Lorsqu'ils sont stockés ou utilisés dans un environnement difficile, les appareils électroniques peuvent être fortement impactés par la poussière, l'humidité, les moisissures et autres polluants, ce qui entraîne une baisse de leurs performances et une réduction de leur durée de vie. Dans ce cas, le revêtement des circuits imprimés est un moyen très efficace de les protéger de ces facteurs défavorables, améliorant ainsi leur fiabilité. Dans ce guide complet, nous vous expliquerons tout ce que vous devez savoir sur les revêtements de circuits imprimés. Avec une stratégie de revêtement adaptée, vous pouvez prolonger considérablement la durée de vie des circuits imprimés de vos produits. C'est parti !
Que sont le revêtement PCB et le revêtement conforme ?
Revêtement PCB, également connu sous le nom de revêtement enrobant, est une couche de résine synthétique ou de polymère recouvrant la surface d'un circuit imprimé et de ses composants. Après durcissement, le revêtement forme un film protecteur isolant transparent, capable d'épouser précisément la forme de l'objet revêtu. Cette couche isole efficacement. Composants electroniques et les circuits imprimés de l'environnement de travail pour éviter la corrosion et prolonger leur durée de vie.
5 types différents de revêtements PCB
En termes de matériaux utilisés, les revêtements PCB peuvent être divisés en cinq types :
1. PCB acrylique Cflotter
L'acrylique est facile à appliquer et ce revêtement conserve longtemps son bon état après sa formulation. Son temps de durcissement est court et le revêtement ne dégage pas de chaleur, évitant ainsi d'endommager les composants sensibles à la chaleur. De plus, il ne rétrécit pas après durcissement. Cependant, il ne résiste pas aux réactifs chimiques ni aux températures élevées, ce qui le rend facile à retoucher ou à réparer.
2. PCB en polyuréthane Cflotter
Le polyuréthane est disponible en monocomposant ou bicomposant. Ces deux matériaux présentent de bonnes propriétés diélectriques à long terme. Avant le revêtement, le circuit imprimé doit être propre, et surtout exempt d'humidité. Cependant, le remplacement de composants ou de composants est complexe. réparer les circuits imprimés, et un décapant spécial doit être utilisé.
3. PCB époxy Cflotter
La résine époxy est généralement un matériau bicomposant. Sa durée de conservation est plus courte après sa formulation. Avant l'application du revêtement, des mesures de protection doivent être prises sur les composants fragiles afin de réduire l'impact du retrait du revêtement. En cas de remplacement de composants ou de réparation de circuits imprimés, le film de résine époxy doit être retiré par des moyens physiques.
4. PCB en silicone Cflotter
La résine de silicone possède d'excellentes propriétés thermiques et peut fonctionner jusqu'à 200 °C, ce qui la rend idéale pour les composants à forte production de chaleur, tels que les résistances de forte puissance. Ce revêtement reste en bon état peu de temps après mélange ou ouverture. Son coefficient de dilatation thermique élevé oblige à retirer le film de silicone lors de la réparation des circuits imprimés.
5. PCB parylène Cflotter
Le parylène doit être revêtu par un équipement de dépôt en phase vapeur automatique. Sous vide et à température ambiante, les monomères actifs des radicaux libres forment une couche uniforme de poly-para-xylène à la surface des objets. Il forme des revêtements sur des surfaces variées et offre une excellente protection contre divers environnements.
Tableau comparatif des revêtements PCB
| techniques | Acrylique | polyuréthane | Epoxy | Silicone | Parylene |
| Résistivité volumique ρv（/ Ω·cm） | 1012~ 1016 | 1011~ 1014 | 1012~ 1015 | 1013~ 1015 | 1016~ 1017 |
| Permittivité relative ε | 3.8 ~ 4.5 | 3.8 ~ 4.5 | 3.3 ~ 4.5 | 2.6 ~ 2.8 | 2.65 |
| Facteur de dissipation tan δ | 3.5 × 10-2 | 3.4 × 10-2 | 2.3 × 10-2 | 3.5 × 10-3 | 8.0 × 10-4 |
| CTE α（×10-5·℃-1) | 5.0 ~ 9.0 | 10.0 ~ 20.0 | 4.5 ~ 6.5 | 6.0 ~ 9.0 | 3.0 ~ 8.0 |
| Résistance à la chaleur /℃ | 120 | 120 | 120 | 200 | 350 |
| Épaisseur qualifiée (Après durcissement) | 0.03-0.13mm | 0.03-0.13mm | 0.03-0.13mm | 0.05-0.21mm | 0.01-0.05mm |
| Durcissement requis | Oui | Oui | Oui | Oui | Non |
| Réparabilité | Excellent | Bon | Mauvais | Modérée | Bon |
Techniques d'application d'un revêtement de circuit imprimé
Il existe différentes méthodes pour appliquer le revêtement des circuits imprimés, à savoir :
Manuel (Le français commence à la page neuf) Sprier - Cette méthode est adaptée aux petites séries car elle est chronophage. En général, nous utilisons un aérosol ou un pistolet manuel pour appliquer le revêtement. Avant la pulvérisation, les zones non traitées doivent être recouvertes. L'effet du revêtement peut varier légèrement d'un lot à l'autre en raison de l'opération manuelle.
