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三防涂层在使用过程的常见问题与解决办法
    电子产品的发展朝着智能化,轻量化的方向不断快速发展,对可靠性和安全性提出了越来越高的要求,作为电子产品的核心部件PCB,其加工工艺的要求也在不断提高。现阶段,对PCB进行清洗,涂覆三防涂层等操作已经是绝大多数产品的必备要求。三防敷型涂层(英文名:ConformalCoating),常见的其它名称有:三防漆、三防胶、保护涂料、等等;涂覆于PCB的表面,形成一层三防的保护膜(三防指的是防潮、防盐雾、防霉),用于保护PCB及其相关设备免受环境的侵蚀,同时还具有一种或多种优越的绝缘、防漏电、防震、防尘、防腐蚀、防老化、耐电晕等特殊性能。
    1、三防产品特性及应用工艺
    (1)三防漆防护作用:
    ①防止使用过程中环境的湿气对其造成的短路/漏电等失效行为
    ②防止使用过程中机械冲击或物理能量对其的伤害,延长部分元器件的疲劳寿命
    ③防止霉菌,灰尘等对其的侵蚀
    (2)三防漆防护效果:
    ①能缩减PCB上导线空间80%以上(印制线路手册)
    ②延长PCB寿命80%(BritishTelecom)
    ③降低焊盘,焊点开裂可能性80%(SwedishResearchInstitute,IVF)
    ④减少线路板上一些器件复杂、精密封装的需要
    ⑤减轻PCB重量
    (3)三防漆漆膜类型及优缺点

    (4)三防漆的去除方法
    机械方法
    机械刮擦:砂轮,砂纸,刀具,喷砂
    高温:热刀,热喷枪,电烙铁,激光
    低温:干冰,液氮
    化学方法
    溶剂;除漆剂;等离子
    2、常见三防漆工艺缺陷及建议方案
    由于三防漆的类型多样,而且产品物理特性丰富,因此在使用过程中无法固定其喷涂或者固化工艺等,所以会遇到各种各样的问题。
    2.1气泡:常见于喷涂后表面有肉眼可见的大小不一的气泡,分析其主要原因可能是由于基材表面的杂质等收到热作用后使漆膜鼓起。
    2.1.1溶剂型三防漆的气泡问题:
    a.大气泡:由于溶剂型的三防漆的固含量普遍偏低,因此在涂覆后需要时间使溶剂全部挥发。如果将涂覆后的三防漆直接送入到较高温度下的环境中加速固化,表层的溶剂快速挥发后,内层的溶剂留在漆膜中受热膨胀;还有的情况是三防漆体系粘度过高,厚度过厚,喷涂过程中产生的小气泡无法迅速释放。
    建议方案是:采用阶梯升温的方式,或者增加烘烤前自干时间;在满足防护要求的情况下尽量薄涂。
    b.小气泡:这种情况主要出现在喷涂体系粘度过高的三防漆,需在储料罐的区域设置压缩空气加压。
    建议方案是降低漆罐的气压,更换稀释剂类型或者优化炉温。
    2.1.2UV型三防漆出现气泡
    UV三防漆主要以无溶剂体系为主,但也有少量含有溶剂,一般来说喷涂后可立即进入UV固化炉固化,但适当的流平时间对漆膜的平整光滑有益。如出现气泡建议调小喷涂气压以减少空气对漆料的混合,另可直接将喷涂管进料端加入涂料产品罐中。
    2.1.3原因分析及建议方案
    (1)原因:涂料混合时搅拌过度使得空气进入,没有静置立即进行涂覆
    建议方案:静置足够时间再涂覆
    (2)原因:涂料体系粘度过高或者涂层过厚,气泡无法排出
    建议方案:控制合适粘度及膜厚
    (3)原因:烘箱加速固化温度过高,使溶剂急剧挥发
    建议方案:调整炉温曲线,采用阶梯升温方式
    (4)原因:基材表面有杂质
    建议方案:采用专业清洗剂进行清洗,干燥
    (5)原因:喷涂气压过大或喷涂距离过近
    建议方案:降低喷涂压力或提高喷涂距离
    2.2反润湿/缩边
    反润湿这种情况常见于三防漆喷涂于基材表面后,短时间内部分基材裸露。缩边这种现象主要出现在整板喷涂的边缘部位,出现类似镜框形状的现象。
    原因分析和建议方案
    (1)原因:PCBA板表面有助焊剂,脱模剂等残留杂质,导致表面清洁度差
    建议方案:采用专用的清洗剂进行表面清洗(免洗助焊剂的也要)
    (2)原因:基材表面张力过低
    建议方案:选用表面张力低于基材的三防漆,或降低基材的表面张力,具体测试方法采用达因笔,
    (3)原因:三防漆本身表面张力高
    建议方案:选择低于PCBA基材表面张力的三防漆
    2.3橘皮现象
    在喷涂固化后,涂层表面有时会出现如下图所示的不平整/凹凸的现象,像橘子皮的表面简称橘皮现象。这种现象的原因主要和流平性能相关。
    产生的原因分析及建议方案
    (1)三防漆体系粘度过高后导致短时间流平性差
    建议方案:降低粘度,保证良好流平性
    (2)原因:环境温度高导致溶剂挥发过快
    建议方案:控制合适的环境温度
    (1)原因:挥发过快
    建议方案:选择合适稀释剂
    (4)原因:涂覆后立即升温烘烤,未留出流平时间
    建议方案:待表干合适后进入高温烘烤加速固化
    (5)原因:三防漆的流平性差
    建议方案:调整三防漆的流平性
    2.4.裂缝与划痕裂缝这种现象主要出现在引脚,元器件的边缘等表面张力过大的地方。开裂的情况主要是由于干燥后漆膜内应力释放产生的,涂层和基材的热膨胀系数的差异,导致两相界面结合处产生相对位移。
    产生原因及建议方案
    (1)产生原因:涂膜刚性过高,遇到温度较低情况容易脆断
    建议方案:选用柔韧性好的三防漆
    (2)产生原因:三防漆固化后收缩率太大
    建议方案:调整三防漆的体积收缩率
    (3)产生原因:漆膜附着力差
    建议方案:提高漆膜附着力,对基材进行清洁操作
    (4)产生原因:温度的骤然升高或降低产生热应力开裂
    建议方案:选择高低温性能好的三防漆
    (5)产生原因:漆膜没有完全固化,没有达到最佳性能
    建议方案:保证有足够固化时间和固化温度,保证漆膜完全固化
    (6)产生原因:漆膜过厚
    建议方案:降低膜厚
    2.5毛细现象液体表面对固体表面的吸引力会产生毛细现象。毛细管插入浸润液体中,管内液面上升,高于管外,毛细管插入不浸润液体中,管内液体下降,低于管外的现象。PCBA上的毛细现象主要在引脚密集,元器件缝隙或未涂覆部位。
    产生原因及建议方案
    (1)原因:PCB设计不足
    建议方案:PCB设计时保证合适管脚间距或者涂覆时远离连接器
    (2)原因:三防漆粘度过低
    建议方案:提高三防漆的粘度或触变性,对连接器部分做遮蔽胶保护
    (3)原因:膜厚较高使得出胶量大
    建议方案:减少流量,做薄膜涂覆,或采用两遍喷涂法
    (4)原因:三防漆与PCB表面张力不匹配
    建议方案:选择合适三防漆使得表张低于PCB
    (5)原因:PCB表面存在污染物
    建议方案:对PCB进行清洗工艺
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