軍用電路板的一種防護(hù)方法

曲利新

摘 要:軍用電子裝備使用條件惡劣,對(duì)質(zhì)量與可靠性要求高,為滿(mǎn)足戰(zhàn)備需求,提高裝備的環(huán)境適應(yīng)性能力,必須加強(qiáng)裝備的防護(hù)能力建設(shè)。通過(guò)對(duì)電子裝備核心基礎(chǔ)部件印制電路板的防護(hù)設(shè)計(jì)實(shí)施和檢驗(yàn),探索出一種適應(yīng)裝備多品種小批量特點(diǎn),手工實(shí)施印制電路板的防護(hù)涂覆,通過(guò)了環(huán)境測(cè)試和實(shí)際環(huán)境驗(yàn)證,是一種有效的印制電路板防護(hù)方法。

關(guān)鍵詞:電子裝備;防護(hù);印制電路板;手工涂覆

中圖分類(lèi)號(hào):TN702文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

文章編號(hào):1004-373X(2009)19-184-03

Defending Method of Printed Circuit Board for Military Use

QU Lixin

(Changchun Institute of Optics,Fine Mechanics and Physics,Chinese Academy of Sciences,Changchun,130033,China)

Abstract:The work condition of military electronic equipments is very bad,which demands high quality and reliability.To satisfy the requirement of combat readiness,to improve the ability of environment adaptability,the defending ability of military electronic equipments must be enhanced.By designing and testing the defending method of the core components of electron equipments,a defending coating method of hand-made printed circuit board is given to satisfy the variety and small scale production of electronic equipments.The environment test and real environment verification are passed,that would be an effective defending method of printed circuit board.

Keywords:electronic equipment;defending;printed-circuit-board;hand coating

0 引 言

軍用電子裝備防護(hù),一般是指防潮濕、防霉菌和防鹽霧腐蝕(moisture proofing,fungus proofing,salt and spray proofing)簡(jiǎn)稱(chēng)“三防”[1]。但在實(shí)際應(yīng)用中作為產(chǎn)品環(huán)境適應(yīng)性防護(hù)措施的俗稱(chēng),三防具有更加廣泛的含義(環(huán)境因素通常包括溫度、振動(dòng)、潮濕、沙塵、鹽霧、低氣壓和沖擊等)。隨著現(xiàn)代電子技術(shù)日新月異的發(fā)展,對(duì)軍用電子裝備的可靠性提出了越來(lái)越高的要求,而電子裝備的可靠性又與環(huán)境因素有著密不可分的關(guān)系,電子裝備的三防是涉及機(jī)械、電化學(xué)、生物等多門(mén)類(lèi)多科學(xué)的綜合技術(shù),對(duì)提高裝備整機(jī)的質(zhì)量與可靠性、延長(zhǎng)裝備使用壽命、減少裝備故障率等具有重要保障作用[2]。

幾乎所有的電子設(shè)備,小到遙控玩具,大到計(jì)算機(jī)、通訊設(shè)備、工業(yè)控制設(shè)備、軍事裝備等,只要有集成電路等電子元器件,就要使用印制電路板,以達(dá)到對(duì)元器件的安裝和電氣互聯(lián)的作用。隨著巨大規(guī)模集成電路、超高速集成電路及表面貼裝元器件的大量使用,采用先進(jìn)的電子互聯(lián)技術(shù),使印制電路板的組裝密度較大,對(duì)印制電路板的可靠性提出了更高的要求,對(duì)印制電路板的三防(環(huán)境適應(yīng)性)提出了更高的要求。經(jīng)三防涂覆,元器件通過(guò)涂層與底板粘接增加了機(jī)械強(qiáng)度,管腳經(jīng)涂層隔離可達(dá)到長(zhǎng)期防潮、防霉和防鹽霧侵蝕的作用。但需要指出的是,軍用電子裝備的三防是一項(xiàng)系統(tǒng)工程,涉及方方面面,對(duì)印制電路板的三防涂覆處理只是其中的一個(gè)不可缺少的重要環(huán)節(jié)之一。

研究所承擔(dān)的軍工任務(wù)通常具有多品種小批量的特點(diǎn),在對(duì)印制電路板進(jìn)行三防涂覆處理時(shí),不同于大批量自動(dòng)化處理,更多的是采用人工的方式手動(dòng)進(jìn)行。為此,經(jīng)多方探索和學(xué)習(xí)借鑒,總結(jié)出手工方式對(duì)印制電路板進(jìn)行涂覆的方法,現(xiàn)以涂覆DB SF-6101三防保護(hù)劑為例,作詳細(xì)介紹。

三防保護(hù)劑性能介紹:選用某化工研究所研制生產(chǎn)的DB SF-6101三防保護(hù)劑,該保護(hù)劑具有突出的“防潮”、“防霉”、“防鹽霧”性能;具有良好的介電性能,耐電弧、耐電火花,電擊穿強(qiáng)度高;具有良好的憎水性能,在潮濕環(huán)境中,漆膜仍不失其良好的電性能;耐溫變性好,耐化學(xué)藥品性能好,有較強(qiáng)的耐氧化性、熱穩(wěn)定性、抗老化性,能耐多種不同濃度的酸、堿、鹽的腐蝕;能在常溫或低溫下固化,漆膜致密光亮,附著力強(qiáng),并有裝飾性;涂覆工藝簡(jiǎn)單,噴涂、浸涂、刷涂皆可,涂料粘度可根據(jù)選用的施涂工藝進(jìn)行調(diào)節(jié),而不影響涂料性能[3]。

1 實(shí)施步驟

三防保護(hù)劑涂覆工藝流程如圖1所示。

圖1 三防保護(hù)劑涂覆工藝流程圖

1.1 實(shí)驗(yàn)室環(huán)境要求

(1) 工作間必須保持清潔干凈,并具有良好的通風(fēng)條件。

(2) 工作間的相對(duì)濕度應(yīng)控制在65%以下。

(3) 工作間的溫度應(yīng)控制在(25±5) ℃ 。

(4) 工作間設(shè)防靜電工作臺(tái)及手腕帶插孔并接地良好。

(5) 工作間內(nèi)嚴(yán)禁煙火,并應(yīng)具有必要的防火設(shè)備。

1.2 印制電路板的清洗

由于印制電路板在焊接過(guò)程中必須使用助焊劑,而助焊劑在焊后有殘?jiān)粼陔娐钒灞砻?加上操作者手上的油脂和汗?jié)n,可能導(dǎo)致元器件性能不良或受到腐蝕,為確?？煽啃?焊后必須進(jìn)行清洗,以便去除焊劑殘?jiān)推渌廴疚?滿(mǎn)足有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)雜質(zhì)污染物和表面絕緣電阻的要求[4],并能增加三防保護(hù)劑與印制電路板基體的粘合強(qiáng)度。

清洗劑選擇無(wú)水乙醇,因?yàn)槠湮锢砘瘜W(xué)性能穩(wěn)定,具有良好的清洗能力,具有良好的溶解度,且購(gòu)買(mǎi)貯存方便,包裝靈活,價(jià)格適當(dāng)。

電路板手工清洗:將適量無(wú)水乙醇倒入不銹鋼容器內(nèi),把電路板放入,操作人員帶防靜電手腕帶使用防靜電刷子輕輕的反復(fù)刷洗,尤其是管腳附近,干凈后,直立放防靜電架上,瀝干后,用干凈的無(wú)水乙醇再次清洗,瀝干,然后放入干燥箱。烘干的時(shí)間和溫度見(jiàn)表1。

表1 烘干時(shí)間和溫度對(duì)照表

相對(duì)濕度 烘干溫度 / ℃烘干時(shí)間 /h

60%以下

60%～70%

70%～80%

80%以上

45～50

4

5

6

7

1.3 不應(yīng)涂覆部位的防護(hù)方法

(1) 印制電路板板組裝件的插頭部位應(yīng)使用紙膠帶進(jìn)行粘封。

(2) 其他不需涂覆的部位(點(diǎn))用紙膠帶粘貼即可。

(3) 不應(yīng)涂覆的部位包括:

接插件的插接部位;散熱器;微調(diào)電容,可調(diào)電感,可調(diào)電阻和2 W以上的電阻;開(kāi)關(guān),波段開(kāi)關(guān)的滑動(dòng)接點(diǎn),非密封型繼電器的接點(diǎn)(觸點(diǎn));用于測(cè)試的接線柱(點(diǎn));線束活動(dòng) (伸縮、轉(zhuǎn)動(dòng))部位;其他無(wú)防護(hù)涂覆要求的部位(點(diǎn))。

操作者進(jìn)行防護(hù)時(shí),應(yīng)戴白色無(wú)塵防靜電手套,佩戴防靜電手腕帶,以防止元器件靜電損傷和污染清洗后的印制電路板。

印制電路板不應(yīng)涂覆部位防護(hù)完成后,將電路板垂直放置于防靜電架上,準(zhǔn)備涂覆。

1.4 三防保護(hù)劑配制

按出廠技術(shù)條件和說(shuō)明書(shū)對(duì) DB SF-6101三防保護(hù)劑進(jìn)行嚴(yán)格檢查,漆質(zhì)應(yīng)無(wú)沉淀物、雜質(zhì)、油污,漆液應(yīng)呈淡黃色透明狀態(tài)。 配制稀釋劑所需溶液應(yīng)符合有關(guān)技術(shù)要求。

稀釋劑配方見(jiàn)表2,盛于一次性潔凈塑料容器內(nèi)并攪拌均勻;

