有机硅敷形涂料对家电 PCB 保护的研究

如何提升产品质量和稳定性，已越来越成为家电企业关注的焦点。同时，“绿色家电”和家电的“绿色制造”也成为家电企业未来能否占领市场生死攸关的大事。作为一种新型的绿色材料，有机硅敷形涂料的出现与发展引起了业界的关注。2006年，它在家用电器领域的应用量已达100,000千克，在印刷电路板保护涂料市场所占的份额也迅速上升到 10% 左右。

敷形涂料与以往材料的差异

简单地说，敷形涂料是电路板上的器件引线和其他导体上的一层薄薄的绝缘和保护性防水层，它通常是厚度为2～ 10 mil(0.05～0.25 mm)的薄膜。敷形涂料以前仅在需要高可靠性的环境中(如航天、航海、军工领域)使用，用于防止水或油污的进入、腐蚀和电弧。而现在敷形涂料已广泛用于家电和消费电子领域的电子组装，它能给予家电的最精细敏感的“大脑”——PCB（印刷电路板）良好的保护并有效提高整机，如处于较恶劣环境的空调室外机和冷热交替或潮湿环境的冰箱、洗衣机、电热水壶等的品质。这些领域中经常需要对 PCB 和器件进行一些成本经济且持久耐用的防护，用于防止湿气、灰尘、化学污染物、刮擦、振动、热应力和其他在最终使用环境中遭受的损害，从而提高了产品质量的稳定性和使用寿命。

简单地说，敷形涂料是电路板上的器件引线和其他导体上的一层薄薄的绝缘和保护性防水层，它通常是厚度为2～ 10 mil(0.05～0.25 mm)的薄膜。敷形涂料以前仅在需要高可靠性的环境中(如航天、航海、军工领域)使用，用于防止水或油污的进入、腐蚀和电弧。而现在敷形涂料已广泛用于家电和消费电子领域的电子组装，它能给予家电的最精细敏感的“大脑”——PCB（印刷电路板）良好的保护并有效提高整机，如处于较恶劣环境的空调室外机和冷热交替或潮湿环境的冰箱、洗衣机、电热水壶等的品质。这些领域中经常需要对 PCB 和器件进行一些成本经济且持久耐用的防护，用于防止湿气、灰尘、化学污染物、刮擦、振动、热应力和其他在最终使用环境中遭受的损害，从而提高了产品质量的稳定性和使用寿命。变化时对被涂覆保护的器件或引线产生很大应力，反而会对它们产生损害。另外溶剂的使用虽有利于操作工艺，但会对人体健康和环境产生明显不良的影响。2 有机硅敷形涂料的属性                                               

敷形涂料常按它们的化学成分不同而被分为五大类，即丙烯酸酯、聚氨酯、环氧树脂、有机硅、聚对二甲苯。其中聚对二甲苯采用高真空的化学气相沉积工艺，需要预处理基板和非常昂贵特殊的设备而鲜有人问津。在其余的四种材料中，与丙烯酸酯、聚氨酯、环氧树脂主要为 C-C 主链的结构不同，有机硅敷形涂料因其独特的-Si-O-Si-O-主链结构和较小的分子间力而拥有优异的耐温性、耐湿性、柔软性、易操作性和其他优良的综合性能，而成为最受业内同行青睐的新秀。详见图 1 中有机硅有机硅的分子结构示意和表 1 中各类敷形涂料性能的比较。

有机硅敷形涂料在家电领域的具体应用

随着“更小、更快”这一概念在电子制造业的流行，对更小尺寸、更窄的引线间距，以及更高频率器件的需求日益增加。另一方面，环保观念已从“深入人心”升级到法律法规层面。从去年 7月起欧盟已正式实施”废弃电气电 子 设 备 指 令 ”(WEEE)及”禁用物质防治法” (Ro HS)两项新环保法规，严格管理电子设备废弃物的处理，并禁止在市场上销售含 Pb、Hg、Cd、C r 6+ 或其他有害物质的电子产品。在其他多个国家也已通过类似法律，如中国已于2007 年 3月 1日开始实施自己的”中国的Ro HS 指令”。这些都给传统的刚性质脆、以溶剂为载体和稀释剂、介电常数偏大的（导线间的延迟时间增加）以丙烯酸酯、聚氨酯为主的敷形涂料带来了越来越严峻的挑战。可喜的是，面对新的挑战许多新的解决方法应运而生。无溶剂配方（或使用不含 VOC 的溶剂）已经面世，对固化速率、性能或环境仅有或环境仅有很少或没有影响。最近商品化的“控制挥发性”有机硅酮涂料具有更低的挥发性，能直接用于开放式芯片和内部器件封装。倒装芯片封装和板上芯片技术也能从这些新材

料中获益。由于有机硅酮是柔软的弹性体，不会对密线芯片的引线产生应力而使引线离开芯片外翘，使镀膜离开内插器。另一方面由于组件引线尺寸小，以及 CTE（线性热膨胀系数）潜在的不匹配，会在冷热循环时产生很大的应力，导致剪切或破坏引线或损坏玻璃二极体，因此更柔软、更柔韧的有机硅酮涂层越来越受欢迎并逐步流行。

先进科技的有机硅酮敷形涂料包括三大类产品。其中最新的产品无溶剂的室温固化弹性涂料，可以快速至非常快速室温固化成柔软、应力消除的材料；另一类，室温固化弹塑性涂料，是传统的或不破坏臭氧层的溶剂涂料，可提供良好的抗磨损保护，甚至还可用温和的高温来加速固化；第三类，无溶剂的快速加热固化单组分涂料，为一柔软、提供应力消除的优良保护涂料。所有的有机硅酮敷形涂料均可含紫外线显示剂，并用紫外线检视涂料。这些新的科技和产品都无一例外地体现了有机硅酮敷形涂料生产厂商与电子 -家电客户携手应对挑战、注重环保、共创未来的理念和精神。

敷形涂料涂覆操作工艺的选择非常丰富，常见的传统方法有浸涂、喷涂、刷涂和流动涂覆等方法。它们各自的优点分别能满足日趋多元的客户的需求。“刷涂”和“流动涂覆”的简便灵活、“浸涂”的全面适合高低产量、“喷涂”的成膜质量好、设备投资低均曾受到了有相应需求的客户群的欢迎。

而家电、电子等行业的高产能、高品质、环保健康的要求还是促使了应用方法的革命性变化。自动化应用系统，包括遥控应用系统——能够编程来涂覆指定规定范围内的组装件的系统已开始崭露头角，见图 2。它能减少或去除大多数传统敷形涂料工艺所使用的掩模和去除掩模过程，这些操作与敷形涂料加工紧密相关，从而减少了“批量”或“离线”过程。整个涂布应用过程包括任何线上固化步骤都能在线上完成。先进的自动化应用系统和新颖的有机硅酮敷形涂料合使用，更是珠联璧合，相得益彰。

有机硅酮敷形涂料生逢其时，备受瞩目。许多跨国家电企业的中国工厂国内著名企业已越来越多地亲身实践、应用创新并取得了很好的市场回报。有机硅酮新科技和新材料的应用也许正是我们绿色家电的“蓝海”梦想开始的地方。

谢谢楼主分享。

长知识了:lol::lol::lol::lol: