应用于电子电气设备的一些新材ppt课件.ppt

敷形涂覆技术----用于PCBA的维护涂覆 ( Conformal coating ) ----马 骖提纲v本专题主要讲述以下五个方面：v一. 概述v二. 敷形涂覆资料v三. 涂敷方法v四. 高频、微波电路板的涂敷v五. 涂敷资料的认证一. 概述1.1 定义： 敷形涂层〔Conformal coating〕 ---- 涂敷到PCBA〔印制板组装件〕上，与被涂物体外形坚持一致的绝缘维护层1.2 准那么：目的： a敷形维护涂覆的目的是使PCBA在任务和储存期间能抵御恶劣环境对电路和元器件的影响，同时添加器件的抗冲击振动性，到达防潮、防霉、防盐雾腐蚀的才干 b防止由于温度骤变产生的 “ 凝露 〞 使焊点间漏导添加、短路甚至于击穿 c防止高压电路导线间“爬电〞②分类：根据MIL-I-46058C, BS5917, IPC-CC-830要求,③ 敷形涂覆分为以下几类:④ 按资料分类：⑤AR---丙稀酸酯树脂⑥ER---环氧(改性)树脂⑦SR---有机硅树脂⑧UR---聚氨酯⑨XY---聚对二甲苯 ( 汽相堆积 )⑩FC---氟碳树脂k其它—无溶剂丙稀酸聚氨酯光固化涂料等.l 按运用及环境要求:mClass 1-----消费电子产品〔普通电子产品〕nClass 2-----工业电子产品〔计算机、通讯设备等〕oClass 3-----高可靠电子产品〔军用电子产品及高密度组装电路〕③负面影响：④ 维护涂覆可提高环境顺应性，但能够产生负面影响，主要是：⑤添加分布电容；⑥高阻抗精细电路原有特性和参数改动；⑦对微波电路的影响会更大。

⑧涂覆程序：⑨ 对于实验电路，应在环境实验之前涂覆⑩防护涂层的局限性：k 由于涂层很薄，仅20~200μ〔0.02~0.2mm) 因此, 不能期望它提供一个很高的抗冲击振动和完全抗水蒸汽穿透才干〔水蒸汽可穿透涂层进入PCB〕要到达更高的防护等级，需采用固体封装技术抵御盐雾的侵蚀, 例如任务在户外或海上舱外非密封的电路板.l涂敷次数：m 涂敷二次比涂敷一次效果会更好nPCB基材质量的重要性：o 不要期望经过维护涂敷来提高PCB基材的绝缘性，涂层仅能延缓其受潮，不能提高其防潮性能二.敷形资料2.1常用敷形涂覆的资料及性能丙稀酸Acrylic聚氨酯Urethane 环氧 Epoxy有机硅Silicone聚对二甲苯Parylene光固化丙稀酸聚氨酯改性聚丁二稀体积电阻率ρV Ω-cm1012~10141011~10141012~10151013~10151013~10151012~10141012~1014介电系数ε 3.8~4.2 3.83.42.6~2.82.6~33.6~3.82.8损耗角正切值 tgδ3.5·10-23.4·10-22.3·10-23.5·10-38·10-4(N)2·10-2(C)3.5·10-25·10-3 CET(10-5/℃)5~96~94.5~6.510~206~9耐热性℃1201201301801301201202.2 敷形涂覆资料AR型〔丙稀酸树脂〕：有良好的电性能，工艺性好。

适宜于A类环境的PCBA涂覆可喷、浸及刷涂ER型〔改性环氧〕：有良好的电性能和附着力，工艺性好但由于聚合时产生应力，对一些易脆元器件需特殊维护可浸、喷及刷涂UR型〔聚氨酯〕：在要求耐湿热和耐盐雾腐蚀环境中运用，最好喷涂二次双组份、可喷、浸和刷涂涂层韧性好，耐高低温冲击SR型〔有机硅树脂〕电性能优良，损耗和介质系数值比其它类涂料低，耐湿热性能好，适宜于高频、微波板涂覆；也适宜于在高温下任务的电路板涂覆可喷、浸及刷涂XY型〔聚对二甲苯〕：系由对二甲苯的环二体在特定的真空设备中，汽相堆积于PCB和组件上，厚度在6~12μm适用于高频板AR/UR型〔丙稀酸聚氨酯树脂〕多属光/湿固化体系有良好的电性能和工艺性用于选择性涂覆设备适宜于大批量流水线涂覆2.3 有机硅DC1-2577弹塑性涂料DC1-2577是一种优良的弹塑性树脂，兼有橡胶和树脂的特性固化后既有橡胶状的柔韧性又有平滑的外表因此，它比橡胶型涂料具有更好的抗灰尘性和耐久的透明度 DC1-2577有机硅涂料是一种透明的硅酮树脂，它在高频和低频时都呈现良好的电性能抗冲击振动和对基板的粘附性优于其它硅树脂固化的膜层具有耐湿热、透光、抗紫外线和抗灰尘性。

可用于刚性和柔性PCBA敷形涂覆，也可用于多孔的陶瓷基板其它性能：高频电性能优良；运用方便，可喷、浸和流动涂覆；可选择室温或热固化；阻燃；吸尘性小 ( 优于其它透明硅弹性体, 运用于太阳能电池板涂覆 )从-65℃~+200 ℃温度范围内具有韧性；易修复2.4 派拉纶〔Parylene〕聚对二甲苯的制备过程是采用真空汽相成膜法即将对二甲苯环状二聚体经加热汽化后再经高温热裂解成双游离基气体，此气体在真空条件下导入成膜室直接冷凝聚合成膜 即： 二聚体汽化-----裂解开环-----聚合Parylene是对一系列聚合物的通称；这个家族的根本成员是： Parylene N 即：聚对二甲苯 Parylene C 在芳烃上一个氢被氯原子取代 Parylene D 在芳烃上二个氢被二个氯原子取代Parylene N 是电性能最好的介质资料，但是其对基体的粘附差 Parylene C 电性能差，但是对基体的粘附力好，因此是涂敷资料的首选 Parylene D 具有阻燃性。

其性能与Parylene C 类似派拉纶膜具备较多的特点，可运用于组件及PCBA的敷形维护涂覆但需有公用真空设备，对不须涂覆的部位需以严厉的工艺维护措施派拉纶气相堆积表示图三.涂敷方法3.1 手工喷涂 在有水帘喷漆柜内, 手工喷涂.3.2 自动喷涂 采用选择性放射涂覆机3.3 真空气相堆积成膜 60年代中期, 美国Union Carbide Corp 研制由对二甲苯环二体,在真空下裂解聚合成聚对二甲苯, 堆积于产品外表构成8~12μ均匀的薄膜.在电子领域可作为特殊的防护涂层.选择性涂覆设备选择性涂覆设备选择性涂覆设备v选择性涂覆及光固化设备 3.4 涂覆方法的比较成膜方法成膜方法材料是否材料是否有溶剂有溶剂 是否需要是否需要 掩膜保护掩膜保护适应性适应性适用材料适用材料固化方式固化方式手工喷涂手工喷涂有需广泛除聚对二甲苯外都适用热、光固化自动喷涂自动喷涂无(或极少量)不需 大批量流水线生产适合于无溶剂材料以光固化为主气相沉积气相沉积无需有局限性仅适用于聚对二甲苯常温3.5 涂敷工艺涂敷工艺3.5.1 涂覆工艺过程 1. 预备 2.清洗 3. 维护 4. 驱潮 5. 配料 6. 涂覆 7. 滴漆 11. 检验 10. 元件加固 9. 聚合 8. 检查涂覆工艺-----预备, 清洗3.5.2 工艺过程的简要阐明 (1) 预备 a. 消化图纸及工艺卡片 b. 确定部分维护的部位 c. 确定关键工艺细那么如 允许的最高驱潮温度 采取何种涂覆工艺等. (2) 清洗 a. 应在焊接之后最短的时间内清洗, 防止焊垢难以清洗. b. 确定主要污染物是极性, 还是非极性物, 以便选择适宜的清洗剂. c. 如采用醇类清洗剂, 须留意平安事项: 必需有良好的通风及洗后凉干 的工艺细那么, 防止残留的溶剂挥发引起在烘箱内爆炸.涂覆工艺-----预备, 清洗 d. 水清洗设备〔适宜于实验室及小批量消费〕 Miele IR6002 (德国) 用偏碱性的清洗液〔乳化液〕冲洗焊剂 ，再用纯水冲洗将清洗液洗净，到达清洗规范。

