Электронные устройства играют важную роль в нашей повседневной жизни. Тем не менее, они чрезвычайно уязвимы к внешней среде, которая может повлиять на их функциональность. Вот где вступает в дело конформное покрытие печатных плат, работая как защитный барьер. В этой статье мы сосредоточимся на различных типах конформных покрытий и на том, как выбрать подходящее для ваших проектов.
Почему конформное покрытие важно для печатных плат?
Хорошо изготовленная печатная плата обычно функционирует так, как задумано. Когда она подвергается воздействию рабочей среды, некоторые внешние факторы будут влиять на ее производительность. Конформное покрытие — это тонкая пленка, нанесенная на плату для защиты ее от химикатов, пыли, влаги, колебаний температуры и т. д. Это своего рода «защитный щит», который может продлить срок службы печатной платы, особенно в суровых условиях. В противном случае они, как правило, ухудшают производительность или даже преждевременно выходят из строя.
Различные типы конформных покрытий печатных плат
Конформные покрытия для печатных плат отличаются своим химическим составом, каждый из которых обладает уникальными свойствами и преимуществами. Здесь мы рассмотрим пять наиболее часто используемых типов:
1. Акриловая смола (AR)
Акриловое конформное покрытие является экономичным выбором. Покрытие легко наносится и образует легкий, гибкий защитный слой, обычно наносимый толщиной менее 100 мкм. Покрытие из акриловой смолы быстро отверждается, особенно акриловая смола с меньшим содержанием растворителя, которая может высыхать на поверхности от нескольких секунд до более чем десяти секунд, что значительно экономит время отверждения. Таким образом, оно подходит для УФ-отверждения и селективного покрытия.
Акриловое покрытие печатной платы не выделяет тепло во время отверждения, что не повредит термочувствительные компоненты. После отверждения это конформное покрытие также не дает усадки. Однако акриловые покрытия более подвержены размягчению и деформации, чем другие покрытия в условиях высоких температур. Оно также чувствительно к растворителям и может быть восстановлено путем растворения части покрытия.
2. Уретановая смола (УР)
Уретановое конформное покрытие износостойкое и устойчивое к растворителям, которое делится на однокомпонентное (1K) и двухкомпонентное (2K). Однокомпонентный уретановый материал легко наносится, но время его отверждения длительное. Двухкомпонентный уретановый материал может быть отвержден за короткое время и достичь своего наилучшего состояния. Однако он требует строгого соотношения смешивания и контроля процесса.
Они оба обладают хорошей влагостойкостью, химической стабильностью и электроизоляционными свойствами. Из-за их хорошей химической стабильности при замене компонентов или ремонте печатных плат необходимо использовать специальные средства для снятия покрытия. Это приводит к высоким затратам на ремонт и трудностям. Поверхность с полиуретановым покрытием можно паять, но останется коричневый осадок, влияющий на внешний вид печатной платы.
3. эпоксидная смола Смола (ER)
Эпоксидное конформное покрытие может образовывать твердую и гладкую поверхность покрытия, обеспечивающую хорошую химическую стойкость. Перед нанесением покрытия необходимо добавить буфер вокруг хрупких компонентов, чтобы защитить их от большого усадочного напряжения во время процесса отверждения покрытия. Обычно это двухкомпонентный материал с очень быстрым временем отверждения, который необходимо смешивать непосредственно перед нанесением.
После того, как покрытие затвердело, его практически невозможно удалить химическим путем, поэтому процесс ремонта усложняется. Единственный эффективный способ удалить или отремонтировать покрытие — это прожечь его паяльником и соскоблить ножом, что может повредить изделие.
4. Силиконовая смола (SR)
Силиконовое конформное покрытие может обеспечить превосходную защиту при экстремальных температурах (-100 ~ 200 °C) и обеспечивает низкие диэлектрические потери. Подходит для высокочастотных печатных плат с мощными резисторами. Покрытие толще (0.03 ~ 0.50 мм), поэтому оно может частично фиксировать компоненты или дорожки, обеспечивая при этом защиту. Покрытия из силиконовой смолы не являются износостойкими, но гибкими и могут выдерживать вибрацию или небольшие механические нагрузки. Они обладают хорошей адгезией к поверхностям печатных плат и нерастворимы в полярных растворителях. Что еще более важно, УФ-отверждение может эффективно осуществляться даже во влажной среде.
