影响纳米涂层可靠性的因素

一、涂层的附着力

涂层的粘接原理目前有以下几种：

1、机械理论

机械理论认为，胶粘剂必须渗入被粘物表面的空隙内，并排除其界面上吸附的空气，才能产生粘接作用。在粘接如泡沫塑料的多孔被粘物时，机械嵌定是重要因素。胶粘剂粘接经表面打磨的致密材料效果要比表面光滑的致密材料好，这是因为：

（1）机械镶嵌；（2）形成清洁表面；（3）生成反应性表面；（4）表面积增加。

由于打磨确使表面变得比较粗糙，可以认为表面层物理和化学性质发生了改变，从而提高了粘接强度。 

2、吸附理论

吸附理论认为，粘接是由两材料间分子接触和界面力产生所引起的。粘接力的主要来源是分子间作用力包括氢键力和范德华力。胶粘剂与被粘物连续接触的过程叫润湿，要使胶粘剂润湿固体表面，胶粘剂的表面张力应小于固体的临界表面张力，胶粘剂浸入固体表面的凹陷与空隙就形成良好润湿。如果胶粘剂在表面的凹处被架空，便减少了胶粘剂与被粘物的实际接触面积，从而降低了接头的粘接强度。 

通过润湿使胶粘剂与被粘物紧密接触，主要是靠分子间作用力产生永 久的粘接。在粘附力和内聚力中所包含的化学键有四种类型： 

（1） 离子键；（2） 共价键；（3） 金属键；（4） 范德华力 。

3、扩散理论

扩散理论认为，粘接是通过胶粘剂与被粘物界面上分子扩散产生的。当胶粘剂和被粘物都是具有能够运动的长链大分子聚合物时，扩散理论基本是适用的。热塑性塑料的溶剂粘接和热焊接可以认为是分子扩散的结果。 

4、静电理论

由于在胶粘剂与被粘物界面上形成双电层而产生了静电引力，即相互分离的阻力。当胶粘剂从被粘物上剥离时有明显的电荷存在，则是对该理论有力的证实。 

5、弱边界层理论

弱边界层理论认为，当粘接破坏被认为是界面破坏时，实际上往往是内聚破坏或弱边界层破坏。弱边界层来自胶粘剂、被粘物、环境，或三者之间任意组合。如果杂质集中在粘接界面附近，并与被粘物结合不牢，在胶粘剂和被粘物内部都可出现弱边界层。当发生破坏时，尽管多数发生在胶粘剂和被粘物界面，但实际上是弱边界层的破坏。

二、涂层的应力是否足够少

涂层和线路板之间的胶粘中内应力的产生有两个原因：

1、涂层的固化或结膜过程中，由于材料的挥发、聚合物作用或物理结构变化，而使其体积减小；涂层与被粘物间相互粘结作用的结果是胶层厚度紧缩，这是在其中产生平行于表面的收缩应力的原因，它会在被粘物胶层中延伸，这种导致胶层尺寸收缩的应力迅速增长是从聚合物失去流动性开始的。

2、产生内应力的原因是基于涂层与被粘物的线性热膨胀系数的差异造成的热应力，它在胶粘接触面的加热或冷却时发生，在胶粘接头中产生内应力的机理与涂料中情况一般是相同的，但前者系两个固体表面间的应力实际上要大得多。

三、涂层材料本身的质量

通过涂层测试失败个案进行总结分析，其材料的强度、柔韧性是欠缺的，时间久容易发黄，耐紫外线强度低，这是在该涂装材料的原料选择和品质控制欠缺而造成的。