Ao armazenar ou operar em ambientes hostis, dispositivos eletrônicos podem ser altamente afetados por poeira, umidade, mofo e outros poluentes, causando baixo desempenho e vida útil mais curta. Nesse caso, o revestimento de PCBs é uma maneira muito eficaz de protegê-los desses fatores adversos, aumentando assim a confiabilidade dos produtos eletrônicos. Neste guia completo, abordaremos tudo o que você precisa saber sobre revestimentos de PCBs. Com a estratégia de revestimento correta, você pode estender significativamente a vida útil dos PCBs em seus produtos. Vamos começar!
O que são revestimento de PCB e revestimento conforme?
Revestimento de PCB, também conhecido como revestimento isolante, é uma camada feita de resina sintética ou polímero que reveste a superfície do PCB e seus componentes. Após a cura, o revestimento forma uma película protetora isolante transparente, que se adapta precisamente ao formato do objeto revestido. Esta camada pode isolar eficazmente componentes eletrônicos e placas de circuito do ambiente de trabalho para evitar corrosão e prolongar sua vida útil.
5 tipos diferentes de revestimento de PCB
Em termos dos materiais utilizados, os revestimentos de PCB podem ser divididos em cinco tipos:
1. PCB acrílico Cflutuando
O acrílico é fácil de aplicar e este material de revestimento pode permanecer em boas condições por muito tempo após a formulação. O tempo de cura é curto e o revestimento não libera calor durante a cura, evitando danos aos componentes sensíveis ao calor. Além disso, não há contração após a cura. No entanto, não é resistente a reagentes químicos e altas temperaturas, facilitando o retrabalho ou reparo.
2. PCB de poliuretano Cflutuando
O poliuretano está disponível em materiais monocomponentes ou bicomponentes. Ambos apresentam boas propriedades dielétricas de longa duração. Antes do revestimento, a placa de circuito deve estar limpa, especialmente sem umidade. No entanto, é um desafio substituir componentes ou reparar placas de circuito, e um decapante especial deve ser usado.
3. PCB Epóxi Cflutuando
A resina epóxi é geralmente um material bicomponente. Ela permanece em boas condições por menos tempo após a formulação. Antes do revestimento, medidas de proteção devem ser tomadas nos componentes frágeis para reduzir o impacto da contração do revestimento. Se for necessário substituir componentes ou reparar placas de circuito, a película de resina epóxi precisa ser removida por meios físicos.
4. PCB de silicone Cflutuando
A resina de silicone possui excelentes propriedades térmicas e pode operar a 200 °C, tornando-a adequada para componentes que geram alto calor, como resistores de alta potência. Este revestimento permanece em boas condições por um curto período após a mistura ou abertura. Possui um alto coeficiente de expansão térmica, portanto, a película de silicone deve ser removida ao reparar placas de circuito.
5. PCB de parileno Cflutuando
O parileno precisa ser revestido por equipamento automático de revestimento (equipamento de deposição de vapor). Sob vácuo à temperatura ambiente, os monômeros ativos dos radicais livres formam uma camada uniforme de poliparaxileno na superfície dos objetos. Ele forma revestimentos em diversas condições de superfície e exibe excelente proteção contra diversos ambientes.
Tabela de comparação de revestimentos de PCB
| Aspectos | Acrílico | Poliuretano | Epóxi | Silicone | Parileno |
| Resistividade volumétrica ρv（/ Ω·cm） | 1012~ 1016 | 1011~ 1014 | 1012~ 1015 | 1013~ 1015 | 1016~ 1017 |
| Permissividade relativa ε | 3.8 4.5 ~ | 3.8 4.5 ~ | 3.3 4.5 ~ | 2.6 2.8 ~ | 2.65 |
| Fator de dissipação 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 ~ |
| Resistência ao calor /℃ | 120 | 120 | 120 | 200 | 350 |
| Espessura Qualificada (Após a cura) | 0.03-0.13mm | 0.03-0.13mm | 0.03-0.13mm | 0.05-0.21mm | 0.01-0.05mm |
| Cura necessária | Sim | Sim | Sim | Sim | Não |
| Capacidade de reparação | Excelente | Bom | Pobre | Moderado | Bom |
Técnicas para aplicar um revestimento em placa de circuito
Existem diferentes métodos para aplicar o revestimento de placas de circuito impresso, são eles:
manual SRezar - Este método é adequado para produções de baixo volume, pois é um processo demorado. Normalmente, usamos uma lata de aerossol ou uma pistola de pulverização manual para aplicar o revestimento e, antes da pulverização, as áreas que não precisam ser revestidas precisam ser cobertas. Os efeitos do revestimento podem variar um pouco entre os lotes devido à operação manual.