Sélectif Cflotter - Il s'agit d'un procédé de revêtement automatique qui applique un revêtement sur des zones spécifiques des circuits imprimés à l'aide de buses de pulvérisation robotisées programmées. Il n'est donc pas nécessaire de couvrir les zones non traitées. Ce procédé, caractérisé par une grande efficacité et une grande précision, est adapté à la production en grande série.
Plongement - Pour cette méthode, les circuits imprimés sont d'abord immergés dans la solution de revêtement, puis retirés. De nombreux facteurs influencent l'effet du revêtement, tels que la vitesse d'immersion et de retrait, le temps d'immersion, etc. Un masquage important est nécessaire avant le processus de revêtement ; cette méthode est donc adaptée aux circuits imprimés nécessitant un revêtement sur les deux faces.
Brossage - Un pinceau est utilisé pour appliquer un revêtement sur des zones spécifiques. Cette méthode est principalement utilisée pour la réparation et la retouche. Ce processus est long et demande beaucoup de travail, et l'effet final dépend de la compétence de l'opérateur.
Comment mesurer l'épaisseur du revêtement PCB ?
Le revêtement des circuits imprimés est généralement très fin et n'alourdit pas le circuit imprimé. Par conséquent, la mesure de l'épaisseur du revêtement nécessite généralement des outils professionnels. Voici quelques méthodes de mesure principales.
Humide Film TÉpaisseur Gœil
Cet outil est idéal pour mesurer l'épaisseur d'un film humide. Une jauge comporte de nombreuses dents et encoches, comme un peigne. Appuyez la jauge verticalement dans le revêtement jusqu'à ce qu'elle touche le fond et maintenez-la enfoncée quelques secondes. Retirez-la ensuite verticalement. Vous pouvez alors lire la valeur entre la dent la plus courte sans peinture et la dent la plus longue avec peinture, qui correspond à l'épaisseur du film humide (EFE). Pour obtenir une épaisseur approximative du revêtement sec, multipliez cette valeur par le pourcentage de solides du revêtement.
micromètre
Un micromètre est adapté à la mesure des revêtements durs, car les revêtements souples ont tendance à se déformer sous la pression. Il s'agit de mesurer l'épaisseur avant et après revêtement à différents endroits du circuit imprimé. Ensuite, il faut calculer l'écart type des mesures prises à différents endroits pour évaluer l'uniformité de l'épaisseur du revêtement. Voici la formule de calcul de l'épaisseur : Épaisseur du revêtement sur une seule face = (Épaisseur après durcissement − Épaisseur avant revêtement) / 2
Eddy Current Probess
La sonde à courants de Foucault est un outil de mesure non destructif et extrêmement précis. Elle émet un champ électromagnétique oscillant pour mesurer l'épaisseur du revêtement. Cependant, cette méthode présente certaines limites : elle nécessite la présence d'un métal sous le revêtement du circuit imprimé et la sonde doit être en contact direct avec la surface de l'échantillon mesuré. Dans le cas contraire, les résultats seront inexacts.
