對于印刷電路板(PCB)和類似的組件,腐蝕的電觸點(diǎn)可能會(huì)在運(yùn)行期間引起航空航天/汽車/工業(yè)系統(tǒng)的危及生命的機(jī)械故障;腐蝕的醫(yī)療植入物可能會(huì)破壞起搏器功能或?qū)е卵褐卸?。在以下情況下,PCB可能遭受電解腐蝕:
●組件內(nèi)的電觸點(diǎn)會(huì)被水或其他水分夾在中間。
●施加的電壓會(huì)導(dǎo)致意外電解池的發(fā)展,電解池會(huì)分解化學(xué)化合物,引發(fā)腐蝕反應(yīng)。
●但是,夾在基板表面和保形膜之間的諸如化學(xué)殘留物,污垢,油和鹽之類的污染物也會(huì)產(chǎn)生腐蝕。
●盡管腐蝕通常從保形涂層的下面開始,但是由于基材表面上的液體/殘留物,溫度的快速變化也會(huì)使涂層的外層破裂或破裂,從而增強(qiáng)了腐蝕響應(yīng)。
●同樣,PCB中的金屬組件會(huì)在操作環(huán)境中產(chǎn)生氧化物或鹽分,從而導(dǎo)致腐蝕功能障礙。
●其他組裝材料,例如陶瓷或塑料,也會(huì)受到腐蝕,其有用性能,性能預(yù)期和結(jié)構(gòu)完整性也會(huì)隨之下降。
考慮到PCB的尺寸較小,某些腐蝕機(jī)理不太明顯,因此很難預(yù)測,但是會(huì)形成凹坑和裂紋,從而導(dǎo)致裝配表面和內(nèi)部的物理擴(kuò)散更加廣泛。在大多數(shù)情況下,用無毒層材料聚對二甲苯(XY /聚對二甲苯)共形涂覆PCB可以防止腐蝕。
聚對二甲苯為基材提供了超薄,無針孔的保形保護(hù),其特征在于出色的防潮性能以及表面回彈/強(qiáng)度和絕緣性。聚對二甲苯采用化學(xué)氣相沉積(CVD)的涂覆方法,與丙烯酸,環(huán)氧,硅酮或氨基甲酸乙酯的濕涂層不同,后者是通過將濕物質(zhì)刷涂/噴涂到組件上或?qū)⑵浣胍后w涂層浴中來實(shí)現(xiàn)的。通過CVD,粉末狀的聚對亞二甲苯基二聚體會(huì)受到強(qiáng)熱作用,轉(zhuǎn)化為氣體,該氣體內(nèi)部穿透目標(biāo)表面,同時(shí)還形成實(shí)際上與任何組裝形狀完全相符的外層。 XY在過程中進(jìn)行合成,基本上一次在沉積表面上生長一個(gè)分子。它不需要像液體涂料一樣在涂覆后固化。
在大多數(shù)情況下,聚對二甲苯的性能優(yōu)于濕涂料。它具有寬廣的溫度范圍,可以承受大多數(shù)常規(guī)磨損,并且具有化學(xué)惰性,因此不太可能發(fā)生腐蝕。但是,不應(yīng)認(rèn)為聚對二甲苯是萬無一失的。當(dāng)聚對二甲苯涂層開始從表面脫離時(shí),骯臟的表面產(chǎn)生的污染會(huì)刺激涂層分層并影響操作系統(tǒng)的嚴(yán)重降解。為了確保對基材的XY可靠粘附,必須清除任何類型的污染物-化學(xué)物質(zhì),灰塵,油,有機(jī)化合物,工藝殘留物,蠟-從而消除涂層/基材之間的機(jī)械應(yīng)力。
但是,高度耐腐蝕的聚對二甲苯涂層對金屬的附著力很差,這是與PCB一起使用時(shí)的潛在問題;例如,由于其導(dǎo)電性能,許多PCB制造商都在其組件中配備了金部件。使用用于金屬醫(yī)療植入物的XY涂層,植入物的金屬表面上的OH-點(diǎn)自由基的形成可能是由于人體的炎癥反應(yīng)引起的。在這些情況下,降解過程從金屬/聚合物界面開始,并朝聚對二甲苯的外表面發(fā)展。
但是,通過向聚對二甲苯中添加2μm的硅烷層(A-174硅烷),可以極大地改善金屬表面的附著力和隨后的耐腐蝕性。 A-174分子與基材表面形成獨(dú)特的化學(xué)鍵,從而提高XY的機(jī)械粘附力。通過浸漬,手動(dòng)噴涂或氣相處理,與表面形成化學(xué)鍵,可實(shí)現(xiàn)硅烷的涂覆。除金屬外,在實(shí)施CVD之前從A-174硅烷處理中受益的材料包括彈性體,玻璃,紙張和塑料。
研究已經(jīng)反復(fù)證實(shí)了經(jīng)過適當(dāng)處理的聚對二甲苯的耐腐蝕能力:
●等離子表面處理方法限制了醫(yī)用植入物的聚對二甲苯分層。在對涂層鋁板進(jìn)行XY腐蝕防護(hù)的研究中,通過在基材上沉積等離子聚合物(50 nm)的超薄層,糾正了預(yù)腐蝕膜的分層。
●2微米的兩層(有機(jī)硅烷174 +聚對二甲苯)涂層成功地保護(hù)了植入級(jí)不銹鋼表面免受體液腐蝕。
●在聚對二甲苯涂層之前用硅烷A174對醫(yī)療植入物進(jìn)行預(yù)處理,可支持該膜可靠的腐蝕防護(hù),同時(shí)改善XY的生物相容性和超薄/連續(xù)/惰性膜形成。透明的XY層不太可能觸發(fā)免疫反應(yīng),因此對體液的腐蝕性條件具有高度抵抗力,可防止污染物的發(fā)展/傳播。
●界面工程(IE)改善了聚對二甲苯C對冷軋鋼(CRS)的腐蝕防護(hù)。 XYC薄膜與大多數(shù)光滑或無孔基材之間的粘合力極??;直接施加的聚對二甲苯C對CRS表面幾乎沒有腐蝕支持。 IE工藝在XYC / CRS之間放置了一層等離子聚合物,從而刺激了兩種材料之間的界面結(jié)合,從而增強(qiáng)了防腐性能。
為了獲得可靠的腐蝕防護(hù),CVD預(yù)處理應(yīng)從清潔度測試開始,以檢查污染物,然后如果發(fā)現(xiàn)污染物則進(jìn)行徹底清潔。連接器,電氣組件和其他遮擋區(qū)域需要屏蔽。無孔材料,例如玻璃,金屬,紙張和塑料,通常需要在A-174硅烷粘合促進(jìn)劑的預(yù)CVD應(yīng)用中最小化分層并確保不會(huì)開始腐蝕。