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涨知识 | 敷型三防涂层的基本知识(三)

 
       随着电子产品及其电路的不断微型化,敷型涂层产品(Conformal Coating)的应用需求直线上升。选择理想的涂层类型和涂装工艺对您的应用至关重要。敷型三防涂层产品主要是一种特殊的聚合物薄膜产品,保护电路板、元件和其它电子设备免受不利环境条件的影响。
 
       敷形涂层去除方法
 
       有时需要从电路板上去除敷形涂层,以替换损坏的部件或进行其它返工操作。去除涂层的方法和材料取决于涂层树脂种类以及面积的大小,并可能影响所需时间。引用IPC的基本方法有:
 
       1.溶剂去除:大多数敷形涂层易对溶剂敏感,但必须确定溶剂是否会损坏电路板上的其它部件。丙烯酸树脂对溶剂最敏感,因此很容易去除;环氧树脂、聚氨酯和硅酮最不敏感。聚对苯二亚甲基不能用溶剂除去。
 
       2.剥离:一些敷形涂层可以从电路板上直接剥离。这主要是一些硅树脂和柔性敷形涂层。
 
       3.加热/灼烧:一种常见的去除涂层的方法,由于板需要重新加工,只需简单地用烙铁烧穿涂层即可。这种方法适用于大多数类型的敷形涂层。
 
       4.微喷砂:微喷砂通过将软磨料和压缩空气混合来擦伤涂层,从而去除敷形涂层。该方法可用于去除小面积的敷形涂层。它是最常用的去除聚对苯二亚甲基涂层和环氧涂层的方法。
 
       5.打磨/刮擦:这种方法是将敷形涂层通过打磨去除的。对于聚对苯二亚甲基树脂、环氧树脂和聚氨酯树脂等较硬的敷形涂层,该方法更为有效。这种方法只能作为最后一种方法使用,因为可能对电路板造成严重的损伤。
 
       如果只是更换一个部件或在一个独立的区域操作,那么用烙铁将涂层烧穿是最常用的方法。如果表观上无法接受,污染问题或是组件间距过密,有涂层去除笔包装可用。
 
       权威认证
 
       认证是区分专为PCB保护设计的工程涂层与普通清漆,虫胶漆的重要方法。虽然有数十个客户标准和行业规范,但主要的两个是IPC-CC-830B和UL746E。在选择三防敷型涂层时,需索要第三方测试文件而不是声称“满足要求”。这两个标准都使用UL94标准来判断可燃性,V-0等级表示最低的可燃性。
 
       IPC-CC-830B / MIL-I-46058C: 该标准源于军用标准MIL-I-46058C,在1998年被废弃。民用版本的IPC-CC-830B几乎相同,所以一般认为如果一块板通过IPC规范,它也就通过了MIL规范,反之亦然。IPC-CC-830B是一系列的测试评判标准,一些是以通过-失败的方式,另一些提供了可以参考比较的数据:表观、绝缘电阻、UV荧光、耐霉菌、柔韧性、可燃性、湿气绝缘电阻、冷热冲击、水解稳定性。
 
       UL746E: 美国保险商实验室(UL)被认为是全球范围内可靠的安全认证机构,消费品通常需要UL认证。UL746E测试涂层电子产品的电气安全和易燃安全性能。对于电气安全,有一系列类似于IPC-CC-830B的测试,但是有一项是持续循环电流负载在涂层来测量阻隔性。易燃性测试使用UL94标准如IPC-CC-830B,该标准采用明火点燃固化涂层,并观察燃烧的持续性。一旦涂层通过ULT746E,就可以在UL注册并获得认证号。经UL746E标准认证和注册的产品可以包含UL符号(看起来像一个反向的“UR”)。为了保持注册状态,涂层每年都要重新测试。
 
       在UL94标准中,当可燃性作为主要考虑因素时,这是有利的。一些特殊涂层由于产品本身性质的原因可能不能通过整个IPC-CC-830B或UL746E,但不能说明产品存在质量问题。例如,涂在LED上的三防涂层为了防止色差而放弃UV指示性,但是这在IPC-CC-830B下会自动算做不合格。换句话说,根据定义,不可能通过IPC-CC-830B而在光谱的紫外区无荧光发射。
 