Jauge d'épaisseur à ultrasons
La jauge d'épaisseur à ultrasons est un outil de contrôle non destructif qui présente l'avantage, par rapport aux sondes à courants de Foucault, de ne pas nécessiter de fond de panier métallique. Pour assurer un bon contact avec la surface, elle nécessite une substance conductrice, comme de l'eau. propylène glycol, etc. Le transducteur émet un son qui traverse le revêtement du circuit imprimé, atteint la surface du circuit imprimé, puis est réfléchi vers le transducteur. On peut maintenant calculer l'épaisseur grâce à la formule suivante : Épaisseur = (vitesse du son × intervalle de temps) / 2
Méthodes de durcissement du revêtement des circuits imprimés
Le temps de durcissement peut être influencé par de nombreux facteurs, notamment le type de résine, l'épaisseur du revêtement et la méthode de durcissement. Nous aborderons ensuite les quatre principales techniques de durcissement.
Mécanisme de durcissement par évaporation
En termes simples, seule la résine de revêtement reste après l'évaporation du support liquide. Pour obtenir un revêtement suffisant sur les bords des composants des circuits imprimés, il faut généralement au moins deux trempages. Le support liquide des matériaux de revêtement est généralement à base de solvant ou d'eau. Les matériaux à base de solvant sont faciles à appliquer et offrent une couverture uniforme grâce à leur bonne mouillabilité, ce qui permet un durcissement rapide. Cependant, ils sont inflammables et nécessitent une bonne ventilation et un système d'évacuation. Les matériaux à base d'eau éliminent les risques d'inflammabilité, mais nécessitent un temps de durcissement plus long et sont sensibles à l'humidité ambiante.
Durcissement à l'humidité
Il est couramment utilisé pour durcir le silicone et certains revêtements en polyuréthane. Le principe est que ces matériaux réagissent avec l'humidité ambiante pour former un revêtement. Le durcissement par humidité fonctionne généralement en conjonction avec un mécanisme de durcissement par évaporation. Le solvant porteur s'évapore d'abord, puis la résine réagit avec l'humidité pour obtenir le durcissement final.
Durcissement à la chaleur
Le durcissement thermique peut être utilisé pour traiter des systèmes monocomposants ou multicomposants. Il peut être utilisé seul ou comme mécanisme de durcissement secondaire pour le durcissement par évaporation, le durcissement à l'humidité ou le durcissement UV. Cependant, il est essentiel de prendre en compte les cartes et composants thermosensibles lors du durcissement à haute température.
Durcissement UV
Le séchage UV est un système entièrement solide, sans solvant porteur. Il utilise la lumière ultraviolette pour durcir, offrant un processus rapide. Les lampes UV ne peuvent irradier que les zones visibles de la surface. Pour les zones obstruées (sous les composants ou dans les zones d'ombre), un mécanisme de séchage secondaire est nécessaire. Cependant, cette méthode présente également des inconvénients. Elle nécessite un équipement de séchage UV et les opérateurs doivent être protégés des rayons UV. Les revêtements durcis sont difficiles à réparer ou à retravailler.
Comment retirer le revêtement conforme ?
Lorsqu'un circuit imprimé nécessite une réparation ou un remplacement de composant, il est nécessaire de retirer le vernis de protection. Voici une liste des méthodes les plus courantes pour retirer les vernis de protection :
Élimination des solvants – Utilisez des solvants spécifiques pour dissoudre le revêtement, mais assurez-vous que le solvant choisi est approprié et n'endommage pas les composants électroniques. En général, les revêtements acryliques sont les plus faciles à dissoudre, tandis que les revêtements en silicone et en uréthane sont plus difficiles à enlever.
peeling – Certains revêtements élastiques, comme les revêtements conformes en silicone, peuvent être retirés du circuit imprimé à l'aide d'un couteau. Cependant, ce procédé exige une attention particulière et un contrôle précis de la part de l'opérateur, sous peine d'endommager les composants.
Thermique/Burn-through – Lors de la réparation, vous pouvez utiliser un fer à souder pour simplement brûler le revêtement, mais il faut le manipuler avec précaution. Cette méthode convient à presque tous les types de revêtements de protection.
Microbillage – Le procédé consiste à utiliser une micro-sableuse, qui utilise un mélange concentré d'abrasif doux et d'air comprimé, pour éliminer efficacement le revêtement. Cette méthode est adaptée à l'élimination des revêtements en parylène et en époxy.
Broyage/Grattage – Il est nécessaire d'utiliser une perceuse pour meuler le revêtement superflu, ce qui convient à certains revêtements plus durs comme la résine époxy et le polyuréthane. Cependant, si l'opérateur n'est pas prudent, il risque d'endommager le circuit imprimé ; cette méthode n'est donc pas recommandée.
