PCB电路板上防潮绝缘抗腐蚀的三防漆

三防漆(Conformal Coating)是一种涂在电路板上以形成保护膜的方法,这层保护膜通常仅是薄薄的一层(约30~210µm),它可以用来加强电子产品的防潮、防污、防尘、防化学污染的能力,也可以防止焊点及导体与空气接触而继续腐蚀的问题,可以起到屏蔽及消除某些电磁干扰,更可以起到绝缘的作用。

这种三防漆(conformal coating)涂层还有一个附加的用途,就是可以增加元器件的耐磨及耐溶剂的能力,也可以释放高低温变化时所造成的应力。

就因为三防漆(conformal coating)有这些种种的优点,所以经常被运用在一些需要暴露于极恶劣的环境下的产品,如多化学气的环境、高污染或多灰尘环境、高湿环境,极高或级低温环境中。在消费性电子产品中则经被常用来保护或绝缘一些电机产品或电子元件装置,例如马达、发电机、变压器、电磁阀开关…等。

加油站或航空飞行器上所使用的产品会被要求符合ATEX规范,涂布三防漆(conformal coating)就是其要求之一,目的是为了避免任何电子产品在特殊环境下所可能引起的短路、火花而造成火灾或是爆炸进而产生人命损失的意外。

三防漆(conformal coating)的涂布材料基本上有Silicone(矽胶、硅胶)、Acrylic(压克力)、Urethane(聚氨酯)等三种透明的原料,也有使用Epoxy(环氧树脂)的,但其为不透明材质,所以较少人使用。

三防漆(conformal coating)固化的方式可以使用室温固化及加热固化两种。

下面整理四类三防漆(conformal coating)材质的特性及注意事项:

  • Silicone材质固化后通常呈现透明且具弹性橡胶态,比较能有效防震,也可以承受较大高低温变化所产生的剧烈应力变化(-40°C~200°C)。
  • Acrylic材质固化后通常呈现透明而且坚硬的涂层,具有低吸湿性和较快的固化时间,耐磨及绝缘性佳。
  • Urethane材质固化后通常呈现透明且硬的涂层,具有优越的耐磨性和良好的防潮能力,在低温环境下的性能尤其稳定,但较不耐高温。
  • Epoxy为基质的涂层材料很坚固,通常为不透明状,具有良好的防潮及防湿能力,其防化学腐蚀和耐磨性的表现也非常好,另外Epoxy也具有良好的介电特性(dielectric properties )。

三防漆(conformal coating)涂布时的注意事项:

涂布三防漆(conformal coating)的时候,需留意避免涂布到一些后续加工时需要做电气接触,或是电路连接的零件,比如说电源插座(Power jack)、连接器(connector)的接触片,这是因为三防漆(conformal coating)为绝缘材质,附着在这些需要导电接触的元器件将会造成电性不良。

另外,扬声器(buzzer, speaker)为开放式的零件,有开孔,一旦三防漆跑到其零件内部,将会影响到弹片的振动频率进而影响到发声。

还有,LED也不可以被涂布到,否则LED的光线可能会变黯淡或是造成颜色改变的后果。

三防漆(Conformal coating) 涂布的方式大致可以分成3+1种:

      浸渍(dipping):对大型设备较经济,但是涂布后的厚度会受浸渍的温度、时间、抽出的速度、垂流的时间、是否加风刀…等因素影响。
      喷涂(spraying):对中小型设备较经济。使用喷涂的时候就像喷漆一样,涂布的均匀度取决于相对移动的速度、喷涂位置、喷涂的压力、是否有较高零件而定。另外零件底部无法喷涂到,可能需要额外处理。
      刷涂(brushing):对小型的设备较经济。涂布的时候容易因为涂布的技巧熟练度而造成涂布不均匀发生,另外也要留意毛刷掉毛的问题。零件底部也较难涂布。
      选择性涂布(Selective Coating):涂布虽然好处很多,但往往费时又费工,也可以选择有需要的部份位置涂布即可。

三防漆(Conformal coating)的检查

因为大部分的三防漆(Conformal coating)在喷涂之后都呈透明无色状,或是一层薄薄比较淡的颜色,一般很难用肉眼直接检查出喷涂的效果。因此大部分的三防漆(conformal coating)材料都会添加微量的紫外线萤光剂,这么一来只要安装紫外光(UV)检查机就可以用来检查喷涂的状况及其均匀度了。

选择三防漆(conformal coating)材质的时候还需注意其加温的条件,有些需要加高温固化,有些则只要室温就可以固化。加高温固化者通常硬度会较高,可以耐磨损,室温固化者,则具弹性优势较软。

▼使用喷涂(Spraying)方式作业时,需设备抽真空的设备,否则喷涂的物质会飘散到空气当中,影响人体的健康。

电路板上防潮绝缘抗腐蚀的三防漆-2▼喷涂作业时可以使用治具把一些不可以喷涂到的地方及零件覆盖起来,以免绝缘物质喷涂到一些需要作导电接触的地方。

电路板上防潮绝缘抗腐蚀的三防漆-3▼作conformal coating时也可以使用不残胶的贴纸黏贴于一些不可以喷涂到的零件。

电路板上防潮绝缘抗腐蚀的三防漆-4▼喷涂过的印刷电路板可以使用紫外光来演查喷涂的状况,图片中工作熊故意放了一片还没喷涂过的印刷电路板,以作为比较。

电路板上防潮绝缘抗腐蚀的三防漆-5

原文链接:http://www.researchmfg.com/2011/09/conformal-coating/

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