防潮絕緣抗腐蝕漆、電路板表面被覆/塗布(Conformal coating)三防漆

印刷電路板塗布表面防潮、絕緣、抗腐蝕漆(conformal coating)三防漆

三防漆(Conformal Coating)是一種塗布在印刷電路板上以形成保護膜的方法,這層保護膜通常僅是薄薄的一層(約30~210µm),它可以用來加強電子產品的防潮防污防塵防化學污染的能力,也可以防止焊點及導體與空氣接觸而繼續腐蝕的問題,可以起到屏蔽及消除某些電磁干擾,更可以起到絕緣的作用。

這種三防漆(conformal coating)塗層還有一個附加的用途,就是可以增加元器件的耐磨及耐溶劑的能力,也可以釋放高低溫變化時所造成的應力。

就因為三防漆(conformal coating)有這些種種的優點,所以經常被運用在一些需要暴露於極惡劣的環境下的產品,如多化學氣的環境、高污染或多灰塵環境、高濕環境,極高或級低溫環境中。在消費性電子產品中則經被常用來保護或絕緣一些電機產品或電子元件裝置,例如馬達、發電機、變壓器、電磁閥開關…等。







加油站或航空飛行器上所使用的產品會被要求符合ATEX規範,塗布三防漆(conformal coating)就是其要求之一,目的是為了避免任何電子產品在特殊環境下所可能引起的短路、火花而造成火災或是爆炸進而產生人命損失的意外。

三防漆(conformal coating)的塗布材料基本上有Silicone(矽膠、硅膠)、Acrylic(壓克力)、Urethane(聚氨酯)等三種透明的原料,也有使用Epoxy(環氧樹脂)的,但其為不透明材質,所以較少人使用。

三防漆(conformal coating)固化的方式可以使用室溫固化及加熱固化兩種。

下面整理四類三防漆(conformal coating)材質的特性及注意事項:

三防漆(conformal coating)塗布時的注意事項:

塗布三防漆(conformal coating)的時候,需留意避免塗布到一些後續加工時需要做電氣接觸,或是電路連接的零件,比如說電源插座(Power jack)、連接器(connector)的接觸片,這是因為三防漆(conformal coating)為絕緣材質,附著在這些需要導電接觸的元器件將會造成電性不良。

另外,揚聲器(buzzer, speaker)為開放式的零件,有開孔,一旦三防漆跑到其零件內部,將會影響到彈片的振動頻率進而影響到發聲。

還有,LED也不可以被塗布到,否則LED的光線可能會變黯淡或是造成顏色改變的後果。

三防漆(Conformal coating) 塗布時安全注意事項:

依據工作熊的使用經驗,一般三防漆都具有揮發性,而且具有刺鼻味道,有些型號可能對人體會有傷害,所以塗布三防漆的環境最好為獨立區域,還要有良好的抽風設備,一般至少都會設計類似廚房抽油煙機之類防護罩的抽風設施,以降低三防漆的味道逸散。如果是自動塗布機,一般都會設計有強力抽風及最小開孔。

另外,大部分三防漆的「閃點」都很低,如果不能設計有強力的抽風設備,也務必要在通風良好的區域塗布,以避免三防漆散佈空間超過一定濃度後發生閃燃的危險。

三防漆(Conformal coating) 塗布的方式大致可以分成3+1種:

  1. 浸漬(dipping):對大型設備較經濟,但是塗布後的厚度會受浸漬的溫度、時間、抽出的速度、垂流的時間、是否加風刀…等因素影響。
  2. 噴塗(spraying):對中小型設備較經濟。使用噴塗的時候就像噴漆一樣,塗布的均勻度取決於相對移動的速度、噴塗位置、噴塗的壓力、是否有較高零件而定。另外零件底部無法噴塗到,可能需要額外處理。
  3. 刷塗(brushing):對小型的設備較經濟。塗布的時候容易因為塗布的技巧熟練度而造成塗布不均勻發生,另外也要留意毛刷掉毛的問題。零件底部也較難塗布。
  4. 選擇性塗布(Selective Coating):塗布雖然好處很多,但往往費時又費工,也可以選擇有需要的部份位置塗布即可。

三防漆(Conformal coating)的檢查

因為大部分的三防漆(Conformal coating)在噴塗之後都呈透明無色狀,或是一層薄薄比較淡的顏色,一般很難用肉眼直接檢查出噴塗的效果。因此大部分的三防漆(conformal coating)材料都會添加微量的紫外線螢光劑,這麼一來只要安裝紫外光(UV)檢查機就可以用來檢查噴塗的狀況及其均勻度了。