Défauts courants du revêtement des circuits imprimés et solutions
| Défauts | Causes possibles | Solutions |
| Trous d'épingle | -Nettoyage inadéquat des circuits imprimés -Pression de pulvérisation excessive -Humidité ambiante élevée -Température élevée provoquant une évaporation rapide du solvant | -Nettoyer et sécher soigneusement la planche avant de la revêtir -Utiliser une pression de pulvérisation et des buses correctes -Maintenir l'humidité en dessous de 65% HR -Maintenir la température ambiante en dessous de 30°C |
| Des bulles d'air | - Bulles induites par l'agitation précédente, n'ont pas attendu de disparaître pour enrober -Buse de pulvérisation trop proche ou pression trop élevée -Haute viscosité du matériau de revêtement -Évaporation rapide du solvant grâce à la température élevée -Contamination de surface, y compris solvant résiduel et humidité | -Laisser reposer suffisamment longtemps après le mélange avant d'appliquer le revêtement -Régler la pression et la distance de pulvérisation correctes -Contrôle de la viscosité pendant le revêtement -Évitez les températures élevées -Nettoyer et sécher soigneusement la planche avant de la revêtir |
| Mauvaise adhérence | -Nettoyage inadéquat -Faible tension superficielle de la couche de masque de soudure - Mauvaise sélection du type de revêtement PCB | -Effectuer un nettoyage complet du PCB et des composants avant le revêtement -Choisissez des revêtements conformes avec un meilleur mouillage de surface ou changez le type de masque de soudure -Choisissez un revêtement conforme compatible |
| Cracking | -Fragilité accrue et faible flexibilité à basse température -Excès d'agent de durcissement dans les revêtements à deux composants provoquant un retrait élevé -Mauvaise adhérence du revêtement | -Sélectionnez des revêtements PCB flexibles -Contrôler avec précision les rapports de mélange pour les revêtements à deux composants -Améliore l'adhérence du revêtement |
| orange Peel | -Faible humidité ambiante -Diluant à évaporation rapide -Haute viscosité du matériau de revêtement | -Vérifier l'environnement de production -Utilisez un diluant avec un taux d'évaporation plus lent -Réduire la viscosité du matériau de revêtement |
PCB Conseil d'administration Normes de revêtement
Dans le domaine du revêtement conforme, il existe une série de normes de revêtement de PCB qui exigent son utilisation dans certaines conditions comme l'armée, l'automobile, l'usage domestique, etc. Le plus souvent, les revêtements conformes sont conformes à la spécification MIL-I-46058C ou IPC-CC-830B qui se rapporte étroitement à la spécification MIL-I-46058C.
MIL-I-46058C : Norme de revêtement conforme courante dans l'industrie, également connue sous le nom de composé isolant militaire. Elle nécessite des tests dans des laboratoires agréés MIL et est toujours utilisée, même après sa désactivation en 1998, pour les nouvelles conceptions. Ce test nécessite une liste de produits qualifiés (QPL).
Def Stan 59/47 : Une norme similaire à la norme 46058C utilisée pour le revêtement des appareils haut de gamme à usage militaire, mais le ministère britannique de la Défense doit d'abord les approuver.
IEC 61086 : Norme basée sur l'autocertification du fournisseur avec des exigences similaires à celles de la norme 46058c. Elle est régie par la Commission électrotechnique internationale.
IPC-CC-830B : Norme largement utilisée et constamment mise à jour, similaire à la norme 46058C, introduite lorsque la norme 46058C est restée inactive. Matériel normalisé pour la norme 46058C qui respecte ces spécifications. Aucun test n'est disponible, car aucune QPL n'est maintenue.
UL94V0 : Concerne la propriété d'auto-extinction du revêtement conforme sur un substrat FR4. V0 est la catégorie la plus élevée, suivie de V1 et V2.
Service de revêtement de circuits imprimés chez MOKO Technology
Le choix du revêtement idéal pour vos circuits imprimés doit prendre en compte de nombreux facteurs, tels que l'environnement de travail, le niveau de protection, les exigences du circuit imprimé, etc. MOKO Technology comprend parfaitement les enjeux liés à l'application de revêtements pour circuits imprimés. Forts de près de 20 ans d'expérience en PCB et PCBA, nous sommes là pour vous aider à choisir la solution de revêtement idéale. Pour toute assistance d'expert, entrer en contact avec nous.
