конформное покрытие печатной платы

Конформные покрытия: рекомендации по методам нанесения, измерительным испытаниям и т. д.

каталог

Что такое конформное покрытие?

Конформное покрытие представляет собой слой полимерного материала, который наносится на печатную плату (PCB) для защиты платы и ее компонентов от потенциально вредных условий окружающей среды, при этом гарантируя, что функциональность платы останется неизменной. Он действует как изолирующий слой, защищая поверхность печатной платы. Эти покрытия «соответствуют» присущей печатной плате неравномерности структуры и окружающей среды. Обычно наносимая толщиной 25-250 мкм, пленка может защитить от пыли, различных перепадов температуры и других абразивных воздействий, что в конечном итоге продлевает срок службы печатной платы. Ниже перечислены различные типы конформных покрытий. 

Являются ли конформные покрытия проводящими?

Конформное покрытие выполнено из непроводящего материала, представляющего собой защитный диэлектрический слой. Нанесение на поверхность печатной платы (PCB) для изоляции печатной платы или компонентов от экстремальных условий, таких как вода, влажность и пыль. Он даже изолирует компоненты (которые могут генерировать высокое напряжение или сильно нагреваться) от остальной части печатной платы, чтобы защитить электронные компоненты от повреждений в течение срока их службы. Это полная противоположность процессу обработки поверхности печатной платы, а изоляционные свойства, обеспечиваемые краской Conformal, могут помочь разработчику уменьшить расстояние между проводниками печатной платы. Большинство процессов обработки поверхности имеют определенную степень проводимости, почему вы говорите, что большинство из них? Это связано с тем, что некоторые виды обработки поверхности не являются проводящими, например, OSP. Если вы хотите узнать подробные сведения о процессе обработки поверхности печатных плат, нажмите, чтобы прочитать.
А когда спросили конформное покрытие водостойкое? Ответ – нет. Хотя конформное покрытие может обеспечить некоторую степень водонепроницаемости, оно не обязательно является водонепроницаемым. Уровень водостойкости зависит от конкретного типа используемого конформного покрытия и процесса нанесения.

Как конформное покрытие помогает печатным платам?

Конформное покрытие печатной платы с высокой степенью изоляционной защиты, обеспечивающее более плотное расстояние между проводниками. Его можно использовать в самых разных средах для полной защиты компонентов от загрязнения, соляного тумана, влаги, грибка, химического и коррозионного воздействия и многого другого. Он может обеспечить защиту от грубого обращения и повреждений при установке, а также уменьшить воздействие механических и термических нагрузок. Применяя конформные покрытия, устройства могут работать с более высокими градиентами напряжения и меньшим расстоянием между дорожками, что позволяет разработчикам соответствовать требованиям миниатюризации и надежности. Это может помочь улучшить диэлектрическую прочность между проводниками, делая конструкцию печатной платы более компактной и компактной. Конформное пальто очень популярно в многослойная печатная плата и производство HDI. 

conformal coating

Какие химические материалы обычно используются в конформных покрытиях?

Конформные покрытия можно классифицировать в соответствии с их основным химическим составом, каждое из которых имеет свои полезные свойства для различных сред, в которых будет работать печатная плата. Важно выбрать химический состав покрытия, соответствующий требованиям применения. В этом разделе мы в основном говорим о нескольких типах конформных покрытий печатных плат, включая силиконовые конформные покрытия, эпоксидные конформные покрытия, уретановые конформные покрытия, акриловые конформные покрытия, париленовые конформные покрытия, гибридные покрытия, покрытия на водной основе и т. д. Каждая конформная краска имеет их собственные характеристики и свойства, которые делают их лучшим выбором для конкретных сред и сценариев приложений. 

В целом силиконовые покрытия (SR) наиболее устойчивы к экстремальным температурам или температурным колебаниям благодаря большей гибкости. Они имеют резиновую природу, что делает их устойчивыми к вибрационным нагрузкам. Но это свойство означает, что они не устойчивы к истиранию. SR также обладает хорошей устойчивостью к химическим веществам, влаге и солевому туману, а также очень гибок. Эти покрытия с превосходными характеристиками обеспечивают широкую защиту в сложных и быстро меняющихся производственных секторах. 

Эпоксидная смола (ER) обычно поставляется в виде двухкомпонентного компаунда и образует очень твердое покрытие. В отличие от обычных конформных покрытий, они отличаются высокой влагостойкостью и, как правило, непроницаемы. Они обладают высокой износостойкостью и химической стойкостью. Хотя покрытия могут работать при температурах до 150 ℃, они оказывают давление на компоненты в экстремальных условиях. Эпоксидные покрытия очень просты в использовании, но их очень трудно удалить после отверждения, и они не такие податливые, как другие материалы. В процессе отверждения конформные покрытия обычно дают усадку. Эти покрытия часто используются в заливочных смесях и, в отличие от других покрытий, обеспечивают полное покрытие электроники твердым и ровным слоем материала. 

Акриловые покрытия имеют доступные цены и хорошую защиту от воздействия окружающей среды. Они экономичны, обеспечивают хорошую общую защиту, просты в применении и ремонте. Они обладают высокой диэлектрической прочностью, а также достаточной устойчивостью к влаге и истиранию. Кроме того, акриловые покрытия можно легко и быстро удалить с помощью различных растворителей, часто без необходимости перемешивания. Однако их свойство ограниченной устойчивости к растворителям делает их подходящими для повторной обработки, но не для применений, где очень важна химическая стойкость. Преимущество конформного акрилового покрытия по сравнению с силиконом состоит в том, что первое имеет более быстрое удаление. 

По сравнению с акриловыми покрытиями уретановое конформное покрытие обеспечивает превосходную защиту в сложных условиях и исключительную химическую стойкость. Они сохраняют гибкость при экстремально низких температурах. Как и акрилы, они также подходят для широкого диапазона рабочих температур во многих областях применения. Однако они устойчивы к истиранию и растворителям, что затрудняет удаление покрытий. 

Конформные покрытия из парилена представляют собой уникальный тип покрытий, наносимых осаждением из паровой фазы. Этот вид покрытия обладает превосходной диэлектрической прочностью и превосходной влагостойкостью, а также стойкостью к растворителям. Благодаря хорошей термостойкости покрытие может работать при суровых температурах. Используя метод осаждения из паровой фазы, конформные покрытия Parylene обеспечивают исключительную защиту печатных плат при нанесении очень тонким слоем. Однако его нелегко удалить или переделать, и для этого требуются методы истирания. Единственный способ повторного покрытия периленом – это использование оборудования для осаждения из паровой фазы; никаким другим способом сделать это невозможно. Между тем материалы париленового конформного покрытия стоят дорого. 

В гибридном покрытии используется смесь базовых химических веществ. И это может привести к множеству различных вариантов покрытия, которые можно адаптировать к конкретным требованиям применения. Например, полиуретан можно использовать в сочетании с силиконом, чтобы повысить его устойчивость к более высоким температурам. В зависимости от ваших продуктов и среды, в которой они будут работать, доступен ряд гибридных покрытий, помогающих достичь более высоких характеристик. 

Покрытия на водной основе отверждаются путем испарения воды из системы. Покрытие основано на полимерных материалах, специально разработанных для защиты электронных схем. Эти покрытия отличаются низким содержанием летучих органических соединений и заменяют большую часть растворителя в системе водой. Этот тип покрытий гарантирует безопасность оператора, делает его менее вредным для окружающей среды и легче поддается очистке по сравнению с покрытиями на основе растворителей. 

Конформные покрытия с УФ-отверждением также являются своего рода гибридными покрытиями, в которых используется комбинация различных химических типов для создания системы двойного отверждения. Этот подход используется, чтобы избежать любых проблем, связанных с областями УФ-тени, которые могут возникнуть в процессе отверждения. Процесс происходит очень быстро, для отверждения покрытия под УФ-светом требуется всего несколько секунд. Это очень полезно для приложений с высокой пропускной способностью, поскольку любые теневые области со временем затвердевают с помощью системы вторичного затвердевания. Однако из-за процесса отверждения может быть сложно удалить их с печатной платы и уменьшить гибкость. 

2K (двухкомпонентное) защитное покрытие представляет собой гибридную технологию, которая сочетает в себе лучшие характеристики герметизирующих смол и защитного покрытия. Покрытие 2K обеспечивает хорошее покрытие и превосходную гибкость для защиты хрупких компонентов. Кроме того, покрытия 2K обладают отличными механическими свойствами и устойчивы к истиранию. Однако, поскольку он состоит из двух частей, для его нанесения требуется более сложное оборудование, чем для однокомпонентных покрытий, и его труднее удалить, что усложняет ремонт печатной платы. 

Плюсы и минусы материалов конформного покрытия
Категории Плюсы Минусы
силикон (SR) Отлично подходит для экстремальных температур; Отличная химическая стойкость; Отличная влагостойкость; Устойчивость к солевым брызгам; Высокая влажность и коррозионная стойкость; Отличная адгезия к печатной плате; Трудно удалить; не стойкий к истиранию; Только локальный ремонт;
Уретан (Полиуретан) (UR) Хорошая влаго- и химическая стойкость; Высокая влажность и коррозионная стойкость; Износостойкий; Стойкий к растворителям; Трудно удалить; Длительный процесс отверждения; Высокое содержание ЛОС;
Эпоксидная смола (ER) Отличная стойкость к истиранию + влаге; Отличная химическая стойкость; Хорошо работает в суровых условиях; Трудно удалить/переработать; Высокая усадка при отверждении; Не подходит для высоких температур;
Акрил (АR) Легко наносится и ремонтируется; Влагостойкость и стойкость к истиранию; Легко и быстро удалить; Быстросохнущие свойства; Не дает усадку во время отверждения; Низкая химическая и растворяющая стойкость; Пониженная стойкость к истиранию; Не подходит для суровых условий; Не идеально подходит для высокотемпературных приложений;
Парилен (XY) Химическая инертность; Нет необходимости во времени отверждения; Высокая диэлектрическая прочность; Лучший растворитель при экстремальных температурах; Трудно удалить/переработать; Не подходит для длительного пребывания на открытом воздухе; Высокая стоимость;
Гибридные покрытия Широкий диапазон рабочих температур; Легко применять; Высокая химическая стойкость; высокие затраты; Длительное время отверждения;
Покрытие на водной основе Отличная устойчивость к растворителям; Низкий уровень выбросов VOC; Повышенная производительность; Отличные диэлектрические свойства; Длительное время отверждения; Дорогой;
УФ-отверждаемое покрытие Быстрое отверждение за секунды; Вторичная система отверждения влагой, используемая для облегчения отверждения в затененных местах; Хорошая защита в различных средах; Отличная химическая стойкость; высокие затраты; трудно удалить; Снижение гибкости;
2K (двухкомпонентное) покрытие Высокая производительность; Широкий диапазон рабочих температур; Хорошая влагозащита; Наносится большей толщиной по сравнению с однокомпонентными покрытиями; Не легко удалить или переработать; Требуется более сложное прикладное оборудование;

