印制電路組件三防涂覆工藝研究

1、印制電路組件三防涂覆工藝研究黃萍，張靜(中國(guó)工程物理研究院電子工程研究所，四川 綿陽(yáng) 621900)摘 要:對(duì)于特殊環(huán)境條件下使用的電子產(chǎn)品，三防涂覆町以對(duì)印制電路組件進(jìn)行有效 的防抗 針對(duì)c型聚對(duì)二甲苯氣相真空沉積涂覆技術(shù)，通過(guò)印制電路組件三防涂覆工藝研究 及測(cè)試，驗(yàn)證了涂覆后的絕緣、耐壓電性能等指標(biāo)。結(jié)合卬制電路組件涂覆后的返修，經(jīng)過(guò) 實(shí)驗(yàn)對(duì)比,確定了去涂覆的工藝方法。關(guān)鍵詞：卬制電路組件;c型聚對(duì)二甲苯;氣相沉積;涂覆中圖分類號(hào):tn6文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:a文章編號(hào)：1001 - 3474(2007)060324-04technical researchwork on the three def

2、endedcoating applied on printed - circuit- modulehuang ping, zhang jing(institute of electronic engineering, china academy ofengineering physics,m ianyang 621900, china)abstract:the three - defended coating can be effective on protecting the electric function ofprinted circuit - module used in speci

3、al environment. based on the gaseous vacuum coating technology of parylene c, the electronic parameter is validated through the technical research and testing of three 一 de-fended coating for pcm, such as insulation,pressure - resistance. the technical method of decoatation is confirmed through expe

4、rimental contrastof repairing after coating of pcm key words: pcm; parylene c; gaseous aggradations; coati ngdocument code:a article id: 1001 3474(2007)06 0324 - 04在苛刻環(huán)境中剝蝕印刷電路纟ii件的主要機(jī)理有腐蝕、電化學(xué)遷移和焊接接縫開(kāi)裂三種。 電了產(chǎn)品的可靠性要求很高，這就使得保護(hù)印制板組件避免因污染物和潮濕造成剝蝕變得 很有必要，而多數(shù)情況下保護(hù)卬制電路組件唯一可行的方法就是對(duì)其進(jìn)行敷形涂覆。按照 mil - i- 46058c

5、或者ipccc830標(biāo)準(zhǔn)，通用涂覆應(yīng)滿足以下方而的要求:電器性能優(yōu)良、外 表美觀、抗熱沖擊、防霉、防濕，還應(yīng)具有柔韌性和阻燃性。只有聚對(duì)二甲苯這一種材料可 以滿足以上要求，為印制電路組件提供整體包封，避免濕氣和污染物損害。通過(guò)對(duì)印制電路組件氣相沉積涂覆技術(shù)的應(yīng)用研究，掌握了卬制電路組件的掩模、涂 覆、去涂覆、測(cè)試等工藝方法，并根據(jù)印制電路涂覆的要求，較好地控制了氣相沉積涂覆薄 膜的厚度，通過(guò)對(duì)涂覆后外觀質(zhì)彊檢驗(yàn)和主要電性能指標(biāo)測(cè)試，滿足卬制電路組件三防的技 術(shù)要求。1印制電路組件的氣相沉積涂覆1. 1氣相沉積原理聚對(duì)二甲苯的真空氣相沉積是在高溫下將聚對(duì)二甲苯原材料裂解后形成的對(duì)二甲苯單 體通過(guò)

6、氣相聚合方式在真空沉積室里敷形涂覆在試樣表血，其化學(xué)反應(yīng)如圖1所示。聚對(duì)二 甲苯原材料，也就是門色粉末狀的雙對(duì)二甲基苯二聚體，大約在150 °c升華，然后在第二 階段約680 °c分子分解或熱裂解形成對(duì)苯二甲基雙游離基，然后氣態(tài)單體送入沉積腔內(nèi)， 滲透到液體涂覆難以到達(dá)的部位，室溫下兩個(gè)亞甲基鍵結(jié)合形成穩(wěn)定的聚對(duì)二甲苯聚合在試樣表而，形成涂層。ch-ochl”圖1聚對(duì)二甲苯真空沉積化學(xué)反應(yīng)式1.2印制電路組件涂覆工藝流程采用真空涂覆設(shè)備進(jìn)行卬制電路組件聚對(duì)二卬苯材料的氣相沉積涂覆，為了保證卬制 電路組件的清潔，需經(jīng)過(guò)aqueous smt 650ld水清洗機(jī)和2110皂化劑