特点：平安 缺陷：清洗液偏硷性，会对某些资料产生腐蚀如对铝合金----清洗后会变色 涂覆工艺-----遮盖维护 (3) 遮盖维护维护胶带 a. 应选择不干胶膜不会转移的纸胶带； b. 应选用防静电纸胶带用于IC的维护； c. 有时在清洗之前已进展维护, 以防止清洗液进入某些敏感的器件, 须 思索溶剂与压敏胶带的相容性遮盖维护 a. 按图纸要求对某些器件进展遮盖维护； b. 操作者应知悉的维护器件：如印制板插头，微调磁芯，可调电位器 及IC插座等不准涂漆的部位必需运用胶带维护 涂覆工艺-----驱潮 〔4〕 驱潮 a经清洗，遮盖维护的PCBA〔组件〕在涂敷之前必需进展预烘驱潮 b根据PCBA〔组件〕所能允许的温度确定预烘的温度 / 时间 c预烘温度 / 时间，引荐如下 ( 根据需求选择其中一组 ) ： 预烘 温度 ℃℃预烘 时间 （小时）1 80 22 70 33 60 44 55 5 ~ 6涂覆工艺-----涂覆 〔5〕涂覆 敷形涂覆的工艺方法取决于PCBA防护要求、现有的工艺配备及已有的技术贮藏。

a. 喷涂： 喷涂是运用最广，易于为人们接受的工艺方法适宜于元器件不非常稠密，需遮盖维护不多的PCBA喷涂的涂料粘度调配到15~22秒〔4号杯〕期望喷后的产品有好的流平性，适宜的粘度不但有覆盖的过程，而且还有 “流〞 和 “滴〞 的过程，使一些喷不到的地方能为涂层所覆盖 喷涂需本卷须知是：漆雾会污染某些器件，如PCB插件，IC插座，某些敏感的触点及一些接地部位，这些部位需留意遮盖维护的可靠性 另一点是操作者在任何时候不要用手触摸印制插头，以防沾污插头触点外表涂覆工艺-----涂覆 b. 浸涂 ( 或流浸涂 ) b-1 浸涂工艺可以得到最好的涂覆效果, 可在 PCBA 任何部位涂有一层均匀、延续的涂层 浸涂的关键工艺参数是：调整适宜的粘度；控制提起PCBA的速度，以防止产生气泡通常是每秒钟不要超越 1 米的提速. b-2 浸涂工艺不适用于组件中有可调电容、 微调磁芯、电位器、杯形磁芯及某些密封性不好的器件的PCBA b-3 对于大批量消费，可采用流浸工艺。

涂覆工艺-----涂覆 C. 刷涂刷涂是适用范围最广泛工艺，适用于小批量消费，PCBA 构造复杂而稠密、需遮盖维护要求苛刻的产品由于刷涂可以随意控制涂层，使不允许涂漆的部位不会遭到污染；刷涂所耗费的资料最少，适用于价钱较高的双组份涂料 刷涂工艺对操作者要求较高，施工前要仔细消化图纸及对涂覆的要求，能识别PCBA 元器件的称号；对不允许涂覆的部位应贴有醒目的标示刷涂时对焊点，元器件引线必需有序地施工以防止脱漏操作者在任何时候，不允许用手触摸印制插件以防止污染上述三种工艺都需求良好的通风和送风，有防火，防爆措施涂覆工艺----检查 (6) 检查检查 a. 在滴漆之后应重点检查有无误涂部位在滴漆之后应重点检查有无误涂部位----即不允许涂漆的即不允许涂漆的 部位已被误涂或某些插件部位已被误涂或某些插件的触点被污染的触点被污染 b. 元器件能否有变形或移位碰线元器件能否有变形或移位碰线, 短路 c. 如已表干〔须涂二次的，在第二次涂后〕如已表干〔须涂二次的，在第二次涂后〕在聚合前除去维护膜，以防压敏胶层转移在聚合前除去维护膜，以防压敏胶层转移。

工艺涂覆-----聚合 ( 7 ) 聚合 a. 聚合的温度与时间： 涂层聚合温度确实定一是涂层聚合物本身的要求；另一方面是PCBA元器件所能允许的最高温度通常不超越 80℃；可按以下几组选择： 80 ℃； 70 ℃； 65 ℃； 60 ℃； 55 ℃ 聚合物固化时间原那么上按厂家给出的温度和时间，当降低温度时，以每降10℃聚合时间要添加一倍 b.对加有光引发剂的光固化涂料,需严厉按厂家给出的要求. c.需求涂覆两次涂层时, 必需在完成第一次聚合后再涂第二次, 以防未聚合的涂层溶蚀, 溶胀或起皱. 工艺涂覆-----元件加固 ( 8 ) 元件加固 a. 元器件的部分加固不属于维护涂敷的范畴，但必需在维护涂覆之后进展加固, 属后序相关工序以下情况之一都须进展加固设计图纸上要求加固的元器件；依托本身引线支撑的元器件在冲击，振动时能够发生损坏的；元器件质量大于7克，靠引线支撑的阻容器件；某些直立件需求与基板加固衔接某些因振动易损坏须吸收额外能量的器件 涂覆工艺-----元件加固 b. 元器件加固资料 类别型号成份及性能性状熔温主要用法及优缺点RTV 硅 橡 胶 硅宝482醇型RTV硅橡胶,v透明~半透明v无腐蚀性。

