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 placa de circuito impresso (PCB) foi testemunhado por pessoas ao redor do 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. No entanto, esses PCBS diferem em funcionalidade, complexidade, custo de fabricação, qualidade e confiabilidade. Este artigo enfoca os dois últimos pontos, a qualidade e a confiabilidade do PCBS.

Sim, os clientes em potencial sempre desejam produtos eletrônicos de alta qualidade, mas isso é muito caro e pode envolver processos de fabricação complexos. No complexo processo de fabricação, montagem e teste de PCBs, existe um processo muito importante denominado “revestimento isolante” de PCBs. This conformal coating is very important in PCBS in terms of quality and reliability.

O que é revestimento isolante e sua importância:

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.

O revestimento isolante pode ser tão fino quanto 25 mícrons e “se ajusta” ao formato e layout do componente da placa de circuito. Como mencionado acima, a razão para aplicar um revestimento conformal à superfície (superior e inferior) de um PCB é para proteger o PCB de condições ambientais externas adversas, aumentando assim a vida útil do PCB e do equipamento eletrônico associado.

Como as altas temperaturas encontradas em eletrônicos industriais, de fábrica e de alta potência, esses PCBS com revestimentos isolantes podem suportar temperaturas extremas. Da mesma forma, equipamentos eletrônicos instalados em áreas / áreas próximas ao mar ou oceano podem ser afetados por alta umidade, como equipamentos eletrônicos navais de navegação podem estar sujeitos à corrosão / erosão que pode levar à oxidação do 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.

Como aplicar o revestimento isolante?

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.

Os principais fatores que determinam a aplicação adequada de revestimentos isolantes são:

1- Espessura da tinta

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- Pinte à mão com um pincel

2- Revestimento de aerossol

3- Atomizing spray gun coating

4- Automatic dip coating

5- Automatic selection of coating

Método de cura / secagem de revestimento conformal:

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

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

2- Cura por condensação: O revestimento isolante do PCB é seco à temperatura ambiente, a umidade na atmosfera retarda o processo de cura ou secagem.

3- ULTRAVIOLET (UV) curing: Here PCB with conformal coating is exposed to UV radiation. A energia UV determina a velocidade de cura do revestimento isolante de PCB

4- Cura por oxidação: Neste método, os conformadores de PCB são expostos a um ambiente ao ar livre com grandes quantidades de oxigênio atmosférico, o que ajudará na secagem / cura de conformadores à 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. Uma vez que o revestimento é fundido com outros materiais catalisadores, o processo de cura não pode ser interrompido até que seja concluído.

Classification of conformal coatings:

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

Resina acrílica L (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.

Benefícios:

1 – baixo custo

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

Desvantagens:

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

2- Manutenção de baixa viscosidade

3- Baixa resistência ao desgaste e resistência química

L Epoxy conformal coating (ER) :

Os revestimentos isolantes à base de resinas epóxi podem ser concluídos com pincel, spray ou revestimento por imersão. A pulverização é recomendada para volumes maiores e para volumes menores ou protótipo de PCBS.

Benefícios:

1- High moisture resistance and good dielectric resistance

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

Desvantagens:

1-epoxy conformal paint is very hard and rigid and can damage PCB and its components if attempted peeling or removal. Remova o revestimento usando um solvente perigoso

2- Baixo desempenho em baixa temperatura

3- Alta retração de cura

4- São difíceis de refazer

L Revestimento isolante de resina de silicone (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

Benefícios:

1- Boa resistência química, resistência à umidade, névoa salina e altas temperaturas até 200 OC

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

3- Adequado para aplicações externas de PCB com alta umidade

O mal:

1- Não é resistente ao desgaste devido às propriedades da borracha

2- Pode ser retrabalhado, mas não facilmente, exigindo solventes especiais, longos tempos de imersão e agitação como uma escova ou banho ultrassônico

3- Low mechanical strength, weak adhesion to PCB substrate

Revestimento isolante de poliuretano L (PU):

Adequado para aplicações de PCB em automotivo, industrial, instrumentação e telecomunicações. Na indústria aeroespacial, em particular, os vapores de combustível colidem constantemente com o corpo principal do equipamento eletrônico e, assim, penetram no interior e afetam a placa do PCB

Benefícios:

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

Desvantagens:

1- Depois de um longo tempo de processo de cura completo, ele tende a amarelar em altas temperaturas devido ao seu alto teor de VOC

2- Como o silício, não é fácil de remover completamente

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.

Benefícios:

1- Excellent dielectric strength

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

3- Can be applied evenly with very thin paint.

Desvantagens:

1- Desmontagem / retrabalho é muito difícil

2- O alto custo é a maior desvantagem.