כפי שכולנו יודעים, ההתקדמות המתמשכת של ציוד אלקטרוני וטכנולוגיית מעגלים, שיא האמנות ההנדסית בעיצוב, פיתוח וייצור של המעגל המודפס אנשים (PCB) היו עדים לאנשים ברחבי העולם. הפלנטה שלנו מלאה במכונות אינטליגנטיות ביותר, רובוטים אוטומטיים ופלאים מדעיים, וכמובן, יש הרבה PCBS בכל פינה של כדור הארץ, לא משנה באיזו מדינה או עיר מדובר. עם זאת, PCBS אלה שונים בפונקציונליות, מורכבות, עלות ייצור, איכות ואמינות. מאמר זה מתמקד בשתי הנקודות האחרונות, האיכות והאמינות של PCBS.

כן, לקוחות פוטנציאליים תמיד רוצים אלקטרוניקה באיכות גבוהה, אבל זה מאוד יקר ויכול לכלול תהליכי ייצור מורכבים. בתהליך המורכב של ייצור, הרכבה ובדיקות PCB, קיים תהליך חשוב מאוד שנקרא “ציפוי קונפורמלי” של PCB. ציפוי קונפורמלי זה חשוב מאוד ב- PCBS מבחינת איכות ואמינות.

מהו ציפוי קונפורמי וחשיבותו:

ציפוי תואם, ציפוי מגן דק במיוחד של סרט פולימר, יכול לשמש יחד עם מכלולים המותקנים על משטחי הרכבה כדי להגן על מוליכי הרכבה, מפרקי הלחמה, חיווט חשוף ונקודות מתכת אחרות על פני ה PCB מפני קורוזיה, אבק או כימיקלים. בשל תנאי הפעלה או סביבה שונים.

הציפוי הקונפורמלי יכול להיות דק עד 25 מיקרון ו”תואם “את הצורה ואת פריסת המרכיבים של לוח המעגלים. כפי שהוזכר לעיל, הסיבה להחלת ציפוי תואם על פני השטח (העליון והתחתון) של הלוח המודפס היא הגנה על הלוח המודרני מפני תנאים סביבתיים חיצוניים שליליים, ובכך מגדילה את חיי השירות של הלוח והציוד האלקטרוני הנלווה אליו.

בדומה לטמפרטורות גבוהות הנמצאות בתעשייה, במפעל ובאלקטרוניקה בעלת הספק גבוה, PCBS אלה עם ציפויים תואמים יכולים לעמוד בטמפרטורות קיצוניות. באופן דומה, ציוד אלקטרוני המותקן באזורים/באזורים הקרובים לים או לאוקיינוס ​​עשוי להיות מושפע מלחות גבוהה, כגון ציוד ניווט אלקטרוני של הצי יכול להיות נתון לקורוזיה/שחיקה מה שעלול להוביל לחמצון מתכות. באופן דומה, במעבדות מיקרוביולוגיה ובתעשייה הרפואית, ציוד אלקטרוני רגיש יכול להיחשף לכימיקלים רעילים, ממסים חומציים ואלקליין שעלולים להישפך בטעות על לוח PCB, אך “ציפוי הקונפורמציה” של ה- PCB יגן על הלוח והרכיבים מפני פציעה קטלנית.

כיצד למרוח ציפוי קונפורמי?

למעשה, השיטה ליישום “צבע קונפורמלי” בצורה הנכונה כה חשובה עד כי יש לבחון היטב כיצד מוחלים צבע קונפורמי. חשוב לא פחות לבחור חומרי ציפוי תואמים מתאימים.

הגורמים העיקריים הקובעים את היישום הנכון של ציפויים תואמים הם:

1- עובי הצבע

2- רמת הכיסוי שהושגה

3- מידת ההדבקה של צבע ללוחות עץ ומרכיביהם.

ישנן חמש שיטות ליישום ציפויים תואמים:

1- צובעים ביד בעזרת מברשת

2- ציפוי אירוסול

3- ציפוי אקדח ריסוס אטומי

4- ציפוי טבילה אוטומטי

5- בחירה אוטומטית של ציפוי

שיטת ריפוי/ייבוש ציפוי קונפורמלי:

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

1- Heat/heat curing: Conformal coating is dried at high temperature. קצב הייבוש מהיר בהרבה מייבוש/ריפוי בטמפרטורת החדר הרגילים.

2- ריפוי עיבוי: הציפוי הקונפורמי של PCB מיובש בטמפרטורת הסביבה, לחות באטמוספירה מאטה את תהליך הריפוי או הייבוש.

3- ריפוי ULTRAVIOLET (UV): כאן PCB עם ציפוי קונפורמי נחשף לקרינת UV. אנרגיית ה- UV קובעת את מהירות הריפוי של ציפוי קונפורמי PCB

4- ריפוי חמצון: בשיטה זו, עמיתי PCB נחשפים לסביבה באוויר הפתוח עם כמויות גדולות של חמצן אטמוספרי, מה שיסייע בייבוש/ריפוי של קונפורמים המבוססים על ממס.