Как нанести конформное покрытие на печатную плату?

Способ нанесения конформного покрытия на печатную плату не менее важен. Существует множество подходов к нанесению трех антикрасочных материалов, таких как ручное распыление, автоматическое распыление, нанесение кистью, погружение или выборочное машинное покрытие.

  • Применение ручного распыления.
    Нанесение защитного покрытия на печатные платы вручную осуществляется разными способами. Его можно наносить с помощью аэрозольного баллончика, распылительного пистолета или ручного распылителя. Этими методами можно наносить все жидкие лакокрасочные материалы. Для мелкосерийного производства печатных плат обычно используется ручное напыление. Напротив, для мелкосерийного производства или прототипирование, аэрозольное конформное покрытие – более быстрый и экономичный способ нанесения. Использование пистолета-распылителя для нанесения покрытий похоже на распыление вручную с помощью аэрозольного баллончика, но его преимущество заключается в более быстром и эффективном нанесении. При использовании этого метода необходима надлежащая вентиляция, и рекомендуется использовать профессиональную покрасочную камеру. 
  • Автоматическое распыление.
    Для нанесения конформного покрытия на плиту можно использовать запрограммированную систему распыления. Эта система включает перемещение плиты по конвейеру под различными распылительными головками. Этот метод предлагает повышенную эффективность и большую точность по сравнению с ручным применением. Он подходит для нанесения силиконового защитного покрытия, акрилового защитного покрытия и многих других. Автоматическое напыление конформного покрытия имеет два основных метода: селективное покрытие и погружение.
  • Выборочное покрытие.
    Используя специализированные роботизированные распылительные форсунки для нанесения конформного покрытия, этот автоматизированный процесс предлагает наиболее эффективный метод покрытия печатной платы. Этот процесс выборочно наносит покрытие только на определенные области платы, которые были обозначены пользователем.
  • Погружение.
    Этот традиционный метод нанесения конформного покрытия включает погружение печатных плат в резервуар с жидкостью для покрытия, которая затем сливается с покрытием вокруг печатной платы в процессе погружения. Хотя этот метод погружения обеспечивает полное покрытие доски, он может занять много времени. Помимо времени, необходимого для погружения каждой платы, также необходимо покрыть контакты или другие области, которые не должны покрываться. Этот метод часто используется для объектов сложной формы или для покрытия обеих сторон объекта одновременно.
    Dipping of PCB Conformal Coating
  • Щетка.
    Нанесение конформной щетки для покрытия на покрытие является распространенной практикой, обычно используется при ремонте и доработке из-за его простоты. Процесс нанесения покрытия включает использование кисти, контейнера для хранения покрытия и определенной области для нанесения, что делает его идеальным для мелкосерийного производства. Однако этот метод требует значительного объема ручного труда и в значительной степени зависит от квалификации и последовательности оператора, что приводит к вариациям конечного продукта.
    Brushing of PCB Conformal Coating

Какие факторы следует учитывать при конформном покрытии?

Выбор подходящего метода нанесения конформного покрытия — сложный и тщательный процесс, который включает в себя принятие во внимание трех основных соображений. Чтобы определить оптимальный процесс нанесения и лучший материал конформного покрытия, необходимо принять во внимание несколько важных факторов, в том числе: 

  • Диапазон рабочих температур;
  • Объем контуров, подлежащих покрытию;
  • Требования к пропускной способности производства;
  • Требования к дизайну платы;
  • Факторы окружающей среды для цепи;
  • Требования к оборудованию;
  • Предварительная обработка;
  • Международные, клиентские или национальные стандарты.

Если вы не уверены, какое защитное покрытие выбрать для своего проекта в соответствии с направлением применения печатных плат. Вы можете представить соответствующие производственные материалы на Страница котировок JHD, и наши профессиональные инженеры проверят и дадут экономически эффективное решение.

Производственные этапы нанесения конформного покрытия.

Шесть ключевых этапов включены в производственный процесс соответствующего покрытия. 

