As we all know, the continuous progress of electronic equipment and circuit technology, the peak of engineering art in the design, development and manufacture of τυπωμένου κυκλώματος (PCB) έχουν παρακολουθήσει άνθρωποι σε όλο τον κόσμο. 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. Ωστόσο, αυτά τα PCBS διαφέρουν πράγματι στη λειτουργικότητα, την πολυπλοκότητα, το κόστος κατασκευής, την ποιότητα και την αξιοπιστία. This article focuses on the last two points, the quality and reliability of PCBS.

Ναι, οι δυνητικοί πελάτες θέλουν πάντα ηλεκτρονικά υψηλής ποιότητας, αλλά αυτό είναι πολύ ακριβό και μπορεί να περιλαμβάνει πολύπλοκες διαδικασίες κατασκευής. Στη σύνθετη διαδικασία κατασκευής, συναρμολόγησης και δοκιμών PCB, υπάρχει μια πολύ σημαντική διαδικασία που ονομάζεται “συμμόρφωση επικάλυψης” του PCB. Αυτή η διαμορφωτική επίστρωση είναι πολύ σημαντική στο PCBS όσον αφορά την ποιότητα και την αξιοπιστία.

What is conformal coating and its importance:

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.

The conformal coating can be as thin as 25 microns and “conforms” to the shape and component layout of the circuit board. Όπως αναφέρθηκε παραπάνω, ο λόγος για την εφαρμογή μιας συμβατής επίστρωσης στην επιφάνεια (πάνω και κάτω) ενός PCB είναι να προστατεύσει το PCB από δυσμενείς εξωτερικές περιβαλλοντικές συνθήκες, αυξάνοντας έτσι τη διάρκεια ζωής του PCB και του σχετικού ηλεκτρονικού εξοπλισμού.

Like high temperatures found in industrial, factory, and high-power electronics, these PCBS with conformal coatings can withstand extreme temperatures. Ομοίως, ο ηλεκτρονικός εξοπλισμός που είναι εγκατεστημένος σε περιοχές/περιοχές κοντά στη θάλασσα ή τον ωκεανό μπορεί να επηρεαστεί από υψηλή υγρασία, όπως ο ηλεκτρονικός ναυτικός εξοπλισμός πλοήγησης μπορεί να υποστεί διάβρωση/διάβρωση που μπορεί να οδηγήσει σε οξείδωση μετάλλων. 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.

Πώς να εφαρμόσετε σύμφωνη επίστρωση;

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.

The main factors determining the proper application of conformal coatings are:

1- Πάχος χρώματος

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- Paint by hand with a brush

2- Επίστρωση αεροζόλ

3- Atomizing spray gun coating

4- Automatic dip coating

5- Automatic selection of coating

Conformal coating curing/drying method:

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- Σκλήρυνση συμπύκνωσης: Η σύμφωνη επίστρωση του PCB στεγνώνει σε θερμοκρασία περιβάλλοντος, η υγρασία στην ατμόσφαιρα επιβραδύνει τη διαδικασία σκλήρυνσης ή ξήρανσης.

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- Oxidation curing: In this method, PCB conformers are exposed to an open air environment with large amounts of atmospheric oxygen, which will aid in the drying/curing of solvent-based conformers

5- Catalytic curing: This is the process of curing conformal coating in which two materials are fused together, one of which is conformal coating. Μόλις η επικάλυψη λιώσει με άλλα καταλυτικά υλικά, η διαδικασία σκλήρυνσης δεν μπορεί να διακοπεί μέχρι να ολοκληρωθεί.

Classification of conformal coatings:

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

L Ακρυλική ρητίνη (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.

οφέλη:

1 – low cost

2- Easy for manual or automatic robot applications

3- Easy to rework

4- Excellent moisture protection

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

μειονεκτήματα:

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

2- Συντήρηση χαμηλού ιξώδους

3- Low wear resistance and chemical resistance

L Epoxy conformal coating (ER) :

Conformal coatings based on epoxy resins can be completed by hand brush, spray or dip coating. Ο ψεκασμός συνιστάται για μεγαλύτερους όγκους και για μικρότερο όγκο ή πρωτότυπο PCBS.

οφέλη:

1- High moisture resistance and good dielectric resistance

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

μειονεκτήματα:

1-epoxy conformal paint is very hard and rigid and can damage PCB and its components if attempted peeling or removal. Remove the coating by using a hazardous solvent

2- Poor low temperature performance

3- Υψηλή συρρίκνωση σκλήρυνσης

4- Είναι δύσκολο να τα ξανακάνεις

L διαμορφωτική επικάλυψη ρητίνης σιλικόνης (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

οφέλη:

1- Καλή χημική αντοχή, αντοχή στην υγρασία, ψεκασμός αλατιού και υψηλές θερμοκρασίες έως 200 OC

2- Good flexibility makes it resistant to vibration stress on PCB from external environment.

3- Suitable for PCB outdoor applications with high humidity

Το κακό:

1- Not wear resistant due to rubber properties

2- Can be reworked, but not easily, requiring special solvents, long soaking times and stirring like a brush or ultrasonic bath

3- Low mechanical strength, weak adhesion to PCB substrate

L Polyurethane (PU) conformal coating:

Suitable for PCB applications in automotive, industrial, instrumentation and telecommunications. In aerospace, in particular, fuel vapors constantly collide with the main body of electronic equipment and thus penetrate into the interior and affect the PCB board

οφέλη:

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

μειονεκτήματα:

1- Μετά από πολύ καιρό πλήρους διαδικασίας σκλήρυνσης, τείνει να κιτρινίζει σε υψηλές θερμοκρασίες λόγω της υψηλής περιεκτικότητάς του σε VOC

2- Like silicon, it is not easy to remove completely

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.

οφέλη:

1- Excellent dielectric strength

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

3- Can be applied evenly with very thin paint.

μειονεκτήματα:

1- Disassembly/rework is very difficult

2- High cost is the biggest drawback.