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在PCB(印刷电路板)组装流程中,确保电路板在组件焊接完毕且准备投入使用前得到充分保护至关重要。这一保护流程的关键环节之一便是应用保形涂层。

什么是保形涂层?

保形涂层,即在PCB表面添加的一层薄薄的多晶薄膜,用于保护电路板及其组件。它犹如一道屏障,有效抵御环境中的各类污染物侵袭。保形涂层主要通过喷涂、浸渍或手工涂绘等方式施加,常见的材料有丙烯酸树脂、硅、环氧树脂或聚氨酯等。

为何需要保形涂层?

保形涂层的应用原因多样,但最为核心的是保护电路板及其组件免受腐蚀或电气故障。此外,它还能提供出色的绝缘保护,使得导体间距得以更加紧密。

除了基本的保护功能,保形涂层还能增强介电导体间的强度,特别是丙烯酸保形涂层,其最小介电强度高达1100伏特。这意味着涂层坚韧不易碎裂,能提供强大的绝缘与保护,从而能在更高的电压梯度下稳定工作。

对于追求耐用、可靠及长寿命电路板的用户而言,PCB保形涂层无疑是不可或缺的选择。

哪些行业依赖保形涂层?

在PCB组装过程中,保形涂层应被视为标准化的必要环节,尤其在军事、汽车、航空航天、自动化、医疗保健及绿色能源等领域,这些行业对PCB的保护要求极为严格。这主要源于它们所处环境的恶劣以及设备在整体运作中的重要性。

随着行业的发展与需求的增长,保形涂层也被广泛应用于日常电子产品中。但总体而言,它更多地被用于高端、特定领域的产品,如上述行业所生产的产品。

保形涂层的类型有哪些?

多种不同类型的保形涂层适用于不同材料。深圳市维动智芯科技有限公司常用的类型包括丙烯酸和UV固化涂料。

  • 丙烯酸涂料:因其易用性、室温下易干燥的特性而广受欢迎。丙烯酸涂料能提供出色的防雾、防尘、防潮保护,以及宽泛的工作温度范围。同时,其出色的附着力也使其在行业中备受青睐。然而,在化学腐蚀(如燃料)防护方面,丙烯酸涂料并非最佳选择。

  • 聚氨酯涂料:在恶劣条件下表现出色,能提供卓越的防化学腐蚀保护。聚氨酯保形涂料常用于电机、变压器和发电机等需在恶劣和高温条件下工作的设备,常见于军事或航空航天工业。尽管聚氨酯涂料坚固耐用,但其固化时间较长。

  • 混合涂层:由多种不同化学基础组合而成,以满足特定应用需求。例如,聚氨酯可与有机硅结合,以提高其在高温下的耐受力。混合涂层往往具有溶剂型特性,并提供标准硅涂层所不具备的额外优势,如增强的耐温性和高耐化学性。

  • 硅胶涂层:因其能承受温度的剧烈波动而具有出色的灵活性,能在一系列恶劣环境中提供良好保护。同时,硅胶涂层还具备优异的介电强度,可作为电路板的优质绝缘体。然而,在防腐蚀或防潮保护方面,其性能可能不如其他同类产品。

  • 水性涂料:安全环保,低气味、低VOC排放,有助于实现排放目标。水性涂料基于丙烯酸和聚氨酯,提供类似性能。由于使用水替代大部分溶剂,这种涂料提高了环境和操作人员的安全性。

  • UV固化涂料:固化速度极快,单层涂料在紫外线照射下即可迅速固化。虽然使用专业喷涂设备喷涂效果更佳,并能为电路板提供良好的化学保护,但由于其固化特性,去除和柔韧性方面可能受限。

  • 2K涂层:将树脂特性融入三防漆工艺中,以实惠价格实现高性能。同时,为在恶劣环境中使用的电路板提供高水平的防潮保护。

保形涂层如何应用与固化?

正确涂覆和固化保形涂层至关重要。即使选择了最佳的涂层,若应用与固化不当,电路板也无法获得充分保护并发挥高性能。

保形涂层的应用方法多样,包括刷涂、气雾剂喷涂、浸渍和选择性涂布等。刷涂需精确操作以避免过度涂抹;气雾剂喷涂经济便捷,但需在干净、通风良好的环境中进行,并避免摇晃气雾剂以减少气泡产生;浸渍和选择性涂布则更为准确,但前者可能耗时较长,且需事先遮蔽不想覆盖的区域。

保形涂层的固化方法因涂层类型而异。常见的固化方式是加热以加速溶剂蒸发。对于紫外线保形涂料,则需在固化过程中使用紫外线引发化学反应,实现快速固化。湿气固化涂料则需利用大气中的水分进行固化,可通过加湿器等设备加速这一过程。

保形涂层的标准与测试

在整个行业中,保形涂层的检验和测试需遵循一定标准,尤其在航空航天和军事等领域更为重要。这些标准测试通常要求涂有指定保形涂层的平板暴露在潮湿和各种温度下,以评估其性能。

军事行业有其特定的标准(如MIL-I-46058C),尽管该标准已不再用于新设计,但仍是军事工业的要求之一。而IPC CC-830则是MIL的替代方案,无需使用独立实验室,且产品不会在流程结束时获得合格产品清单(QPL)。国际电工委员会(IEC 61086)的要求与MIL类似,但测试产品不保持QPL。

此外,UL94V0是针对保形涂层的可燃性测试,评分范围为V-0至V-2。V-0为最高分类,表示燃烧时间最短。除了可燃性测试外,UL746E还针对介电击穿材料进行测试,以确保产品可安全用于需要满足UL安全标准的应用中。

如何测试保形涂层?

为确保电路板获得必要的保护,需在一系列条件下对涂有保形涂层的电路板进行测试。测试可分为基本测试和高级测试两类。基本测试关注电气性能和湿度测试;而高级测试则在此基础上进一步测试电路板的柔韧性、附着力等特性。

湿度测试对于确保电路板免受腐蚀至关重要;柔韧性测试则检查电路板是否具有一定的柔韧性,以防止涂层在固化过程中或之后开裂或损坏。附着力测试也是关键一环,交叉影线测试是评估涂层与电路板附着力的有效方法。此外,还可将电路板暴露在腐蚀性气体或水中进行测试,以评估保形涂层的保护效果。同时,还需对电路板进行热循环或热冲击测试以及电气特性测试,以确保其能在各种极端条件下稳定工作并具有良好的介电强度。