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 circuito stampato (PCB) è stato testimoniato da persone di tutto il mondo. 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. Tuttavia, questi PCB differiscono per funzionalità, complessità, costo di produzione, qualità e affidabilità. Questo articolo si concentra sugli ultimi due punti, la qualità e l’affidabilità dei PCB.

Sì, i potenziali clienti vogliono sempre un’elettronica di alta qualità, ma è molto costosa e può comportare processi di produzione complessi. Nel complesso processo di produzione, assemblaggio e collaudo dei PCB, esiste un processo molto importante chiamato “rivestimento conforme” del PCB. This conformal coating is very important in PCBS in terms of quality and reliability.

Cos’è il rivestimento conforme e la sua importanza:

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.

Il rivestimento conforme può essere sottile fino a 25 micron e “conforme” alla forma e alla disposizione dei componenti del circuito stampato. Come accennato in precedenza, il motivo per applicare un rivestimento conforme alla superficie (superiore e inferiore) di un PCB è proteggere il PCB da condizioni ambientali esterne avverse, aumentando così la durata del PCB e delle apparecchiature elettroniche associate.

Come le alte temperature che si trovano nell’elettronica industriale, di fabbrica e ad alta potenza, questi PCB con rivestimenti conformi possono resistere a temperature estreme. Allo stesso modo, le apparecchiature elettroniche installate in aree/aree vicine al mare o all’oceano possono essere soggette a elevata umidità, come le apparecchiature elettroniche navali di navigazione possono essere soggette a corrosione/erosione che può portare all’ossidazione del metallo. 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.

Come applicare il rivestimento conforme?

In effetti, il metodo per applicare la “vernice conforme” nel modo giusto è così importante che occorre prestare attenzione a come viene applicata la vernice conforme. È altrettanto importante scegliere materiali di rivestimento conformi adatti.

I principali fattori che determinano la corretta applicazione dei rivestimenti conformi sono:

1- Spessore della vernice

2- Il livello di copertura raggiunto

3- Il grado di adesione della vernice ai pannelli di legno e ai loro componenti.

Esistono cinque metodi per applicare i rivestimenti conformi:

1- Dipingi a mano con un pennello

2- Rivestimento aerosol

3- Rivestimento per pistola a spruzzo atomizzatrice

4- Verniciatura ad immersione automatica

5- Selezione automatica del rivestimento

Metodo di polimerizzazione/essiccazione del rivestimento conforme:

I rivestimenti conformi stessi possono essere classificati in base ai metodi di essiccazione e indurimento utilizzati dopo che i rivestimenti conformi sono stati completati. Questi metodi sono:

1- Indurimento a caldo: il rivestimento conforme viene essiccato ad alta temperatura. La velocità di asciugatura è molto più rapida rispetto alla normale asciugatura/indurimento a temperatura ambiente.

2- Polimerizzazione della condensa: il rivestimento conforme del PCB viene essiccato a temperatura ambiente, l’umidità nell’atmosfera rallenta il processo di polimerizzazione o essiccazione.

3- Polimerizzazione ULTRAVIOLETTI (UV): qui il PCB con rivestimento conforme è esposto alle radiazioni UV. L’energia UV determina la velocità di polimerizzazione del rivestimento conforme PCB

4- Polimerizzazione per ossidazione: in questo metodo, i conformeri PCB sono esposti a un ambiente all’aperto con grandi quantità di ossigeno atmosferico, che aiuterà nell’essiccazione/indurimento dei conformeri a base di solvente

5- Polimerizzazione catalitica: questo è il processo di polimerizzazione del rivestimento conforme in cui due materiali sono fusi insieme, uno dei quali è il rivestimento conforme. Una volta che il rivestimento è fuso con altri materiali catalitici, il processo di polimerizzazione non può essere interrotto finché non è completo.

Classificazione dei rivestimenti conformi:

Ci sono cinque principali rivestimenti conformi utilizzati: resina acrilica, resina epossidica, silicone, poliuretano (PU) e rivestimento in poliparaxilene.

