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一种特殊配方的涂料-三防漆

点击数:43432011-03-29 14:20:10 来源: 东莞市力志胶粘剂有限公司

  

(VT-380)

[1]

什么是三防漆?

 

  三防漆有多种叫法,如三防胶、防潮胶、绝缘胶、防潮漆、保护漆、防护漆、披覆胶、涂覆胶、防水胶、防潮油、三防油、三防剂、保护剂、防潮剂、保形涂料、敷型涂料、共形覆膜、共性涂覆,英文名Conformal Coating。三防漆是一种特殊配方的涂料,用于保护线路板及其相关设备免受坏境的侵蚀,从而提高并延长它们的使用寿命,确保使用的安全性和可靠性。

 

  在现实条件下,如化学、震动、高尘、盐雾、潮湿与高温等环境,线路板可能产生腐蚀、软化、变形、霉变等问题,导致线路板电路出现故障。三防漆涂覆于线路板的表面,形成一层三防的保护膜(三防指的是防潮、防盐雾、防霉)。它可在诸如含化学物质(例如:燃料、冷却剂等)、震动、湿气、盐喷、潮湿与高温的情况下保护电路免受损害。在这些条件下线路板可能被腐蚀、霉菌生长和产生短路等,导致未使用三防漆的电路出现故障,从而提高线路板的可靠性,增加其安全系数,并保证其使用寿命。另外,由于三防漆可防止漏电,因此允许更高的功率和更近的印制板间距。从而可满足元件小型化的目的。

 

三防漆分类

  

  

VT-380

[2]

三防漆有哪些种类?

 

  三防漆也叫PCB电子线路板保护油、披覆油、防潮漆、三防涂料、防水胶、绝缘漆、防腐蚀漆、防盐雾漆、防尘漆、保护漆、披覆漆、三防胶等,其分类如下:

 

  三防漆从化学成分上可分为丙烯酸酯、硅酮、聚氨酯三防漆;而从固化方式上,有溶剂型固化,室温固化、热固化和紫外光固化等。

 

  1、含溶剂丙烯酸树脂三防漆(目前市场应用最广,大众化产品)

 

  特点:具有表干、固化时间快,较好的三防性,价格便宜,颜色透明,质地柔韧、具有易于修复的特征。

 

  2、不含溶剂丙烯酸树脂三防漆

 

  特点:UV固化,可在几秒到十几秒表干,颜色透明,质地较硬,防化学腐蚀和耐磨性也非常好。

 

  3、聚氨酯三防漆

 

  特点:质地较脆,有优良的耐溶剂性能。除了优越的防潮性能外,且在低温环境下性能稳定。

 

  4、有机硅三防漆

 

  柔软的弹性涂层材料,能很好的释放压力,耐高温200度,易修复。

 

  另外:从价格和性能方面综合考虑,还有出现上述类型三防漆会出现交叉现象出现,如有机硅改性三防漆。

 

三防漆作用

  PCB电路板为什么需要使用三防漆?

 

  三防漆也叫PCB电子线路板保护油、披覆油、防潮漆、三防涂料、防水胶、绝缘漆、防腐蚀漆、防盐雾漆、防尘漆、保护漆、披覆漆、三防胶等,使用过三防漆的PCB线路板具有防水、防潮、防尘“三防”性能和耐冷热冲击、耐老化、耐辐射、耐盐雾、耐臭氧腐蚀、耐振动、柔韧性好、附着力强等性能。

 

  湿气是对PCB电路板最普遍、最具破坏性的主要因素。过多的湿气会大幅降低导体间的绝缘抵抗性、加速高速分解、降低Q值、及腐蚀导体。我们常常看到PCB电路板金属部分起了铜绿就是没有涂覆三防漆金属铜与水蒸气、氧气共同其化学反应引起的。

 

  而在印刷电路板上随便找到的几百种污染物具有一样的破坏力。它们会导致与湿气侵蚀造成的同等结果--电子衰坏、腐蚀导体甚至造成无可挽回的短路。最常于电气系统中发现的污染物,可能是由制程中残留下来的化学物质。这些污染物举例来说有助熔剂、溶剂离型剂、金属粒及记号墨水等。也有主要污染群为人为经手时不慎造成的,如人体油脂、指印、化妆品及食物残垢。操作环境中亦有许多污染物,如盐类喷雾、沙土、燃料、酸、及其它腐蚀性的蒸气及霉菌。