  • Очистка печатной платы-
    Чтобы обеспечить успешное нанесение покрытий, необходимо удалить различные остатки, которые могут возникнуть в результате работы операторов, пайки, работы машин и загрязнения окружающей среды. Это требует, чтобы поверхность была свободна от загрязнений, таких как грязь, воск и жир. Методы очистки, которые могут достичь этого, включают использование водных химикатов, очистку растворителем и плазменную очистку.
  • Маскировка-
    Основная цель маскирования в процессе нанесения покрытия состоит в том, чтобы предотвратить покрытие определенных областей печатной платы и компонентов. Это важно, потому что конформное покрытие является изолятором, и некоторые области должны оставаться непокрытыми. Для маскировки используются различные материалы, в том числе малярные ленты, точки, формы, жидкий латекс и маскировочные сапоги.
  • Покрытие-
    Конформные покрытия можно наносить различными способами, такими как кисть, погружение, ручное/распылительное распыление и т. д.
  • Демаскировка и отделка-
    Удаление маскировки производится после нанесения покрытия. Далее осуществляется отделка, обеспечивающая:
    -Качество покрытия;
    -Предотвращение маскировки утечки;
    -Проверка стандартов;
    -Предотвращение дефектов покрытия.
  • Отверждение-
    Это обеспечивает достижение желаемых свойств покрытия (электрических и механических) и защищает плату во время эксплуатации. Методы:
    – Сушка/выпаривание растворителя;
    -Нагревать;
    -RT (влажность / двухкомпонентный);
    -Комбинированное лечение;
    -УФ/тепло, УФ/влага, УФ/двухкомпонентный.
  • Инспекция-
    Контроль является важным этапом в процессе нанесения конформного покрытия. После завершения процесса конформного покрытия печатная плата подвергается испытаниям на сопротивление поверхностной изоляции и внешний вид, включая проверку на наличие трещин, вздутий и пузырей. Методы проверки включают ручную проверку, видимость УФ-лампы и автоматизированный оптический контроль (AOI).

Сколько времени сохнет конформное покрытие?

Время высыхания и отверждения конформного покрытия зависит от таких факторов, как тип используемой смолы, толщина покрытия и выбранный метод отверждения. Конформные покрытия имеют различные методы отверждения, такие как: термическое отверждение, отверждение влагой, УФ-отверждение и отверждение испарением. Подробности приведены ниже: 

Испарительный механизм отверждения-
После испарения жидкого носителя смола покрытия остается. Хотя концепция проста, печатные платы обычно готовы к обработке в течение часа, но для их полного отверждения может потребоваться несколько дней. На параметры нанесения влияет влажность, независимо от того, на основе растворителя или на водной основе используется жидкий носитель. Растворители удобны для обработки, поскольку они обеспечивают равномерное покрытие и быстрое отверждение. Из-за их воспламеняемости при работе с конформными покрытиями обязательно используются надлежащие методы вентиляции и удаления дыма. Напротив, вода устраняет риск воспламенения, но требует больше времени для отверждения и очень чувствительна к влажности окружающей среды.
Влагоотверждение-
Влагоотверждаемые покрытия доступны как на основе силикона, так и на основе полиуретана, с вариантами составов на основе растворителей и без них. Эти покрытия зависят от атмосферной влаги, чтобы инициировать отверждение. Эти материалы будут реагировать с влагой, присутствующей в окружающей среде, с образованием полимерного покрытия. Этот тип механизма отверждения можно использовать в сочетании с испарительным отверждением, при котором влага вступает в реакцию со смолой, чтобы инициировать окончательное отверждение по мере испарения носителя-растворителя.
Термическое отверждение-
Для термоотверждаемых конформных покрытий, в основном на основе силикона, для полного отверждения требуется температура не менее 100–110°C в течение 10–15 минут. Механизм можно использовать как с однокомпонентными, так и с многокомпонентными системами. Кроме того, он также может служить вторичным механизмом отверждения при ультрафиолетовом, влажном или испарительном отверждении. Хотя тепло может ускорить процесс отверждения, важно учитывать термическую чувствительность печатных плат и электронных компонентов.
УФ-отверждение-
Покрытия, отверждаемые ультрафиолетовым светом, обеспечивают высокую пропускную способность и являются 100% твердыми без растворителей-носителей. Поскольку УФ-отверждение происходит на производственной линии, для затененных областей и под компонентами необходим механизм вторичного отверждения. Ремонт и доработка покрытий, отвержденных УФ-излучением, может быть сложной задачей. Несмотря на то, что УФ-отверждение происходит сразу после воздействия УФ-света, для полного отверждения затененных участков может потребоваться несколько дней.

Три этапа сушки и отверждения в процессе конформного покрытия:

  • Этап 1: Сушка на отлип – Это относится к стадии, когда покрытие достаточно высохло и не ощущается липким при прикосновении. Покрытия на основе акриловых растворителей могут достичь этой стадии «высыхания до отлипа» в течение 10-15 минут, в зависимости от таких факторов, как толщина покрытия, тип растворителя, скорость экстракции, температура и влажность. Однако в этот момент покрытие будет мягким на ощупь и восприимчивым к повреждениям.  
  • Этап 2: Полностью высушенный – С конформным покрытием и печатной платой можно нормально обращаться, но покрытие еще не полностью отверждено. Это выгодно для производственных целей, так как печатная плата может быть дополнительно обработана и помещена в упаковку. Важно отметить, что покрытие еще не подвергалось процессу отверждения.
  • Стадия 3: Полное излечение – Конформное покрытие достигает своих максимальных свойств, когда оно подвергается процессу отверждения, в ходе которого покрытие претерпевает трансформацию. Скорость процесса отверждения зависит от используемого покрытия.

