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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
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

方便


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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