軍用印制板組裝件的三防涂覆工藝

［胡嵐］

軍用印制板組裝件的三防涂覆工藝

［胡嵐］

對軍用印制板組裝件進行三防涂覆，是簡單有效，且應用最廣泛的防潮、防霉、防鹽霧工藝。文章結合工作實際，主要從印制板組裝件的清潔、保護、涂覆時機、涂覆次數(shù)、涂覆要求等幾個方面對三防涂覆工藝進行探討和說明。

印制板組裝件 三防涂覆 涂覆次數(shù) 工藝

胡嵐

中國電子科技集團公司第34研究所，工程師，研究方向為光通信設備裝配工藝技術。

1　概述

軍用電子產(chǎn)品，特別是工作在野外、航天、機載、海上的，需適應濕熱、霉菌和鹽霧，以及高沖擊振動環(huán)境，可靠性要求比較高，如要確保印制板組裝件正常工作，則必須對其進行三防涂覆。

通過三防涂覆，在元器件、焊點、引腳、印制板上的涂覆膜可達到長期防潮、防霉、防鹽霧侵蝕的作用，并能防止由于溫度驟然變化所引起的“結露”使印制導線或焊點間漏導增加，短路甚至擊穿。對高電壓的印制電路板導線進行涂覆后，可以有效地避免導線間爬電、擊穿現(xiàn)象，從而允許更近的印制板間距。此外，由于元器件和印制板之間有有涂層粘連，從而可增加其機械強度。因此印制板組裝件的三防涂覆，可以增加印制板組裝件的安全系數(shù)，提高其可靠性，保證其使用壽命。

2　未作三防涂敷處理的印制板組裝件故障現(xiàn)象

2.1 爬電引起元器件損壞

印制板組裝件在裝配、調(diào)試、測試、周轉(zhuǎn)等過程中，表面會逐漸附著灰塵，遇到潮濕環(huán)境，導線、焊點、連接點之間由于電壓分布不均，就有可能發(fā)生輕微的放電現(xiàn)象，該放電現(xiàn)象是不連續(xù)的，但發(fā)生次數(shù)較多后，會導致元器件損壞。

2.2 結露引起焊點間短路

印制板組裝件表面溫度低于空氣露點溫度時，表面會出現(xiàn)冷凝水的現(xiàn)象，稱為結露。結露在化解時會對PCB及元器件產(chǎn)生損害，或降低各焊點、導線、連接點之間的絕緣性，嚴重時可能導致短路、擊穿。

3　印制板組裝件三防涂覆的時機

軍用電子產(chǎn)品須進行一系列的環(huán)境應力篩選試驗，環(huán)境試驗方可交付客戶。印制板組裝件一般建議在環(huán)境試驗（高低溫、沖擊振動）之前進行保護涂覆，而不應當在環(huán)境試驗之后。因為環(huán)境試驗，尤其是低溫時部件表面會產(chǎn)生結露，結露在化解時會對印制板及元器件有損害，而進行保護涂覆的部件會有效地避免這一現(xiàn)象，提高部件的環(huán)境適應能力，減少試驗過程中的故障率，提高設計部門的交驗率。［1］

但是，涂敷后的電路板在環(huán)境應力篩選過程中，如出現(xiàn)故障，不容易維修，并且維修后可能損壞電路板外觀，影響交付。

因此，一般建議功能簡單的，可靠性較高的印制板組裝件在調(diào)試合格后，即可進行涂敷。對首次研制的產(chǎn)品，功能復雜的產(chǎn)品，建議在環(huán)境應力篩選試驗通過后進行涂敷。

4　三防涂敷工藝要求

4.1印制板組裝件清洗

印制板組裝件在焊接后，三防噴涂前應當進行清洗，清洗方式有水清洗、超聲波清洗、手工擦洗等方式。但是針對軍用印制板組裝件批量小，種類多、質(zhì)量要求高等特點，推薦使用無水乙醇、異丙醇、航空洗滌汽油等進行手工擦洗。軍用印制板組裝件不推薦使用超聲波洗滌，以免元器件受損。

焊劑殘渣及各種污染物一般使用無水乙醇或異丙醇可以清洗干凈。但對于一些調(diào)試過程中安裝導熱墊的印制板組裝件，在拆除導熱墊后，電路板接觸面會遺留一層不可視的化學物質(zhì)，其對涂覆材料有排斥性，涂敷后可能出現(xiàn)油斑。因此，在常規(guī)清潔后，該區(qū)域應當用棉球蘸少許航空洗滌汽油仔細清潔，方可轉(zhuǎn)涂敷工序。

4.2不涂漆部位的保護

三防涂覆前應根據(jù)散熱要求、可調(diào)要求、連接性能要求對不涂漆器件進行保護。如電位器、可調(diào)電阻、連接器、發(fā)熱量大的器件、接地螺孔、光模塊、不密封的器件如晶振等均不準涂覆，應使用膠帶進行保護。涂覆后，應及時除去保護膠帶，以免膠帶上的膠轉(zhuǎn)移到被保護器件上，影響器件質(zhì)量外觀。

