隨著PCBA電路板電子元器件的尺寸越來(lái)越小,密集度越來(lái)越高;器件之間及器件的托高高度(與PCB間的間距/離地間隙)也越來(lái)越小,環(huán)境因子對(duì)PCBA的影響作用也越來(lái)越大,因此我們對(duì)電子產(chǎn)品PCBA的可靠性提出了更高的要求。PCBA電路板三防漆可有效的達(dá)到絕緣、防潮、防漏電、防震、防塵、防鹽霧等等保護(hù)效果,從而提高線路板的可靠性,增加其安全系數(shù),并有效延遲使用壽命。
PCBA電路板三防漆廣泛應(yīng)用于高科技領(lǐng)域,如汽車(chē)、家電、軍工電子、航天、醫(yī)療電子等等的高端線路板,可使PCBA電路板提高產(chǎn)品品質(zhì),有效大幅度降低返修情況。
另外,新興產(chǎn)業(yè)的興起,電動(dòng)汽車(chē)的充電樁,無(wú)人飛機(jī)的廣泛使用,進(jìn)一步擴(kuò)大了三防漆的使用范圍。目前,PCBA上涂覆三防漆做防護(hù)已經(jīng)成為了一個(gè)大趨勢(shì)。
三防漆用于保護(hù)PCBA線路板及其相關(guān)設(shè)備免受環(huán)境的侵蝕。三防漆涂覆工藝是生產(chǎn)中一個(gè)必需的工序環(huán)節(jié),而不是“錦上添花”,其功能主要是提升產(chǎn)品的可靠性,尤其是在惡劣的運(yùn)行環(huán)境下。
涂覆的三防漆可保護(hù)電子產(chǎn)品免受外部因素的影響,例如極熱、潮濕、水分和灰塵。同時(shí)還可以保護(hù)電子產(chǎn)品免受內(nèi)部因素的影響,例如腐蝕、晶須生長(zhǎng)和系統(tǒng)內(nèi)短路等問(wèn)題??傊?,三防漆相當(dāng)于一層絕緣層,確保不同元件可以正常運(yùn)行,避免PCB提早失效。
隨著工業(yè) 4.0對(duì)自動(dòng)化技術(shù)的要求不斷提升,整個(gè)行業(yè)的重心從提供適當(dāng)?shù)耐扛苍O(shè)備逐漸轉(zhuǎn)向解決整個(gè)敷形涂覆工藝的問(wèn)題。
電路板三防漆涂覆工藝的注意事項(xiàng)及要點(diǎn)
根據(jù)IPC-A-610E(電子組裝檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn))的要求及工廠規(guī)定,主要有在以下幾個(gè)方面:
噴漆準(zhǔn)備:對(duì)待噴涂的PCB進(jìn)行外觀檢查,若板面有明顯手印、污跡等外觀不良,則須用清洗劑清洗干凈并待清洗劑徹底揮發(fā)后才能進(jìn)入下一道工序。
一、涂覆PCBA三防漆有哪些操作要求?
