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三防工艺技术研究

  • 作者:东莞市三茗化工科技有限公司
  • 发布时间:2013-12-05
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1  引言
军用电子设备要在恶劣环境中生存,防护是必须且重要的工作。特别是电路板和接插件,防护不当或防护缺陷很容易造成短路、断路和接触不良。在实际工作中发现经过三防处理的电路板在使用中出现了腐蚀现象,分析其原因主要是由于测试、维修、拆换元器件等现场操作造成了三防涂层的局部破坏;还有一些元器件的防护层在装联过程中不同程度的损伤,在装联过后又很难恢复;新产品在设计过程中,设计师为了方便调试,特意要求将集成电路的引线(包括焊点)保护起来不做三防处理。事实上,随着装联密度提高,电路、元器件、接插件等的导线很细,特别是高密度组装中集成电路的引线不但细微而且密度很高,很容易受到潮湿、霉菌和盐雾的影响,因此这些地方才是三防的重点,不然就失去了三防的本来意义。接收、信号处理等的一些关键电路系统的防护难度较大,如高频电路等需要做多层次、强度不同的防护,并需要在设计师的配合下现场进行。由于现行的三防工艺多数需要烘箱加热、水浴加热等条件,不适合现场操作,因此需要一种灵活、便捷的三防技术来弥补现场施工的不足。本文就电路板及接插件的现场便捷化三防技术和实践做简要论述。

2  便捷化三防材料
2.1电路板三防材料
电路板三防材料的选择标准是:
a.优秀的绝缘性能,有合适的电性能(tanδ,ε);
b.防潮性能好,受潮以后在正常条件下能迅速恢复原有性能;
c.抗霉菌、耐盐雾;
d.有良好的附着性,不开裂、起皮;
e.涂料的溶剂是无害的,对所保护的表面没有破坏作用;
f.有良好的工艺性。
根据美国MIL-1-46058C、英国BS5917、美国电子电路装联协会IPC-CC-830等标准,目前常用的涂料中有6类符合电路板三防要求,见表1所示。

表1 几类电路板三防涂料性能比较⑴
材料性能
丙烯酸Acrylic
聚氨酯Urethane
有机硅Silicone
聚酰亚胺Polylmide
聚对二甲苯
Parylene
改性聚丁二烯
ρv(Ω·cm)
1012~1014
1011~1014
1013~1015
1015~1016
1015~1016
1012~1014
ε
3.8~4.2
3.8
2.6~2.8
3.2~3.8
2.65
2.5~2.8
tanδ
3.5×10-2
3.4×10-2
3.5×10-2
5.7×10-3
8×10-4
5×10-3
防潮性能
稍差
良好
良好
良好
良好
稍差
抗霉菌
稍差
良好
良好
良好
良好
稍差
附着力
1级
1级
2级
1级
2级
1级
耐热性
120℃
120℃
180℃
220℃
130℃
120℃
溶剂危害
轻微
轻微
轻微
轻微
轻微
轻微
固化方式
溶剂挥发
交联固化
交联固化
交联固化
交联固化
溶剂挥发
施工方式
喷、浸、刷
喷、浸、刷
喷、浸、刷
喷、浸、刷
气相沉积
喷、浸、刷
涂层清除
一般
难
方便
难
难
一般
价格
便宜
便宜
较贵
较贵
较贵
便宜
从表1可见,作为电路板的三防涂料,从电性能上来说,有机硅、聚酰亚胺、聚对二甲苯、改性聚丁二烯材料较好,丙烯酸、聚氨酯材料较差;从防护性能上来说,聚氨酯、有机硅、聚酰亚胺、聚对二甲苯材料较好,丙烯酸、改性聚丁二烯材料较差;从施工难度来说,聚氨酯、聚酰亚胺、聚对二甲苯材料施工较困难,丙烯酸、有机硅、改性聚丁二烯材料较容易;从涂层清除与维护性能来说,丙烯酸、有机硅、改性聚丁二烯材料较好,聚氨酯、聚酰亚胺、聚对二甲苯较差;从价格上来说,丙烯酸、聚氨酯、改性聚丁二烯材料较便宜,有机硅、聚酰亚胺、聚对二甲苯材料较贵。综合以上因素,选择单组分有机硅、丙烯酸、聚氨酯材料都可以用于中低频电路的现场防护,其中有机硅材料的综合性能最好。对于高频电路的防护,只有选择改性聚丁二烯材料。
便捷化三防工艺是一种可在现场操作的工艺,要求材料携带方便,储存安全,施工操作简单。国外的做法是采用自喷方式,三防材料主要选用丙烯酸单组分涂料。由于是挥发成膜,成膜的质量不理想,防潮性能较差,同时喷雾成膜也容易对保护以外的其他器件产生影响,材料的便捷化成本较高。与国外电路板便捷化三防工艺比较见表2。高频电路的便捷化防护材料还没有见到国外报道。

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