Seletivo Cflutuando - Refere-se a um processo de revestimento automático que aplica um revestimento em áreas específicas das placas de circuito usando bicos de pulverização robóticos programados, sem a necessidade de cobrir áreas que não serão pulverizadas. Este processo apresenta alta eficiência e precisão, adequado para produção em larga escala.
Mergulho - Para este método, os PCBs seriam primeiro imersos na solução de revestimento e, em seguida, retirados. Muitos fatores afetariam o efeito do revestimento, como velocidade de imersão e retirada, tempo de imersão, etc. Há uma extensa camada de mascaramento necessária antes do processo de revestimento, por isso é adequado para PCBs que exigem revestimento em ambos os lados.
Escovar - Um pincel é usado para aplicar um revestimento em áreas específicas, sendo um método usado principalmente para reparos e retrabalhos. O processo é demorado e exige muita mão de obra, e o efeito final do revestimento depende da proficiência do operador.
Como medir a espessura do revestimento do PCB?
O revestimento do PCB geralmente é muito fino e não adiciona peso extra à placa de circuito. Portanto, a medição da espessura do revestimento geralmente requer ferramentas profissionais. Aqui estão alguns métodos de medição principais.
Molhado FCiência Tcaipira Golho
Esta ferramenta é ideal para medir a espessura de uma película úmida. Um medidor possui muitos dentes e entalhes, como um pente. Pressione o medidor de espessura verticalmente no revestimento até que ele toque a base e segure por alguns segundos. Em seguida, remova-o verticalmente. Agora você pode ler o valor entre o "dente mais curto sem tinta" e o "dente mais longo com tinta", que é a espessura da película úmida (WFT). Para obter uma espessura aproximada da película seca, multiplique esse valor pela porcentagem de sólidos da película.
micrômetro
Um micrômetro é adequado para medir revestimentos mais duros, pois revestimentos macios tendem a se deformar sob pressão. Isso envolve medir a espessura antes e depois do revestimento em diferentes pontos da placa de circuito impresso. Em seguida, calcule o desvio padrão das medições feitas em diferentes pontos para avaliar a uniformidade da espessura do revestimento. Esta é uma fórmula para calcular a espessura: Espessura do revestimento unilateral = (Espessura após a cura − Espessura antes do revestimento) / 2
redemoinho Current PRobess
A sonda de correntes parasitas é uma ferramenta de medição não destrutiva e altamente precisa. Ela emite um campo eletromagnético oscilante para medir a espessura do revestimento. No entanto, este método tem limitações. Uma delas é que requer um metal sob o revestimento da placa de circuito impresso. A outra é que a sonda precisa estar em contato direto com a superfície da amostra a ser medida. Caso contrário, os resultados serão imprecisos.
Medidor de espessura ultra-sônico
O medidor de espessura ultrassônico é um teste não destrutivo e apresenta vantagens sobre as sondas de correntes parasitas, pois não requer uma placa de metal. Para fazer bom contato com a superfície, ele precisa de uma substância condutora, como água. propileno glicol, etc. O transdutor emite som, que atravessa o revestimento do PCB, atinge a superfície da placa de circuito impresso e, em seguida, é refletido de volta para o transdutor. Agora, você pode calcular a espessura usando esta fórmula: Espessura = (Velocidade do Som × Intervalo de Tempo) / 2
Métodos de cura para revestimento de placas de circuito
O tempo de cura pode ser afetado por diversos fatores, incluindo o tipo de resina, a espessura do revestimento e o método de cura. Em seguida, abordaremos as quatro principais técnicas de cura.
