于焊料和焊料表面處理化學配方中的那些（它們電化學性質是不同的），并且由于電子組件的性質，總會有存在電位差的區域。清洗可以去除離子物質，但并不能防止操作環境中的離子重新沉積。
三防漆的防潮作用有助于防止電解溶液的形成。PCB（印刷電路板） 上的所有金屬表面都需要被充分良好的涂敷，以防止暴露在潛在的腐蝕性環境中；在某些環境條件下，涂層中有暴露在金屬表面的孔洞，即使再小，事實上也會加速腐蝕。三防漆的挑戰是在定義現代 PCB 的三維復雜立體結構上實現對所有暴露金屬表面良好的覆蓋。
除了實現“完美”覆蓋之外，涂層還須充當防潮屏障，并且對基材有良好附著力以防止剝離。一旦涂層剝離，水分就會進入，與之前存在的離子污染物結合，最終形成成電解溶液，（正是由于這個原因，在涂敷三防漆之前必須將電路板徹底清潔）。
冷凝
在濕度較大的地方，組件的某些區域可能會降到露點以下，水會凝結在PCB表面，顯著降低絕緣電阻。雖然純水并非良好的電導體，但 PCB 表面上存在的任何離子雜質都會溶解于水中形成導電通路。這些狀況除了導致上述腐蝕外，還會對涂層的絕緣阻抗性能造成嚴峻考驗。從各方面講，這些都是形成浸水的條件，水會很快發現涂層中的薄弱點或孔隙。如果某些區域涂層很薄或沒有涂敷，則其絕緣作用可以忽略不計——絕對達不到最佳效果。任何導電溶液都會使電流從一個薄弱點流向另一個薄弱點，從而導致臨時故障（當電路板變干時可恢復原狀），或者如果導電腐蝕產物、枝晶或其他能形成永久性導電通路的物質沉積在涂層表面，則導致不可逆故障。
元件間距
盡管通常情況下空氣是一種極好的絕緣體，但大于 3kV/mm 的電場能夠擊穿空氣，使其局部導電。空氣中的擊穿電壓將取決于 PCB 上各元件的隔離情況。如果相鄰元件之間的電位差足夠高，空氣會被完全電擊穿并將最終形成電弧，橋接元件之間的整個間隙。三防漆能夠提供額外的絕緣電阻，設計師可以通過涂敷三防漆將元件布置得更緊密，使得PCBA組件更加緊湊。
錫晶須形成
三防漆也可用于防止因錫晶須形成而導致的局部短路問題。錫須生成需要刺穿并穿透涂層，盡管目前的研究表明這種情況不太可能發生。要產生短路，突出的錫晶須必須與另一個突出的極性相反的錫晶須相接觸，或者穿透極性相反處的涂層。電腦模擬顯示，只要在導電表面上三防漆有良好的覆蓋和足夠的厚度，錫晶須穿透涂層一次可能性不大，而穿透兩次更加不可能。剩下的唯一真正的潛在失效機制是兩個突出的錫晶須相遇并形成短路，這種概率也極低。
雙組分工藝
已經證實，傳統的液體涂敷材料和涂敷工藝不太可能實現良好的涂層覆蓋和足夠的涂層厚度。例如，在最近的 IPC“行業狀況評估”報告中，對數以千計的橫截面切片進行了分析。據報道，對于所有材料/工藝組合，在許多常見組件引腳和主體上涂層很薄或根本沒有涂層覆蓋。考慮到邊緣覆蓋和涂層厚度的重要性，以及在實現這兩者的同時滿足其他性能要求（例如抗熱震性和熱循環耐受性），開發了一種新的涂層概念來應對這些挑戰。Electrolube 開發了 2K系列三防漆，為制造商在惡劣環境下遇到的性能問題提供了解決方案。2K 系列高性能雙組分三防漆的涂層厚度更厚，邊緣覆蓋能力更強，且不含揮發性有機化合物、能夠快速固化，是一種更經濟，無溶劑的有機硅材料的替代品。此外，2K 系列的許多涂料都是疏水性的，因此防水、防鹽霧和防濕性能極佳，是應用于汽車傳感器和發動機電子器件的理想選擇。
