Як ми всі знаємо, безперервний прогрес електронного обладнання та технологій схем, вершина інженерного мистецтва у проектуванні, розробці та виробництві друкована плата (PCB) стали свідками людей по всьому світу. 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. Однак ці PCBS дійсно відрізняються функціональністю, складністю, вартістю виробництва, якістю та надійністю. Ця стаття присвячена двом останнім пунктам – якості та надійності ПХБ.

Так, потенційні клієнти завжди хочуть високоякісної електроніки, але це дуже дорого і може включати складні виробничі процеси. У складному процесі виробництва, складання та випробування друкованої плати існує дуже важливий процес, який називається «конформне покриття» друкованої плати. Це конформне покриття є дуже важливим у PCBS з точки зору якості та надійності.

Що таке конформне покриття та його значення:

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.

Конформне покриття може бути тонким до 25 мкм і “відповідає” формі та компоновці друкованої плати. Як згадувалося вище, причиною нанесення конформного покриття на поверхню (зверху та знизу) друкованої плати є захист друкованої плати від несприятливих зовнішніх умов навколишнього середовища, тим самим збільшуючи термін служби друкованої плати та відповідного електронного обладнання.

Як і високі температури, що зустрічаються в промисловій, заводській та потужній електроніці, ці ПХБ з конформними покриттями витримують екстремальні температури. Подібним чином на електронне обладнання, встановлене в районах/районах поблизу моря чи океану, може впливати висока вологість, наприклад, навігаційне електронне військово -морське обладнання може піддаватися корозії/ерозії, що може призвести до окислення металу. 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.

Як нанести конформне покриття?

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.

Основними факторами, що визначають належне нанесення конформних покриттів, є:

1- Товщина фарби

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- Фарбуйте вручну пензлем

2- Аерозольне покриття

3- Atomizing spray gun coating

4- Automatic dip coating

5- Automatic selection of coating

Метод конформного затвердіння/сушіння покриття:

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- Затвердіння конденсатом: конформне покриття друкованої плати сушиться при температурі навколишнього середовища, волога в атмосфері уповільнює процес затвердіння або сушіння.

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- Окислювальне затвердіння: У цьому методі конформери з ПХБ піддаються впливу відкритого повітряного середовища з великою кількістю атмосферного кисню, що сприятиме сушінню/затвердінню конформерів на основі розчинників

5- Catalytic curing: This is the process of curing conformal coating in which two materials are fused together, one of which is conformal coating. Після того, як покриття злилося з іншими каталізаторними матеріалами, процес затвердіння не можна зупинити, поки він не завершиться.

Classification of conformal coatings:

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

L Акрилова 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.

Переваги:

1 – низька вартість

2- Простота в ручному або автоматичному застосуванні роботів

3- Easy to rework

4- Відмінний захист від вологи

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

Недоліки:

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

2- Підтримка низької в’язкості

3- Низька зносостійкість і хімічна стійкість

L Epoxy conformal coating (ER) :

Конформні покриття на основі епоксидних смол можна наносити ручним пензлем, розпилювачем або зануренням. Обприскування рекомендується для більших об’ємів і для менших об’ємів або прототипу PCBS.

Переваги:

1- High moisture resistance and good dielectric resistance

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

Недоліки:

1-epoxy conformal paint is very hard and rigid and can damage PCB and its components if attempted peeling or removal. Видаліть покриття за допомогою небезпечного розчинника

2- Низькі показники низької температури

3- Висока затвердіння усадка

4- Їх важко переробити

L Конформне покриття з силіконової смоли (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

Переваги:

1- Хороша хімічна стійкість, вологостійкість, розпилення солі та високі температури до 200 ° C

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

3- Підходить для зовнішнього застосування з високою вологістю друкованих плат

Погано:

1- Не зносостійкий через властивості гуми

2- Можна переробляти, але нелегко, вимагаючи спеціальних розчинників, тривалий час замочування та перемішування, як щітка або ультразвукова ванна

3- Low mechanical strength, weak adhesion to PCB substrate

L Поліуретанове (PU) конформне покриття:

Підходить для застосування в друкованих платах в автомобільній промисловості, приладобудуванні та телекомунікаціях. Зокрема, в аерокосмічній галузі пари палива постійно стикаються з основним корпусом електронного обладнання і таким чином проникають всередину та впливають на плату друкованої плати

Переваги:

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

Недоліки:

1- Після тривалого часу повного затвердіння він має тенденцію жовтіти при високих температурах через високий вміст ЛОС

2- Як і кремній, його нелегко видалити повністю

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.

Переваги:

1- Excellent dielectric strength

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

3- Can be applied evenly with very thin paint.

Недоліки:

1- Розбирання/переробка дуже важка

2- Висока вартість- найбільший недолік.