军用印制板组装件的三防涂覆工艺

［胡岚］

军用印制板组装件的三防涂覆工艺

［胡岚］

对军用印制板组装件进行三防涂覆，是简单有效，且应用最广泛的防潮、防霉、防盐雾工艺。文章结合工作实际，主要从印制板组装件的清洁、保护、涂覆时机、涂覆次数、涂覆要求等几个方面对三防涂覆工艺进行探讨和说明。

印制板组装件 三防涂覆 涂覆次数 工艺

胡岚

中国电子科技集团公司第34研究所，工程师，研究方向为光通信设备装配工艺技术。

1　概述

军用电子产品，特别是工作在野外、航天、机载、海上的，需适应湿热、霉菌和盐雾，以及高冲击振动环境，可靠性要求比较高，如要确保印制板组装件正常工作，则必须对其进行三防涂覆。

通过三防涂覆，在元器件、焊点、引脚、印制板上的涂覆膜可达到长期防潮、防霉、防盐雾侵蚀的作用，并能防止由于温度骤然变化所引起的“结露”使印制导线或焊点间漏导增加，短路甚至击穿。对高电压的印制电路板导线进行涂覆后，可以有效地避免导线间爬电、击穿现象，从而允许更近的印制板间距。此外，由于元器件和印制板之间有有涂层粘连，从而可增加其机械强度。因此印制板组装件的三防涂覆，可以增加印制板组装件的安全系数，提高其可靠性，保证其使用寿命。

2　未作三防涂敷处理的印制板组装件故障现象

2.1 爬电引起元器件损坏

印制板组装件在装配、调试、测试、周转等过程中，表面会逐渐附着灰尘，遇到潮湿环境，导线、焊点、连接点之间由于电压分布不均，就有可能发生轻微的放电现象，该放电现象是不连续的，但发生次数较多后，会导致元器件损坏。

2.2 结露引起焊点间短路

印制板组装件表面温度低于空气露点温度时，表面会出现冷凝水的现象，称为结露。结露在化解时会对PCB及元器件产生损害，或降低各焊点、导线、连接点之间的绝缘性，严重时可能导致短路、击穿。

3　印制板组装件三防涂覆的时机

军用电子产品须进行一系列的环境应力筛选试验，环境试验方可交付客户。印制板组装件一般建议在环境试验（高低温、冲击振动）之前进行保护涂覆，而不应当在环境试验之后。因为环境试验，尤其是低温时部件表面会产生结露，结露在化解时会对印制板及元器件有损害，而进行保护涂覆的部件会有效地避免这一现象，提高部件的环境适应能力，减少试验过程中的故障率，提高设计部门的交验率。［1］

但是，涂敷后的电路板在环境应力筛选过程中，如出现故障，不容易维修，并且维修后可能损坏电路板外观，影响交付。

因此，一般建议功能简单的，可靠性较高的印制板组装件在调试合格后，即可进行涂敷。对首次研制的产品，功能复杂的产品，建议在环境应力筛选试验通过后进行涂敷。

4　三防涂敷工艺要求

4.1印制板组装件清洗

印制板组装件在焊接后，三防喷涂前应当进行清洗，清洗方式有水清洗、超声波清洗、手工擦洗等方式。但是针对军用印制板组装件批量小，种类多、质量要求高等特点，推荐使用无水乙醇、异丙醇、航空洗涤汽油等进行手工擦洗。军用印制板组装件不推荐使用超声波洗涤，以免元器件受损。

焊剂残渣及各种污染物一般使用无水乙醇或异丙醇可以清洗干净。但对于一些调试过程中安装导热垫的印制板组装件，在拆除导热垫后，电路板接触面会遗留一层不可视的化学物质，其对涂覆材料有排斥性，涂敷后可能出现油斑。因此，在常规清洁后，该区域应当用棉球蘸少许航空洗涤汽油仔细清洁，方可转涂敷工序。

4.2不涂漆部位的保护

三防涂覆前应根据散热要求、可调要求、连接性能要求对不涂漆器件进行保护。如电位器、可调电阻、连接器、发热量大的器件、接地螺孔、光模块、不密封的器件如晶振等均不准涂覆，应使用胶带进行保护。涂覆后，应及时除去保护胶带，以免胶带上的胶转移到被保护器件上，影响器件质量外观。