2K 材料由兩種成分組成：樹脂和交聯劑，兩者在分開時都保持穩定。以正確的比例混合，就會發生化學反應并形成固體聚合物。通過調整樹脂和固化劑的化學成分，可以生成各種各樣的聚合物，從軟橡膠類材料到高強度玻璃類材料。傳統上，這些 2K 材料中的許多都是溶劑型的，以延長其使用期并能夠使用現有工藝涂敷。然而，隨著對溶劑使用的限制越來越多，業內已加快研制無溶劑材料的步伐。
Electrolube 轉向無溶劑 2K 體系，這需要一種新的工藝方法去混合和輸送物料。在涂料涂敷過程中，將流量控制在適當的低水平，同時保持正確的混合比例，這是一個關鍵挑戰。最近已通過使用專門開發的、小容積螺桿泵來解決此問題。這種泵能夠精確控制配方中各個組分的流量，誤差在 ±1% 以內。在混合點以及涂敷應用前保持對體積混合比例的控制，確保涂敷材料性能的一致性和快速固化。此外，噴閥速度可以比傳統的 100% 固體材料噴涂快三倍，從而大大縮短涂敷時間。
這種涂敷工藝能夠使所有 2K 系列材料在 80°C下10 分鐘內固化（溶劑型丙烯酸樹脂的典型干燥時間和溫度）。事實上，2K 系列的最新產品主要通過紫外線輻射固化（使用傳統的微波或弧光燈系統或最新的 LED 技術），在陰影區域內，通過化學反應達到完全固化只需幾個小時，而依靠濕氣引發的二次固化機理則需要數周或數月。Electrolube 的 2K850 雙組分 UV 固化三防漆兼具 UV 固化的速度和便利性，可立即實現涂層無粘性，并具有 Electrolube 的 2K系列三防漆的優點，可在室溫下在 24 小時內完全固化，相比之下，業內傳統材料完全固化時間平均約為8-14天。
經嚴格測試，與其他涂料相比，這種新型雙組分體系表現出令人印象深刻的性能。在熱沖擊測試中，它們可以厚膜涂敷（厚度高達 300μm）而不會開裂，因而可以好的覆蓋元件引腳。反過來，這又使得其在通電鹽霧測試、混合流動氣體(MFG)測試和使用NPL新冷凝測試方法進行的冷凝測試中都表現出更優異的性能。這些嚴酷的測試都是汽車資格認證中常用的測試方法。一個很好的例子，最近對涂敷 2K 涂料的汽車發動機控制單元組件進行測試，該組件在 -40°C 到 +140°C 的溫度范圍內經歷了 1,000 次熱沖擊循環而沒有出現應力開裂。
Electrolube 在 2K 開發項目期間進行的其他試驗中，無涂層測試板，擇性涂覆溶劑型丙烯酸涂料的測試板以及選擇性涂覆2K 涂料的測試板進行了表面絕緣電阻 (SIR) 測試，以評估 NPL 的新冷凝測試方法。結果表明，對于 BGA（球柵陣列） 和 SOIC （小外型集成電路）型元件，無論材料表面是否覆蓋有冷凝水，跟其他兩種相比，2K 涂層樣板 的SIR 結果仍然高出兩個數量級并且幾乎沒有變化。丙烯酸樣板則有相當大的差異，這取決于丙烯酸材料表面是否有冷凝水，而對于 BGA 元件，無涂層測試板評估顯示有枝晶形成。
2K 三防漆能夠對銳利邊緣實現可靠的覆蓋，雖然通常情況下三防漆涂得很薄（50-75μm），但它們也經過設計、配制和測試，涂覆厚度可以大大增加（250-300μm），實現元件和元件引腳的完美包封，而不會由于涂層過厚而引發相關問題，如熱沖擊測試期間的開裂。