 

  将三防漆涂覆在印刷电路板及零组件上,当可能受到操作环境不利因素影响时,可以降低或消除电子操作性能衰退状况。若这种披覆漆能维持其作用达一段令人满意的的时间,比如大于产品的使用期限,便可视为已达其涂覆目的。

 

  即使披覆层很薄,也在一定程度上能很好的承受机械性振动及摆动、热冲击,以及高温下的操作。当然,薄膜可用以使插于印刷电路板的各别零件具有机械强度或是足够之绝缘性的观念,是错误的。零组件须以机械方法来插牢,并须要有它们自己适用的填缝剂,这样才有双重的保险去防范意外的发生。

 

三防漆典型物理、化学性能

  

项目 单位 规格值 试验方法
外观 ---- 透明UV蓝光 目测
粘度25℃ mPa·s 600-800 JIS K6249
硬度 TYPE A ≥50 JIS K6249
表干时间 min 5~15 指触法
抗拉强度 MPA ≥6.5 ASTM D4632-08
剥离强度 N/mm ≥8 IPC-TM-650
剪切强度 MPa ≥5 ASTM D 1002 – 01
扯断伸长率 % ≥30 JIS K6249
介电损耗 100HZ 0.004 JIS K6249
绝缘破坏强度 KV/mm ≥60 JIS K6249
介电常数 100HZ 2.7 JIS K6249
诱电正接 50HZ 0.0016 JIS K6249
体积电阻 Ω·cm ≥1×10+15 JIS K6249
 

  ● 固化条件:25℃,RH50±5%,72小时后测得的数据。

 

三防漆应用

  三防漆应用在那些场合?

 

  三防漆也叫PCB电子线路板保护油、披覆油、防水胶、绝缘漆、防潮漆、三防涂料、防腐蚀漆、防盐雾漆、防尘漆、保护漆、披覆漆、三防胶等,使用过三防漆的PCB线路板具有防水、防潮、防尘“三防”性能和耐冷热冲击、耐老化、耐辐射、耐盐雾、耐臭氧腐蚀、耐振动、柔韧性好、附着力强等性能,因此,应用非常广泛。

 

  最初三防漆只应用于高科技领域的印刷线路板。由于电子装置越来越广泛地应用于日常生活,因此现在消费者也越来越关注产品的质量及可靠性,使用三防漆共性覆膜可使生产商有效提高产品品质,减少昂贯的保用期故障费用。

 

  典型用途包括以下范围:

 

  1、民用及商业应用

 

  三防漆(共性覆膜)可为家用电器中的电子电路提供保护,使它们可以抵御:

 

  (1)水和洗涤剂(洗衣机、洗碗机、卫浴产品、户外电子LED屏)

 

  (2)外部不利的环境(显示屏,防盗、防火报警装置等)

 

  (3)化学物质环境(空调、干燥器)

 

  (4)办公室和家庭中的有害物(计算机、电磁炉)

 

  (5)其它所有需要三防保护的线路板

 

  2、汽车工业

 

  汽车行业要求三防漆保护电路免于以下几种情况的危害,如:汽油蒸发物、盐雾/制动液等。电子系统在汽车中的应用不断迅速增长,因此使用三防漆已成为确保汽车电子装置获得长期可靠性的基本要求。

 

  3、航空航天

 

  由于使用环境的特殊性,航空、航天环境对电子设备要求严格,尤其是在快速加压、减压的条件下,仍要保持良好的电路性能。三防漆的耐压稳定性因此得到广泛应用。

 

  4、航海

 

  无论是新鲜的淡水还是含盐的海水,均会对船舶设备的电器线路造成危害。使用三防漆可以最大限度地保护水面上乃至浸没与水下的设备。

 

  5、医疗

 

  三防漆可保护电子设备免遭外部化学药剂及特殊使用环境的侵蚀,确保其持续稳定。

 

三防漆工艺

  三防漆的操作工艺有哪些?

