PCBA軍品級三防涂覆工藝

環(huán)境因素及其影響

常見的環(huán)境因素如濕度、粉塵、鹽霧、霉菌等會引起的PCBA各種失效問題產(chǎn)生

濕度處于外界環(huán)境中的電子PCB組件，幾乎都存在被腐蝕的風險，其中水是腐蝕最主要的介質(zhì)，水分子很小，足以能穿透某些高分子材料的網(wǎng)狀分子間隙而進入內(nèi)部或通過涂層的針孔而達到底層金屬產(chǎn)生腐蝕。當大氣達到一定濕度即可引起PCB電化學遷移、漏電電流和高頻電路中的信號失真等現(xiàn)象發(fā)生。

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蒸汽/濕度+離子污染物（鹽類，助焊劑活性劑）=可導電的電解質(zhì)+應力電壓=電化學遷移

當大氣中RH達到80%時，會有5~20個分子厚的水膜，各種分子都可自由活動，當有碳元素存在，可能產(chǎn)生電化學反應；當RH達到60%時，設(shè)備表面層會形成2~4個水分子厚的水膜，當有污染物溶入時，會有化學反應產(chǎn)生；當大氣中RH＜20%時，幾乎所有腐蝕現(xiàn)象都停止；

因此，防潮是保護產(chǎn)品的重要一環(huán)。

對電子設(shè)備而言，潮濕是以三種形式存在：雨水，冷凝和水汽。水是電解質(zhì)，能溶解大量的腐蝕性離子對金屬產(chǎn)生腐蝕。當設(shè)備的某一處的溫度低于“露點”（溫度）時，該處表面：結(jié)構(gòu)件或PCBA會有凝露產(chǎn)生。

粉塵

大氣中存在粉塵，粉塵吸附離子污染物沉降于電子設(shè)備的內(nèi)部而造成故障。這是野外電子設(shè)備失效的共同之處。

粉塵分為兩種：粗粉塵是直徑在2.5~15微米的不規(guī)則顆粒，一般不會引起故障，電弧等問題，但影響連接器的接觸；細粉塵是直徑小于2.5微米的不規(guī)則顆粒，細塵落在PCBA（單板）上有一定的附著力，須通過防靜電刷才可除去。

粉塵的危害：a.由于粉塵沉降在PCBA表面，產(chǎn)生電化學腐蝕，故障率增加；b.粉塵+濕熱+鹽霧對PCBA損害最大，沿海、沙漠（鹽堿地）、淮河以南霉雨季節(jié)化工、礦區(qū)附近地區(qū)，電子設(shè)備故障最多。

因此，防塵是保護產(chǎn)品的重要一環(huán)。

鹽霧

鹽霧的形成：鹽霧是海浪、潮汐及大氣環(huán)流（季風）氣壓、日照等自然因素造成，會隨風飄落至內(nèi)陸，其濃度隨離海岸距離而遞減，通常離海岸1Km處為岸邊的1%（但臺風期會吹向更遠）。

鹽霧的危害性：a.使金屬結(jié)構(gòu)件鍍層破壞；b.加速電化學腐蝕速度導致金屬導線斷裂、元器件失效。

類似的腐蝕源：a.手汗中有鹽、尿素、乳酸等化學物質(zhì)，對電子設(shè)備回產(chǎn)生與鹽霧同樣的腐蝕作用，因此在裝配或使用過程中應戴手套，不可裸手觸摸鍍層；b.焊劑中有鹵素及酸性物，應進行清洗，并控制其殘留濃度。

因此，防鹽霧是保護產(chǎn)品的重要一環(huán)。

霉菌

霉菌，是絲狀真菌的俗稱，意即"發(fā)霉的真菌"，它們往往能形成分枝繁茂的菌絲體，但又不象蘑菇那樣產(chǎn)生大型的子實體。在潮濕溫暖的地方，很多物品上長出一些肉眼可見的絨毛狀、絮狀或蛛網(wǎng)狀的菌落，那就是霉菌。

