При хранении или эксплуатации в суровых условиях электронные устройства могут подвергаться сильному воздействию пыли, влаги, плесени и других загрязняющих веществ, что приводит к снижению производительности и сокращению срока службы. В этом случае покрытие печатных плат является очень эффективным способом защиты от этих неблагоприятных факторов, тем самым повышая надежность электронных продуктов. В этом окончательном руководстве мы рассмотрим все, что вам нужно знать о покрытиях печатных плат. С правильной стратегией нанесения покрытия вы можете значительно продлить срок службы печатных плат в ваших продуктах. Давайте начнем!
Что такое покрытие печатных плат и конформное покрытие?
Покрытие печатной платы, также известное как защитное покрытие, представляет собой слой из синтетической смолы или полимера, который покрывает поверхность печатной платы и ее компонентов. После отверждения покрытие образует прозрачную изолирующую защитную пленку, которая может точно соответствовать форме покрытого объекта. Этот слой может эффективно изолировать электронные компоненты и печатные платы от рабочей среды, чтобы избежать коррозии и продлить срок их службы.
5 различных типов покрытия печатных плат
По используемым материалам покрытия печатных плат можно разделить на пять типов:
1. Акриловая печатная плата Cплавающей
Акрил легко наносится, и этот материал покрытия может оставаться в хорошем состоянии в течение длительного времени после формулирования. Время отверждения короткое, и покрытие не выделяет тепла во время отверждения, что позволяет избежать повреждения термочувствительных компонентов. Кроме того, после отверждения не происходит усадки. Однако он не устойчив к химическим реагентам и высоким температурам, что позволяет легко переделывать или ремонтировать его.
2. Полиуретановая печатная плата Cплавающей
Полиуретан доступен в однокомпонентном или двухкомпонентном виде. Оба они обладают хорошими долгосрочными диэлектрическими свойствами. Перед нанесением покрытия печатная плата должна быть чистой, особенно без влаги. Однако замена компонентов или ремонт печатных плат, и необходимо использовать специальный стриппер.
3. Эпоксидная печатная плата Cплавающей
Эпоксидная смола, как правило, является двухкомпонентным материалом. Она остается в хорошем состоянии в течение более короткого времени после приготовления. Перед нанесением покрытия необходимо принять защитные меры на хрупких компонентах, чтобы уменьшить влияние усадки покрытия. Если необходимо заменить компоненты или отремонтировать печатные платы, пленку эпоксидной смолы необходимо снять физическими средствами.
4. Силиконовая печатная плата Cплавающей
Силиконовая смола обладает превосходными термическими свойствами и может работать при температуре 200°C, что делает ее пригодной для компонентов, генерирующих большое количество тепла, таких как мощные резисторы. Это покрытие остается в хорошем состоянии в течение короткого времени после смешивания или открытия. Оно имеет большой коэффициент теплового расширения, поэтому при ремонте печатных плат силиконовую пленку необходимо снимать.
5. Парилен ПХБ Cплавающей
Парилен необходимо покрывать с помощью автоматического оборудования для нанесения покрытий (оборудование для осаждения паров). Под действием вакуума при комнатной температуре активные мономеры свободных радикалов образуют равномерный слой поли-пара-ксилола на поверхности объектов. Он образует покрытия на различных поверхностях и демонстрирует отличную защиту от различных сред.
Сравнительная таблица покрытий печатных плат
| аспекты | акрил | полиуретан | эпоксидная смола | силиконовый | Parylene |
| Объемное сопротивление ρv（/ Ом·см） | 1012~ 1016 | 1011~ 1014 | 1012~ 1015 | 1013~ 1015 | 1016~ 1017 |
| Относительная диэлектрическая проницаемость ε | 3.8 ~ 4.5 | 3.8 ~ 4.5 | 3.3 ~ 4.5 | 2.6 ~ 2.8 | 2.65 |
| Коэффициент рассеяния tan δ | 3.5 × 10-2 | 3.4 × 10-2 | 2.3 × 10-2 | 3.5 × 10-3 | 8.0 × 10-4 |
| КТР α（×10-5·℃-1) | 5.0 ~ 9.0 | 10.0 ~ 20.0 | 4.5 ~ 6.5 | 6.0 ~ 9.0 | 3.0 ~ 8.0 |
| Теплостойкость /℃ | 120 | 120 | 120 | 200 | 350 |
| Квалифицированная толщина (После отверждения) | 0.03-0.13mm | 0.03-0.13mm | 0.03-0.13mm | 0.05-0.21mm | 0.01-0.05mm |
| Требуется отверждение | Да | Да | Да | Да | Нет |
| ремонтопригодность | Прекрасно | Хорошо | Не очень | Средняя | Хорошо |
Методы нанесения покрытия на печатную плату
Существуют различные методы нанесения покрытия на печатные платы:
Ручная Sмолиться – Этот метод подходит для мелкосерийного производства, поскольку это трудоемкий процесс. Обычно мы используем аэрозольный баллон или ручной пистолет-распылитель для нанесения покрытия, а перед распылением необходимо покрыть те области, которые не требуют покрытия. Эффект покрытия будет немного отличаться между разными партиями из-за ручной работы.
Выборочный запуск Cплавающей – Это относится к автоматическому процессу нанесения покрытия, который наносит покрытие на определенные области на печатных платах с помощью запрограммированных роботизированных распылительных форсунок, и нет необходимости покрывать области, которые не подлежат распылению. Этот процесс отличается высокой эффективностью и точностью, подходит для крупносерийного производства.
Окунание – Для этого метода печатные платы сначала погружаются в раствор для покрытия, а затем вынимаются. На эффект покрытия влияют многие факторы, такие как скорость погружения и вынимания, время погружения и т. д. Перед нанесением покрытия требуется обширная маскировка, поэтому этот метод подходит для тех печатных плат, которые требуют покрытия с обеих сторон.
Чистка – Кисть используется для нанесения покрытия на определенные области, и этот метод в основном используется для ремонта и повторной обработки. Процесс занимает много времени и требует большого труда, конечный эффект покрытия зависит от мастерства оператора.
Как измерить толщину покрытия печатной платы?
Покрытие печатной платы обычно очень тонкое и не добавляет печатной плате дополнительного веса. Таким образом, измерение толщины покрытия обычно требует профессиональных инструментов. Вот некоторые основные методы измерения.
Влажный Fильм Thickness Gбум
Этот инструмент идеально подходит для измерения толщины мокрой пленки. Измеритель имеет много зубцов и выемок, как у расчески. Вдавите толщиномер вертикально в покрытие, пока он не коснется дна, и удерживайте в течение нескольких секунд. Затем выньте его вертикально. Теперь вы можете прочитать значение между «самым коротким зубцом без краски» и «самым длинным зубцом с краской», которое является толщиной мокрой пленки (WFT). Если вы хотите получить приблизительную толщину сухого покрытия, умножьте это значение на процент твердых веществ в покрытии.
микрометр
Микрометр подходит для измерения более твердых покрытий, так как мягкие покрытия имеют тенденцию деформироваться под давлением. Он включает измерение толщины до и после нанесения покрытия в разных местах на печатной плате. Затем вычислите стандартное отклонение измерений, выполненных в разных местах, чтобы оценить однородность толщины покрытия. Это формула для расчета толщины: Толщина одностороннего покрытия = (Толщина после отверждения − Толщина до нанесения покрытия) / 2
Эдди Cомер текущего Pробыs
Датчик вихревых токов — это неразрушающий и высокоточный измерительный инструмент. Он излучает осциллирующее электромагнитное поле для измерения толщины покрытия. Однако этот метод имеет ограничения. Во-первых, он требует наличия металла под покрытием печатной платы. Во-вторых, датчик должен находиться в прямом контакте с поверхностью измеряемого образца. В противном случае результаты будут неточными.