v半流动性v有粘接性弹性体室温固化1.适合于电子,电气元器件加固用的脱醇型胶2.有粘接性，可用于元器件及飞线固定3.对金属及镀层无腐蚀性4.残留的可疑挥发物无害 (系醇类)5.从软管挤出后能自流平, 5~10分钟表干, 实干须 大于24小时 热 熔 胶3M-3748稀烃热熔胶v聚丙稀v烃类树脂v苯乙稀—丁 二稀,乙稀--丙稀聚合物.v石蜡等灰白色固体150℃(最高)从胶枪挤出.1. PCBA元器件防振加固、填隙及飞线固定2. 工装, 夹具的临时固定3. 自动生产线纸包装盒的快速粘贴4. 缺点是： a. 挤出温度高(140~150℃/4—5秒) 对有些器件有损伤 b b.粘接可靠性差,脱落后成多余物残留涂覆工艺----检验〔〔9〕检验〕检验----PCBA涂敷后的质量控制涂敷后的质量控制 9.1 检验工程检验工程涂层厚度；涂层厚度；元器件的引线及焊点能否被涂层覆盖；元器件的引线及焊点能否被涂层覆盖；不允许涂漆的部位能否被误涂、污染；不允许涂漆的部位能否被误涂、污染；应涂敷的区域能否已被涂层覆盖；应涂敷的区域能否已被涂层覆盖；气泡、空白区域及其它气泡、空白区域及其它。

涂覆工艺----检验 9.2 检验细那么 a. 涂层厚度：涂层厚度系指PCBA无元器件、焊点的PCB平滑处涂层厚度丈量方法：直接丈量或采用规范样板丈量〔知厚度的铝片〕丈量仪器：超声测厚仪b. 外观检验：漏涂：主要是焊点及元器件密集区的引线；误涂：图纸上规定不准涂敷的元器件，PCB转接插头，接地焊点；PCBA上能否有因元器件错位而被涂层粘死涂层应是平滑, 均匀, 延续的绝缘膜. 无金属颗粒,棉纤维,毛发及手印.涂覆工艺----检验 c. 气泡 检查气泡可以目测, 必要时可采用4倍放大镜允许的气泡 在没有安装元器件的区域, 允许有单个小于0.6mm的气泡或小于0.6mm气泡群的总面积小于PCB面积的1% .引线及元件密封处如有一群或一串气泡，但不跨越二条导线，气泡群在2.5mm以内,是允许的.在引线, 元件封接处及在螺钉, 螺母周围有单个气泡其大小不超越0.6mm是允许的, 但不允许有空洞.气泡、空洞、不允许的气泡群和其它单个气泡大于0.6mm必需返修.单个气泡小于0.6mm, 但气泡群的面积大于PCB面积的1% .当密封元器件在涂敷之后有延续的气泡串时, 阐明密封件已失去密封性, 器件应改换.不允许有空洞, 空洞区域应补漆. 涂覆工艺----检验v 在二根导线间，不允许有气泡跨越绝缘区。

v 残胶----PCBA上不允许有维护胶带的残胶v 流褂----PCBA上不允许有超越10%的流褂区域v 不延续区域----当PCBA被有机硅污染时，涂层会产生v 不延续区域，应查明缘由并返工vd 加固层v 按要求对元器件进展加固采用RTV硅橡胶482v 硅橡胶应托起元器件或在元器件周围加固，加固层应平滑无堆积景象v 涂覆工艺-----元件加固 b. 元器件加固资料 类别型号成份及性能性状熔温主要用法及优缺点RTV 硅 橡 胶 硅宝482醇型RTV硅橡胶,v透明~半透明v无腐蚀性v半流动性v有粘接性v无腐蚀性弹性体室温固化1.适合于电子,电气元器件加固用的脱醇型胶2.有粘接性，可用于元器件及飞线固定3.对金属及镀层无腐蚀性4.残留的可疑挥发物无害 (系醇类)5.从软管挤出后能自流平, 5~10分钟表干, 实干须 24小时 热 熔 胶3M-3748稀烃热熔胶v聚丙稀v烃类树脂v苯乙稀—丁 二稀,乙稀--丙稀聚合物.v石蜡等灰白色固体150℃(最高)从胶枪挤出.1. PCBA元器件防振加固、填隙及飞线固定2. 工装, 夹具的临时固定3. 自动生产线纸包装盒的快速粘贴。

