CN110542642A - 印制电路板防护涂层的热带海洋大气适应性评价方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种印制电路板防护涂层的热带海洋大气适应性评价方法，该方法包括：获取喷涂有待测防护涂层的印制电路板；对印制电路开展循环测试：印制电路板为使用时周围不存在发热器件的印制电路板或/和处于非工作状态的印制电路板，则该循环测试的循环单元包括依次进行的盐雾试验、交变湿热试验；印制电路板为使用时周围存在发热器件的印制电路板或/和处于工作状态的印制电路板，则该循环测试的循环单元包括依次进行的盐雾试验、高温试验、交变湿热试验。本发明能够很好的模拟热带海洋大气环境，获得的结果与海洋大气环境对印制电路板防护涂层的实际影响情况相关性好，能够快速、有效指导在热带海洋使用印制电路板防护涂层的评价、筛选。

Description

印制电路板防护涂层的热带海洋大气适应性评价方法

技术领域

本发明涉及电子产品性能评价领域，特别是涉及一种印制电路板防护涂层的热带海洋大气适应性评价方法。

背景技术

印制电路板是电子设备实现相关功能的基本单元，在热带海洋环境下使用时，容易受到高温、高湿、高盐雾环境的影响，导致其性能下降。而在印制电路板表面涂敷防护涂层是提高其三防(防潮湿、防霉菌、防盐雾腐蚀)和环境适应性水平的重要手段之一，所以评价、优选印制电路板防护涂层体系对整个电子设备环境适应性保证、提升至关重要。

由于印制电路板一般安装在电子设备内部，其防护涂层性能受到自然气候环境和平台诱发环境的共同影响，作用过程及机理较为复杂，而在热带海洋气候环境下尤为如此。所以，通过有效模拟应用环境条件，设计出快速、有效的环境适应性试验评价方法，可对电子设备研制、设计和应用部门形成有效支撑。

因此，亟待开发一种印制电路板防护涂层体系热带海洋大气加速环境试验方法，能够有效、快速评价热带海洋气候环境和平台诱发环境共同影响下的印制电路板防护涂层体系的环境适应性。

发明内容

基于此，本发明的主要目的是提供一种印制电路板防护涂层的热带海洋大气加速环境试验方法。该方法综合考虑热带海洋大气环境中的盐雾、干湿交替、凝露、温度变化以及工作诱发高温等环境因素，可快速、有效评价热带自然环境和平台诱发环境共同影响下的印制电路板防护涂层体系的环境适应性。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种印制电路板防护涂层的热带海洋大气适应性评价方法，该方法包括如下步骤：

步骤1、获取喷涂有待测防护涂层的印制电路板；

步骤2、对所述印制电路开展循环测试：

(1)所述印制电路板为使用时周围不存在发热器件的印制电路板或/和处于非工作状态的印制电路板，则该循环测试的循环单元包括依次进行的盐雾试验、交变湿热试验；

(2)所述印制电路板为使用时周围存在发热器件的印制电路板或/和处于工作状态的印制电路板，则该循环测试的循环单元包括依次进行的盐雾试验、高温试验、交变湿热试验。

本发明以上方法中的高温试验主要用于考核由于周围大功率发热器件导致的局部高温对防护涂层的影响；上述高温试验在考核非工作状态时印制电路板防护涂层体系的环境适应性时可不开展；上述高温试验在考核周围无发热器件的印制电路板防护涂层体系的环境适应性时可不开展。

在其中一些实施例中，所述盐雾试验的时长为6h～48h，所述高温试验的时长为2h～6h，所述交变湿热试验的时长为24h～72h，所述循环测试的次数为9～18次。

在其中一些实施例中，所述盐雾试验选用连续喷盐雾试验，喷盐雾时长为6h～24h，试验温度为33℃～37℃，采用盐雾溶液浓度为4％～6％、pH值为6.5～7.2，盐雾沉降量为(1.0～3.0)ml/80cm²·h。

在其中一些实施例中，所述喷盐雾时长为24h。

本发明实施例的连续喷盐雾试验，是根据本申请的特定测试对象而定的，本申请的测试对象印制电路板涂层，其使用环境为封闭环境，盐雾含量相对较少，且盐雾透过涂层的时间与涂层种类、涂敷状态、厚度等因素有关，不同防护涂层体系选用盐雾循环时间有所不同，据此，发明人挑选了匹配的盐雾试验条件。

