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摘要:三防漆作为保护线路板及其相关设备免受坏境侵蚀的一种涂料,其具有良好的耐高低温性能,可保护电路免受损害,从而提高线路板的可靠性,增加其安全系数,并保证其使用寿命。因其具有以上诸多优点,三防涂覆技术已成为电子组装领域备受关注的工艺技术。本篇文章关注了三防涂覆发展历程,三防涂覆之于电子产品重要性以及三防涂覆工艺过程,最后选取PVA2400选择性涂覆设备,简要介绍其如何管控三防涂覆质量。
关键词:发展历程;三防涂覆;选择性涂覆;质量控制
随着电子行业飞速发展,元器件越来越精细,精度要求越来越高,许多线路板投入使用的环境变得越来越恶劣,因而有必要在使用的过程中对其施加额外的特殊保护,三防漆作为应对这一难题的方案,应运而生,为线路板的整个运行周期保驾护航。
1、三防涂覆发展历程
三防涂覆技术主要经历三个发展阶段
起步阶段:1963年-1966年,这一阶段主要特点是三防漆工艺探索阶段;
初级阶段:1984年-1990年,经过最初的发展阶段后,该阶段主要的特点是,制定了三防漆工艺防护,并优选了相关材料,此外,还制定了三防检测以及认证标准,形成“自上而下”的方式,促进三防工艺的发展;
快速发展阶段:1991年-至今,三防涂覆形成了完善的机制,三防设计、三防手册以及规范设计等逐步健全;
目前,三防涂覆技术处于缓慢发展进程中,出现了军方和用户比生产厂更重视产品的三防防护,以此形成倒逼机制,推动其发展。
2、三防涂覆重要性
三防漆,顾名思义,就是可以做到“防潮、防盐雾、防霉”,将其涂敷在线路板表面,能形成一种有效的保护层,避免线路板在使用周期过程中,由于化学、震动、盐雾、潮湿与高温等条件,导致线路板产生腐蚀、软化、变形、霉变等问题,进而加速线路板出现故障频率,影响其使用寿命,严重甚至会发生安全等方面问题。所以,三防漆就是线路板的保护神,能有效的去除不利于线路板的诸多外在因素,保证其在使用周期内,平稳的运行。
2.1三防涂覆四种方式
目前三防涂覆主要有四种方式,分别是:刷涂法、浸涂法(手工和机器)、喷涂法(手工和机器)以及淋涂法(手工和机器)。
其优缺点如下表所示。
3.1准备
3.1.1消化工艺说明,必要时与相关工艺人员协商,以便设计出最佳的工艺;
3.1.2确定需要保护的部位,例如:接插件、跳线器、温度传感器以及芯片插座等等;
3.2清洗
3.2.1根据工艺说明,选择合适的清洗工艺。此外,还需要考虑电子产品的可靠性要求、焊接时使用的助焊剂性质以及板件表面的残留物等等。
3.2.2一般而言,涉及高可靠性,性能稳定的产品,生产过程中最好采用水溶性助焊剂,便于清洗。
3.3板件烘干
烘干对产品进行三防漆涂覆非常重要,若达不到干燥的要求,会直接影响三防漆涂覆的质量。
3.4涂覆
3.4.1根据自身的实际情况,结合产品的要求,针对四种涂覆方式:刷涂法、浸涂法(手工和机器)、喷涂法(手工和机器)以及淋涂法(手工和机器),进行选择;
3.4.2作业环境需严格控制,温度不低于16℃,相对湿度低于75%。若湿度过大,三防漆不能充分起到保护作用;
3.5检验
起到把关的作用,使用合适的检测工具(例如:紫外线灯或自动检测设备)进行固化前的检验,保证涂覆质量。
3.6固化
3.5.1需根据三防漆涂料的种类选择热固化或者紫外线固化,加速三防漆固化时间,形成保护层;
3.5.2热固化,在60~80℃下,5~10min即可;
3.6检测与维修
3.6.1通过对于三防漆涂层的厚度、均匀度以及致密性等方面的检测,来判断其是否达到相关标准;
3.6.2及时去除或修补不符合标准的涂层;
3.6.3针对一些功能指标不合格的器件,需进行调整、测试,并及时进行更换等处理。
4、机器自动涂覆质量控制
随着人民生活水平逐步提高,根据马斯洛的需求理论,人们开始追求自身的安全和稳定方面的需求,当然环境安全方面也是目前需求较为强烈的一个方面。因而,机器自动喷涂正逐渐成为主流。使用机器自动涂覆三防漆,不仅高效、高质量,而且对于人身、环境安全等方面,有着上佳的表现。那么机器自动三防涂覆质量控制有那些要点,以PVA2400三防自动涂覆设备为例,主要从喷涂气流量、气压、涂覆速度等几方面进行简单阐述。
4.1喷涂气流量
设备的可调气流量子在0~25psi,经过实际测试,发现只有在气流量在20psi以上时,三防漆涂覆效果较佳,而考虑到设备的使用寿命,因而选择气流量在20~25psi之间较为合适。
4.2涂覆气压
良好的雾化效果,关系到线路板三防漆涂覆的质量。从设备的实际操作过程来看,将其涂覆气压设置在1.5MPa时,会取得很好的效果,此时三防漆雾化非常理想,板件表面涂覆均匀。
4.3喷嘴运行速度
喷嘴运行的快慢,直接关系生产效率的高低,而经过测试,发现其运行速度在200mm/s时,其喷涂的三防漆在线路板上的飞溅很少,而速度超过200mm/s时,在线路板表面产生较为明显的飞溅,影响涂覆质量和美观。
4.4喷嘴距离
喷嘴距离线路板的高度也是非常重要一个参数,若是距离较大,易造成液体飞溅;距离小,喷涂区域面积较小,且图层太厚;经过实际测试,喷嘴距离线路板15mm时,效果较为理想。
当然,以上只是选取较为代表的几个参数来加以阐述,若想达到理想的涂覆效果,我们还得考虑到设备本身的平整度、程序的编制、三防漆的选型、操作空间的温湿度等等。
目前来说,三防涂覆技术还有很大的提升空间。随着消费者对产品质量和可靠性的关注度提升,电子产品智能化的、微型化、集成化越来越高,生态环境的进一步恶化,其不断挑战表面组装技术的发展极限,倒逼三防涂覆技术的发展;此外,之前还是高大上的三防涂覆技术,由于消费者观念的转变,也在民用产品中获得持续发展,例如:大、小家电,无人机、LED显示频等等。因而,线路板采用三防漆保护已经成为一个大趋势。
参考文献
[1]黄萍,张静.印制电路板组件三防涂覆工艺研究[J].电子工艺技术,2007(6).
[2]RemyLim.电子组装生产中的涂覆工艺[J].电子工程,2004.