印制電路板用護(hù)形涂層

護(hù)形涂層用來(lái)加強(qiáng)印制電路板組裝的性能和可靠性，使其能夠在像水下、航天和軍事應(yīng)用等惡劣的環(huán)境下應(yīng)用。電子消費(fèi)產(chǎn)品的制造商越來(lái)越多的使用護(hù)形涂層來(lái)作為提高產(chǎn)品可靠性的一種經(jīng)濟(jì)的方法。

當(dāng)沒(méi)有護(hù)形涂層的印制電路組裝板暴露在潮濕的空氣中時(shí)，其表面上會(huì)形成一層厚厚的水分子膜，減小了電路板的表面絕緣電阻(SIR) 。表面絕緣電阻越低，電信號(hào)的傳輸性能惡化的就越厲害，其典型后果是會(huì)引起串話(huà)，電泄漏和傳輸?shù)拈g斷，進(jìn)而可能導(dǎo)致信號(hào)永久性的中斷，即短路。

沒(méi)有護(hù)形涂層的印制電路板上的濕氣膜還為金屬生長(zhǎng)和銹蝕提供了有利條件，最終反過(guò)來(lái)會(huì)影響絕緣強(qiáng)度和高頻信號(hào)，落在組裝板上的灰塵、污垢和其他環(huán)境污染物不斷吸收濕氣，進(jìn)而擴(kuò)大其負(fù)面影響，像金屬碎片等導(dǎo)電粒子還會(huì)造成電氣橋接。

護(hù)形涂層是一層包在印制電路組裝板周?chē)乃芰媳∧ぃ@層薄膜的厚度為0. 005in ，它將灰塵和環(huán)境污染物密封在電路板外面。當(dāng)然，護(hù)形涂層也可能將預(yù)清洗過(guò)程中沒(méi)有去除的污染物密封在里面，因此在應(yīng)用護(hù)形涂層前對(duì)電路板表面進(jìn)行清洗非常重要。

護(hù)形涂層的作用如下:

1 )保護(hù)電路遠(yuǎn)離極端環(huán)境，避免其受到濕氣、菌類(lèi)、灰塵以及銹蝕的影響;

2) 防止電路板在制作、組裝和使用過(guò)程中受到損害，減少元器件上的機(jī)械應(yīng)力并保護(hù)其免受熱振蕩的影響;

3) 減少使用過(guò)程中的磨損;

4) 由于護(hù)形涂層增加了導(dǎo)體間的絕緣強(qiáng)度，故強(qiáng)化了電路板的性能并允許更大的元器件密度。

1 護(hù)形涂層的材料

許多材料都可以用于制作護(hù)形涂層，每種材料都有其自身的性能和應(yīng)用領(lǐng)域，不同類(lèi)型的護(hù)形涂層其主要性能概述如下:

1)丙烯酸護(hù)形涂層:它應(yīng)用方便，在室溫下數(shù)分鐘就可以固化，具有令人滿(mǎn)意的電氣性能和物理性能，抗菌且不收縮。這類(lèi)敷層有較長(zhǎng)的貯存期，不縮水，在固化過(guò)程中不放熱或放熱很少，這就避免了對(duì)熱敏元器件的破壞。它主要的缺點(diǎn)是對(duì)榕劑敏感，但這一特點(diǎn)使維修較方便。

2) 環(huán)氧樹(shù)脂護(hù)形涂層:它通常作為雙成分系統(tǒng)的化合物，具有防潮性能、抗磨損性能和耐化學(xué)性。環(huán)氧樹(shù)脂護(hù)形涂層在加工時(shí)很難通過(guò)化學(xué)的方法予以去除，這是因?yàn)槿魏吻宄O(shè)備在去除涂層的同時(shí)均會(huì)榕解電路板上的環(huán)氧樹(shù)脂覆膜元器件，甚至?xí)茐沫h(huán)氧樹(shù)脂纖維玻璃印制電路板本身，因此元器件的更換需要用小刀或焊接烙鐵來(lái)穿透環(huán)氧樹(shù)脂護(hù)形涂層。