在其中一些实施例中，所述高温试验所采用的温度为70℃～110℃，该温度持续时间为2h～16h。

在其中一些实施例中，所述高温试验所采用的温度为100℃，该温度持续时间为2h。

在其中一些实施例中，所述交变湿热试验中：低温阶段的试验温度上升到高温阶段的试验温度所需时间为2h～3h，高温阶段的试验温度下降到低温阶段的试验温度所需时间为2h～3h，每个交变循环共6.5h～13.5h，交变循环3～10次。上述交变湿热试验采用高低温湿热循环程序，很好的模拟高温高湿环境影响效应以及温度循环引起的“凝露”过程。

在其中一些实施例中，所述低温阶段的试验温度为25℃，低温阶段的试验温度上升到高温阶段的试验温度的时间为2.5h。

在其中一些实施例中，所述高温阶段的试验温度为65℃，高温阶段的时长为3h。

在其中一些实施例中，高温阶段的试验温度下降到低温阶段的试验温度的时间为2.5h，每个交变循环的时长为8h，交变循环9次。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

本发明的方法，以分析印制电路板防护涂层在热带海洋气候实际应用环境为前提，提炼主要环境影响因素，通过采用盐雾试验-高温试验-交变湿热试验组合试验或者盐雾试验-交变湿热试验组合试验并循环测试的方式，能够很好的模拟盐雾、干湿交替、凝露、温度变化等热带海洋大气环境，通过该试验方法获得的结果与海洋大气环境对印制电路板防护涂层的实际影响情况相关性好，能够快速、有效的指导在热带海洋使用的印制电路板防护涂层的评价、优选。

附图说明

图1、图2均为实施例1的盐雾试验-高温试验-交变湿热试验组合试验流程图。

图3是实施例2的盐雾试验-交变湿热试验组合试验流程图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将对本发明进行更全面的描述。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本发明涉及的以下印制电路板防护涂层的热带海洋大气加速环境试验方法，选取了主要环境影响因素，并考虑了由于器件发热引起的局部高温环境对防护涂层的影响，采用盐雾-耐热-交变湿热组合试验的试验方式对印制电路板防护涂层的环境适应性进行评价。

实施例1

本实施例提供一种印制电路板防护涂层的热带海洋大气适应性评价方法，参照图1、图2。

步骤1：获取喷涂有待测防护涂层的印制电路板。本实施例采用常规工序在印制电路板样件上喷涂DQ-20底漆、S01-20聚氨酯漆工艺制备试验防护涂层。该印制电路板在投入使用时周围存在发热器件。

步骤2：依次开展盐雾试验、高温试验、交变湿热试验。本步骤中各试验的条件包括：

(1)盐雾试验：温度为35℃±2℃，盐溶液浓度为5％±1％，pH值为6.5～7.2，盐雾沉降量为1.0ml～3.0ml/80cm²·h，喷盐雾时间为24h，循环周期为24h，开展1个周期后进入下一程序。

(2)高温试验：温度为100℃，该温度下持续时间为2h，试验周期为2h，开展1个周期后进入下一程序。

(3)交变湿热试验：

升温阶段：时间2.5h，从25℃升到65℃，相对湿度90％～100％；

高温阶段：温度65℃±2℃，时间3h，相对湿度90％～100％；

降温阶段：时间2.5h，从65℃降到25℃，相对湿度80％～100％；

循环周期：8h为一个周期，开展9个周期后进入下一程序。

步骤3：循环盐雾试验→高温试验→交变湿热试验，按此顺序共进行18个循环试验，检测周期为初始、1个循环、3个循环、6个循环、9个循环、12个循环、15个循环、24个循环。在试验过程中，对印制电路板样件的绝缘电阻、品质因数进行测试。结果参见表1。

同时，本实施例还选择三沙市永兴岛西沙试验站作为自然暴露试验站，对步骤1喷涂有防护涂层的印制电路板进行实际测试，西沙试验站是属于中热带海洋性气候，具有高温、高湿、高盐雾及强太阳辐射的环境特点，基本囊括对印制电路板防护涂层耐腐蚀性能影响的主要环境因素(高温、高湿高盐雾)。为更真实地模拟印制电路板使用环境，在该站点开展海洋大气环境下棚下箱内暴露试验。将自然暴露试验结果与按本发明制定的用于评价印制电路板防护涂层的热带海洋大气加速环境试验方法开展的试验结果进行加速性和相关分析，用于评价该方法的有效性。

