涂層的要素
敷形涂敷是聚合物或合成樹脂的薄層，應(yīng)用于保護電子器件抵抗環(huán)境、機械、電力和化學(xué)問題的變化，例如：
? 濕度和濕氣
? 污染物
? 應(yīng)力、機械振動、振動和熱循環(huán)
? 腐蝕
因為大多數(shù)敷形涂料主要用于流行的印刷線路板（PCBA），他們用于保護元器件例如晶體管、二極管、整流器、電阻器、集成電路（ICs）和混合電路包括多芯片組件和板上芯片（COB）。敷形涂覆技術(shù)的發(fā)展由于軍方和航天工業(yè)的需要達到了很大的程度的提高。
一、材料的選擇
敷形涂料通常根據(jù)它們聚合體主鏈的分子結(jié)構(gòu)來分類。敷形涂料有五個基本類型：
丙稀酸（類型AR）
環(huán)氧（類型ER）
有機硅（類型SR）
聚對二甲苯（類型XY）
聚氨酯（類型UR）
這些涂料依據(jù)它們的固化機制例如熱固化、濕氣、UV光等等可以更深的劃分。
類型AR
丙稀酸涂料可以是溶劑基涂料通過溶劑的蒸發(fā)來形成熱塑性物質(zhì)而固化或為雙組分物質(zhì)通過混合形成熱塑性物質(zhì)而固化。傳統(tǒng)溶劑基丙稀酸AR易于去除。因而它們不能很好的對抗溶劑。新的混合AR/UR化合物對溶劑有優(yōu)秀的抵抗能力，但返修更為困難。
類型ER
當(dāng)需要極其堅強的涂覆可以使用環(huán)氧。因為返修的問題以及熱膨脹系數(shù)（TCE）與表面貼元器件和材料不符合所以它們不太優(yōu)秀。用于溶解固化的環(huán)氧的溶劑確實會對印刷布線板和器件封裝產(chǎn)生影響。
類型SR
有機硅涂料與其它涂料相比通常有一個更低的模量和更廣泛的溫度使用范圍。有機硅有一個相對高的熱膨脹系數(shù)（TCE）。然而因為它們?nèi)彳浂讖澢鼈儍A向于抵抗相對來說更高的機械磨損和應(yīng)力。有機硅涂料的返修相對困難。
類型XY
聚對二甲苯或Parylene是通過一種真空沉積工藝施加的一種極其可靠和可過孔物質(zhì)。此涂料提供了一個非常薄和均一的表面涂層。因為Parylene沉積是一個沒有液相的干成膜工藝，在應(yīng)用中它不會聚集，橋接或形成新月。在涂料被施加后，Parylene即使在廣范圍溫度變化下本質(zhì)上不會對膜下的器件產(chǎn)生不需要的物理或機械沖擊。作為一種干的無溶劑的涂料它不受VOC限制的影響。Parylene的返修對局部維修點是容易的，然而從整個配件上的去除則需要時間并且困難。
類型UR
聚氨酯涂料被廣泛使用。它們提供了非常好的濕氣、溶劑和機械磨損防護。它們也有優(yōu)秀的介電性能和UV固化性。聚氨酯涂料的返修相對困難。
混合丙稀酸-聚氨酯（AR/UR）構(gòu)成今天大多數(shù)UV固化涂料的主鏈。這些涂料包含光引發(fā)劑，當(dāng)受到UV光的輻射，引起單體產(chǎn)生自由激進分子可以交聯(lián)生成聚合體鏈。這使涂料立即固化。
二、涂覆方法的選擇
在過去的十年內(nèi)敷形涂覆應(yīng)用技術(shù)取得了重大進展。出現(xiàn)了多種敷形涂覆應(yīng)用技術(shù)，包括浸漬、刷涂、噴涂、流動或波浪涂敷，以及真空沉積等等。選擇涂覆材料的類型可以指示應(yīng)用的方式。在涂覆應(yīng)用前PCBA必須完全徹底的清潔以防止任何助焊劑殘留或其它污染物被涂層覆蓋。每種敷形涂料的應(yīng)用技術(shù)都是由下面描述的獨一無二的優(yōu)點和限制來制定的。