Ультразвуковой толщиномер
Ультразвуковой толщиномер является неразрушающим испытанием и имеет преимущества перед вихретоковыми зондами в том, что ему не нужна металлическая задняя панель. Для хорошего контакта с поверхностью ему нужна токопроводящая субстанция, например вода, пропиленгликольи т. д. Преобразователь излучает звук, который проходит через покрытие печатной платы, достигает поверхности печатной платы, а затем отражается обратно в преобразователь. Теперь вы можете рассчитать толщину по этой формуле: Толщина = (Скорость звука × Временной интервал) / 2
Методы отверждения покрытия печатных плат
На время отверждения могут влиять многие факторы, включая тип смолы, толщину покрытия и метод отверждения. Затем мы рассмотрим четыре основных метода отверждения.
Механизм отверждения путем испарения
Проще говоря, после испарения жидкого носителя остается только смола покрытия. Для обеспечения достаточного покрытия краев компонентов печатным платам обычно требуется не менее двух погружений. Жидкий носитель в материалах покрытия обычно основан на растворителе или воде. Растворитель прост в обработке и обеспечивает равномерное покрытие благодаря хорошей смачивающей способности, что обеспечивает быстрое время отверждения. Однако он огнеопасен, поэтому требует хорошей вентиляции и вытяжной системы. Водный раствор устраняет опасность возгорания, но требует более длительного времени отверждения и чувствителен к влажности окружающей среды.
Влажное отверждение
Обычно используется для отверждения силиконовых и некоторых полиуретановых покрытий. Принцип заключается в том, что эти материалы реагируют с влагой в окружающей среде, образуя покрытие. Отверждение влагой обычно работает в сочетании с механизмом отверждения испарением. Сначала испаряется растворитель-носитель. Затем смола реагирует с влагой, достигая окончательного отверждения.
Тепловое отверждение
Тепловое отверждение может использоваться для обработки одно- или многокомпонентных систем. Его можно использовать отдельно или в качестве вторичного механизма отверждения для отверждения испарением, отверждения влагой или УФ-отверждения. Однако важно учитывать термочувствительные платы и компоненты во время высокотемпературного отверждения.
УФ-отверждения
УФ-отверждение — это полностью твердая система без растворителей-носителей. Для отверждения используется ультрафиолетовый свет, что обеспечивает быстрый процесс отверждения. УФ-излучение может облучать только видимые области поверхности. Для заблокированных областей (под компонентами или в теневых областях) требуется вторичный механизм отверждения. Но этот метод отверждения также имеет недостатки. Он требует оборудования для УФ-отверждения, а рабочие должны быть защищены от УФ-излучения. Отвержденные покрытия трудно ремонтировать или переделывать.
Как удалить конформное покрытие?
Когда печатная плата нуждается в ремонте или замене компонентов, нам необходимо удалить конформное покрытие печатной платы. Ниже мы перечислим наиболее часто используемые методы удаления конформных покрытий:
Удаление растворителя – Используйте специальные растворители для растворения покрытия, но убедитесь, что выбранный вами растворитель подходит и не повредит электронные компоненты. Как правило, акриловые покрытия растворяются легче всего, в то время как силиконовые и уретановые покрытия удалить сложнее.
Пилинг – Для некоторых эластичных покрытий, таких как силиконовое конформное покрытие, мы можем удалить их, оторвав их от печатной платы ножом. Но этот процесс требует особой осторожности и точного контроля со стороны оператора, в противном случае он может повредить компоненты.
Термический/прожиг – В процессе ремонта можно просто прожечь покрытие паяльником, но нужно действовать осторожно. Этот метод подходит практически для всех типов конформных покрытий.
Микроструйная очистка –Процесс включает использование микропескоструйного аппарата, который использует концентрированную смесь мягкого абразива и сжатого воздуха для эффективного удаления покрытия. Этот метод подходит для удаления париленовых и эпоксидных покрытий.
Шлифовка/Скребание – Вам нужно использовать дрель, чтобы сошлифовать ненужное покрытие, что подходит для некоторых более твердых покрытий, таких как эпоксидная смола и полиуретан. Однако, если оператор не будет осторожен, есть вероятность повредить печатную плату, поэтому этот метод не является приоритетным.
