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 kretskort (PCB) har bevittnats av människor runt om i världen. 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. Dessa PCBS skiljer sig dock åt i funktionalitet, komplexitet, tillverkningskostnad, kvalitet och tillförlitlighet. Denna artikel fokuserar på de två sista punkterna, kvaliteten och tillförlitligheten hos PCBS.

Ja, potentiella kunder vill alltid ha elektronik av hög kvalitet, men det är väldigt dyrt och kan innebära komplexa tillverkningsprocesser. I den komplexa processen för tillverkning, montering och testning av kretskort finns det en mycket viktig process som kallas “överensstämmande beläggning” av kretskort. Denna överensstämmande beläggning är mycket viktig i PCBS när det gäller kvalitet och tillförlitlighet.

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.

Den konforma beläggningen kan vara så tunn som 25 mikron och “överensstämmer” med kretskortets form och komponentlayout. Som nämnts ovan är anledningen till att applicera en överensstämmande beläggning på ytan (topp och botten) på ett kretskort för att skydda kretskortet från ogynnsamma yttre miljöförhållanden, och därmed öka livslängden för kretskortet och tillhörande elektronisk utrustning.

Precis som höga temperaturer som finns i industri-, fabriks- och högeffektelektronik kan dessa PCBS med överensstämmande beläggningar tåla extrema temperaturer. På samma sätt kan elektronisk utrustning installerad i områden/områden nära havet eller havet påverkas av hög luftfuktighet, till exempel elektronisk navigationsutrustning kan vara utsatt för korrosion/erosion som kan leda till metalloxidation. 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.

Hur appliceras konform beläggning?

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.

De viktigaste faktorerna som bestämmer korrekt användning av överensstämmande beläggningar är:

1- Färgens tjocklek

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- Måla för hand med en pensel

2- Aerosolbeläggning

3- Atomizing spray gun coating

4- Automatic dip coating

5- Automatic selection of coating

Konformal beläggning härdnings-/torkningsmetod:

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- Kondenshärdning: Den överensstämmande beläggningen av PCB torkas vid omgivningstemperatur, fukt i atmosfären bromsar härdnings- eller torkningsprocessen.

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- Oxidationshärdning: I denna metod utsätts PCB-conformers för en utomhusmiljö med stora mängder atmosfäriskt syre, vilket hjälper till att torka/härda lösningsmedelsbaserade conformers

5- Catalytic curing: This is the process of curing conformal coating in which two materials are fused together, one of which is conformal coating. När beläggningen väl har smälts med andra katalysatormaterial kan härdningsprocessen inte stoppas förrän den är klar.

Classification of conformal coatings:

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

L Akrylharts (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.

Fördelar:

1 – låg kostnad

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

Nackdelar:

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

2- Underhåll med låg viskositet

3- Låg slitstyrka och kemisk beständighet

L Epoxy conformal coating (ER) :

Conformal coatings based on epoxy resins can be completed by hand brush, spray or dip coating. Sprutning rekommenderas för större volymer och för mindre volymer eller prototyp PCBS.

Fördelar:

1- High moisture resistance and good dielectric resistance

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

Nackdelar:

1-epoxy conformal paint is very hard and rigid and can damage PCB and its components if attempted peeling or removal. Ta bort beläggningen med ett farligt lösningsmedel

2- Dålig prestanda vid låg temperatur

3- Hög härdningskrympning

4- De är svåra att göra om

L Silikonharts (OSR) överensstämmande beläggning:

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

Fördelar:

1- Bra kemikaliebeständighet, fuktbeständighet, saltspray och höga temperaturer upp till 200 ° C

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

3- Lämplig för PCB utomhusapplikationer med hög luftfuktighet

Det dåliga:

1- Ej slitstark på grund av gummigenskaper

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 Polyuretan (PU) överensstämmande beläggning:

Lämplig för kretskortstillämpningar inom bil, industri, instrumentering och telekommunikation. I synnerhet inom rymd och rymd kolliderar bränsleångor ständigt med huvuden av elektronisk utrustning och tränger därmed in i interiören och påverkar kretskortet

Fördelar:

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

Nackdelar:

1- Efter en lång tid med fullständig härdningsprocess tenderar den att bli gul vid höga temperaturer på grund av dess höga VOC-innehåll

2- Liksom kisel är det inte lätt att ta bort helt

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.

Fördelar:

1- Excellent dielectric strength

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

3- Can be applied evenly with very thin paint.

Nackdelar:

1- Disassembly/rework is very difficult

2- High cost is the biggest drawback.