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三防漆知识


涂敷三防漆以在PCB线路板形成一层坚固的保护膜一般是PCB组装中的最后一道工艺,现在使用这项工艺的产品日益增多。但是,在涂敷保护膜后进行最后检测时,可能发现元件有缺陷,这时,就要求三防漆涂层可维修。返工元件的环境、特性决定了取出这个元件的最适当方法以节约资金和时间。

在高湿度环境中使用的电子组件需要防腐蚀保护,在PCB上涂敷有机硅保护膜是一种廉价的保护方法,能够给PCB提供各种保护:防潮和防污染;最大限度减少枝晶的生长,释放应力;并起绝缘作用。因此,电子组件更加耐久,提高了电子设备的可靠性,降低了保修成本。在一些情况中,可以把电路板上的昂贵元件取出来,丢弃电路板的其他部分。不过,情况往住是这样,装有元件的电路板有相当的价值,最好是把保护膜去掉,更换有缺陷的元件,不要把电路板丢弃。有些电路板——笔记本电脑主板,等离子电视机的视频驱动板,飞机上的航空电子电路板——价值几百美元,甚至几千美元。在返修方面要考虑的情况主要有两种:一个是在PCB的局部位置把保护膜去掉,更换元件;另一个是把PCB的保护膜全部去掉。

局部修理
要正确地对PCB进行局部修理,必须由返修人员进行一种“外科手术”。制定一个去除三防漆保护膜的全面计划,确保去除保护膜时不会对元件下面的基板、其他电子器件,或者返工位置附近的结构造成损害。有几种办法可以去除保护膜,这些办法包括使用化学制剂或溶剂、微研磨、机械方法和透过保护膜拆焊。

1、化学溶剂。这是去掉三防漆保护膜的常用办法,它能否成功取决于要去除的保护膜的化学性质和具体溶剂的化学性质。在大多数情况下,溶剂并不真正把保护膜溶解掉,而是让它膨胀。保护膜一旦膨胀,就可以很容易地把它轻轻刮掉,或者轻轻擦掉,如有机硅三防漆。溶剂会溶解保护膜,但操作时必须十分小心,要确保选用的化学物质不会损坏基板和返工位置邻近的部位。
这个方法的关键是必须把溶剂保持在需要它的地方。有一种技术是用临在待更换元件周围时材料构成一个堤坝,把溶剂或保护膜清除剂始终保持在指定的地方,不过仍然会有一些溶剂从堤坝泄漏出去。另一个办法是在溶剂中添加填充剂,变成膏状。二氧化硅、雾状二氧化硅或者碳酸氢钠都是很合适的填充剂。在一些情况下,可能需要把几种清除技术结合使用。本文介绍的去除保护膜方法和技术都符合IPC标准HDBK-803关于保护膜返工和修理的规定。
元件一旦去焊并取下来,就要清除所有溶剂或保护膜清除剂,防止它们影响或溶解重新涂敷上去的保护膜。此外,还必须清洗焊盘部位,在换上新的元件时,容易焊牢。把它焊到电路板上后,要用溶剂把助焊剂残留物清洗掉。

2.微研磨。使用微研磨技术去三防漆保护膜,是利用喷嘴喷出的高速粒子,研磨操作必须非常熟练。通常使用的磨料包括磨碎的核桃壳、玻璃或塑料珠、或碳酸氢钠粉末。用这些磨料去掉有机硅保护膜时,研磨操作必须十分小心,不能让这些材料进入研磨位置周围的柔软保护膜中。要用铝箔或塑料膜遮盖周围部位。在高速粒子通过的路径上会产生有害的静电荷,因此,许多微研磨系统有抗静电电离器,在装置的内部有接地点。

3、机械方法。虽然机械方法去掉三防漆保护层也许是人们最不愿意使用的,但它却是最容易的方法。PCB返工工作台有多种用于返工的设备,包括钻机、研磨机、旋转刷子,以及可以从市场购买类似的设备。
PCB返工是从去除待返工元件焊点周围的保护膜开始。在这里,保护膜往往最厚,可能有20多密尔厚。用薄薄的刀片或者小刀在目标焊点上轻轻地切一个V字形的沟就足够了。

表面贴装元件只装在PCB的一面上(左),去掉保护膜比较容易。插装元件(右)返工时,必须先把PCB两面上的保护膜都去掉。然后把溶剂或者保护膜清除剂注入刮出的V字形沟,要注意不能让它们流到其他地方。一旦V形沟的保护膜膨胀起来,其他的就可以用镊子揭起来,然后再给焊点去焊。对于返工部位的边沿,要把部分地被溶解的地方修整一下。
对插装元件,在焊接面的部位返工时,用细刀片把焊锡上的整个保护膜直接刮掉,在用真空去焊工具加热焊点时,焊锡可以容易地流动。
透过保护膜去焊。有时,去焊技术采取烧掉保护膜或者使保形涂膜降解的办法。这种去焊方法是先在保护膜上开一个排放孔,让熔融的焊锡能够排出。为了防止焊盘脱开或损坏阻焊膜,要小心防止去焊部位过热。通风要足够,使得去焊时产生的烟雾都散出去,这些烟雾是保护膜热分解产生的。

表面贴装元件和插装元件的比较
表面贴装元件一般只是装在PCB的一面上,返工时只需把电路板贴装元件那一面的保护膜去掉。另一方面,对于插装技术,需要把电路板两面的保护膜都去掉,然后对元件进行返工。
去掉PCB上的所有保护膜
需要去掉电路板两面的所有保护膜时,必须把整个电路板浸入溶剂或者溶剂/保护层清除剂中。由于液态保护涂料在电路板各个地方的涂敷情况并非一致——这是由于毛细作用,由于垂直的元件周围保护膜较厚,保护膜较薄的地方会先和电路板分离。
要把保护膜全部去掉,电路板可能要浸泡几小时,这取决于电路板和使用的保护涂料。将溶剂或保护膜清除剂加热,可以减少浸泡时间,但是存在易燃浸泡液体或它们的蒸汽点燃的危险。

返工部位的重新涂敷
由于许多有机硅保护膜本自身的附着能力不是很好,因此在维修和返工时,我们强烈推荐用单组分湿固化有机硅保护涂料。选用有底漆或者略为粗糙的表面,可以提高保护涂膜在表面上的附着能力。
在把新的保护涂料涂敷到返工部位的焊点之前,一定要彻底清洗待涂敷表面。用刷子或注射器重新涂敷返工表面时,新的保护膜必须越过原有保护膜边沿至少3毫米。

结论
在选择保护涂膜的化学材料之前,就必须考虑到更换元件时元件的取出和返工。最好是,把返工作为电路板设计的一个组成部分。
然而,更为常见的情况是,在设计电路板后才考虑保护膜的问题,并且没有设计标准。有时,丢弃有缺陷的电路板可能更有效益,但是,在昂贵的电路板和元件必须挽救或者修理的情况下,我们特别推荐使用单组分湿固化有机硅保护涂料。
一个成功的返工策略,应当考虑到去掉保护膜、去焊、更换有缺陷元件等工序,用新材料重新涂敷返工部位等一系列问题。虽然我们的目的是尽量减少和消除返工成本,但是,去除和修复保护膜可能需要采取各种工序,了解这一点很重要。每一个返工都有各自的要求,不存在一个固定的、对所有返工都适用的工序。


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