印制电路板用护形涂层

印制电路板用护形涂层

护形涂层用来加强印制电路板组装的性能和可靠性，使其能够在像水下、航天和军事应用等恶劣的环境下应用。电子消费产品的制造商越来越多的使用护形涂层来作为提高产品可靠性的一种经济的方法。

　　当没有护形涂层的印制电路组装板暴露在潮湿的空气中时，其表面上会形成一层厚厚的水分子膜，减小了电路板的表面绝缘电阻(SIR) 。表面绝缘电阻越低，电信号的传输性能恶化的就越厉害，其典型后果是会引起串话，电泄漏和传输的间断，进而可能导致信号永久性的中断，即短路。

　　没有护形涂层的印制电路板上的湿气膜还为金属生长和锈蚀提供了有利条件，最终反过来会影响绝缘强度和高频信号，落在组装板上的灰尘、污垢和其他环境污染物不断吸收湿气，进而扩大其负面影响，像金属碎片等导电粒子还会造成电气桥接。

　　护形涂层是一层包在印制电路组装板周围的塑料薄膜，这层薄膜的厚度为0. 005in ，它将灰尘和环境污染物密封在电路板外面。当然，护形涂层也可能将预清洗过程中没有去除的污染物密封在里面，因此在应用护形涂层前对电路板表面进行清洗非常重要。

　　护形涂层的作用如下:

　　1 )保护电路远离极端环境，避免其受到湿气、菌类、灰尘以及锈蚀的影响;

　　2) 防止电路板在制作、组装和使用过程中受到损害，减少元器件上的机械应力并保护其免受热振荡的影响;

　　3) 减少使用过程中的磨损;

　　4) 由于护形涂层增加了导体间的绝缘强度，故强化了电路板的性能并允许更大的元器件密度。

　　1 护形涂层的材料

　　许多材料都可以用于制作护形涂层，每种材料都有其自身的性能和应用领域，不同类型的护形涂层其主要性能概述如下:

　　1)丙烯酸护形涂层:它应用方便，在室温下数分钟就可以固化，具有令人满意的电气性能和物理性能，抗菌且不收缩。这类敷层有较长的贮存期，不缩水，在固化过程中不放热或放热很少，这就避免了对热敏元器件的破坏。它主要的缺点是对榕剂敏感，但这一特点使维修较方便。

　　2) 环氧树脂护形涂层:它通常作为双成分系统的化合物，具有防潮性能、抗磨损性能和耐化学性。环氧树脂护形涂层在加工时很难通过化学的方法予以去除，这是因为任何清除设备在去除涂层的同时均会榕解电路板上的环氧树脂覆膜元器件，甚至会破坏环氧树脂纤维玻璃印制电路板本身，因此元器件的更换需要用小刀或焊接烙铁来穿透环氧树脂护形涂层。

　　3 )聚氨酯覆层:它既可以用于单成分系统也可以用于双成分系统，具有极好的防潮性能和耐化学性，在很长一段时间内都具有极佳的绝缘性能。聚氨醋覆层很容易被焊接烙铁烧透，因此元器件的替换相对容易。清洗是应用任何护形涂层之前必不可少的一个重要步骤，尤其是聚氨酯对湿气更加敏感，它在潮湿的情况下会起泡，最终导致电路失效。从形式上来讲，聚氨酯在应用时应更加小心，应对涂层和固化环境进行仔细控制。

　　4) 硅树脂护形涂层:该涂层特别适用于200 't左右的高温环境，它能够提供极好的防潮和抗磨损性能以及良好的耐热性，这使得硅树脂护形涂层更加适用于含有高散热元器件的印制电路板。

　　各种护形涂层典型的电气性能和热性能性能如下表所示( Warγold 和Lawrence , 1991) 。

　　2 护形涂层的使用方法

　　护形涂层应用的基本方法有四种，讨论如下。(Waryold 等， 1998)

　　1.浸蘸:该方法中，将掩膜后的组装板浸蘸到盛有液态涂层材料的储液槽中再取出即可，该过程要确保涂层的均匀覆盖与平整。浸蘸和取出的速率是需要进行控制的一个重要参数，以便使粘性的液体物质完全填充到组装板的每一个孔洞中。典型的浸蘸速率为2 - 12in/min ，以保证护形涂层将元器件周围的空气完全排除。

　　当使用浸蘸的方法使用护形涂层时，液态物质中溶剂蒸发的速度很快，这导致槽液的粘度迅速增加，基于这一原因，对槽液进行连续不断的监控以维持合适的粘度就非常重要了。

　　2. 喷洒:喷洒是应用护形涂层最常用和效率最高的方法，采用适当的稀释榕剂、适度的喷嘴压力和模式，就可以获得稳定坚固的涂层。喷洒可以采用人工操作也可以采用将计算机控制系统集成在现存的波峰焊和清洗生产线上使用自动方式进行。喷洒这种方法的主要缺陷是元器件的下面或被元器件遮挡的部分涂层很薄或不能施加涂层。

　　涂层在组装板上喷洒时应当使用清洁、干燥的空气以所需的最小压力进行喷洒，从而获得最好的雾化效果，喷洒时应当使喷枪与组装板保持45 。角且来回往复，每次过后将组装板旋转90° 。

　　3. 刷敷:它采用人工操作，这是应用护形涂层效率最低的一种方法，很难获得均匀且一致的涂层，该方法仅适用于对少量的印制电路板进行涂敷。

　　每一种涂敷方法都有其优点和缺陷，采用浸蘸和喷洒相组合的方法就比单独采用一种方法效果要好。