Wie ein Regenmantel vor einem Sturm schützt, schützt eine PCB-Schutzbeschichtung Leiterplatten vor Umwelteinflüssen. PCBs bilden das Nervensystem der Elektronik und leiten Strom und Signale an Komponenten in allen möglichen Bereichen, von Haushaltsgeräten bis hin zu Supercomputern. Doch ohne Schutz sind selbst die hochwertigsten Leiterplatten anfällig für Korrosion, Kurzschlüsse und andere Ausfälle, wenn sie Feuchtigkeit, Chemikalien, Hitze und Verunreinigungen ausgesetzt sind. In diesem Artikel erklären wir, was eine PCB-Schutzbeschichtung ist und welche gängigen Arten es gibt. Wir zeigen Ihnen die Methoden zur Messung, Aushärtung und Entfernung der Beschichtung. Los geht’s.
Was ist eine Schutzbeschichtung in PCB?
Die Schutzbeschichtung auf Leiterplatten ist ein dünner Polymerfilm, der die gesamte Leiterplatte und die Komponenten bedeckt. Diese Beschichtung dient als Barriere gegen Umwelteinflüsse wie Feuchtigkeit, Staub, Chemikalien und extreme Temperaturen, die zu Korrosion oder Kurzschlüssen führen können. Die Polymerbeschichtung passt sich den verschiedenen Formen und Geometrien der Leiterplatte an. PCB-Komponenten und Spuren, indem es sie vollständig umhüllt und nur eine minimale Dicke hinzufügt. Es hilft zu verhindern Dendritenwachstum oder elektrische Kriechströme zwischen Leitern im Laufe der Zeit.
PCB-Schutzve Beschichtung Typen: Den richtigen auswählen
Die Wahl des richtigen konform Glasur Die optimale Beschichtung Ihrer Leiterplatte ist entscheidend für den optimalen Schutz vor Umwelteinflüssen. Verschiedene Beschichtungsarten sind auf spezifische Betriebsbedingungen ausgelegt. Wählen Sie daher sorgfältig die Beschichtung aus, die am besten zu Ihrer Anwendung passt und Ihren Schutzanforderungen entspricht. Es gibt verschiedene gängige Optionen für Leiterplattenbeschichtungen mit jeweils eigenen Vorteilen und Einsatzmöglichkeiten:
Acrylbeschichtung
Acrylbeschichtungen werden aus in einem Lösungsmittel gelösten Acryl- oder Polyurethanharzen hergestellt. Beim Auftragen auf eine Leiterplatte verdunstet das Lösungsmittel und das Acrylharz bildet einen konformen Schutzfilm über Bauteilen und Leiterbahnen. Acrylbeschichtungen bieten eine gute Beständigkeit gegen Feuchtigkeit, Pilzbefall und Korrosion. Allerdings sind sie nur begrenzt chemikalien- und lösungsmittelbeständig.
Silikonbeschichtung
Es besteht aus Silikonharzen, die nach dem Auftragen mit Feuchtigkeit vernetzt werden und so einen flexiblen Schutzfilm bilden. Silikonbeschichtungen bieten eine hervorragende Beständigkeit gegen Feuchtigkeit, Oxidation, Chemikalien und hohe Temperaturen. Silikon bietet jedoch nur eine geringe Abriebfestigkeit und kann bei Beschädigung schwer zu reparieren sein. Der Korrosionsschutz ist ebenfalls eingeschränkt.
Urethanbeschichtung
Urethanbeschichtungen bestehen aus in Lösungsmitteln gelösten Polyurethanharzen. Nach dem Auftragen verdunsten die Lösungsmittel und hinterlassen einen haltbaren Urethanfilm. Urethanbeschichtungen sind feuchtigkeits-, chemikalien-, abrieb- und temperaturbeständig. Ihre starren Eigenschaften schränken jedoch ihre Anwendbarkeit auf flexiblen Platten ein. Urethanbeschichtungen enthalten während der Anwendung ebenfalls Lösungsmittel.
