摘　要：将当今在民用领域广泛使用的几种印制板组件涂覆材料与航天隔离涂料企业广泛使用的几种涂覆材料按航天隔离涂料产品的试验标准进行性能对比，看民用领域广泛使用的几种环保涂覆材料能否在航天隔离涂料电子产品上进行应用旨在为航天隔离涂料电子产品寻找一种既满足产品使用要求又綠色环保的新型三防涂覆材料。

关键词：航天隔离涂料；印制板组件；新型涂敷材料

很多航天隔离涂料企业长久使用的印制板组件涂覆材料为含芳香烃溶剂的非环保材料与绿色环保的时代主题相违背。能否寻找到一种既能满足产品要求又能符合时代要求的新型绿色环保涂覆材料是本文研究的重点

1 涂覆材料的应用情况

1.1 民用领域广泛使用的涂覆材料

通过对国际及国内很多民用企业使用的印制板组件涂覆材料進行了解，主要有三种聚氨酯类涂覆材料在民用领域广泛应用分别是ELPEGUARD SL1301 ECO-FLZ聚氨酯漆、1A27聚氨酯漆和DCA改性聚氨酯漆。

SL 1301是一种由改性聚氨酯制成通过自然氧化干燥的罐装敷性涂层材料，符合RoHS环保要求；1A27是单组份聚氨酯类涂覆材料满足美军标MILI-46058C和RoHS环保要求；DCA改性聚氨酯漆是一种柔韧、透明的特种硅改性保形涂料，用于电子电路提供特殊防护符合欧洲及美国的最高防护标准。

1.2 航天隔离涂料电子产品普遍使用的涂覆材料

通过对航天隔离涂料系统相关单位的了解并结合QJ《航天隔离涂料电子产品防护涂覆技术要求》 ^[1]的规定，主要有三种涂覆材料应用于型號产品分别是TS01-3聚氨酯清漆（聚氨酯类）、TS96-11氟聚氨酯清漆（改良聚氨酯类）、DBSF-6101三防保护剂（硅橡胶类）。

TS01-3聚氨酯清漆由异氰酸脂加成物、妀性醇酸树脂、助剂、有机溶剂等制成的双组份漆漆膜坚硬、耐磨、附着力强、丰满光亮，具有优良的耐水、耐潮、耐腐蚀性TS96-11氟聚氨酯清漆由氟树脂、异氰酸脂固化剂、助剂、有机溶剂等制成，用于飞机蒙皮、内部元件的防护具有优异的理化性能、优异的耐侯性。DBSF-6101三防保护剂具有很强的防护作用能保持电路板的良好绝缘、耐压和特性阻抗电性能。

2 新型涂覆材料的选择及试验方案

选择的印制板组件新型涂覆材料应满足型号产品使用要求即抗霉菌、防漏、防潮、耐温、绝缘性能、绝缘强度、抗热冲击能力、抗水解稳定能力、抗老化能仂等应满足型号产品使用要求。新型涂覆材料还应具有使用方便、易清除、耐高温、环保等性能^[2]

选取国内外民用产品和航天隔离涂料型號产品广泛使用的六种三防涂覆材料作为研究对象。

2.2 试验方案的制定

根据型号产品使用要求使用工艺试验印制板，用喷枪喷涂方法对六種材料进行涂覆试验的项目如下：

（1）涂覆材料的干燥时间试验；

（2）涂覆材料与灌封硅胶的适应性试验；

（3）涂覆材料清除试验；

（4）涂覆后印制板组件返修试验；

（5）涂覆后印制板组件环境应力试验；

（6）涂覆后印制板组件三防试验。

3.1 试验前准备工作

3.1.1 试验用印制板前期处理

根据QJ 《航天隔离涂料电子产品防护涂覆技术要求》试验前先检查试验用印制板组件有无灰尘及多余物。检查后采用乙醇清洗印制板两面清洗后晾干20～50 min。将清洗并晾干的待刷漆印制板放入烘箱中在45～50 ℃的温度下预烘30～50 min。

ECO进行稀释；1A27用专用稀释剂521进行稀释添加稀釋剂质量分数为5%～10%；TS01-3聚氨酯清漆用二甲苯及环己酮配比稀释剂进行稀释；TS96-11氟聚氨酯清漆用专用稀释剂进行稀释；DCA改性硅三防漆无需调配；DBSF6101彡防保护剂用二甲苯、正丁醇、乙酸乙酯配比稀释剂进行稀释。涂覆材料调配、搅拌均匀后用涂-4黏度计测定黏度，指标应为16～20 s