浸漬
從敷形涂覆技術(shù)的早期階段就已經(jīng)采用此方法。PCB放入包含涂料物質(zhì)的浸漬箱進行掩膜并且取出固化。對于涂層厚度和氣泡的消除而言，浸入和取出速率要求非常嚴(yán)格。浸漬系統(tǒng)有手工系統(tǒng)和自動系統(tǒng)兩種。當(dāng)選擇浸漬工藝時，下列參數(shù)應(yīng)當(dāng)徹底考慮：
由PCBA表面引入箱體的污染物
溶劑的比重（監(jiān)視由于揮發(fā)造成的溶劑損失）
對濕氣敏感的材料使用插入空氣隔離裝置
額外的溶劑浸漬
刷涂
此方式通常用于修整及修理操作、小部分和小批量應(yīng)用。當(dāng)提供優(yōu)良的材料使用和最小化或消除掩膜的需要，刷涂應(yīng)用是勞力繁重并會導(dǎo)致涂層厚度的不均勻。使用此方式的材料通常為基于溶劑的“空氣干燥”型或濕氣固化型。
噴涂
這是最常見的敷形涂覆應(yīng)用方式。它可以簡單到在噴涂室種使用手持噴槍，直至復(fù)雜到使用精心制作的自動噴涂應(yīng)用系統(tǒng)。掩膜仍然是此工藝的一種需要。材料使用量很高并且大量的涂料被浪費掉?？諝鈬娡肯到y(tǒng)也是強勞動力，因為他們需要常規(guī)清潔和廢料處理。涂覆厚度均一性和表面覆蓋的變化是此方法的主要缺點。
流涂覆
一種底部流涂覆的方式（對彎液面涂覆）與波峰焊操作方式相類似。一塊電路板以特定的角度通過涂覆物質(zhì)的波峰。涂料的厚度由材料的粘度和電路板通過波峰的速度控制。此工藝只涂覆電路板的底面并且受到表面平坦度的限制。通常需要掩膜。
選擇性涂覆
選擇涂覆工藝成為許多中、大生產(chǎn)批量用戶的選擇方式。選擇性涂覆可以實際避免掩膜/去掩膜工序，并且可以提供優(yōu)秀的涂層效果。選擇性涂覆系統(tǒng)可以應(yīng)用于大多數(shù)材料（包括基于溶劑的和無溶劑的涂料）并使用復(fù)雜的機器人系統(tǒng)來提供高一致性和傳輸效率。通常使用下列選擇應(yīng)用：
選擇噴涂
不霧化絲膜涂覆
空氣輔助絲膜涂覆
超聲波輔助涂覆
化學(xué)氣相沉積
這種干的、無溶劑的涂覆工藝是設(shè)計為使用已知的Parylene，一種可形成薄的、惰性的高共聚物薄膜的涂料，來涂覆PCBA。此工藝的原材料是聚對二甲苯二聚物，一種干粉末。Parylene C是使用于電子應(yīng)用的Parylene中的性能卓越的產(chǎn)品（Parylene C在苯環(huán)上有一個氯原子）。因為Parylene沉積是一個無液相的干成膜工藝，所以它不會在應(yīng)用期間淤積、搭橋或形成半月形。在涂覆過程中基片溫度幾乎保持為環(huán)境溫度。在它進行應(yīng)用以后，即使溫度變化范圍很廣也不會對下面的器件有不理想的物理或機械沖擊力。這是一種批次操作系統(tǒng)而且系統(tǒng)相對昂貴。
三、典型缺陷類型
不考慮應(yīng)用方式的選擇，一種敷形涂料必須沒有能夠引起報廢和返修的缺點。下面是一些典型的缺點特征：
粘著性、軟點、起苗或剝皮
額外的鱗片或流動
應(yīng)力緩解區(qū)域的搭橋，因此拒絕應(yīng)力緩解
在PWB和DIP的底部搭橋和扁平封裝潛在引起起苗或接觸問題
在架子壽命期滿后使用涂料
