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聚对二甲苯对PCB腐蚀防护

发布日期:2020-06-16

腐蚀是自然过程,会进行化学/电化学反应,从而降解并逐渐破坏功能环境中的材料或组件。线路板腐蚀结果可能很危险,而且维修成本很高。

对于印刷电路板(PCB)和类似的组件,腐蚀的电触点可能会在运行期间引起航空航天/汽车/工业系统的危及生命的机械故障;腐蚀的医疗植入物可能会破坏起搏器功能或导致血液中毒。在以下情况下,PCB可能遭受电解腐蚀:

●组件内的电触点会被水或其他水分夹在中间。

●施加的电压会导致意外电解池的发展,电解池会分解化学化合物,引发腐蚀反应。

●但是,夹在基板表面和保形膜之间的诸如化学残留物,污垢,油和盐之类的污染物也会产生腐蚀。

●尽管腐蚀通常从保形涂层的下面开始,但是由于基材表面上的液体/残留物,温度的快速变化也会使涂层的外层破裂或破裂,从而增强了腐蚀响应。

●同样,PCB中的金属组件会在操作环境中产生氧化物或盐分,从而导致腐蚀功能障碍。

●其他组装材料,例如陶瓷或塑料,也会受到腐蚀,其有用性能,性能预期和结构完整性也会随之下降。

考虑到PCB的尺寸较小,某些腐蚀机理不太明显,因此很难预测,但是会形成凹坑和裂纹,从而导致装配表面和内部的物理扩散更加广泛。在大多数情况下,用无毒层材料聚对二甲苯(XY /聚对二甲苯)共形涂覆PCB可以防止腐蚀。

聚对二甲苯为基材提供了超薄,无针孔的保形保护,其特征在于出色的防潮性能以及表面回弹/强度和绝缘性。聚对二甲苯采用化学气相沉积(CVD)的涂覆方法,与丙烯酸,环氧,硅酮或氨基甲酸乙酯的湿涂层不同,后者是通过将湿物质刷涂/喷涂到组件上或将其浸入液体涂层浴中来实现的。通过CVD,粉末状的聚对亚二甲苯基二聚体会受到强热作用,转化为气体,该气体内部穿透目标表面,同时还形成实际上与任何组装形状完全相符的外层。 XY在过程中进行合成,基本上一次在沉积表面上生长一个分子。它不需要像液体涂料一样在涂覆后固化。

在大多数情况下,聚对二甲苯的性能优于湿涂料。它具有宽广的温度范围,可以承受大多数常规磨损,并且具有化学惰性,因此不太可能发生腐蚀。但是,不应认为聚对二甲苯是万无一失的。当聚对二甲苯涂层开始从表面脱离时,肮脏的表面产生的污染会刺激涂层分层并影响操作系统的严重降解。为了确保对基材的XY可靠粘附,必须清除任何类型的污染物-化学物质,灰尘,油,有机化合物,工艺残留物,蜡-从而消除涂层/基材之间的机械应力。

但是,高度耐腐蚀的聚对二甲苯涂层对金属的附着力很差,这是与PCB一起使用时的潜在问题;例如,由于其导电性能,许多PCB制造商都在其组件中配备了金部件。使用用于金属医疗植入物的XY涂层,植入物的金属表面上的OH-点自由基的形成可能是由于人体的炎症反应引起的。在这些情况下,降解过程从金属/聚合物界面开始,并朝聚对二甲苯的外表面发展。

但是,通过向聚对二甲苯中添加2μm的硅烷层(A-174硅烷),可以极大地改善金属表面的附着力和随后的耐腐蚀性。 A-174分子与基材表面形成独特的化学键,从而提高XY的机械粘附力。通过浸渍,手动喷涂或气相处理,与表面形成化学键,可实现硅烷的涂覆。除金属外,在实施CVD之前从A-174硅烷处理中受益的材料包括弹性体,玻璃,纸张和塑料。

研究已经反复证实了经过适当处理的聚对二甲苯的耐腐蚀能力:

●等离子表面处理方法限制了医用植入物的聚对二甲苯分层。在对涂层铝板进行XY腐蚀防护的研究中,通过在基材上沉积等离子聚合物(50 nm)的超薄层,纠正了预腐蚀膜的分层。

●2微米的两层(有机硅烷174 +聚对二甲苯)涂层成功地保护了植入级不锈钢表面免受体液腐蚀。

●在聚对二甲苯涂层之前用硅烷A174对医疗植入物进行预处理,可支持该膜可靠的腐蚀防护,同时改善XY的生物相容性和超薄/连续/惰性膜形成。透明的XY层不太可能触发免疫反应,因此对体液的腐蚀性条件具有高度抵抗力,可防止污染物的发展/传播。

●界面工程(IE)改善了聚对二甲苯C对冷轧钢(CRS)的腐蚀防护。 XYC薄膜与大多数光滑或无孔基材之间的粘合力极小;直接施加的聚对二甲苯C对CRS表面几乎没有腐蚀支持。 IE工艺在XYC / CRS之间放置了一层等离子聚合物,从而刺激了两种材料之间的界面结合,从而增强了防腐性能。

为了获得可靠的腐蚀防护,CVD预处理应从清洁度测试开始,以检查污染物,然后如果发现污染物则进行彻底清洁。连接器,电气组件和其他遮挡区域需要屏蔽。无孔材料,例如玻璃,金属,纸张和塑料,通常需要在A-174硅烷粘合促进剂的预CVD应用中最小化分层并确保不会开始腐蚀。

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