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三防漆涂层:不断演进的技术
录入时间:2018/11/13 11:45:42

作者:Phil KinnerELECTROLUBE公司

在我以前的专栏中,曾谈到三防漆涂层对环境的影响和电子组装行业在努力寻找对周围环境影响尽可能小的新材料配方——主要是水基无溶剂材料。在本期专栏里,我将采用我的同事在过往期刊所采用的一问一答的方式,尝试着回答我们的客户可能提出的关于涂层的属性、选择和应用方面的问题。此外,我希望能够对电子产品小型化所带来的问题有所帮助,关注本专栏的消费电子领域的客户的设计师和生产工程师越来越多,电子产品小型化对三防漆涂层的影响必然是他们关心的问题。言归正传,以下是我们与客户进行初步磋商时最常见的五个问题。

理想的涂层应具备什么样的性能组合?

随着电子组件面临的操作环境越来越苛刻,因此,对三防漆涂层的性能要求越来越高,所要面临的挑战也越来越大。完美的三防漆涂层能够同时在高温和低温的极端条件中保持很好的弹性,同时能够在高温下保持它的特性,不向外排气。在潮湿的环境中,组件存在被液态水溅湿的风险,因此,三防漆涂层还提供了非常好的防潮性能。它对溶剂和腐蚀性气体具有很强的抵抗力,而且可以在维修或修改涂层时很容易地把涂层去掉。最后,完美的涂层将是自动涂布的、智能的、不带电荷的涂层,和我们今天看到的完全不一样!

更重要的是,理想的涂层还应是无溶剂的,正如我在本系列以前的专栏文章中提到的,在这一领域已经取得了一些进展。一种创新的无挥发性有机物(VOC)、快速固化、高性能的双组分三防漆涂料现在可以提供选择性涂敷涂布方法。双组分(2K)无溶剂选择性涂敷工艺是一种应用广泛的技术突破,可以充分发挥三防漆涂层的所有优点。

 电路板设计是如何影响涂层材料的选择?

虽然电路板设计将决定可以使用哪些方法来涂敷涂层,但是电路板设计并不会直接影响涂层材料的选择。有些涂层材料很难在浸渍工艺中使用,这是因为它们会过早固化(例如,潮湿固化的材料和紫外线固化的材料),因此,只能说涂层的选择与电路板设计存在间接关系。

在过去十年中,使用单组分紫外线固化材料显著增多,对于许多电路板,快速固化有提高生产率的好处。但是,当电路板上有高的元件时,目前的单组分紫外线固化材料经常会遇到固化问题,这些高元件会遮挡照射的紫外光,必须根据固化高度对紫外光进行散焦,并降低光的强度和固化程度。因此,必须在紫外线固化时引进辅助固化机制——通常是一种保湿激活机制或热激活机制。

三防漆涂层通常需要哪些电气性能?

三防漆涂层会形成一层绝缘的保护层。要测试的最常见的电气参数是表面绝缘电阻(SIR),经常是在涂敷涂层之前和之后进行测量,然后将涂层暴露在恶劣条件下,以确定涂层的长期绝缘性能。涂层还应具有比较高的介电强度,介电强度的最低水平由内部走线间的间隔和相邻的走线间的电位差来决定。

在考虑电路的信号完整性时,介电性能是一个重要因素。用于这一类电路的三防漆涂料不能影响信号的完整性,选择涂层材料和确定涂层厚度时,涂层的介电常数和信号损耗是必须考虑的参数。除此之外,介电强度、击穿和耐压是要经常测量和报告的性能,设计人员才能保证元件之间有足够的距离,确定这个距离比不使用涂层材料时可以更近多少。

如何定义三防漆涂层材料最好的涂敷方法?

涂布三防漆涂层不一定要用最好的涂敷方法。为组件选择涂敷方法要取决于现有设备对于制造商、目前正在使用的涂敷工艺、涂敷需要的时间(从开始涂敷第一个单元到开始涂敷下一个单元之间的平均时间间隔),以及组件的设计。这还包括必须涂敷的电路面积和不需要涂敷的(连接器、开关等)。

最好的涂敷方法是能够保证每一块要涂布涂层的电路板都能够在所有需要保护的金属表面上涂上足够厚的涂层,使它们不受环境的影响。这些需求会随着每块电路板设计与环境而变化,而且它们一定要在生产运行之前进行测试和验证。

小型化趋势对三防漆涂层的开发会产生什么样的影响?

消费类电子产品正朝着小型化趋势发展,这将推动厚度小于12微米的超薄涂层材料的发展。这种涂层与内部的填料以及更好的案例设计相结合,能够生产出防水性能极佳的手机和其他的手持设备。

在更传统的应用领域,例如在航空航天和汽车领域,小型化带来两个问题:元件间的间距更小(导体间的距离在缩小),需要减轻电路板的重量,这会减少用来保护电路板的材料。这样做的影响是,三防漆涂层更多要起到主要用来减轻环境对电路板的影响的作用。因此,对这些涂层材料的性能要求显著提高,特别是关于抗冷凝的要求。

作者简介:Phil Kinner是Electrolube公司负责三防漆涂层业务的全球业务/技术总监。如需阅读本专栏以前的文章或与Kinner联系,请点击此链接。如需下载Kinner撰写的Electrolube公司的微电子书《印刷电路组装指南》以及《严苛环境下的三防漆涂层》,请点击此链


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