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在PCB(印刷電路板)組裝流程中,確保電路板在組件焊接完畢且準(zhǔn)備投入使用前得到充分保護(hù)至關(guān)重要。這一保護(hù)流程的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一便是應(yīng)用保形涂層。
什么是保形涂層?
保形涂層,即在PCB表面添加的一層薄薄的多晶薄膜,用于保護(hù)電路板及其組件。它猶如一道屏障,有效抵御環(huán)境中的各類污染物侵襲。保形涂層主要通過噴涂、浸漬或手工涂繪等方式施加,常見的材料有丙烯酸樹脂、硅、環(huán)氧樹脂或聚氨酯等。
為何需要保形涂層?
保形涂層的應(yīng)用原因多樣,但最為核心的是保護(hù)電路板及其組件免受腐蝕或電氣故障。此外,它還能提供出色的絕緣保護(hù),使得導(dǎo)體間距得以更加緊密。
除了基本的保護(hù)功能,保形涂層還能增強(qiáng)介電導(dǎo)體間的強(qiáng)度,特別是丙烯酸保形涂層,其最小介電強(qiáng)度高達(dá)1100伏特。這意味著涂層堅(jiān)韌不易碎裂,能提供強(qiáng)大的絕緣與保護(hù),從而能在更高的電壓梯度下穩(wěn)定工作。
對(duì)于追求耐用、可靠及長(zhǎng)壽命電路板的用戶而言,PCB保形涂層無(wú)疑是不可或缺的選擇。
哪些行業(yè)依賴保形涂層?
在PCB組裝過程中,保形涂層應(yīng)被視為標(biāo)準(zhǔn)化的必要環(huán)節(jié),尤其在軍事、汽車、航空航天、自動(dòng)化、醫(yī)療保健及綠色能源等領(lǐng)域,這些行業(yè)對(duì)PCB的保護(hù)要求極為嚴(yán)格。這主要源于它們所處環(huán)境的惡劣以及設(shè)備在整體運(yùn)作中的重要性。
隨著行業(yè)的發(fā)展與需求的增長(zhǎng),保形涂層也被廣泛應(yīng)用于日常電子產(chǎn)品中。但總體而言,它更多地被用于高端、特定領(lǐng)域的產(chǎn)品,如上述行業(yè)所生產(chǎn)的產(chǎn)品。
保形涂層的類型有哪些?
多種不同類型的保形涂層適用于不同材料。深圳市維動(dòng)智芯科技有限公司常用的類型包括丙烯酸和UV固化涂料。
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丙烯酸涂料:因其易用性、室溫下易干燥的特性而廣受歡迎。丙烯酸涂料能提供出色的防霧、防塵、防潮保護(hù),以及寬泛的工作溫度范圍。同時(shí),其出色的附著力也使其在行業(yè)中備受青睞。然而,在化學(xué)腐蝕(如燃料)防護(hù)方面,丙烯酸涂料并非最佳選擇。
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聚氨酯涂料:在惡劣條件下表現(xiàn)出色,能提供卓越的防化學(xué)腐蝕保護(hù)。聚氨酯保形涂料常用于電機(jī)、變壓器和發(fā)電機(jī)等需在惡劣和高溫條件下工作的設(shè)備,常見于軍事或航空航天工業(yè)。盡管聚氨酯涂料堅(jiān)固耐用,但其固化時(shí)間較長(zhǎng)。
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混合涂層:由多種不同化學(xué)基礎(chǔ)組合而成,以滿足特定應(yīng)用需求。例如,聚氨酯可與有機(jī)硅結(jié)合,以提高其在高溫下的耐受力?;旌贤繉油哂腥軇┬吞匦?,并提供標(biāo)準(zhǔn)硅涂層所不具備的額外優(yōu)勢(shì),如增強(qiáng)的耐溫性和高耐化學(xué)性。
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硅膠涂層:因其能承受溫度的劇烈波動(dòng)而具有出色的靈活性,能在一系列惡劣環(huán)境中提供良好保護(hù)。同時(shí),硅膠涂層還具備優(yōu)異的介電強(qiáng)度,可作為電路板的優(yōu)質(zhì)絕緣體。然而,在防腐蝕或防潮保護(hù)方面,其性能可能不如其他同類產(chǎn)品。
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水性涂料:安全環(huán)保,低氣味、低VOC排放,有助于實(shí)現(xiàn)排放目標(biāo)。水性涂料基于丙烯酸和聚氨酯,提供類似性能。由于使用水替代大部分溶劑,這種涂料提高了環(huán)境和操作人員的安全性。
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UV固化涂料:固化速度極快,單層涂料在紫外線照射下即可迅速固化。雖然使用專業(yè)噴涂設(shè)備噴涂效果更佳,并能為電路板提供良好的化學(xué)保護(hù),但由于其固化特性,去除和柔韌性方面可能受限。
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2K涂層:將樹脂特性融入三防漆工藝中,以實(shí)惠價(jià)格實(shí)現(xiàn)高性能。同時(shí),為在惡劣環(huán)境中使用的電路板提供高水平的防潮保護(hù)。
保形涂層如何應(yīng)用與固化?
