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敷形涂覆层:不断发展的科学

九月 28, 2018 | Pete Starkey, I-Connect007
敷形涂覆层:不断发展的科学

上期的专栏文章介绍了敷形涂覆层对环境的影响,及业界正在寻找新的配方——主要是水基无溶剂材料——这种材料对环境的影响最小。本期专栏将以过去采用过的问答形式回答我们的客户关于涂层特性、选择和应用的发展趋势等问题。此外,我希望着重介绍电子产品小型化引发的涂层问题,电子产品小型化无疑正在磨炼消费电子领域的设计师和生产工程师的想法,因为他们需要满足该领域日益增长的客户群的需求。不再赘言,以下是我们和客户进行初步磋商时经常被问到的5个主要问题。

理想情况下,涂层会具有什么样的组合特性?

电子组件的运行环境越来越严苛,敷形涂覆层的性能要求不断受到挑战。理想的敷形涂覆层在极端的高温和低温条件下都应该能够保持高弹性,在高温下能够保证其特性,不会排气。在潮湿环境及有液体水飞溅的环境中,它还能成为极佳的阻挡层,阻隔湿气和水。它对溶剂和腐蚀性气体具有很强的抵抗力,但在需要进行返修或修改时又很容易去除。最后,理想的涂层将是智能的、自我涂敷的,并且是免费的——但这是一个完全不同的情况!

更重要的一点是,理想的涂层还应该是无溶剂的,正如之前的专栏文章所指出的,在该领域已取得了一些进展。现在已开发出了一系列新型的无VOC、快速固化、高性能的双组分敷形涂覆层,且可选择性涂敷。双组分(2K)无溶剂选择性涂层是一项有利的技术突破,可实现其所有优势。

电路板的设计如何影响涂层材料的选择?

电路板的设计不会直接影响涂层材料的选择,但它将决定采用哪种方法涂敷涂层。某些材料很难采用点涂工艺,因为材料会过早固化(如湿气固化和UV固化材料),所以涂层的选择和电路板的设计有简接的联系。

过去十年,由于单组分UV固化材料的固化快速,提高了产量,其使用明显增长。但是,目前的单组分UV材料应用于含有较高元器件的电路板时,常常会出现固化问题,因为高元件会遮挡住UV光的照射,必要的离焦固化高度,会降低光强度和固化程度。因此,必须在UV固化中引入辅助固化机制——通常为湿气活化或热活化机制。

通常要求敷形涂覆层具备什么电气特性?

敷形涂覆层形 成了保护绝缘层。测试时最常见的电气参数是表面绝缘阻抗(SIR)测试,在涂敷前后及后续可能暴露于严苛条件下经常进行的一项测试,以确定涂层的长期绝缘性能。涂层还应该具备高介质强度,通过内部走线分离和相邻走线之间的电位差确定所要求的最低水平。

考虑电路的信号完整性时,介质特性是需要考虑的重要因素。涂敷到这种电路的敷形涂覆层一定不能影响信号完整性和涂层的介质常数,选择材料和决定涂层厚度时,必须考虑损耗参数。除此之外,介质强度、击穿及耐压都是需要测量的特性,以便设计师能确保元器件之间有足够间距,确定元器件能够距离多近,而不用涂敷涂层材料。

如何确定涂层材料的最佳涂敷方法?

涂敷敷形涂覆层不一定是最好的方法。对于组件,涂敷方法的选择取决于制造商现有的设备、所采用的涂敷工艺、所用时间(一个单元开始生产到下一个单元开始生产之间的间隔)及该组件的设计。包括电路中必须被涂敷的区域及不能被涂敷的区域(连接器和开关等)。

最佳的涂敷方法要能够确保所涂敷的每块电路板在所要求的金属表面获得同样厚度的涂层覆盖,能够提供保护,应对环境的侵蚀。这些要求会因板的设计及环境的不同而不同,在生产运行之前需要进行测试和验证。

小型化的发展趋势如何影响涂层的开发?

消费类电子产品小型化的发展趋势最明显,已经因此而开发出了厚度小于12微米的超薄涂层材料。再与内部密封及更好的外壳设计相结合,业界已经能够生产更好的防水手机和其他便携设备。

在更传统的应用中,如航空和无人驾驶汽车,有更细间距的元器件(减少了导体之间的间距)问题,并需要减轻重量,因而板的外壳能够提供的保护更少了。因此而带来的影响是涂层需要更多地起到抵抗环境影响的作用。因此,对涂层材料的性能要求大幅增加,特别是要考虑冷凝阻力。

Phil Kinner是Electrolube公司敷形涂覆层的全球业务/技术总监。阅读往期专栏或联系作者,或点击此处。Electrolube公司撰写的微电子书——《印制电路商指南——严苛环境下的敷形涂覆》已出版,点击此处可下载该书的电子版。

标签:
#制造工艺与管理  #敷形涂覆层 

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