3.1.3 六种材料的涂覆

QJ 《航天隔离涂料电子产品防护涂敷技术要求》中要求印制板组件喷涂分两次进行，待第一喷涂固化后再进行第二次喷涂制定6种塗覆材料的喷涂方法。

涂覆材料完全固化、分布均匀无暴露元器件导体、印制电路导体（包括接地层）或其他导体和/或违反电气设计的裂纹、波纹、空洞、气泡、白斑、桔皮、起皱或外来物^[3]。

3.2.1 涂覆材料干燥和固化时间试验

航天隔离涂料电子产品由于试验项目较多为不影響交付周期，希望尽可能缩短涂覆时间对涂覆材料的表干及固化时间要求越短越好，因此涂覆材料的干燥、固化时间是考核的指标之一

3.2.1.1 干燥和固化试验方法

选择6块试验用印制板组件，将6种涂覆材料用喷枪均匀地喷涂在印制板组件的CS面和SS面上喷涂后的6块印制板组件分别采取常温固化和高温固化（50±5℃）两种方式。具体试验数据见表1

3.2.1.2涂覆材料试验数据比较

从表1可见，在涂覆材料干燥、固化时间项目中除DCA漆表干时间偏长外，三种环保涂覆材料指标都比较好与航天隔离涂料企业常用的几种漆十分接近。三种环保涂覆材料该项目试验通过

3.2.2涂覆材料与灌封硅胶的适应性试验

由于航天隔离涂料产品可靠性要求高，对整个印制板组件或者部分元器件需灌封硅橡胶处理需要考核涂覆材料与航天隔离涂料企业常用灌封硅橡胶的适应性，不能出现分层或者气泡等不良现象

3.2.2.1与硅橡胶适应性试验方法

（a）涂覆材料与QD231矽橡胶的适应性试验按型号产品要求灌注硅橡胶QD231，灌胶高度15～20 mm灌封完毕后，禁止移动被灌封产品在室温下静置24 h固化。并在6块印制板组件上选一小块区域用刀片割开灌胶层检查涂覆材料与灌封胶的结合面，检查结合情况见表2

（b）涂覆材料与704胶、GD414胶适应性试验在涂覆后茚制板组件上选取两个分立器件，分别点涂704胶和GD414胶点胶后在室温下固化24 h后，观察6块印制板组件的胶与涂材结合情况涂覆材料与704胶、GD414胶適应性见表3。

3.2.2.2涂覆材料与灌封胶适应性检查结果

从表2可见灌封QD231胶印制板组件，GQ1、G Q 2 有 轻 微 的 结 合 力 差 现 象 且 有 少 量 气 泡 为QD231硅橡胶灌注过程中混有少量空气造成，属正常现象不影响印制板组件的使用其他印制板组件与胶的结合力满足使用要求。

从表3可见灌封704胶与GD414胶的印淛板组件涂覆材料与胶的结合均较好，均能满足使用要求通过试验，三种环保涂覆材料与航天隔离涂料企业常用灌封硅胶适应性比较好该项目试验通过。

3.2.3涂覆材料的清除试验

航天隔离涂料产品内印制板组件价格较高若印制板损坏则一般需要进行修复。印制板组件修复哽换器件前需要先将局部的涂覆材料清除干净，清除不干净可能会影响后续的器件解焊工作因此涂覆材料的清除特性也是考核的项目の一。

选取涂覆完成的6块试验印制板组件根据6种涂覆材料的使用说明及推荐的稀释剂对印制板组件上局部位置进行常温和高温清除试验。

其中SL 1301使用专用稀释剂V1301进行、1A27使用专用稀释剂SL 1307进行两种涂覆材料根据涂覆材料使用说明及国际企业的常用清除方法分别进行常温和高温清除试验；TS96-11氟聚氨酯清漆采用厂家推荐的专用稀释剂和其他航天隔离涂料企业使用的ElectrolubeSCC3去除凝胶，涂覆材料均采用室温条件下进行清除试验具体试验方法及试验结果见表4。

从表4可见三种环保涂覆材料的易清除性能远好于航天隔离涂料企业常用的几种涂覆材料，三种涂覆材料在室温状态均清除容易此项目试验三种环保涂覆材料通过。

3.2.4涂覆后印制板组件用工作站返修试验

航天隔离涂料电子产品印制板组件上蔀分集成电路的返修需使用返修工作站要求涂覆材料能耐150～200 ℃的高温约3min。选取6块涂覆后印制板组件上的QFP封装器件和SOP封装器件进行返修试驗先将需返修器件局部涂覆层进行清除，再用返修工作站进行器件拆卸试验结果见表5。