選擇三防漆(conformal coating)材質的時候還需注意其加溫的條件,有些需要加高溫固化,有些則只要室溫就可以固化。加高溫固化者通常硬度會較高,可以耐磨損,室溫固化者,則具彈性優勢較軟。

▼使用噴塗(Spraying)方式作業時,需設備抽真空的設備,否則噴塗的物質會飄散到空氣當中,影響人體的健康。
使用噴塗(Spraying)方式作業conformal coating時,需設備抽真空的設備,否則噴塗的物質會飄散到空氣當中,影響人體的健康。
▼噴塗作業時可以使用治具把一些不可以噴塗到的地方及零件覆蓋起來,以免絕緣物質噴塗到一些需要作導電接觸的地方。
Conformal coating噴塗作業時可以使用治具把一些不可以噴塗到的地方及零件覆蓋起來,以免絕緣物質噴塗到一些需要作導電接觸的地方。

▼作conformal coating時也可以使用不殘膠的貼紙黏貼於一些不可以噴塗到的零件。
防潮絕緣抗腐蝕漆-電路板表氣被覆/塗布(Conformal coating)。也可以使用不殘膠的貼紙黏貼於一些不可以噴塗到的零件。

▼噴塗過的印刷電路板可以使用紫外光來演查噴塗的狀況,圖片中工作熊故意放了一片還沒噴塗過的印刷電路板,以作為比較。
防潮絕緣抗腐蝕漆-電路板表氣被覆/塗布(Conformal coating)。噴塗過的印刷電路板可以使用紫外光來演查噴塗的狀況,圖片中我故意放了一片還沒噴塗過的印刷電路板,以作為比較。

▼最後附上conformal coating自動噴塗的影片給大家參考。

 

三防漆(Conformal coating)如何清除、消除的方法

一般來說三防漆(Conformal coating)噴塗固化後可以加熱來去除。

如果只是局部去除三防漆以利焊錫重工,可以使用熱風槍局部加熱就會發現三防漆會像塑膠薄膜一樣破損捲曲,稍微去除一下殘留捲曲的三防漆後就可以焊錫了,之後再重新上三防漆就可以完成。

如果想要全板去除三防漆,建議接洽三防漆的供應商,看看有沒有二甲苯之類的溶劑可以清除,工作熊的作法是整片板子拿去過回焊爐(reflow),各家三防漆的溫度可能要做一下測試,然後再去除殘留的三防漆就可以了。

~如果你有更好消除三防漆的方法也歡迎提供及討論~


延伸閱讀:
Underfill(底部填充劑)的目的與操作程序
AB雙液膠灌膠注意事項(Epoxy-Potting)
如何將錫膏印刷於電路板(solder paste printing)
防潮與除濕有何不同?比較防潮箱與除濕機的效果
選擇性波鋒焊的使用條件(selective wave soldering)




訪客留言內容(Comments)

我一直想找這方面的資料
看了之後受益良多
我想請教一下要使用何種工具/方法去量測膜厚?

一般使用雷射測定厚度,原理好像是光學折射吧!
你只要找「薄膜厚度量測」就有一堆了。

你好
請問針對conformal coating,廠內有PVA coating的機器設備,但欲coating的板子為小尺寸PCBA板,大約12*12cm。
如有non-coating的零件或是區域,如connector,BGA,IC等零件,噴膠時,液態膠可能會比IC零件更高,所以只能用貼紙貼住,塗膠過reflow再撕,但發現撕下周圍都有膠絲的殘留,想請教一下,有沒有較好的辦法,撕膠後,不會有殘膠的問題。

我司是用一種紅色耐高溫的貼紙。
另外不殘膠的貼紙有沒有推薦的廠牌及型號?

阿鼎;
殘膠的問題通常是選用的膠帶不對所造成,一般需要選用不殘膠的膠帶。
至於膠帶可能找一下相關供應商討論一下需求吧!
如果膠帶需要經過reflow,還得選用耐高溫的膠帶,否則不但會有殘膠,還可能造成膠帶燒焦的問題。
另外,很好奇的是一般的 conformal coating 都是過完全部的 reflow 才作業的?怎麼貴公司的流程不太一樣?

如果使用PVA機器塗佈,選用的是壓克力材質的膠材,通常在塗佈之後會進reflow再將膠做表面固化處理,以容易放置!當然溫度不能太高,否則會起泡!

