DB SF6101涂覆电性能研究❋

DB SF6101涂覆电性能研究❋－

2014-11-28王伶俐

舰船电子工程 2014年8期

彭节王伶俐张刚

（武汉军械士官学校基础部武汉 430075）

1 引言

印制电路板的三防是指防潮、防霉和防盐雾，是对电子设备在恶劣工作环境中提高可靠性、延长使用寿命、减少故障率的重要保障作用。采用三防涂料对印制电路进行保护涂覆是目前最主要的三防技术手段。［1］三防涂料的种类很多，常用的类型有聚氨酯树脂、有机硅、聚丙烯物、环氧化合物、聚对二甲笨等。用于印制电路板的三防涂料应具有以下特性：抗电强度高、介电常数Er小、体积电阻ρ≥1.5×1012MΩ·cm、绝缘电阻大于1×109Ω；涂层抗霉等级0级，高、低温特性和物理机械性能好；涂层透明度好，无腐蚀；工艺简单，固化温度低等。其中具有优异的电性能尤为重要，它直接影响着电路的正常工作和可靠性。在此着重分析研究DB SF－6101三防涂料的绝缘、耐压、特性阻抗电性能指标。

2 试验

2.1 试样前处理

印制电路板材料为聚酰亚胺玻璃布（介电常数Er为4.6～4.0），双面覆铜箔，尺寸为300mm×200mm，介质厚1.5mm，导线宽0.5mm、1mm、1.5mm、2mm、2.5mm，导线间隔0.5mm、1mm、1.5mm、2mm。

用无水乙醇清洗印制电路板，清洗时将适量无水乙醇倒入不锈钢容器内，放入电路板，使用防静电刷子轻轻的反复刷洗，干净后，直立放在防静电架上，沥干后，用干净的无水乙醇再次清洗，沥干，之后放入干燥箱内烘干。［7］

2.2 三防保护剂配制及工艺

三防保护剂采用DB SF－6101三防涂料，该保护剂是以有机硅氧烷为主体、经多元共聚形成的具有立体网状结构的聚合物和相应的有机溶剂配制而成的特种涂料。

由于DB SF－6101有机硅氧烷的Si－C键和Si－O键的高键能和形成的弹性结构以及有机硅主链不存在双键，因而热稳定性高、不易被紫外光和臭氧分解、耐氧化和耐候能力强。有机硅材料具有良好的电性能，受频率的影响很小，绝缘电阻高、耐击穿电压大、介质损耗低。

涂料配方见表1，盛于一个洁净塑料容器内并搅拌均匀。

表1 涂料配方

表2 稀释剂配方

稀释剂配方见表2，盛于另一个洁净塑料容器内并搅拌均匀。

防霉剂的种类很多，常用有机防霉剂有：五氯苯酚、N，N－二甲基－N′－苯基（氟二氯甲基硫代）磺酰胺、8－羟基喹啉铜、苯并咪唑氨基甲酸甲酯等。将防霉剂直接添加到涂料中，添加量根据需要来确定。［3］

配制好的DB SF－6101涂料采用喷涂、浸涂、刷涂等方法施工，根据施工工艺，用稀释剂调节粘度，在印制电路板正反两面均匀涂覆，涂覆后水平静置，自然干燥4小时后，再进行第2、第3次涂覆。涂覆均匀，厚度分别为40μm、60μm、80μm。

将涂覆过的印制电路板平放入干燥箱中（不能重叠），加温至45℃～50℃烘8小时，切断电源，随箱冷却至常温。［4］

2.3 试验条件

印制电路板三防试验条件：

1）湿热试验条件：高温高湿阶段60℃，RH95%；低温高湿阶段30℃，RH95%；持续时间10天（10个循环）［2］。

2）盐雾试验条件：盐溶液（5±1）%NaCl；盐溶液PH值6.5～7.2；盐雾沉降率0～2.0ml／80cm2h；试验温度35℃±2℃；连续喷雾96小时［5］。

3）霉菌试验条件：菌种为黑曲霉、黄曲霉、杂色曲霉、绳状青霉、球毛壳霉；温度24℃～31℃；相对湿度90%～100%；持续时间28天（28个循环）［6］。

3 结果与讨论

3.1 绝缘性能

电路板导体之间绝缘电阻的测试在标准的大气和具有良好的屏蔽环境条件下进行，采用YD2683全数显绝缘电阻测试仪测量，测试电压为10V±1V，100V±15V，500V±50V三种，每个试样测3个数值，以最小值作为试样的绝缘电阻值。［9］测量数据见表3，从表中可知：涂层越厚绝缘电阻越大，但涂层厚度超过60μm以上绝缘电阻增速放缓；导体间距为0.5mm的试样绝缘电阻值大于500MΩ，导体间距为lmm的试样绝缘电阻值大于1000MΩ，满足三防涂覆基本要求。

表3 电路板导体间绝缘电阻

3.2 耐压性能

采用YD2678耐压测试仪测量电路板耐压性能，把直流电压加在电路板相邻导体上，或加在一组导体公用部分和相邻组导体公用部分，电压从0V匀速上升，在测量中以30s内不出现飞弧、火花、放电或击穿等现象的最大电压确定为耐压值［10～11］。测量数据见表4，对耐压数据分析可知耐压值是随着涂层厚度而增加的，但导线间距的大小是决定耐压值的主要因素。

表4 耐压测量数据

3.3 特性阻抗

印制电路板的特性阻抗是根据电路的需要在设计生产中已确定。经三防涂覆和试验后，电路板的特性阻抗变化，可根据嵌入式微带线特性阻抗公式进行分析。

嵌入式微带线特性阻抗公式：

式中：Er为印制板基材的介质常数；W 为传输导线宽度；T为传输导线厚度；H 为介质层厚度。［8］

经过三防涂覆试验后的印制电路板传输导线宽度和厚度是不会改变的，但电路板介质层厚度会增加，介电常数Er会变化，特性阻抗也会随之变化。

采用CIMS1000特性阻抗测试仪测量电路板的特性阻抗，图1是印制电路板三防涂覆试验前后特性阻抗曲线，“0”曲线是没有经过三防涂覆和三防试验的电路板特性阻抗，另三条曲线是经过三防试验涂层厚度分别为40μm、60μm、80μm的电路板特性阻抗，从曲线可知特性阻抗是随着涂层厚度而增加变化的，厚度较薄时特性阻抗变化不大，但厚度较厚时特性阻抗就变化大了，对电路的影响也就大了。