關于PCB敷形涂層你需要知道的最終指南
- 發表時間:2021-11-22 08:56:01
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什么是PCB敷形涂層?
說到 PCB 的世界,您可能聽說過 PCB 敷形涂層這個術語?但究竟什么是PCB 敷形涂層?顧名思義,PCB保形涂層是將一些保護材料的薄膜應用到電路板上。涂層保護整個電路板及其部件。這些部件包括元件引線、外露跡線、焊點和外露金屬。
保形涂層保護金屬部件免受真菌、濕氣、噴霧和其他環境污染物的影響。
PCB保形涂層的使用
PCB保形涂層的主要目的是保護電子元件免受環境因素和腐蝕的影響;
? 作為PCB 的絕緣材料,同時最小化PCB 組裝過程中的生態壓力。它有助于消除對復雜外殼的需求;
? 保護PCB 免受熱、濕氣、真菌和空氣污染物(如污垢和灰塵)的影響。
PCB保形涂層的優點
PCB 敷形涂層有很多好處,如下所列:
絕緣耐熱性
重量輕
PCB組件的保護
減少對PCB板的環境危害,防止污染物進入
減少 PCB 組件的占用空間
增強的產品可靠性
延長印刷電路板的使用壽命
非常容易申請
PCB保形涂層可以防水防潮嗎?
PCB保形涂層同時防水和防潮并不容易。PCB 涂層的主要功能是保護電路板免受灰塵、極端溫度、化學品的影響,而且主要是防止潮濕。但是,PCB 敷形涂層確實有其局限性。大多數層,無論它們是厚還是薄,都可以提供很多防潮保護。
PCB保形涂層的重要性
PCB 保形涂層是必要的,尤其是在整個印刷電路板行業。我們仍然會有 PCB 減去保形涂層。不幸的是,這種印刷電路板的保質期很短。使用時也會有一些潛在的損壞。這并不是忘記依賴它們的設備的完全故障。
如前所述,保形涂層可以屏蔽印刷電路板。它保護他們免受許多破壞性影響。將它們從場景中移除,我們的板子的保質期和功能不會像預期的那樣理想。使用保形涂層,可始終確保對電路板的保護。
PCB敷形涂層類型
PCB 設計人員在分層印刷電路板存在兩大類時使用的保形涂層。有傳統保護涂層和現代保護涂層。本節重點介紹幾種類型的敷形涂層。它還涉及它們的優點和缺點等。
? 傳統保護涂層
標準傳統保護涂層的一個恰當例子是聚對二甲苯。在盡可能長的時間內,PCB 設計人員使用它來涂覆 PCB。PCB制造商注意到傳統保護涂層有一些優點和缺點。更好的解釋在下表中。
好處 | 缺點 |
購買非常便宜 | 在熱管理方面非常差 |
容易獲得 | 返工時太用力 |
耐磨 | 對環境有害 |
好穿 | 在印刷電路板上很重 |
除了傳統的保護涂層,還有其他類型的 PCB 涂層值得,如下所示:
? 聚氨酯樹脂 (UR)
基于其出色的耐化學性和防潮性,這種類型的樹脂在 PCB 行業中廣受贊賞。此外,聚氨酯樹脂具有耐磨性,因此很難去除。它們是標準接觸燃料蒸氣的航空航天應用的理想選擇。
好處
優異的介電性能
優異的防潮性
耐磨
良好的防潮性
缺點
不環保
完全治愈時間長
? Epoxy resin (ER)
這些主要以兩部分化合物的形式提供,并且往往會產生一些最硬的 PCB 涂層。與其他產品不同的是,一旦固化過程結束,它們就很難去除。它們在建筑和施工應用中有很多用途。
好處
優異的耐濕性
良好的介電性能
高耐化學性和耐磨性
缺點
復雜的混合比例
難以移除和返工
? 丙烯酸樹脂 (AR)
這些丙烯酸聚合物可溶于溶劑,并提供一般保護和良好的彈性。丙烯酸樹脂在浴缸內襯、水族箱窗戶和手機顯示屏中非常適用。
好處
經濟實惠
固化時無收縮
易于維修和返工
易于涂抹和去除
缺點
低耐磨
不適合惡劣環境
? 硅樹脂 (SR)
這些是單組分化合物,通常非常適合在極端溫帶條件下工作的電子產品。它們在涂料和油漆的制造中也很常見。
好處
在極端溫度下表現良好
優異的耐化學性
良好的耐腐蝕性和耐濕性
缺點
非常難去除
僅限本地維修
? 聚對二甲苯 (XY)
