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一文读懂三防漆工艺技术

  • 作者:电子制造工艺技术
  • 发布时间:2019-09-11 09:31:34
  • 点击:13

随着消费者越来越关注产品的质量及可靠性,电子产品的智能化,轻量化程度越来越高,对PCBA的加工工艺也提出了更高的要求。生态环境的进一步恶化,粉尘,腐蚀气体对PCBA的侵蚀。以前只在军工产品等高规格产品上才使用的三防漆,也逐渐扩大到普通的大家电、小家电、智能安防等产品上。另外,新兴产业的兴起,电动汽车的充电桩,无人飞机的广泛使用,进一步扩大了三防漆的使用范围。目前,PCBA上涂覆三防漆做防护已经成为了一个大趋势。

三防漆的作用与特点


一、什么是三防漆,三防漆是哪三防?

三防漆是一种特殊配方的涂料,用于保护线路板及其相关设备免受环境的侵蚀。三防漆具有良好的耐高低温性能;其固化后成一层透明保护膜,具有优越的绝缘、防潮、防漏电、防震、防尘、防腐蚀、防老化、耐电晕等性能。

三防漆在电子制造业中有着较广泛的应用,市场上也有丙烯酸、聚氨酯等多种不同成分的三防漆,三防漆也叫PCB电子线路板保护油、防护油、电子防水胶、线路板披覆油、电路板防潮漆、三防涂料、绝缘漆、防腐蚀漆、防盐雾漆、防尘漆、保护漆、披覆漆、三防胶等。那么究竟三防漆是哪三防呢?应该说没有严格意义上的定义,“三”字取古文“多”的意思,即多方位防护的用意,日常应用中三防漆基本的作用是具有防水、防潮、防尘“三防”性能,另外兼有耐冷热冲击、耐老化、耐辐射、耐盐雾、耐臭氧腐蚀、耐振动、柔韧性好、附着力强等性能,因其技术含量低,价格低廉,在中低端产品中应用比较广泛。

二、三防漆的作用

三防漆是一种特殊配方的涂料,用于保护线路板及其相关设备免受坏境的侵蚀,从而提高并延长寿命,确保使用的安全性和可靠性。在现实条件下,如化学环境(燃料、冷却剂等)、震动、高尘、盐雾、潮湿与高温等,线路板可能产生腐蚀、软化、变形、霉变等问题,导致线路板电路出现故障。三防漆涂覆于线路板的外表,形成一层柔韧膜,厚度约为50-100微米。它可在相对恶劣的条件下保护电路免受损害。

三、三防漆特点

1.单组份、低粘度树脂,适用于刷涂、喷涂、浸涂、淋涂等多种工艺,有较好的附着力。

2.具有良好的耐高低温性能;其固化后成一层透明保护膜,具有绝缘、防潮、防漏电、防震、防尘、防腐蚀、防盐雾、防霉、防老化、耐电晕等性能。

四、三防漆的用途

三防漆覆于线路板的外表,形成一层50-100微米厚的膜。它可在诸如含化学物质(例如:燃料、冷却剂等)、震动、湿气、盐雾、潮湿与高温的情况下保护电路免受损害。在这些条件下线路板可能被腐蚀、霉菌生长和产生短路等,导致未使用三防漆的电路出现故障。

三防漆在日常应用主要用于:彩电、冰箱、洗衣机、微波炉、空调机、电话机、电热水器等普通家电电子产品集成电路的保护,具有附着力强、防水、防雷、防锈、防腐蚀等性能,可大提高家电产品的性能稳定性。

五、三防漆的工艺要求

(1)三防漆施工工艺

1、刷涂——最简单的三防漆工艺,可在平滑的表面上产生出极好的涂覆效果。

2、喷涂——喷涂法是业界最常用的涂敷方法,又分为机器自动喷涂和手工喷涂两种。机器喷涂,实现自动上料,节省人工及材料成本,提高生产效率,保证产品一致性,产品质量,表面喷涂效果。

3、浸涂——浸涂可确保完全的覆膜,且不会造成因过度喷涂而导致的材料浪费。

4、选择性涂覆着膜——涂覆准确且不浪费材料,适用于大批量的覆膜,但对涂覆设备的要求较高。最适用于大批量的覆膜。使用一个编制好的XY表,可减少遮盖。PCB板喷漆时,有很多接插件不用喷漆。贴胶纸太慢而且撕的时候有太多残留的胶,可考虑按接插件形状、大小、位置,做一个组合式罩子,用安装孔定位。罩住不用喷漆部位。

(2)操作时注意事项

1、清洁和烘板,除去潮气和水分。须先将欲涂物件表面的灰尘,潮气和油污除净,以便其充分发挥其保护效能。彻底的清洗可确保腐蚀性的残余物被完全清除,并使三防漆很好地粘着在线路板表面。烘板条件:60°C,10-20分钟,在烘箱中取出后趁热涂敷效果更佳;

2、用刷涂的方法涂覆三防漆时,刷涂面积应比器件所占面积大,以保证全部覆盖器件和焊盘;

3、刷涂三防漆时线路板尽量平放,刷涂后不应有滴露,刷涂应平整,也不能有裸露的部分,0.1-0.3mm之间为宜。

4. 在刷涂和喷涂三防漆之前,保证稀释后的三防漆充分搅拌,并在刷涂或喷涂之前,放置2小时。使用高品质天然纤维刷,在室温情况下轻轻刷涂浸涂。如使用机械,应测量涂料的粘度(用粘度剂或流量杯),可使用稀释剂调整粘度。

5.线路板组件应垂直浸入涂料糟中。连接器不要浸入,除非经过仔细遮盖,线路板应浸入1分钟,直至气泡消失,然后缓慢拿出。线路板表面会形成一层均匀膜层。应让大部分涂料残留物从线路板上流回浸膜机。线路板或元器件浸入速度不宜太快,以免产生过多气泡。

6.浸涂结束后再次使用时,若表面有结皮现象,将表皮除去,可继续使用。

7.刷涂后将线路板平放在支架上,准备固化,需要用加热的方法是涂层加速固化。如果涂层表面不平或含有气泡,在放入高温炉内固化应在室温下多放置些时间以便让溶剂闪蒸出来。

(3)操作环境要求

1.涂覆三防漆要在单独的密闭房间进行,操作间一定有良好的通风设施。

2.操作间禁止吸烟、饮食、饮水,工作前不要引用酒精性饮料。

3.操作时要戴好口罩或防毒面具、橡胶手套、化学防护眼镜等防护器具,以免伤害到身体。

4.工作完毕后,要及时清洗用过的器皿,整理、檫试工具和设备,并将装有三防漆的容器盖盖严。

5.工作场所应清洁无尘,无粉尘飞扬,并禁止无关人员进入。

6.工具和设备要充分接地,并做好静电防护措施。

7.操作时不要将线路板重叠放置;PCB板要水平放置。

8.每批次原料在使用前,应做小样固化试验。

(4)不可涂覆三防漆的地方

1.大功率带散热面或散热器元件、功率电阻、功率二极管、水泥电阻。

2.拨码开关、可调电阻、蜂鸣器、电池座、保险座(管)、IC座、轻触开关。

3.所有类型插座、排针、接线端子及DB头。

4.插式或贴式发光二极管、数码管。

5.其他由图纸规定的不可使用绝缘漆的部分及器件。

6. 线路板板卡的螺丝孔不能刷涂三防漆。

(5)涂覆过三防漆的PCB板要求

1.线路板表面不能有流漆、滴漏现象,不可有半润湿现象。

2.三防漆层应平整、光亮,薄厚均匀,将焊盘、贴式元件或导体表面保护好。

3.漆层表面不能有桔皮形、气泡、针孔、波纹现象。

4.不需要防护的器件或元件上不需刷涂三防漆。

5.三防后的印制板应干净、整洁,没有元器件损伤现象。

6.板面和元器件上没有污物、手印、波纹、缩孔、灰尘等缺陷和外来物,无粉化、无起皮现象。

六、三防漆与PCB纳米涂层的区别


尽管三防漆也具有诸多特点和优点,能使电子产品具有防潮、防漏电、防震、防尘等性能,但随着科技的发展和人们物质生活的日益提高,消费者对产品的品质提出了更多的要求,人们不再需要一款简单粗暴的三防产品,而是要符合更多的环保、健康、轻质等方面的需求,相关国家和经济体监管力度也有了提升,准入门槛提高,使用低端物料生产低品质产品的制造企业面临更大的生存挑战,越来越多的高端制造业意识到这一点,并且不断的投入研发,提升品质,开始使用更高级更前沿的物料和技术,纳米防潮防腐蚀涂层就是PCB防水防潮防盐雾腐蚀材料的先进代表,纳米涂层不仅具有三防漆基本的防护特性,还解决了一些三防漆不能解决的问题,大幅提升了防护和环保性能,纳米防潮涂层作为PCB纳米涂层的行业先行者始终引领市场方向,产品已获得国内多家上市公司测试通过。