Mecanismo de cura evaporativa
Em termos simples, apenas a resina de revestimento permanece quando o suporte líquido evapora. Para fornecer um revestimento suficiente nas bordas de seus componentes, as placas de circuito normalmente requerem pelo menos duas imersões. O suporte líquido em materiais de revestimento geralmente é à base de solvente ou à base de água. A base de solvente é fácil de processar e tem cobertura consistente devido à boa propriedade de molhabilidade, oferecendo tempos de cura rápidos. No entanto, é inflamável, exigindo boa ventilação e um sistema de exaustão. A base de água elimina os riscos de inflamabilidade, mas requer um tempo de cura mais longo e é sensível à umidade ambiente.
Cura por umidade
É comumente usado para curar silicone e alguns revestimentos de poliuretano. O princípio é que esses materiais reagem com a umidade do ambiente para formar um revestimento. A cura por umidade geralmente funciona em conjunto com um mecanismo de cura evaporativa. Primeiro, o solvente de suporte evapora. Em seguida, a resina reage com a umidade para atingir a cura final.
Cura por calor
A cura por calor pode ser usada para processar sistemas de um ou vários componentes. Pode ser usada isoladamente ou servir como um mecanismo de cura secundário para cura evaporativa, cura por umidade ou cura UV. No entanto, é essencial considerar placas e componentes sensíveis ao calor durante a cura em alta temperatura.
Cura UV
A cura UV é um sistema totalmente sólido, sem solventes transportadores. Utiliza luz ultravioleta para a cura, proporcionando um processo de cura rápido. As luzes UV só conseguem irradiar as áreas visíveis da superfície. Para as áreas bloqueadas (sob os componentes ou nas áreas de sombra), é necessário um mecanismo de cura secundário. Mas este método de cura também apresenta desvantagens. Requer equipamento de cura UV e os trabalhadores precisam ser protegidos da radiação UV. Os revestimentos curados são difíceis de reparar ou retrabalhar.
Como remover o revestimento conformal?
Quando a placa de circuito precisa de reparo ou substituição de componentes, precisamos remover o revestimento protetor da placa de circuito. Abaixo, listamos os métodos mais comuns para remoção de revestimentos protetores:
Remoção de solvente – Use solventes específicos para dissolver o revestimento, mas certifique-se de que o solvente escolhido seja apropriado e não danifique os componentes eletrônicos. Geralmente, revestimentos acrílicos são os mais fáceis de dissolver, enquanto revestimentos de silicone e uretano são mais difíceis de remover.
Descamação – Para alguns revestimentos elásticos, como o revestimento conformal de silicone, podemos removê-los descolando-os da placa de circuito com uma faca. Mas esse processo requer cuidado especial e controle preciso por parte do operador, caso contrário, pode danificar os componentes.
Térmico/Burn-through – Durante o processo de reparo, você pode usar um ferro de solda para simplesmente queimar o revestimento, mas é preciso operá-lo com cuidado. Este método é adequado para quase todos os tipos de revestimentos conformais.
Microjateamento – O processo envolve o uso de um microjateador, que utiliza uma mistura concentrada de abrasivo macio e ar comprimido para remover o revestimento com eficácia. Este método é adequado para remover revestimentos de parileno e epóxi.
Moagem/Raspagem – Você precisa usar uma furadeira para remover o revestimento desnecessário, o que é adequado para alguns revestimentos mais duros, como resina epóxi e poliuretano. No entanto, se o operador não tomar cuidado, existe a possibilidade de danificar a placa de circuito, portanto, esse método não é uma prioridade.