化學氣相沉積是這種涂層的應用過程。加熱苝時變成氣體,冷卻后聚合成一些薄膜。防潮層和電氣絕緣等設備在很大程度上依賴于它們。
好處
無色透明
無需固化時間
高介電強度
極端溫度下的最佳溶劑
缺點
? 擺脫困境
? 不適合長期戶外曝曬
PCB Conformal Coating的應用領域
最初,保形涂層確實在僅屬于高科技環境的印刷電路板中找到了很多適用性。然而,今天的情況并非如此,PCB敷形涂層的應用領域繼續突飛猛進。此時,我們要走了。我們將專注于PCB保形涂層的使用或應用。PCB保形涂層的典型應用領域包括:
7.1 汽車行業PCB
縱觀整個汽車行業,您會發現一些不同的東西。電子系統最近在這個領域得到了大量使用。因此,印刷電路板保形涂層的使用在這里起到了很大的作用。它確保汽車的關鍵部件得到保護,尤其是在鹽霧和汽油汽化的情況下。所有這些以及更多確保電機的長期可靠性。
7.2 消費電子 PCB
除了汽車領域,印刷電路板保形涂層也適用于其他領域。例如,它保護用于家用電器的電路。保形涂層在家用電器上的應用解決了許多問題。在您的家用電器中使用 PCB 保形涂層,請放心更好地運行。
7.3 導航產品PCB
咸海水和淡水可能會對航行設備中的電路造成破壞性影響。在這里,材料在與水接觸的那一刻很容易受到一些損壞。但多虧了 PCB 敷形涂層程序,一切都沒有丟失。保形涂層可防止腐蝕速度。它減少了設備外部和水下組件的腐蝕。
7.4 醫療器械PCB
醫療領域是另一個依賴 PCB 敷形涂層的領域。在整個行業中,保形涂料似乎發揮著重要作用。例如,它可以保護電子醫療設備免受腐蝕。化學制劑在醫療領域廣泛使用,并且往往對該行業日常依賴的設備有害。但是,現在有了我們的保形 PCB 涂層,就可以避免此類問題。
7.5 軍品PCB
用于軍事應用的電子設備在最苛刻的條件下運行。軍事裝備必須能夠承受持續的劇烈振動。此外,它們應該能夠在極端溫度條件下正常工作。為保護此類設備免受損壞,必須進行 PCB 敷形涂層。多虧了 PCB 敷形涂層,現在可以保護軍事設備。保護它們免受氧化和腐蝕的影響要容易得多。
7.6 高新技術產品PCB
科學、技術、工程和數學等高科技領域經常使用高科技設備。例如,在實驗室環境中,您會發現高科技設備。一些包括振動器、測試室、攪拌器和真空室是常見的。所有這些都具有必須能夠正常運行的基本組件。使用 PCB 敷形涂層,可以避免可能發生的任何挑戰。這是因為這里也可以應用 PCB 保形涂層。
如何選擇合適的 PCB 敷形涂層
必須選擇正確的 PCB 敷形涂層是最繁瑣和復雜的過程之一。這是因為在得出結論之前,您可能需要分析一些關鍵因素。不考慮基本方面是有風險的。例如,您最終可能會購買不適合您需求的涂層。話雖如此,這里有一些需要考慮的基本因素。在為您的項目選擇正確的 PCB 敷形涂層時,這些因素至關重要:
? 考慮PCB板的工作溫度、最高點和最低點
您可能需要評估的第一個參數與工作溫度范圍有關。這樣做的原因是因為它會影響您在涂層時必須使用的化學物質。例如,在高溫下,建議使用硅基層。此外,請使用聚氨酯和丙烯酸樹脂。如果您正在處理不太重要的耐溫性。
? 耐化學性程度
這一點也很重要。很容易去除亞克力材料進行返工。但不幸的是,它們很容易受到溶劑的攻擊。聚氨酯材料往往具有更強的耐化學性,但不易修改。
? 腐蝕防護等級
就腐蝕而言,保形涂層在保護您的設備方面能走多遠?簡而言之,您必須確保僅購買以抗腐蝕實例而聞名的最佳層。
? 保質期長
保質期是指產品在指定的儲存、展示和分銷條件下繼續在貨架上保持有用的時間。您不想購買幾天后就會變質的產品。不幸的是,有些油漆不能保證長保質期。基于其較長的保質期,有機硅保形涂層是最佳選擇之一。
? 性能和工程特性
在您開始選擇您打算使用的涂層類型之前,請確保它不會對組件造成壓力,尤其是在極端熱的情況下。
PCB敷形涂層厚度