 

  三防漆也叫PCB电子线路板保护油、披覆油、防水胶、绝缘漆、防潮漆、三防涂料、防腐蚀漆、防盐雾漆、防尘漆、保护漆、披覆漆、三防胶等,使用过三防漆的PCB线路板具有防水、防潮、防尘“三防”性能和耐冷热冲击、耐老化、耐辐射、耐盐雾、耐臭氧腐蚀、耐振动、柔韧性好、附着力强等性能。为了使得三防漆发挥优秀的性能,操作工艺非常重要。 三防漆使用工艺有下列四种:

三防漆操作工艺之刷涂法

  

  

[3]

 刷涂法是最简单的涂覆方法。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,一般是涂覆质量要求不是很高的场合。

 

  刷涂法的优点是几乎不需设备夹具投资;节省涂覆材料;一般不需要遮盖工序。

 

  缺点是适用范围窄;效率最低;整板刷涂时有遮蔽效应,涂覆一致性差,因人工操作,易出现气泡、有波纹、厚度不均匀等缺陷;需要大量人力。

 

  注意事项:

 

  刷涂之前首先要保证稀释的产品充分搅拌,放置2小时最佳。

 

  盛放三防漆的容器要用金属或塑料的,木质、PVC的不可以,因为会产生化学反应,腐蚀容器,破坏产品。

 

  清洁和烘板,除去潮气和水分。

 

  欲涂物件表面的灰尘,潮气和油污一定要除净,彻底的清洗可确保腐蚀性的残余物被完全清除,并使三防漆很好地粘着在线路板表面。

 

  毛刷的选择也十分重要,因为产品固化前产品并不绝缘,所以要选防静电、不掉毛的刷子,如高品质天然纤维刷。

 

  刷涂时板尽量平放,刷涂后不应有滴露,刷涂应平整,也不能有裸露的部分,0.1-0.3mm之间为宜。

 

  刷涂后的线路板不可倒立放置,这样会使涂层上薄下厚,仍然要平放。

三防漆操作工艺之浸涂法

  

  

[4]

浸涂法从涂覆工艺初期至今,一直有较广泛的使用,适用于需完全涂覆的场合;就涂覆的效果而言,浸涂方法是最有效的方法之一。

 

  浸涂法的优点是:可采取手工或自动化涂布。其中手工操作简便易行,投资小;材料转移率高,可完全涂覆整个产品而无遮蔽效应;而自动化浸涂设备可满足大批量生产的需要。

 

  浸涂法的缺点是:涂覆材料容器若是开放式的,随着涂覆次数的增加,会有杂质问题,需定期更换材料并清洁容器,同溶剂按发也需要不断补充;涂层厚度过大而且抽出电路板后会很多材料因滴流而浪费;需要遮盖相应部位;遮盖/去除遮盖需要大量的人力及物力;涂布质量难以控制。到致性差;过多的人工操作可能会对产品造成成不必要的物理性损伤;

 

  浸涂法的要点是:应以密度计随时监控溶剂的损失,以保证合理的配比;浸入及抽出速度应加以控制。以获得满意的涂覆厚度并可减少气泡等缺陷;应在洁净而且温度/湿度受控的环境下操作。以免影响材料的点结力;应选择无残胶而且防静电的遮盖胶带,如果选择普通胶带,则必须使用去离子风机。

 

  浸涂法的注意事项:

 

  线路板组件应垂直浸入涂料糟中。

 

  连接器不要浸入,除非经过仔细遮盖,线路板应浸入1分钟,直至气泡消失,然后缓慢拿出。

 

  线路板表面会形成一层均匀膜层。应让大部分涂料残留物从线路板上流回浸膜机。

 

  线路板或元器件浸入速度不宜太快,以免产生过多气泡。

 

  浸涂结束后再次使用时,若表面有结皮现象,将表皮除去,可继续使用。

三防漆操作工艺之喷涂法

  

  

[5]

喷涂法是业界最常用的涂敷方法,又分为机器自动喷涂和手工喷涂两种。

 

  其中,机器自动喷涂适用于大规模生产,大量或长期生产的客户。优点是:可选择性喷涂,精确度高,均匀,效益高,且可自动检测。缺点是:成本高,对操作的准确性要求较高,且可能产生阴影(元器件下部未覆盖三防漆的地方)。

 