1、三防工作要在單獨(dú)的房間進(jìn)行,但不可完全密閉,一定有良好的通風(fēng)設(shè)施。
2、操作間禁止吸煙、飲食、飲水,工作前不要飲用酒精性飲料。
3、操作時(shí)要戴好口罩或防毒面具、橡膠手套、化學(xué)防護(hù)眼鏡等防護(hù)器具,以免傷害到身體,這也取決于所選擇的三防漆產(chǎn)品,如果是含苯類(lèi)產(chǎn)品則要十分注意防護(hù)和防火,而如果是TIS-NM環(huán)保三防漆類(lèi)產(chǎn)品,則安全性高很多,也不會(huì)有燃燒的風(fēng)險(xiǎn)。
4、工作完畢后,要及時(shí)清洗用過(guò)的器皿,整理、檫試工具和設(shè)備,并將裝有三防漆的容器蓋蓋嚴(yán)。
5、工作場(chǎng)所應(yīng)清潔無(wú)塵,無(wú)粉塵飛揚(yáng),并禁止無(wú)關(guān)人員進(jìn)入。
6、工具和設(shè)備要充分接地,并做好靜電防護(hù)措施。
7、操作時(shí)不要將PCBA重疊放置;PCB板要水平放置。
8、每批次原料在使用前,應(yīng)做小樣固化試驗(yàn)(3—5PCS)。
9、清潔和烘板,除去潮氣和水分。須先將欲涂物件表面的灰塵,潮氣和油污除凈,以便其充分發(fā)揮其保護(hù)效能。徹底的清洗可確保腐蝕性的殘余物被完全清除,并使三防漆很好地粘著在線路板表面。烘板條件:60°C,10-20分鐘,在烘箱中取出后趁熱涂敷效果更佳。
10、刷涂時(shí)板盡量平放,刷涂后不應(yīng)有滴露,刷涂應(yīng)平整,也不能有裸露的部分,0.1-0.3mm之間為宜。
11、在刷涂和噴涂之前,保證稀釋的產(chǎn)品充分?jǐn)嚢?,并在刷涂或噴涂之前,放?小時(shí)。使用高品質(zhì)天然纖維刷,在室溫情況下輕輕刷涂浸涂。如使用機(jī)械,應(yīng)測(cè)量涂料的粘度(用粘度劑或流量杯),可使用稀釋劑調(diào)整粘度。
12、線路板組件應(yīng)垂直浸入涂料槽中。連接器不要浸入,除非經(jīng)過(guò)仔細(xì)遮蓋,線路板應(yīng)浸入1分鐘,直至氣泡消失,然后緩慢拿出。線路板表面會(huì)形成一層均勻膜層。應(yīng)讓大部分涂料殘留物從線路板上流回浸膜機(jī)。TFCF有不同的涂覆要求。線路板或元器件浸入速度不宜太快,以免產(chǎn)生過(guò)多氣泡。
13、浸涂結(jié)束后再次使用時(shí),若表面有結(jié)皮現(xiàn)象,將表皮除去,可繼續(xù)使用。
14、刷涂后平放在支架上,準(zhǔn)備固化,需要用加熱的方法是涂層加速固化。如果涂層表面不平或含有氣泡,在放入高溫爐內(nèi)固化應(yīng)在室溫下多放置些時(shí)間以便讓溶劑閃蒸出來(lái)。
二、涂覆PCBA三防漆有哪些技術(shù)要求?
1、刷三防漆保護(hù)須在PCBA組裝前經(jīng)測(cè)試、檢驗(yàn)合格并徹底清潔干凈后進(jìn)行。
2、使用的毛刷要保持清潔,禁止再用于其他作業(yè);毛刷涂漆時(shí)要注意不要滴漏到不需涂漆的部分;使用后的毛刷要用稀料等清洗干凈。
3、涂覆層要透明,并且均勻覆蓋PCB板和組件,色澤和稠度均勻一致。
4、工藝步驟為: 涂刷A面→表干→涂刷B面→室溫固化
5、噴涂厚度: 噴涂厚度為0.1mm—0.3mm(干膜厚度一般為30-100UM)
6、所有涂覆作業(yè)應(yīng)不低于16℃及相對(duì)濕度低于75%的條件下進(jìn)行。PCB作為復(fù)合材料會(huì)吸潮,如不去潮,三防漆不能充分起保護(hù)作用,預(yù)干、真空干燥可去除大部分濕氣。
厚度的測(cè)試方法:
1、干膜厚度測(cè)量工具:a千分尺(IPC-CC-830B);b干膜測(cè)厚儀(鐵基)
圖a千分尺 圖b干膜儀
2、濕膜測(cè)厚:可以通過(guò)濕膜測(cè)厚儀得出濕膜的厚度,然后通過(guò)膠水固含量的占比計(jì)算得出干膜的厚度。
許多電路板在選擇性涂敷后進(jìn)行橫截面檢查,以確保三防漆的覆蓋和厚度達(dá)到要求。
三、涂覆PCBA三防漆有哪些注意事項(xiàng)?
1、三防漆超過(guò)保質(zhì)期,禁止使用。
2、存儲(chǔ)容器開(kāi)封后應(yīng)密閉保存。
3、禁止把使用剩余的三防漆倒回原存儲(chǔ)容器內(nèi),要分開(kāi)密閉保存。
4、長(zhǎng)時(shí)間(大于12小時(shí))未開(kāi)啟工作間或存儲(chǔ)間,應(yīng)通風(fēng)15分鐘后再進(jìn)入。
5、不慎濺入眼睛應(yīng)立即翻開(kāi)上下眼瞼,用流動(dòng)清水或生理鹽水沖洗干凈,然后就醫(yī)處理。
6、刷涂時(shí)如感覺(jué)不適,應(yīng)迅速離開(kāi)作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)至空氣新鮮處,呼吸困難時(shí)給予輸氧,然后就醫(yī)處理。
四、PCBA哪些元器件不能涂覆三防漆?
1、大功率帶散熱面或散熱器組件、功率電阻、功率二極管、水泥電阻。
2、撥碼開(kāi)關(guān)、可調(diào)電阻、蜂鳴器、電池座、保險(xiǎn)座(管)、IC座、輕觸開(kāi)關(guān)。
3、所有類(lèi)型插座、排針、接線端子及DB頭。
4、插式或貼式發(fā)光二極管、數(shù)碼管。
5、其他由圖紙規(guī)定的不可使用絕緣漆的部分及器件。
6、PCBA板卡的螺絲孔不能刷涂三防漆。
五、涂覆PCBA三防漆有分哪幾個(gè)區(qū)域?
1、不能被涂敷的區(qū)域:
①需要電氣連接的區(qū)域,如金焊盤(pán)、金手指、金屬通孔、測(cè)試孔;
②電池及電池固定架;
③連接器;
④保險(xiǎn)絲及外殼;
⑤散熱裝置;
⑥跳線;
⑦光學(xué)裝置的鏡頭;
⑧電位計(jì);
⑨傳感器;
⑩沒(méi)有密封的開(kāi)關(guān);
?會(huì)被涂層影響性能或操作的其它區(qū)域。
2、必須涂敷的區(qū)域:
所有焊點(diǎn)、管腳、元器件導(dǎo)體部分。
三防漆涂覆工藝的常見(jiàn)問(wèn)題及解決方法
一、三防膠常見(jiàn)工藝問(wèn)題分析之氣泡
常見(jiàn)的氣泡類(lèi)型:
1、直徑大于300微米的大氣泡
2、直徑小于300微米的小氣泡
3、大小氣泡同時(shí)出現(xiàn)
如何解決氣泡?
首先需要了解:涂覆線的所有工藝;三防漆的類(lèi)型;三防膠的黏度和厚度;使用的涂覆設(shè)備;固化設(shè)備;板子的設(shè)計(jì)。
典型的溶劑型涂覆線:
選擇性涂覆設(shè)備(1m2)+流平揮發(fā)傳送帶(1m2)+4m 紅外固化爐(如果是UV膠,UV爐1m)溶劑的揮發(fā)/紅外固化
溶劑隨著溫度的升高揮發(fā)速度加快。
以下情況能產(chǎn)生氣泡:太多的溶劑留在漆膜中;爐溫太高---表層快速結(jié)皮;三防膠黏度過(guò)高,氣泡無(wú)法迅速釋放;三防膠厚度過(guò)厚,氣泡無(wú)法迅速釋放;流平揮發(fā)區(qū)域排風(fēng)過(guò)大;流平揮發(fā)區(qū)域排風(fēng)過(guò)小。
因此建立正確的爐溫曲線非常重要。以下是一個(gè)典型的溶劑型三防膠的固化爐溫曲線:
怎么辦?
板子1過(guò)正常流程;板子2室溫下自干。
表干后比較兩塊板子,如果氣泡出現(xiàn)在:
只有板子1,應(yīng)該是固化時(shí)產(chǎn)生;
板子1和2,應(yīng)該是涂覆時(shí)產(chǎn)生;
只有板子2,從未發(fā)現(xiàn)過(guò)此種情況。
另外,氣泡的位置同樣很重要(與板子設(shè)計(jì)有關(guān))。
解決:
大氣泡=溶劑沸騰
優(yōu)化爐溫曲線,降低爐溫曲線爬坡坡度;增加固化前流平溶劑揮發(fā)量;涂覆時(shí)減小膠量,如減少重疊涂覆區(qū)域。
小氣泡=壓縮空氣式漆罐涂覆方式
降低漆罐的氣壓;降低固化爐溫;增加固化前流平溶劑揮發(fā)量;更換稀釋劑類(lèi)型。
三防膠的氣泡
二、三防膠常見(jiàn)工藝問(wèn)題分析之裂紋
因?yàn)槟ず襁^(guò)厚引起的裂紋
因?yàn)橹竸埩粼斐傻牧鸭y
如何解決裂紋?
