眾所周知,電子設(shè)備和電路技術(shù)的不斷進(jìn)步,印刷電路板(PCB)設(shè)計(jì),開發(fā)和制造領(lǐng)域的工程藝術(shù)已為世人所見證。我們的地球充滿了高度智能的機(jī)器,自動化機(jī)器人和科學(xué)奇跡,當(dāng)然,無論在哪個(gè)國家或哪個(gè)城市,都在地球的每個(gè)角落周圍都有許多PCB。但是,這些PCB在功能,復(fù)雜性,制造成本,質(zhì)量和可靠性等各個(gè)方面確實(shí)有所不同。本文討論的主題是最后兩點(diǎn),即PCB的質(zhì)量和可靠性。
是的,潛在客戶始終希望獲得高質(zhì)量的電子產(chǎn)品,但這是非常昂貴的,并且可能涉及復(fù)雜的制造過程,這是正確的。在諸如PCB制造,組裝和測試之類的復(fù)雜過程中,有一個(gè)非常重要的過程稱為PCB的“保形涂層”。就PCB的質(zhì)量和可靠性而言,這種保形涂層在PCB中非常重要。
保形涂層
什么是保形涂層及其重要性:
保形涂層是一種聚合物薄膜的超薄保護(hù)涂層,可以與安裝在組件表面的組件一起使用,以保護(hù)組件引線,焊點(diǎn),裸露的走線以及PCB表面上的其他金屬點(diǎn)免受腐蝕,灰塵或化學(xué)物質(zhì)的侵蝕由于各種操作或環(huán)境條件。
該保形涂層可以薄至25微米,并且“符合”電路板的形狀和組件布局。如上所述,在PCB的表面(頂部和底部)上涂覆保形涂層的原因是為了保護(hù)PCB免受外部不利環(huán)境條件的影響,從而增加PCB和相關(guān)電子設(shè)備的使用壽命。
像工業(yè),工廠,大功率電子設(shè)備中的高溫一樣,這些帶有保形涂層的PCB可以承受極端溫度。同樣,安裝在靠近大?;蚝Q蟮膮^(qū)域/區(qū)域中的電子設(shè)備可能會遭受高濕度的影響,例如導(dǎo)航電子海軍設(shè)備可能遭受會導(dǎo)致金屬氧化的腐蝕/侵蝕。同樣,在微生物實(shí)驗(yàn)室,醫(yī)療行業(yè)中,敏感的電子設(shè)備也可能會遭受有毒化學(xué)藥品,酸性和堿性溶劑的污染,這些化學(xué)藥品可能會意外濺到PCB上,但是PCB表面的“保形涂層”將保護(hù)PCB和組件免受致命傷害。
保形涂層如何應(yīng)用?
實(shí)際上,以正確的方式施加“保形涂料”的方法非常重要,必須仔細(xì)考慮如何使用保形涂料。與選擇合適的保形涂料材料一樣重要。決定保形涂料合適應(yīng)用的主要因素是1-涂料的厚度2-達(dá)到的覆蓋水平3-涂料在木板及其組件上的粘附程度。有五種用于涂覆保形涂層的方法。 1-用刷子手工涂裝2-氣溶膠涂裝3-霧化噴槍涂裝4-自動浸涂5-自動選擇涂裝
保形涂層固化/干燥方法:
保形涂層本身可以根據(jù)保形涂層完成后使用的干燥和固化方法進(jìn)行分類。這些方法是
1-加熱/熱固化:保形涂料在高溫下干燥。干燥的速度比正常室溫下的干燥/固化要快得多。
2-凝結(jié)固化:其中PCB的保形涂層在環(huán)境溫度下干燥,而大氣中的水分會減慢固化或干燥過程。
3-紫外線(UV)固化:此處帶有保形涂層的PCB暴露在紫外線輻射下。紫外線的能量決定了PCB保形涂層的固化速度
4-氧化固化:在這種方法中,PCB保形涂料暴露于具有大量大氣氧氣的露天環(huán)境,這將有助于基于溶劑的保形涂料干燥/固化
5-催化固化:這是固化保形涂料的過程,其中兩種材料融合在一起,其中一種是保形涂料。一旦涂料與其他催化劑材料融合在一起,固化過程就無法停止,直到完成。
