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三防漆水蒸气透过率的重要性

WaterOff
2022-08-10 09:47:59

 

三防漆的一个重要功能是保护印刷电路板(PCB)和电子设备免受湿气的损伤。本文中,我们将尝试回答经常被问及的三防漆的预期保护级别相关的一些问题。
三防漆是否防水?
上述问题可能是PCB保护领域中最常见的,也是最容易被误解的一个问题。
一般来说,三防漆不具有常规意义上的防水等级。
三防漆水蒸气透过率的重要性2.jpg
老一辈的人可能还记得,这有点类似于早期的手表,销售宣传时号称手表是能够抗水的,但是事实上手表并不防水。那时的手表戴着沐浴淋点水是可行的,但是你并不能经常戴着手表在加勒比海游泳或潜水。我们可以认为三防漆能够抵抗水蒸气和水,但是它的设计并不具有防水等级。
三防漆是专门设计的半透膜涂层,允许一定量的物质通过,主要是气态材料。这对于PCB涂层是必需的。因为随着时间的流逝,PCB板总是会释放出一定量的液体和气体。如果不排出板外,必然会导致潜在的故障。
由于需要半透性表面涂层,这意味着它们在长时间内不会完全不透水和水蒸气。大多数情况下,它们不适合长期浸入液体中(包括水在内),但对于间歇性暴露(如飞溅)是可以接受的。它们不能完全防止水蒸气和湿气,但是使用三防漆能够大大延长使用寿命,并在高湿度环境下提升性能。
什么是水蒸气透过率(MVTR)?
MVTR是水蒸气透过率的缩写。人们也经常称之为WVTR(water vapor transmission rate)。
通常,MVTR/WVTR的定义如下:在一定的温度和湿度条件下,在给定的时间段内透过测试材料给定区域的水蒸气的质量。基于该定义,MVTR/WVTR的单位表示为克/平方米/24小时。数值越高,表示在24小时内透过材料的水蒸气越多。数值越低,表示材料的防潮性能越高。
如:

 

塑料
厚度
MVTR(g/m^2/24hr)
PET
1mil(25μm)
18
OPP
1mil
10
HDPE
1mil
5

 

上述示例比较了3种类型的塑料包装薄膜。HDPE薄膜的防潮性能最佳,因为迄今为止它的MVTR值最低。为了评估的准确性,务必确保进行比较的薄膜和涂层的厚度相同。通常,涂层越厚,防护效果越好。
如何测量和测试MVTR?
有许多方法可以测量给定塑料薄膜或涂层的MVTR。无论方法是复杂还是简单,它们都包含下图类似的流程。
三防漆水蒸气透过率的重要性3.png
以这种相当简单的方式,可以使涂层暴露在一定的湿度下24小时,然后测量透过测量室的水蒸气(水)的质量。
是否所有的三防漆具有相同的MVTR?
不是,并非所有的三防漆都具有相同的防潮性能。实际上,三防漆的化学组成对预期防护等级起着至关重要的作用。
通常,三防漆的涂覆厚度为1到3密耳或0.025到0.075微米。因此,当您需要检查最终涂覆在您的PCB板上的三防漆的MVTR时,需要查看其涂覆厚度是否在这个范围内。
下表列出了最常见的三防漆化学组成在MVTR测试中呈现的巨大性能差异。

 

三防漆水蒸气透过率的重要性4.png

 

除了MVTR之外,防潮性能还受到许多其他因素的影响,例如工艺速度、返工和环境因素。不管怎样,一般来讲,以下化学组成的MVTR依次降低:
•  紫外光固化, 如UV40, UV50
•  双组分环氧树脂, 如2E25
•  丙烯酸树脂, 如1B73, 1B31
•  聚氨酯, 如1A33
•  硅树脂(最差), 如1C48
如果我的电子设备需长期浸在水中,该如何处理?
如果我的应用要求电子设备能够持续地或长时间地浸在在液体中,该怎么办呢?
大多数情况下,您可以采用如下做法:
•  密封外壳或罩子
•  封装和灌封
目前,有多种封装技术可用,例如双组分环氧树脂、双组分聚氨酯和紫外光固化材料。它们通常应用于明显较厚的胶层,并且可以针对最恶劣的环境(包括长期的液体暴露)提供所需的保护。毫无疑问,这种方法的费用更高,因为需要的涂胶量更大。因此,这种方法通常仅在最极端的保护要求时才使用。
 
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