自然暴露试验参照GB/T 9276开展，检测周期为初始、1个月、3个月、6个月、9个月、12个月、18个月、24个月。在试验过程中，对样件的绝缘电阻、品质因数进行测试。

本例加速性评价主要针对防护涂层开展各类试验后的性能终值，即防护涂层开展试验后的防护性能状态；而相关性评价主要针对涂层试验过程中性能下降过程及规律，所以本例评价的基准为防护涂层的绝缘电阻，相关性评价基准包括绝缘电阻、品质因数。加速性评价采用方法为加速因子法，相关性评价采用方法为秩相关系数法。本例印制电路板防护涂层体系绝缘电阻、品质因数数据变化如下表1所示：

由表1可知，自然暴露试验和本发明模拟的加速环境试验过程中，绝缘电阻和品质因数Q(1MHz)均是先升高后下降的趋势，利用秩相关系数法计算实验室加速试验与自然暴露试验结果的相关性，绝缘电阻和品质因数相关系数分别为0.71和0.79，为强相关，相关性较好；进行18个周期(73.5天)的加速环境试验后，印制电路板防护涂层样件的绝缘电阻及品质因数与自然暴露试验24个月后的数值接近，根据加速因子计算公式AF＝h₁/h₂，可以得出加速环境试验的加速性为9.9，加速性能明显。

实施例2

本实施例是实施例1的变化例，相对于实施例1的变化之处主要包括盐雾试验的时长、交变湿热试验的时长和循环测试的次数，包括(见图3)：

步骤1：印制电路为投入使用时周围不存在发热器件的印制电路板。

步骤2：依次对印制电路板开展盐雾试验、交变湿热试验，包括：

(1)盐雾试验：温度为35℃±2℃，盐溶液浓度为5％±1％，pH值为6.5～7.2，盐雾沉降量为1.0ml～3.0ml/80cm²·h，喷盐雾时间为48h，开展1个周期后进入下一程序。

(2)交变湿热试验：

低温阶段：时间2h，25℃，相对湿度90％～100％；

升温阶段：时间2h，从25℃升到65℃，相对湿度90％～100％；

高温阶段：温度65℃±2℃，时间2.5h，相对湿度90％～100％；

降温阶段：时间2h，从65℃降到25℃，相对湿度80％～100％；

循环周期：8.5h为一个周期，开展6个周期后进入下一程序。

步骤3：循环盐雾试验→交变湿热试验，按此顺序共进行9个循环试验，检测周期为初始、1个循环、3个循环、6个循环、9个循环。结果见表2。

由表2可知，自然暴露试验和本发明模拟的加速环境试验过程中，绝缘电阻和品质因数Q(1MHz)均是先升高后下降的趋势，利用秩相关系数法计算实验室加速试验与自然暴露试验结果的相关性，绝缘电阻和品质因数相关系数均为0.70，为强相关，相关性较好；进行9个周期(37.1天)的加速环境试验后，印制电路板防护涂层样件的绝缘电阻及品质因数与自然暴露试验12个月后的数值接近，根据加速因子计算公式AF＝h₁/h₂，可以得出加速环境试验的加速性为9.8，加速性能明显。

对比例1

本例是实施例1的对比例，与实施例1相比，主要区别包括：

步骤2：依次开展高温试验、交变湿热试验、盐雾试验。

步骤3：循环高温试验→交变湿热试验→盐雾试验，按此顺序共进行18个循环试验。其余条件均同实施例1。结果见表3。

根据表3数据，利用秩相关系数法计算实验室加速试验与自然暴露试验结果的相关性，绝缘电阻和品质因数相关系数分别为0.50和0.67；进行18个周期(73.5天)的加速环境试验后，印制电路板防护涂层样件的绝缘电阻及品质因数与自然暴露试验18个月后的数值接近，根据加速因子计算公式AF＝h₁/h₂，可以得出加速环境试验的加速性为7.2。与实施例1相比，对比例1的相关性相对较差，加速性相对不明显。