Defeitos comuns de revestimento de PCB e soluções
| Defeitos | Causas possíveis | Soluções |
| Furos | -Limpeza inadequada das placas de circuito -Pressão de pulverização excessiva -Alta umidade ambiente -Alta temperatura causando rápida evaporação do solvente | -Limpe e seque bem a placa antes de revestir -Use pressão de pulverização e bicos corretos -Manter a umidade abaixo de 65% UR -Manter a temperatura ambiente abaixo de 30°C |
| Bolhas de ar | -Bolhas induzidas por agitação anterior, não esperei desaparecer para revestir - Bico de pulverização muito próximo ou pressão muito alta -Alta viscosidade do material de revestimento -Evaporação rápida do solvente devido à alta temperatura -Contaminação da superfície, incluindo solvente residual e umidade | -Deixe um tempo de repouso suficiente após a mistura antes de revestir - Defina a pressão e a distância corretas de pulverização -Controle da viscosidade durante o revestimento -Evite altas temperaturas -Limpe e seque bem a placa antes de revestir |
| Má adesão | -Limpeza inadequada -Baixa tensão superficial da camada de máscara de solda - Seleção inadequada do tipo de revestimento de PCB | - Execute uma limpeza completa do PCB e dos componentes antes do revestimento -Escolha revestimentos conformes com melhor molhabilidade da superfície ou altere o tipo de máscara de solda -Escolha um revestimento conforme compatível |
| Cracking | -Aumento da fragilidade e baixa flexibilidade em baixas temperaturas -Excesso de agente de cura em revestimentos de dois componentes causando alta retração - Má aderência do revestimento | -Selecione revestimentos de PCB flexíveis -Controle preciso das proporções de mistura para revestimentos de dois componentes -Melhora a adesão do revestimento |
| Casca de laranja | -Baixa umidade ambiente -Diluente de evaporação rápida -Alta viscosidade do material de revestimento | -Verifique o ambiente de produção -Use um diluente com taxa de evaporação mais lenta -Reduz a viscosidade do material de revestimento |
PCB Conselho Administrativo Padrões de revestimento
No revestimento conforme, há uma série de padrões de revestimento de PCB que exigem seu uso sob certas condições, como uso militar, automotivo, doméstico, etc. Mais comumente, os revestimentos conforme se qualificam para a especificação MIL-I-46058C ou IPC-CC-830B, que está intimamente relacionada à MIL-I-46058C.
MIL-I-46058C: Um padrão de revestimento conformal comum na indústria, também conhecido como composto isolante militar. Exige testes em qualquer laboratório autorizado pela MIL e ainda é usado mesmo após a desativação em 1998 para novos projetos. Este teste exige uma Lista de Produtos Qualificados (QPL) padrão.
Def Stan 59/47: Um padrão semelhante ao 46058C usado para revestir dispositivos de última geração para uso militar, mas o Ministério da Defesa do Reino Unido deve aprová-los primeiro.
IEC 61086: Uma norma baseada na autocertificação do fornecedor, com requisitos semelhantes aos da norma 46058c. É regida pela Comissão Eletrotécnica Internacional.
IPC-CC-830B: Norma similar à 46058C, utilizada ativamente e continuamente atualizada, introduzida enquanto a 46058C permaneceu inativa. Material padronizado para a 46058C que segue estas especificações. Não há testes disponíveis, pois não há QPL mantido.
UL94V0: Refere-se à propriedade de revestimento conformal de autoextinguibilidade em um substrato FR4. V0 é a categoria mais alta alcançável, com V1 e V2 como sucessoras.
Serviço de revestimento de PCB na MOKO Technology
A escolha do revestimento certo para PCB deve levar em conta diversos fatores, como ambiente de trabalho, nível de proteção, requisitos da placa de circuito, etc. A MOKO Technology entende profundamente as preocupações relacionadas à aplicação de revestimentos para PCB em suas placas. Estamos aqui, com quase 20 anos de experiência em PCB e PCBA, para ajudá-lo a escolher a solução de revestimento ideal. Para obter ajuda especializada, entrar em contato com a gente.