Jason;
所以這個並不是SMT的高溫焊錫reflow,而是類似烤箱之類把coating烤乾的reflow?這樣子的了解對吧!

是的!以我們公司是訂做紅外線加溫爐,約100℃,慢速過爐,以將膠做表面固化至不會留下指紋為準!再流至下一個製程。
另外可否請版主分享QC Story表格給我,謝謝!

Jason;
謝謝你的說明!
QC Story Sheet已經寄送給你了。

已經收到檔案,謝謝!

妳好
PCBA功能測試完後,貼耐高溫膠帶後,我司PVA機台是用壓克力膠做噴塗,噴塗後,過reflow(不是SMT的reflow),再用UV燈檢驗coating的製程是否OK。

dear 版主 能否也提供QC Story給我參考參考,感謝。

我們公司想找 PCBA Coating 的外包廠商, 請問那位大哥的公司有做這項業務的請聯絡.

無意間看到的好文章,,,一般Coating都是DIP完測試OK之後的製程
加溫~要用IR Oven加熱讓膠表乾之後再靜置裡乾
氣泡~產生要檢查膠桶裡是否有氣泡,噴膠壓力,爐溫溫度,不然就過爐前靜置消氣泡
溢膠~視膠的材質,稀釋比例,塗佈路徑而定. 不然就做治具遮罩,防焊膠,膠帶等避免

謝謝您的經驗分享。

工作熊您好~
我司是使用coating pva機台噴塗的!
是壓克力材質~想詢問壓克力材質的膠是否能抗電磁干擾?關於這方面的資訊要上哪找會比較詳細?想麻煩您替小的解惑~非常感謝…

小草;
建議你詢問您「膠」的供應商有關抵抗EMI的資料,就我的了解arcylic的coating膠應該可以起到一定程度的EMI防護,但還是要跟供應商拿到每支膠的特性才能確定,有些arcylic膠會添加一些金屬元素來增加EMI防護的效果,還要看噴多厚可以得到多少效果。

你好

近日客戶有要求我司將coating 膠(壓克力材質的膠)噴塗在PCB裸板上,
客戶要拿去作百格刀的實驗(說要作此膠的黏著力測試),
於上週客戶來信,說他們的檢測結果是failure,表示黏著度不夠,coating膠可以整片被撕起來= =

但我司有上網研究一下百格刀的用法,主要是用於在烤漆、電鍍,評估鍍膜強度。
另一方面,也詢問賣膠的廠商,廠商的說法是,coating膠主要用於防潮防塵,沒聽過有人去檢驗膠的黏著力(畢竟PCB板子是鎖在機殼內)。

想請教版主,有人針對coating膠之製程去作黏著力檢驗嗎?
如果有,應該是要用哪種檢驗方式,或是IPC-TM-650中的哪條規範去作檢驗呢

謝謝^^

阿鼎;
我碰過的例子是沒有作過百格,但既然客戶有要求,建議你應該先跟客戶溝通為何要作百格?目的是什麼?
有沒有其他的方法可以解決?是否有指定的Coating膠?

你好

coating膠的型號,是客戶指定的。

已經有和客戶解釋過,為何其要作百格刀實驗,
但是是客戶自己想作這個實驗。(真不知該說什麼)

我司有查過IPC-TM-650中的檢驗規範,也沒有所謂的百格刀檢驗。

阿鼎;
就我的了解,一般的百格試驗大多用於噴漆及印刷,主要目的在測試漆的附著性,因為使用過成經常見到脫漆的現象。至於conformal coating用百格來檢測也不是說不可以,只是coating漆要求的是完整的連續性,我以為其百格應該不太容易通過。
不過看你的描述,客戶應該只是要試驗結果如何,如果客戶給費用讓你做實驗,何樂而不為呢?應該可以學個經驗。

你好

我也認為此實驗應該是不會過,因為當初還有一個考量點,就是需要方便重工維修,如果膠黏著力太強的話,會造成後段重工維修的困難點。

ㄏㄏ,不過此實驗,是客戶自己拿去作的,我們沒看到他們是怎麼作的XD

另外,又冒出一個新的問題,客戶說噴膠後,產生氣泡有點多= = 。
我也查無此相關的國際規範。

阿鼎;
氣泡形成有可能是水氣,水氣可能來自環境或是噴膠本身,建議噴膠的環境要控制,另外如果coating有使用烘烤,溫度及升溫可能要稍為注意一下。
氣泡多就表示膠的附著性不好,如果剛好在重要位置,就可能出現問題,因為氣泡也比較容易破掉,當然還要看你的coating的目的,防漏電的就比較可能會有問題。

請問Conformal coating可以上在WLCSP? 有適合代理商嗎? 感謝

請問您有知道台灣哪些廠商可以做PCB噴塗嗎?我需要細心一點的廠商 希望您可以介紹一下

喬安安;
這個我沒有辦法回答你耶!