3 )聚氨酯覆層:它既可以用于單成分系統(tǒng)也可以用于雙成分系統(tǒng)，具有極好的防潮性能和耐化學(xué)性，在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)都具有極佳的絕緣性能。聚氨醋覆層很容易被焊接烙鐵燒透，因此元器件的替換相對(duì)容易。清洗是應(yīng)用任何護(hù)形涂層之前必不可少的一個(gè)重要步驟，尤其是聚氨酯對(duì)濕氣更加敏感，它在潮濕的情況下會(huì)起泡，最終導(dǎo)致電路失效。從形式上來(lái)講，聚氨酯在應(yīng)用時(shí)應(yīng)更加小心，應(yīng)對(duì)涂層和固化環(huán)境進(jìn)行仔細(xì)控制。

4) 硅樹(shù)脂護(hù)形涂層:該涂層特別適用于200 't左右的高溫環(huán)境，它能夠提供極好的防潮和抗磨損性能以及良好的耐熱性，這使得硅樹(shù)脂護(hù)形涂層更加適用于含有高散熱元器件的印制電路板。

各種護(hù)形涂層典型的電氣性能和熱性能性能如下表所示( Warγold 和Lawrence , 1991) 。

2 護(hù)形涂層的使用方法

護(hù)形涂層應(yīng)用的基本方法有四種，討論如下。(Waryold 等， 1998)

1.浸蘸:該方法中，將掩膜后的組裝板浸蘸到盛有液態(tài)涂層材料的儲(chǔ)液槽中再取出即可，該過(guò)程要確保涂層的均勻覆蓋與平整。浸蘸和取出的速率是需要進(jìn)行控制的一個(gè)重要參數(shù)，以便使粘性的液體物質(zhì)完全填充到組裝板的每一個(gè)孔洞中。典型的浸蘸速率為2 - 12in/min ，以保證護(hù)形涂層將元器件周?chē)目諝馔耆懦?/P>

當(dāng)使用浸蘸的方法使用護(hù)形涂層時(shí)，液態(tài)物質(zhì)中溶劑蒸發(fā)的速度很快，這導(dǎo)致槽液的粘度迅速增加，基于這一原因，對(duì)槽液進(jìn)行連續(xù)不斷的監(jiān)控以維持合適的粘度就非常重要了。

2. 噴灑:噴灑是應(yīng)用護(hù)形涂層最常用和效率最高的方法，采用適當(dāng)?shù)南♂岄艅?、適度的噴嘴壓力和模式，就可以獲得穩(wěn)定堅(jiān)固的涂層。噴灑可以采用人工操作也可以采用將計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)集成在現(xiàn)存的波峰焊和清洗生產(chǎn)線(xiàn)上使用自動(dòng)方式進(jìn)行。噴灑這種方法的主要缺陷是元器件的下面或被元器件遮擋的部分涂層很薄或不能施加涂層。

涂層在組裝板上噴灑時(shí)應(yīng)當(dāng)使用清潔、干燥的空氣以所需的最小壓力進(jìn)行噴灑，從而獲得最好的霧化效果，噴灑時(shí)應(yīng)當(dāng)使噴槍與組裝板保持45 。角且來(lái)回往復(fù)，每次過(guò)后將組裝板旋轉(zhuǎn)90° 。

3. 刷敷:它采用人工操作，這是應(yīng)用護(hù)形涂層效率最低的一種方法，很難獲得均勻且一致的涂層，該方法僅適用于對(duì)少量的印制電路板進(jìn)行涂敷。

每一種涂敷方法都有其優(yōu)點(diǎn)和缺陷，采用浸蘸和噴灑相組合的方法就比單獨(dú)采用一種方法效果要好。