PCB表面能的含義及其對敷形涂布的影響

表面能 VS表面張力

表面化學是一門極為復雜的科學分支，因此，我們在這里只作一個粗淺的討論和理解。為了達到敷形涂布的目的，必須同時考慮PCB暴露表面和涂層本身的表面能量。

通常在討論固體時，使用表面能這一術語，而在考慮液體或涂料時，則使用表面張力這一術語。

固體表面能

固體的表面能通常以 每厘米達因 為單位表示，或簡稱為達因。給定固體的表面能由其化學性質和表面形貌決定。在為PCB涂布時，我們試圖潤濕和黏接的表面通常是焊錫掩膜或元件表面。

下表為常見固體材料的表面能（達因）。通常情況下，表面能越高意味著更容易均勻涂覆而不產生表面缺陷。

液體的表面張力通常也用達因表示。在設定的條件下，所有的純液體都有一個相當可靠和可測量的表面張力。例如，水的達因值約為73，而敷形涂布中使用的標準工業溶劑(如甲苯和二甲苯)的達因值約為28。

下表為常見液體的表面張力（達因）。一般來說，較低的表面張力意味著更容易均勻地涂覆而不產生表面缺陷。

“潤濕”是什么意思呢？

在PCB制造和敷形涂布中，你可能會遇到術語“潤濕”。對于不熟悉的人來說，這只是一個不太科學的術語，用來描述液體或涂層是否“潤濕”給定的表面。

如果涂層流動并形成連續的、無缺陷的、厚度一致的液體薄膜，則涂層具有良好的潤濕性或潤濕PCB表面。相反地，如果涂料呈珠狀，形成魚眼等缺陷，或形成有間隙或厚度不一的膜，則潤濕性差或未潤濕。

濕潤良好	濕潤性差

表面能固體>表面張力液體涂層=良好的附著力/潤濕性

影響表面能的因素很多,但對于大多數涂層，需要記住的一件重要事情是,固體表面能(PCB表面)必須高于敷形涂布的表面張力，才能合適的潤濕和附著。

下面的圖表中看到，左邊是焊錫掩膜表面(綠色)，其表面能量超過了保形涂層(黑色)，從而導致適當且均勻的潤濕。在右邊是兩個例子，其中固體表面能量低于涂層，導致較差的潤濕性和珠狀。能量的差異越極端，潤濕或串珠就越明顯。這通常是通過測量珠的接觸角來測量的。

如何測量PCB的表面能量?

表面能測量最常用的方法是用達因筆進行簡單的比較測試。達因筆含有各種具有預定表面張力特性的溶液。在這個測試中，未知表面能量的被測物與已知表面張力的達因筆內溶液作對比，測出大致的達因值范圍。當被測物體的表面能等于或高于達因筆的表面張力時，溶液能良好潤濕。

提高表面能的指導方針

一般情況下，建議在敷形涂布之前，PCB的表面能大于38達因。然而，在敷形涂布之前，有許多過程會導致PCB表面能量的降低。這些情況大多是由于沉積或遷移低表面能污染物到PCB，如油，蠟，或增塑劑。

一些來源可以包括:

• 檢查或裝配過程中的處理

• 從其他加熱過程回流遷移的增塑劑

• 回流過程中，焊劑殘留物

• 使用不兼容的清洗液和清潔劑

• 包裝或存儲過程的污染

簡單的操作、運輸和回流過程都會增加離子和非離子污染物。在SMT過程的每個步驟之間開發階段-柵極表面能檢查，以確定表面能在哪里受到影響。一旦確定，采取適當的糾正措施來解決污染物的來源。

文章來源鏈接: https://blog.humiseal.com/what-is-pcb-surface-energy-and-how-does-it-affect-conformal-coating