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敷型涂料
 

. 敷形涂料的主要作用

   敷形涂料,又叫保形涂料、防湿绝缘涂料、披覆胶、披覆剂、三防胶、三防漆、绝缘胶、绝缘漆、绝缘油、防潮胶、防潮油、防水胶、防水油、防霉胶、防锈胶、conformal coating、保护胶、保护漆,是一种很薄的(一般厚度是几mil1mil=25um)电子线路和元器件保护涂层,就是涂敷、披覆在已焊插接元件的印刷线路板(PCB)上的很薄的保护材料,主要起到对PCB板的防水、防潮、防湿、防霉(防止焊脚树状生长)、防锈、防污、防化学侵蚀、防碰撞、防零件松脱、防短路、绝缘的作用。它既可增强电子线路和元器件的防潮防污能力和防止焊点和导体受到侵蚀,也可以起到屏蔽和消除电磁干扰和防止线路短路的作用,提高线路板的绝缘性能。此外,涂层保护膜也有利于线路和元器件的耐摩擦和耐溶剂性能,并能释放温度周期性变化所造成的压力,提高电子产品的稳定性,延长使用寿命。除了用于电子工业,敷形涂料在汽车工业、航天航空工业、国防工业和生物工程方面也有广泛的应用。

.敷形涂料的分类

   按照敷形涂料的化学材质(成分)的不同,目前电子行业主要使用以下几种:

1 压克力/压加力/Acrylic/丙烯酸树脂

   通常是含溶剂的涂层材料,具有易于修复(一般用毛刷醮配套的溶剂或稀释剂可以轻易的将PCB上的胶层清

   除)、价格便宜、质地坚硬、颜色透明的特征。除了有较好的操作时间外,还具有低吸湿性和较短的表干(或

   固化)时间。ALPHABOND ACC-18311832Humiseal 1B311B73CYTEC CE-1170CE-1171Hitachi

   TF-1141是此类产品的典型代表。

2. PU/Urethane/氨基甲酸脂/聚胺脂树脂

质地硬且脆,有优良的耐溶剂性能、优越的耐磨性、很好的防潮性,在低温环境性能稳定,但高温性能较差,加之修复困难(因为其耐化学溶剂,所以用一般的化学溶剂不能清除PCB上的胶层),使其应用范围缩小。ALPHABOND ACC-1127ACC-1128Humiseal 1A201A271A33CYTEC CE-1155CE-1164是此类产品的典型代表。

3. Silicone/聚硅氧烷树脂/有机硅树脂

   通常有三种:

   A:硬质的弹塑性涂层材料,具有较好的耐磨性。

   B:柔软的弹性涂层材料,能很好地释放应力。ALPHABOND ACC-1157DOW CORNING 1-25771-2620是此类

      产品的典型代表。

   C:无溶剂加热固化涂层材料,具有快速固化的特征。ALPHABOND ACC-1153Humiseal 1C491C49LV

      1C511C55DOW CORNING 3-19533-1944是此类产品的典型代表。

   前两种都为RTV,其共同特征是:可应用温度范围广,好的防潮防湿性能,易于加工操作,容易修复和低毒性。

4.合成橡胶树脂。非常具有弹性和韧性。Humiseal 1B511B51NS1B51LU1B51NSLU是此类产品的典型代表。

5. Epoxy/环氧树脂

以环氧树脂为基材的涂层材料很硬,通常不透明,能很好地防潮防湿,防化学腐蚀和耐磨性也非常好。但在极限温度下,因其高低温的不稳定性,会对元器件造成较大的压力。

6. Paraxylylene/聚对苯二亚甲基树脂/多亚二甲苯

涂层非常均一,并对极小底基同样能达到完全涂敷保护的效果。但其局限性是:昂贵的价格、易受污染物侵蚀、并需要辅之以与真空技术应用(即在真空下操作)

