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关于PCB敷形涂层你需要知道的最终指南

  • 发表时间:2021-11-22 08:56:01
  • 来源:本站
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什么是PCB敷形涂层?

说到 PCB 的世界,您可能听说过 PCB 敷形涂层这个术语?但究竟什么是PCB 敷形涂层顾名思义,PCB保形涂层是将一些保护材料的薄膜应用到电路板上。涂层保护整个电路板及其部件。这些部件包括元件引线、外露迹线、焊点和外露金属。 

保形涂层保护金属部件免受真菌、湿气、喷雾和其他环境污染物的影响。 

PCB保形涂布机特写图.jpg

PCB保形涂层的使用

PCB保形涂层的主要目的是保护电子元件免受环境因素和腐蚀的影响;

• 作为PCB 的绝缘材料,同时最小化PCB 组装过程中的生态压力它有助于消除对复杂外壳的需求;

• 保护PCB 免受热、湿气、真菌和空气污染物(如污垢和灰尘)的影响。

PCB保形涂层的优点

PCB 敷形涂层有很多好处,如下所列:

绝缘耐热性

重量轻

PCB组件的保护

减少对PCB板的环境危害,防止污染物进入

减少 PCB 组件的占用空间

增强的产品可靠性

延长印刷电路板的使用寿命

非常容易申请

高品质PCB线路板.jpg

PCB保形涂层可以防水防潮吗?

PCB保形涂层同时防水和防潮并不容易。PCB 涂层的主要功能是保护电路板免受灰尘、极端温度、化学品的影响,而且主要是防止潮湿。但是,PCB 敷形涂层确实有其局限性。大多数层,无论它们是厚还是薄,都可以提供很多防潮保护。 

防水PCB涂层.jpg

PCB保形涂层的重要性

PCB 保形涂层是必要的,尤其是在整个印刷电路板行业。我们仍然会有 PCB 减去保形涂层。不幸的是,这种印刷电路板的保质期很短。使用时也会有一些潜在的损坏。这并不是忘记依赖它们的设备的完全故障。 

如前所述,保形涂层可以屏蔽印刷电路板。它保护他们免受许多破坏性影响。将它们从场景中移除,我们的板子的保质期和功能不会像预期的那样理想。使用保形涂层,可始终确保对电路板的保护。

PCB敷形涂层类型

PCB 设计人员在分层印刷电路板存在两大类时使用的保形涂层有传统保护涂层和现代保护涂层。本节重点介绍几种类型的敷形涂层。它还涉及它们的优点和缺点等。

• 传统保护涂层 

标准传统保护涂层的一个恰当例子是聚对二甲苯。在尽可能长的时间内,PCB 设计人员使用它来涂覆 PCB。PCB制造商注意到传统保护涂层有一些优点和缺点。更好的解释在下表中。 

好处缺点
购买非常便宜在热管理方面非常差
容易获得返工时太用力
耐磨对环境有害
好穿在印刷电路板上很重

除了传统的保护涂层,还有其他类型的 PCB 涂层值得,如下所示:

• 聚氨酯树脂 (UR) 

基于其出色的耐化学性和防潮性,这种类型的树脂在 PCB 行业中广受赞赏。此外,聚氨酯树脂具有耐磨性,因此很难去除。它们是标准接触燃料蒸气的航空航天应用的理想选择。 

好处 

优异的介电性能

优异的防潮性 

耐磨

良好的防潮性

缺点 

不环保

完全治愈时间长

•  Epoxy resin (ER)

这些主要以两部分化合物的形式提供,并且往往会产生一些最硬的 PCB 涂层。与其他产品不同的是,一旦固化过程结束,它们就很难去除。它们在建筑和施工应用中有很多用途。 

环氧树脂工艺近图.jpg

好处 

优异的耐湿性

良好的介电性能

高耐化学性和耐磨性

缺点 

复杂的混合比例

难以移除和返工

• 丙烯酸树脂 (AR)

这些丙烯酸聚合物可溶于溶剂,并提供一般保护和良好的弹性。丙烯酸树脂在浴缸内衬、水族箱窗户和手机显示屏中非常适用。  

好处 

经济实惠 

固化时无收缩

易于维修和返工

易于涂抹和去除

缺点 

低耐磨

不适合恶劣环境 

• 硅树脂 (SR)

这些是单组分化合物,通常非常适合在极端温带条件下工作的电子产品。它们在涂料和油漆的制造中也很常见。 

好处 

在极端温度下表现良好

优异的耐化学性

良好的耐腐蚀性和耐湿性 

缺点 

非常难去除

仅限本地维修

• 聚对二甲苯 (XY)

