如何驗證PCBA三防漆的保護性能

電路板的耐用性設計是電路板設計的重要環(huán)節(jié)，一般的電路板設計壽命都會在10年以上，特別是汽車電路板，在惡劣的外部環(huán)境影響下（如腐蝕性化學介質、高溫、震動、濕氣、鹽霧、霉菌等）可能造成線路板上元器件的腐蝕和功能失效，通常的做法是使用三防漆對電路板進行涂覆，三防漆主要用于保護PCBA線路板免受外部環(huán)境影響，從而延長PCBA線路板的使用壽命，那么在進行三防漆產品篩選時如何在短時間內來驗證PCBA三防漆的保護性能呢？下面就來為大家詳細的分析介紹一下。

當PCBA加工完成后，需要驗證三防漆（敷形涂層材料）的性能及其在印刷電路板上的表現(xiàn)時，幾個單獨的測試無法做出全面的評估。在多數(shù)情況下需要進行一系列的測試，比如，在汽車行業(yè)認證測試中，需要進行一系列環(huán)境應力測試。這些試驗被用來評估汽車電子系統(tǒng)在模擬實際使用環(huán)境下的適用性。

熱沖擊試驗（TST）和熱循環(huán)試驗（TCT）

比如，熱沖擊試驗（TST）和熱循環(huán)試驗（TCT）主要檢測那些難以被電子儀表所捕捉到的涂層裂縫和剝離。該不良只能在PCBA經過很長時間的老化后才能被外觀檢測到。在所謂的“強”熱沖擊試驗（氣體/氣體）中，當熱循環(huán)處于不同存儲溫度間的轉換時間少于10秒時（也有對應的“弱”熱循環(huán)測試，如定義的溫度變化率為5K/分鐘），由于熱量的不匹配從而產生機械應力。

加速型應力老化測試

氣候變化不僅僅只包括：晝夜變化，季節(jié)性變化，或因溫濕（雷雨過后）所產生的短期較高空氣濕度，同時還包括微氣候變化。針對于汽車應用中，我們所說的變化可能包括：

1、駕駛過程中發(fā)生的實時天氣變化

2、進入車體內部的額外潮氣

3、由天氣變化或洗車等引起的結露

除了其他可能發(fā)生的溫度影響，氣溫可能降至水凝點以下，從而導致潮氣的冷凝。加速型氣候測試，比如THB（溫濕度85 °C/85 % R.H.）或HAST（加速型應力老化測試）被用來評估組件對潮氣的敏感性，然而在這些實驗條件下并沒有出現(xiàn)結露，而只有配合結露的試驗才能驗證后期性能的可靠性。結露通常是在氣候實驗箱中人為特別控制的，即斜率模式；或者是根據(jù)JASO99標準將冷的組件放入濕熱環(huán)境中來實現(xiàn)。

冷凝的形成和其風險直接關聯(lián)于濕溫條件下的變化，以下是典型的氣候循環(huán)測試方法：

1、IEC 60068-2-30 Db：無霜的濕熱循環(huán)（25/55 °C [77/131 °F]/95 % R.H）

2、IEC 60068-2-14 Nb：正常濕度等級下的溫度變化

3、IEC 60068-2-38 Z/AD：有霜的濕熱循環(huán)(-15/65 °C [6/149 °F]/93 % R.H.)

4、IPC-TM-650 測試方法，2.6.3.4 防潮和絕緣性能-三防漆（敷形涂層材料）

一般來說，實驗箱會配備避免測試件結露的裝置， 使用暖氣的普通加熱方式不一定會產生結露；在三防漆測試過程中，試驗箱需要具備一個結露選項，并通過測試件的溫度變化延遲來確保產生結露。在根據(jù)寶馬標準 GS 95011-4所設計的測試中，溫度試驗室只采用水淋加熱方式，這將產生高達100%的高濕度，測試件被潮濕的熱空氣加熱。因此，測試件總要比所處環(huán)境溫度更冷一些，確保結露發(fā)生的必然性。在任何時刻，每當施加電勢時，結露會引發(fā)腐蝕，標準要求在結露階段進行功能測試。同時為了避免測試件電路自加熱影響，必須縮短測試時間。

為了制造結露效應，環(huán)境試驗箱必須提供一個在升溫階段中允許停止單獨試驗箱加熱的選項。性能評估將基于以下標準：

1、結露狀態(tài)下，電氣的操作性必須得到保證。

2、在結露測試后，在顯微鏡下觀察無電子轉移跡象。

典型的PCBA三防漆保護涂層材料的防潮和絕緣性能測試是在齒梳上進行的，在高濕度條件下（GS95011-5）進行的熱循環(huán)測試可以清楚地顯示由潮氣引起的循環(huán)加載階段，在前三個濕度循環(huán)中，可以看到短暫的變化。在這些潮濕的溫度條件下，PCBA三防漆能夠保持高水平的防潮和絕緣性能。這個案例展示了不同三防漆的防潮和絕緣性能。

潮濕階段和干燥階段形成了快速響應，也可被稱之為快速恢復。

對于結露而言，三防漆的實際厚度非常重要，尤其是傾向于邊緣損失的區(qū)域。

在涂層厚度足夠的情況下，結露對防潮和絕緣性能沒有影響，涂層厚度太薄則意味著防潮和絕緣性能的大幅下降。

通過研究標明在以寶馬標準為基礎的氣溫交替測試中，結露現(xiàn)象甚至發(fā)生在了PCBA測試板上。對于梳齒間隙（排線/空間）的影響清晰可見，在間距為200um的齒梳性能表現(xiàn)出了最明顯的下降，間距為480um時產品失效的概率則有所降低，梳齒間距（線條/空間）超過1000um是最安全的。所有的測試結果也顯示-隨著熱容的上升由結露引起的不合格率也會增加。

當三防漆被應用于IPC-B-24或IPC-B-25線路板時，通常能保持一致性而不會有顯著的問題。然而，三防漆可能會和PCBA加工焊接過程中的殘留物發(fā)生反應導致絕緣性能下降或因該區(qū)域被污染而產生裂紋。這種相互作用必須要給予特殊考量，建議基于測試板的效果來規(guī)劃生產流程。涂膠后的IPC-B-24或IPC-B-25線路板測試被用于初步的測試階段。

然而，更廣的產品耐老化能力可以通過使用IPC-B-52板來進行驗證，這種新材料專為質量驗證而設計，可以使涂層材料和產品過程結合在一起測試。在IPC-B-52線路板上可以捕捉到各種關鍵點，包括許多的元器件，梳狀結構和QFP（方形扁平封裝技術）的絕緣性能等都得到了考慮。相應關鍵點上各自的絕緣電阻值可通過程序控制記錄下來。

這些測試板可以達到盡可能的模擬真實條件下的應用，通過精心挑選的實驗參數(shù)來提供熱循環(huán)測試數(shù)據(jù)。

不僅僅是汽車行業(yè)，以上試驗也被應用于各種領域中。由于該實驗非常耗時，有足夠的容量和可用的試驗箱是非常重要的。