正確涂覆和固化保形涂層至關(guān)重要。即使選擇了最佳的涂層,若應(yīng)用與固化不當(dāng),電路板也無(wú)法獲得充分保護(hù)并發(fā)揮高性能。
保形涂層的應(yīng)用方法多樣,包括刷涂、氣霧劑噴涂、浸漬和選擇性涂布等。刷涂需精確操作以避免過度涂抹;氣霧劑噴涂經(jīng)濟(jì)便捷,但需在干凈、通風(fēng)良好的環(huán)境中進(jìn)行,并避免搖晃氣霧劑以減少氣泡產(chǎn)生;浸漬和選擇性涂布則更為準(zhǔn)確,但前者可能耗時(shí)較長(zhǎng),且需事先遮蔽不想覆蓋的區(qū)域。
保形涂層的固化方法因涂層類型而異。常見的固化方式是加熱以加速溶劑蒸發(fā)。對(duì)于紫外線保形涂料,則需在固化過程中使用紫外線引發(fā)化學(xué)反應(yīng),實(shí)現(xiàn)快速固化。濕氣固化涂料則需利用大氣中的水分進(jìn)行固化,可通過加濕器等設(shè)備加速這一過程。
保形涂層的標(biāo)準(zhǔn)與測(cè)試
在整個(gè)行業(yè)中,保形涂層的檢驗(yàn)和測(cè)試需遵循一定標(biāo)準(zhǔn),尤其在航空航天和軍事等領(lǐng)域更為重要。這些標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試通常要求涂有指定保形涂層的平板暴露在潮濕和各種溫度下,以評(píng)估其性能。
軍事行業(yè)有其特定的標(biāo)準(zhǔn)(如MIL-I-46058C),盡管該標(biāo)準(zhǔn)已不再用于新設(shè)計(jì),但仍是軍事工業(yè)的要求之一。而IPC CC-830則是MIL的替代方案,無(wú)需使用獨(dú)立實(shí)驗(yàn)室,且產(chǎn)品不會(huì)在流程結(jié)束時(shí)獲得合格產(chǎn)品清單(QPL)。國(guó)際電工委員會(huì)(IEC 61086)的要求與MIL類似,但測(cè)試產(chǎn)品不保持QPL。
此外,UL94V0是針對(duì)保形涂層的可燃性測(cè)試,評(píng)分范圍為V-0至V-2。V-0為最高分類,表示燃燒時(shí)間最短。除了可燃性測(cè)試外,UL746E還針對(duì)介電擊穿材料進(jìn)行測(cè)試,以確保產(chǎn)品可安全用于需要滿足UL安全標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用中。
如何測(cè)試保形涂層?
為確保電路板獲得必要的保護(hù),需在一系列條件下對(duì)涂有保形涂層的電路板進(jìn)行測(cè)試。測(cè)試可分為基本測(cè)試和高級(jí)測(cè)試兩類?;緶y(cè)試關(guān)注電氣性能和濕度測(cè)試;而高級(jí)測(cè)試則在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步測(cè)試電路板的柔韌性、附著力等特性。
濕度測(cè)試對(duì)于確保電路板免受腐蝕至關(guān)重要;柔韌性測(cè)試則檢查電路板是否具有一定的柔韌性,以防止涂層在固化過程中或之后開裂或損壞。附著力測(cè)試也是關(guān)鍵一環(huán),交叉影線測(cè)試是評(píng)估涂層與電路板附著力的有效方法。此外,還可將電路板暴露在腐蝕性氣體或水中進(jìn)行測(cè)試,以評(píng)估保形涂層的保護(hù)效果。同時(shí),還需對(duì)電路板進(jìn)行熱循環(huán)或熱沖擊測(cè)試以及電氣特性測(cè)試,以確保其能在各種極端條件下穩(wěn)定工作并具有良好的介電強(qiáng)度。