4.3涂敷工藝選擇

常用的涂敷工藝是浸涂、噴涂和刷涂三種。

（1） 浸涂工藝

浸涂工藝可以得到最好的涂敷效果，因為它可以使電路板各個部件的每一部分都均勻的涂敷上，使漆膜成為一個連續(xù)的不間斷的整體。但對裝有可調(diào)電容器，連接器、電位器、不密封的器件如晶振等的印制電路板組裝件，不能選用浸涂工藝。

（2） 噴涂工藝

噴涂工藝使用最廣泛，但是因為形成漆霧，對環(huán)保、職業(yè)健康要求比較高。噴涂環(huán)境應設在安裝換氣扇的封閉空間，避免對周圍環(huán)境造成污染，同時降低漆的濃度，減小爆炸風險。操作時噴涂人員應佩戴護目鏡和隔離手套。

（3） 刷涂工藝

刷涂工藝是最簡單的涂敷。通常用于局部的修補和維修，也可用于實驗室環(huán)境或小批量試制/生產(chǎn)，涂敷質(zhì)量要求不是很高的場所。刷涂法幾乎不需設備家具投資，無需保護，節(jié)省涂敷材料。但對操作者要求較高，其在施工前須仔細消化圖紙和保護涂敷的要求。刷涂工藝涂敷一致性比較差。

（4） 自動選擇性涂覆工藝

自動選擇性涂覆工藝屬于噴涂工藝的一種，但它由PC機控制自動操作完成?？蛇_到精確定位，選擇性噴涂不需要進行掩膜保護工藝，適合于一定批量、組裝密度高、需保護部位較多且涂覆精度要求高的印制板組裝件。［2］目前，自動選擇性涂覆工藝主要用于民品生產(chǎn)線。

軍用印制板組裝批量小，種類多，結構復雜，并且須局部保護。一般推薦使用噴涂工藝，在進行局部的修補和維修時，可采用刷涂工藝。如果產(chǎn)品形成批量，而且具備條件，可以使用自動選擇性涂覆工藝。

4.4涂敷技術要求

無論使用哪種涂敷工藝，印制板組裝件都建議進行二次涂覆。這是由于涂覆漆中含有溶劑，在聚合時由于溶劑揮發(fā)而留下細微的針孔，這些孔隙會加速水分子滲入，而涂二次的效果，不但使涂層增厚，而且有封孔作用，可以延緩和阻止潮氣的浸入，提高防護性能。［3］

三防涂覆須均勻，厚薄一致。否則產(chǎn)品在后續(xù)的試驗過程中，可能因為其張力不一致，導致芯片一側翹起，焊點脫開。如圖1，某涂覆產(chǎn)品，在試驗過程中，一側焊點全部翹起。經(jīng)排查，故障原因為：該電路板為貼裝產(chǎn)品，焊盤上錫量較少，且涂敷時涂敷漆比較厚，不均勻，導致芯片兩側受力不均。試驗過程中，受力較大的一側芯片管腳受力與焊盤脫開。

采取措施：在保證貼裝、涂敷質(zhì)量的情況下，為保證芯片的可靠性，器件滴膠加固，減小焊點承受的三防漆引起的張力。采取措施后，該產(chǎn)品未出現(xiàn)此類故障。

圖1　集成電路加固

5　三防涂覆的質(zhì)量

三防漆噴涂后，應對外觀質(zhì)量進行如下檢查，合格后方可轉(zhuǎn)下道工序。

（1） 電路板和元器件的保護區(qū)域，防護措施有效，應無三防漆噴涂；

（2） 印制電路板三防漆噴涂區(qū)域，無漏噴和少噴現(xiàn)象；

（3） 印制電路板三防漆噴涂區(qū)域，應無流掛現(xiàn)象；

（4） 印制電路板表面應無指紋、污物和多余物，明顯的灰塵砂粒；

（5） 印制電路板無劃痕、擦痕、起皺、起泡、裂縫及變形現(xiàn)象。

6　結束語

軍用電子產(chǎn)品在研制、生產(chǎn)、使用直到報廢的整個周期內(nèi)，要適應各種環(huán)境，如果PCBA未做好三防涂覆，有可能導致電路板長霉、連接器銹蝕、塑料件變形、電氣絕緣下降等情況，導致設備故障。因此，軍用PCBA的三防涂覆工藝值得我們深入研究，以期提高軍用電子產(chǎn)品的三防性能。

1楊偉光、馬驂電子設備三防技術要求.天津兵器工業(yè)出版社，2000年

2田芳、喬海靈.三防保護涂覆工藝及設備. 電子工藝技術，2006，2:108～109

10.3969/j.issn.1006-6403.2016.07.016

2016-06-21）