水性聚氨酯三防漆在电子线路板防腐领域的应用-正版电玩城捕鱼 - 纳米防水超疏水前沿技术资讯平台!

正版电玩城捕鱼

你的位置:正版电玩城捕鱼 > 防水资讯 > 专题报道 > 浏览文章

水性聚氨酯三防漆在电子线路板防腐领域的应用

2020年01月22日 点击:

 

电子电气设备线路板防腐介绍

1.jpg

发霉的电路板

电子电气设备在使用时会受到环境中灰尘、潮湿、霉菌、盐雾、腐蚀性气体等的侵蚀,线路板及其元器件(集成电路、容阻件等)可能产生腐蚀、软化、变形和霉变等问题,导致线路板电路出现漏电、雷击、短路、器件失效等故障,不但影响产品质量,降低使用寿命,还存在安全隐患,威胁人们的生命安全。为了提高产品的性能稳定性及质量可靠性,企业在生产制造中越来越注重电子电气设备线路板的防腐保护,按照防腐等级不同可分为薄层涂覆、厚层涂覆和灌封。

2.jpg

刷涂三防涂料

1)薄层涂覆:通常指的是三防涂覆工艺,通过在线路板表面上喷涂或刷凃一层薄薄的三防涂覆材料(简称三防漆),涂覆厚度通常为25-75 μm,可有效防止空气中的潮湿、霉菌、盐雾、灰尘及雷电等对线路板的腐蚀,如,化学物质环境(酸、碱性气体等成分):空调、干燥器、户外电子等;办公室和家庭中的有害物质:电视机、计算机、电磁炉、油烟机等;其它所有需要三防保护的家电线路板;

2)厚层涂覆:通常涂覆厚度越厚,防腐效果越好。针对薄层涂覆满足不了的领域,可通过增加涂覆厚度(干膜100200 μm)实现更高的防腐要求。

一、高防腐领域:军工系统、通讯设备、户外精密设备(充电桩,通讯基站)等。

二、环境恶劣:在恶劣环境中使用的设备,需要满足极高的防腐要求。矿井、海边,面临灰尘、潮气、盐雾、风沙雨雪等环境;汽车电子(雨雪风沙等);

三、敏感元器件:线路板针脚/引脚处:由于针脚结构存在毛细渗透现象及本身的重力作用,导致针脚处挂胶困难,薄层涂覆无法达到理想的防腐效果;特殊元件(风扇口处等):高热、灰尘大。

3)灌封:将整个线路板上元器件导电层都包裹住,外表形成一层很厚的胶体,能够很有效的起到防水的作用。适用于对防水要求非常高的工作环境,如洗衣机、洗碗机等控制板,通常采用聚氨酯树脂进行灌封

三防工艺及涂覆材料

“三防”通常指的是防潮、防霉、防盐雾,三防工艺(ConformalCoating)是指通过在印制线路板及其相关分立器件、集成电路的表面涂覆一层三防漆,固化后形成一层透明聚合物涂覆层,这层保护膜将电子线路板元器件与其工作环境有效地隔离开来,使其免遭恶劣环境的侵蚀、破坏,进而提高并延长设备的使用寿命,确保使用的安全性和可靠性。此外,三防漆可以起到屏蔽和消除电磁干扰和防止线路短路的作用,提高线路板的绝缘性能,允许更高的功率和更近的印制板间距,从而可满足元件小型化的目的。

三防漆从化学成分上主要可分为丙烯酸树脂(AcrylicType AR)、环氧树脂(EpoxyType ER)、有机硅(SiliconeType SR)、聚氨酯(UrethaneType UR)和聚对二甲苯(ParyleneType XY)五大类;按固化方式可分为热固化、紫外光固化和湿气固化;按溶剂类型不同,可分为溶剂型三防漆、水性三防漆、无溶剂(UV)三防漆。随着国家及地方VOCs 排放限量标准的实施,溶剂型三防漆的使用越来越受到限制,环保型水性三防漆已进入市场,并逐步取代溶剂型三防漆,水性三防漆在电子电气PCBA 防腐领域的应用也越来越广泛。

水性三防漆的介绍

水性三防漆(Water-basedConformal Coating)是一种仅以水为主要分散介质的涂料。水性三防漆因其不含VOCs,具有极高的安全性和环保性,不易燃易爆,无刺激性气味对人体无害,在线路板防腐领域越来越受到企业和公众的欢迎!

