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浅析三防漆涂覆的必要性

TIME:2018-01-30

标签:PCBA元器件涂覆工艺三防漆涂覆标准

随着PCBA元器件的尺寸越来越小,密集度越来越高;器件之间及器件的托高高度(与PCB间的间距/离地间隙)也越来越小,环境因子对PCBA的影响作用也越来越大,因此我们对电子产品PCBA的可靠性提出了更高的要求。

常见的环境因素如湿度、粉尘、盐雾、霉菌等会引起的PCBA各种失效问题产生

湿度

处于外界环境中的电子PCB组件,几乎都存在被腐蚀的风险,其中水是腐蚀最主要的介质,水分子很小,足以能穿透某些高分子材料的网状分子间隙而进入内部或通过涂层的针孔而达到底层金属产生腐蚀。当大气达到一定湿度即可引起PCB电化学迁移、漏电电流和高频电路中的信号失真等现象发生。

  1. 当大气中RH达到80%时,会有5~20个分子厚的水膜,各种分子都可自由活动,当有碳元素存在,可能产生电化学反应;
  2. 当RH达到60%时,设备表面层会形成2~4个水分子厚的水膜,当有污染物溶入时,会有化学反应产生;
  3. 当大气中RH<20%时,几乎所有腐蚀现象都停止;

因此,防潮是保护产品的重要一环。

对电子设备而言,潮湿是以三种形式存在:雨水,冷凝和水汽。水是电解质,能溶解大量的腐蚀性离子对金属产生腐蚀。当设备的某一处的温度低于“露点”(温度)时,该处表面:结构件或PCBA会有凝露产生。

粉尘

大气中存在粉尘,粉尘吸附离子污染物沉降于电子设备的内部而造成故障。这是野外电子设备失效的共同之处。

粉尘分为两种:粗粉尘是直径在2.5~15微米的不规则颗粒,一般不会引起故障,电弧等问题,但影响连接器的接触;细粉尘是直径小于2.5微米的不规则颗粒,细尘落在PCBA(单板)上有一定的附着力,须通过防静电刷才可除去。

粉尘的危害:a.由于粉尘沉降在PCBA表面,产生电化学腐蚀,故障率增加;b.粉尘 湿热 盐雾对PCBA损害最大,沿海、沙漠(盐碱地)、淮河以南霉雨季节化工、矿区附近地区,电子设备故障最多。

因此,防尘是保护产品的重要一环。

盐雾

盐雾的形成:盐雾是海浪、潮汐及大气环流(季风)气压、日照等自然因素造成,会随风飘落至内陆,其浓度随离海岸距离而递减,通常离海岸1Km处为岸边的1%(但台风期会吹向更远)。

盐雾的危害性:a.使金属结构件镀层破坏;b.加速电化学腐蚀速度导致金属导线断裂、元器件失效。

类似的腐蚀源:a.手汗中有盐、尿素、乳酸等化学物质,对电子设备回产生与盐雾同样的腐蚀作用,因此在装配或使用过程中应戴手套,不可裸手触摸镀层;b.焊剂中有卤素及酸性物,应进行清洗,并控制其残留浓度。

因此,防盐雾是保护产品的重要一环。

霉菌

霉菌,是丝状真菌的俗称,意即"发霉的真菌",它们往往能形成分枝繁茂的菌丝体,但又不象蘑菇那样产生大型的子实体。在潮湿温暖的地方,很多物品上长出一些肉眼可见的绒毛状、絮状或蛛网状的菌落,那就是霉菌。

霉菌的危害:a.霉菌吞噬和繁殖使有机材料绝缘性下降,损坏而失效;b.霉菌的代谢产物是有机酸,影响绝缘性及抗电强度而产生电弧。

因此,防霉菌是保护产品的重要一环。

综合以上几方面来考虑,产品的可靠性要有更好地保证,必须将其与外界环境尽可能低隔离开来,因此引入了敷形涂覆工艺。

三防漆涂覆是指在PCB表面涂一层薄薄的的绝缘保护层,它是目前最常用的焊后表面涂覆方式,有时又称为表面涂覆、敷形涂覆(英文名称coating,conformal coating)。它将敏感的电子元器件与恶劣的环境隔离开来,可大大改善电子产品的安全性和可靠性并延长产品的使用寿命。三防漆涂覆可保护电路/元器件免受诸如潮湿、污染物、腐蚀、应力、冲击、机械震动与热循环等环境因素的影响,同时还可改善产品的机械强度及绝缘特性。

经过涂覆工艺后的PCB,在表面形成透明的保护膜,能有效防止水珠和潮气侵入,避免漏电和短路。

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