PhilKinner
Electrolube
PhilKinner是Electrolube公司三防漆全球业务及技术总监。最近几个月，PhilKinner鼓励读者仔细研究三防漆问题，特别是那些电路设计师可以在项目初期解决的问题。本篇专栏文章将讨论你肯定会面临的一些问题，从简单地拒绝完全固化的涂覆电路板区域到掩蔽元器件，再到橘皮效应，以及检查电路板的关键区域与非关键区域之间的区别。
01
在典型的选择性涂覆生产线上，
什么因素会影响涂层质量和周期时间？
可根据需要编程停止和启动沉积涂层材料的选择性涂覆设备。可以沉积涂层条纹，形成涂层图形，避开不得涂覆的诸如开关、连接器和测试点等区域，以防止影响外形、装配或功能。沉积的沉积的涂层条纹通常在8mm至1mm范围内，以获得最佳精度，并最大限度地减少过度喷涂和飞溅。当需要涂覆的区域宽度小于8mm时，必须采用点涂步骤，该步骤会严重影响周期时间。
由于设备X/Y定位精度、材料流体动力学和元器件外形的综合作用，对于可重复工艺，通常会距离禁涂覆区域2mm至3mm，任何人都可舒适地完成涂覆操作。必涂覆区与禁涂覆区域在2mm至3mm范围内会产生问题；同样，将要求点涂——会严重影响周期时间另一工艺步骤。
02
为什么需要遮蔽电路板的
某些元器件/区域？
电路板的某些区域，如测试点，可能需要掩蔽，以避免涂层的涂布影响涂覆后进行的功能测试。其他区域也可能需要掩蔽，以防止遮盖标签，例如，从外形、装配或功能角度来看，不需要涂布涂层的区域。在未密封的连接器、开关等情况下，主要问题是涂层向上“芯吸”和涂覆连接器配接面，因而会减少接触面或可能使配接面绝缘，妨碍连接器或开关的外形、装配或功能。
03
你能详细解释一下“橘皮效应”吗？
它从何而来，为什么会发生，
它会导致电路板故障
或产生其他有害影响吗？
橘皮是一种表面缺陷，在正确的光照条件下，涂层表面的外观可能会杂乱、斑驳，类似于橘皮（因此得名）。然而，人们对橘皮了解甚少，常常错误地用它来描述许多其他外观和功能缺陷。
真正的橘皮主要是由于溶剂蒸发使涂料干燥而产生的问题。在溶剂型涂覆膜干燥过程中，表面的溶剂蒸发，导致膜内温度、表面张力、溶剂浓度和密度的差异。为了平衡新形成的热力学不平衡，涂覆膜会产生气流。这些气流在干燥层产生涡流，这种现象被称为Bénard细胞的形成。细胞边缘的表面张力高于细胞中心的表面张力，涂层材料从表面张力较低的区域流向表面张力较高的区域。由此产生的表面不平整会干燥成为涂层膜。因此会产生不规则的表面，涂层在正常照明条件下显示出明显的纹理，类似于橘皮。
然而，在紫外光下，只要涂层厚度足以产生正确的荧光，涂层通常会呈现均匀性。快速干燥的涂料，尤其是涂得很厚时，橘皮会加重。由于这种影响主要是外观性质的，并不会真正影响涂层提供的长期保护，因此已将其从各种检查指南的缺陷中删除。在正确的厚度范围内涂布涂层，并用较慢的干燥溶剂代替配方中的快干溶剂，可在很大程度上消除这类问题。
有时，在涂层表面形成的微小气泡会导致表面暗淡，容易与桔皮混淆，但这些气泡通常在放大镜下可见，尤其是在紫外光下，通常是由于喷涂压力的变化或固化曲线的变化而导致的。这些微小的气泡通常可以忽略为外观瑕疵，除非它们会桥接导体间距或暴露金属表面。任何材料不连续发出荧光的情况都不是橘皮，很可能是由于污染而导致的退润湿。
橘皮效应
04
电路板的关键区域
与非关键区域有什么不同？
通常，在设计和开发期间，工程师将评估他们的电路板设计和样品的稳健性。他们将确定电路板（或组件）的某些区域对性能至关重要，比其他区域更容易发生故障，因而会将其涂层或保护策略集中在这些关键区域。这些区域通常表示为“必须涂覆”区域。电路板上不得涂覆的区域，包括连接器、开关、测试点或任何其他会影响外形、装配或功能的区域将被标记为“不得涂覆”区域。其他区域最好标记为电路板的“非关键区域”区域。这有助于简化组件的涂层，重点放在对成功涂覆操作最重要的区域。
05
涂层板的某些区域
怎么可能永远不会完全固化？
涂层板某些区域的三防漆不能完全固化有几个原因，每个原因都取决于固化化学品。例如，对于水基材料，当水蒸发时会形成薄膜，但干燥过程可能需要非常长的时间，时间会随着涂布厚度的增加而呈指数级增加。如果材料进入元器件下方，并且元器件上覆盖有涂层材料，则材料在元器件引线处的干燥速度会更快，并且可能会阻碍元器件下材料的后续干燥。蒸发的水不容易通过已干燥的材料，所以没有动力驱动剩余的水蒸发，涂层将保持传导性。
对于UV可固化的材料，主要反应机理是由具有合适波长和强度的UV辐射引发的。光只以直线传播，由于典型PCB的3D轮廓和材料会芯吸至元器件下方的倾向，总会有一些区域见不到UV辐射。为了克服这个问题，配方师会包括通常由水分引发的二次固化机制。该问题与水基涂层材料类似，因为通常水基涂层材料会在暴露在UV光下的元器件周围固化。如果涂层是一个很好的隔潮层——希望三防漆所具备的性能，那么水分扩散和启动二次固化机制可能需要很长时间。即使发生这种情况，50%至70%的典型配方也不会参与水分反应，仅通过第二机制“固化”的产品，将与大批材料具有截然不同的特性。
某些热固化硅酮材料中使用的铂催化剂对电路板上的污染物非常敏感，污染物可能会破坏催化剂并阻止固化。污染物包括许多胺和卤化物、助焊剂酸和其他广泛用于电子组装的化学品。对于这类材料，清洁、清洁度和过程控制变得非常重要。
06
结论
为产品选择正确的三防漆并不是一件容易的事情，更不用说为达到保护电子产品的最终目标自信地涂布涂层。三防漆有许多常用类型，每种类型都有其优缺点。选择适合您的预期用途和操作环境的涂层，而不是采用您的分包商使用的涂层或在其他产品线上经鉴定适合不同最终使用环境的涂层。而且，最重要的是，一定要测试设计，以确保它对预期的应用具有足够的稳健性。仅仅因为一种涂层获得了行业标准的认可并不意味着它能解决你的涂层需求。测试是了解材料能否达到目标的关键。
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