水性聚氨酯三防漆的性能特点

现有的水性三防漆主要有水性丙烯酸漆和水性环氧漆,水性丙烯酸漆柔韧性、耐磨及耐化学性能较差,易出现热黏冷脆的现象;水性环氧漆应力较大,易开裂变形。水性聚氨酯具有极高的柔韧性及耐化学性,弥补了其他水性漆的不足,具有更广泛的应用。水性聚氨酯三防漆以水性聚氨酯树脂为主剂,配以水、干燥助剂、流平助剂、消泡剂、杀菌剂及其他助剂研制而成,水性聚氨酯树脂由于存在两相结构和氢键结构,因此具有非常好的柔韧性及耐磨、耐化学性。水性聚氨酯三防漆因以水为稀释剂,具有安全环保、不易燃易爆、对人体无害,不污染环境等优势,可明显改善车间作业环境,提高工人的工作效率,此外还保留了传统溶剂型聚氨酯高附着、耐磨、耐化学性、耐高低温,耐湿热,耐盐雾等优良性能。

4.1 固化前性能

水性聚氨酯三防漆为乳白色均匀透明液体,内无悬浮物,无刺激性气味,具有荧光跟踪性,在线路板表面涂覆后可在紫外灯下检查是否有漏涂、误涂、缺陷等问题,以确保涂覆漆膜平整均匀、一致性好。

4.2 机械性能1)附着力:按ISO2409 漆膜附着力测试标准,产品附着力合格等级为0~1 级(参见表1)。采用百格法测试,参考划格标准GB_T9286-1998,测试板脱落面积小于5%,可以达到GT0 级或级(见图1

3.jpg

附着力测试(划格后胶带撕扯)


2)轴弯曲:按照IEC6464-2 测试标准,轴直径3 mm,膜厚0.06mm 在锡箔纸上均匀涂覆试样,弯曲180°后漆膜平整、无开裂,具有非常好的柔韧性。

4.3 热力学性能

1)热冲击:

IEC60068-2-14/IPC-TM-650 2.6.7.1 测试标准,测试温度范围:-40125℃,高温和低温保持时间各15 min,高低温转换时间在5min 内,进行100 个周期试验。测试后试样表面完好,未被腐蚀,无白斑、起泡、变色、针孔、裂缝、起皱等现象,如图所示。

4.jpg


2)耐温性:

IEC216 测试,耐温性能达到130 ℃,具有非常优异的耐高温性能。

4.4 电性能

1)体积电阻率:按照ASTMD257 的测试标准,依照高阻测试仪操作规程,对固化后试样进行体积电阻率测试,测试电压为100 V DC,测得体积电阻率为1014 Ωcm,水下放置天后,重新测得体积电阻率为1013 Ωcm,具有非常好的绝缘性能。2)耐击穿电压:测试标准GB/T1981.2-2009,用耐压测试仪对试样进行介质耐电压测试,测试介质为绝缘油,测试过程无放电现象,如飞弧(表面放电)、打火花(气体放电)或击穿(击穿放电)等,测得击穿电压为108kV/mm,具有非常好的耐压性能。

4.5 防腐性能

水性聚氨酯三防漆耐盐雾测试、高温高湿测试、耐酸碱盐测试、硫化测试等各项性能测试均通过,具有非常优异的防腐性能。

1)耐盐雾测试:测试标准GB/T2423.17-2008,在5%NaCl 溶液中,温度35±℃,测试168h。测试后样板表面无腐蚀、白斑、起泡、裂纹等现象(见图3)。

5.jpg

盐雾测试前后对比

2)高温高湿测试:测试标准IPC-TM-6502.6.3.7,将测试电极板置于温度为40℃,湿度为95%RH 的高低温潮热试验箱中,测试168 小时,使用SIR 在线测试系统进行阻值测定,测试结果如图所示。

6.jpg

结果表明,高温高湿测试后的电极板未出现金属枝晶生长及腐蚀现象。湿热条件下时间与电阻曲线图高温高湿放大后图片3)腐蚀性气体测试:测试标准GB/T2423.20-2014/IEC60068-2-43,测试气体为H2S 气体,将测试电极板置于H2S 气体密度为80 ppm,温度50 ℃,湿度85%条件下测试120 h,测试结果如图所示。结果表明经腐蚀性气体H2S 测试后,电极板没有受到腐蚀

7.jpg


总结

电子电气产品的质量可靠性要求越来越高,三防漆在线路板集成电路保护上的应用已必不可少。应国家环保政策的强制要求,只有在制造过程中采用更多的环保型产品才能取得经济和环境的和谐发展。水性三防漆已逐渐用于电子电气设备PCBA 防腐保护,未来其应用将越来越广泛!


Baidu
sogou