化学气相沉积是这种涂层的应用过程。加热苝时变成气体,冷却后聚合成一些薄膜。防潮层和电气绝缘等设备在很大程度上依赖于它们。 

好处 

无色透明

无需固化时间

高介电强度 

极端温度下的最佳溶剂

缺点 

• 摆脱困境

• 不适合长期户外曝晒

PCB Conformal Coating的应用领域

最初,保形涂层确实在仅属于高科技环境的印刷电路板中找到了很多适用性。然而,今天的情况并非如此,PCB敷形涂层的应用领域继续突飞猛进。此时,我们要走了。我们将专注于PCB保形涂层的使用或应用。PCB保形涂层的典型应用领域包括: 

7.1 汽车行业PCB

纵观整个汽车行业,您会发现一些不同的东西。电子系统最近在这个领域得到了大量使用。因此,印刷电路板保形涂层的使用在这里起到了很大的作用。它确保汽车的关键部件得到保护,尤其是在盐雾和汽油汽化的情况下。所有这些以及更多确保电机的长期可靠性。 

先进医疗设备PCB板.jpg

7.2 消费电子 PCB

除了汽车领域,印刷电路板保形涂层也适用于其他领域。例如,它保护用于家用电器的电路。保形涂层在家用电器上的应用解决了许多问题。在您的家用电器中使用 PCB 保形涂层,请放心更好地运行。 

7.3 导航产品PCB

咸海水和淡水可能会对航行设备中的电路造成破坏性影响。在这里,材料在与水接触的那一刻很容易受到一些损坏但多亏了 PCB 敷形涂层程序,一切都没有丢失。保形涂层可防止腐蚀速度。它减少了设备外部和水下组件的腐蚀。 

7.4 医疗器械PCB

医疗领域是另一个依赖 PCB 敷形涂层的领域。在整个行业中,保形涂料似乎发挥着重要作用。例如,它可以保护电子医疗设备免受腐蚀。化学制剂在医疗领域广泛使用,并且往往对该行业日常依赖的设备有害。但是,现在有了我们的保形 PCB 涂层,就可以避免此类问题。 

7.5 军品PCB

用于军事应用的电子设备在最苛刻的条件下运行。军事装备必须能够承受持续的剧烈振动。此外,它们应该能够在极端温度条件下正常工作。为保护此类设备免受损坏,必须进行 PCB 敷形涂层。多亏了 PCB 敷形涂层,现在可以保护军事设备。保护它们免受氧化和腐蚀的影响要容易得多。  

7.6 高新技术产品PCB

科学、技术、工程和数学等高科技领域经常使用高科技设备。例如,在实验室环境中,您会发现高科技设备。一些包括振动器、测试室、搅拌器和真空室是常见的。所有这些都具有必须能够正常运行的基本组件。使用 PCB 敷形涂层,可以避免可能发生的任何挑战。这是因为这里也可以应用 PCB 保形涂层。 

如何选择合适的 PCB 敷形涂层

必须选择正确的 PCB 敷形涂层是最繁琐和复杂的过程之一。这是因为在得出结论之前,您可能需要分析一些关键因素。不考虑基本方面是有风险的。例如,您最终可能会购买不适合您需求的涂层。话虽如此,这里有一些需要考虑的基本因素。在为您的项目选择正确的 PCB 敷形涂层时,这些因素至关重要:

• 考虑PCB板的工作温度、最高点和最低点

您可能需要评估的第一个参数与工作温度范围有关。这样做的原因是因为它会影响您在涂层时必须使用的化学物质。例如,在高温下,建议使用硅基层。此外,请使用聚氨酯和丙烯酸树脂。如果您正在处理不太重要的耐温性。 

• 耐化学性程度

这一点也很重要。很容易去除亚克力材料进行返工。但不幸的是,它们很容易受到溶剂的攻击。聚氨酯材料往往具有更强的耐化学性,但不易修改。 

• 腐蚀防护等级

就腐蚀而言,保形涂层在保护您的设备方面能走多远?简而言之,您必须确保仅购买以抗腐蚀实例而闻名的最佳层。 

• 保质期长

保质期是指产品在指定的储存、展示和分销条件下继续在货架上保持有用的时间。您不想购买几天后就会变质的产品。不幸的是,有些油漆不能保证长保质期。基于其较长的保质期,有机硅保形涂层是最佳选择之一。 