7、進(jìn)行皂化劑水清 洗。另外，在涂覆前述應(yīng)對(duì)不需要涂覆部位進(jìn)行掩模處理，相應(yīng)涂覆后耍去除掩膜。具體的 工藝流程如圖2所示。涂覆圖2印制電路紐件涂覆工藝流程1.3掩模卬制電路組件涂覆前必須對(duì)卬制插頭、可調(diào)元件、卬制接觸片等進(jìn)行掩模，一般采用壓 敏膠帶及快干型可剝制膠漿，對(duì)于插接器件，還口j以使用專門的掩膜膠條。為了確保掩模的 效果，采用了真空干燥烘箱進(jìn)行檢漏和烘干（在真空表讀數(shù)-0.08mp,溫度40 °c,真空烘干 2h），固化后對(duì)掩模部位進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)不可靠處應(yīng)清理干凈并重新掩模并烘t。1.4涂覆將卬制電路板組件按照大小分層掛在涂敷機(jī)工件架的網(wǎng)板上，并將測(cè)試陪片（測(cè)厚 用）、測(cè)試用印制

8、板均勻分布其間，耍求板間鼓小間距不能小于12mm。裝完架后放入涂覆 設(shè)備的真空沉積腔，蓋好腔室匕蓋，然后按照理論估算量稱取涂覆原料聚對(duì)二甲苯c,打開(kāi) 料舟門放入稱好的原料。最后從ap裝置里加入偶聯(lián)劑后即口j開(kāi)機(jī)涂覆。注意開(kāi)機(jī)涂覆前必 須參照下表所列工藝參數(shù)檢查涂覆設(shè)備，確認(rèn)所令儀表的顯示值、設(shè)置值在正確位置，否則必 須進(jìn)行調(diào)整。敷形涂覆工藝參數(shù)見(jiàn)表k表1敷形涂覆工藝參數(shù)料舟門溫度（）re蒸發(fā)溫度o rc蒸發(fā)閥溫度（）rc裂解溫度（）rc硅管溫度（）rc200175190690135沉積室床力設(shè)置值（tp值）p/kpa真空泵床p/kpa冷阱溫度0 rcap溫度e rc2.933-0.533-75

9、190口動(dòng)涂覆過(guò)程結(jié)束后對(duì)卬制電路組件去掩膜,同時(shí)利用一起涂覆的陪片和標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試卬制 板進(jìn)行厚度、電性能測(cè)試以及濕熱環(huán)境實(shí)驗(yàn)測(cè)試。2涂覆厚度測(cè)試測(cè)試陪片：2塊。測(cè)試儀器:alpha - step iqo掃描長(zhǎng)度：1 000 u m0測(cè)試方法:每塊陪片上測(cè)3條測(cè)試線。測(cè)試波形如圖3所示。£££ 4工二403020100100 200 300 400 500 600 700 800 900測(cè)僦步長(zhǎng)b/mm圖3測(cè)試波形圖測(cè)試結(jié)果：1陪片上的涂層平均厚度為26. 5 urn; 2陪片上的涂層平均厚度為28. 4ume3絕緣電阻及介質(zhì)耐電壓測(cè)試3. 1絕緣電阻測(cè)試使用兆歐電橋

10、對(duì)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試卬制板上的涂層進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量前要求充電1 min,測(cè)試設(shè)備 采用7440測(cè)試儀，參照gjb360a- 1996電子及電氣元件試驗(yàn)方法，方法302絕緣電阻 測(cè)試的要求，對(duì)6塊標(biāo)準(zhǔn)印制板測(cè)試結(jié)果如下：直流電壓:1 000 v;保持時(shí)間：1 min實(shí)際測(cè) 量值；均大于：9 999mq。3.2介質(zhì)耐電壓測(cè)試使用交流1500v電壓（50 hz）,對(duì)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試板涂層進(jìn)行測(cè)量，涂層不得出現(xiàn)飛?。ū砻?放電），跳火（空氣放電）形式的火花放電或擊穿（擊穿放電），漏損率不得超過(guò)10ua。測(cè) 試設(shè)備同上，對(duì)6塊標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試印制板測(cè)試結(jié)果如下:交流電壓:1 500 v;保持時(shí)間:1 min;漏電 流:小于1 u

