電子元器件表面化學防護效果的測定研究

黃萃豪，黃萃名，鄭玉文

（中航工業(yè)西安航空計算技術研究所，西安 710068）

電子模塊對于抵抗各類惡劣環(huán)境的要求日益增高，因此，建立高性能的表面防護技術是非常必要的。同時涂層的厚度也對防護性能起著重要的影響。涂層太薄起不到防護作用，涂層太厚，影響電子元器件性能，所以涂層必須控制在100 μm以下。文中研究并優(yōu)化了工藝條件，通過對丙烯酸和稀釋劑二甲苯的配比進行實驗，得到了良好的涂層。同時，對影響涂層效果的各種因素進行了分析研究［1-14］。

1 實驗部分

1.1 儀器

采用SC-300選擇性涂覆設備，開啟設備及控制電腦，啟動ECXP軟件，在操作界面下，進入編輯界面。編輯電路板長寬尺寸，設定安全的涂覆高度和涂覆速度，進入生產界面進行生產。

1.2 試劑

實驗試劑均為分析純，實驗中使用的水為二次蒸餾水。儲備液為丙烯酸清漆，分析液用稀釋劑稀釋得到。丙烯酸的性能指標見表1。

1.3 樣品準備

丙烯酸清漆：稀釋劑（丙烯酸清漆粘度配比）為1：0.2，1：0.3，1：0.4，1：0.5，1：0.6，1：0.8，1：1。

1.4 涂覆工藝參數

經調試，選擇性涂覆設備SC-300工藝參數見表2。

表1 丙烯酸性能指標Table 1 Acrylic performance index

表2 選擇性涂覆設備SC-300工藝參數Table 2 Selective coating equipment of SC-300 parameters

2 結果與討論

2.1 噴涂壓力對涂層厚度的影響

設定噴涂壓力從34.5～345 Pa進行試驗。由實驗結果發(fā)現(xiàn)，在一定范圍內涂層厚度和噴涂壓力成正比。綜合考慮噴涂效果，選用壓力172 Pa.

2.2 涂覆高度對涂層厚度的影響

涂覆高度從20～40 mm進行試驗，實驗結果發(fā)現(xiàn)，在一定范圍內涂覆高度和涂層厚度成正比。綜合考慮涂覆效果，選用涂覆高度為30 mm。

2.3 噴涂速度對涂層厚度的影響

對噴涂速度進行試驗。實驗結果發(fā)現(xiàn)，在一定范圍內噴涂速度和涂層厚度成反比。因此選擇50～100 mm/s作為最佳的涂覆速度。

2.4 粘度配比對涂層效果的影響

對丙烯酸清漆粘度配比進行試驗。丙烯酸清漆和稀釋劑的混合比例為1∶0.2，1∶0.3，1∶0.4，1∶0.5，1∶0.6，1∶0.8，1∶1。實驗結果列于表3。丙烯酸清漆粘度配比1∶1或超過1∶1均達到了良好的涂層效果，考慮到降低有毒稀釋劑的消耗量，選擇粘度配比為 1：1。

表3 丙烯酸清漆粘度（配比）對涂層效果的影響Table 3 Acrylic varnish viscosity（ratio）influence on the coating effect

2.5 噴頭模式

針對采用的膠水特性選擇合理的噴頭模式，對3種噴涂模式進行實驗，柱狀噴涂模式取得了良好的涂層效果。

2.6 測量

按照上述最佳實驗條件，一次噴涂的涂層厚度可控制在（25±10）μm的范圍內，二次噴涂的涂層厚度可控制在（50±20）μm的范圍內，達到了最佳涂層效果，有毒稀釋劑的消耗量最低。

2.7 實驗中問題的處理方法

1）涂層中有氣泡。如果涂層中有很多的氣泡且氣泡大小均勻。在室溫下，氣泡將部分消失。出現(xiàn)這種問題可能是涂料量不足，導致空氣進入薄涂層。它可以用下面的方法來解決：提高涂料的壓力，減少涂層厚度。如果氣泡和針孔的直徑太大，或只有部分地方有氣泡和針孔，應該考慮印制板不潔凈，管道或涂料有雜質。出現(xiàn)氣泡的另一個可能性是：當涂層涂覆寬度太窄（小于5 mm），涂層一層疊著一層，會將氣體帶入前一層，導致在涂層表面產生氣泡，這種情況可以通過增加涂層涂覆的寬度和提高噴涂速度來解決［15］。

2）涂層不均勻。當涂層不均勻，厚度變化大，可考慮以下2個方面的原因：噴涂后每個局部平整度較好，其原因可能是印制板本身的粗糙，或設備上的污垢導致印制板不水平，或設備本身不是水平；噴涂后，整體不均勻。除了上述的原因外，還有一個原因是涂料太少。在這種情況下，應增強噴涂壓力或降低速度或減少涂層涂覆寬度來解決。

3 結語

化學防護結合選擇性涂覆技術的突出優(yōu)點包括工藝簡單、高效，試劑消耗少，涂覆的靈敏度高。防護性能令人滿意，，不僅適用于精密涂覆也適用于大規(guī)模生產。

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