• 性能和工程特性

在您开始选择您打算使用的涂层类型之前,请确保它不会对组件造成压力,尤其是在极端热的情况下。 

为PCBs选择涂层时考虑以上因素.jpg

PCB敷形涂层厚度

保形涂层的厚度是决定电子设备寿命的基本要素之一。需要最小涂层厚度以实现保形涂层所需的功能或作用。如果保形涂层往往太厚,可能会对您希望对电路板提供的保护水平产生不利影响。那么,涂层厚度的重要性是什么?您如何测量 PCB 敷形涂层?是否有任何类型的涂层厚度?下面是一个清晰的解释,涉及到 PCB 敷形涂层厚度。

9.1 保护涂层厚度的重要性

油漆是充当保护层的涂料。油漆还可以保护表面免受环境造成的损害。在执行喷漆任务时,确保使用高性能涂层至关重要。层的厚度是关键。它会影响您设备的性能和功能。 

但是,有一个概念,保护涂层越厚(尤其是在PCB上),保护效果越好。但同样,情况并非总是如此。较厚的保护层可能会导致纹理不均匀或由于一些外力而开始开裂。但同样,保护涂层可确保表面不会受到外部环境的损坏。

但您需要记住,低涂层厚度(例如低于 25 µm 的涂层)可能存在风险。这可能很危险,因为介电强度可能尚未根据标准化方法进行测试。此外,超出限制的高涂层厚度很少能按预期保护 PCB。 

9.2 涂层类型和典型厚度 

如上所述,有几种类型的涂层,包括一些特殊的涂层。但五个主要的基本类别是环氧树脂(ER)、聚氨酯树脂(ER)、丙烯酸树脂(AR)、聚对二甲苯(XY)和硅树脂(SR)。25-250μm(微米)是标准或典型的厚度。 

这样的厚度可以保护电路。它保护电路免受灰尘、湿气、极端温度和化学品的影响。 

9.3 如何测量 PCB 敷形涂层

获得具有所需厚度的涂层是一项巨大的挑战。在 PCB 上应用保形涂层时,获得均匀的厚度并不容易。太薄的外套是有风险的。它可能会将电子组件暴露于潜在的环境风险中。这是一个会破坏涂层本身目的的方面。 

另外,太厚的外套也不合适。它可能会使 PCB 上的电子元件无法正常工作。所有这些都会使整个电子组件变得无用,并且涂层厚度需要满足指定的质量规范。测量敷形涂层本身并不是一个任务过程。有多种测量 PCB 敷形涂层的方法。但有两种最常见的。 

首先是干法测量。在这里,在进行任何类型的测量之前PCB 必须完全干燥,以避免损坏保形膜。在这里,您可以使用多种方法来评估涂层厚度的深度。最简单的方法是使用卡尺。使用卡尺,您可以测量印刷电路板的宽度。 

您可以通过在应用保形涂层之前记下实际尺寸来做到这一点。其次,我们称之为湿测量。这种类型的 PCB 敷形涂层测量使设计人员能够确保对涂层厚度进行质量控制。请记住,设计师在胶片还湿的时候就这样做了。在这里,湿膜测量仪可以测量尚未干燥的敷形涂层。

9.4 如何确定PCB保形涂层的厚度

确定 PCB 敷形涂层的深度本身并不是一个复杂的过程。PCB 敷形涂层的平均厚度应在 1 到 5 密耳之间。但这还不是全部。设计人员可以使用多种方法来确定 PCB 敷形涂层的深度。以下是四种方法:

• 湿膜测厚仪

在这里,湿膜厚度的测量可以通过使用一系列的齿和凹口来实现。每个齿包含一个校准长度。设计师将量规直接放入湿膜中,然后将测量值乘以固体百分比。它使他们能够得出干涂层厚度的近似值。 

• 千分尺

使用这种方法,可以在 PCB 的不同位置进行测量。您必须在涂层之前和之后执行此操作。要确定层的厚度,您需要从未涂层测量值中减去固化层的宽度。之后,将其除以 2。这样,您就可以确定板单侧的厚度。这种测量 PCB 敷形涂层厚度的方法非常准确。  

• 涡流探头

在这里,使用测试探针直接测量涂层厚度。它是通过产生振荡磁场来实现的。这种测量敷形涂层模式的理想之处在于它可以产生非常准确的厚度测量值。如果探头在测试区域上的定位不佳,则读数将不准确。 