  而手工喷涂一般是使用手持式喷枪+气管+空压机(+排气扇)的组合。优点是:成本低,适用于中型客户。但它需要5KG以上压力,才能形成雾障,因此对气压的调节要求较高,若气压不高,三防漆不雾化,会拉丝,手工喷涂对操作的准确性要求也比较高。

 

  手按罐喷涂也是手工喷涂的一种,使用喷雾罐型产品,适用于维修和小规模的生产,最大的优点就是方便。

 

  总之,手工喷涂投资小,操作简便;机器自动化喷涂的涂覆一致性较好,生产效率最高,易于实现在线式自动化生产,可适于大中批量生产。一致性及材料成本通常会优于浸涂法,虽然也需要遮盖工艺但不如浸涂要求高。

 

  相应的缺点是:需要遮盖工序;材料浪费大;需要大量人力;涂敷一致性差,可能有遮蔽效应,对窄间距元器件下面进入困维。

三防漆操作工艺之淋涂法

  

  

[6]

淋涂法是一种较少采用的三防漆涂覆方法。

 

  贮存于高位槽中的三防漆,通过喷嘴或窄缝淋下,呈帘幕状淋在由传送装置带动的被涂物上,形成均匀涂膜。多余的三防漆则流回容器,通过泵送到高位槽中循环使用。

 

  小批量生产时一般采用手工操作,直接向产品上浇三防漆,因此淋涂法又称为浇漆法。

 

  大规模生产时一般采用自动流水线操作,通过调节喷嘴的大小或窄缝的宽度,来控制产品上三防漆涂膜的厚度。若涂膜较厚,由传送带经烘干箱出来的产品上的涂膜就会出现气泡。若涂膜较薄,产品就会出现露底,淋涂不均匀。因而淋涂法又称为幕涂。

 

  依照不同产品的特性,为了增加三防漆涂膜在产品上的附着力,有时还需要进行加硫;为了增加产品的厚度,更需要对产品进行一次或是几次的淋涂和加硫。

 

  三防漆操作工艺要求:

 

  1、 清洁和烘板,除去潮气和水分。须先将欲涂物件表面的灰尘,潮气和油污除净,以便其充分发挥其保护效能。彻底的清洗可确保腐蚀性的残余物被完全清除,并使三防漆很好地粘着在线路板表面。烘板条件:60°C,10-20分钟,在烘箱中取出后趁热涂敷效果更佳;

 

  2、用刷涂的方法涂覆,刷涂面积应比器件所占面积大,以保证全部覆盖器件和焊盘;

 

  3、刷涂时板尽量平放,刷涂后不应有滴露,刷涂应平整,也不能有裸露的部分,0.1-0.3mm之间为宜。

 

  4. 在刷涂和喷涂之前,保证稀释的产品充分搅拌,并在刷涂或喷涂之前,放置2小时。使用高品质天然纤维刷,在室温情况下轻轻刷涂浸涂。如使用机械,应测量涂料的粘度(用粘度剂或流量杯),可使用稀释剂调整粘度。

 

  5.线路板组件应垂直浸入涂料糟中。连接器不要浸入,除非经过仔细遮盖,线路板应浸入1分钟,直至气泡消失,然后缓慢拿出。线路板表面会形成一层均匀膜层。应让大部分涂料残留物从线路板上流回浸膜机。TFCF有不同的涂覆要求。线路板或元器件浸入速度不宜太快,以免产生过多气泡。

 

  6.浸涂结束后再次使用时,若表面有结皮现象,将表皮除去,可继续使用。

 

  7.刷涂后平放在支架上,准备固化,需要用加热的方法是涂层加速固化。如果涂层表面不平或含有气泡,在放入高温炉内固化应在室温下多放置些时间以便让溶剂闪蒸出来。

 

  注意事项:

 

  1、 如果希望得到较厚的涂层,最好通过涂两层较薄的涂层来获得——且要求必须在第一层完全晾干后才允许涂上第二层。

 

  2、在往PCB上涂涂料时,一般连接器、软件插座、开关、散热器、散热区域、插板区域等是不允许有涂覆材料的, 建议使用可撕性防焊胶遮盖。

 

  3.膜层的厚度:膜层的厚度取决于应用方法。稀释剂的加入量大,胶的粘度低,涂胶的厚度薄;反之,胶的粘度高,涂胶的厚度厚。

 

