軍用印制電路板組件PCBA(Printed CircuitBoard Assembly)作為電子整機(jī)的核心部件,應(yīng)具備良好的耐環(huán)境適應(yīng)性及電參數(shù)性能.潮濕+灰塵+鹽霧是造成PCBA失效的重要因素.印制板組件涂覆三防(防鹽霧、防濕熱、防霉菌)漆能抵御惡劣環(huán)境對(duì)電路和元器件的影響,增加機(jī)械強(qiáng)度和可靠性能,防止氣溫驟然變化產(chǎn)生凝露時(shí)使印制導(dǎo)線間漏電短路甚至擊穿,對(duì)于工作在高電壓及低氣壓條件下的印制板可改善導(dǎo)線間爬電、擊穿現(xiàn)象,從而提高產(chǎn)品的可靠性.

    在實(shí)際工作中,三防的防護(hù)性能主要通過加速老化試驗(yàn)方法來驗(yàn)證,常用的試驗(yàn)方法有GJB150.10-1986《軍用裝備實(shí)驗(yàn)室環(huán)境試驗(yàn)方法 霉菌試驗(yàn)》、GJB 150.11A-2009《軍用裝備實(shí)驗(yàn)室環(huán)境試驗(yàn)方法 鹽霧試驗(yàn)》,濕熱試驗(yàn)可按GJB 150.9A-2009《軍用裝備實(shí)驗(yàn)室環(huán)境試驗(yàn)方法 濕熱試驗(yàn)》或GJB367A-2001附錄A07濕熱試驗(yàn).本文所指耐濕熱主要依據(jù)GJB 367A-2001所規(guī)定的方法進(jìn)行.

    1、 PCBA涂層濕熱老化試驗(yàn)后常見失效情形及原因分析

    PCBA涂層濕熱試驗(yàn)失效常見現(xiàn)象主要有涂層脫落、氣泡、失光、發(fā)白等.通過收集、整理近幾年三防PCBA濕熱試驗(yàn)出現(xiàn)的各種情形,常見有以下幾種.

    (1)涂料的配方、噴涂次數(shù)、噴涂厚度、烘烤溫度等工藝參數(shù)不同,試驗(yàn)結(jié)果差異較大.

    (2)在冬天和夏天,采用同樣的工藝參數(shù),噴涂外觀一致,但在濕熱老化后,夏天噴涂的涂層易出現(xiàn)細(xì)密的汽泡,冬季噴涂的涂層表面常有顆粒現(xiàn)象,經(jīng)分析主要是環(huán)境濕度影響所致.

    (3)整機(jī)中常有外購(gòu)PCBA自帶三防涂層濕熱試驗(yàn)后嚴(yán)重失光、粉化或大面積發(fā)白現(xiàn)象;也存在部分含有外購(gòu)電源模塊類印制板三防后不粘涂料的情形.排除涂料選型因素外,產(chǎn)生此類情形的原因主要在于三防涂覆前處理方式不當(dāng)所致.

    (4)產(chǎn)品機(jī)箱結(jié)構(gòu)形式的不同,涂層失效程度不一致.進(jìn)行濕熱試驗(yàn)時(shí),密封型機(jī)箱或直接放置于試驗(yàn)箱中的樣件加工良好,部分通風(fēng)機(jī)箱中的PCBA涂層出現(xiàn)不同程度汽泡現(xiàn)象.

    (5)同一印制板阻焊膜不同,濕熱試驗(yàn)后涂層防護(hù)效果也出現(xiàn)差異.采用PCBA藍(lán)色阻焊膜、亞光綠色阻焊膜的聚氨酯涂層出現(xiàn)嚴(yán)重的密集起泡、起層,光亮綠色阻焊膜未見異常.

    (6)不同涂料的防護(hù)性能和使用場(chǎng)合不同,耐濕熱效果也不盡相同.