11、ao測(cè)試結(jié)果:涂層均未出現(xiàn)飛?。ū矶烹姡?，跳火（空氣放電）形式的火花放電或擊穿 （擊穿放電）現(xiàn)彖。4耐濕熱試驗(yàn)4. 1試驗(yàn)方法參照國(guó)軍標(biāo)gjb360a1996方法106進(jìn)行耐濕試驗(yàn)和我所環(huán)境試驗(yàn)條件，時(shí)間48 h; 溫度65 °c,相對(duì)濕度95%滲照如圖4所示進(jìn)行。80%“、90% 100 100w%】00 10090% -100fm¥24預(yù)處理 < /' / 溫度不: v : <吵1步2步3步4步歩7i< 一 *10 i|1>191|1 ,ii l i 1 f r i " i i0 2 4 6 8 10 12 14 16 18

12、20 22 24時(shí)間t/h圖4耐濕熱試驗(yàn)控制圖4.2測(cè)試結(jié)果根據(jù)gjb360a- 1996中方法106的檢測(cè)規(guī)定，高濕后1 h2 h的檢測(cè)，進(jìn)行了 0. 5 h 內(nèi)的絕緣、耐壓測(cè)試均合格。由于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定失效數(shù)應(yīng)以24 h后檢測(cè)結(jié)果為準(zhǔn)，因此僅列出恢復(fù)20 h的檢測(cè)數(shù)據(jù)見(jiàn)表2。表2高濕片恢復(fù)20 h檢測(cè)數(shù)據(jù)測(cè)試板 序號(hào)絕緣電阻r/mq介質(zhì)耐電壓交流u/v保持時(shí)間t/min漏損率i/pa5>99991500136>99991500162>99991500144>99991500131>99991500163>99991500125去除涂覆層由丁卬制電路組件返修時(shí)涉

13、及到元器件更換，需要對(duì)聚對(duì)二卬苯涂層進(jìn)行局部去除，并 且不能影響到周圍元器件及涂覆表而。為此，采用不同的去涂覆方法進(jìn)行對(duì)比，經(jīng)過(guò)驗(yàn)證確 定了去涂覆的工藝方法。5. 1返修臺(tái)去除涂覆層采用drs- 24返修臺(tái)上的高溫?zé)犸L(fēng)功能對(duì)聚對(duì)二甲苯涂層進(jìn)行加熱軟化。溫度設(shè)置為 300 °c,吹風(fēng)時(shí)間200 s,熱風(fēng)流量50%,覆蓋器件的聚對(duì)二甲苯涂層已經(jīng)熔開(kāi)，邊緣翻卷、焦 黃如圖5(a)所示;該器件對(duì)應(yīng)的焊接面則出現(xiàn)大面積脫層如圖5 (b)所示，去涂覆效果外觀 質(zhì)量差。圖5返修臺(tái)對(duì)涂層的去除效果5.2去涂覆工作站去除涂覆層去涂覆工作站基本原理是空氣打磨，采用scs公司建議使用的微型噴槍，打磨材料采

14、 用三氧化二鋁粉末，顆粒直徑約25 mm,氣流壓力設(shè)定在241 kpa413 kpa z間。結(jié)果如圖 6所示。使用去涂敷工作站的一般可以完整的去掉涂層，但是個(gè)別器件周圍出現(xiàn)發(fā)白部分是 涂層疏松的現(xiàn)象，可在更換器件后將涂層界面修齊并局部點(diǎn)三防漆保護(hù)。由圖5、圖6明顯看出，去涂覆器件周圍的涂層可能起翹，為防止潮氣滲入，釆用三防漆 對(duì)涂層邊緣進(jìn)行保護(hù)，效杲如圖7所示?？紤]到去掩膜后也存在涂層邊界，也應(yīng)對(duì)印制電路 組件涂覆中去掩膜部位進(jìn)行三防漆保護(hù)。圖7三防漆對(duì)涂層邊緣的保護(hù)圖示6結(jié)論經(jīng)過(guò)上述實(shí)驗(yàn)和測(cè)試數(shù)據(jù)可以得到以下結(jié)論：(1)對(duì)印制電路組件采用氣相沉積涂覆的 工藝是可行的；(2)氣相沉積涂覆和去涂覆對(duì)印制電路紐件電氣性能基本無(wú)影響；(3)用去涂覆 工作站對(duì)聚對(duì)二卬苯涂層