.敷形涂料的产品选择

在作出选用何种敷形涂料时,一般我们会注意的是涂层的表面特征。压克力和聚胺脂的敷形涂料固化后表面很坚硬,就能很好地应用于耐磨的使用埸所,这种硬质塑性的敷形涂料通常含有溶剂(也有低VOC的新版本),固化前需先让溶剂完全跑出,然后再加热以缩短固化时间。有机硅的敷形涂料在固化后呈弹性橡胶状,具有防震动和压力释放的特征,可以通过室温和加热的方式固化。

.敷形涂料的固化方式

    敷形涂料按照固化方式主要分为UV固化、热固化、潮气固化、电固化、空气固化、环氧树脂的开环聚合和光- 暗混杂聚合反应。

其中光固化性的敷形涂料具有固化速度快、适用于热敏性的底材、初始投资低、减少溶剂挥发、操作成本低和节省空间等优点。另外光固化敷形涂料符合环保要求,因此发展迅速。但光固化存在几个缺点(1)固化深度受到限制,(2)在有色体系难以应用,(3)阴影部分无法固化,固化对象的形状受到限制。

    PCB表面插件复杂,只有光固化会影响插件阴影部分的固化效果,因此目前研发的敷形涂料都采用光、暗条件下都能固化的双重固化机理,它既能保证PCB上大部分区域迅速固化,便于后续工艺的实施,又能保证少量阴影区域在短期内固化完全,不仅提高了线路板涂装生产效率,而且保证了敷形涂料的完全固化,可适用于各种复杂类型线路板的涂敷保护。常见的双重固化有光-热固化、光-潮固化、光-化学固化和光-化学-空气固化等。

光暗双固化敷形涂料一般由(1)基料树脂(2)光引发剂(3)活性稀释剂(4)助剂组成。

    1-2577敷形涂料在室温下(RTV)的表干时间是7分钟(是目前市面上单组份含溶剂有机硅敷形涂料表干最快的一种),也可选择在溶剂闪蒸后加热(一般是热风循环型烘箱)以加速固化。一般75微米的涂层的固化时间是在室温下放置10分钟,再在80℃温度下放置10分钟。

.敷形涂料的涂敷方式

    敷形涂料的涂敷方式基本上有浸渍、喷涂、选择性喷敷和刷涂四种。

1.    浸渍。对于大型设备或产品的涂敷,这是最经济的一种方式,但是涂敷的质量,如厚度,受多种因素的影响,如设备的温度、浸渍容器的温度、浸渍时间、抽出速度和垂流时间。

2.    喷涂。对于中等尺寸的设备或产品来说,这是较经济的一种方式,保护膜层形成更容易,但是元器件的底部很难涂敷到。涂敷的厚度受线性相对移动速度、材料温度、喷涂装置的压力所影响。

3. 选择性喷涂。主要应用于中、大型设备,涂敷装置通常非常昂贵,且维护要求高。涂层的厚度受4因素的影响:敷形涂料的性质、温度、压力和装置的设计结构。

4. 刷(流)涂。这是最廉价的一种方式,主要用于小体积产品的涂敷或对涂层的修补。

.敷形涂料涂层的修复方式

   通常有三种:清洗溶剂、机械搽除和用高温熔解涂层。

   将失效的元器件拆卸后,要用浸有清洗衣剂的抹布处理表面,安装性能良好的元件后可再次实施涂敷工艺。

.敷形涂料的稀释剂及其配比

 1.因以下不同的使用因數而使用敷形涂料專用稀釋劑

1).希望降低原產品的稀稠度而使用敷形涂料專用稀釋劑。

2).如容器中的敷形涂料放置时间较长,粘度变高、变稠,则需要添加稀釋劑。

3).调整胶水的稀稠度以改变附着于线路板上的胶膜的厚度

4).消除胶水中的气泡。由于胶水太稠,而稀释剂添加过少,会使胶层中积留一些气泡。此时应再加入更多的Thinner.