樓上各位大大
我是conformal coatig 廠商
歡迎洽詢膠水相關資訊

Peggy;
如果想要宣傳自己的膠水,可以考慮一下投稿「客座文章」,可以允許留下個人或公司的介紹,其他有廣告嫌疑的留言都會被刪除。

跑錯地方了!
謝謝您的告知

工作熊您好

我現在使用鐵的水管輸送高溫熱水

由於處在高溫的環境下,管路腐蝕嚴重消耗量大

想請問可否在鐵管內壁使用Conformal Coating技術

(管路大約比一般水龍頭出口端再細一點)

謝謝

光光;
這個可考倒我了,一般的 conformal coating 並無使用於長期泡水的情況下,建議你諮商 conformal coating 的商家看看。
其次, conformal coating 如何噴塗於水管內壁可能是一大學問。

工作熊您好~

請問使用Silicone材質或Acrylic材質做塗佈的PCBA, 做RMA維修時, 有方法將Silicone或Acrylic, 先清除乾淨, 以方便RMA維修, 維修完成後, 再重新塗佈嗎?

Harry 3/22/2013

Harry;
好像沒有耶!
不過建議你問一下 conformal coating 的供應商看看。

僅供參考, 到目前為止, 我們的供應商仍無法除塗佈的Silicone或Acrylic, 可能是還要多找幾家看看

請問 conformal Coating 是俗稱的 防焊 嗎

Conformal coating 是三防漆,不是防焊
防焊是 Solder mask。

工作熊您好!

我是PCB厂商,我的德国客户反映说我们的板子在做Conformal coating 时出现起泡现象,其他组装过程一切正常。所以他们有在问是否是PCB的阻焊表面张力不够造成。这个客户新换了Conformal coating材料,但是他们说其他厂商的板子没有问题。能帮我解答是什么原因造成吗?客户的Conformal coating material是DYMAX的Dual-Cure 9481-E型号,我有data sheet可供参考。

Wanda;
對不起,這個問題沒有深入研究過。

工作熊:
您好,請問有浸泡式conformal coating及烘乾保護交膠,這些設備台灣及大陸有那些廠商在做,請告知謝謝.

彭鳳照;
對不起!沒有提供這方面的資訊。

工作熊:
您好, 我是代理日本的conformal coatings, 非silicone type, 因我不是這個業界的(我是光學膜塗佈的), 請問會用conformal coating的客戶是那些啊? 謝謝!
Jason

Jason;
conformal coating又稱三防膠,防水、防塵、防導電,就這三個面向去想看看有哪些產業會需要用到。戶外有機會淋到雨的產品、可能會有跳火花爆炸風險的產品、軍事產品…

Hi 工作熊
請教目前Conforming Coating可達到的IP(Waterproof)等級有多少? 我們公司是設計太陽能逆變器,需安裝於戶外,IP需達到67標準.

Simon Yang

Simon;
這個問題建議你找conforaml coating廠商的技術人員來問一下,每一種coating膠的防水能力不同。另外,conformal coating無法塗佈在連接器的地方,這部分必須特別考慮。
設計上防水不只電路板要防水,外殼的設計也很重要。

一般壓克力型的COATING膠可以使用二甲苯之類的溶劑清除,再進行維修。

請教,噴塗後慢慢會產生小氣泡,經爬文知道是氣壓將空氣打入膠,噴出後慢慢變成氣泡(類似汽水開蓋後狀況),請問有可將壓力空氣跟膠分開的壓力桶(供膠桶)嗎?希望能避免空氣壓入膠

我们有一款工业电子产品用在过程处理领域,客户有G3 coating的要求,请问这具体是一个什么样的涂覆标准?我查了很多资料,没有看到有价值的详细介绍。

Janfy;
去找一下 “ANSI/ISA S71.04″ 就會有答案了。

工作熊你好!

無意間搜尋到你的好文章!

有個問題想跟您請教,我遇到的狀況是,在無塵室的控制機板有時候似乎因為臨近蝕刻類的製程,感覺會因chemical類污染(?)比較容易損壞,以上只是推估,不知道像是這樣的狀況使否可導入conformal coating?
請問您有何建議?有建議選用的材質嗎?