Как измерить толщину конформного покрытия?

Конформные покрытия обычно наносятся очень тонкими слоями, обеспечивая оптимальную защиту и сводя к минимуму такие проблемы, как захват тепла, избыточный вес и другие проблемы. Как правило, общий диапазон применяемой толщины составляет от 1 до 5 мил (от 25 до 127 микрон) для достижения максимальной защиты при минимизации этих проблем. Так как же измерить толщину конформного покрытия? Несколько различных методов измерения толщины конформного покрытия перечислены ниже. 

  • Датчик влажной пленки
    Это недорогой, быстрый и простой метод измерения толщины еще влажного покрытия. Эти датчики имеют набор насечек и зубцов, каждый зубец имеет откалиброванную и известную длину. Датчик помещается непосредственно на влажную пленку для целей измерения. Чтобы определить толщину сухой пленки, измерение влажной пленки умножается на содержание твердых частиц после завершения процесса нанесения покрытия.
    Wet Film Gauge
  • микрометр
    Микрометрические измерения толщины могут измерять до ± 10 мкм. До и после нанесения конформного покрытия проводят измерения на поверхности печатной платы или контрольного образца. Затем рассчитывают разницу между двумя показаниями для определения толщины покрытия, а стандартное отклонение рассчитывают для оценки однородности покрытия.
    Micrometer screw gauge
  • Вихретоковые датчики
    Процесс измерения толщины заключается в том, что головку испытательного щупа кладут плоско на поверхность конформного покрытия, и результаты измерения практически мгновенны. Измерения являются очень точными и неразрушающими, при условии, что металл находится непосредственно под тестируемой точкой на печатной плате. В противном случае измерения будут недостоверными, а если щуп не будет помещен заподлицо с исследуемой зоной, появятся неточные показания.
  • Ультразвуковой толщиномер
    В этом методе для измерения толщины покрытий используются ультразвуковые волны, что устраняет необходимость в металлической объединительной плате, как в вихретоковых преобразователях. Толщина определяется путем расчета времени, необходимого для прохождения звука от преобразователя через покрытие, достижения поверхности платы и обратно через покрытие к преобразователю. Для обеспечения надлежащего контакта с поверхностью необходима проводящая среда, такая как пропиленгликоль или вода.Если проводящая среда не оказывает неблагоприятного воздействия на покрытие, это испытание обычно считается неразрушающим.
    Ultrasonic thickness gauge

Каковы распространенные типы дефектов конформного покрытия?

Смачивание происходит, когда жидкое конформное покрытие не будет равномерно покрывать поверхность. Это происходит из-за загрязнения подложки, несовместимого с покрытием. Как правило, защитное покрытие будет собираться и удаляться от таких загрязнений, как технологическое масло, остатки флюса, отпечатки пальцев и т. д. Тщательная очистка подложки перед нанесением покрытия обычно решает эту проблему. 

De-wetting

Отслоение относится к отделению конформного покрытия от подложки, в результате чего под ним появляется открытая область. Как и при удалении влаги, основной причиной этой проблемы является загрязненная поверхность. Кроме того, недостаточное время отлипа между слоями также может усугубить проблему, когда растворителю не дали достаточно времени для испарения перед нанесением следующего слоя. Это также происходит, когда покрытие нанесено слишком толстым слоем на подложку/неправильное отверждение конформного покрытия/недостаточное время высыхания между слоями. 

Delamination

Пузырьки в конформном покрытии возникают, когда воздушные карманы попадают под слой покрытия. Это часто происходит, когда покрытие плохо прилегает к основанию и не выравнивается равномерно. А нанесение конформного покрытия кистью также может привести к образованию пузырьков на поверхности по мере ее затвердевания. Пена представляет собой крайнюю форму образования пузырьков, и иногда пузырьки прорываются через конформное покрытие, образуя точечные отверстия. Убедитесь, что покрытие нанесено рекомендуемой толщиной. Использование конформного покрытия с более низкой вязкостью также является хорошим решением. 

Bubbles, Pinholes, Foam

Во время нанесения распылением или вскоре после этого на поверхности покрытия могут появиться небольшие кратеры в результате локального обезвоживания. Эта проблема обычно вызвана попаданием масла/воды в воздушную систему опрыскивателя, что часто наблюдается при использовании заводского воздуха. Хороший способ избежать этой проблемы — убедиться, что система фильтрации находится в хорошем состоянии, чтобы удалить любое масло или влагу, попадающие в опрыскиватель. 

