Com tots sabem, el progrés continu dels equips electrònics i la tecnologia de circuits, el pic de l’enginyeria artística en el disseny, desenvolupament i fabricació de placa de circuit imprès (PCB) ha estat testimoni de persones de tot el món. Our planet is full of highly intelligent machines, automated robots and scientific marvels, and of course, there are plenty of PCBS in every corner of the planet, no matter what country or city it is. No obstant això, aquests PCBS difereixen en funcionalitat, complexitat, cost de fabricació, qualitat i fiabilitat. Aquest article se centra en els dos darrers punts, la qualitat i la fiabilitat de PCBS.

Sí, els clients potencials sempre volen productes electrònics d’alta qualitat, però són molt cars i poden implicar processos de fabricació complexos. En el complex procés de fabricació, muntatge i prova de PCB, hi ha un procés molt important anomenat “recobriment conformal” de PCB. Aquest recobriment conformal és molt important en PCBS en termes de qualitat i fiabilitat.

Què és el recobriment conformal i la seva importància:

Conforming coating, an ultra-thin protective coating of polymer film, can be used in conjunction with assemblies mounted on assembly surfaces to protect assembly leads, solder joints, exposed wiring, and other metal points on the PCB surface from corrosion, dust, or chemicals due to various operating or environmental conditions.

El recobriment conformal pot ser fins a 25 micres i “s’ajusta” a la forma i al disseny dels components de la placa de circuit. Com s’ha esmentat anteriorment, la raó per aplicar un recobriment conformal a la superfície (superior i inferior) d’un PCB és protegir el PCB de condicions ambientals externes adverses, augmentant així la vida útil del PCB i dels equips electrònics associats.

Igual que les altes temperatures que es troben a l’electrònica industrial, de fàbrica i d’alta potència, aquestes PCBS amb recobriments conformals poden suportar temperatures extremes. De la mateixa manera, els equips electrònics instal·lats a zones / zones properes al mar o l’oceà poden estar afectats per una elevada humitat, com ara que els equips navals electrònics de navegació poden estar subjectes a corrosió / erosió que pot conduir a l’oxidació de metalls. Similarly, in microbiology laboratories and the medical industry, sensitive electronic equipment can be exposed to toxic chemicals, acidic and alkaline solvents that can accidentally spill onto a PCB, but the PCB’s “conformation coating” will protect the PCB and components from fatal injury.

Com aplicar un recobriment conformal?

In fact, the method of applying “conformal paint” in the right way is so important that careful consideration must be given to how conformal paint is applied. It is as important to choose suitable conformal coating materials.

Els principals factors que determinen l’aplicació adequada dels recobriments conformals són:

1- Gruix de pintura

2- The level of coverage achieved

3- The degree of adhesion of paint to wood panels and their components.

There are five methods for applying conformal coatings:

1- Pinta a mà amb un pinzell

2- Recobriment en aerosol

3- Atomizing spray gun coating

4- Automatic dip coating

5- Automatic selection of coating

Mètode de curat / assecat de recobriment conforme:

Conformal coatings themselves can be classified according to the drying and curing methods used after conformal coatings are completed. These methods are:

1- Heat/heat curing: Conformal coating is dried at high temperature. Drying rate is much faster than normal room temperature drying/curing.

2- Curat de condensació: el recobriment conformal de PCB s’asseca a temperatura ambient, la humitat de l’atmosfera alenteix el procés de curat o assecat.

3- ULTRAVIOLET (UV) curing: Here PCB with conformal coating is exposed to UV radiation. The uv energy determines the curing speed of PCB conformal coating

4- Curat per oxidació: en aquest mètode, els conformadors de PCB s’exposen a un entorn a l’aire lliure amb grans quantitats d’oxigen atmosfèric, cosa que ajudarà a l’assecat / curat de conformadors basats en dissolvents

5- Catalytic curing: This is the process of curing conformal coating in which two materials are fused together, one of which is conformal coating. Un cop el revestiment es fusiona amb altres materials catalitzadors, el procés de curat no es pot aturar fins que no estigui complet.

Classification of conformal coatings:

There are five main conformal coatings used: acrylic resin, epoxy resin, silicone, polyurethane (PU) and polyparaxylene coating.

L Resina acrílica (AAR):

Acrylics are ideal for (low-cost and high-volume) common electronics because AAR is inexpensive and can be easily applied to PCB surfaces by brush, dip, and manual or automatic spraying, reducing turnaround time and producing cost-effective products.

Beneficis:

1 – baix cost

2- Fàcil per a aplicacions manuals o automàtiques de robots

3- Easy to rework

4- Excel·lent protecció contra la humitat

5- Good surface elasticity, can withstand static voltage discharge, and does not react with the atmosphere, therefore helps cure through solvent evaporation

Desavantatges:

1- Due to the use of atmospheric curing/drying methods for this material, proper ventilation systems need to be ensured

2- Manteniment de baixa viscositat

3- Baixa resistència al desgast i resistència química

L Epoxy conformal coating (ER) :

Els recobriments conformals a base de resines epoxi es poden completar amb pinzell manual, esprai o revestiment per immersió. Es recomana la polvorització per a volums més grans i per a volums més petits o prototips de PCBS.

Beneficis:

1- High moisture resistance and good dielectric resistance

2- Excellent chemical resistance, abrasion resistance, moisture resistance and high temperatures up to 150 O C

Desavantatges:

1-epoxy conformal paint is very hard and rigid and can damage PCB and its components if attempted peeling or removal. Traieu el recobriment utilitzant un dissolvent perillós

2- Un rendiment baix a baixa temperatura

3- Contracció de curat elevat

4- Són difícils de refer

L recobriment conformable de resina de silicona (OSR):

The softest of the above two types of conformal coatings is silicone resin (OSR) conformal coatings. They are widely used in LED lamp PCBS without reducing light intensity or color change. Ideal for PCB installation at high humidity and exposure to air. Suitable for PCB with high operating temperature and high power

Beneficis:

1- Bona resistència química, resistència a la humitat, esprai de sal i altes temperatures fins a 200 OC

2- La bona flexibilitat fa que sigui resistent a l’estrès de vibració del PCB procedent d’un entorn extern.

3- Apte per a aplicacions a l’aire lliure de PCB amb alta humitat

El dolent:

1- No és resistent al desgast per les propietats del cautxú

2- Es pot tornar a treballar, però no fàcilment, que requereix dissolvents especials, llargs temps de remull i remenat com un raspall o un bany d’ultrasons

3- Low mechanical strength, weak adhesion to PCB substrate

L recobriment conformable de poliuretà (PU):

Apte per a aplicacions de PCB en automoció, industrial, instrumentació i telecomunicacions. A l’aeroespacial, en particular, els vapors de combustible xoquen constantment amb el cos principal de l’equip electrònic i, per tant, penetren a l’interior i afecten la placa PCB

Beneficis:

1- High resistance to moisture, chemicals (acid and alkali) and wear

Desavantatges:

1- Després d’un llarg període de curat complet, tendeix a tornar-se groc a altes temperatures a causa del seu alt contingut de COV

2- Igual que el silici, no és fàcil eliminar-lo completament

L polyparaxylene conformal coating:

This type of coating is suitable for avionics, microelectronics, sensors, high-frequency circuits, and densely populated PCB-based components. It is applied by means of vapor deposition.

Beneficis:

1- Excellent dielectric strength

2- High resistance to moisture, solvents, extreme temperatures and acid corrosion

3- Can be applied evenly with very thin paint.

Desavantatges:

1- El desmuntatge / reelaboració és molt difícil

2- L’alt cost és l’inconvenient més gran.