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PCBA大讲堂:闲谈三防漆(conformal coating)喷涂设备的选择

发布时间 :2018-01-25 11:07 阅读 : 来源 :技术文章责任编辑 :深圳宏力捷PCBA加工部
PCBA大讲堂:闲谈三防漆(conformal coating)喷涂设备的选择
深圳宏力捷的公司从很早以前就开始做三防漆(conformal coating)的制程了,不过我们家基本上是不太管控三防漆厚度的,也就是说只要看到板子上有涂漆就可以了,所以我们从一开始就是选择最便宜的三防漆手刷(brushing)制程,就是用刷子沾着漆来回将三防漆刷涂在PCBA上面,然后依据工厂的特性及喜好选择烘烤、室温晾干、UV等方式来固化三防漆。
 
手刷三防漆的优点就是便宜,因为制程简单,只需要架水平的治具(用以防止未干的漆流动),一般也不太需要另外使用治具来遮罩非涂布区,除非怕手刷时不小心滴到,然后烘干就可以了,如果担心三防漆中的挥发物气味刺鼻,在作业区加个大罩子抽风就可以搞定,比较要求的可能会需要一个独立空间,以免影响到其他人员。
 
不过手刷三防漆也有很多的缺点,最大的缺点就是人工作业品质稳定度难以管控,虽然可以选用有萤光的三防漆作业,然后在手刷后用UV灯来检查,但人工作业及人工检查就怕有漏网之鱼,这个如果用在一般的消费性产品可能没有什么问题,但如果要拿认证(Certification),尤其是安全认证,就会有外部稽核,碰上了龟毛的稽核员其实很难说服对方认同这样的制程可以作到百分百的品质保证(早期设备不发达时或许还可以被接受)。
 
总括人工刷三防漆的缺点有:
▪ 品质不易管控。
▪ 人工刷三防漆容易有气泡产生孔洞的问题,孔洞如果刚好出现在一定需要涂漆的地方就可能让产品失效,有孔洞的地方在热胀冷缩后也比较容易剥离。
▪ 人工刷三防漆无法有效管控厚度。厚度其实是三防漆制程的重点,不论是防潮、绝缘都需要规定一定的厚度,IPC-A-610中就有规定不同类型的三防漆厚度管控标淮如下。
Type AR Acrylic Resin 0.03-0.13 mm [0.00118-0.00512 in]
Type ER Epoxy Resin 0.03-0.13 mm [0.00118-0.00512 in]
Type UR Urethane Resin 0.03-0.13 mm [0.00118-0.00512 in]
Type SR Silicone Rein 0.05-0.21 mm [0.00197-0.00827 in]
Type XY Paraxylyene Resin 0.01-0.05 mm [0.00039-0.00197 in]
 






▪ 刷毛掉落在板子上也时有发生。
 
基于以上总总手刷三防漆的缺点,我们后来开始评估喷涂(spraying)制程,没有选择浸渍(dipping)制程是因为有太多的连接器(connector)及弹片零件了,我们的设想是使用机器自动喷涂,烘烤后一样利用UV灯人工来检查涂布的状况,辅以膜厚仪抽样检查管控制程稳定度,这样就可以确保三防漆的品质,而且也有了可以管控的制程条件。
 
最开始我们找了市场上许多知名的大厂来评估,结果一条简单的单面自动喷涂流水线制程估价下来都要好几百万,因为是产品的制程需求改变,所以不需要比较原制程与新制程差异,ROI算算大概只有5%,要20年才能将赚得回来,这还怎么投资。
 
后来经人介绍,原来还有一种「半自动喷涂设备」可以选择,而且台湾及大陆都有厂商在生产,这种「半自动喷涂设备」介于全自动喷涂及人工刷漆之间,它利用现在市场上唾手可得的三轴点胶机(XY-table + Z轴),再加上「微量喷雾阀」就可以达成半自动喷涂的作业,它可以程式化控制喷涂的行程及高低位置来达到选择性喷涂的目的,厂商建议还是需要制作遮罩治具,但这种半自动设备的价钱却仅有全自动设备的十分之一,算算ROI大概1~2年就可回本,设备也可以继续使用,适合小量多样弹性生产所需。
 
如果有需要的话,厂商还可以依照需求客制化将设备改成四轴(水平旋转)或五轴(垂直旋转)的喷涂机做侧面喷涂,甚至还可以把设备加上金属外框,让它看起来高贵一点,免得让人觉得是地摊货,价钱当然得再往上加,但还是只有全自动的五分之一~七分之一价钱。
 
所以说,同样的三防漆制程会因为不同的产品类别与产量而有不一样的点胶涂布设备需求,三防漆的作业可以很简单很便宜,也可以很贵很自动化,也可以依照自己产线的需求客制化,端看你怎么选择。


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