Como todos sabemos, el progreso continuo de los equipos electrónicos y la tecnología de circuitos, la cima del arte de la ingeniería en el diseño, desarrollo y fabricación de placa de circuito impreso (PCB) ha sido presenciado por personas de todo el mundo. 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. Sin embargo, estos PCBS difieren en funcionalidad, complejidad, costo de fabricación, calidad y confiabilidad. Este artículo se centra en los dos últimos puntos, la calidad y fiabilidad de PCBS.

Sí, los clientes potenciales siempre quieren productos electrónicos de alta calidad, pero esto es muy caro y puede implicar procesos de fabricación complejos. En el complejo proceso de fabricación, ensamblaje y prueba de PCB, existe un proceso muy importante llamado “revestimiento de conformación” de PCB. This conformal coating is very important in PCBS in terms of quality and reliability.

¿Qué es el revestimiento conformal y su importancia?

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 revestimiento de conformación puede ser tan delgado como 25 micrones y “se ajusta” a la forma y disposición de los componentes de la placa de circuito. Como se mencionó anteriormente, la razón para aplicar un revestimiento de conformación a la superficie (superior e inferior) de una PCB es proteger la PCB de condiciones ambientales externas adversas, aumentando así la vida útil de la PCB y los equipos electrónicos asociados.

Al igual que las altas temperaturas que se encuentran en la electrónica industrial, de fábrica y de alta potencia, estos PCBS con revestimientos de conformación pueden soportar temperaturas extremas. De manera similar, los equipos electrónicos instalados en áreas / áreas cercanas al mar o al océano pueden verse afectados por la alta humedad, como los equipos navales electrónicos de navegación pueden estar sujetos a corrosión / erosión que pueden conducir a la oxidación del metal. 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.

¿Cómo aplicar el revestimiento de conformación?

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.

Los principales factores que determinan la correcta aplicación de los revestimientos conformados son:

1- Espesor de la 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- Pintar a mano con pincel

2- Recubrimiento en aerosol

3- Atomizing spray gun coating

4- Automatic dip coating

5- Automatic selection of coating

Método de curado / secado de revestimiento conformado:

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

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

2- Curado por condensación: El revestimiento conformado de PCB se seca a temperatura ambiente, la humedad en la atmósfera ralentiza el proceso de curado o secado.

3- ULTRAVIOLET (UV) curing: Here PCB with conformal coating is exposed to UV radiation. La energía ultravioleta determina la velocidad de curado del revestimiento conformado de PCB

4- Curado por oxidación: en este método, los confórmeros de PCB se exponen a un ambiente al aire libre con grandes cantidades de oxígeno atmosférico, lo que ayudará en el secado / curado de los confórmeros a base de solvente.

5- Catalytic curing: This is the process of curing conformal coating in which two materials are fused together, one of which is conformal coating. Una vez que el recubrimiento se fusiona con otros materiales catalizadores, el proceso de curado no se puede detener hasta que se complete.

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.

Beneficios:

1 – bajo costo

2- Fácil para aplicaciones de robot manuales o automáticas

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

Desventajas:

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

2- Mantenimiento de baja viscosidad

3- Baja resistencia al desgaste y resistencia química.

L Epoxy conformal coating (ER) :

Los recubrimientos conformados a base de resinas epoxi se pueden completar con un cepillo manual, rociado o recubrimiento por inmersión. Se recomienda la pulverización para volúmenes más grandes y para volúmenes más pequeños o prototipos de PCBS.

Beneficios:

1- High moisture resistance and good dielectric resistance

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

Desventajas:

1-epoxy conformal paint is very hard and rigid and can damage PCB and its components if attempted peeling or removal. Retire el recubrimiento usando un solvente peligroso.

2- Rendimiento deficiente a baja temperatura

3- Contracción de curado elevado

4- Son difíciles de rehacer

L Recubrimiento conformado 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

Beneficios:

1- Buena resistencia química, resistencia a la humedad, niebla salina y altas temperaturas hasta 200 OC

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

3- Adecuado para aplicaciones de PCB al aire libre con alta humedad

El malo:

1- No resistente al desgaste debido a las propiedades del caucho

2- Se puede volver a trabajar, pero no fácilmente, requiriendo disolventes especiales, tiempos de remojo prolongados y agitación como un cepillo o un baño ultrasónico.

3- Low mechanical strength, weak adhesion to PCB substrate

L Recubrimiento conformado de poliuretano (PU):

Adecuado para aplicaciones de PCB en automoción, industrial, instrumentación y telecomunicaciones. En la industria aeroespacial, en particular, los vapores de combustible chocan constantemente con el cuerpo principal de los equipos electrónicos y, por lo tanto, penetran en el interior y afectan la placa PCB.

Beneficios:

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

Desventajas:

1- Después de un largo tiempo de curado completo, tiende a amarillear a altas temperaturas debido a su alto contenido de COV

2- Al igual que el silicio, no es fácil de eliminar por completo

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.

Beneficios:

1- Excellent dielectric strength

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

3- Can be applied evenly with very thin paint.

Desventajas:

1- El desmontaje / reelaboración es muy difícil

2- El alto costo es el mayor inconveniente.