对比例2

本例是实施例1的对比例，与实施例1相比，主要区别包括：

步骤2中，(1)盐雾试验中喷盐雾时间为50h；(2)高温试验中温度下持续时间为1h；(3)交变湿热试验中：

升温阶段：时间2h，从25℃升到65℃，相对湿度90％～100％；

高温阶段：温度65℃±2℃，时间2h，相对湿度90％～100％；

降温阶段：时间2h，从65℃降到25℃，相对湿度80％～100％；

循环周期：6h为一个周期，开展9个周期后进入下一程序。

步骤3：依次开展高温试验→交变湿热试验→盐雾试验，按此顺序共进行20个循环试验。其余条件均同实施例1。结果见表4。

根据表4数据，利用秩相关系数法计算实验室加速试验与自然暴露试验结果的相关性，绝缘电阻和品质因数相关系数分别为0.50和0.55；进行20个周期(87.5天)的加速环境试验后，印制电路板防护涂层样件的绝缘电阻及品质因数与自然暴露试验18个月后的数值接近，根据加速因子计算公式AF＝h₁/h₂，可以得出加速环境试验的加速性为6.3。与实施例1相比，对比例2的相关性相对较差，加速性相对不明显。

本实施例的操作步骤：参照GJB150.11A开展连续喷雾盐雾试验，参照GJB150.3开展耐温试验，参照GJB360A开展交变湿热试验。

总体上讲，本发明以上实施例的印制电路板防护涂层的热带海洋大气环境加速试验方法，综合考虑了自然气候环境和平台诱发环境两类环境的影响，将盐雾、诱发高温、高湿、凝露、干湿交替等环境条件有机结合，有效考核印制电路板防护涂层在热带海洋大气环境下工作或非工作状态下的环境适应性，最后依据热带海洋大气的环境量值和现有标准规定，结合试验结果，给出印制电路板防护涂层体系模拟加速试验条件。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种印制电路板防护涂层的热带海洋大气适应性评价方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

步骤1、获取喷涂有待测防护涂层的印制电路板；

步骤2、对所述印制电路开展循环测试：

(1)所述印制电路板为使用时周围不存在发热器件的印制电路板或/和处于非工作状态的印制电路板，则该循环测试的循环单元包括依次进行的盐雾试验、交变湿热试验；

(2)所述印制电路板为使用时周围存在发热器件的印制电路板或/和处于工作状态的印制电路板，则该循环测试的循环单元包括依次进行的盐雾试验、高温试验、交变湿热试验。

2.根据权利要求1所述的印制电路板防护涂层的热带海洋大气适应性评价方法，其特征在于，所述盐雾试验的时长为6h～48h，所述高温试验的时长为2h～6h，所述交变湿热试验的时长为24h～72h，所述循环测试的次数为9～18次。

3.根据权利要求1或2所述的印制电路板防护涂层的热带海洋大气适应性评价方法，其特征在于，所述盐雾试验选用连续喷盐雾试验，喷盐雾时长为6h～48h，试验温度为33℃～37℃，采用盐雾溶液浓度为4％～6％、pH值为6.5～7.2，盐雾沉降量为(1.0～3.0)ml/80cm²·h。

4.根据权利要求3所述的印制电路板防护涂层的热带海洋大气加速环境试验方法，其特征在于，所述喷盐雾时长为24h。

5.根据权利要求1或2所述的印制电路板防护涂层的热带海洋大气适应性评价方法，其特征在于，所述高温试验采用的温度为70℃～110℃，该温度持续时间为2h～16h。

6.根据权利要求5所述的印制电路板防护涂层的热带海洋大气适应性评价方法，其特征在于，所述高温试验所采用的温度为100℃，该温度持续时间为2h。

7.根据权利要求1或2所述的印制电路板防护涂层的热带海洋大气适应性评价方法，其特征在于，所述交变湿热试验中：

低温阶段的试验温度为23℃～27℃，低温阶段的试验湿度为90％～100％，低温阶段的时长为0h～4h；

高温阶段的试验温度为63℃～67℃，高温阶段的试验湿度90％～100％，高温阶段的时长为2.5h～3.5h；

低温阶段的试验温度上升到高温阶段的试验温度所需时间为2h～3h，高温阶段的试验温度下降到低温阶段的试验温度所需时间为2h～3h，每个交变循环共6.5h～13.5h，交变循环3～10次。

8.根据权利要求7所述的印制电路板防护涂层的热带海洋大气适应性评价方法，其特征在于，所述低温阶段的试验温度为25℃，低温阶段试验温度上升到高温阶段的试验温度的时间为2.5h。

9.根据权利要求7所述的印制电路板防护涂层的热带海洋大气适应性评价方法，其特征在于，所述高温阶段的试验温度为65℃，高温阶段的时长为3h。

10.根据权利要求7所述的印制电路板防护涂层的热带海洋大气适应性评价方法，其特征在于，高温阶段的试验温度下降到低温阶段的试验温度的时间为2.5h，每个交变循环的时长为8h，交变循环9次。