摘要：物探仪器长时间工作在风霜、雨露、高温、严寒的恶劣环境中，其电路板易受潮气、盐雾、霉菌的影响而引发系统故障，导致系统性能下降与设备寿命缩短。电子设备的防护处理是一种有效的保护措施。结合物探仪器的特点，本文介绍对防护处理的要求，以及防护产品在处理、涂覆以及固化等工艺的选择和应用效果。

关键词：物探仪器;电路板;管理

1 物探仪器受限于环境

1.1 环境因素

工作环境：物探仪器常工作在恶劣环境中，如沙漠、山地、密林、滩浅海等区域。容易受到灰尘、高温、潮湿、盐碱等外界问题影响，造成站体和电路板腐蚀，其主要分为：第一，缝隙腐蚀问题。是由于金属与金属，金属与非金属的表面间存在缝隙，并有介质存在时而发生的局部腐蚀形态。通常在印制线路板种由于封装材料与基板、器件间的热膨胀系数不同常常会引起缝隙腐蚀。印制板和配置零部件之间存在一定缝隙，缝隙空间存有氧化钠、水蒸气等，一旦电解质溶液和这些物质发生化学反应，会产生二级物质，导致印制线和零部件腐蚀，线路出现开路或者短路，仪器无法正常运作。第二，大气腐蚀问题。在高温、盐雾、潮湿环境中，会加速大气有害物质对电路板的腐蚀作用，致使电路板失去使用价值。其中湿度是决定大气腐蚀速率的最重要因素。一般来说，空气中湿度越大，金属表面越易结露，表面上的电解液膜存在的时间也越长，腐蚀速度也相应增加。第三，低温问题，全球各个地区环境差异很大，就我国而言，如北方区域，冬天温度在0度以下的情况十分常见，而低温对于大部分电子元器件线路板都是一个挑战。因为，热胀冷缩系数也有一定差距，低温情况容易出现缝隙（断路），造成线路板停止工作，直接影响线路板的整体工作。

自身因素：集成电路系统的日益小型化、电子元件体积的减小及相互间距离的缩短，使得极微量的吸附液膜或腐蚀产物，都会对电子元件及仪器的操作产生严重影响。电子零部件如果出现性能下降、变质、腐蚀等问题，很容易发生工作故障。

电解腐蚀：在导体被吸湿性材料隔开时，尽管相邻导体通道之间的电压相当低（通常不超过10伏），但极短的通道间距能产生很强的电场。使用环境下存在液膜时，具有较高电位的导体被溶解，形成的离子向另一边导体迁移，最终导致设备失效。

1.2三种防护处理要求

选择三防保护性材料原则：第一，介电性能良好。要求绝缘电阻和电压强度及温度系数小，电损耗和介电常数要小;第二，工艺性能良好。良好工艺性能主要表现在柔韧性强、粘结性稳定、可便于操作、表面速干时间短，不易形成表皮脱落等问题;第三，机械性能良好。机械性能主要表现在膨胀系数小、抗冲击、抗拉，并且，要求热变形问题不得低于100%。

2 合理选择三防处理

2.1物探仪器电路板三防处理重要性

地震勘探中，检波器为获得较高分辨率信号，一般会在20-30厘米深度填埋;同时，目前国内探勘大量应用的节点仪器为防止丢失，也采取在20-30厘米深度埋置的方式生产，设备常会受到降雨、地下潮湿水气影响，影响性能，造成零部件的报废和损耗。三防处理对物探仪器稳定工作具有重要意义。

2.2 三防工艺流程

在清洁处理后，为了保证电路板三防漆涂覆效果，可以有针对性的对电路板进行真空干燥和预热烘烤，目的是除去潮湿。如果条件限制，可以选择干燥环境进行自然干燥。并且还要注意不进行涂覆的部件防护。涂覆中要保持涂层薄而均匀。涂覆后，电路板需要及时干燥固化，一般会选择热固化、空气固化、潮气固化、电固化和UV固化等方式。最常用的是光固化三防漆，其常用于热敏性电路板，其操作成本最低。但是，选择光固化三防漆有其局限性，主要表现在：难以应用于有色体系中;固化深度的限制性;有些阴影部分不能固化;固化形状有选择性。