4.3涂敷工艺选择

常用的涂敷工艺是浸涂、喷涂和刷涂三种。

（1） 浸涂工艺

浸涂工艺可以得到最好的涂敷效果，因为它可以使电路板各个部件的每一部分都均匀的涂敷上，使漆膜成为一个连续的不间断的整体。但对装有可调电容器，连接器、电位器、不密封的器件如晶振等的印制电路板组装件，不能选用浸涂工艺。

（2） 喷涂工艺

喷涂工艺使用最广泛，但是因为形成漆雾，对环保、职业健康要求比较高。喷涂环境应设在安装换气扇的封闭空间，避免对周围环境造成污染，同时降低漆的浓度，减小爆炸风险。操作时喷涂人员应佩戴护目镜和隔离手套。

（3） 刷涂工艺

刷涂工艺是最简单的涂敷。通常用于局部的修补和维修，也可用于实验室环境或小批量试制/生产，涂敷质量要求不是很高的场所。刷涂法几乎不需设备家具投资，无需保护，节省涂敷材料。但对操作者要求较高，其在施工前须仔细消化图纸和保护涂敷的要求。刷涂工艺涂敷一致性比较差。

（4） 自动选择性涂覆工艺

自动选择性涂覆工艺属于喷涂工艺的一种，但它由PC机控制自动操作完成。可达到精确定位，选择性喷涂不需要进行掩膜保护工艺，适合于一定批量、组装密度高、需保护部位较多且涂覆精度要求高的印制板组装件。［2］目前，自动选择性涂覆工艺主要用于民品生产线。

军用印制板组装批量小，种类多，结构复杂，并且须局部保护。一般推荐使用喷涂工艺，在进行局部的修补和维修时，可采用刷涂工艺。如果产品形成批量，而且具备条件，可以使用自动选择性涂覆工艺。

4.4涂敷技术要求

无论使用哪种涂敷工艺，印制板组装件都建议进行二次涂覆。这是由于涂覆漆中含有溶剂，在聚合时由于溶剂挥发而留下细微的针孔，这些孔隙会加速水分子渗入，而涂二次的效果，不但使涂层增厚，而且有封孔作用，可以延缓和阻止潮气的浸入，提高防护性能。［3］

三防涂覆须均匀，厚薄一致。否则产品在后续的试验过程中，可能因为其张力不一致，导致芯片一侧翘起，焊点脱开。如图1，某涂覆产品，在试验过程中，一侧焊点全部翘起。经排查，故障原因为：该电路板为贴装产品，焊盘上锡量较少，且涂敷时涂敷漆比较厚，不均匀，导致芯片两侧受力不均。试验过程中，受力较大的一侧芯片管脚受力与焊盘脱开。

采取措施：在保证贴装、涂敷质量的情况下，为保证芯片的可靠性，器件滴胶加固，减小焊点承受的三防漆引起的张力。采取措施后，该产品未出现此类故障。

图1　集成电路加固

5　三防涂覆的质量

三防漆喷涂后，应对外观质量进行如下检查，合格后方可转下道工序。

（1） 电路板和元器件的保护区域，防护措施有效，应无三防漆喷涂；

（2） 印制电路板三防漆喷涂区域，无漏喷和少喷现象；

（3） 印制电路板三防漆喷涂区域，应无流挂现象；

（4） 印制电路板表面应无指纹、污物和多余物，明显的灰尘砂粒；

（5） 印制电路板无划痕、擦痕、起皱、起泡、裂缝及变形现象。

6　结束语

军用电子产品在研制、生产、使用直到报废的整个周期内，要适应各种环境，如果PCBA未做好三防涂覆，有可能导致电路板长霉、连接器锈蚀、塑料件变形、电气绝缘下降等情况，导致设备故障。因此，军用PCBA的三防涂覆工艺值得我们深入研究，以期提高军用电子产品的三防性能。

1杨伟光、马骖电子设备三防技术要求.天津兵器工业出版社，2000年

2田芳、乔海灵.三防保护涂覆工艺及设备. 电子工艺技术，2006，2:108～109

10.3969/j.issn.1006-6403.2016.07.016

2016-06-21）