5. Парилен (XY)
Париленовое конформное покрытие необходимо наносить с помощью оборудования для осаждения паров, которое может образовывать однородную, без проколов и прозрачную пленку на поверхности печатной платы. Это конформное покрытие не требует отверждения и не вызывает внутренних напряжений, которые могут повредить компоненты, предлагая превосходные электроизоляционные свойства. Это самое эффективное защитное покрытие для высокочастотных компонентов, компонентов высокой плотности и компонентов с высокой изоляцией. Однако удаление покрытия для повторной обработки или ремонта является сложной задачей.
Pрос и Cодин из Eо Cнеформальный Cплавающей Tип
| Тип | Плюсы | Минусы |
| Акрил Смола | -Низкая стоимость и способность выдерживать широкий диапазон температур (-60~130℃) -Легко переделывать и ремонтировать -Хорошая влагостойкость -Гибкая регулировка вязкости -Высокая видимость флуоресценции | -Плохая химическая стойкость -На вязкость могут влиять условия хранения или температура. -Переклеивать при высокой температуре и высокой влажности. - Высокое содержание летучих органических соединений и воспламеняемость |
| силиконовый Смола | -Широкий диапазон рабочих температур (-100 ~ 200°C) -Хорошая гибкость и отличные диэлектрические свойства -Хорошая влагостойкость | -Низкая механическая прочность и неустойчивость к царапинам -Высшее КТР -Некоторые типы силикона отверждаются под воздействием влаги, поэтому требуется контролируемая влажность. |
| Уретан Смола | -Хорошая влагостойкость, химическая стабильность и электроизоляционные свойства - Устойчив к истиранию и растворителям | -Более длительное время для полного отверждения -Высокое содержание ЛОС -Склонен к изменению внутреннего напряжения при больших колебаниях температуры |
| эпоксидная смола Смола | -Термостойкость до 150 ℃ -Высокая твердость и износостойкость -Низкий КТР и высокая ТГ -Хорошие диэлектрические свойства | -Трудно переделывать и ремонтировать -Некоторые хрупкие компоненты требуют особой защиты. -Требует точного соотношения смешивания для надлежащего отверждения -Вязкость нелегко поддерживать |
| Parylene Смола | –Ультратонкое и равномерное покрытие - Не подвержен стрессам и не требует отверждения -Устойчив к коррозии под воздействием оснований, кислот и органических растворителей -Биосовместимость может быть использована в медицинских областях | -Высокие затраты -Трудно ремонтировать и переделывать, требуется специальное оборудование - Необходимо оборудование для сердечно-сосудистой хирургии |
Как выбрать правильное конформное покрытие для вашей печатной платы?
Теперь, когда мы понимаем свойства различных конформных покрытий печатных плат, какие факторы следует учитывать, чтобы выбрать наиболее подходящее покрытие для вашего проекта? Итак, ниже мы перечислили некоторые ключевые соображения:
Условия эксплуатации
- Диапазон температур – Рассмотрите максимальную и минимальную рабочую температуру печатной платы. Акриловая смола может выдерживать -60~130℃, что подходит для большинства распространенных продуктов. Если вам нужен более широкий диапазон температур, выбирайте силиконовую смолу, которая может выдерживать -100~200℃.
- Влажность. Если влагостойкость имеет решающее значение, то лучшей защитой от проникновения и поглощения водяного пара являются парилен и некоторые уретаны.
- Химические вещества. Для агрессивных химических сред наилучшими химическими барьерными свойствами обычно обладают парилен и уретан.
Электрические свойства
- Диэлектрическая прочность – Она должна превышать максимальное напряжение, которое могут выдержать дорожки печатной платы. Парилен и силикон имеют высокую диэлектрическую прочность.
- Сопротивление изоляции. Более высокое значение в МОм указывает на лучшую электрическую изоляцию, что важно для предотвращения токов утечки.
- Теплопроводность – это способность рассеивать тепло, что имеет решающее значение для силовой электроники. Силиконовое конформное покрытие может быть хорошим вариантом.
