升级3C3涂层的可行性方案
供稿：上海津信变频器有限公司
- 关键词：升级,,3C3涂层,,,可行性方案
- 作者：上海津信变频器
升级3C3涂层的可行性方案
丹佛斯增强涂层系列变频器
丹佛斯公司为环境比较恶劣的工业应用，特别提供3C3涂层的变频器，能够有效提高变频器耐潮湿、油污等恶劣环境的能力，减少故障，延长变频器的使用寿命。不过丹佛斯提供的3C3增强涂层只针对中国市场，许多原装进口的变频器反而是没有涂层的。
防护环境和涂层相关的标准：
IEC60721-3-3 根据污染程度对应用环境进行了分类，规定具有化学物质的环境包括以下6个类别：
1. 3C1R
指运行场所的环境处于非常严格的监控，如：洁净厂房。
2. 3C1L
除了3C1R规定的场所，此类别还包括处于一般监控下的环境。
3. 3C1
除了3C1L规定的场所，此类别还包括没有工业和现代交通废气污染的乡村环境，以及在冬天时城市集中供热产生的污染环境和沿海地区碱性潮湿的环境。
4. 3C2
除了3C1规定的场所，此类别还包括一般污染级别的场所，主要指工业活动集中的城市环境，或具有很严重现代交通污染的环境。
5. 3C3
除了3C2规定的场所，此类别还包括非常接近含有化学腐蚀物质，具有中度污染的工业现场环境。
6. 3C4
除了3C3规定的场所，此类别还包括处于时常含有高浓度化学腐蚀物质，具有高度污染的工业现场环境。
丹佛斯变频器的标准涂层能耐受上述中第5项“3C3”中所表述的中度污染的工业现场环境。
涂层材料行业常用的标准为美国军规：MIL-I-46058C。其中对涂层材料的基本要求如下：
1. 材料不含有毒物质，材料成分、弹性、以及所含的塑化剂和触媒要符合要求；
2. 材料要适用于印刷线路板，并不会影响电子元器件质量；
3. 涂层材料固化温度不能超过125℃，固化时间不能超出相关规定；
4. 涂层表面必须光滑、透明、同质、不含色素、无气泡、无孔、不起皱开裂、不掉皮，涂层材料不能造成退色和腐蚀；
5. 材料要抗菌；
6. 材料绝缘电阻必须≥1.5×1012Ω
7. 材料必须符合介电电压的要求，无内部和表面放电；
8. 材料谐振Q值必须满足相关要求；
9. 高温下，涂层材料的表面特性和介电电压也要满足上面的要求；
10. 材料要耐潮湿，抗水解；
11. 材料的韧性要满足相关要求；
12. 材料具有不燃或阻燃特性。
MIL-I-46058C标准列出了5种涂层材料，他们的主要特点如下：
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| 丙烯酸 树脂 | 环氧 树脂 | 有机硅 | 聚氨酯 树脂 | 聚对二 甲苯 |
| 体积电阻率(Ω•cm) | 约1014 | 约1016 | 约1015 | 约1015 |
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| 工作温度 (℃) | -50～120 | -60～230 | -60～200 | -40～130 |
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| 介电强度 (kv/mm) | 21 | >21 | ≥18 | 50 |
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| 介电常数 | 3.0 | 3.0 | 2.8 | 3.0 |
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| 抗拉强度 (Mpa) | 4.5 | 5.5 | 2.5 | 5.5 |
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| 扯断伸长率 (%) | 350 | 350 | 150 | 350 |
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| 固化后硬度（肖氏） | 60D | 85D | 20A | 35A～85A |
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| 剪切强度 (Mpa) | 3.5 | 6.5 | 1.5 | 6.5 |
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| 剥离强度 (N/mm) | ≥6 | >20 | >5 | >20 |
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| 25℃表干时间 (Min) | 2～10 | 30～60 | 10～30 | <15 |
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| 喷涂工艺 | 喷涂 刷涂 浸涂 | 使用前需要调配 | 喷涂 刷涂 浸涂 | 喷涂 刷涂 浸涂 | 真空喷涂 |
| 成本 | 中等 | 中等 | 高 | 中等 |
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其中聚对二甲苯因为需要特殊喷涂设备，一般生产过程不予采用；有机硅工作温度高，但是成本也较高；环氧树脂各项数据都很优异，但是喷涂时需与固化剂调配，工艺稍嫌复杂；聚氨酯树脂有微气味，表面硬度低；丙烯酸树脂各项特性均衡，是实际应用最广泛的涂层材料。
升级服务使用的涂层材料和工艺：
变频器印刷线路板涂层需要考虑的因素：变频器印刷线路板的工作温度一般不会超过85℃；变频器的安装环境可能遇到的污染主要为潮湿和油污；变频器由于采用强迫风冷，所以要求印刷线路板涂层耐磨损。综上所述，丙烯酸树脂是变频器涂层材料的首选。
上海津信变频器有限公司在为客户升级变频器涂层的服务中选择G50丙烯酸树脂，此材料固化速度快，对各种电路板有良好的附着力，具有很好的耐温性，在120℃条件下，热老化性能保持良好，其固化后形成一层透明的保护膜，具有优越的绝缘、防潮、防漏电、防震、防尘、防腐蚀、防老化、耐电晕、耐磨损等特性。用此材料升级变频器涂层以后，可以使变频器达到或超过3C3环境标准所要求的防护等级。
我们公司升级变频器涂层时，会严格按照工艺流程操作：首先拆下印刷线路板，用规定的清洁剂将印刷线路板清洁干净，再烘干；然后刷涂涂层，单次涂膜厚度控制在0.15mm左右，功率模块驱动部分要等第一层涂层表干后再加涂一层；然后将印刷线路板放置烘箱，在60℃温度下烘干30分钟；最后安装及整机负载测试。