• 超声波测厚仪

这是通过使用超声波测量涂层厚度。与涡流探头不同,此处无需使用金属背板。厚度的计算从声波开始从换能器传播、穿过涂层、从板表面反弹并返回的那一刻开始。

标准厚度PCB.jpg

PCB保形涂层的固化机理

考虑到电路板的长期可靠性,固化是必不可少的。有几个值得注意的保形涂层固化机制。您将获得更好的理解,如下所述。需要注意的重要一点是,它们中的每一个都有其主要功能。 

• 干燥——干燥涉及印刷电路板的涂层,使其适合操作员处理。申请过程可能只需要几分钟甚至几天的层数。这取决于很多因素。 

• 氧化——这涉及通过或通过大气中的氧气来固化保形涂层。通常,干燥过程首先发生,因为大量的氧化固化涂料是溶剂型的。 

• 水分——在此,保形涂料在固化系统中的大气凝结中在一定的环境湿度下固化。空气中的水分含量确实会影响固化速度。 

• 热——在这里,保形涂料在高温下固化。在大多数情况下,除非达到所需的温度,否则层不会开始愈合。热固化方法的理想之处在于,与室温固化相比,它们是最快的固化方法之一。 

• 化学——另外,名称为催化固化,它们是两部分材料保形涂层的组合。这些组合开始反应和固化过程。一旦组合发生,就不可能停止固化过程。 

• 紫外光——这些是在紫外光下固化的保形涂层。能量和波长显着影响表面愈合的能力和速率。大多数情况下,UV 固化涂料由二次固化机制组成。固化机制确保任何在紫外线下无法固化的涂层最终都会固化。 

如何覆盖 PCB 敷形涂层

PCB 设计人员使用保形涂层覆盖其 PCB 表面的方法有很多。以下是您可以使用的一些最常见的印刷涂层配方:

• 手动喷涂——顾名思义,这是一种将保形涂层手动喷涂到PCB 表面的方法。您可以通过气雾剂或在喷漆房中实现手动喷涂。需要注意的是,结果可能并不完美。

• 自动喷涂– 可以使用专门的自动化或机器人设备购买自动喷涂。自动喷雾有点贵。但它产生了一些最好的敷形涂层结果。与手动喷涂相比,自动喷涂是最好的。  

• 选择性涂层——选择性涂层使用机器人喷嘴有效地将保形涂层涂覆到印刷电路板的某些特定区域。特定表面是一种高容量方法,这意味着它准确而快速,将一层应用于电路板的确切预期位置。 

• 浸渍——这也称为饱和涂层。它是设计人员用来涂覆印刷电路板的多孔基材的涂覆工艺。它非常适合孔隙贯穿整个基板的 PCB。 

• 油漆——油漆更像是一种机械粘合的表面涂层,在环境和钢材之间提供了一层屏障膜。油漆系统涉及使用几层图层。此外,它是使用不同的油漆配方。所有这些都取决于您的电路板的操作环境。 

判断PCB涂层失效

如上所述,涂层保护印刷电路板。有了表面,PCB 就可以在预期的操作环境中表现良好。但是,在某些情况下,尽管经过涂层保护,电路板仍会失效。 

12.1 两种最基本的失效机制:腐蚀和绝缘损失 

• 腐蚀:未受保护的电路板往往会很快腐蚀。腐蚀是导致电路板功能不佳的最大原因之一,它也可能导致电路板完全失效。铜是印刷电路板常见的基材。如果您未正确涂覆铜,则铜极易腐蚀。为了避免这种情况,您所要做的就是确保进行适当的敷形涂层。

• 绝缘损失:性能不佳的涂层可能会损坏印刷电路板表面的绝缘。水会凝结并与几种标志性杂质结合,在印刷电路板的轨道之间形成导电通路。毫无疑问,冷凝是对您选择使用的敷形涂层的绝缘电阻的测试。 

12.2 如何防止PCB三防涂层失效

由于多种原因,PCB 敷形涂层可能会失败。PCB 故障是一个可能导致整个涂层过程浪费时间的方面。但是如果要防止印刷电路板敷形涂层倒塌,有几种方法可以遵循。首先,您需要确保仅将层应用到推荐的厚度。不要在印刷电路板上使用太少或太多的涂层。 

其次,确保在应用大衣时,您要涂上几层薄薄的大衣。这样做的原因是让气泡在各层之间适当消散。第三,您可能希望使用您选择使用的低粘度保形涂层。第四也是最后一点,如果您正在刷涂,则混合表面,使其非常平滑地流入基材的所有其他部分。 

12.3 PCB保形涂层的可修复性

幸运的是,可以使用烙铁修复 PCB 敷形涂层。PCB保形涂层令人印象深刻的是它的可修复功能。使用烙铁,表面会融化,留下与板材无关的接头。使用其他层,您可以实现材料炭化。但这是一个小问题,您必须与您的质量部门讨论。 

如何去除PCB保形涂层

到现在为止,您必须非常清楚与保形涂层有关的几乎所有事情。例如,您知道它的类型、用途和厚度,仅举几例。现在,是时候了解其他内容了。如果您想去除或更换 PCB 上的保形涂层,是时候了解最佳去除策略了。 

13.1 为什么要去除保护涂层?