  4.所有涂覆作业应不低于16℃及相对湿度低于75%的条件下进行。PCB作为复合材料会吸潮。如不去潮,三防漆不能充分起保护作用。预干、真空干燥可去除大部分湿气。

 

  修复已经涂覆的器件方法:

 

  如果修复已经涂覆的器件,只需将焊接电烙铁直接接触涂层就可去掉该元器件,装上新的元器件后,再将该区域用刷子或溶剂清洗干净,然后干燥,重新用涂料涂覆好。

 

  一、产品特点:

 

  1.三防漆单组份、低粘度树脂,本产品操作简单:适用于刷涂、喷涂、浸涂、淋涂等多种工艺,固化速度快,对各种电路板有良好的附着力。

 

  2.三防漆具有良好的耐高低温性能;其固化后成一层透明保护膜,具有优越的绝缘、防潮、防漏电、防震、防尘、防腐蚀、防盐雾、防霉、防老化、耐电晕等性能。三防漆是一种特殊配方的涂料,用于保护线路板及其相关设备免受坏境的侵蚀,从而提高并延长它们的使用寿命,确保使用的安全性和可靠性。在现实条件下,如化学环境(燃料、冷却剂等)、震动、高尘、盐雾、潮湿与高温等,线路板可能产生腐蚀、软化、变形、霉变等问题,导致线路板电路出现故障。三防漆涂覆于线路板的外表,形成一层轻且柔韧,厚度约为25-50微米厚的薄膜。它可在上述恶劣条件下保护电路免受损害。

 

三防漆吸附力测试方法与百格测试

  在说百格测试之前,需要了解一下附着力的概念:

 

  附着力:adhesion;adhesive force

 

  两种不同物质接触部分的相互吸引力。分子力的一种表现。只有当两种物质的分子十分接近时才显现出来。两种固体的一般不能密切接触,它们之间的附着力不能发生作用;液体与固体能密切接触,它们之间的附着力能发生作用。例如三防漆与所涂敷的物体之间具有附着力。

 

  三防漆漆膜与被涂物表面结合在一起的坚牢程度而言的。这种结合力是由漆膜中聚合物的极性基团(如羟基或羧基)与被涂物表面的极性基相互作用而形成的。被涂物表面有污染或水分;漆膜本身有较大的收缩应力;聚合物在固化过程中相互交联而使极性基的数量减少等。这些均是导致漆膜附着力下降的因素。漆膜的附着力只能以间接的手段来测定。目前专门测定漆膜附着力的方法分为叁大类型,即以划格法、划圈法为代表的综合测定法,以拉开法为代表的剥落试验法和用溶剂和软化剂配合使用的测试水试验法。

 

  百格测试一般而言是测试对象在经过涂装之后测试其附着度的工具。按照日本工业标准(JIS),分为1~5级,级数越高,要求越严格,当客户规范当中要求是第5级时,表示完全不能有脱落。

 

  参考标准:《GBT9286-1998 色漆和清漆漆膜的划痕实验》

 

  百格刀,刀口宽度约为10mm~12mm,每1mm~1.2mm为间隔,共有10格,直线划下时会出现10条间隔相同的直线刀痕,于直线刀痕的垂直位置划下,便成为10*10的100格的正方形,百格刀划下去的时候应该割到见到底材,不可只割在涂料上,否则测试便不成立。当百格刀划完之后,还必须用胶带测试会不会脱落,首先,胶带贴于百格位置,以手指压下将胶带紧密贴附,再以瞬间的力道将胶带撕起,目视素材上的涂料是否有脱落现象此外,胶带并非随便一种都可以,以JIS标准而言,是必须指定厂牌与型号的。例如3M的Transparent Tape 600,此种胶带宽度为3/4inch,长度有1296inch和2592inch两种。

1其实验目的为何?

  目的为负着力的测试实验如针对(喷漆,电镀..)