PCB發(fā)霉現(xiàn)象

霉菌的危害：a.霉菌吞噬和繁殖使有機材料絕緣性下降，損壞而失效；b.霉菌的代謝產(chǎn)物是有機酸，影響絕緣性及抗電強度而產(chǎn)生電弧。

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因此，防霉菌是保護產(chǎn)品的重要一環(huán)。

綜合以上幾方面來考慮，產(chǎn)品的可靠性要有更好地保證，必須將其與外界環(huán)境盡可能低隔離開來，因此引入了敷形涂覆工藝。

經(jīng)過涂覆工藝后的PCB，在紫光燈下的拍攝效果，原來coating也可以這么美！

三防漆涂覆是指在PCB表面涂一層薄薄的的絕緣保護層，它是目前最常用的焊后表面涂覆方式，有時又稱為表面涂覆、敷形涂覆（英文名稱coating，conformal coating）。它將敏感的電子元器件與惡劣的環(huán)境隔離開來，可大大改善電子產(chǎn)品的安全性和可靠性并延長產(chǎn)品的使用壽命。三防漆涂覆可保護電路/元器件免受諸如潮濕、污染物、腐蝕、應力、沖擊、機械震動與熱循環(huán)等環(huán)境因素的影響，同時還可改善產(chǎn)品的機械強度及絕緣特性。

經(jīng)過涂覆工藝后的PCB，在表面形成透明的保護膜，能有效防止水珠和潮氣侵入，避免漏電和短路。

2.涂覆工藝的要點

根據(jù)IPC-A-610E(電子組裝檢測標準)的要求，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：區(qū)域

復雜的PCB板

1、不能被涂敷的區(qū)域：

需要電氣連接的區(qū)域，如金焊盤、金手指、金屬通孔、測試孔；電池及電池固定架；連接器；保險絲及外殼；散熱裝置；跳線；光學裝置的鏡頭；電位計；傳感器；沒有密封的開關(guān)；會被涂層影響性能或操作的其它區(qū)域。

2.必須涂敷的區(qū)域：所有焊點、管腳、元器件導體部分。

3.可涂可不涂的區(qū)域

厚度

厚度要在印制電路組件平坦、不受妨礙、固化的表面上測量，或與組件一起經(jīng)歷制程的附連板上測量。附連板可以是與印制板相同的材料也可以是其他無孔材料，例如金屬或玻璃。濕膜測厚也可以作為涂覆層測厚的一種可選方法，只要有文件注明干濕膜厚度的轉(zhuǎn)換關(guān)系。

表一：各類型涂覆材料厚度范圍標準

厚度的測試方法：

1.干膜厚度測量工具：a千分尺(IPC-CC-830B)；b干膜測厚儀(鐵基)

千分尺 干膜儀

2.濕膜測厚：可以通過濕膜測厚儀得出濕膜的厚度，然后通過膠水固含量的占比計算得出

干膜的厚度

通過濕膜測厚儀得出濕膜的厚度，然后計算干膜厚度

邊緣解析度

定義：通常情況下，噴霧閥噴涂出來的線條邊緣不會是很直的，總會存在一定的毛刺。我們把毛刺的寬度定義為邊緣解析度。如下圖示，d的大小即為邊緣解析度的值。

注：邊緣解析度肯定是越小越好，但是不同客戶的要求是不一樣的，因此具體涂敷邊緣解析度只要滿足客戶要求即可。

邊緣解析度對比

均勻度，膠水應該像一張厚度一致且光滑通透的膜覆蓋在產(chǎn)品上，強調(diào)的是膠水覆蓋在產(chǎn)品上面各區(qū)域的均勻性，那么，必然是厚度一致的，不存在工藝問題：裂紋、分層、桔紋、污染、毛細現(xiàn)象、氣泡。