在最初选择要使用的敷形涂层材料类型期间,您需要最有效地考虑将其移除(如果需要)。去除涂层的过程会给您的 PCB 带来破坏性影响,尤其是如果您弄错了。 

您可能必须进行 PCB 保形去除的原因有很多。例如,您可能会因为涂层材料的错误选择而想要这样做。此外,这可能是由于涂层覆盖率不足或 PCB 设计不需要包含涂层。原因很多。  

13.2 去除方法

有几种 PCB 保形去除方法值得一提。一些最常见的包括: 

• 化学溶剂法——这是在不影响电路板及其组件的情况下去除 PCB 保形。需要注意的是,没有一种特定的溶剂适合所有应用。除了环保之外,水还必须是安全的。 

• 剥离法——在这里,您需要使用多种溶剂来去除保形涂层。此过程包括用水擦拭和刷洗该区域,直到去除保形涂层。剥离可有效去除不同类型的电路板涂层。 

• 加热方法– 在这里,您必须使用极低温的热量作为轻轻燃烧和熔化涂层的手段。如果需要,您可能需要使用一些低温控制工具来确保您不会损坏 PCB。不适合使用烙铁。

• 研磨和刮削方法——这种去除敷形涂层的方法依赖于多种摩擦和刮削设备。这一切都取决于PCB涂层材料的成分。大多数人在研磨时使用牙科式刮刀和手持钻。 

• 用于去除保形涂层的微型喷砂机– 喷砂包括将精细分级的磨料喷入压缩空气流中,通过一些耐磨软管并从一些您自动或手动放置在工件上的微型喷嘴喷出。您可以使用此方法去除多种涂层,例如丙烯酸、环氧树脂、聚氨酯、聚对二甲苯和硅胶等。 

一位工程师试图去除 PCB 保形涂层.jpg

如何选择优质的PCB保形涂料

在全球范围内,电子和电路似乎都在快速小型化。这是与 PCB 保形涂层增加有关的一个方面。如上所述,为了保护 PCB 免受极端温度、湿气和灰尘等的影响,需要保形涂层。但是,您如何选择高质量的 PCB敷形涂层材料呢?对于最佳 PCB 敷形涂层材料,您需要注意哪些事项?

在选择高质量的敷形涂层以确保获得最佳效果时,您需要注意以下几点:

表面必须具有出色的柔韧性

还具有低毒性水平和成本

它应该很容易返工

具有广泛的工作温度范围

在高速下,它应该能够在不产生副产品的情况下固化

必须保护电路板免受低温/高温和机械冲击

它必须有很长的保质期

必须易于喷涂且具有低粘度

监管考虑

在选择要使用的敷形涂层材料类型时,安全和大量环境问题至关重要。某些元素一旦过时,最终可能会给环境带来一些破坏性影响。除了所有这些之外,还有几个监管机构的任务是确保 PCB 涂层材料是环保的:

• 职业安全与健康管理局 (OSHA) – 这是美国的法定机构,其任期是确保工人安全。许多涂料是易燃的,含有高毒性,并且会散发烟雾。OSHA 确保所有从事 PCB 生产的公司都采取安全措施来保护其工人。OSHA 规定所有 PCB 制造商都为他们的工人配备个人防护设备,并且公司内有足够的通风。 

• EPA(美国环境保护署) ——在美国,所有 PCB 生产商都严格遵守 EPA 的要求。例如,EPA 对影响臭氧层的化学品实施了严格的限制。幸运的是,大多数受限制的化学品并不容易获得,这就是为什么臭氧消耗问题似乎不是一个大问题的原因。 

• CARB(加利福尼亚航空审查委员会)和其他地区法规——在尽可能长的时间内,CARB 与其他地方当局一起,不断发挥更加突出的作用,以确保它们执行旨在保护环境的环境限制。其中一些限制包括 VOC(挥发性有机化合物)或产生烟雾的化学品。最近一个正在讨论的环境话题是全球变暖潜势(GWP)。 

概括

本文就是PCB保护涂层知识,关于PCB三防涂层你想知道的15件事您是否正在寻找通常可以在市场上使用的最好的保形涂层印刷电路板?

如果是这样,那么您可以联系我们,我们可以一起讨论有关PCB保护涂层的任何问题。我相信我们可以解决问题,从中学到更多的知识。

希望这篇文章对您有所帮助,到时我们会很高兴的!