       合规性考虑
 
       当然,安全和环境方面的考虑应该始终是化学品选择和工艺设计的一部分,但是不同的监管机构使其变得更加具有挑战性,因为必须解释产品要求并符合产品技术指标。
 
       在中国,卫生健康委员会对企业员工的职业健康安全实施政府监管。许多三防漆是非常易燃的,排放的烟雾具有很高的毒性。应密切关注通风(处理易燃气体时应注意防爆)和适当的个人防护用品(个人防护设备),使操作人员的暴露部位低于安全阈值。如果不开发相应的水性涂层,可能很难避免易燃性。新型涂层已经推出,不包括甲苯、二甲苯或甲基乙基酮(MEK)等HAPs(有害空气污染物——政府对特别有毒化学品的分类)。全球化学品统一分类和标签制度(GHS -红色钻石符号)需要遵循标签规范,通常由制造商负责。确保操作人员可以随时获得安全数据表(SDS),因为它们应该与设备中的危险化学品一起使用。
 
       国际上,根据《蒙特利尔议定书》(Montreal Protocol treaty),相关的法规对消耗臭氧层的化学物质均制订了限制措施。在敷型涂层产品配方中,臭氧消耗相关的化学品基本上已经不再使用。
 
       此外,VOC(挥发性有机化合物)的排放限制、全球变暖指数(GWP)等也成为新的环境健康议题。
 
       敷型三防涂层产品的“浸涂”工艺的八项基本技巧
 
       对于考虑采用浸涂工艺来使用敷型涂层产品的工程技术人员人员,在探索应用工艺时,请记住以下常规指导原则。PCB浸涂工艺有多种方式,最基本的是手工操作,同时还有多种自动方式,例如“原始”方法(采用常规手工方法,并通过编程实现自动化)、批量式和在线式,甚至有选择性浸涂设备,可避免对敏感组件和其它隔离区域进行掩蔽的操作。不管你使用哪种方式,都应遵循以下的准则。这些都是通用规则,所以请确保进行手动操作或使用自动系统时有足够的安全意识,并在使用前充分了解所购型号三防产品的具体操作说明。
 
       1.确保PCB被彻底清洁
       施工前需要清除掉电路板上所有的助焊剂残留,油污和其它污染物,以确保在操作过程中涂料能够很好的附着和流动。不充分的清洗可能导致在污染区域出现反润湿,若器件被污染可能会出现脱层现象。
 
       2.使用定制防护盖
       很显然,所有的遮蔽必须在涂布之前完成。精确度和一致性非常关键。因此,建议在这些区域进行定制防护盖保护,以保持遮蔽单元之间的一致性,并方便操作人员使用。
 
       3.避免涂料堆积
       如果可行,使浸渍后组件的涂料流至角落,而不是沉积在器件的底部边缘。由于组件的形状、立体结构和/或组件的分布密度,这也许是不可能的。
 
       4.确定浸渍速度
       这个速度必须平稳缓慢,以确保涂料浸入待涂区域,避免组件中夹带空气。
 
       5.确定浸没停留时间
       保证足够的时间(通常少于一分钟)让涂料填满所有需要涂布的区域。
 
       6.确定提拉速度
       可能与你想象的相反,由于流体密度、粘度、表面张力以及板材表面处理的相互作用,较慢的提取速度会导致湿膜较薄。湿膜越薄,固化层越薄。
 
       7.确定固化膜厚度
       确定固化膜厚度的可接受范围,并逆向算出最佳回收率。尽可能保证涂层粘度一致。随着时间的推移,粘度的变化会影响固化膜。手动操作可能需要不定时的添加稀释剂。自动模式可以通过选择控温罐体和惰性气体保护来减少粘度波动。
 
文章来源:https://mp.weixin.qq.com/s/9l-UJ5WHqYB86Fln8iVngw