Fisheyes

Это выглядит именно так, как описывает этот термин – неровный, пятнистый вид. При применении распылительной системы недостаточное давление воздуха может привести к неравномерному распылению и получению текстуры, напоминающей апельсиновую корку. Неправильное нанесение материалов покрытия вызовет апельсиновую корку. И есть некоторые другие причины, такие как неправильный выбор разбавителя, недостаточное покрытие подложки, отсутствие времени отверждения и т. д. Чтобы избежать апельсиновой корки, нанесение покрытия указанной толщины и снижение вязкости покрытия являются хорошими способами. 

Orange peel

Растрескивание происходит, когда гладкая поверхность покрытия распадается на участки. Характеризуется наличием длинных трещин или участков с более мелкими трещинами (также называемых растрескиванием). Обычно это вызвано чрезмерной толщиной покрытия или недостаточным временем высыхания между внешней поверхностью и слоями под ней. Если для ускорения процесса отверждения используется тепло, воздействие чрезмерно высоких температур на влажную пленку также может привести как к растрескиванию, так и к растрескиванию. Как правило, ступенчатая скорость испарения идеальна для предотвращения образования трещин. Если подложка продолжает трескаться, может потребоваться более длительное время отверждения при более низкой температуре. 

Cracking

Каковы методы испытаний конформного покрытия?

Проверка печатных плат с конформным покрытием является важным шагом, который необходимо выполнить после завершения процесса нанесения покрытия. Этот контроль может быть выполнен вручную или с помощью УФ-ламп или автоматизированных систем оптического контроля (АОИ). Чтобы убедиться, что покрытие соответствует требуемым стандартам, оно должно подвергаться различным условиям окружающей среды с помощью различных процедур испытаний, чтобы определить диапазон его рабочих характеристик и ограничения. Для достижения этой цели необходимо провести множество тестов: 

Измерение электрического сопротивления между двумя контактами является методом оценки изоляционных свойств материала. Это измерение проводится как до, так и после нанесения покрытия и воздействия жестких условий, чтобы убедиться, что покрытие сохраняет достаточную изоляцию. Кроме того, покрытие должно обладать исключительной диэлектрической прочностью, которую можно определить по междорожковому зазору и разности потенциалов между соседними дорожками. На основании этих факторов устанавливается минимально допустимое значение. 

Испытание на устойчивость к ультрафиолетовому излучению — это процесс, используемый для оценки способности материала или покрытия сопротивляться повреждению или деградации, вызванным воздействием ультрафиолетового (УФ) света. Это тестирование обычно проводится с использованием специального оборудования, такого как камера для воздействия УФ-излучения, для имитации длительного воздействия УФ-излучения. Результаты испытаний могут предоставить важную информацию о прочности и долговечности материала или покрытия, что может иметь решающее значение в различных областях применения, таких как электроника для наружного применения, автомобильные детали и строительные материалы. 

Чтобы защитное покрытие в достаточной степени покрывало все участки плиты и не давало трещин или сколов в процессе отверждения, оно должно обладать определенной степенью гибкости. Гибкость покрытия также важна для предотвращения повреждений при перемещении или обращении с платой, а также для обеспечения необходимого расширения и сжатия печатной платы. 

Чтобы конформные покрытия обеспечивали полную защиту, важно, чтобы они прочно прилегали к плате. Для оценки адгезионной прочности покрытия используется специальный инструмент, который наносит на покрытие линии в обоих направлениях, создавая узор в виде штриховки. Затем на заштрихованную область наклеивают клейкую ленту, аккуратно удаляют и осматривают покрытие, чтобы проверить, не оторвались ли какие-либо квадраты от подложки. 

Чтобы гарантировать надлежащую защиту печатных плат, обязательным этапом является тестирование на воздействие окружающей среды. Условия конечного использования должны быть воспроизведены или ускорены, однако необходимо соблюдать осторожность, чтобы убедиться, что ускоренные испытания подходят для сравнения с фактическими условиями конечного использования, включая испытания на воздействие влажности и соляного тумана, а также термоциклирование, удары и старение. , которые являются параметрами, которые можно тестировать по отдельности или в комбинации в зависимости от требований. 

Методы испытаний UL746 позволяют использовать следующий профиль циклов воздействия окружающей среды. 

  • 24 часа погружения в воду, после чего-
  • 24 часа при 105°C, затем
  • 96 часов при относительной влажности 90%, 35°C, затем –
  • 8 часов при -70°C – конец цикла.
  • 3 цикла

Наличие влаги в атмосфере может привести к коррозии печатных плат за счет реакции с металлическими компонентами и соединениями на плате. Таким образом, влажность является важным фактором, который необходимо учитывать при оценке подверженности PCB коррозии. Влагостойкие испытания проводятся на конформных покрытиях, чтобы убедиться в сохранении их устойчивости к влаге и влажности. 

Проведение испытаний в солевом тумане имеет решающее значение для оценки производительности плат, которые будут использоваться в средах с присутствием соли, например, электроника, используемая в морских судоходных приложениях. Комбинация соли и воды обладает высокой коррозионной активностью, поэтому необходимо обеспечить достаточную защиту от нее.   

