PCB 返工期间的保形涂层去除和重新涂覆

如果您是一名从事印刷电路板 （PCB） 返修工作的电气工程师，您可能遇到过处理保形涂层的挑战。这些保护层可以保护 PCB 免受湿气、灰尘和化学品的影响，但它们在维修过程中可能是一个障碍。那么，您如何处理表面涂覆去除技术、表面涂覆返工和表面涂覆重新涂覆呢？简而言之，该过程包括识别涂层类型，使用正确的去除方法（如化学溶剂或机械磨损），并精确地重新涂覆兼容的涂层以保持保护。本博客深入探讨了每个步骤，提供了实用建议、具体技术和可作的技巧，以确保保形涂层的成功修复和返工。

什么是保形涂层，为什么在 PCB 上使用它？

保形涂层是应用于 PCB 的一层薄保护层，用于保护电子元件免受潮湿、灰尘、化学品和极端温度等环境危害。这些涂层的厚度通常为 25 至 75 微米，“符合”板材的形状，确保完全覆盖。对于电气工程师来说，三防漆在航空航天、汽车和医疗设备等行业中至关重要，在这些行业中，在恶劣条件下的可靠性是没有商量余地的。

然而，在 PCB 返工或维修期间，通常需要移除此保护层才能访问组件或走线。修复完成后，需要重新涂覆保形涂层以恢复保护。了解涂层的类型以及去除和重新应用的正确方法可以节省时间、防止损坏并保持电路板的完整性。

了解不同的三防漆类型

在深入研究移除和返工之前，必须确定 PCB 上的保形涂层类型。每种类型都有独特的属性，会影响其删除和重新应用的方式。以下是电气工程师遇到的最常见的三防漆类型：

• 亚克力 （AR）：易于涂抹和拆卸，通常用于通用保护。溶于丙酮或异丙醇等常见溶剂。

• 硅胶 （SR）：高度柔韧性和耐极端温度，非常适合易振动的环境。去除通常需要专门的溶剂或机械方法。

• 聚氨酯 （UR）：具有出色的耐化学性，通常用于恶劣环境。去除可能具有挑战性，并且可能需要强溶剂或磨损。

• 环氧树脂 （ER）：极其耐用但坚硬，使其在压力下容易开裂。由于其韧性，去除通常涉及热或机械方法。

• 聚对二甲苯 （XY）：一种具有卓越阻隔性能的气相沉积涂层，但如果没有等离子蚀刻等专用设备，很难去除。

确定涂层类型是表面涂覆返工的第一步。如果可能，请查看 PCB 文档或咨询制造商。如果未知，目视检查（例如质地或颜色）或不显眼区域的小溶剂测试可以提供线索。

三防漆去除技术：分步指南

在 PCB 返工期间去除保形涂层需要精确，以避免损坏电路板或组件。您选择的方法取决于涂层类型、可用工具和电路板的灵敏度。以下是电气工程师最有效的保形涂层去除技术：