保形涂料的分類:
使用的保形涂料主要有五種。丙烯酸樹脂,環(huán)氧樹脂,有機(jī)硅,聚氨酯(PU)和聚對二甲苯涂層。
1-丙烯酸樹脂(AAR):
丙烯酸樹脂非常適合(低成本和大批量)普通電子設(shè)備,因?yàn)锳AR價(jià)格便宜,并且可以通過刷子,浸涂和手動或自動噴涂的方式輕松地應(yīng)用于PCB表面,從而減少了周轉(zhuǎn)時(shí)間并減少了生產(chǎn)具有成本效益的產(chǎn)品。
優(yōu)點(diǎn):
1-低成本
2-易于用手或自動機(jī)器人進(jìn)行涂抹
3-易于返工
4-卓越的水分保護(hù)
5-良好的表面彈性,可承受靜電壓放電,并且不與大氣反應(yīng),因此有助于通過溶劑揮發(fā)進(jìn)行固化
缺點(diǎn):
1-由于此材料使用大氣固化/干燥方法,因此需要確保適當(dāng)?shù)耐L(fēng)系統(tǒng)
2-低粘度維持
3-低耐磨性和耐化學(xué)性
2-環(huán)氧樹脂保形涂料(ER):
基于環(huán)氧樹脂的保形涂料可以通過手刷,噴涂或浸涂完成。對于較大的生產(chǎn)量,建議使用噴涂方法,而對于較小的量產(chǎn)或原型PCB,建議使用噴涂方法。
優(yōu)點(diǎn):
1-高耐濕性,具有良好的介電電阻
2-對化學(xué)藥品,磨料,濕氣和高溫的優(yōu)異抵抗力高達(dá)150OC
缺點(diǎn):
1-環(huán)氧保形涂料非常堅(jiān)硬且堅(jiān)硬,如果試圖剝離或去除,則會損壞PCB及其組件。通過使用危險(xiǎn)溶劑去除該涂層,可以
2-低溫下的不良性能
3-高固化收縮率
4-很難重復(fù)使用
3-有機(jī)硅樹脂(OSR)保形涂料:
上述兩種類型的保形涂料中最靈活的是有機(jī)硅樹脂(OSR)保形涂料。它們被廣泛用于LED燈PCB中,而不會降低光強(qiáng)度或顏色變化。非常適合在高濕度下安裝并暴露在空氣中的PCB。適用于高工作溫度和高功率的PCB
優(yōu)點(diǎn):
1-良好的耐化學(xué)性,耐濕性,鹽霧和高達(dá)200OC的高溫
2-良好的柔韌性使其可以抵抗來自外部環(huán)境的PCB上的振動應(yīng)力。
3-適用于PCB的高濕度戶外應(yīng)用
缺點(diǎn):
1-由于具有橡膠性質(zhì),因此不耐磨
2-可以返工,但不容易,需要特殊的溶劑,較長的浸泡時(shí)間以及像刷子或超聲波浴一樣的攪拌
3-機(jī)械強(qiáng)度低,對PCB基板的附著力弱
4-聚氨酯(PU)保形涂料:
適用于汽車,工業(yè),儀器儀表和電信中的PCB應(yīng)用。特別是在航空航天中,燃料蒸氣不斷地撞擊電子設(shè)備主體并因此滲透到內(nèi)部而影響PCB板
優(yōu)點(diǎn):
1-高耐濕氣,化學(xué)(酸和堿)和耐磨性
缺點(diǎn):
1-經(jīng)過長時(shí)間的完全固化過程,由于其高揮發(fā)性有機(jī)化合物含量高,在高溫下趨于變黃
2-像硅一樣要完全去除并不容易
5-聚對二甲苯保形涂料:
這種類型的涂層適用于航空電子,微電子,傳感器,高頻電路,人口稠密的基于PCB的組件。通過氣相沉積法來施加。
優(yōu)點(diǎn):
1-杰出的介電強(qiáng)度
2-高耐濕氣,溶劑,極端溫度和酸性腐蝕
3-可以均勻地涂很薄的涂料。
缺點(diǎn):
1-拆卸/返工非常困難
2-高成本是最大的缺點(diǎn)。