硅膠多孔結構對空氣中硫化物有吸附作用,PLCC表面灌注型發光二極管如果選用硅膠進行封裝,則會有硫化的風險。因為硅膠具有透濕透氧的特性,空氣中的硫離子易穿透硅膠分子間隙,進入LED內部,與支架鍍銀層發生化學反應,導致支架功能區黑化,光通量下降,直至出現死燈。如果選用環氧樹脂進行封裝(見圖7),則能有效阻止硫離子的侵蝕。選用環氧樹脂封裝的LED,現場使用1年后沒有發現硫化的現象。

圖7 環氧樹脂封裝的LED
3)印刷電路板的銅腐蝕。印刷電路板使用銅作為電氣傳輸介質,銅腐蝕不僅會影響產品外觀,更容易導致電氣連接短路或斷路問題。為提高電路板覆銅的抗腐蝕能力,常見的表面處理方式有:熱風整平噴錫、化學鎳金和化學浸銀。相關研究表明,在容易產生凝露的含硫大氣環境下,熱風整平噴錫抗腐蝕能力最強,其次是化學鎳金。
表面處理并不能完全確保電路板在惡劣環境下覆銅不被腐蝕。如圖8所示,化學鎳金電路板底部接地覆銅區域出現覆銅腐蝕現象,甚至被三防漆覆蓋區域的過孔也出現了明顯的腐蝕產物堵塞過孔。如圖9所示,經過熱風整平噴錫的電路板過孔出現腐蝕現象,電路板過孔位置是腐蝕現象出現的高發區域。除了改變表面處理方式和增加鍍層厚度外,還應調整電路板生產和集成測試過程中的工藝參數,尤其應避免ICT測試過程中,過高探針壓力破壞鍍層。ICT測試壓痕如圖10所示。

圖8 化學鎳金處理的電路板過孔腐蝕

圖9 熱風整平噴錫處理的電路板過孔腐蝕

圖10 電路板ICT測試壓痕
涂層涂覆
印制電路板的器件腐蝕通常從引腳或器件邊緣誘發,歷經表面涂層損傷、界面腐蝕擴展、金屬腐蝕擴展、元器件內腔腐蝕等階段。三防漆作為一種特殊配方的涂料,用于保護電路板免受環境的侵蝕。三防漆的種類和涂覆厚度是影響防護效果的重要因素。業內常根據GB/T 13452.2-2008測量平面位置的涂覆材料厚度,有濕膜厚度、干膜厚度的區分。IPC-A-610給出了不同類型的三防漆推薦涂覆厚度,見表1。根據實際應用,對于受控環境,可以無需涂覆三防或采用薄層涂覆工藝,涂覆厚度處于范圍下限;對于不受控環境或惡劣環境,則建議采用厚層涂覆工藝,涂覆厚度處于范圍上限。
表1 IPC-A-610建議涂覆厚度

在實際生產中,發現引腳處干膜厚度有時僅能達到平面區域干膜厚度的1/3。原因是三防漆具有一定流動性,在噴涂后,受到重力和引腳間的毛細作用,器件引腳處的三防漆厚度較薄,成為三防防護的薄弱點(見圖11),極易形成腐蝕。如圖12所示,使用一段時間的電路板器件引腳處出現了三防漆缺失和引腳腐蝕現象。