2其实验条件及标准

  规定利用3M600或610的胶带黏贴于百格中,快速拉起3M胶带,其面漆或电度层被胶带黏起的数量依照百格的百分比:

 

  ISO等级:0 =ASTM等级:5B

 

  切口的边缘完全光滑,格子边缘没有任何剥落。

 

  ISO等级:1 =ASTM等级:4B

 

  在切口的相交处有小片剥落,划格区内实际破损≤5% 。

 

  ISO等级:2 =ASTM等级:3B

 

  切口的边缘和/或相交处有被剥落,其面积大于5%~15% 。

 

  ISO等级:3 =ASTM等级:2B

 

  沿切口边缘有部分剥落或整大片剥落,或部分格子被整片剥落。剥落的面积超过15%~35% 。

 

  ISO等级:4 =ASTM等级:1B

 

  切口边缘大片剥落/或者一些方格部分部分或全部剥落,其面积大于划格区的35%~65% 。

 

  ISO等级:5 =ASTM等级:0B

 

  在划线的边缘及交叉点处有成片的油漆脱落,且脱落总面积大于65%。

 

  依照客户要求B数测试是否通过百格实验,一般手机业界客户要求在4B以上。

3其实验方式为何?

  正式的话是使用百格刀,横向与纵向各划1刀及型成100各细小方格.如无百格刀利用美工刀也可以. 利用3M600或610的胶带黏贴于百格中,快速拉起3M胶带,测试脱落数量。

4 操作步骤:

  -用划格器在涂层上切出十字格子图形,切口直至基材;

 

  -用毛刷对角线方向各刷五次,用胶带贴在切口上再拉开;

 

  -观察格子区域的情况,可用放大镜观察。

 

  划格结果附着力按照第二项的标准等级。

 

  相关测试工具产品参数

 

  百格测试仪(漆膜划格仪,漆膜划格器)

 

  产品说明:

 

  · 根据ISO2409-1992标准设计制造的。

 

  · 适用于GB/T9286-98、BS 3900 E6/ASTM D3359。

 

  特点:

 

  用于均匀划出一定规格尺寸的方格,通过评定方格内涂膜的完整程度来评定涂膜对基材附着程度,以‘级’表示。它主要用于有机涂料划格法附着力的测定,不仅适用于实验室,也可用于各种条件下的施工现场。

 

  用途:

 

  · 该仪器主要适用于有机涂料划格法附着力的测定。不仅适用于实验室,也可用于各种条件下的施工现场。

 

  工作原理和适用范围:

 

  该仪器以一定规格的工具,将涂层做格阵图形切割并穿透,划格完成的图形按六级分类,评定涂层从底材分离的抗性。

 

  技术指标:

 

  多刃切割刀间距分别为:1+0.01mm,2+0.01mm.。

 

  多刃切割刀齿顶直线度分别为:≯0.003mm≯0.006mm。

 

  多刃切割刀工作齿尖宽度:≯0.05mm。

 

  刀齿间距:1mm/2mm/3mm

 

  漆膜厚度:60um/120um/120um

 

  操作与使用方法:

 

  试片必须按ISOR1514及ISO2808的规定制备。

 

  将试片放置在有足够硬度的平板上。

 

  手持划格器手柄,使多刃切割刀垂直于试片平面。

 

  以均匀的压力,平衡的不颤动的手法和20-50mm/S的切割速度割划。

 

  将度片旋转90°,在所割划的切口上重复以上操作,以使形成格阵图形。

 

  用软毛刷测格阵图形的两对角线轻轻地向后5次,向前5次的刷试片。

 

  试验至少在试片的三个不同位置上完成,如果三个位置的试验结果不同,应在多于三个位置上重复试验,同时记录全部结果。

 

  如需更换多刃切割刀,可用螺丝刀将刀体上两个螺丝旋松,换上所用的刀,把刀刃口部位贴向手柄一侧,将螺丝旋紧。

 

  注意事项:

 

  所有切口应穿透涂层,但切入底材不得太深。

 

  如因涂层过厚和硬而不能穿透到底材,则该试验无效,但应在试验报告中说明。

 

  在特殊情况下或有特殊要求时须配合胶带法测定。胶带一般是25mm宽的半透明胶带,背材为聚酯薄膜或醋酸纤维。将胶带贴在整个划格上,然后以最小角度撕下,结果可根据漆膜表面被胶落面积的比例来求得。

 

  试验应在温度23±2℃和相对湿度50±5%中进行。

一种特殊配方的涂料-三防漆

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