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三防漆:合理设计 避免后序问题

Christine Zhang 发布于 04 March 2021

在Electrolube经常会遇到这样的问题。经验丰富的生产人员如果能尽早审查出设计师设计里的失误并提出修改意见,就可以防止生产线上常见问题的发生。考虑周全的设计往往会带来巨大收益,同时产线上顺利的工作也使得设计师与生产人员的关系更为融洽。

理想情况下,设计工程师与产线工程师或负责涂层工艺的生产工程师密切合作。在设计初期避免潜在的生产问题要好过在画好工程图纸以后再去着手解决,而且也更容易解决。若想在设计阶段就避免涂层可能会出现的问题,有以下4个需要考虑的因素:

 

1. 简化电路板布局

只需要将那些不可以与元器件边缘一同涂覆的连接器和元器件放置在恰当的位置,即可简化三防漆的涂布工艺。可使用浸涂工艺作为潜在的替代方法,可以加快涂布时间并降低成本。同时还要避免出现一大组分立元器件,以避免引发高水平的毛细力,给涂层工艺带来挑战。通常线路板上没有保护层或保护层过厚的区域很容易因应力出现开裂、分层和其他涂层缺陷。同样,因元件较高涂布困难,出现难以涂布的区域或阴影(元器件下部未涂覆三防漆的地方)。伴随而来还有飞溅现象,解决之道就是在设计时不要将较高的元器件放置在必须要涂覆的元器件旁边。

2. 注意那些会影响到涂层的工艺

理想情况下,设计师应注意到涂布和固化涂层后的工序,因为其他材料(如导热膏/油灰和返工/返修化学品)可能会影响到涂层的完整性和总体性能。同时,在选择粘合剂时,还要确保其与所选择的涂层材料及工艺兼容,否则可能会对涂层的整体性能产生严重影响。

3. 认识涂覆前清洗的重要性

值得注意的是,选择最合适的三防漆仅是保护过程的开端,但这一过程中往往会忽视元器件涂覆前的状态。设计师应始终考虑到三防漆之前的工艺步骤,关键之一就是清洗。基板的整体清洁程度或基板上的残留物(如免洗助焊剂残留物)可能会对涂层的性能造成严重影响。基板上的残留物可能会干扰固化机理,导致涂层与基板之间的附着力不良,从而造成涂层下方残留导电物/离子物。

如果没有额外注意或进行涂覆前的清洗方案,腐蚀性残留物就会在PCB的导电走线之间形成桥接,随着时间推移引起电路板失效。尽管涂层可以推迟失效,但失效终将不可避免。若电路板在涂布前表面有污染物,这些污染物(包括指纹、助焊剂残留物、水分,以及其他大气污染物)就会被密封在涂层下方,从而引起长期问题。为了保证产品具有长期的最佳性能,一定要在涂布三防漆前对电路板进行清洗和干燥处理。即使是在使用所谓的免洗助焊剂时,进行清洗通常也可以提升产品的长期可靠性。 

 

4. 创建一个缓冲区,让涂层更易于处理

三防漆材料通常呈液态状,涂布时会在重力和毛细力作用下流动,由于自然存在的润湿/扩散效果,涂布后会或多或少地在涂布位置流动。由材料表面张力、触变指数和干燥时间共同作用,大部分材料会在重力的作用下沿着元件、引线和焊接点的尖锐边缘蔓延开,如果初始黏度的降低大于溶剂蒸发导致的黏度增加,这种现象可能会因为干燥时间过长或烘焙操作而变得更加糟糕。

 

若想让元器件在恶劣环境下仍保持良好的性能,了解并管控三防漆的蔓延性及其对覆盖效果的影响是非常关键的。不论工艺流程是否指明需要掩蔽或进行选择性涂覆,如果能在必须涂覆区域和绝对不可以涂覆区域之间留出3 mm的缓冲区,生产团队就可以节省很多时间和精力。这个小小的缓冲区可以让生产工艺变得更容易并且可防止在未来出现其他问题。

 

讨论了设计初期合理决策的重要性之后,确定线路板表面有哪些物质会影响到性能,这是保证涂布三防漆工艺成功的关键。这将防止出现潜在生产问题,不仅包括涂布三防漆工序,还包括其他生产工序。总之,需选择合适的材料,并适当地涂布、固化涂层。确定涂层材料是否会和其他工艺化学品发生反应,在涂布之前对元器件进行彻底的清洗和干燥处理,以保证后期完成稳定、可靠的电子组装工序。