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 печатная плата (PCB) были свидетелями людей по всему миру. 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. Однако эти печатные платы действительно различаются по функциональности, сложности, стоимости изготовления, качеству и надежности. This article focuses on the last two points, the quality and reliability of PCBS.

Да, потенциальным клиентам всегда нужна высококачественная электроника, но это очень дорого и может включать сложные производственные процессы. В сложном процессе изготовления, сборки и тестирования печатной платы существует очень важный процесс, называемый «конформным покрытием» печатной платы. This conformal coating is very important in PCBS in terms of quality and reliability.

What is conformal coating and its importance:

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.

The conformal coating can be as thin as 25 microns and “conforms” to the shape and component layout of the circuit board. Как упоминалось выше, причиной нанесения конформного покрытия на поверхность (верх и низ) печатной платы является защита печатной платы от неблагоприятных внешних условий окружающей среды, тем самым увеличивая срок службы печатной платы и связанного с ней электронного оборудования.

Like high temperatures found in industrial, factory, and high-power electronics, these PCBS with conformal coatings can withstand extreme temperatures. Точно так же электронное оборудование, установленное в районах / районах, близких к морю или океану, может подвергаться воздействию высокой влажности, например, навигационное электронное военно-морское оборудование может подвергаться коррозии / эрозии, что может привести к окислению металла. 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.

Как нанести конформное покрытие?

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.

The main factors determining the proper application of conformal coatings are:

1- Толщина краски

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- Paint by hand with a brush

2- Аэрозольное покрытие

3- Atomizing spray gun coating

4- Automatic dip coating

5- Automatic selection of coating

Метод отверждения / сушки конформного покрытия:

Conformal coatings themselves can be classified according to the drying and curing methods used after conformal coatings are completed. Вот эти методы:

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

2- Конденсационное отверждение: конформное покрытие печатной платы сушится при температуре окружающей среды, влага из атмосферы замедляет процесс отверждения или высыхания.

3- ULTRAVIOLET (UV) curing: Here PCB with conformal coating is exposed to UV radiation. УФ-энергия определяет скорость отверждения конформного покрытия печатной платы.

4- Окислительное отверждение: в этом методе конформеры ПХБ подвергаются воздействию окружающей среды на открытом воздухе с большим количеством атмосферного кислорода, что способствует сушке / отверждению конформеров на основе растворителей.

5- Catalytic curing: This is the process of curing conformal coating in which two materials are fused together, one of which is conformal coating. После того, как покрытие сплавлено с другими каталитическими материалами, процесс отверждения нельзя остановить, пока он не будет завершен.

Classification of conformal coatings:

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

L Акриловая смола (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.

Выгоды:

1 – low cost

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

Недостатки:

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

2- Поддержание низкой вязкости

3- Низкая износостойкость и химическая стойкость

L Epoxy conformal coating (ER) :

Conformal coatings based on epoxy resins can be completed by hand brush, spray or dip coating. Распыление рекомендуется для больших объемов и для меньшего объема или прототипа PCBS.

Выгоды:

1- High moisture resistance and good dielectric resistance

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

Недостатки:

1-epoxy conformal paint is very hard and rigid and can damage PCB and its components if attempted peeling or removal. Remove the coating by using a hazardous solvent

2- Poor low temperature performance

3- Высокая усадка при отверждении

4- Их сложно переделать

L Конформное покрытие из силиконовой смолы (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

Выгоды:

1- Хорошая химическая стойкость, влагостойкость, солевой туман и высокие температуры до 200 ° C.

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

3- Подходит для наружного применения на печатных платах с высокой влажностью

Плохо:

1- Not wear resistant due to rubber properties

2- Can be reworked, but not easily, requiring special solvents, long soaking times and stirring like a brush or ultrasonic bath

3- Low mechanical strength, weak adhesion to PCB substrate

L Polyurethane (PU) conformal coating:

Suitable for PCB applications in automotive, industrial, instrumentation and telecommunications. In aerospace, in particular, fuel vapors constantly collide with the main body of electronic equipment and thus penetrate into the interior and affect the PCB board

Выгоды:

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

Недостатки:

1- После длительного полного отверждения он имеет тенденцию желтеть при высоких температурах из-за высокого содержания летучих органических соединений.

2- Like silicon, it is not easy to remove completely

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.

Выгоды:

1- Excellent dielectric strength

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

3- Can be applied evenly with very thin paint.

Недостатки:

1- Disassembly/rework is very difficult

2- High cost is the biggest drawback.