ЗАЩИТНОЕ ПОКРЫТИЕ ДЛЯ ПЕЧАТНЫХ ПЛАТ
PROTECTIVE COAT FOR PRINTED CIRCUIT BOARDS

Изобретение относится к радиоэлектронике и может быть использовано для защиты узлов РЭА на печатных платах от воздействия различных внешних факторов, вызывающих коррозию, и от бактерий, вызывающих образование грибов.
Для защиты радиоэлектронной аппаратуры в настоящее время применяют париленовое покрытие, которое получают из ди-пара-ксилилена ТУ 6-14-50-90 [1]. Оно обладает хорошими электроизоляционными свойствами и грибостойкостью. Однако недостатком этого покрытия является малый коэффициент его использования. Париленовое покрытие наносится при комнатной температуре в вакуумной камере испарением ди-пара-ксилилена. При этом покрытие образуется как на изделии, так и на внутренних поверхностях камеры, в которую помещается изделие, трубопровода, ловушки. Экспериментально установлено, что КПД использования ди-пара-ксилилена составляет всего 20-30%. Кроме того, при внесении изменений в схеме изделия происходит нарушение париленового покрытия и возникают места, не защищенные от внешнего воздействия и роста грибов. Для защиты этих мест необходимо повторное нанесение покрытия. Однако это приводит к увеличению толщины покрытия на ранее защищенных участках, что может вызвать растрескивание и отслоение при перепаде температур. Нанесение других лаковых покрытий на эти незащищенные места не дает положительных результатов, так как они имеют плохую адгезию к париленовому покрытию. В этом случае возможно отслоение и образование зазоров в местах соприкосновения лака и париленового покрытия и, в конечном счете, полное отслаивание лакового покрытия в процессе эксплуатации, особенно в жестких климатических условиях.
Еще одним недостатком париленового покрытия является высокая стоимость ди-пара-ксилилена - 1,2-1,3 тыс. долларов килограмм.
13
Известен способ защиты печатных плат путем распыления лака УР-231 [2]. Это покрытие обладает хорошими электроизоляционными свойствами, имеет удельное электросопротивление ρ=1·10 Ом·см и характеризуется образованием пор при толщине покрытия менее 50 мкм. Поэтому защитное покрытие из лака УР-231 наносят в три слоя общей толщиной более 50 мкм. Однако экспериментально установлено, что лаковое покрытие, нанесенное в производственных условиях распылением, окунанием или с помощью кисти на стеклотекстолит, например на СТФ ТУ 16-503161-83 или СТЭФ ГОСТ 12652-74, как с СПФ защитой, так и без СПФ защиты, не обладает свойствами грибостойкости. Это согласуется и со справочными данными, согласно которым покрытие из лака УР-231 относится к негрибостойким [3].
В качестве прототипа выбрано защитное покрытие для печатных плат на основе эпоксиуретанового лака УР-231, в состав которого введена биоцидная добавка Traetex-243 [4]. Как установлено экспериментально, защитное покрытие толщиной более 50 мкм является прозрачным, беспористым, обладает противогрибковыми свойствами в интервале температур от -60°С до +60°С. Нагревание изделия выше 60°С, например при испытании по ГОСТ РВ 20.57.306-98 (термоциклирование) [5], приводит к заметному ослаблению противогрибковых свойств, что вероятно связано с термической деструкцией органической добавки. В тоже время многие эмали, которыми красят корпуса изделий, имеют температуру сушки выше 60°С.
Задачей изобретения является получение защитного лакового покрытия на основе лака УР-231, а так же лака ЭП-730 ГОСТ 20824-81 и аналогичных им материалов, а так же лаков на основе кремнийорганических соединений, например лака ЭКТ ЫУО.028.122ТУ, а так же эласила 137-180 ТУ6-02124-81 [6], обладающего высокими электроизоляционными свойствами, грибостой костью и фунгицидностью, не изменяющимися после нагревания выше 60°С.