氣泡或裸露點使兩個電子傳導(dǎo)元素搭橋
污點
針孔、氣泡作用、擦傷、皺紋或破裂
污染的跡象（例如助焊劑、松散粒子或外部材料）
四、工藝的影響
由于CFC/ODS/VOC散發(fā)的原因許多新的電子生產(chǎn)技術(shù)浮現(xiàn)出來。與新焊錫掩膜、免清洗或低固體（LS）助焊劑、水溶性助焊劑和交替清洗技術(shù)相聯(lián)系的工藝的沖擊應(yīng)當(dāng)在適應(yīng)敷形涂覆的應(yīng)用的條件下學(xué)習(xí)。這些工藝包括：
焊錫掩膜
焊錫掩膜和敷形涂覆的兼容性對最大化最終裝配的質(zhì)量是必要的。粘著力和潮濕性能是影響兼容問題的最苛求的因素。不合適的粘著會導(dǎo)致敷形涂料的剝皮和破裂，尤其在熱循環(huán)中。PCB生產(chǎn)商應(yīng)當(dāng)檢查他們的敷形涂料供應(yīng)商以確保他們的兼容性，尤其是與使用于焊錫掩膜操作的工藝/材料有關(guān)的兼容性。
水溶性助焊劑殘留
水溶性助焊劑非常有腐蝕性，應(yīng)該立即從焊接造作中去除。在敷形涂覆前PCBA應(yīng)當(dāng)完全干燥。在涂覆應(yīng)用中敷形涂料顯示差的粘著力及內(nèi)部存在潮氣。
免清洗/低固體殘留
隨著免清洗/低固體殘留助焊劑的大量使用，在PCBA上不存在任何助焊劑的殘留是非常重要的。在焊接操作后PCBA上殘留的少部分助焊劑痕跡會引起敷形涂料的不濕潤和覆蓋問題。
交替清洗技術(shù)的殘留
CFC交替清洗劑（碳氫化合物、萜烯、酯等等）的殘留可以被吸收入焊錫掩膜過程并且在升高溫度時可以引起氣體釋放，導(dǎo)致涂覆缺點例如水泡、起泡等等。
產(chǎn)品處理
即使處于持續(xù)流程生產(chǎn)（CFM）環(huán)境，在掩膜、敷形涂覆或檢查操作中的工藝/產(chǎn)品處理會污染PCBA。在掩膜期間處理PCBA時會從皮膚接觸中沾染油脂。在掩膜中使用的膠帶的膠粘劑會在涂覆時引起反濕潤。
五、涂層去除方法
考慮敷形涂覆材料的選擇如何影響返修和修理問題是十分重要的。在裝配完成后由于工藝/產(chǎn)品需要的變化或元器件更換問題一種敷形涂覆的返修和修理的需要可能在任何時間發(fā)生。因此，當(dāng)選擇一種涂覆化學(xué)品時敷形涂覆的返修需要認(rèn)真考慮。
敷形涂覆的返修有很多有效方法。這包括熱、化學(xué)、機械、研磨、等離子和激光系統(tǒng)。通常去除方法描述如下。
熱
用激光熱去除方法是最近推薦的方法。大多數(shù)敷形涂料分解需要非常高的溫度和長的暴露時間。這些依次會引起褪色、殘留和影響焊點以及用于裝配制造的其它材料元器件。過程必須被監(jiān)視以確保額外的熱量不會引起分層、離開焊盤或過度加熱周圍溫度敏感的器件。同時燃燒涂料時必須十分小心，因為某些涂料會釋放出有毒氣體。
化學(xué)
直到一些年以前為止，化學(xué)方法是最流行的敷形涂料去除方法。只要使用的溶劑不會反過來影響PWB或元器件并且沒有環(huán)境問題技術(shù)，此技術(shù)會工作的很好。然而，沒有一種對應(yīng)所有應(yīng)用的完美的溶劑而且某些情況下很難找到適合的溶劑。
下面的部分討論不同類型涂料的化學(xué)去除方法：
聚氨酯
這里有幾種可以提供廣泛速度和符合特殊應(yīng)用的選擇性的溶劑。這些溶劑包括：
