核电数字化仪控系统印制电路板三防涂覆的方法_程羡.pdf

核电数字化仪控系统印制电路板三防涂覆的方法程羡，孔亮，黄晓怡，刘川，付正双（浙江中控技术股份有限公司，浙江 杭州 ）摘要：数字化仪控系统是核电厂发展中的核心部分，对核电厂的安全运行和发展具有重要的作用。三防涂覆是防止印制电路板受盐雾、霉菌与潮湿等影响的重要手段，对印制电路板环境适应能力的提升与性能发挥具有积极作用。从核电数字化仪控系统印制电路板三防涂覆的实际出发，结合涂覆工艺流程、涂覆环境、涂覆液、烘干、固化时间等方面对三防涂覆进行探讨和说明。关键词：核电数字化仪控；印制电路板；三防涂覆中图分类号：，（，）：，：；收稿日期：引言对于特殊环境（即承受潮湿、霉菌和盐雾环境）下使用的印制电路板，三防涂覆可对其进行有效的保护。为使印制电路板具有良好的三防保护能力，提升印制电路板的可靠性，进而提升核电数字化仪控系统的可靠性，需要对核电数字化仪控系统印制电路板进行三防涂覆。工艺流程核电数字化仪控印制电路板型号较多，针对某系列产品，根据电路板实际情况制定“双面设备喷涂”“面设备喷涂面手工涂覆”“手工涂覆”三类三防涂覆工艺流程，如图所示。图 双面设备喷涂工艺流程图图手工涂覆工艺流程图图 面设备喷涂面手工刷涂工艺流程图涂覆材料的选择常见的涂覆材料有丙烯酸类（）、环氧类（）、聚氨酯类（）、有机硅类（）及 胶等。针对以上各种防腐漆材料的不同性能及各自的优缺点，结合核电数字化仪控系统印刷电路板的特点及生产能力，浙江中控技术股份有限公司选用 品牌的丙烯酸类材料作为防电力设备电工技术 腐漆材料，该材料是快速表干环保型溶剂，具有优越的防潮、耐盐雾、耐高低温性能和抗化学品性能，适用于 线路板的覆膜保护。在涂覆过程 中 使 用 的 材 料见表。表材料清单序号名称型号数量备注丙烯酸树脂型防腐漆 按量用于涂覆在产品表面稀释剂 按量可用于维修、返工等情况下对防腐漆的去除清洗剂 或用户指定产品按量用于对产品表面进行清洗该型号涂覆材料固化后的性能符合数字化仪控系统的产品要求。硬度（）为；成膜厚度为 ；温度范围为 ；体积电阻率（）为 ；介电常数（）（）为；介电强度（）为 ；吸水率（沸水，）为 。防腐漆的配置（防腐漆稀释剂）直接影响涂覆效果。防腐漆的配置可根据产品说明书进行，也可以根据所使用的设备、生产环境而定。配置好的防腐漆在充分搅拌后需放置一段时间静置，待气泡完全消失后使用。涂覆方式考虑到核电数字化仪控系统对三防覆膜材料固化后的厚度要求，以及 产品本身结构设计上的工艺要求，针对某系列核电数字化仪控系统印刷电路板，采用设备喷涂和手工涂覆的方式进行涂覆生产。设备喷涂采用电路板组件每面喷涂次的工艺方式，手工涂覆包括对电路板组件的刷涂以及局部区域的补涂。通过金属板的预喷涂来验证防腐漆固化后的干膜厚度。涂敷操作适宜的环境是保证涂覆质量的重要因素。核电数字化仪控印制电路板涂覆操作在密闭、通风、温度、相对湿度符合各操作要求（具体见各操作环节中要求）的清洁环境下开展。操作人员须佩戴护目镜这类的防护用品。烘干对于要求严格的核电数字化仪控印制电路板，涂覆前须清洁电路板表面，去除电路板表面的异物，同时要求对电路板进行烘干去湿后才能实施涂覆。该公司核电数字化仪控印制电路板参照表条件（）进行烘烤（可使用烘箱或高温老化室）。印制电路板作为复合型材料吸潮，吸潮后，三防涂覆层将无法起到应有的保护作用，因此烘干完成后的电路板产品应在温度为（），相对湿度为 的洁净环境中存放，且必须在 内完成涂覆，若超过表 推荐烘烤条件序号相对湿度预烘温度预烘时间 还 未 进 行 涂 覆 生 产，则 必 须 按 表 要 求 重 新 进 行烘烤。也可根据产品涂覆面积的大小及产品特性，适当调整预烘时间和温度。预烘产品达到上述规定参数指标后，切断电源，随烘箱冷却到室温，马上取出进行涂覆。对于体积较大，无法进入烘箱或不允许进入烘箱预烘去湿处理的产品，放置在洁净、干燥、通风良好的室内进行自然干燥 后即可。喷涂保护按照以下要求进行避让，避让保护点（如金属化安装孔、金手指、镀金边、连接件、测试点等）使用耐高温胶带进行掩膜保护。（）电路板面保护位置应选取尽量小的防护范围。（）不宜将高温胶带直接粘贴在表贴器件或镀金焊盘上。（）所有需保护的位置全部防护，松紧适宜且密封，无起翘、空洞部位。（）须防护位置的保护不能影响周边其他区域的三防涂覆。喷涂或手工刷涂（）双面设备喷涂。