2.敷形涂料專用稀釋劑可以將敷形涂料非常容易且快速的均勻分散,并將原來敷形涂料的特性維持在最好的狀態。

3.一般各个品牌的敷形涂料都有其相配套的稀释剂。

4.敷形涂料与稀释剂的配比:

 1).一般是10030---100100不等,

 2).要根据涂层板子后对胶膜的厚度要求来决定具体的配比。加入越多的稀释剂,固化后的胶层就越薄。

 3).一般胶膜的厚度在2-5mil即可,此时采用配比10050--10070比较合适。

 4).总之加入多少稀释剂是取决于你所要求的胶膜厚度和胶层中是否还有气泡。从经济的角度,只要PCB上的胶层能达到你的客户的要求,你应该尽量加入最高比例的稀释剂。PCB板上的胶膜的厚度可以用卡尺或厚度计测量从板子上剥离的固化后的胶层来取得。

 5).因为敷形涂料有的客户是用Brush,有的客户是用spray,有的是用Dip。原则上如用spray,1-2577建议稀释剂最多不超过60%;而每个客户对固化后胶层的厚度要求都不一样,所以一开始每个客户都要先按100:30或者10050或者10070或者100100配多几款比例进行测试,寻找到此胶水和稀释剂配比的平衡点。然后将此平衡点(配比)固定下来。

.敷形涂料刷涂后變白

   在以下3條件下會變白

1. 在潮湿环境下喷涂

    不管是何种PCB conformal coating,其喷涂时对环境的要求几乎一样,即低温干燥的环境比较理想,即温度25度以下,相对湿度45-55%以下为喷涂的最佳环境。

    在一定体积的空气里含有的水汽越少,则空气越干燥;水汽越多,则空气越潮湿,而空气的温度越高,它容纳水蒸气的能力就越高,下雨的时候,空气湿度是非常大的,所以在高温高湿的环境中,喷出的胶水气雾极易与空气中的水分结合凝结在PCB上产生白雾,以下雨天为甚。我国南方地区在夏天下雨季节湿度达90%以上,所以建议用空调装置来控制室内的湿度在45%以下。

所以如果在涂覆敷形涂料的过程中敷形涂料涂覆结束但未固化时用比较大的风对PCB持续的吹,因增加了空气的流动性,也增加了水汽的供应,PCB容易发白。

2.稀释剂中含有水汽

1).稀释剂本身可能含有过高的水份,所以在喷涂也极易产生白雾。建议其稀释剂供应商在其稀释剂中添加适量的防白水以防止白雾的产生。

(2).稀释剂受潮。

3.敷形涂料受潮。敷形涂料的包装桶打开后可能未能及时盖上,吸收了空气中的水汽。

.敷形涂料涂敷的前处理和后续作业

1.涂敷前对PCB板上的油污或灰尘进行清除。如果不处理,可能会影响粘接力产生剥离。

2.如果是自动喷涂机,涂胶后烘烤是流水作业的,一般在60-75度烘3-5分钟即可进行下一站作业;否则在上胶后室温下放置10分钟后才进行下一站作业。因为一般的敷形涂料的表干时间(不粘手时间)是10-15分钟(此Drying time to handle请参考TDS)

.敷形涂料凝结

1.各种敷形涂料的因材质不同,所以各种特性不一样,所以如果两种或以上的敷形涂料混合可能会产生凝结。所以装过A敷形涂料的容器不能用来装B敷形涂料,搅拌过A敷形涂料的器具也不能用来搅拌B敷形涂料

2.一般有机硅的敷形涂料是吸收空气中的湿气固化,如果打开的铁桶中的敷形涂料不能很快用完,铁桶中剩余的敷形涂料会吸收铁桶中的水汽表层结皮。所以要尽快盖上桶盖。尽管盖上桶盖,但如果铁桶中的敷形涂料一步步减少,而桶中的空气越来越多,时间稍长,其铁桶中剩余的敷形涂料也会吸收桶中空气中的水汽慢慢固化,所以要尽早用完一桶再开新的一桶

 

 

 
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