L Resina acrilica (AAR) :

Gli acrilici sono ideali per l’elettronica comune (a basso costo e ad alto volume) perché l’AAR è economico e può essere facilmente applicato alle superfici del PCB mediante pennello, immersione e spruzzatura manuale o automatica, riducendo i tempi di consegna e producendo prodotti convenienti.

Benefici:

1 – basso costo

2- Facile per applicazioni robot manuali o automatiche

3- Facile da rielaborare

4- Eccellente protezione dall’umidità

5- Buona elasticità superficiale, può sopportare scariche di tensione statica e non reagisce con l’atmosfera, quindi aiuta a polimerizzare attraverso l’evaporazione del solvente

svantaggi:

1- A causa dell’uso di metodi di polimerizzazione/essiccazione atmosferica per questo materiale, è necessario garantire sistemi di ventilazione adeguati

2- Manutenzione a bassa viscosità

3- Bassa resistenza all’usura e resistenza chimica

L Rivestimento epossidico conforme (ER) :

I rivestimenti conformi a base di resine epossidiche possono essere completati con pennello a mano, verniciatura a spruzzo o immersione. La spruzzatura è consigliata per volumi maggiori e per PCB di volume inferiore o prototipo.

Benefici:

1- Elevata resistenza all’umidità e buona resistenza dielettrica

2- Eccellente resistenza chimica, resistenza all’abrasione, resistenza all’umidità e alte temperature fino a 150 OC

svantaggi:

La vernice conformabile 1-epossidica è molto dura e rigida e può danneggiare il PCB e i suoi componenti se si tenta di staccarla o rimuoverla. Rimuovere il rivestimento utilizzando un solvente pericoloso

2- Scarse prestazioni a bassa temperatura

3- Elevata contrazione da polimerizzazione

4- Sono difficili da rifare

L Rivestimento conforme in resina siliconica (OSR):

Il più morbido dei due tipi di rivestimento conforme di cui sopra è il rivestimento conforme di resina siliconica (OSR). Sono ampiamente utilizzati nei PCB delle lampade a LED senza ridurre l’intensità della luce o il cambiamento di colore. Ideale per l’installazione di PCB ad alta umidità ed esposizione all’aria. Adatto per PCB con alta temperatura di esercizio e alta potenza

Benefici:

1- Buona resistenza chimica, resistenza all’umidità, nebbia salina e alte temperature fino a 200 OC

2- Una buona flessibilità lo rende resistente alle sollecitazioni da vibrazioni sul PCB dall’ambiente esterno.

3- Adatto per applicazioni esterne PCB con elevata umidità

Il cattivo:

1- Non resistente all’usura grazie alle proprietà della gomma

2- Può essere rielaborato, ma non facilmente, richiedendo solventi speciali, lunghi tempi di ammollo e agitazione come una spazzola o un bagno ad ultrasuoni

3- Bassa resistenza meccanica, debole adesione al substrato PCB

L Rivestimento conforme in poliuretano (PU):

Adatto per applicazioni PCB nel settore automobilistico, industriale, della strumentazione e delle telecomunicazioni. Nel settore aerospaziale, in particolare, i vapori di carburante entrano costantemente in collisione con il corpo principale delle apparecchiature elettroniche e quindi penetrano all’interno e influiscono sulla scheda PCB

Benefici:

1- Elevata resistenza all’umidità, ai prodotti chimici (acidi e alcalini) e all’usura

svantaggi:

1- Dopo un lungo periodo di completa stagionatura, tende ad ingiallire alle alte temperature a causa del suo alto contenuto di VOC

2- Come il silicone, non è facile da rimuovere completamente

L rivestimento conforme in poliparaxilene:

Questo tipo di rivestimento è adatto per avionica, microelettronica, sensori, circuiti ad alta frequenza e componenti basati su PCB densamente popolati. Si applica mediante deposizione di vapore.

Benefici:

1- Eccellente rigidità dielettrica

2- Elevata resistenza all’umidità, ai solventi, alle temperature estreme e alla corrosione acida

3- Può essere applicato in modo uniforme con vernice molto sottile.

svantaggi:

1- Lo smontaggio/rilavorazione è molto difficile

2- L’alto costo è il più grande svantaggio.