核电数字化仪控系统印制电路板的设备喷涂一般采取批量生产方式，在进行大批量设备喷涂生产前，做好首件检验工作。同时，为了监测涂覆工艺过程质量稳定性，该公司对每批的末件涂覆质量也进行检验。设备喷涂在温度为（），相对湿度为 的洁净环境中进行。结合环境对三防涂覆质量的影响，该公司每日喷涂前，对涂覆机的流量、喷涂雾化气压等进行点检，对热固化隧道炉的炉温进行测量。对每批的首末件涂覆的电路板，使用涂层厚度测试仪，在金属板涂层均匀区域随机抽取个点测量干膜厚度，干膜厚度应满足 的要求。在每批首次的涂覆干膜厚度测量结果满足要求的情况下，再进行电路板组件的批量喷涂。为避免涂覆层产生气泡等问题，涂覆工作建议在电路板冷却的情况下开展。因此，在每块电路板的 面第次涂覆完成及过炉烘干后，至少间隔 再进行 面第次涂覆；面涂覆并烘干出炉后到面涂覆也至少间隔 。根据各型号电路板防护区域和涂覆区域的划分，检查设备喷涂后的涂覆情况，选择适合的软毛刷或毛笔，蘸取少量防腐漆（漆液饱满但不滴液），对电路板组件表面设电工技术电力设备备未喷涂到位的进行补涂；手工补涂在温度为（），相对湿度为 的洁净环境中进行。需要注意的是，手工补涂动作要缓慢，使得刷入的液体和电路板及元器件充分浸润。（）双面手工刷涂。手工刷涂采用对电路板进行单面次刷涂的方式进行。手工刷涂在温度为（），相对湿度为 的洁净环境中进行。手工刷涂干膜厚度满足 的要求。手工涂覆时，只涂覆电路板组件表面需涂覆的贴片器件、暴露焊盘等，光板位置不需涂覆。需要注意是，要求刷涂痕迹边缘重叠，不要在同一区域反复刷涂，以免产生气泡。同时，刷涂动作要缓慢，使得刷入的液体和电路板及元器件充分浸润。在对电路板组件面第次刷涂完成后，在涂覆环境中表干 后再进行第次刷涂；在对电路板组件面完成次刷涂后，放置在（）环境中烘干。炉温需结合防腐液情况而定。烘干完成后方可进行面涂覆。电路板组件面涂覆第次完成后，应在涂覆环境中表干 后进行第次刷涂。面次刷涂完成后，在涂覆环境中放置，表干。视涂覆效果进行手工补涂。（）面设备喷涂面手工刷涂。面设备喷涂情况同上述（）中喷涂的描述部分，面手工刷涂情况同上述（）中手工刷涂的描述部分，此处不重复描述。固化将完成涂覆的电路板静置在温度为（），相对湿度为 的洁净环境中进行固化，固化时长可根据涂覆液厂家指导时长而定。涂覆质量涂覆完成后，需根据相应的检验标准，使用合格的设备，对涂覆的质量进行检验。检验需关注以下内容。（）防腐漆涂层完全固化，白光下视觉观察涂层分布均匀，涂层边缘允许有少量堆积。（）电路板涂覆避让点检查。检验人员需佩戴护目镜，借助聚光紫光手电筒进行检查，要求涂覆的区域涂层完整，不可涂覆的区域没有防腐漆沾染。连接器件的金属针脚无防腐漆沾染。（）防护器件或区域去除掩膜胶带后无涂覆液污染痕迹。（）涂层表面无明显指纹、挤压、划擦等痕迹。（）无空洞、气泡，无退润湿、半润湿，无剥落、褶皱、裂纹、波纹、鱼眼和桶皮、白斑等现象。（）涂层下无多余物、裹挟外来物等异物跨接相邻焊盘或导电表面的情形。试验情况根据上述方法进行三防涂覆处理的电路板，该公司委托具有资质的第三方单位，依次按照交变湿热试验、温度循环试验、霉菌试验、盐雾试验的顺序，严格执行各试验标准及周期要求，且各个试验叠加，进行三防涂覆工艺评定，各项试验顺利完成。各项试验完成后，试验样品的外观检查、功能试验（搭建功能测试装置，对装置上电后，将测试信号送入试验样品，按试验样品对应的功能测试步骤进行测试并记录测试结果）均合格。各项试验方案如下。（）交变湿热试验。电工电子产品环境试验 第部分：试验方法 试验：交变湿热（循环）。试验周期为个周期。（）温度循环试验。环境试验第部分：试验方法 试验：温度变化。（）霉菌试验。军用装备实验室环境实验方法 第 部分：霉菌试验。试验菌种为黄曲霉、杂色曲霉、绳状青霉、球毛壳霉、黑曲霉；试验周期为 天。（）盐雾试验。舰船电子设备环境试验盐雾试验。试验周期为个周期（）。结语三防涂覆材料选择、涂覆工艺过程控制，是保证核电数字化仪控系统印制电路板质量的关键因素之一。三防涂覆质量影响因素很多，需要进行更多的研究，以期进一步提升 核 电 数 字 化 仪 控 系 统 印 制 电 路 板 三 防 涂 覆质量。参考文献 方晶，周吴，郑春风，等印制电路板涂覆工艺中涂覆效果影响因素的研究工业控制计算机，（）：鲜飞，刘江涛，易亚军，等电子制造业中的三防涂覆技术电子工艺技术，（）：胡岚 军用印制板组装件的三防涂覆工艺 广东通信技术，（）：电力设备电工技术