PCB设计保形涂层工艺

2020-11-06

長(cháng)时间使用(yòng)后，无论大小(xiǎo)的電(diàn)子组件都容易磨损。消费者期望電(diàn)子产品能(néng)够長(cháng)期使用(yòng)，因此制造商(shāng)已经开发出保护其组件免受损坏并保持其長(cháng)时间功能(néng)的方法。这些方法之一称為(wèi)保形涂层。此过程可(kě)保护PCB免受机械和化學(xué)损害，并以多(duō)种方式延長(cháng)其寿命和可(kě)靠性。

什么是保形涂层？

保形涂层是一种特殊的聚合物(wù)膜，可(kě)保护组件和PCB板免受机械或化學(xué)损害。它对于保护航空航天组件不受极端条件的影响至关重要，最初是為(wèi)关键任務(wù)应用(yòng)开发的。在现代数字时代，保形涂层工艺已在许多(duō)应用(yòng)中变得司空见惯，包括移动设备之类的普通大众使用(yòng)的涂层。 

保形涂料通常是与水或各种溶剂混合的树脂形式，可(kě)以以多(duō)种方式施加。纯粹基于树脂的保形涂料是半透性的，但是与其他(tā)物(wù)质（例如环氧树脂）结合的涂料是防水且不透性的。通常，用(yòng)于電(diàn)子元件的保形涂层是半渗透性的。具有(yǒu)保形涂层的電(diàn)子产品可(kě)以轻松维修，而无需花(huā)费任何麻烦来修补涂层。

大多(duō)数基于树脂的保形涂料均由三种不同的树脂类型之一制成：丙烯酸，硅树脂或（聚）氨基甲酸酯。每种树脂在恶劣的环境下都有(yǒu)特定的强度。例如，丙烯酸树脂具有(yǒu)高介電(diàn)强度，而硅树脂则耐盐雾。聚氨酯具有(yǒu)耐磨性，耐湿性和耐化學(xué)性。取决于它们的强度，每种保形涂料类型都必须经过特定的工艺才能(néng)去除。用(yòng)溶剂可(kě)以比较容易地除去丙烯酸涂料，但是有(yǒu)机硅和聚氨酯涂料则需要特殊的溶剂，超声波浴中的搅拌以及较長(cháng)的浸泡时间。

还有(yǒu)一种涂层叫非保形涂层。这些涂层的制作方法与保形涂层类似，但它们的贴合性不如電(diàn)子部件的表面特征，因此得名。它们也往往比保形涂层厚，从而使维修更加困难。

保形涂层工艺的基本准备

保形涂层只有(yǒu)在组件清洁且无物(wù)理(lǐ)缺陷的情况下才能(néng)很(hěn)好地起作用(yòng)。组件表面上不得有(yǒu)任何杂质，包括灰尘，碎屑或湿气，并且涂层本身必须均匀。由于脏污或有(yǒu)缺陷的组件而导致的涂层不均匀会导致故障（包括腐蚀，短路和物(wù)理(lǐ)损坏），有(yǒu)很(hěn)多(duō)不同的方法。木(mù)板和涂层相遇处的涂层中可(kě)能(néng)会出现裂纹，这种缺陷称為(wèi)起泡。 

准备不好的木(mù)板还会导致许多(duō)其他(tā)粘合问题，包括变色或表面不均匀。一个具有(yǒu)令人难忘的名字的粘合问题是“鱼眼”，当涂层表面不均匀地流过整个涂层时，当涂层表面上几乎没有(yǒu)形成凹陷时，就会发生这种现象。

需要许多(duō)保形涂料以满足严格的國(guó)际标准，因此创建符合这些标准的保形涂层工艺至关重要。保形涂料的主要标准是IPC-CC-830C，它包含保形涂料每种变體(tǐ)的部分(fēn)以及对各种环境问题的特别关注。这些问题包括水，真菌和易燃性。该标准还包括電(diàn)气外观和功能(néng)的准则，以及制造電(diàn)子产品时使用(yòng)不同材料和工艺的准则。该标准的最新(xīn)更新(xīn)于2019年1月，并定期更新(xīn)以反映電(diàn)子行业的需求。对于专门的用(yòng)例，还存在其他(tā)國(guó)际标准，包括電(diàn)子组件和焊接電(diàn)子器件。

通过掩膜改善保形涂层

当在组件上放置保形涂层时，最好在某些區(qū)域保持未涂层。这些區(qū)域可(kě)以包括连接器，孔，LED和某些类型的集成電(diàn)路。防止这些區(qū)域被覆盖涉及一个称為(wèi)掩膜的过程。 

有(yǒu)多(duō)种遮罩技术，包括屏蔽，胶带，液體(tǐ)和凝胶。没有(yǒu)特定的技术总是总是适用(yòng)于特定的掩膜场景，并且设计者必须在掩膜之前考虑很(hěn)多(duō)因素。遮罩區(qū)域的形状，几何形状和功能(néng)，以及遮罩所提供的保护级别，是应影响设计人员决定应用(yòng)遮罩的主要因素。设计人员还必须考虑到掩膜的预期寿命，以及在必要时去除掩膜有(yǒu)多(duō)困难。

有(yǒu)些掩膜技术对于防止保形涂层的附着是永久性的，而有(yǒu)些则是暂时的。永久性液體(tǐ)和凝胶很(hěn)普遍，但是一些新(xīn)技术為(wèi)临时掩膜开辟了更多(duō)可(kě)能(néng)性。可(kě)以用(yòng)紫外光固化的临时掩蔽液是最近添加的。它们易于应用(yòng)和移除，而无需诸如屏蔽层或胶带之类的物(wù)理(lǐ)介质。此外，它们在板几何形状上没有(yǒu)与实體(tǐ)遮罩材料相同的限制。尽管具有(yǒu)这些优点，但这些临时液體(tǐ)仍需要熟练的涂抹和清除技术，尽管可(kě)以实现一些自动化，但是熟练的技术人员必须指导涂抹工具，并且这样做的过程并不容易。