Распространенные дефекты покрытия печатных плат и их решения
| Дефекты | Возможные причины | Решения |
| Точечные отверстия | -Ненадлежащая очистка печатных плат -Избыточное давление распыления -Высокая влажность окружающего воздуха -Высокая температура, вызывающая быстрое испарение растворителя | -Тщательно очистите и высушите доску перед нанесением покрытия. -Используйте правильное давление распыления и форсунки - Поддерживайте относительную влажность ниже 65% - Поддерживайте температуру окружающей среды ниже 30°C. |
| Воздушные пузыри | - Предыдущие пузырьки, вызванные перемешиванием, не дождались исчезновения, чтобы покрыться слоем -Распылительная форсунка расположена слишком близко или давление слишком высокое -Высокая вязкость материала покрытия -Быстрое испарение растворителя из-за высокой температуры -Поверхностное загрязнение, включая остатки растворителя и влаги | - Дайте достаточно времени постоять после смешивания перед нанесением покрытия. -Установите правильное давление и расстояние распыления -Контроль вязкости во время нанесения покрытия -Избегайте высоких температур -Тщательно очистите и высушите доску перед нанесением покрытия. |
| Плохая адгезия | -Ненадлежащая очистка -Низкое поверхностное натяжение слоя паяльной маски -Неправильный выбор типа покрытия печатной платы | -Выполните тщательную очистку печатной платы и компонентов перед нанесением покрытия. -Выберите конформные покрытия с лучшим смачиванием поверхности или измените тип паяльной маски. -Выберите совместимое конформное покрытие |
| Растрескивание | -Повышенная хрупкость и плохая гибкость при низких температурах - Избыток отвердителя в двухкомпонентных покрытиях приводит к высокой усадке -Плохая адгезия покрытия | -Выберите гибкие покрытия для печатных плат -Точный контроль пропорций смешивания для двухкомпонентных покрытий -Улучшение адгезии покрытия |
| апельсиновая корка | -Низкая влажность окружающего воздуха -Быстроиспаряющийся разбавитель -Высокая вязкость материала покрытия | -Проверьте производственную среду -Используйте разбавитель с более медленной скоростью испарения. -Уменьшить вязкость материала покрытия |
Печатные платы Настольные Стандарты покрытия
В области конформных покрытий существует ряд стандартов покрытий печатных плат, которые требуют их использования в определенных условиях, например, в военной сфере, в автомобильной промышленности, в быту и т. д. Чаще всего конформные покрытия соответствуют требованиям спецификаций MIL-I-46058C или IPC-CC-830B, которые тесно связаны с MIL-I-46058C.
MIL-I-46058C: общепринятый стандарт конформного покрытия в отрасли, также известный как военный изоляционный состав. Он требует тестирования в любых лабораториях, авторизованных MIL, и по-прежнему используется даже после деактивации с 1998 года для новых конструкций. Для этого теста требуется стандартный список квалифицированных продуктов (QPL).
Def Stan 59/47: аналогичный стандарту 46058C, используемый для покрытия высококлассных устройств военного назначения, но сначала их должно одобрить Министерство обороны Великобритании.
IEC 61086: Стандарт, основанный на самосертификации поставщика с требованиями, аналогичными 46058c. Им управляет Международная электротехническая комиссия.
IPC-CC-830B: Активно используемый и постоянно обновляемый стандарт, аналогичный 46058C, введенный, когда 46058C остается неактивным. Материал, стандартизированный для 46058C, который соответствует этим спецификациям. Тестирование недоступно, поскольку не поддерживается QPL.
UL94V0: Относится к свойству конформного покрытия самозатухать на подложке FR4. V0 — это наивысшая достижимая категория, за ней следуют V1 и V2.
Услуги по нанесению покрытий на печатные платы в компании MOKO Technology
Выбор правильного покрытия печатной платы должен учитывать множество факторов, таких как рабочая среда, уровень защиты, требования к печатной плате и т. д. MOKO Technology глубоко понимает проблемы нанесения покрытий печатных плат на ваши платы. Мы здесь, опираясь на почти 20-летний опыт в области печатных плат и печатных плат, чтобы помочь вам выбрать идеальное решение для покрытия. Для получения экспертной помощи, войти в контакт с нами.