涂料配方見(jiàn)表3,盛于另外一個(gè)潔凈塑料容器內(nèi)并攪拌均勻。

表2 稀釋劑配方

名 稱(chēng)比 例規(guī) 格

甲苯50分析純

醋酸酊脂25分析純

正 丁 醇25分析純

表3 涂料配方

原料名稱(chēng)配制量說(shuō)明

DB SF-6101 適量

防霉劑 適量根據(jù)需要添加

稀釋劑適量用涂-4粘度計(jì)控制到要求粘度為準(zhǔn)(≥15 s)

1.5 涂覆

用細(xì)毛刷蘸涂料對(duì)印制板電路板正反兩面各均勻涂覆二次,每次涂覆厚度應(yīng)均勻。第一次涂覆后應(yīng)水平靜置,自然干燥4 h后,再進(jìn)行第二次涂覆。

涂刷時(shí)應(yīng)按順序從一邊開(kāi)始,由高到低,均勻涂覆,避免遺漏。

1.6 干燥

將涂覆過(guò)的印制電路板平放入干燥箱中(不能重疊),加溫至45～50 ℃烘3 h后去掉保護(hù)材料,然后繼續(xù)放入45～50 ℃干燥箱中烘5 h,切斷電源,隨箱冷卻至常溫即可。

也可將涂覆過(guò)的電路板放置在清潔、無(wú)塵、干燥、通風(fēng)、無(wú)污染的室內(nèi)進(jìn)行自然干燥,8 h后去掉保護(hù)材料,然后再自然干燥16 h。

1.7 檢查

產(chǎn)品進(jìn)行涂覆后,操作人員應(yīng)對(duì)以下內(nèi)容進(jìn)行自查:

(1) 漆面應(yīng)均勻、光滑、光亮,無(wú)流痕、堆積、泛白、針孔、皺紋等缺陷,目測(cè)漆層內(nèi)無(wú)塵埃及其他多余物;

(2) 無(wú)漏涂覆部位,不需涂覆部位應(yīng)無(wú)涂料,無(wú)臟物;

(3) 固化檢查:用手指用力按壓防護(hù)漆面,漆面應(yīng)無(wú)指紋。

1.8 安全與注意事項(xiàng)

(1) 操作者應(yīng)按工藝規(guī)程規(guī)定的順序進(jìn)行涂覆操作;

(2) 操作者在操作過(guò)程中應(yīng)遵守有關(guān)安全規(guī)章制度,并作好記錄;

(3) 未經(jīng)檢驗(yàn)合格的產(chǎn)品不準(zhǔn)進(jìn)行涂覆;

(4) 進(jìn)行防護(hù)涂覆的產(chǎn)品應(yīng)在烘干結(jié)束后立即進(jìn)行涂覆;

(5) 涂覆裝有靜電敏感器件的印制電路板時(shí),應(yīng)使整機(jī)及涂覆設(shè)備良好接地;

(6) 涂覆過(guò)程中嚴(yán)禁水、油類(lèi)物質(zhì)混入涂料中;

(7) DB SF-6101三防保護(hù)劑應(yīng)放置在陰涼、通風(fēng)、干燥的庫(kù)房貯存,禁止陽(yáng)光直接照射;

(8) DB SF-6101三防保護(hù)劑自生產(chǎn)之日算起貯存穩(wěn)定期為一年,如果超過(guò)貯存穩(wěn)定期,可按產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定項(xiàng)目進(jìn)行檢查,結(jié)果符合質(zhì)量規(guī)定要求,則仍可使用[5-9]。

2 結(jié) 語(yǔ)

采用上述方法對(duì)印制電路板進(jìn)行三防處理,已經(jīng)通過(guò)有關(guān)檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)按GJB150要求的濕熱、霉菌和鹽霧檢測(cè),并應(yīng)用于某艦載電子跟蹤裝備中[10]。

參考文獻(xiàn)

[1]SJ 20812-2002.軍用電子設(shè)備三防設(shè)計(jì)的管理規(guī)定[S].

[2]電子科學(xué)研究院.電子設(shè)備三防技術(shù)手冊(cè)[M].北京:兵器工業(yè)出版社,2000.

[3]哈爾濱化工研究所.DB SF-6101使用說(shuō)明書(shū)[Z].

[4]梁治齊.實(shí)用清洗技術(shù)手冊(cè)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2001.

[5]QJ1781.1~4.漆噴涂工藝細(xì)則[S].

[6]電子工藝標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì).電子行業(yè)工藝標(biāo)準(zhǔn)匯編[S].2005.

[7]QJ/KCGW 03.03.003-2002 DB.SF-6101三防涂覆工藝細(xì)則[S].

[8]田芳,喬海靈.三防保護(hù)涂覆工藝及設(shè)備[J].電子工藝技術(shù),2006,27(2):108-110.

[9]黃萍,張靜.印制電路板組件三防涂覆工藝研究[J].電子工藝技術(shù),2007,28(6):324-329.

[10]GJB150-86.軍用設(shè)備環(huán)境試驗(yàn)方法[S].