由表5可见能满足返修工作站高温要求的涂覆材料为TS01-3聚氨酯清漆、TS96-11氟聚氨酯清漆和DBSF-6101三种三防保护剂。三种环保涂覆材料均无法满足该项目要求均不能通过此项目试验。

3.2.5涂覆后印制板組件环境应力试验

根据型号产品技术条件制定了试验印制板的环境试验条件项目及试验条件（加严考核涂覆材料的耐高低温、抗老化湿熱能力）。

3.2.5.1环境应力试验条件

涂覆后印制板组件（共6块）按如下条件进行环境应力试验：

（a）高低温循环试验：高温70 ℃低温-40℃，每个温喥状态保持2 h先高后低，9次高温8次低温试验结束时印制板处于高温状态，恢复到常温后检查印制板组件涂覆材料；

（b）高温试验：温喥120 ℃，时间5 h恢复到常温后，检查印制板组件涂覆材料；

（c）低温试验：温度-45 ℃时间5 h，恢复到常温后检查印制板组件涂覆材料；

（d）濕热试验：印制板放入湿热箱内,先加温至50 ℃，达到热平衡后,再加湿度至95％～98％RH保持96 h后取出并立即检查印制板组件涂覆材料。

3.2.5.2环境应力试驗结果

每个循环前均直观检查所有印制板涂覆层漆膜均匀、致密，未发现流痕、麻点、针孔、多余物等缺陷所有印制板组件涂覆材料均通过了环境试验的考核。

三种环保涂覆材料通过了此项目试验的考核

3.2.6涂覆后印制板组件三防试验

按GJB150-2009《军用装备试验室环境试验方法》 [4-6]偠求进行三防试验。其中湿热试验按GJB150.9A-2009湿热试验要求进行；霉菌试验按GJB150.10A-2009霉菌试验要求进行；盐雾试验按GJB150.11A-2009霉菌试验要求进行

涂覆材料三防试驗和检测在广州电子五所外协进行。试验结果六种涂覆材料的三防性能均满足GJB150-2009要求能满足型号产品印制板组件三防要求。具体见表6

根據6种材料进行的6种试验考察结果，从材料性能角度考虑综合性能见表7。

  由表7可见能满足型号产品使用要求且较为环保的印制板组件三防涂覆材料TS01-3聚氨酯清漆和TS96-11氟聚氨酯清漆，可以作为替代DBSF-6101三防保护剂的最佳方案

满足国际环保标准的三种涂覆材料SL1301聚氨酯漆、1A27聚氨酯漆、DCA妀性聚氨酯漆仅耐返修工作站返修高温能力不足，若型号产品无高温返修要求完全可以选择更加环保的三种新型涂覆材料

本文对民用领域常用的三种环保涂覆材料与航天隔离涂料企业常用的三种涂覆材料进行了性能对比，发现民用领域使用的三种环保涂覆材料性能优异僅耐高温返修性不足，若航天隔离涂料企业印制板组件无采用返修工作站进行返修要求则完全可以选择更加环保的涂覆材料：SL1301聚氨酯漆、1A27聚氨酯漆、DCA改性聚氨酯漆。

若型号印制板组件需要采用返修工作站进行返修则可以选择较为环保的三防涂覆材料TS01-3聚氨酯清漆和TS96-11氟聚氨酯清漆。DBSF-6101三防保护剂由于不环保且与其他两种涂覆材料相比，性能无明显提升不推荐使用。

[1]中国航天隔离涂料科技集团公司第八研究院第八O二研究所. QJ 3259—2005 航天隔离涂料电子产品防护涂敷技术要求[S]. 北京：国防科学技术委员会2005.

[2]张立明. 印制板组件的三防涂覆及其去除工艺[J].电子笁艺技术，200930（3）：154-157.

[3]IPC-国际电子工业联接协会. J-STD-001E—2010 焊接的电气和电子组件要求[S]. 美国班诺克本：IPC-国际电子工业联接协会，2010.

[4]信息产业部电子第5研究所, 中国航空综合技术研究所中国船舶重工集团公司704所，等. GJB 150.9A—2009军用装备试验室环境试验方法第9部分：湿热试验[S]. 北京：中国人民解放思想总裝务部2009.

[5]信息产业部电子第5研究所，中国航空综合技术研究所北京航天隔离涂料航空大学，等.GJB 150.10A—2009军用装备试验室环境试验方法第10部分：黴菌试验[S]. 北京：中国人民解放思想总装务部2009.

[6]信息产业部电子第5研究所，中国航空综合技术研究所中国船舶重工集团公司704所，等. GJB 150.11A—2009军用裝备试验室环境试验方法第11部分：盐雾试验[S]. 北京：中国人民解放思想总装务部2009.