DB SF6101涂覆電性能研究?－

彭 節 王伶俐 張 剛

（武漢軍械士官學校基礎部 武漢 430075）

1 引言

印制電路板的三防是指防潮、防霉和防鹽霧，是對電子設備在惡劣工作環境中提高可靠性、延長使用壽命、減少故障率的重要保障作用。采用三防涂料對印制電路進行保護涂覆是目前最主要的三防技術手段。［1］三防涂料的種類很多，常用的類型有聚氨酯樹脂、有機硅、聚丙烯物、環氧化合物、聚對二甲笨等。用于印制電路板的三防涂料應具有以下特性：抗電強度高、介電常數Er小、體積電阻ρ≥1.5×1012MΩ·cm、絕緣電阻大于1×109Ω；涂層抗霉等級0級，高、低溫特性和物理機械性能好；涂層透明度好，無腐蝕；工藝簡單，固化溫度低等。其中具有優異的電性能尤為重要，它直接影響著電路的正常工作和可靠性。在此著重分析研究DB SF－6101三防涂料的絕緣、耐壓、特性阻抗電性能指標。

2 試驗

2.1 試樣前處理

印制電路板材料為聚酰亞胺玻璃布（介電常數Er為4.6～4.0），雙面覆銅箔，尺寸為300mm×200mm，介質厚1.5mm，導線寬0.5mm、1mm、1.5mm、2mm、2.5mm，導線間隔0.5mm、1mm、1.5mm、2mm。

用無水乙醇清洗印制電路板，清洗時將適量無水乙醇倒入不銹鋼容器內，放入電路板，使用防靜電刷子輕輕的反復刷洗，干凈后，直立放在防靜電架上，瀝干后，用干凈的無水乙醇再次清洗，瀝干，之后放入干燥箱內烘干。［7］

2.2 三防保護劑配制及工藝

三防保護劑采用DB SF－6101三防涂料，該保護劑是以有機硅氧烷為主體、經多元共聚形成的具有立體網狀結構的聚合物和相應的有機溶劑配制而成的特種涂料。

由于DB SF－6101有機硅氧烷的Si－C鍵和Si－O鍵的高鍵能和形成的彈性結構以及有機硅主鏈不存在雙鍵，因而熱穩定性高、不易被紫外光和臭氧分解、耐氧化和耐候能力強。有機硅材料具有良好的電性能，受頻率的影響很小，絕緣電阻高、耐擊穿電壓大、介質損耗低。

涂料配方見表1，盛于一個潔凈塑料容器內并攪拌均勻。

表1 涂料配方

表2 稀釋劑配方

稀釋劑配方見表2，盛于另一個潔凈塑料容器內并攪拌均勻。

防霉劑的種類很多，常用有機防霉劑有：五氯苯酚、N，N－二甲基－N′－苯基（氟二氯甲基硫代）磺酰胺、8－羥基喹啉銅、苯并咪唑氨基甲酸甲酯等。將防霉劑直接添加到涂料中，添加量根據需要來確定。［3］

配制好的DB SF－6101涂料采用噴涂、浸涂、刷涂等方法施工，根據施工工藝，用稀釋劑調節粘度，在印制電路板正反兩面均勻涂覆，涂覆后水平靜置，自然干燥4小時后，再進行第2、第3次涂覆。涂覆均勻，厚度分別為40μm、60μm、80μm。