三防漆使用过程中常见问题与解决办法大全

三防漆在使用的过程中也暴露出一些问题,或是由于工艺,或是由于产品本身的属性决定的。

1、气泡

当三防漆出现气泡的情形时,我们先要了解三防漆的类型,三防漆的黏度和厚度,涂覆、固化设备,涂覆的工艺。

溶剂型的三防漆出现大气泡,主要是由于炉温太高¬,表层快速结皮,太多的溶剂留在漆膜中,表层之下的溶剂快速挥发导致,或是三防漆黏度过高,厚度过厚,气泡无法迅速释放。出现这种大气泡解决的办法是:优化炉温曲线,降低炉温曲线爬坡坡度;增加固化前流平溶剂挥发量,如增加烘烤前自干的时间;涂覆时减小胶量,如减少重叠涂覆区域。

溶剂型的三防漆出现小气泡,主要出现在压缩空气式漆罐涂覆方式,解决的办法主要考虑降低漆罐的气压,或是更换稀释剂类型,其次考虑固化炉温与固化前流平溶剂挥发量的因数。

UV三防漆出现气泡,UV三防漆大多不含溶剂或含少量溶剂,但是流平挥发仍然很有必要,而且不建议用压缩空气式漆罐和雾化涂覆,建议采用膜泵,以减少空气被压入漆料中,另外,建议加完漆料后静置1小时。

2. 发白

三防漆涂膜含有水份或其它液体,涂膜颜色比原来较淡白,涂膜呈现白雾状。产生的原因主要有:

(1)板材含水率过高,日久水份挥发积留于漆膜中导致发白;

(2)环境湿度过高;

(3)PCBA表面、容器、三防漆中混有水分;

(4)稀释剂挥发太快。

解决的办法主要有:

(1)板材施工前要经过干燥处理,控制板材的含水率

(2)三防漆涂覆不要一次性厚涂;

(3)不要在湿度高时施工,如必须可加入适当慢干溶剂

(4)PCBA表面要清洁干净,不要沾上水分;

(5)三防漆、容器中不要混入水分。

3、分层

三防漆出现分层的现象,主要出现在元器件和阻焊层上。

在整个PCBA的生产流程中,涂覆三防漆是最后一个工序,大多数需要涂覆三防漆的PCBA都是不清洗的,板上会有很多化学残留,比如阻焊剂成分里含有添加剂,用来改善表面质量(如美化修饰、增加耐磨性、增加润湿性等等),这些添加剂会对三防漆涂层产生兼容性影响。主要的办法是考虑清洁板子,减小膜厚。至于移除保护时造成的分层,是由于三防漆附着力较差,建议涂层达到指触干燥时(涂层仍柔软)去除保护。    

4、桔纹

三防漆出现桔纹的现象,是因为强迫干燥而产生的。

解决的办法主要是检查生产环境,如温湿度;减小固化前流平挥发区域的排放量;降低三防漆粘度;减小炉温曲线爬坡坡度;使用挥发速度较慢的稀释剂。

5、裂缝与划痕

三防漆出现裂缝主要是因为膜厚过厚,在引脚,元器件边缘等表面张力过大的地方。

解决的办法是减少膜厚,优化炉温曲线,炉温不能过高,让漆膜缓慢干燥、固化,以达到最佳的性能。划痕来自于涂覆过程中的制具或机械的划伤。应在涂覆干燥过程中以及包装的过程中格外注意。

6、毛细现象

三防漆产生毛细现象来自于以下几个方面:

1.板子设计时小间距管腿连接器;

2.过于苛刻的涂覆要求;

3.三防漆黏度过低;

4.三防漆流量过大;

5.底材与三防漆的表面张力不合适。

解决的办法是:

1涂覆区域与连接器距离增加;

2在连接器周围使用遮蔽胶形成围栏;

3使用黏度更高的三防漆;

4降低膜厚;

5清洗板

由于多方面的原因导致电路板在涂覆时出现一种或者多种覆盖缺陷,要具体问题具体分析,逐一解决。

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