Apr. 22, 2024
印制电路板组件常称为电子组件(PCBA)是指利用电子组装和电气互联即电子装联技术,将电子元器件通过表面贴装或通孔插装的方式装配在印制电路板上。电子组件一般为电子设备中的功能组件,是电子装备或整机的关键组成部件。各种电子设备如大型计算机或个人电脑、通信基站、手机、航天飞船、汽车、家用电器、电子玩具等均需要用到PCBA,其性能优劣直接影响整机装备的可靠性。
电子装备的性能、可靠性与环境有着密切的关系。在科学技术飞速发展的今天,许多电子产品或装备需要在航天、航海以及野外等各种恶劣的环境中工作,这些复杂多变的外界环境会严重损害电子组件及其产品的工作性能和使用寿命。电子组件作为电子产品的核心部件,构成材料包括:(1)用于导电互联的焊盘、焊点焊锡、元器件引脚等的金属材料;(2)元器件本体的陶瓷、半导体及功能无机非金属材料;(3)用于封装防护的包封料、电子装配工艺使用的助焊剂、胶粘剂等焊接辅料和起绝缘作用的有机高分子材料。这些材料在电子组件中构成一个有机的整体。材料的多样性及电子组装工艺向更加复杂化的方向发展,要求印制电路板的铜导线厚度更薄,使得电子组件对其使用环境变得更为敏感。当电子组件在高温、盐雾、潮湿、振动、工业气体等严苛的环境中通电工作时,如果没有进行良好的防护,其中的金属材料如电子元器件的引脚、焊点、印制线路板的铜导线容易发生腐蚀、变色,高分子材料如线路板表面油墨、器件的塑胶本体等容易发生霉变、溶胀、变形、皲裂等不良现象,甚至一些无机非金属材料如电容器件陶瓷本体会出现开裂,从而导致电子组件整体发生功能异常甚至完全失效。
在影响电子组件及其整机装备可靠性的众多环境因素中,潮湿、盐雾和霉菌是最为常见的破坏性因素,因此传统上电子行业对这三个方面环境影响的防护技术简称为“三防”[10,11]。但是,随着电子技术的飞速发展,“三防”的定义已经发生了改变,凡是由气候环境或设备自身的平台环境而引起的所有设备故障都属于“三防”防护的范围。三防技术的涵义也发生了显著的变化,有些学者已将三防的内容扩大为更为广义的环境防护技术,除了防潮湿、防盐雾和防霉菌,还包括了防振、防高低温、防静电、防硫化、防鼠害、防沙尘等。
目前电子组件的简单且有效的防护技术是对印制板组件表面进行三防涂覆,也称为PCBA的敷形涂覆,就是在印制线路板及其元器件的表面涂覆一层合成树脂或聚合物的三防涂料(ConformalCoating),固化后形成与被涂物体外形保持一致的一层透明绝缘保护层。该保护层可将电子元器件、线路板与工作环境有效地隔离开来,使其免遭恶劣环境的侵蚀和危害,达到防尘、防潮、防霉以及防盐雾腐蚀的目的,进而提高并延长设备的使用寿命。
通常三防工艺中会使用表面活性剂对产品进行表面活化处理,采用浸涂或喷涂,其活化效果不易控制,表面会残留活化剂影响涂层质量,活化后的时效短;活化剂具有一定腐蚀性,对于一些表面敏感的产品不适用,而无法进行活化处理。
使用等离子表面处理设备对产品进行表面活化,将气体电离为等离子体对产品进行表面处理,其活化效果和活化后时效优于化学表面活性剂,对各种表面都能进行处理,解决了敏感表面活化后而出现的溶解、褪色的问题;另外等离子体对氟塑料、玻璃等材料也有良好的表面活化作用,也就大大提高了这些难粘材料上三防涂层的附着力。
高分子材料在进行等离子体处理时,其表面活化过程实际可包涵两部分的内容,一方面是经电场加速的气体粒子高速撞击材料表面,产生等离子体刻蚀作用,使高分子材料的表面结晶形态产生了变化,这是物理作用方面;另一方面充电气体与材料表面撞击导致发生化学反应,在材料表面产生自由基,引入极性基团、不饱和键和交联层,改变了材料表层的分子结构,这是化学作用方面。两方面的作用都可以使高分子材料表面活化,增加润湿性,从而改进了高分子材料的涂覆性。
综上所述等离子表面处理可以改变高分子材料的表面性能和改变材料的表面粗糙度。这种处理可以显著提高难粘材料上三防涂层的附着力,使涂层更加均匀地附着在材料表面。
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