Paraxylylen-Beschichtung
Paraxylylen-Beschichtungen werden durch Aufdampfen in einer Vakuumkammer aufgebracht und bilden einen extrem konformen und gleichmäßigen Film auf jeder Oberfläche. Paraxylylen bietet hervorragende Beständigkeit gegen Feuchtigkeit, Chemikalien, Abrieb und extreme Temperaturen. Das Aufdampfen ist jedoch ein teures Verfahren, das eine fachmännische Anwendung erfordert.
Epoxid-Beschichtung
Diese Art von PCB-Schutzbeschichtung besteht aus Epoxidharzen, die mit einem Härter vernetzt sind. Dadurch entsteht eine harte, langlebige Beschichtung mit ausgezeichneter Chemikalien-, Abrieb- und Lösungsmittelbeständigkeit. Epoxidbeschichtungen sind jedoch nur begrenzt feuchtigkeitsbeständig und spröde. Sie haften sehr gut auf PCB-Substraten.
So messen Sie die Dicke der PCB-Schutzbeschichtung?
Die Dicke der PCB-Schutzbeschichtung hängt von Funktion, Gewicht und Profil der Leiterplatte ab. Bei der Entscheidung über die erforderliche Schichtdicke berücksichtigen wir viele Faktoren. Eine dünn aufgetragene Beschichtung kann zu Bauteilschäden führen, da die Schichtdicke nicht ausreicht, um vor Umwelteinflüssen zu schützen. Zu dünn? Das führt zu ungleichmäßiger und unnötiger Belastung der Lötstellen und anderer Bauteile. Die Schichtdicke für eine ordnungsgemäße Beschichtung sollte zwischen 25 und 250 Mikrometern liegen und gleichmäßig aufgetragen werden. Bedenken Sie, dass eine zu hohe oder zu niedrige Schichtdicke zu Schäden führen kann. Wie misst man die Schichtdicke also genau? Es gibt zwei verschiedene Methoden:
- Trockenmessung
Nur anwendbar, nachdem die Beschichtung ausreichend getrocknet ist, da sonst die Gefahr einer Beschädigung besteht. Es gibt zahlreiche Möglichkeiten, die Dicke der Leiterplattenbeschichtung zu überprüfen. Am einfachsten ist es jedoch, einen Messschieber zu verwenden. Sofern Sie die beschichteten Bereiche zuvor gemessen haben, messen Sie dieselben Bereiche nach dem Auftragen der Beschichtung einfach erneut. Der Durchschnitt der Vorher- und Nachher-Messungen ergibt die Dicke der aufgetragenen Beschichtung. Das scheint recht einfach.
- Nassmessung
Mit einem Nassfilmmessgerät, das einem feinen Kamm ähnelt, lässt sich die Schichtdicke im noch feuchten Zustand messen und vor dem Trocknen gegebenenfalls anpassen. Das Nassfilmmessgerät verfügt über eingravierte Messlinien, sodass ein gleichmäßiger Auftrag der Beschichtung mit einem aufmerksamen Auge erfolgen muss. Sobald diese Methode beherrscht wird, ist sie relativ einfach.
Beide Methoden liefern genaue Ergebnisse. Welche Methode Sie anwenden, hängt von Ihren Vorlieben ab. Es empfiehlt sich jedoch, die Trockenmessung zu verwenden, bis Sie mit der Beschichtung vertraut sind. Anschließend können Sie die Nassmessung beherrschen.
Wie man heilt PCB-Schutzbeschichtung?
- Feuchtigkeitshärtende Beschichtung
Für diese Aushärtung ist die Nutzung von Luftfeuchtigkeit erforderlich. Luftfeuchtigkeit spielt in diesem Prozess eine entscheidende Rolle. Daher kann eine gezielte Regulierung der Luftfeuchtigkeit die Aushärtungszeit erheblich verkürzen. Herkömmliche Öfen, Infrarot-Öfen und Luftbefeuchter sind ideale Hilfsmittel, um den Aushärtungsprozess zu beschleunigen. Beachten Sie, dass Behälter, die über einen längeren Zeitraum unverschlossen bleiben, Feuchtigkeit aufnehmen und so den Aushärtungsprozess beschleunigen.