5- ריפוי קטליטי: זהו תהליך של ריפוי ציפוי קונפורמי שבו שני חומרים מתמזגים יחד, אחד מהם הוא ציפוי קונפורמי. לאחר שהציפוי מתמזג עם חומרי זרז אחרים, לא ניתן לעצור את תהליך הריפוי עד להשלמתו.

סיווג ציפויים תואמים:

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

שרף אקרילי L (AAR):

אקריליק אידיאלי לאלקטרוניקה נפוצה (בעלות נמוכה ובנפח גבוה) מכיוון ש- AAR אינו יקר וניתן ליישם אותו בקלות על משטחי PCB על ידי מברשת, טבילה וריסוס ידני או אוטומטי, צמצום זמן התפנית וייצור מוצרים חסכוניים.

יתרונות:

1 – עלות נמוכה

2- קל ליישומי רובוט ידניים או אוטומטיים

3- קל לעיבוד מחדש

4- הגנת לחות מעולה

5- גמישות פני השטח טובה, יכולה לעמוד בפריקת מתח סטטי ואינה מגיבה עם האטמוספירה, ולכן מסייעת בריפוי באמצעות אידוי ממס.

חסרונות:

1- בשל השימוש בשיטות ריפוי/ייבוש אטמוספריות לחומר זה, יש להבטיח מערכות אוורור תקינות

2- תחזוקה צמיגות נמוכה

3- עמידות ללבוש נמוכה והתנגדות כימית

L Epoxy conformal coating (ER) :

ניתן להשלים ציפויים תואמים המבוססים על שרף אפוקסי בעזרת מברשת ידנית, תרסיס או ציפוי טבילה. ריסוס מומלץ לכמויות גדולות יותר ולנפח קטן יותר או לאב טיפוס PCBS.

יתרונות:

1- High moisture resistance and good dielectric resistance

2- עמידות כימית מעולה, עמידות בפני שחיקה, עמידות בפני לחות וטמפרטורות גבוהות עד 150 מעלות צלזיוס

חסרונות:

1-epoxy conformal paint is very hard and rigid and can damage PCB and its components if attempted peeling or removal. הסר את הציפוי באמצעות ממס מסוכן

2- ביצועים ירודים בטמפרטורה נמוכה

3- הצטמקות ריפוי גבוהה

4- קשה להם לבצע מחדש

ציפוי תואם שרף סיליקון (OSR):

הציפויים הקונפורמלים הרכים ביותר משני הסוגים לעיל הם שרף סיליקון (OSR). הם נמצאים בשימוש נרחב במנורות LED PCBS מבלי להפחית את עוצמת האור או שינוי הצבע. אידיאלי להתקנת PCB בלחות גבוהה וחשיפה לאוויר. מתאים ל- PCB עם טמפרטורת הפעלה גבוהה והספק גבוה

יתרונות:

1- עמידות כימית טובה, עמידות ללחות, תרסיס מלח וטמפרטורות גבוהות עד 200 מעלות צלזיוס

2- גמישות טובה הופכת אותו לעמיד בפני מתח רטט על PCB מהסביבה החיצונית.

3- מתאים ליישומי חוץ PCB עם לחות גבוהה

הרע:

1- לא עמיד בפני שחיקה בגלל תכונות הגומי

2- ניתן לעיבוד מחדש, אך לא בקלות, הדורש ממסים מיוחדים, זמני השרייה ארוכים ובחישה כמו מברשת או אמבט קולי.

3- חוזק מכני נמוך, הידבקות חלשה למצע PCB

ציפוי קונפורמלי פוליאוריטן (PU):

מתאים ליישומי PCB ברכב, תעשייה, מכשור ותקשורת. בחלל, בפרט, אדי דלק מתנגשים ללא הרף עם גוף הציוד האלקטרוני העיקרי ובכך חודרים פנימה ומשפיעים על לוח ה- PCB.

יתרונות:

1- עמידות גבוהה בפני לחות, כימיקלים (חומצה ואלקלי) ובלאי

חסרונות:

1- לאחר תקופה ארוכה של תהליך ריפוי מלא, הוא נוטה להצהיב בטמפרטורות גבוהות בגלל תכולת ה- VOC הגבוהה שלו

2- בדומה לסיליקון, לא קל להסיר אותו לגמרי

ציפוי קונפורמי מסוג L פוליפארקסילן:

סוג זה של ציפוי מתאים לאוויוניקה, מיקרואלקטרוניקה, חיישנים, מעגלים בתדירות גבוהה ורכיבים מבוססי PCB מאוכלסים בצפיפות. הוא מיושם באמצעות תצהיר אדים.

יתרונות:

1- חוזק דיאלקטרי מעולה

2- עמידות גבוהה בפני לחות, ממסים, טמפרטורות קיצוניות וקורוזיה חומצית

3- ניתן ליישם באופן אחיד עם צבע דק מאוד.

חסרונות:

1- פירוק/עיבוד מחדש קשה מאוד

2- עלות גבוהה היא החיסרון הגדול ביותר.