Требования к влагозащитным покрытиям и технологии их получения
В НТД термина „влагозащига” не существует. Но за весь период производства отечественных РЭС различных поколений это понятие твердо вошло в сферу деятельности. Под влагозащитным покрытием мы понимаем лакокрасочное покрытие, обеспечивающее в течение срока службы изделия защиту поверхности от климатических факторов (главным образом от длительного воздействия влаги) и требуемое электрическое сопротивление. Основное его назначение и область применения - это защита ПП, ЭМ1 и ЭМ2 с объемным или печатным монтажом (по старой терминологии — печатные узлы, ячейки и блоки), выводов ИЭТ в местах пайки, перекрытие МО для повышения спирто и бензостойкости. Кроме того, влагозащитные покрытия используются для лакирования корпусов и деталей приборов, токонесущих внутренних поверхностей волноводных труб, катушек индуктивности, изделий из слоистых пластиков, а также для защиты сварных швов МСБ, кадмированных, оцинкованных, серебряных, позолоченных, никелированных и окрашенных поверхностей деталей.
Такая обширная область применения влагозащитных покрытий обусловлена не только конструктивными требованиями РЭС различных поколений, но и уникальностью свойств (высокие электроизоляционные характеристики, прозрачность, ремонтоспособность, эластичность и т. п.) и простотой технологии (окунание, пневматическое распыление, налив, кисть).
В первой главе мы отмечали основные конструктивно-технологические особенности РЭС и влияние материала подложки на качество ЛКП. Современные ЭМ1 и ЭМ2 представляют собой сложную систему, состоящую из разнородных материалов с различными поверхностными и объемными свойствами. Здесь мы имеем дело с металлами и сплавами (медь, никель, олово-свинец), полупроводниками и диэлектриками (стеклотекстолит, керамика, стеклянные спаи). Поэтому первое требование к влагозащитным покрытиям - высокая адгезия (порядка 1 балл по ГОСТ 15140—78) ко всем перечисленным материалам. При этом адгезия ЛКП к фторопласту, пеноэпоксиду, герметикам, поливинилхлориду, полиэтилену, резине, ферроэпоксиду и некоторым другим материалам обычно не регламентируется. С целью повышения адгезии влагозащитных покрытий к металлической поверхности с гальванопокрытием (кадмий, цинк, серебро, никель, хром, сплавы олово- свинец, олово-висмут, олово-никель) согласно ОСТ 107.9.4001-88 рекомендуется нанесение фосфатирующих грунтовок ВЛ-02, ВЛ-023.
Второе требование к влагозащитным покрытиям — сплошность и равномерность при достаточной механической прочности и эластичности (не более 1 мм), (Появление под влагозащитным покрытием после его сушки на поверхности изделия из цветных металлов отдельных темных точек, а также на внутренней поверхности труб цветов побежалости, нпплыпов и разнооттеночное™ не являются браковочным признаком.) Наиболее часто разнотолщинность лаковой пленки наблюдается при влагозащите 3Mi и ЭМ2 с высокой плотностью монтажа. Это связано с тем, что большинство лаков имеют низкую вязкость (10“1б с по вискозиметру В3‘246) и невысокие тиксотропные свойства и поэтому требуют многослойного нанесения. При этом возможно образование наплывов вокруг не запаянных сквозных отверстий ПП и ЭРЭ, установленных на ПП вплотную или с зазором от 0,3 до 0,7 мм. В зависимости от компоновки элементной базы на практике наблюдаются потеки, утолщения пленки, лаковые перемычки между отдельными выводами интегральных микросхем, в отверстиях диаметром менее 2 мм, а также между ЭРЭ и ПП. Поэтому толщина влагозащитного покрытия не регламентируется в указанных местах ЭМ1 и ЭМ2, а также на пайках, острых кромках и краях изделий.
Следующими, пожалуй, основными техническими требованиями к влагозащитным покрытиям являются электроизоляционные свойства, стойкость к климатическим факторам (влага, термоциклы, соляной туман и др.). Для обеспечения этого необходимо правильно подобрать ЛКМ и системы ЛКП, а также оптимальную технологию их получения с учетом комплекса воздействующих факторов. В зависимости от климатического исполнения и категории размещения РЭС общее число слоев влагозащитного покрытия колеблется от одного- двух до четырех.
При разработке технологии влаго-защиты ЭМ1 и ЭМ2 необходимо учитывать простоту и доступность метода нанесения лака, возможность ремонта покрытия в естественных условиях (требование потребителей ИЭТ) и тот факт, что максимальная температура сушки не должна превышать 65 °С (требование изготовителей ИЭТ).
Для нанесения лаков применяют методы окунания, окунания с последующим центрифугированием, пневматическое распыление; при ремонте покрытия — в основном кисть. Так как после сушки образуется прозрачное лаковое покрытие, то оно не вуалирует различные дефекты под ним, полученные в ходе предыдущих технологических операций. Поэтому обычно допускаются возможные при изготовлении ЭМ1 и ЭМ2 дефекты (например, проявление текстуры стеклотекстолита), не влияющие на их работоспособность и электрические параметры и предусмотренные НТД на производство ПП и сборочно-монтажные работы. Разно- оттеночность покрытий, в том числе подкрашенных, не является браковочным признаком. Необходимо заметить, что асе операции сборки и отладки, радиометрические измерения и прогон радиоаппаратуры, а также механические испытания изделий с нанесенным влагозащитным покрытием можно проводить не ранее чем через 3 сут. после термической сушки последнего слоя покрытия или через 5 сут в случае естественной сушки. Учитывая требования экономические, экологические, охраны труда и техники безопасности при производстве влагозащитных покрытий необходимо добиваться:
а) комплексной механизации, автоматизации и герметизации технологического процесс, являющегося источником опасных и вредных производственных факторов;
б) замены токсичных и горючих веществ менее токсичными, пожаро- и взрывобезопасными;
в) 100 %-е использование JTKM.
Влаго-защита ЭМ развивается по двум направлениям:
1) традиционное на основе низко- и высоковязких ЛКМ;
2) тонкослойные ОП на основе принципиально новых синтетических полимеров и методов их нанесения (в частности, получение покрытий из газовой фазы).
Развитие технологии влаго-защиты в СССР сдерживается отсутствием производства полностью герметизированных ИЭТ, удовлетворяющих современным требованиям автоматизированной сборки ЭМ, прецизионного и высокопроизводительного специального технологического оборудования (СТО) и контрольно-измерительной аппаратуры (КИА), а также высококачественных экологически полноценных материалов (однокомпонентные водорастворимые лаки холодной сушки, хлор дилксилилен с содержанием основного вещества не менее 99,9 %).