术语名称
龟裂,是指涂层表面或内部产生细微网状裂纹的缺陷,裂纹形态呈不规则多边形网格分布,形似龟背花纹。
英文对应
Crazing / Cracking
定义解释
龟裂的本质原因是涂层内部应力超过材料的抗拉强度。应力来源包括固化收缩应力、热膨胀失配应力和环境老化应力。固化收缩应力产生于交联固化过程中分子链距离缩短——环氧树脂的固化收缩率为1%至5%,收缩应力在刚性基材上积累为内应力。热膨胀失配应力来自涂层与基材CTE的差异——当涂覆后的PCBA经历温度循环时,涂层与FR-4基材(CTE约14至17 ppm/℃)的膨胀收缩不一致,在界面处产生剪切应力。当总应力超过涂层的断裂强度(通常5至20 MPa)时,涂层表面产生微裂纹。龟裂裂纹的宽度通常在1至20μm,深度可贯穿涂层至基材表面。龟裂是涂层防护功能丧失的严重缺陷——裂纹为水汽和离子提供了直通基材的快速通道。
行业应用
龟裂在温度循环试验和冷热冲击试验中是最常见的涂层失效模式。在汽车电子的-40℃至125℃温度循环试验中,CTE较大的有机硅涂层(CTE约200至300 ppm/℃)与FR-4基材的失配应力极易引发龟裂。在UV固化涂层中,若UV剂量过大导致过度交联,涂层变脆后在内应力作用下产生龟裂。预防龟裂的措施包括:选用低CTE涂料(如填充型环氧,CTE可降至30至50 ppm/℃)、控制涂层厚度不超过75μm以降低总收缩应力、添加增韧剂(如端羧基液体丁腈橡胶,添加量5%至15%)提高涂层的断裂伸长率。对于已知高应力应用场景,优先选用柔性聚氨酯体系(断裂伸长率≥50%)替代刚性环氧体系。
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