Указанный технический результат достигается тем, что в состав защитного покрытия для печатных плат, полученного путем нанесения с последующей сушкой на поверхности печатной платы эпоксиуретанового или эпоксидного лака, или лака на основе кремнийорганического соединения, введена биоцидная добавка Биоцик Т при следующем весовом соотношении:
лак эпоксиуретановый или эпоксидный, или лак на основе кремнийорганического соединения - (98,5-99,5)%;
биоцидная добавка - (0,5-1,5)%.
Биоцидную добавку Биоцик Т ТУ 2453-012-255-88-394-2005 в указанном соотношении вводят в эпоксиуретановый или эпоксидный лак, или лак на основе кремнийорганического соединения. Полученную смесь наносят методом распыления, окунанием или кистью, высушивают на воздухе или при нагревании, в зависимости от примененного отвердителя. При этом образуется прозрачное лаковое покрытие заданной толщины. В качестве отвердителя для эпоксиуретанового лака УР-231 используют диэтиленгликольуретан (ДГУ) ТУ 113-38-115-91 или отвердитель АТ-1 ТУ88Украины193.091-90.
Пример 1. На печатную плату с нанесенными на нее радиоэлемнтами (РЭ) наносят методом распыления из пульверизатора следующий состав:
лак УР-231 с отвердителем АТ-1 - 99,5%;
биоцидная добавка Биоцик Т - 0,5%.
Затем высушивают в подвешенном состоянии на воздухе в течение 4 часов. При этом образуется прозрачная лаковая пленка толщиной 50 мкм. Полученное покрытие является беспористым, грибостойким и фунгицидным. Эти свойства сохраняются после нагревания. Пористость покрытия определялась по ГОСТ 9.302-79 [7], грибостойкость и фунгицидность определялись экспериментально по ГОСТ 9.049-91 [8] по методу 1 и 3 и по ГОСТ 9.050-75 по методу 1 [9].
Пример 2. На печатную плату с нанесенными на нее радиоэлемнтами (РЭ) наносят кистью следующий состав:
лак ЭКТ ЫУО.028.122ТУ - 99%;
биоцидная добавка Биоцик Т - 1%.
Затем выдерживают в подвешенном состоянии в течение 4 часов при температуре 70°С. После высыхания образуется беспористая пленка толщиной 65 мкм. После проведения термоциклирования по ГОСТ РВ 20.57.306-98 полученное покрытие обладает грибостойкостью и фунгицидностью, что подтверждается испытаниями по ГОСТ 9.049-91 по методу 1 и 3 [8] и по ГОСТ 9.050-75 по методу 1 [9].
Аналогичным способом получают защитные покрытия из других эпоксиуретановых лаков и лаков на основе кремнийорганических соединений.
Экспериментально установлено, что при концентрации биоцидной добавки менее 0,5% получаемое покрытие не обладает грибостойкостью, а добавлять более 1,5% не целесообразно, так как в этом случае ухудшается внешний вид покрытия, появляется шагрень.
Литература
1. ТУ-6-14-50-90. Ди-пара-ксилилен.
2. ТУ 6-21-14-90. Лаки эпоксиуретановые. Технические условия.
3. «Биостойкость материалов», стойкость к воздействию плесневелых грибов, насекомых и грызунов. Москва, 1986 г., с.117.
4. Патент №2329623. Защитное покрытие для печатных плат. Бюллетень №20, 2008 г. (прототип).
5. ГОСТ РВ 20.57.306-98. Аппаратура, поры, устройства и оборудование военного назначения. Методы испытаний на воздействие климатических факторов.
6. Патент №2298301. Защитное покрытие для ВЧ печатных плат. Бюллетень №12, 2007 г.
7. ГОСТ 9.302-79. Покрытия металлические и неметаллические неорганические. Методы контроля.
8. ГОСТ 9.049-91. Материалы полимерные и их компоненты.
9. ГОСТ 9.050-75. Покрытия лакокрасочные.