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 Płytka drukowana (PCB) był obserwowany przez ludzi na całym świecie. 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. Jednak te PCB różnią się funkcjonalnością, złożonością, kosztem produkcji, jakością i niezawodnością. Ten artykuł skupia się na dwóch ostatnich punktach, jakości i niezawodności PCB.

Tak, potencjalni klienci zawsze chcą wysokiej jakości elektroniki, ale jest to bardzo kosztowne i może wiązać się ze złożonymi procesami produkcyjnymi. W złożonym procesie produkcji, montażu i testowania PCB istnieje bardzo ważny proces zwany „powłoką konformalną” PCB. Ta powłoka konforemna jest bardzo ważna w PCB pod względem jakości i niezawodności.

Co to jest powłoka konforemna i jej znaczenie:

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.

Powłoka konforemna może mieć grubość do 25 mikronów i „dopasowuje się” do kształtu i układu elementów płytki drukowanej. Jak wspomniano powyżej, powodem nakładania powłoki ochronnej na powierzchnię (górną i dolną) PCB jest ochrona PCB przed niekorzystnymi warunkami zewnętrznymi, zwiększając w ten sposób żywotność PCB i związanego z nią sprzętu elektronicznego.

Podobnie jak wysokie temperatury występujące w elektronice przemysłowej, fabrycznej i dużej mocy, te płytki PCB z powłokami ochronnymi mogą wytrzymać ekstremalne temperatury. Podobnie sprzęt elektroniczny zainstalowany w obszarach/obszarach blisko morza lub oceanu może być narażony na działanie wysokiej wilgotności, na przykład elektroniczny sprzęt nawigacyjny do marynarki wojennej może podlegać korozji/erozji, co może prowadzić do utleniania metali. 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.

Jak nakładać powłokę konformalną?

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.

Głównymi czynnikami decydującymi o prawidłowej aplikacji powłok konforemnych są:

1-Grubość farby

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- Maluj ręcznie za pomocą pędzla

2-powłoka aerozolowa

3- Atomizing spray gun coating

4- Automatic dip coating

5- Automatic selection of coating

Konformalna metoda utwardzania/suszenia powłoki:

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- Utwardzanie kondensacyjne: Konformalna powłoka PCB jest suszona w temperaturze otoczenia, wilgoć w atmosferze spowalnia proces utwardzania lub suszenia.

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- Utwardzanie oksydacyjne: W tej metodzie konformery PCB są wystawione na działanie otwartego powietrza z dużą ilością tlenu atmosferycznego, co pomoże w suszeniu/utwardzaniu konformerów na bazie rozpuszczalników

5- Catalytic curing: This is the process of curing conformal coating in which two materials are fused together, one of which is conformal coating. Po stopieniu powłoki z innymi materiałami katalizatora nie można zatrzymać procesu utwardzania, dopóki nie zostanie zakończony.

Classification of conformal coatings:

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

L Żywica akrylowa (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.

Korzyści:

1 – niski koszt

2- Easy for manual or automatic robot applications

3- Easy to rework

4-Doskonała ochrona przed wilgocią

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

Niedogodności:

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

2-Utrzymanie niskiej lepkości

3- Niska odporność na zużycie i odporność chemiczna

L Epoxy conformal coating (ER) :

Powłoki konformalne na bazie żywic epoksydowych można wykańczać ręcznie pędzlem, natryskowo lub zanurzeniowo. Natryskiwanie jest zalecane w przypadku większych objętości i mniejszych objętości lub prototypowych płytek drukowanych.

Korzyści:

1- High moisture resistance and good dielectric resistance

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

Niedogodności:

1-epoxy conformal paint is very hard and rigid and can damage PCB and its components if attempted peeling or removal. Usuń powłokę za pomocą niebezpiecznego rozpuszczalnika

2-Słaba wydajność w niskich temperaturach

3-Wysoki skurcz utwardzania

4- Trudno je przerobić

L Powłoka ochronna z żywicy silikonowej (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

Korzyści:

1- Dobra odporność chemiczna, odporność na wilgoć, mgłę solną i wysokie temperatury do 200 OC

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

3-Nadaje się do zastosowań zewnętrznych PCB o wysokiej wilgotności

Złe:

1- Nie jest odporny na zużycie ze względu na właściwości gumy

2- Może być przerobiony, ale niełatwo, wymaga specjalnych rozpuszczalników, długiego czasu namaczania i mieszania jak pędzel lub kąpiel ultradźwiękowa

3- Low mechanical strength, weak adhesion to PCB substrate

L Powłoka ochronna z poliuretanu (PU):

Nadaje się do zastosowań PCB w motoryzacji, przemyśle, oprzyrządowaniu i telekomunikacji. Zwłaszcza w przemyśle lotniczym opary paliwa stale zderzają się z głównym korpusem sprzętu elektronicznego, a tym samym wnikają do wnętrza i wpływają na płytkę PCB

Korzyści:

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

Niedogodności:

1- Po długim czasie pełnego procesu utwardzania ma tendencję do żółknięcia w wysokich temperaturach ze względu na wysoką zawartość LZO

2-Podobnie jak silikon, nie jest łatwy do całkowitego usunięcia

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.

Korzyści:

1- Excellent dielectric strength

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

3- Can be applied evenly with very thin paint.

Niedogodności:

1- Demontaż/przeróbka jest bardzo trudna;

2- Największą wadą jest wysoki koszt.