介紹:
眾所周知,電子設備和電路技術的不斷進步,印刷電路板(PCB)設計,開發和制造中的工程藝術巔峰已被這個世界的人們所見證。我們的地球充滿了高度智能的機器,自動化機器人和科學奇跡,當然,無論在哪個國家或城市,地球上每個角落都遍布著許多PCB。但是,這些PCB在功能,復雜性,制造成本,質量和可靠性等各個方面確實有所不同。本文討論的主題是最后兩點,即PCB的質量和可靠性。
是的,潛在客戶總是希望獲得高質量的電子產品,但這是非常昂貴的,并且可能涉及復雜的制造過程。在PCB制造,組裝和測試等復雜過程中,有一個非常重要的過程稱為PCB的“保形涂層”。就PCB的質量和可靠性而言,這種保形涂層在PCB中非常重要。
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涂層,可以與安裝在組件表面的組件一起使用,以保護組件引線,焊點,裸露的走線以及PCB表面上的其他金屬點免受腐蝕,灰塵或化學物質的侵蝕由于各種操作或環境條件。
這種保形涂層可以薄至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PCB免受外部不利環境條件的影響,從而增加PCB和相關電子設備的使用壽命。
像工業,工廠,大功率電子設備中的高溫一樣,這些帶有保形涂層的PCB可以承受極端溫度。同樣,安裝在靠近大海或海洋的區域/區域中的電子設備可能會遭受高濕度的影響,例如導航電子海軍設備可能遭受會導致金屬氧化的腐蝕/侵蝕。同樣,在微生物實驗室,醫療行業中,敏感的電子設備也可能會遭受有毒化學藥品,酸性和堿性溶劑的傷害,這些化學藥品可能會意外濺到PCB上,但是PCB表面的“保形涂層”將保護PCB和組件免受致命傷害。
保形涂層如何應用?
實際上,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。
決定保形涂料適當應用的主要因素是:
1-涂料的厚度
2-達到的覆蓋水平
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
保形涂料固化/干燥方法:
保形涂層本身可以根據保形涂層完成后使用的干燥和固化方法進行分類。這些方法是:
1-加熱/熱固化:保形涂料在高溫下干燥。干燥速度比正常室溫下的干燥/固化快得多。
2-凝結固化:PCB的保形涂層在環境溫度下干燥,大氣中的水分減慢了固化或干燥過程。
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保形涂層暴露于具有大量大氣氧氣的露天環境,這將有助于基于溶劑的保形涂層的干燥/固化
5-催化固化:這是固化保形涂層的過程,其中兩種材料融合在一起,其中一種是保形涂層。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,環氧樹脂,有機硅,聚氨酯(PU)和聚對二甲苯涂層。
l丙烯酸樹脂(AAR):
丙烯酸樹脂非常適合(低成本和大批量)普通電子設備,因為AAR價格便宜,并且可以通過刷子,浸涂以及手動或自動噴涂的方式輕松地應用于PCB表面,從而減少了周轉時間并減少了生產具有成本效益的產品。
好處:
1-低成本
2-易于手動或自動機器人應用
3-易于返工
4-卓越的水分保護
5-良好的表面彈性,可承受靜電壓放電,并且不與大氣反應,因此有助于通過溶劑揮發進行固化
缺點:
1-由于此材料使用大氣固化/干燥方法,因此需要確保適當的通風系統
2-低粘度維持
3-低耐磨性和耐化學性
l環氧樹脂保形涂料(ER):
基于環氧樹脂的保形涂料可以通過手刷,噴涂或浸涂完成。對于較大的生產量,建議使用噴涂方法,而對于較小的量產或原型PCB,建議使用噴涂方法。
好處:
1-高耐濕性和良好的介電電阻
2-極佳的耐化學性,耐磨蝕性,耐濕性和耐高溫達150 O C
缺點:
1-環氧保形涂料非常堅硬且堅硬,如果嘗試剝離或去除,則會損壞PCB及其組件。通過使用危險溶劑去除該涂層
2-低溫性能差
3-高固化收縮率
4-他們很難重做
l有機硅樹脂(OSR)保形涂料:
上述兩種類型的保形涂料中最柔軟的是有機硅樹脂(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
好處:
1-良好的耐化學性,耐濕性,鹽霧和高達200 O C的高溫
2-良好的柔韌性使其可以抵抗來自外部環境的PCB上的振動應力。
3-適用于PCB的高濕度戶外應用
壞處:
1-由于橡膠性質而不耐磨
2-可以返工,但不容易,需要特殊的溶劑,較長的浸泡時間以及像刷子或超聲波浴一樣的攪拌
3-機械強度低,對PCB基板的附著力弱
l聚氨酯(PU)保形涂料:
適用于汽車,工業,儀器儀表和電信中的PCB應用。特別是在航空航天中,燃料蒸氣不斷地撞擊電子設備主體,并因此而滲透到內部而影響PCB板
好處:
1-高耐濕氣,化學(酸和堿)和磨損
缺點:
1-經過長時間的完全固化過程,由于其高VOC含量,在高溫下趨于變黃
2-像硅一樣要完全去除并不容易
l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。它是通過氣相沉積法施加的。
好處:
1-杰出的介電強度
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:
1-拆卸/返工非常困難
2-高成本是最大的缺點。
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