- Wärmehärtung/Verdampfungshärtung Beschichtung
Bei lösemittelbasierten Schutzlacken wird der Verdunstungsprozess durch ein Heizelement beschleunigt. Die verdunstete Flüssigkeit hinterlässt ein Beschichtungsharz, das ebenfalls entfernt werden muss. Diese Methode kann die Beschichtungseigenschaften verändern und bei unsachgemäßer Anwendung zu Defekten führen. Beim Erhitzen muss die thermische Empfindlichkeit der Bauteile und Platinen vor der Anwendung berücksichtigt werden.
- UV-härtende Beschichtung
Dieses Verfahren nutzt die Intensität von ultraviolettem Licht und erzeugt eine chemische Reaktion in der Beschichtung, die den Aushärtungsprozess der freiliegenden Bereiche sofort einleitet. Da das ultraviolette Licht nicht alle Bereiche erreichen kann, die für die Aushärtung benötigt werden, ist ein zweiter Aushärtungsprozess erforderlich. Diese Anwendung dient vor allem dem Erzielen sofortiger Ergebnisse; der Auftragungsprozess sollte nicht unbeaufsichtigt erfolgen.
Die oben aufgeführten Härtungsmethoden bieten die gängigsten Anwendungen für die Aushärtung von Schutzlacken. Sie werden empfohlen. Die Härtung durch Feuchtigkeit und Wärme kann jedoch besser als die UV-Härtung angewendet werden. Sobald Sie mit den ersten beiden Methoden vertraut sind, können Sie vorsichtig mit UV fortfahren.
Methoden zur Entfernung von Schutzbeschichtungen
- Lösungsmittelentfernung
Wählen Sie zum Entfernen von Schutzlacken ein Lösungsmittel, das die Platinenkomponenten nicht beschädigt. Acryllacke lösen sich in Lösungsmitteln am schnellsten auf. Silikon- und Urethanlacke benötigen eine längere Einwirkzeit und müssen abgebürstet werden, um vollständig entfernt zu werden. Ein Entfernerstift löst die Lacke auf kleinen Flächen präzise auf. Überprüfen Sie stets die Lösungsmittelverträglichkeit, um Schäden an der Platine zu vermeiden. Testen Sie die Beschichtung zunächst an einigen Stellen, bevor Sie sie vollständig entfernen.
- Peeling
Einige Schutzbeschichtungen, wie Silikon- und flexible Beschichtungen, lassen sich manuell und ohne Lösungsmittel von Leiterplatten abziehen. Abziehbare Beschichtungen lassen sich durch langsames Abziehen der Beschichtung in einem flachen Winkel entfernen. Beim Abziehen werden zwar Lösungsmittel vermieden, es besteht jedoch die Gefahr von Bauteilschäden, wenn nicht sorgfältig vorgegangen wird. Es ermöglicht eine schnelle und kostengünstige Entfernung, wenn die Beschichtung das Abziehen zulässt.
- Durchbrennen
Eine Technik zum Entfernen der Beschichtung besteht darin, sie vorsichtig mit einem heißen Lötkolben durchzubrennen. Die Hitze schmilzt die Beschichtung über dem Arbeitsbereich weg. Diese thermische Durchbrennmethode funktioniert bei den meisten Beschichtungen und vermeidet zusätzliche Entfernungsschritte. Es ist darauf zu achten, empfindliche Bauteile nicht zu überhitzen. Bei richtiger Anwendung wird die Beschichtung lokal und synchron zum Nacharbeitsbedarf entfernt.
- Mikrostrahlen
Mikrostrahlen ist eine Methode zum Entfernen von Schutzbeschichtungen. Dabei wird eine konzentrierte Mischung aus sanften Schleifmitteln und Druckluft zum Abschleifen der Beschichtung eingesetzt. Es eignet sich besonders zum Entfernen kleiner Bereiche von Schutzbeschichtungen und wird häufig zum Entfernen von Parylen- und Epoxidbeschichtungen eingesetzt.
- Schleifen/Schaben
Bei dieser Technik wird die Schutzbeschichtung durch Abschleifen von der Leiterplatte entfernt. Diese Technik ist besonders effektiv bei härteren Schutzbeschichtungen wie Parylen, Epoxid und Polyurethan. Aufgrund des hohen Risikos schwerer Schäden an der Leiterplatte wird sie jedoch in der Regel nur als letztes Mittel eingesetzt.
