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干货丨浅析三防漆涂覆的需要性

WaterOff
2018-03-17 05:45:03

涂覆工艺不是凭空产生的,必然有其缘故原由。

 

图1,PCBA选择性主动涂覆

随着PCBA元器件的尺寸越来越小,密集度越来越高;器件之间及器件的托高高度(与PCB间的间距/离地间隙)也越来越小,环境因子对PCBA的影响作用也越来越大,因此我们对电子产品PCBA的可靠性提出了更高的要求。

 

 

 

 

环境因素及其影响

 

 

 

 

 

大气中存在粉尘,粉尘吸附离子污染物沉降于电子设备的内部而造成故障。这是田野电子设备失效的共同之处。

粉尘分为两种:粗粉尘是直径在2.5~15微米的不规则颗粒,一样平常不会引起故障,电弧等题目,但影响连接器的接触;细粉尘是直径小于2.5微米的不规则颗粒,细尘落在PCBA(单板)上有肯定的附着力,须通过防静电刷才可除去。

粉尘的危害:a.因为粉尘沉降在PCBA外观,产生电化学腐蚀,故障率增长;b.粉尘 湿热 盐雾对PCBA损害最大,沿海、沙漠(盐碱地)、淮河以南霉雨季节化工、矿区附近地区,电子设备故障最多。

因此,防尘是珍爱产品的紧张一环。

 

 

 

 

 

 

 图5,PCB发霉征象

霉菌的危害:a.霉菌吞噬和滋生使有机材料绝缘性降落,损坏而失效;b.霉菌的代谢产物是有机酸,影响绝缘性及抗电强度而产生电弧。

因此,防霉菌是珍爱产品的紧张一环。

综合以上几方面来考虑,产品的可靠性要有更好地保证,必须将其与外界环境尽可能低隔脱离来,因此引入了敷形涂覆工艺。

 

 图6,经过涂覆工艺后的PCB,在紫光灯下的拍摄结果,原来coating也可以这么美!

三防漆涂覆是指在PCB外观涂一层薄薄的的绝缘珍爱层,它是目前最常用的焊后外观涂覆方式,偶然又称为外观涂覆、敷形涂覆(英文名称coating,conformal coating)。它将敏感的电子元器件与恶劣的环境隔脱离来,可大大改善电子产品的安全性和可靠性并延伸产品的使用寿命。三防漆涂覆可珍爱电路/元器件免受诸如潮湿、污染物、腐蚀、应力、冲击、机械震荡与热循环等环境因素的影响,同时还可改善产品的机械强度及绝缘特征。 

 

涂覆工艺的要点

根据IPC-A-610E(电子组装检测标准)的要求,重要体现在以下几个方面:

 

 


  1.  

  2.  

  3. 区域
  4.  

  5. 必要电气连接的区域,如金焊盘、金手指、金属通孔、测试孔;

  6. 电池及电池固定架;

  7. 连接器;

  8. 保险丝及外壳;

  9. 散热装配;

  10. 跳线;

  11. 光学装配的镜头;

  12. 电位计;

  13. 传感器;

  14. 没有密封的开关;

  15. 会被涂层影响性能或操作的其它区域。

2.必须涂敷的区域:所有焊点、管脚、元器件导体部分。

3.可涂可不涂的区域

 

 

 

 

 

干膜的厚度

 

 图10,通过湿膜测厚仪得出湿膜的厚度,然后计算干膜厚度

解析度

 

 

 

 

胶水应该像一张厚度同等且光滑通透的膜覆盖在产品上,强调的是胶水覆盖在产品上面各区域的均匀性,那么,必然是厚度同等的,不存在工艺题目:裂纹、分层、桔纹、污染、毛细征象、气泡。

 

 

涂覆工艺的实现方式

 

1.预备

 


  1.  

  2. 应在焊接之后最短的时间内清洗,防止焊垢难以清洗;

  3. 确定重要污染物是极性,照旧非极性物,以便选择合适的清洗剂;

  4. 如采用醇类清洗剂,须详细安全事项:必须有优秀的透风及洗后凉干的工艺细则,防止残留的溶剂挥发引起在烘箱内爆炸;

  5. 水清洗,用偏碱性的清洗液(乳化液)冲洗焊剂,再用纯水冲洗将清洗液洗净,达到清洗标准;

3.掩蔽珍爱(若未采用选择性涂覆设备),即掩膜;

 


  1.  

  2. 经清洗,掩蔽珍爱的PCBA(组件)在涂敷之前必须进行预烘除湿;

  3. 根据PCBA(组件)所能许可的温度确定预烘的温度/时间;

 

敷形涂覆的工艺方法取决于PCBA防护要求、现有的工艺装备及已有的技术贮备,通常有如下方式实现:

a.手工刷涂

 

图13:手工涂刷方式

 

b.手工浸涂

 

图14:手工浸涂方式

浸涂工艺可以得到最好的涂覆结果,可在PCBA任何部位涂有一层均匀、延续的涂层。浸涂工艺不适用于组件中有可调电容、微调磁芯、电位器、杯形磁芯及某些密封性不好的器件的PCBA。

浸涂工艺的关键参数:

  • 刷涂是适用范围最广泛工艺,适用于小批量生产,PCBA结构复杂而稠密、需掩蔽珍爱要求苛刻的产品。因为刷涂可以随意控制涂层,使不许可涂漆的部位不会受到污染;

  • 刷涂所消费的材料最少,适用于价格较高的双组份涂料;

  • 刷涂工艺对操作者要求较高,施工前要细心消化图纸及对涂覆的要求,能识别PCBA元器件的名称,对不许可涂覆的部位应贴有夺目的标示;

  • 操作者在任何时候,不许可用手触摸印制插件以避免污染;


图15:手动喷涂方式

适合于工件比较复杂,难以靠主动化设备大批量生产的情况,也适合产品线品种多但量少的情况,可以喷涂到比较特别的位置。

手动喷涂需详细事项是:漆雾会污染某些器件,如PCB插件,IC插座,某些敏感的触点及一些接地部位,这些部位需详细掩蔽珍爱的可靠性。另一点是操作者在任何时候不要用手触摸印制插头,以防沾污插头触点外观。

② 主动喷涂

通常是指采用选择性涂覆设备进行主动化喷涂。适合大批量生产,同等性好,精度高,环境污染小。随着产业的升级、人工成本的进步以及环境珍爱要求的严酷,主动喷涂喷涂设备正在渐渐地替换其它涂覆方式。

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