2.3 不做涂覆防护的部分

印制电路板中插头组装件部分应该用纸胶带粘封;其余部位固定即可;有些部位不需要涂覆，主要包括微调电容、可调电阻、散热器、2W以上电阻、波段开关滑动接点、非密封型接电、测试柱接电、约束活动接电处，或者是无需防护要求部分。

技术操作者防护过程中，工作人员需佩戴防溅式护目镜和隔离手套，并佩戴防毒面罩，在防护过程中防止形成污染源和造成元器件电损伤。印制电路板防护和不需防护部位完成以后，应该将物探仪器电路板按垂直方向放置在静电架上，开始涂覆工作。

2.4 选择涂料

涂料性质一般为三防漆，其分为丙烯酸类、聚氨酯类、环氧树脂类、有机硅胶类、纳米三防漆、有机硅改型三防漆等：首先，丙烯酸类。其主要材料是溶剂，便于修复和涂覆，因为抗霉菌、介电性能和物理性能良好，可适用于长期防护，并且固化时间短、固化后便于收缩，也不会造成敏感元件的损坏等优点。在操作时间上，减少了表干和吸湿性时间。第二，聚氨酯类。分为双组份和单组份两种形式，其中双组份产品的质地、防潮性能、介电性能、耐磨性、耐溶解性、稳定性等具有鲜明特点，所以产品生产较多。但是由于其自身成分限制，容易受到高温环境影响。需要注意的是，涂覆电路板和其原件前应该保证不能留有水分，在修理或更换原件时很难同时进行涂层剥离的，应该对其进行牢固，其应用范围最为广泛。第三，环氧树脂类。其材料质地坚硬、不透明，防潮湿、防化学腐蚀、耐磨性能效果明显，但是在低温环境下，由于其不稳定性，可能会对电路板及其元器件造成压力。第四，有机硅胶及其衍生物。其抗腐蚀性和防潮性能特点，使得电路板能很好释放压力，热性能和弹性性能优越，一般可在200摄氏度环境中连续作业，便于修复。

2.5 涂覆处理

使用西毛刷蘸少许涂料对电路板的两侧进行均匀涂覆，至少两次，涂覆厚度均匀，在第一次涂覆经过静置处理后，在自然通风条件下，干燥4个小时，进行二次涂覆。涂覆顺序是由高到低，从一侧开始，避免涂覆遗漏。

2.6三防漆产品的分类

根据三防漆的成分，主要分为四种类型，即丙烯酸类（AR）、聚氨酯类（UR）、环氧树脂类（ER）和有机硅胶类（SR）。另外，近年来新出现的纳米三防漆及有机硅改性三防漆都具有更好的三防性能，但因价格较高，应用不太普遍。

（1）丙烯酸类

通常是含溶剂的涂层材料，其特点是：易于涂覆、修复，有理想的电性能、物理性能和抗霉菌性能，适用期长，固化时间短，固化时不放热，不会对热敏元件造成损坏，固化后无收缩，价格便宜、质地坚硬、颜色透明等特征。除了有较好的操作时间外，还具有低吸湿性和较短的表干（或固化）时间。该类漆价格便宜，是应用最广泛的三防漆之一。

（2）聚氨酯类

有单组份和双组份两种，双组份产品较多。其质地硬且脆，长期介电性好，有优越的防潮性能和优良的耐溶剂性能、耐磨性，在低温环境下性能稳定，但高温环境下性能较差。涂覆前必须保证电路板清洁，特别是不能有水份存在。更换元件或修理电路板时很难剥离涂层，所以多数应用于牢固的固定，其在电路板上的应用范围较少。

（3）环氧树脂类

以环氧树脂为基材的涂层材料很硬，通常不透明，能很好地防潮防湿，防化学腐蚀，耐磨性也非常好。但在极限温度下，因其高、低温的不稳定性，会对元器件造成较大的压力。

结束语

对于物探仪器的三防处理不仅在设计与生产制造阶段需要重视，在维修阶段也同样需要重视。维修后一定要喷涂三防漆，否则仍然会造成仪器性能下降、测试指标不满足要求、系统感应、设备腐蚀损毁等问题。

参考文献

[1]马静，章文捷.军用电子设备印制电路板的防护[J].电子工艺技术，2004年05月.