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 vytlačená obvodová doska (PCB) boli svedkami ľudia na celom svete. 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. Tieto PCBS sa však líšia funkčnosťou, zložitosťou, výrobnými nákladmi, kvalitou a spoľahlivosťou. This article focuses on the last two points, the quality and reliability of PCBS.

Áno, potenciálni zákazníci vždy chcú vysokokvalitnú elektroniku, ale je to veľmi drahé a môže zahŕňať zložité výrobné procesy. V komplexnom procese výroby, montáže a testovania DPS existuje veľmi dôležitý proces nazývaný „konformné poťahovanie“ DPS. Tento konformný povlak je v PCBS veľmi dôležitý z hľadiska kvality a spoľahlivosti.

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. Ako je uvedené vyššie, dôvodom pre aplikáciu konformného povlaku na povrch (horný a dolný) PCB je ochrana PCB pred nepriaznivými vonkajšími podmienkami prostredia, čím sa zvýši životnosť PCB a súvisiaceho elektronického zariadenia.

Rovnako ako vysoké teploty nachádzajúce sa v priemyselnej, továrenskej a vysokovýkonnej elektronike, tieto PCBS s zhodnými povlakmi odolávajú extrémnym teplotám. Podobne môže byť elektronické zariadenie inštalované v oblastiach/oblastiach blízko mora alebo oceánu ovplyvnené vysokou vlhkosťou, napríklad navigačné elektronické námorné zariadenia môžu byť vystavené korózii/erózii, ktorá môže viesť k oxidácii kovov. 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.

Ako nanášať konformný povlak?

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.

Hlavné faktory určujúce správnu aplikáciu konformných povlakov sú:

1- Hrúbka 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- Paint by hand with a brush

2- Aerosólový povlak

3- Atomizing spray gun coating

4- Automatic dip coating

5- Automatic selection of coating

Konformný spôsob vytvrdzovania/sušenia povlakom:

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- Vytvrdzovanie kondenzáciou: Konformný povlak PCB sa suší pri izbovej teplote, vlhkosť v atmosfére spomaľuje proces vytvrdzovania alebo sušenia.

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- Oxidačné vytvrdzovanie: Pri tejto metóde sú konforméry DPS vystavené voľnému prostrediu s veľkým množstvom atmosférického kyslíka, čo pomôže pri sušení/vytvrdzovaní konformérov na báze rozpúšťadiel.

5- Catalytic curing: This is the process of curing conformal coating in which two materials are fused together, one of which is conformal coating. Akonáhle je povlak fúzovaný s inými materiálmi katalyzátora, proces vytvrdzovania nemožno zastaviť, kým nie je dokončený.

Classification of conformal coatings:

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

L Akrylová živica (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.

výhody:

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

Nevýhody:

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

2- Údržba pri nízkej viskozite

3- Nízka odolnosť proti opotrebovaniu a chemická odolnosť

L Epoxy conformal coating (ER) :

Conformal coatings based on epoxy resins can be completed by hand brush, spray or dip coating. Postrek sa odporúča pre väčšie objemy a pre menší objem alebo prototyp PCBS.

výhody:

1- High moisture resistance and good dielectric resistance

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

Nevýhody:

1-epoxy conformal paint is very hard and rigid and can damage PCB and its components if attempted peeling or removal. Odstráňte povlak pomocou nebezpečného rozpúšťadla

2- Slabý výkon pri nízkych teplotách

3- Vysoko vytvrdzujúce zmršťovanie

4- Je ťažké ich zopakovať

L Povlak zhodný so silikónovou živicou (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

výhody:

1- Dobrá chemická odolnosť, odolnosť voči vlhkosti, soľnému postreku a vysokým teplotám až do 200 OC

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

3- Vhodné pre vonkajšie aplikácie PCB s vysokou vlhkosťou

Zlý:

1- Nie je odolný voči opotrebovaniu kvôli vlastnostiam gumy

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 Polyuretánový (PU) povlak:

Vhodné pre aplikácie DPS v automobilovom, priemyselnom, prístrojovom a telekomunikačnom priemysle. Najmä v leteckom priestore sa palivové výpary neustále zrážajú s hlavným telesom elektronického zariadenia, a tak prenikajú do interiéru a pôsobia na dosku plošných spojov

výhody:

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

Nevýhody:

1- Po dlhom čase úplného vytvrdzovania má tendenciu žltnúť pri vysokých teplotách kvôli vysokému obsahu VOC

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.

výhody:

1- Excellent dielectric strength

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

3- Can be applied evenly with very thin paint.

Nevýhody:

1- Disassembly/rework is very difficult

2- High cost is the biggest drawback.