Như chúng ta đã biết, sự tiến bộ không ngừng của thiết bị điện tử và công nghệ vi mạch, đỉnh cao của nghệ thuật kỹ thuật trong thiết kế, phát triển và sản xuất bảng mạch in (PCB) đã được chứng kiến ​​bởi mọi người trên thế giới. Hành tinh của chúng ta có rất nhiều máy móc thông minh, rô bốt tự động và các kỳ quan khoa học, và tất nhiên, có rất nhiều PCBS ở mọi nơi trên hành tinh, bất kể đó là quốc gia hay thành phố. Tuy nhiên, các PCBS này khác nhau về chức năng, độ phức tạp, chi phí sản xuất, chất lượng và độ tin cậy. Bài viết này tập trung vào hai điểm cuối cùng, chất lượng và độ tin cậy của PCBS.

Đúng vậy, khách hàng tiềm năng luôn muốn có đồ điện tử chất lượng cao, nhưng điều này rất tốn kém và có thể liên quan đến các quy trình sản xuất phức tạp. Trong quá trình phức tạp của sản xuất, lắp ráp và thử nghiệm PCB, có một quá trình rất quan trọng được gọi là “lớp phủ bảo vệ” của PCB. Lớp phủ bảo vệ này rất quan trọng đối với PCBS về chất lượng và độ tin cậy.

Lớp phủ bảo vệ là gì và tầm quan trọng của nó:

Lớp phủ phù hợp, một lớp phủ bảo vệ siêu mỏng của màng polyme, có thể được sử dụng cùng với các cụm lắp ráp trên bề mặt lắp ráp để bảo vệ dây dẫn lắp ráp, mối nối hàn, dây tiếp xúc và các điểm kim loại khác trên bề mặt PCB khỏi bị ăn mòn, bụi hoặc hóa chất do các điều kiện hoạt động hoặc môi trường khác nhau.

Lớp phủ bảo vệ có thể mỏng đến 25 micron và “phù hợp” với hình dạng và bố cục thành phần của bảng mạch. Như đã đề cập ở trên, lý do để áp dụng một lớp phủ bảo vệ bề mặt (trên và dưới) của PCB là để bảo vệ PCB khỏi các điều kiện môi trường bên ngoài bất lợi, do đó tăng tuổi thọ của PCB và các thiết bị điện tử đi kèm.

Giống như nhiệt độ cao được tìm thấy trong công nghiệp, nhà máy và thiết bị điện tử công suất cao, những PCBS có lớp phủ bảo vệ này có thể chịu được nhiệt độ khắc nghiệt. Tương tự, thiết bị điện tử được lắp đặt ở các khu vực / khu vực gần biển hoặc đại dương có thể bị ảnh hưởng bởi độ ẩm cao, chẳng hạn như thiết bị hải quân điện tử dẫn đường có thể bị ăn mòn / xói mòn dẫn đến oxy hóa kim loại. Tương tự, trong các phòng thí nghiệm vi sinh và ngành y tế, thiết bị điện tử nhạy cảm có thể tiếp xúc với các hóa chất độc hại, dung môi có tính axit và kiềm có thể vô tình tràn vào PCB, nhưng “lớp phủ cấu tạo” của PCB sẽ bảo vệ PCB và các thành phần khỏi bị thương nặng.

Làm thế nào để áp dụng lớp phủ bảo vệ?

Trên thực tế, phương pháp áp dụng “sơn hợp chuẩn” đúng cách rất quan trọng nên phải xem xét cẩn thận về cách sơn hợp chuẩn được áp dụng. Điều quan trọng là chọn vật liệu phủ phù hợp.

Các yếu tố chính xác định việc áp dụng thích hợp các lớp phủ tuân thủ là:

1- Độ dày của sơn

2- Mức độ bao phủ đạt được

3- Mức độ bám dính của sơn với tấm gỗ và các thành phần của chúng.

Có năm phương pháp để áp dụng các lớp phủ bảo vệ:

1- Vẽ bằng tay bằng cọ

2- Lớp phủ khí dung

3- Lớp phủ súng phun nguyên tử

4- Lớp phủ nhúng tự động

5- Tự động lựa chọn lớp phủ

Phương pháp đóng rắn / làm khô lớp phủ phù hợp:

Bản thân các lớp phủ hợp quy có thể được phân loại theo các phương pháp làm khô và đóng rắn được sử dụng sau khi hoàn thành các lớp phủ phù hợp. Các phương pháp này là:

1- Bảo dưỡng bằng nhiệt / nhiệt: Lớp phủ phù hợp được làm khô ở nhiệt độ cao. Tốc độ làm khô nhanh hơn nhiều so với sấy khô / đóng rắn ở nhiệt độ phòng bình thường.

2- Đóng rắn ngưng tụ: Lớp phủ phù hợp của PCB được làm khô ở nhiệt độ môi trường xung quanh, độ ẩm trong khí quyển làm chậm quá trình đóng rắn hoặc sấy khô.

3- Bảo dưỡng bằng ULTRAVIOLET (UV): Ở đây PCB với lớp phủ tuân thủ tiếp xúc với bức xạ UV. Năng lượng uv xác định tốc độ đóng rắn của lớp phủ bảo vệ PCB

4- Xử lý oxy hóa: Trong phương pháp này, các thiết bị kết hợp PCB được tiếp xúc với môi trường không khí mở với lượng lớn oxy trong khí quyển, điều này sẽ hỗ trợ quá trình làm khô / đóng rắn của các thiết bị kết hợp dựa trên dung môi

5- Bảo dưỡng xúc tác: Đây là quá trình đóng rắn lớp phủ bảo vệ môi trường trong đó hai vật liệu được hợp nhất với nhau, một trong số đó là lớp phủ bảo vệ môi trường. Một khi lớp phủ được hợp nhất với các vật liệu xúc tác khác, quá trình đóng rắn không thể dừng lại cho đến khi hoàn tất.