4. 缺点是： a. 挤出温度高(140~150℃/4—5秒) 对有些器件有损伤 b b.粘接可靠性差,脱落后成多余物残留四.高频、微波涂覆4.1 高频和微波电路的涂敷维护技术是电子设备三防最为敏感,也是最难以处理的问题之一. 必需对资料和工艺进展实验后才干运用.4.2高频和微波电路的涂敷维护会带来一些负面影响：会添加原有电路的分布参数；会改动微带的感量；导致频率漂移；使输出功率下降等4.3 高频和微波电路的涂敷维护目的：使电路板或微带电路在湿热环境下性能稳定；维护微带金属防止铜离子迁移4.4 对涂覆资料的要求：在运用频率下，介电系数小、且稳定在运用频率下，tgδ值小，应在 3~5 x 10－3经高温高湿〔60℃ R·H 95~98 % 〕ρv值在 2x1010Ω以上经-60℃/+125℃温度冲击后，涂层与基板不脱层、涂层不开裂 〔包括微裂纹〕涂覆于微波电路对电路特性影响最小工艺简单、便于调试、维修 4.5 几种高频涂层性能对比 性能9204DC 1-2577Parylene CParylene N类型苯乙稀/丁二稀SRXYXY贮存态液态液态粉粉成膜态硬性弹塑性硬性硬性固化形式70℃常温或UV常温气相沉积常温气相沉积施工方法喷涂喷涂气相沉积气相沉积涂层厚度μm25~3525~70~10012~2512~25-60℃/+125℃温度冲击后通过通过通过通过涂层柔韧性R0.5R0.5R0.5R0.54.6 几种高频涂层电性能对比 性能 9204DC1-2577Parylene CParylene N主要电性能ρV Ω-cm≥2x1014≥2x1014≥2x1014≥2x1014ε (1 MHz)2.822.9~32.9~32.62tgδ(1 MHz)3x10-33.8x10-32x10-26x10-4高温高湿240h后绝缘电阻值 ( Ω )1.1x1013(FR-4)8x1013(F4B)3.9x1010(F4B)9.3x1012(FR-4)7x1010(F4B)Q值变化率(1 MHz)涂覆前3322涂覆后654.66主要特点适用于FR-4高频板适用于F4B微波板适用于F4B微波板粘附性不好4.7 微波涂覆的 运用技术通常微波电路采用密封(或半密封)构造, 涂覆是为了维护带线或某些器件免受特定环境的影响。

微波电路的维护涂敷层由于很薄 ( 通常小于20微米 ) 其防护盐雾的才干较差, 主要是为维护金属导线, 防止在高湿热环境下铜, 银离子迁移. 而微波电路板的防潮性必需依赖基板资料本身的性能.微波电路的涂覆技术需工艺、构造、电路技术人员共同参与处理涂覆过程中出现的问题DC1-2577及Parylene C已运用于2.2GHz的微波电路更高频段微波电路的涂覆运用技术,目前尚在实验, 有胜利的案例, 但是还不够成熟五五.涂敷资料的认证涂敷资料的认证1. 涂敷资料认证的必要性PCBA敷形涂料是一种特殊用途涂料, 普通涂料不能覆盖其一切功能. PCBA敷形涂料必需符合MIL-I-46058C的特殊要求.目前我国没有一致的认证机构, 国内供应商无力进展敷形资料的认证 ( 技术、资金〕通常由运用单位自行测试认定.2. 涂敷资料的认证要求美军标MIL-I-46058C ; IPC—630SJ 20671----1998 3. 检测的主要工程相容性 13. 湿热老化 ( 水解稳定性, 褪色 )固化时间和温度 14. 阻燃性.外观涂层厚度 (试样) 防霉寿命 ( 涂敷资料 )绝缘电阻介质耐压Q 值温度冲击耐湿柔韧性 4. 实验方法及结果的断定 a。

能经过MIL-I-46058C 鉴别实验的涂层是可用的，但不 一定是最好 b选择敷形涂覆料需留意的几个问题： 采用平行实验方法选择最好的资料有一组参比试样共同测试对比实验时，应有一组空白〔不涂敷试样〕  5. 测试电极 1.采用条形电极 (俗称Y形电极) 2.选用FR4阻燃基材 (符合GJB 2142 规范) 3.测试样板的一致性： 〔一次加工200件以上, 以保证多次实验基板资料的一致性〕 4.按规范清洗实验样板, 坚持一致的清洁度. 谢谢各位！。