保形涂層的厚度是決定電子設備壽命的基本要素之一。需要最小涂層厚度以實現保形涂層所需的功能或作用。如果保形涂層往往太厚,可能會對您希望對電路板提供的保護水平產生不利影響。那么,涂層厚度的重要性是什么?您如何測量 PCB 敷形涂層?是否有任何類型的涂層厚度?下面是一個清晰的解釋,涉及到 PCB 敷形涂層厚度。
9.1 保護涂層厚度的重要性
油漆是充當保護層的涂料。油漆還可以保護表面免受環境造成的損害。在執行噴漆任務時,確保使用高性能涂層至關重要。層的厚度是關鍵。它會影響您設備的性能和功能。
但是,有一個概念,保護涂層越厚(尤其是在PCB上),保護效果越好。但同樣,情況并非總是如此。較厚的保護層可能會導致紋理不均勻或由于一些外力而開始開裂。但同樣,保護涂層可確保表面不會受到外部環境的損壞。
但您需要記住,低涂層厚度(例如低于 25 μm 的涂層)可能存在風險。這可能很危險,因為介電強度可能尚未根據標準化方法進行測試。此外,超出限制的高涂層厚度很少能按預期保護 PCB。
9.2 涂層類型和典型厚度
如上所述,有幾種類型的涂層,包括一些特殊的涂層。但五個主要的基本類別是環氧樹脂(ER)、聚氨酯樹脂(ER)、丙烯酸樹脂(AR)、聚對二甲苯(XY)和硅樹脂(SR)。25-250μm(微米)是標準或典型的厚度。
這樣的厚度可以保護電路。它保護電路免受灰塵、濕氣、極端溫度和化學品的影響。
9.3 如何測量 PCB 敷形涂層
獲得具有所需厚度的涂層是一項巨大的挑戰。在 PCB 上應用保形涂層時,獲得均勻的厚度并不容易。太薄的外套是有風險的。它可能會將電子組件暴露于潛在的環境風險中。這是一個會破壞涂層本身目的的方面。
另外,太厚的外套也不合適。它可能會使 PCB 上的電子元件無法正常工作。所有這些都會使整個電子組件變得無用,并且涂層厚度需要滿足指定的質量規范。測量敷形涂層本身并不是一個任務過程。有多種測量 PCB 敷形涂層的方法。但有兩種最常見的。
首先是干法測量。在這里,在進行任何類型的測量之前,PCB 必須完全干燥,以避免損壞保形膜。在這里,您可以使用多種方法來評估涂層厚度的深度。最簡單的方法是使用卡尺。使用卡尺,您可以測量印刷電路板的寬度。
您可以通過在應用保形涂層之前記下實際尺寸來做到這一點。其次,我們稱之為濕測量。這種類型的 PCB 敷形涂層測量使設計人員能夠確保對涂層厚度進行質量控制。請記住,設計師在膠片還濕的時候就這樣做了。在這里,濕膜測量儀可以測量尚未干燥的敷形涂層。
9.4 如何確定PCB保形涂層的厚度
確定 PCB 敷形涂層的深度本身并不是一個復雜的過程。PCB 敷形涂層的平均厚度應在 1 到 5 密耳之間。但這還不是全部。設計人員可以使用多種方法來確定 PCB 敷形涂層的深度。以下是四種方法:
? 濕膜測厚儀
在這里,濕膜厚度的測量可以通過使用一系列的齒和凹口來實現。每個齒包含一個校準長度。設計師將量規直接放入濕膜中,然后將測量值乘以固體百分比。它使他們能夠得出干涂層厚度的近似值。
? 千分尺
使用這種方法,可以在 PCB 的不同位置進行測量。您必須在涂層之前和之后執行此操作。要確定層的厚度,您需要從未涂層測量值中減去固化層的寬度。之后,將其除以 2。這樣,您就可以確定板單側的厚度。這種測量 PCB 敷形涂層厚度的方法非常準確。
? 渦流探頭
在這里,使用測試探針直接測量涂層厚度。它是通過產生振蕩磁場來實現的。這種測量敷形涂層模式的理想之處在于它可以產生非常準確的厚度測量值。如果探頭在測試區域上的定位不佳,則讀數將不準確。
? 超聲波測厚儀
這是通過使用超聲波測量涂層厚度。與渦流探頭不同,此處無需使用金屬背板。厚度的計算從聲波開始從換能器傳播、穿過涂層、從板表面反彈并返回的那一刻開始。
PCB保形涂層的固化機理
考慮到電路板的長期可靠性,固化是必不可少的。有幾個值得注意的保形涂層固化機制。您將獲得更好的理解,如下所述。需要注意的重要一點是,它們中的每一個都有其主要功能。