Phân loại lớp phủ bảo vệ:

Có năm lớp phủ bảo vệ chính được sử dụng: nhựa acrylic, nhựa epoxy, silicone, polyurethane (PU) và lớp phủ polyparaxylene.

L Nhựa acrylic (AAR):

Acrylic rất lý tưởng cho các thiết bị điện tử thông dụng (chi phí thấp và khối lượng lớn) vì AAR không đắt và có thể dễ dàng áp dụng cho bề mặt PCB bằng chổi, nhúng và phun thủ công hoặc tự động, giảm thời gian quay vòng và tạo ra các sản phẩm hiệu quả về chi phí.

Lợi ích:

1 – chi phí thấp

2- Dễ dàng cho các ứng dụng robot thủ công hoặc tự động

3- Dễ dàng làm lại

4- Bảo vệ độ ẩm tuyệt vời

5- Độ đàn hồi bề mặt tốt, có thể chịu được phóng điện áp tĩnh, và không phản ứng với khí quyển, do đó giúp chữa bệnh thông qua bay hơi dung môi

nhược điểm:

1- Do việc sử dụng các phương pháp đóng rắn / sấy khô trong khí quyển cho vật liệu này, cần đảm bảo hệ thống thông gió thích hợp

2- Bảo dưỡng độ nhớt thấp

3- Khả năng chống mài mòn và kháng hóa chất thấp

L Lớp phủ bảo vệ Epoxy (ER):

Các lớp phủ hợp quy dựa trên nhựa epoxy có thể được hoàn thiện bằng bàn chải tay, phun hoặc sơn nhúng. Phun được khuyến khích cho khối lượng lớn hơn và khối lượng nhỏ hơn hoặc PCBS nguyên mẫu.

Lợi ích:

1- Khả năng chống ẩm cao và kháng điện môi tốt

2- Kháng hóa chất tuyệt vời, chống mài mòn, chống ẩm và nhiệt độ cao lên đến 150 OC

nhược điểm:

Sơn Epoxy 1-epoxy rất cứng và cứng và có thể làm hỏng PCB và các thành phần của nó nếu cố gắng bóc hoặc loại bỏ. Loại bỏ lớp phủ bằng cách sử dụng một dung môi nguy hiểm

2- Hiệu suất nhiệt độ thấp kém

3- Độ co ngót đóng rắn cao

4- Chúng khó làm lại

L Lớp phủ bảo vệ bằng nhựa silicon (OSR):

Loại mềm nhất trong số hai loại lớp phủ bảo vệ ở trên là lớp phủ bảo vệ bằng nhựa silicon (OSR). Chúng được sử dụng rộng rãi trong PCBS đèn LED mà không làm giảm cường độ ánh sáng hoặc thay đổi màu sắc. Lý tưởng để lắp đặt PCB ở độ ẩm cao và tiếp xúc với không khí. Thích hợp cho PCB với nhiệt độ hoạt động cao và công suất cao

Lợi ích:

1- Chống hóa chất tốt, chống ẩm, phun muối và nhiệt độ cao lên đến 200 OC

2- Tính linh hoạt tốt giúp nó có khả năng chống chịu lực rung đối với PCB từ môi trường bên ngoài.

3- Thích hợp cho các ứng dụng PCB ngoài trời với độ ẩm cao

Những người xấu:

1- Không chống mài mòn do đặc tính của cao su

2- Có thể làm lại, nhưng không dễ dàng, yêu cầu dung môi đặc biệt, thời gian ngâm lâu và khuấy như bàn chải hoặc bể siêu âm

3- Độ bền cơ học thấp, độ bám dính yếu với chất nền PCB

L Lớp phủ tuân thủ Polyurethane (PU):

Thích hợp cho các ứng dụng PCB trong ô tô, công nghiệp, thiết bị đo đạc và viễn thông. Đặc biệt, trong hàng không vũ trụ, hơi nhiên liệu liên tục va chạm với phần thân chính của thiết bị điện tử và do đó xâm nhập vào bên trong và ảnh hưởng đến bảng mạch PCB

Lợi ích:

1- Khả năng chống ẩm, hóa chất (axit và kiềm) và mài mòn cao

nhược điểm:

1- Sau một thời gian dài của quá trình đóng rắn hoàn toàn, nó có xu hướng chuyển sang màu vàng ở nhiệt độ cao do hàm lượng VOC cao

2- Giống như silicon, không dễ dàng để loại bỏ hoàn toàn

Lớp phủ bảo vệ L polyparaxylene:

Loại lớp phủ này thích hợp cho các thiết bị điện tử hàng không, vi điện tử, cảm biến, mạch tần số cao và các thành phần dựa trên PCB có mật độ dân số cao. Nó được áp dụng bằng phương pháp lắng đọng hơi.

Lợi ích:

1- Độ bền điện môi tuyệt vời

2- Khả năng chống ẩm, dung môi, nhiệt độ khắc nghiệt và axit ăn mòn cao

3- Có thể sơn đều với lớp sơn cực mỏng.

nhược điểm:

1- Tháo lắp / làm lại rất khó

2- Giá thành cao là nhược điểm lớn nhất.