    2、通過分析上述情形,導(dǎo)致PCBA涂層濕熱試驗(yàn)失光、粉化、起泡失效的因子主要有:

    (1)涂料的配方、涂層厚度、烘烤溫度等工藝參數(shù)的影響;

    (2)生產(chǎn)過程中空氣濕度對(duì)涂層性能的影響;

    (3)PCBA涂覆前清潔處理工藝對(duì)涂層性能的影響;

    (4)機(jī)箱結(jié)構(gòu)形式對(duì)涂層性能的影響;PCB阻焊膜類別對(duì)涂層性能的影響;

    (5)涂覆材料的對(duì)涂層耐濕熱的影響.

    因此在PCBA三防噴涂前,需要對(duì)印制板進(jìn)行清洗.達(dá)到潔凈度指標(biāo).常用的清洗方式有酒精、汽油、三氯乙烯或水清洗工藝,推薦采用水清洗工藝,該清洗工藝綠色環(huán)保,采用該工藝能徹底有效去除助焊劑殘留物.含有電源模塊類印制板組件中的電源模塊通常采用硅油類物質(zhì)進(jìn)行灌封,在酒精、汽油等溶劑中浸泡清洗易發(fā)生化學(xué)反應(yīng),滲出硅油類物質(zhì)污染板面,因PCBA被有機(jī)硅污染時(shí),涂層會(huì)產(chǎn)生不連續(xù)區(qū)域.造成涂料不能均勻附著板面而影響防護(hù)性能,針對(duì)有電源模塊類器件的印制板,實(shí)際工作中通常采用蘸取溶劑進(jìn)行局部擦洗方式,避免電源模塊中硅油類物質(zhì)滲出污染板面,造成不粘漆影響防護(hù)性能.考察涂層防護(hù)效果實(shí)際上是考察涂料與阻焊膜的結(jié)合程度,不同的阻焊膜由于成分、含量有差異,與涂料結(jié)合力大小不一致.涂層的附著程度和印制板阻焊膜與涂料的分子極性密切相關(guān),初步分析亞光阻焊膜表面極性與三防漆極性不互溶所致.

    由于非極性高聚物表面能低,不易與極性高聚物形成低能結(jié)合,故潤(rùn)濕不好,不能很好粘接.而非極性高聚物與非極性高聚物之間就能產(chǎn)生良好的粘接,結(jié)構(gòu)相似互溶性好,有利于擴(kuò)散,容易粘接得牢固而獲得優(yōu)良的附著力。從防護(hù)性能看,有機(jī)硅最佳,聚氨酯次之,丙烯酸最次.

   通過各種涂料的涂覆工藝試驗(yàn)結(jié)果分析,三種涂料的優(yōu)缺點(diǎn)，對(duì)比見表5.

    3、 結(jié)論

    通過上述的試驗(yàn)分析,要得到優(yōu)良耐潮濕性的PCBA涂層,應(yīng)在以下方面做出工藝控制:

    (1) 工藝參數(shù),三防漆的配方及噴涂方式及厚度、固化溫度是主要因素.同時(shí)空氣濕度、壓縮空氣質(zhì)量、噴涂前PCBA預(yù)烘除潮應(yīng)作為涂覆工藝重要參數(shù)控制.

    (2) 涂覆PCBA涂層前,PCBA必須徹底清潔焊接殘留物、灰塵、手汗等污染物,確保清漆涂層與PCBA阻焊或器件間附著力良好.

    (3) 從試驗(yàn)結(jié)果來看, P CB阻焊膜顏色應(yīng)優(yōu)選綠色光亮(GRN)阻焊膜,推薦PSR-2000KX700G.

    (4) 機(jī)箱結(jié)構(gòu)形式對(duì)PCBA板的防護(hù)性能有著較大的影響,通風(fēng)型機(jī)箱更易加速涂層老化.

    (5) 從涂料工藝試驗(yàn)對(duì)比分析可以看出,應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品的使用環(huán)境選擇涂料,丙烯酸類涂料適合于溫濕度受控的室內(nèi)環(huán)境,聚氨酯類涂料耐濕熱性能良好,涂層硬度、光亮、平整、耐污性等比有機(jī)硅涂料更具優(yōu)勢(shì),但有機(jī)硅的可返修性和惡劣環(huán)境適應(yīng)性優(yōu)于聚氨酯.

責(zé)任編輯：周婭

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