可以提供一定范圍的分解力和選擇性的甲醇基/堿性催化劑溶劑
相對最快和最近的選擇性的乙烯基乙二醇醚基/堿性催化劑溶劑
有機硅
亞甲基氯化物基系統(tǒng)在去除有機硅敷形涂料方面非常有效。幾種碳氫化合物基的溶劑也可以用作替代品。雖然不象亞甲基氯化物那樣快，但是碳氫化合物基溶劑更具有選擇性。并且不被水污染，不會損壞環(huán)氧玻璃PCB、元器件、金屬和塑料。
丙稀酸
過去丙稀酸涂料的化學(xué)去除使用高揮發(fā)性和高易燃的溶劑，例如亞甲基氯化物、三氯乙烷或甲酮?；诙?nèi)酯的一種相對安全的替代品被用于大多數(shù)丙稀酸涂料的去除。
環(huán)氧
幾乎不可能采用化學(xué)的方式完全去除返修的環(huán)氧涂料。溶劑不能區(qū)別環(huán)氧涂料、環(huán)氧玻璃PCB和環(huán)氧涂覆或灌封的元器件。然而，如果做得小心可以用棉簽施加亞甲基氯化物和一種酸催化劑完成點的去除。
Parylene
Parylene涂料不能被溶解但是可以用四氫呋喃溶劑去除。在浸入溶劑達二至四個小時后，涂料與PCB分離。大多數(shù)情況下涂料的完全去除需在室溫下將PCB浸入溶劑來完成。涂料去除需要的時間隨溶劑的類型、涂料的類型和涂料的厚度而變化?？梢杂盟⒆?、棉團或棉簽施加溶劑來完成點的去除。有些溶劑可有效的形成凝膠體進行點去除應(yīng)用。
機械
去除的方法結(jié)合迷你砂輪、硬刷和其它通常用于電子返修操作的研磨工具。涂料被充分打磨以利于解焊和更換元器件。然而，應(yīng)當(dāng)非常的小心以保證不會發(fā)生損害基板或周圍器件的事情。處理部件和裝配過程時產(chǎn)生的靜電釋放（ESD）也應(yīng)當(dāng)被解決。
微研磨
用于敷形涂料去除的微研磨系統(tǒng)與原始設(shè)計為金屬去毛刺和刻蝕的噴沙系統(tǒng)類似?；旧先コ橘|(zhì)引入壓縮空氣流并且通過手持噴嘴噴出。直接對準(zhǔn)敷形涂料應(yīng)當(dāng)被去除的元器件或PCB的表面。系統(tǒng)可以從簡單的測試點、軸向的引線元器件、通孔IC、SMT元器件或整個PCB去除敷形涂料，涂覆材料變化時不需修改系統(tǒng)。此方法提供最實際和環(huán)境友好的方式從PCBA去除敷形涂料。然而，這個敷形涂料去除的方法有一個繼承的問題。當(dāng)高速顆粒撞擊PWB表面時，涂料去除設(shè)備會產(chǎn)生靜電。在接觸點產(chǎn)生的ESD電壓會引起對PCBA上的元器件和電路損害。
去除時間有很多影響整體敷形涂料去除時間的變量。它們包括：
涂料類型
環(huán)氧、聚氨酯：堅硬材料、長去除時間
丙稀酸、有機硅：可以很簡單的去除
Parylene：最容易去除
涂覆厚度
敷形涂覆厚度是一個決定去除時間的實際因素。厚的丙稀酸涂覆層不存在什么問題因為它打磨容易。然而厚的有機硅則是一個問題，因為介質(zhì)會從涂料上彈出。
等離子
用于涂料去除的基于等離子的系統(tǒng)對于有非常好的厚度均一性的敷形涂料是有實效的。因為等離子工藝以同樣的速度從所有區(qū)域去除涂料，在涂覆厚度上不均一會引起損壞基板或表面膜的結(jié)果。此方法適合于類似Parylene的涂料，因為Parylene沉積工藝產(chǎn)生的涂覆厚度非常均勻。可以通過對暴露的金屬表面進行掩膜的方法防止某種類型的金屬的褪色。