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(中國工程物理研究院電子工程研究所，四川 綿陽 621900)摘 要:對于特殊環(huán)境條件下使用的電子產(chǎn)品，三防涂覆町以對印制電路組件進行有效 的防抗 針對c型聚對二甲苯氣相真空沉積涂覆技術(shù)，通過印制電路組件三防涂覆工藝研究 及測試，驗證了涂覆后的絕緣、耐壓電性能等指標。結(jié)合卬制電路組件涂覆后的返修，經(jīng)過 實驗對比,確定了去涂覆的工藝方法。關(guān)鍵詞：卬制電路組件;c型聚對二甲苯;氣相沉積;涂覆中圖分類號:tn6文獻標識碼:a文章編號：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件的主要機理有腐蝕、電化學(xué)遷移和焊接接縫開裂三種。 電了產(chǎn)品的可靠性要求很高，這就使得保護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)情況下保護卬制電路組件唯一可行的方法就是對其進行敷形涂覆。按照 mil - i- 46058c

5、或者ipccc830標準，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。通過對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，通過對涂覆后外觀質(zhì)彊檢驗和主要電性能指標測試，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氣相沉積原理聚對二甲苯的真空氣相沉積是在高溫下將聚對二甲苯原材料裂解后形成的對二甲苯單 體通過

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。聚對二 甲苯原材料，也就是門色粉末狀的雙對二甲基苯二聚體，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的部位，室溫下兩個亞甲基鍵結(jié)合形成穩(wěn)定的聚對二甲苯聚合在試樣表而，形成涂層。ch-ochl”圖1聚對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)備進行卬制電路組件聚對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aqueous smt 650ld水清洗機和2110皂化劑

7、進行皂化劑水清 洗。另外，在涂覆前述應(yīng)對不需要涂覆部位進行掩模處理，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卬制插頭、可調(diào)元件、卬制接觸片等進行掩模，一般采用壓 敏膠帶及快干型可剝制膠漿，對于插接器件，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），固化后對掩模部位進行檢查，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工件架的網(wǎng)板上，并將測試陪片（測厚 用）、測試用印制

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二甲苯c,打開 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開機涂覆。注意開機涂覆前必 須參照下表所列工藝參數(shù)檢查涂覆設(shè)備，確認所令儀表的顯示值、設(shè)置值在正確位置，否則必 須進行調(diào)整。敷形涂覆工藝參數(shù)見表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口動涂覆過程結(jié)束后對卬制電路組件去掩膜,同時利用一起涂覆的陪片和標準測試卬制 板進行厚度、電性能測試以及濕熱環(huán)境實驗測試。2涂覆厚度測試測試陪片：2塊。測試儀器:alpha - step iqo掃描長度：1 000 u m0測試方法:每塊陪片上測3條測試線。測試波形如圖3所示。£££ 4工二403020100100 200 300 400 500 600 700 800 900測僦步長b/mm圖3測試波形圖測試結(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)耐電壓測試3. 1絕緣電阻測試使用兆歐電橋

10、對標準測試卬制板上的涂層進行測量，測量前要求充電1 min,測試設(shè)備 采用7440測試儀，參照gjb360a- 1996電子及電氣元件試驗方法，方法302絕緣電阻 測試的要求，對6塊標準印制板測試結(jié)果如下：直流電壓:1 000 v;保持時間：1 min實際測 量值；均大于：9 999mq。3.2介質(zhì)耐電壓測試使用交流1500v電壓（50 hz）,對標準測試板涂層進行測量，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10ua。測 試設(shè)備同上，對6塊標準測試印制板測試結(jié)果如下:交流電壓:1 500 v;保持時間:1 min;漏電 流:小于1 u

11、ao測試結(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4. 1試驗方法參照國軍標gjb360a1996方法106進行耐濕試驗和我所環(huán)境試驗條件，時間48 h; 溫度65 °c,相對濕度95%滲照如圖4所示進行。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時間t/h圖4耐濕熱試驗控制圖4.2測試結(jié)果根據(jù)gjb360a- 1996中方法106的檢測規(guī)定，高濕后1 h2 h的檢測，進行了 0. 5 h 內(nèi)的絕緣、耐壓測試均合格。由于標準規(guī)定失效數(shù)應(yīng)以24 h后檢測結(jié)果為準，因此僅列出恢復(fù)20 h的檢測數(shù)據(jù)見表2。表2高濕片恢復(fù)20 h檢測數(shù)據(jù)測試板 序號絕緣電阻r/mq介質(zhì)耐電壓交流u/v保持時間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涉

13、及到元器件更換，需要對聚對二卬苯涂層進行局部去除，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行對比，經(jīng)過驗證確 定了去涂覆的工藝方法。5. 1返修臺去除涂覆層采用drs- 24返修臺上的高溫?zé)犸L(fēng)功能對聚對二甲苯涂層進行加熱軟化。溫度設(shè)置為 300 °c,吹風(fēng)時間200 s,熱風(fēng)流量50%,覆蓋器件的聚對二甲苯涂層已經(jīng)熔開，邊緣翻卷、焦 黃如圖5(a)所示;該器件對應(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返修臺對涂層的去除效果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三防漆保護。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 對涂層邊緣進行保護，效杲如圖7所示?？紤]到去掩膜后也存在涂層邊界，也應(yīng)對印制電路 組件涂覆中去掩膜部位進行三防漆保護。圖7三防漆對涂層邊緣的保護圖示6結(jié)論經(jīng)過上述實驗和測試數(shù)據(jù)可以得到以下結(jié)論：(1)對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印制電路紐件電氣性能基本無影響；(3)用去涂覆 工作站對聚對二卬苯涂層