Чтобы оценить характеристики покрытий в суровых условиях, печатные платы подвергаются испытаниям на воздействие коррозионных газов с использованием комбинации газовых смесей сероводорода и диоксида серы в соответствии с BS EN 60068-2-60, метод 1. Проводится испытание сопротивления поверхностной изоляции (SIR). для оценки производительности каждого покрытия в этих условиях. 

Точная оценка электрических свойств является критическим аспектом любого применения конформного покрытия. Обычно используемые методы оценки включают в себя: 

  • Диэлектрическая прочность;
  • Диэлектрическая постоянная;
  • коэффициент рассеяния;
  • Сопротивление поверхностной изоляции;
  • Сравнительный индекс отслеживания (CTI).

Погружение конформного покрытия в воду представляет собой очень жесткое испытание. В связи с этим плиты с покрытием подвергали 7-дневному погружению, а результаты SIR анализировали для сравнения. Для постоянного или частого погружения в воду мы рекомендуем использовать герметизирующие смолы. 

В течение своего срока службы печатная плата может столкнуться с различными растворителями либо в результате прямого контакта, либо в результате воздействия окружающей среды. Чтобы оценить способность покрытия противостоять этим растворителям, можно провести испытания на устойчивость к растворителям в соответствии с сертификацией IEC 61086-2. Эффективность покрытия в значительной степени зависит как от растворителей, используемых во время испытаний, так и от химического состава покрытия. 

Колебания температуры являются обычным явлением в большинстве электронных приложений и могут быть вызваны изменениями рабочей температуры или окружающей среды. Например, зимой припаркованный автомобиль в Европе может испытывать экстремально низкие температуры до -40°C. Однако, как только двигатель запущен, его температура быстро поднимается примерно до 100°C, в зависимости от модели автомобиля. Поскольку автомобиль может проходить через этот процесс тысячи раз в течение своего срока службы, крайне важно подвергать продукты испытаниям на термический цикл или более экстремальным испытаниям на термический удар (быстрое изменение температуры), чтобы гарантировать, что защитное покрытие может поддерживать свой уровень защиты. 

Как удалить конформное покрытие?

Если вам необходимо выполнить доработку или заменить поврежденные компоненты на печатной плате, может потребоваться удаление конформной краски. Однако прежде чем сделать это, крайне важно определить тип материала покрытия, используемого на плате, чтобы определить наилучший метод удаления. Методы удаления и используемые материалы определяются как смолами покрытия, так и размером обрабатываемой области, что может повлиять на время, необходимое для удаления. Вот некоторые часто используемые методы удаления конформного покрытия: 

Растворители обычно используются для удаления конформного покрытия, но необходимо соблюдать осторожность, чтобы гарантировать, что используемый растворитель не повредит компоненты на печатной плате. Например, акриловые покрытия легко удаляются из-за их низкой химической стойкости, в то время как для удаления силиконовых и уретановых покрытий требуются специальные растворители, более длительное время замачивания и чистка щеткой для полного удаления. Париленовое покрытие нельзя удалить растворителем. Чтобы нанести растворитель, подготовьте участок с помощью высокотемпературной ленты и используйте тампон из пенопласта. 

Некоторые типы конформных покрытий, такие как силиконовые и гибкие покрытия, можно удалить с печатных плат, сняв их с помощью тупого ножа или лезвия. Этот метод обычно используется для силиконовых или толстых резиновых покрытий RTV. Однако этот метод не так надежен, как другие, и может привести к повреждению компонентов, если не осуществляется точный контроль. 

Метод термического удаления защитного покрытия включает использование низкотемпературного тепла для деликатного сжигания и плавления покрытия, при этом гарантируя, что компоненты не будут повреждены. Этот метод эффективен для большинства типов конформных покрытий и требует тщательного контроля температуры для предотвращения перегрева. 

Удаление конформных покрытий с помощью микропескоструйного аппарата включает нанесение мелкозернистого абразивного порошка на покрытие для отслаивания материала. Этот процесс подходит для удаления небольших участков покрытия и особенно эффективен при удалении прочных покрытий, таких как периленовые и эпоксидные покрытия, обладающие естественной прочностью. Это широко используемый метод для удаления этих покрытий. 

Для удаления конформного покрытия с печатной платы используется метод истирания. Это включает в себя вставку абразивного наконечника в ручную дрель и тщательное удаление поврежденного или нежелательного покрытия. Этот метод особенно полезен для более твердых покрытий, таких как перилен, эпоксидная смола и полиуретан. Однако его следует использовать только в крайнем случае из-за риска серьезного повреждения платы. 

Методы удаления различных материалов конформного покрытия
\ Растворитель Термическое удаление Микроструйная обработка Шабрение и шлифовка
Уретановые покрытия
Акриловые покрытия
Эпоксидные покрытия
Силиконовые покрытия
Париленовые покрытия

Области применения конформного покрытия печатных плат.

