水汽、潮濕是影響PCBA板的主要因素。水汽和潮濕會(huì)大幅降低導(dǎo)體間的絕緣抵抗性、加速分解、腐蝕導(dǎo)體等特性。PCBA電路板的防水工藝目前主要有四種:結(jié)構(gòu)防水、灌封防水、納米防水液、三防漆、派瑞林納米涂層防護(hù)。
淺析結(jié)構(gòu)防水、灌封防水、納米防水液防水、三防漆防水、派瑞林納米涂層防護(hù):
第一種:結(jié)構(gòu)防水法
概述:結(jié)構(gòu)防水是電子行業(yè)PCBA板防水較為初始的方法。其主要的防水理念就是“疏水”,就是工程師們想到加固自身外殼的密封性,使得與內(nèi)部元件部分達(dá)到有效隔絕,阻隔水汽、分子、離子等進(jìn)入內(nèi)部。產(chǎn)品的磨具設(shè)計(jì)就需要花更多的心思去考慮其密封性。自然產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),材料選擇必須周詳考慮。其成本免不了相應(yīng)增加。
實(shí)用性分析:不同種類的產(chǎn)品都需要相應(yīng)的結(jié)構(gòu)去單獨(dú)的開模,一般的開模費(fèi)并不便宜,進(jìn)一步的增加了成本,對(duì)于一些小企業(yè)來講,單款產(chǎn)品訂單量小,再開模,成本負(fù)擔(dān)占很大比例,得不償失。
而且,特定的防水結(jié)構(gòu)如果對(duì)于一些早晚溫差較大、濕度較大的地域、熱脹冷縮的原理,防水外殼的外觀結(jié)合處的縫隙也會(huì)隨之變形,水汽更易進(jìn)入內(nèi)部,對(duì)線路板造成腐蝕。
電路板結(jié)構(gòu)防水法優(yōu)缺點(diǎn)
優(yōu)點(diǎn):普通環(huán)境下使用的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)防水效果不錯(cuò)。
缺點(diǎn):工藝難保證,結(jié)構(gòu)存在變形的風(fēng)險(xiǎn)。酸、堿、中性鹽霧等惡劣環(huán)境下更易受環(huán)境影響。
第二種:灌封防水法
概述:灌封方式防水目前常見的是采用環(huán)氧樹脂灌封膠,是用于電子產(chǎn)品模組的灌封,可以將整個(gè)PCBA板包裹其中。使電路板具有防水、防潮氣、防酸堿鹽腐蝕,防霉菌滋生,還可以起到抗震及外力沖擊的作用。和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)防水可以結(jié)合使用,在某些特定應(yīng)用環(huán)境時(shí)可以起到雙重防護(hù)功效。
實(shí)用性分析:由于灌封膠導(dǎo)熱性能不錯(cuò),對(duì)于功率型電路板灌封后對(duì)散熱有一定的幫助的,不過電路板灌封后會(huì)使EMI導(dǎo)電屏蔽材料變大。在電力方面,汽車電子的發(fā)動(dòng)機(jī)、動(dòng)力系統(tǒng)模塊、制動(dòng)系統(tǒng)模塊、各種連接器等能發(fā)揮其功效,還可以用于電源行業(yè)。
電路板灌封防水法
優(yōu)點(diǎn):應(yīng)用范圍廣,防水效果很好,優(yōu)異的導(dǎo)熱性。
缺點(diǎn):成本高,返修難度太大,對(duì)于精密元器件不適用。
第三種:納米防水液涂層法
納米防水液涂層在電子產(chǎn)品PCBA表面,形成一層超薄超疏水防水氣體薄膜,可通過浸泡的方式將納米液滲透至電子元件的各個(gè)細(xì)微的空隙處,達(dá)到完整的覆蓋性與包裹性,進(jìn)而PCBA整板會(huì)得到全面立體的防水效果。
電路板納米防水液涂層法優(yōu)缺點(diǎn)
優(yōu)點(diǎn):操作簡單,常溫固化,無須增加設(shè)備投入,無須真空環(huán)境
缺點(diǎn):
1)建議:納米防水液的選擇很重要,市場上各種納米防水涂料,價(jià)格差距很大,當(dāng)然性能差距也很大,這就要求我們制造商要多測試同類型產(chǎn)品,對(duì)比性能,選擇質(zhì)量優(yōu)異的納米涂料。
