敷形涂覆技术的发展
作者：AB CHIMIE公司：Jean-Pierre Douchy；Schneider Electric公司：Philippe Prieur
与10年或15年前相比，如今保护PCB的重要性已变得越来越重要了，而且要求也非常不同了。
今天，敷形涂覆不仅需要保护PCB应对恶劣的环境（热、盐雾、潮湿等），而且由于印制线间距的减小要提高表面绝缘电阻。敷形涂覆为PCB可靠性带来了真正的增值价值。
由于REACH和VOC法规的出台，推进了敷形涂覆市场的不断发展。目前，市场上大多数敷形涂覆使用丙烯酸，当应用时其中溶剂含量80%。VOC法规将强制大用户要限制或取消溶剂，这将带来巨大的财务成本。
目前的市场状况
目前占据市场份额80%以上的丙烯酸树脂是单组分、高耐湿性的，易于使用，可以修复，而且价格低廉。汽车市场是这种化学品的大用户。丙烯酸敷形涂覆通过蒸发干燥，是丙烯酸聚合体和溶剂的混合物。
八年前，ABchimie公司推出了AVR80 BA，一种无毒的丙烯酸敷形涂覆技术，不仅对PCB提供很高的保护性，而且对环境和操作者也提供很高的保护性。AVR80 BA现在非常知名，许多用户都在使用，应用于不同的应用领域，主要用户如Alstom、Schneider、Sagem、Renault、Volvo、Faiveley、SEB、Zodiac、Airbus等。
敷形涂覆市场使用的其他产品：
*聚氨酯—单组份产品，很硬、明亮，具有高耐化学性，这意味着它很难去除。
*有机硅弹性体和树脂—它们具有敷形涂覆要求的较好特性，特别是耐高温特性，可高达200 ℃。
*环氧树脂系统—它们非常硬，往往是双组分系统。它们具有很好的附着力和耐磨性，这可以保护PCB，打击非法伪造。
*水性清漆—通常采用喷涂枪喷涂，因为用点胶机非常不稳定。它们被认为是一种非挥发性有机化合物（VOC）产品，但干燥时间长是一大缺点。仅适合小批量生产。
*氟硅烷聚合物—这种超薄涂层是一种透明的、低粘度、低表面张力的解决方案，由氢氟醚溶剂承载氟硅烷聚合物，涂层为干薄透明的永久性薄膜，具有优异的疏水、疏油性能。它们中的一些需要后固化，以增加耐久性和耐磨性。
*聚对二甲苯—超薄的敷形涂覆，具有很好的保护性能，但是由于加工成本高，只能用于小批量生产。
* UV敷形涂覆是目前市场上占有份额最小的产品，但是它为未来提供了一个非常诱人的解决方案。
用于保护PCB的敷形涂覆，由于溶剂含有VOC，溶剂型清漆正在逐渐让位给UV可固化清漆。当前的技术发展是什么？将使用哪些技术？还必须有哪些投资？
今天UV技术似乎是最好的，但是它的价格怎样？它是如何工作的？
100%固体UV敷形涂覆技术最近已经推向市场。它们是不可燃的，并且使用双固化技术，这意味着在配方中有两个固化系统。一个通过UV固化所有可见的涂层表面，另一个通过热或更常用的水汽作用固化阴影区域。固化UV部分小于一秒是必须的。这些产品抵抗抗蚀剂或热冲击的能力弱，热膨胀系数低。它们具有很好的耐化学性，但不容易返修。
事实上，UV剂量抑制了包含在配方中的光敏增效剂，使能够立即快速固化。该技术在其他行业早已众所周知，如3D打印技术和牙齿复合材料等行业。在电子行业面临的主要挑战是沉积的厚度必须有效保护PCB和有阴影区域。
使用镀膜技术的大多数点胶机沉积厚度平均100 μm，即使30 μm厚度的UV敷形涂覆涂层就已经足够有效了。
点胶系统的最大优点是可批量生产，工艺速度快，较小的固化系统占地面积小，如果选择LED固化系统，能耗还低。
两种不同的UV固化系统
汞灯系统的优点：
*最常用的系统，提供UVA、UVB和UVC；
*强力并有效固化UV敷形涂覆；
*1.40 m占地空间；
*灯泡寿命2 000 h。
汞灯系统的缺点：
*提供的70%红外线不是固化所必要的；
*来自汞灯的IR加热PCB可达到120 ℃；
*产生臭氧；
*如果关灯，重启需等待45 min；
*随着时间的推移，灯的亮度会慢慢减弱
LED系统的优点：
*与汞灯系统相同的加工速度
* 0.8 m占地空间；
*无臭氧生产；
*根据需要随时开关灯；
*灯泡寿命20 000 h；
*灯的亮度具有稳定性
LED系统的缺点：
*由于双固化系统对氧气的需求，有时需要15 min的过粘时间。
在汽车行业早就开始了向UV敷形涂覆技术的转移，汽车行业是这项技术的最早受益者，因为他们最早关注VOCs问题。现在，这项技术在其他行业也开始获得应用，因为很容易实现，只需投资一台固化炉。
这绝对是一场因VOC法规而推动的技术革命，VOC法规强迫大用户限制或减少溶剂排放量，每年低于5 t。
这涉及大型汽车公司如Bosch、continental、Valeo等，因为他们每年使用10～100 000升的敷形涂覆涂料。
在未来的10年或15年，其他行业可能会继续使用丙烯酸清漆，直到被迫使用无溶剂技术。
下面是过去五年里UV敷形涂覆技术的发展，我们估计在未来10年到15年，UV固化涂层将取代丙烯酸涂层。
今天，ABchimie是唯一一家提供双重固化产品的公司，用汞灯还是LED灯固化，取决于用户强烈的环境政策。
新的敷形涂覆系统
ABchimie746UV LED是最新的创新系统，是ABchimie526UV LED的一个软性产品。ABchimie746UV LED在通常厚度（约100微米）下固化，但也可在2 mm下固化，这意味着在高厚度情况下如敷形涂覆涂料沉积流动在元件底部周围，也不会有开裂或剥离。它提供了一个非常好的耐热冲击性，并提供优异的与PCB的附着力。
设备制造商正在投资开发汞灯UV系统和LED固化炉。德国Beltron已成为了第一个使用ABchimie526UV LED的德国汽车用户。
最近，三星公司通过他们的西班牙代理提出了一种工业级的LED固化炉，该固化炉非常高效且结构紧凑（UVLED395）。目前LED UV技术的开发还没有遇到大的障碍。
ABchimie研究小组推断，如果LED UV敷形涂覆可以提供更好的PCB保护，那么使用更大厚度的UV树脂也应该是可行的。
因此，今天的涂料可以涂覆PCB，也可以进行顶部包封保护，如果需要，还可以通过粘附4 mm或5 mm厚度UV软性树脂用于提高抗振动性能。
这一工艺可以使用与现行工艺相同的点胶设备，节约工程师的时间，并在所使用的涂层和树脂之间有完美的相容性。