優(yōu)化爐溫曲線,爐溫不能過(guò)高;確認(rèn)涂層已經(jīng)完全固化,以達(dá)到最佳的性能;減小膜厚;清洗板子,尤其是焊點(diǎn)周?chē)?/span>
三、三防膠常見(jiàn)工藝問(wèn)題分析之起皮
元器件上的分層
阻焊層上的分層
阻焊層與三防膠涂層的兼容性
阻焊劑的成分里含有添加劑,用來(lái)改善表面質(zhì)量(如美化修飾、增加耐磨性、增加潤(rùn)濕性等等)這些添加劑可能會(huì)對(duì)三防膠涂層產(chǎn)生兼容性影響。
阻焊層修飾
明亮的修飾=阻焊層沒(méi)有被正確處理=表面質(zhì)量不一致
表面能量:達(dá)因筆
使用方法:
把達(dá)因筆裝滿墨水,測(cè)試范圍32-44達(dá)因/cm
建議最小能量:38達(dá)因/cm,以獲得較好的潤(rùn)濕效果和附著力
42達(dá)因/cm:失敗
38達(dá)因/cm:成功
因保護(hù)造成的分層
移除保護(hù)時(shí)造成分層,漆層附著力較差。
建議涂層達(dá)到指觸干燥時(shí)(涂層仍柔軟)去除保護(hù)。
如何消除分層
減小膜厚;減小爐溫升溫速度。
四、三防膠常見(jiàn)工藝問(wèn)題分析之污染
污染有兩種:離子型和非離子型
脫模劑污染:
助焊劑殘留:
指印:
因污染造成的缺陷:涂層剝離、涂層溶解或開(kāi)裂、焊點(diǎn)腐蝕
慢性反潤(rùn)濕
原因:大面積污染;阻焊層的表面活性劑含硅;粘合劑含硅;清洗槽污染;HASL(熱風(fēng)整平)造成的污染。
局部反潤(rùn)濕1
解決:接觸板子時(shí)戴手套;清洗板子;溶劑型三防膠比水溶性或100%固含量的三防膠更不容易產(chǎn)生反潤(rùn)濕。
局部反潤(rùn)濕2
原因:漆膜太??;稀釋劑過(guò)多;PCB表面能量過(guò)低。
解決:清洗板子;使用黏度更高的三防膠。
針孔
原因:有灰塵或其他臟污在板子表面;一般手噴會(huì)產(chǎn)生此問(wèn)題。
解決:清洗板子;水性三防膠更容易產(chǎn)生針孔;使用溶劑型三防膠。
污染從何而來(lái)?
板子的制作過(guò)程;元器件;裝配設(shè)備;焊接工藝;操作員的操作;不正確的清洗。
怎么辦?
清洗板子;對(duì)于非清洗的板子,建議使用溶劑型的三防膠;對(duì)于被污染的板子,水性漆和100%固含量的三防膠會(huì)比溶劑型更容易產(chǎn)生缺陷,因?yàn)樗云岬谋砻鎻埩?gt;溶劑型表面張力。
五、三防膠常見(jiàn)工藝問(wèn)題分析之毛細(xì)現(xiàn)象
毛細(xì)現(xiàn)象圖片
毛細(xì)現(xiàn)象的原因受以下問(wèn)題影響:
板子設(shè)計(jì):小間距管腿連接器;
過(guò)于苛刻的涂覆要求;
三防膠黏度過(guò)低;
三防膠流量過(guò)大;
底材與三防膠的表面張力不合適。
怎么辦?
涂覆區(qū)域與連接器距離增加;在連接器周?chē)褂谜诒文z形成圍欄;使用黏度更高的三防膠降低膜厚;清洗板子或者重新設(shè)計(jì)板子。
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