Механические свойства
- Твердость – более твердые покрытия, такие как эпоксидная смола и некоторые полиуретановые покрытия, обеспечивают большую стойкость к истиранию.
- Гибкость — силиконовые и париленовые покрытия обеспечивают гибкость, что важно для динамических гибких схем.
- Адгезия – это свойство определяет, насколько хорошо покрытие связывается с Подложка для печатной платы.
Стоимость Рассмотрение
Стоимость имеет значение, которое также необходимо сопоставлять с конкретными требованиями к применению, включая условия окружающей среды, температурный диапазон и необходимый уровень защиты. Акриловое конформное покрытие является бюджетным вариантом, но обеспечивает только общую защиту. Для сложных применений и более жестких условий следует выбирать некоторые дорогие варианты, такие как силиконовые, эпоксидные, полиуретановые и париленовые покрытия.
Применение конформного покрытия в печатных платах
В этой части мы расскажем о некоторых типичных вариантах применения конформного покрытия, а также о факторах, влияющих на производительность печатных плат, которые различаются в зависимости от отрасли.
Бытовая электроника – Бытовая электроника, включая смартфоны, бытовую технику и планшеты, в основном страдает от воздействия влаги и пыли. Защитное покрытие печатных плат может повысить их влаго- и пылестойкость, обеспечивая надежность и продлевая срок службы.
Автомобильная промышленность – Электронные устройства в автомобилях подвержены повреждениям от вибрации, пыли, воздействия химических веществ и перепадов температур. Защитное покрытие предохраняет их от стабильной работы при длительном воздействии суровых условий.
Аэрокосмическая и оборонная промышленность – В силу специфики условий эксплуатации электронные устройства должны соответствовать высоким требованиям и выдерживать экстремальные условия. Покрытия для печатных плат могут защищать платы в спутниках, самолетах и военной технике от экстремальных условий окружающей среды (например, от высокого давления на большой высоте).
Морская электроника – навигаторы легко повреждаются из-за воздействия солевых брызг и влажности. Защитное покрытие обеспечивает барьер, предотвращающий попадание влаги и коррозию.
В медицине конформные покрытия для печатных плат позволяют изолировать медицинскую электронику от внешних химических веществ или агрессивной среды. Это значительно увеличивает срок службы и надежность медицинских устройств, включая носимые устройства для мониторинга здоровья и кардиостимуляторы.
Промышленное оборудование – электронное оборудование промышленного назначения подвергается воздействию химических веществ, пыли и экстремальных температур. Защитные покрытия могут повысить его надежность в суровых условиях и снизить количество отказов.
Заключение
Очевидно, что при выборе подходящего защитного покрытия необходимо учитывать множество факторов. Каждое покрытие имеет свои преимущества и ограничения. Некоторые покрытия хорошо работают во влажной среде, другие — при высоких температурах. Тем не менее, не существует лучшего защитного покрытия, есть только то, которое соответствует вашим потребностям. Если вы ищете подходящее покрытие для своего проекта, обратитесь к нам за консультацией эксперта.
Часто задаваемые вопросы о конформном покрытии
Можно ли использовать защитное покрытие для гидроизоляции?
Конформное покрытие помогает защитить электронику от влаги и сырости, но оно полупроницаемо и не полностью водонепроницаемо. Чтобы быть полностью водонепроницаемым (например, для наружного или подводного применения), вам нужна дополнительная герметизация.
Какое конформное покрытие лучше всего?
Лучшего типа нет, все зависит от ваших конкретных потребностей. Акрил — недорогой материал, его можно использовать для общей электроники. Силикон используется для высокотемпературных применений, а парилен — для медицинских имплантатов. В промышленной электронике часто используют полиуретан, который требует износостойкости.
Сколько времени требуется для отверждения защитного покрытия?
Время отверждения зависит от метода отверждения. УФ-отверждение происходит быстро и обычно завершается за секунды. Тепло может ускорить процесс отверждения, в то время как сушка на воздухе при температуре окружающей среды занимает больше времени.
В чем разница между заливкой и конформным покрытием?
Заливка — это полное погружение компонентов или печатных плат в гелеобразные вещества или жидкие защитные материалы (например, силикон, полиуретан и эпоксидная смола). Конформное покрытие — это тонкая защитная пленка, покрывающая объекты.