Первоначально конформное покрытие нашло широкое применение в печатных платах, относящихся к высокотехнологичным секторам, таким как автомобильная, военная, аэрокосмическая, морская, осветительная, промышленная и зеленая энергетика. Однако сегодня это не так, и области применения конформного покрытия печатных плат продолжают расти как на дрожжах. Конформное покрытие стало важной частью заключительного этапа обработки печатных плат после их изготовления. Использование печатных плат с конформным покрытием широко распространено в отраслях, использующих электронное оборудование, машины, приборы и устройства на основе печатных плат. Нанесение конформных покрытий играет важную роль во многих средах для улучшения качества и эффективности продукции, а также для снижения производственных затрат. Типичные области применения печатных плат с конформным покрытием или печатных плат с конформным покрытием включают: 

  • Товары бытовой электроники – Конформные покрытия для применения в электронике могут защитить схемы, используемые в бытовых приборах, позволяя решить многие проблемы и проблемы.
  • Автоматизированная индустрия – Конформные покрытия необходимы для удовлетворения фундаментального требования долгосрочной надежности автомобильной электроники, которое всегда было важным и от которого нельзя отказаться.
  • Аэрокосмическая промышленность – Из-за специфики среды применения в аэрокосмической среде предъявляются чрезвычайно строгие требования к применению электронного оборудования, особенно в отношении быстрого сжатия и распаковки. Поэтому различные конформные покрытия получили широкое распространение из-за их устойчивых к давлению свойств.
  • Навигация – Электрические цепи в морском оборудовании часто уязвимы для повреждения как пресной, так и солоноватой водой. Конформная краска применяется для максимальной защиты парусного снаряжения в морской воде и под ней.
  • Медицинская страховка – Конформные покрытия служат в качестве защитного слоя для электронных устройств, защищая их от коррозии, вызванной внешними химическими веществами или специфическими условиями применения. Это обеспечивает стабильную и плавную работу устройств, предотвращая при этом коррозию.

Каковы стандарты сертификации конформных покрытий?

Ряд спецификаций и испытаний, которым должно соответствовать покрытие, чтобы считать его пригодным для использования в определенных условиях, включая, помимо прочего, продукты бытовой электроники и автомобильные приложения, называются стандартами конформного покрытия. Все эти испытания требуют, чтобы рассматриваемое конформное покрытие было нанесено на плоские испытательные образцы и испытано при различных условиях температуры и влажности для оценки характеристик покрытия. Хотя вполне приемлемо оценивать потенциальные свойства материалов покрытия, пользователей больше заботит реальная защитная способность покрытия в среде его конечного использования. Несколько общих сертификатов упомянуты ниже: 

  • IPC-CC-830B – Основной стандарт квалификации материалов конформного покрытия.
  • UL746E – Обеспечить серию оценок диэлектрического пробоя и испытаний на воспламеняемость UL94.
  • Def Stan 59/47 – Подобно сертификации MIL-I-46058C, которая используется британскими военными для покрытия высококлассной электроники.
  • MIL-I-46058C – Это общий стандарт, используемый в промышленности для материалов конформного покрытия печатных плат. Служит стандартом для материалов, MIL-I-46058C используется для оценки и документирования того, соответствует ли конкретное покрытие определенному списку характеристик. Эта спецификация включает конформные покрытия, наносимые на печатные платы погружением, кистью, распылением и вакуумным напылением. Несмотря на то, что с 1998 года он не обновлялся для новых конструкций, некоторые военные подрядчики продолжают часто запрашивать этот стандарт в качестве обязательного требования.
  • IEC 61086 – Этот стандарт содержит требования, аналогичные требованиям MIL-I-46058C, которые регулируются Международной электронной комиссией. Это стандарт самосертификации, основанный на поставщике.
  • IPC-CC-830B – IPC-CC-830B тесно связан с MIL-I-46058C и был представлен как альтернатива спецификации MIL, когда 46058C был признан недействительным. Как действующая спецификация, CC-830B постоянно обновляется. Нет необходимости использовать независимую испытательную лабораторию, и для этой спецификации не поддерживается QPL. Материалы, отвечающие требованиям MIL-I-46058C, автоматически считаются соответствующими требованиям IPC-CC-830B.
  • UL94V0 – UL94 касается свойств воспламеняемости или самозатухания конформных покрытий на подложке FR4. Классификация V-0 является наиболее строгой и представляет собой самый высокий уровень сопротивления воспламенению, в то время как другие категории, такие как V-1 и V-2, обозначают материалы, горящие в течение более длительного времени. Применение этого стандарта может быть полезным при оценке свойств самозатухания или воспламеняемости конформных покрытий.

Обеспечение защиты печатной платы имеет важное значение, однако крайне важно выбрать соответствующий материал для ее защиты. Характеристики различных покрытий могут варьироваться в зависимости от конкретных условий эксплуатации печатной платы. Обладая передовыми технологиями и процессами производства печатных плат, JHDPCB также хорошо разбирается в конформных покрытиях. Мы верим, что эта статья была полезна для вас. Пожалуйста, не стесняйтесь позвонить или отправить нам сообщение, мы можем предоставить вам больше знаний об услугах по печатным платам и конформным покрытиям. 

Получите расчет стоимости печатной платы сейчас

Откройте высококачественные услуги по производству печатных плат в JHDPCB

Leave a Comment