2)液體涂層材料常見的有聚氨酯、環(huán)氧樹脂、UV膠、有機(jī)硅、丙烯酸類。這些液體涂層以噴涂或者人工刷的方式在工件的表面形成一層保護(hù)層,在此過程中容易使細(xì)小的孔隙堵塞、產(chǎn)生氣泡、厚度較厚、厚度不均勻等情況的出現(xiàn),從而不能更好的達(dá)到三防的效果。
第四種:三防漆防水法
三防漆也叫線路板保護(hù)油、披覆油、絕緣漆、防潮漆,三防漆類產(chǎn)品普遍比較厚,基本上涂層厚度會(huì)達(dá)到50微米,散熱不好,粘稠度高,一公斤產(chǎn)出比較低,干燥慢,甚至要一兩小時(shí)才能干,三防漆是在電子產(chǎn)品PCBA板上涂覆固化一層膠膜,用于電路板防潮、防腐蝕,但這層膜只能防護(hù)潮氣和少量的水份,如果電子產(chǎn)品完全浸入水中工作它就會(huì)失效;由于三防漆自身工藝原因,因此不抗摔、不抗振動(dòng),受外力沖擊容易剝落,對(duì)PCBA板的防護(hù)作用非常有限,用肉眼直接觀察很難看出來是否涂覆均勻。目前很多三防漆依然使用揮發(fā)性溶劑,對(duì)人體與環(huán)境有很大傷害,這對(duì)于一些產(chǎn)品要出口歐美的制造企業(yè)來說環(huán)保不能達(dá)標(biāo)。
電路板三防漆優(yōu)缺點(diǎn)
優(yōu)點(diǎn):成本低
缺點(diǎn):防漆膜厚不均勻,邊緣部分覆性不夠、熱硬化的收縮壓力不能承受,不環(huán)保
第五種:派瑞林納米涂層防護(hù)
派瑞林是一種對(duì)二甲苯的聚合物。用獨(dú)特的真空氣相沉積工藝制備,由活性小分子在基材表面“生長”出完全敷形的聚合物薄膜涂層,它能涂敷到各種形狀的表面,包括尖銳棱邊、裂経和內(nèi)表面。這種室溫沉積制備的0.1-100微米薄膜涂層,厚度均勻、致密無針孔、透明無應(yīng)カ、不含助劑、不損傷工件、有優(yōu)異的電絕緣性和防護(hù)性,是當(dāng)代較有效的防潮、防霉、防鹽霧涂層材料。精細(xì)的尺寸和優(yōu)異的性能結(jié)合,使派瑞林在要求高性能和高可靠性的當(dāng)代高新技術(shù)產(chǎn)品中得到了越來越多的應(yīng)用。
電路板經(jīng)派瑞林涂膜優(yōu)點(diǎn):
1)派瑞林涂膜“無孔不入”性
派瑞林涂膜是采用獨(dú)特的真空氣相沉積工藝制備,是由活性小分子在基材表面“生長”出的敷形的聚合物薄膜涂層。由于是在真空條件下形成的,所以該工藝的的較大特點(diǎn)是“無孔不入”,它能涂敷到各種形狀的表面,包括尖銳的棱邊、裂縫和內(nèi)表面。
2)提供無針孔的派瑞林涂膜保護(hù)層
派瑞林沉積過程是將二甲苯環(huán)二聚體加熱氣化后再經(jīng)高溫裂解成游離的氣相分子,并在真空、室溫條件下瞬間吸附在基板上聚合成膜,形成氣密性很好的保護(hù)膜。由于涂料中不含溶劑,所以克服了已往使用的溶劑性涂料在烘干過程中因溶劑揮發(fā)而必然會(huì)留下許多細(xì)微針孔的缺點(diǎn),可以提供真正的無針孔的保護(hù)膜。
3)各局部點(diǎn)的獨(dú)立防護(hù)性能與整體防護(hù)性能相結(jié)合的特有的防護(hù)性能
由于派瑞林涂膜是在常溫下以帶有雙游離基活性單體沉積的,先是單體沉落附著在印制板組件基體上,然后才是各單體的活性鍵的鍵合,從而連成一片,形成一個(gè)整體膜層。通過長期使用,我們發(fā)現(xiàn),涂敷層的各點(diǎn)就是一個(gè)獨(dú)立的保護(hù)點(diǎn),當(dāng)局部涂層損壞時(shí),不會(huì)嚴(yán)重地影響其周邊區(qū)域涂層的防護(hù)性,同時(shí)涂敷層的各點(diǎn)又通過化學(xué)鍵連接一起,形成整體,更增強(qiáng)了其防護(hù)性能。
派瑞林涂層涂層和普通涂層膜厚均勻性的差異
普通涂層和派瑞林納米涂層對(duì)比
普通涂層: | 派瑞林納米涂層 |
1.膜厚不均勻,形狀變化了 | 1.膜厚均勻,形狀一樣 |
2.邊緣部分,腳部被覆性不夠 | 2.四周被覆性好 |
3.熱硬化的收縮壓力不能承受 | 3.室溫恒定,沒有任何收縮壓力 |
綜上所述為市場上主流的幾種PCBA板的防水工藝,通過有效的防水工藝增強(qiáng)電子產(chǎn)品的耐用性、大大延長電子產(chǎn)品的使用壽命、提升產(chǎn)品的市場競爭力。
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