1. 化学去除

这种方法使用溶剂溶解涂层。它对丙烯酸和一些聚氨酯涂料最有效。

• 所需工具：溶剂（例如，用于丙烯酸树脂的丙酮、用于更坚韧涂料的二氯甲烷）、棉签、刷子和防护装备（手套、护目镜）。

• 步骤：

1. 在通风良好的地方工作并穿戴防护装备。

2. 使用棉签或刷子将溶剂涂抹在小面积上。

3. 等待 1-2 分钟让涂层软化，然后轻轻擦拭或刮掉。

4. 重复直到所需区域清晰，然后用异丙醇清洁以去除残留物。

• 谨慎：溶剂会损坏某些组件或塑料。首先在小区域进行测试，避免长时间暴露。

2. 机械拆卸

对于硅树脂或环氧树脂等较坚韧的涂层，可能需要使用机械方法（如磨损）。

• 所需工具：微研磨工具、砂纸（细砂，400-600）或带有软刷附件的旋转工具。

• 步骤：

1. 使用遮蔽胶带隔离要返工的区域，以保护周围的组件。

2. 用砂纸或旋转工具以低速（例如 500-1000 RPM）轻轻研磨涂层。

3. 经常检查进度，以避免损坏痕迹或组件。

4. 用压缩空气或软刷清洁该区域以清除碎屑。

• 谨慎：用力过大会损坏铜走线或阻焊层。使用最小的压力和精细的工具。

3. 热去除

热法使用热量来软化或燃烧涂层，通常用于环氧树脂或聚氨酯。

• 所需工具：热风返修台或热风枪（温控，理想情况下为 200-300°C）。

• 步骤：

1. 将热风枪设置为低温，并尽可能在废纸板上进行测试。

2. 对涂层加热 10-20 秒，保持喷嘴 2-3 英寸的距离。

3. 使用镊子或塑料刮刀剥落软化的涂层。

4. 用异丙醇清洁该区域以去除残留物。

• 谨慎：过热会损坏组件或导致分层。密切监测温度并避开敏感区域。

4. 等离子体蚀刻（用于聚对二甲苯）

众所周知，聚对二甲苯涂层很难去除。等离子体蚀刻使用电离气体剥离涂层，通常是唯一可行的方法。

• 所需工具：使用等离子蚀刻机（通常外包给专业设施）。

• 步骤：请咨询服务提供商以获取具体说明，因为这需要工业设备。

• 谨慎：这种方法成本高昂，并且不适用于小规模返工。仅将其视为高价值 PCB。

三防漆返工的最佳实践

在三防漆返工期间，目标是在不损害 PCB 的情况下仅去除必要数量的涂层。以下是确保成功的一些提示：

• 遮罩敏感区域：使用耐热胶带或硅胶面罩保护不需要返工的区域。这可以防止意外损坏组件或未触及的涂层。

• 分小节工作：一次专注于 1-2 平方英寸的区域，以保持控制并将风险降至最低。

• 测试删除方法：如果不确定涂层类型，请先在非关键区域或废板上测试您选择的方法。

• 记录流程：记下涂层类型、去除方法和遇到的任何问题。这可以简化未来的返工项目。

例如，在为电信项目设计高频 PCB 时，我曾经遇到过一种抗化学去除的硅胶涂层。在低速（约 800 RPM）下切换到细砂研磨工具后，我可以清理一小块区域进行组件更换，而不会损坏附近额定信号高达 2 GHz 的迹线。

三防漆重新涂覆：恢复保护

完成维修后，三防漆重新涂覆对于恢复 PCB 的环保性至关重要。以下是如何有效地做到这一点：

1. 表面处理

重新涂覆前，请确保 PCB 表面清洁且没有碎屑或旧涂层残留物。

• 使用无绒布或棉签用异丙醇（90% 或更高）清洁该区域。

• 用压缩空气清除所有灰尘或颗粒。

• 让纸板完全干燥（通常为 5-10 分钟），以避免在新涂层下困住水分。

2. 选择合适的涂层

将新涂层与原始类型相匹配，或选择与 PCB作环境兼容的涂层。例如，如果原来的是工业环境中具有耐化学性的聚氨酯涂料，除非有更好的替代品，否则请坚持使用聚氨酯。

3. 申请方法

应用方法取决于涂层类型和可用工具。常见方法包括：

• 刷子应用：非常适合小区域。使用细刷涂抹薄而均匀的层（每层 25-50 微米）。如果需要多层固化，请在层间固化 1-2 小时。

• 喷涂应用：对于较大的区域，请使用气雾罐或喷枪。保持 8-12 英寸的距离，并以扫动动作涂抹以获得均匀的覆盖。室温下的典型固化时间为 2-4 小时。

• 浸渍涂层：将 PCB 浸入涂层溶液中以实现完全覆盖。最适合大批量生产，而不是返工。固化时间各不相同（请查看制造商规格）。

• 选择性涂布机：为了提高精度，自动化机器只能将涂层应用于特定区域，避开连接器或测试点。常用于专业环境。

4. 固化和检查

请遵循制造商的固化说明，其中可能涉及风干（24-48 小时）或热固化（例如，80°C 30 分钟）。固化后，在放大倍率（10 倍或更高）下检查涂层是否有气泡、针孔或不均匀。如果发现缺陷，请重新涂抹，因为即使是很小的间隙也会损害保护。

三防漆修复的常见挑战和解决方案

即使经过仔细规划，保形涂层修复也可能带来挑战。以下是一些常见问题及其解决方法：

• 去除不均匀：如果去除后留下不平整的表面，请在重新涂抹之前用细砂纸（600 粒度）轻轻打磨该区域，以确保附着力。

• 组件损坏：如果溶剂或热量影响组件，请考虑使用局部遮蔽或改用更温和的去除方法，如微磨损。

• 新涂层附着力差：这通常是由于清洁不充分造成的。仔细检查表面处理，确保没有油性残留物。

• 连接器涂层：在重新涂抹时，通过遮蔽连接器或测试点来避免在连接器或测试点上涂覆涂层。如果不小心涂上涂层，请在固化前用棉签和溶剂去除。

处理保形涂层去除技术、保形涂层返工和保形涂层重新涂覆是参与 PCB 维修的电气工程师的一项关键技能。通过了解保形涂层类型、选择合适的去除方法并遵循保形涂层修复的最佳实践，您可以确保返工的 PCB 受到保护且可靠。无论您是将化学溶剂用于丙烯酸涂料，还是使用热法制备环氧树脂，精度和制备都是关键。