將涂覆過的印制電路板平放入干燥箱中（不能重疊），加溫至45℃～50℃烘8小時，切斷電源，隨箱冷卻至常溫。［4］

2.3 試驗條件

印制電路板三防試驗條件：

1）濕熱試驗條件：高溫高濕階段60℃，RH95%；低溫高濕階段30℃，RH95%；持續時間10天（10個循環）［2］。

2）鹽霧試驗條件：鹽溶液（5±1）%NaCl；鹽溶液PH值6.5～7.2；鹽霧沉降率0～2.0ml／80cm2h；試驗溫度35℃±2℃；連續噴霧96小時［5］。

3）霉菌試驗條件：菌種為黑曲霉、黃曲霉、雜色曲霉、繩狀青霉、球毛殼霉；溫度24℃～31℃；相對濕度90%～100%；持續時間28天（28個循環）［6］。

3 結果與討論

3.1 絕緣性能

電路板導體之間絕緣電阻的測試在標準的大氣和具有良好的屏蔽環境條件下進行，采用YD2683全數顯絕緣電阻測試儀測量，測試電壓為10V±1V，100V±15V，500V±50V三種，每個試樣測3個數值，以最小值作為試樣的絕緣電阻值。［9］測量數據見表3，從表中可知：涂層越厚絕緣電阻越大，但涂層厚度超過60μm以上絕緣電阻增速放緩；導體間距為0.5mm的試樣絕緣電阻值大于500MΩ，導體間距為lmm的試樣絕緣電阻值大于1000MΩ，滿足三防涂覆基本要求。

表3 電路板導體間絕緣電阻

3.2 耐壓性能

采用YD2678耐壓測試儀測量電路板耐壓性能，把直流電壓加在電路板相鄰導體上，或加在一組導體公用部分和相鄰組導體公用部分，電壓從0V勻速上升，在測量中以30s內不出現飛弧、火花、放電或擊穿等現象的最大電壓確定為耐壓值［10～11］。測量數據見表4，對耐壓數據分析可知耐壓值是隨著涂層厚度而增加的，但導線間距的大小是決定耐壓值的主要因素。

表4 耐壓測量數據

3.3 特性阻抗

印制電路板的特性阻抗是根據電路的需要在設計生產中已確定。經三防涂覆和試驗后，電路板的特性阻抗變化，可根據嵌入式微帶線特性阻抗公式進行分析。

嵌入式微帶線特性阻抗公式：

式中：Er為印制板基材的介質常數；W 為傳輸導線寬度；T為傳輸導線厚度；H 為介質層厚度。［8］

經過三防涂覆試驗后的印制電路板傳輸導線寬度和厚度是不會改變的，但電路板介質層厚度會增加，介電常數Er會變化，特性阻抗也會隨之變化。

采用CIMS1000特性阻抗測試儀測量電路板的特性阻抗，圖1是印制電路板三防涂覆試驗前后特性阻抗曲線，“0”曲線是沒有經過三防涂覆和三防試驗的電路板特性阻抗，另三條曲線是經過三防試驗涂層厚度分別為40μm、60μm、80μm的電路板特性阻抗，從曲線可知特性阻抗是隨著涂層厚度而增加變化的，厚度較薄時特性阻抗變化不大，但厚度較厚時特性阻抗就變化大了，對電路的影響也就大了。

圖1 涂層厚度與特性阻抗的關系

4 結語

三防涂料DB SF－6101對印制電路板具有很好的三防保護作用，能保持電路板良好的絕緣、耐壓和特性阻抗電性能。增加三防涂層厚度可以提高電路板的絕緣和耐壓指標，但三防涂層過厚會影響特性阻抗，綜合分析，涂層厚度在40μm～60μm為最佳。在實際生產中要根據印制電路板設計的需求來選擇確定三防涂覆指標。

［1］侯保榮.海洋腐蝕環境理論及其應用［M］.北京：科學出版社，1999：20－50.

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［4］李金桂，趙閨彥.腐蝕和腐蝕控制手冊［M］.北京：國防工業出版社，1988：5－28.

［5］白榮生.電路板新制程手冊［M］.北京：國防工業出版社，1998，1：50－69.

［6］化學工業部化工機械研究院.腐蝕與防護手冊［M］.北京：化學工業出版社，1996：652－727.

［7］張紅雨.鹽霧試驗ISO 9227：2006與ISO 9227：1990對比分析［J］.材料保護，2009，42（5）：71－73.

［8］蘇新虹.特性阻抗的測試與控制［J］.印制電路信息，2000（4）：39－42.

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