? 干燥——干燥涉及印刷電路板的涂層,使其適合操作員處理。申請過程可能只需要幾分鐘甚至幾天的層數。這取決于很多因素。
? 氧化——這涉及通過或通過大氣中的氧氣來固化保形涂層。通常,干燥過程首先發生,因為大量的氧化固化涂料是溶劑型的。
? 水分——在此,保形涂料在固化系統中的大氣凝結中在一定的環境濕度下固化。空氣中的水分含量確實會影響固化速度。
? 熱——在這里,保形涂料在高溫下固化。在大多數情況下,除非達到所需的溫度,否則層不會開始愈合。熱固化方法的理想之處在于,與室溫固化相比,它們是最快的固化方法之一。
? 化學——另外,名稱為催化固化,它們是兩部分材料保形涂層的組合。這些組合開始反應和固化過程。一旦組合發生,就不可能停止固化過程。
? 紫外光——這些是在紫外光下固化的保形涂層。能量和波長顯著影響表面愈合的能力和速率。大多數情況下,UV 固化涂料由二次固化機制組成。固化機制確保任何在紫外線下無法固化的涂層最終都會固化。
如何覆蓋 PCB 敷形涂層
PCB 設計人員使用保形涂層覆蓋其 PCB 表面的方法有很多。以下是您可以使用的一些最常見的印刷涂層配方:
? 手動噴涂——顧名思義,這是一種將保形涂層手動噴涂到PCB 表面的方法。您可以通過氣霧劑或在噴漆房中實現手動噴涂。需要注意的是,結果可能并不完美。
? 自動噴涂– 可以使用專門的自動化或機器人設備購買自動噴涂。自動噴霧有點貴。但它產生了一些最好的敷形涂層結果。與手動噴涂相比,自動噴涂是最好的。
? 選擇性涂層——選擇性涂層使用機器人噴嘴有效地將保形涂層涂覆到印刷電路板的某些特定區域。特定表面是一種高容量方法,這意味著它準確而快速,將一層應用于電路板的確切預期位置。
? 浸漬——這也稱為飽和涂層。它是設計人員用來涂覆印刷電路板的多孔基材的涂覆工藝。它非常適合孔隙貫穿整個基板的 PCB。
? 油漆——油漆更像是一種機械粘合的表面涂層,在環境和鋼材之間提供了一層屏障膜。油漆系統涉及使用幾層圖層。此外,它是使用不同的油漆配方。所有這些都取決于您的電路板的操作環境。
判斷PCB涂層失效
如上所述,涂層保護印刷電路板。有了表面,PCB 就可以在預期的操作環境中表現良好。但是,在某些情況下,盡管經過涂層保護,電路板仍會失效。
12.1 兩種最基本的失效機制:腐蝕和絕緣損失
? 腐蝕:未受保護的電路板往往會很快腐蝕。腐蝕是導致電路板功能不佳的最大原因之一,它也可能導致電路板完全失效。銅是印刷電路板常見的基材。如果您未正確涂覆銅,則銅極易腐蝕。為了避免這種情況,您所要做的就是確保進行適當的敷形涂層。
? 絕緣損失:性能不佳的涂層可能會損壞印刷電路板表面的絕緣。水會凝結并與幾種標志性雜質結合,在印刷電路板的軌道之間形成導電通路。毫無疑問,冷凝是對您選擇使用的敷形涂層的絕緣電阻的測試。
12.2 如何防止PCB三防涂層失效
由于多種原因,PCB 敷形涂層可能會失敗。PCB 故障是一個可能導致整個涂層過程浪費時間的方面。但是如果要防止印刷電路板敷形涂層倒塌,有幾種方法可以遵循。首先,您需要確保僅將層應用到推薦的厚度。不要在印刷電路板上使用太少或太多的涂層。
其次,確保在應用大衣時,您要涂上幾層薄薄的大衣。這樣做的原因是讓氣泡在各層之間適當消散。第三,您可能希望使用您選擇使用的低粘度保形涂層。第四也是最后一點,如果您正在刷涂,則混合表面,使其非常平滑地流入基材的所有其他部分。
12.3 PCB保形涂層的可修復性
幸運的是,可以使用烙鐵修復 PCB 敷形涂層。PCB保形涂層令人印象深刻的是它的可修復功能。使用烙鐵,表面會融化,留下與板材無關的接頭。使用其他層,您可以實現材料炭化。但這是一個小問題,您必須與您的質量部門討論。
如何去除PCB保形涂層
到現在為止,您必須非常清楚與保形涂層有關的幾乎所有事情。例如,您知道它的類型、用途和厚度,僅舉幾例。現在,是時候了解其他內容了。如果您想去除或更換 PCB 上的保形涂層,是時候了解最佳去除策略了。
13.1 為什么要去除保護涂層?