謝謝您!

Jessie;
Conformal coating 的目的就在隔絕PCB與環境接觸,如果是腐蝕類的汙染,個人認為應該有效。
材質要看你的需求而定,防潮濕優先或防化學汙染優先,建議可以詢問三防漆的廠商。

Dear 工作熊:
噴塗作業時使用治具(你的照片中黃色部份)
這部份有辦法自己手工製作嗎?
還是只能請廠商製作
如果可以手工製作想請問看看那個是如何做出來的
最近接案子有遇到這問題
要覆蓋的connector太多
光是貼上與拆除膠帶就花了數百秒

治具一般都會請治具的廠商製作,這種噴塗的治具還要可以防止細小的噴漆進到被保護零件的內側,所以你看到的黃色治具其實還貼有一層黃色膠帶,用來作為緩衝與塞縫隙用,至於是否可以自己製作,如果有材料及工具應該沒有問題,問題是你只是為了想喝牛奶需要養一頭牛嗎?

Conformal coating散油原因及解決方法?

Dear 工作熊,

想請問一下一般的家電產品有需要coating嗎?
因為成本的關係, 我們想要勸客人不要使用coating.

謝謝.

Mark;
這個個人沒有辦法告訴你答案。
建議你必須瞭解客戶加Coating的目的為何?另外加Coating要會增加成本,就反應成本吧!

Hi 板主,有些防水膠的問題想找您討論,是否可以用email與您討論呢?

Sky;
請查看http://www.researchmfg.com/about/

跟您請教一下Conformal coating 業界常態會做那些測試?

Kevin;
這個要看各家的需求,每個工廠的需求都不盡相同,但都必須經過自家或客人的環測是一定的,其他就看有無需要鹽霧、防水、SIR、氣體腐蝕試驗(Gas Corrosion Test)等的測項。網路上找【Conformal coating test】關鍵字應該可以找到一些資料。

Dear 工作熊,

請教silicone(矽利康)與arcylic(丙酸烯壓克力)兩種coating的優缺點。

例如
壓克力較容易有裂痕問題。

但矽利康貼需較厚的塗層(UL認證為矽利康203um,壓克只需25.4um),另外有"硫化"與無法阻擋"水氣"問題。

Terry,
這個我沒有辦法回答你,建議你直接找供應商或代理商詢問。

Hi 工作熊

謝謝你分享conformal coating的訊息, 受益良多.

請問能否再針對四類三防漆材質的代表性廠牌/業界常用品牌, 以及不同塗布的方式的常用設備廠牌甚至機型作介紹? 謝謝.

Pei,
文章不會涉及廠商。

Hi 工作熊

因為在ICT設備的文章裡有這部分, 所以才期待有類似的訊息~
不論如何還是謝謝你~

“再來談談目前全球主要ICT自動測試設備的生產廠商"

Pei,
ICT設備就這幾家了,談談無妨,也不會因為文章中的說明就出現變化,有偏跛的嫌疑,但ICT治具商就不是了,所以文章中不會提及治具商的名稱。
關於Conformal coating的設備,目前是百家爭鳴,而且自己也不夠了解,所以也不會在conformal coating設備商上多做說明。


訪客留言注意事項:
1.首次留言須通過審核後內容才會出現在版面上,請不要重覆留言。
2.留言時請在相關主題文章下留言,與主題不相關的留言將會被視為垃圾留言,請善加利用【搜尋框】尋找相關文章,找不到主題時請在「水平選單」的「留言板」留言。
3. 留言前請先用【搜尋框】尋找相關文章,自己做一點功課後再留言。沒有前因後果的內容,工作熊不一定會瞭解你在說什麼,就更無法回答你的問題。
4. 工作熊並非某一方面的專家,所以回答的內容或許會有不正確的地方,服用前還請三思。如果您想詢問關於電路板方面的工程問題,前先參考這篇文章【詢問工程問題,請提供足夠的資訊以利有效回答】 把自己的問題想清楚了再來詢問,並且請提供足夠的資訊,這樣才能有效回答問題。
5. 工作熊每則留言都會看,但不會每則留言都回答,尤其是只有問候之類的內容。
6. 留言詢問時請注意您的態度,工作熊不是你的「細漢」,更沒有拿你的薪水,所以不接受吆喝工作熊的態度來回答你的問題。
7. 歡迎您訂閱本部落格的最新文章,當有新文章時會主動以電子郵件通知你。

您有話要說(Leave a comment)

(required)

(required)