在最初選擇要使用的敷形涂層材料類型期間,您需要最有效地考慮將其移除(如果需要)。去除涂層的過程會給您的 PCB 帶來破壞性影響,尤其是如果您弄錯了。
您可能必須進行 PCB 保形去除的原因有很多。例如,您可能會因為涂層材料的錯誤選擇而想要這樣做。此外,這可能是由于涂層覆蓋率不足或 PCB 設計不需要包含涂層。原因很多。
13.2 去除方法
有幾種 PCB 保形去除方法值得一提。一些最常見的包括:
? 化學溶劑法——這是在不影響電路板及其組件的情況下去除 PCB 保形。需要注意的是,沒有一種特定的溶劑適合所有應用。除了環保之外,水還必須是安全的。
? 剝離法——在這里,您需要使用多種溶劑來去除保形涂層。此過程包括用水擦拭和刷洗該區域,直到去除保形涂層。剝離可有效去除不同類型的電路板涂層。
? 加熱方法– 在這里,您必須使用極低溫的熱量作為輕輕燃燒和熔化涂層的手段。如果需要,您可能需要使用一些低溫控制工具來確保您不會損壞 PCB。不適合使用烙鐵。
? 研磨和刮削方法——這種去除敷形涂層的方法依賴于多種摩擦和刮削設備。這一切都取決于PCB涂層材料的成分。大多數人在研磨時使用牙科式刮刀和手持鉆。
? 用于去除保形涂層的微型噴砂機– 噴砂包括將精細分級的磨料噴入壓縮空氣流中,通過一些耐磨軟管并從一些您自動或手動放置在工件上的微型噴嘴噴出。您可以使用此方法去除多種涂層,例如丙烯酸、環氧樹脂、聚氨酯、聚對二甲苯和硅膠等。
如何選擇優質的PCB保形涂料
在全球范圍內,電子和電路似乎都在快速小型化。這是與 PCB 保形涂層增加有關的一個方面。如上所述,為了保護 PCB 免受極端溫度、濕氣和灰塵等的影響,需要保形涂層。但是,您如何選擇高質量的 PCB敷形涂層材料呢?對于最佳 PCB 敷形涂層材料,您需要注意哪些事項?
在選擇高質量的敷形涂層以確保獲得最佳效果時,您需要注意以下幾點:
表面必須具有出色的柔韌性
還具有低毒性水平和成本
它應該很容易返工
具有廣泛的工作溫度范圍
在高速下,它應該能夠在不產生副產品的情況下固化
必須保護電路板免受低溫/高溫和機械沖擊
它必須有很長的保質期
必須易于噴涂且具有低粘度
監管考慮
在選擇要使用的敷形涂層材料類型時,安全和大量環境問題至關重要。某些元素一旦過時,最終可能會給環境帶來一些破壞性影響。除了所有這些之外,還有幾個監管機構的任務是確保 PCB 涂層材料是環保的:
? 職業安全與健康管理局 (OSHA) – 這是美國的法定機構,其任期是確保工人安全。許多涂料是易燃的,含有高毒性,并且會散發煙霧。OSHA 確保所有從事 PCB 生產的公司都采取安全措施來保護其工人。OSHA 規定所有 PCB 制造商都為他們的工人配備個人防護設備,并且公司內有足夠的通風。
? EPA(美國環境保護署) ——在美國,所有 PCB 生產商都嚴格遵守 EPA 的要求。例如,EPA 對影響臭氧層的化學品實施了嚴格的限制。幸運的是,大多數受限制的化學品并不容易獲得,這就是為什么臭氧消耗問題似乎不是一個大問題的原因。
? CARB(加利福尼亞航空審查委員會)和其他地區法規——在盡可能長的時間內,CARB 與其他地方當局一起,不斷發揮更加突出的作用,以確保它們執行旨在保護環境的環境限制。其中一些限制包括 VOC(揮發性有機化合物)或產生煙霧的化學品。最近一個正在討論的環境話題是全球變暖潛勢(GWP)。
概括
本文就是PCB保護涂層的知識,關于PCB三防涂層你想知道的15件事。您是否正在尋找通常可以在市場上使用的最好的保形涂層印刷電路板?
如果是這樣,那么您可以聯系我們,我們可以一起討論有關PCB保護涂層的任何問題。我相信我們可以解決問題,從中學到更多的知識。
希望這篇文章對您有所幫助,到時我們會很高興的!
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