Jedním z kritických prvků výroby elektroniky je poškození desek plošných spojů neboli DPS vlivem prostředí. Konformní povlak hraje v tomto procesu mimořádnou roli. Jedná se o speciální povlak nanášený na povrch desky plošných spojů, který chrání desku před vlhkostí, prachem, chemikáliemi a extrémními teplotami, které by jinak desku poškodily. S pokrokem technologií chce stále více společností vyrábět svou elektroniku s konformním povlakem DPS, aby byla odolnější a spolehlivější.
Průvodce popisuje podstatu konformního povlaku, jeho aplikační procesy a jak může mít vliv na produkty, pro které je vyroben, díky své dlouhé a užitečné životnosti. V tomto průvodci jsou popsány různé druhy konformních povlaků, metody aplikované na desky a jejich provádění pomocí metodik kontroly a odstraňování. Pomáhá činit informovaná rozhodnutí o návrhu nového produktu nebo využití služeb konformního povlakování.
Co je to Conformal Coating?
Množství ochranného povlaku naneseného v tenké vrstvě na desku plošných spojů chrání citlivé elektronické součástky před vlivy prostředí, včetně vlhkosti, chemikálií, prachu a extrémních teplot. Konformní povlak je v elektronice nezbytný pro podmínky použití, kdy jsou elektronická zařízení vystavena nežádoucím podmínkám, včetně automobilového a leteckého průmyslu nebo průmyslových aplikací.
Na druhou stranu, konformní povlak se doslova „přizpůsobí“ tvaru desky plošných spojů, a tím chrání všechny součástky, aniž by ovlivňoval jejich elektrický výkon. To se liší od zalévání nebo zapouzdření, kde je celý obvod zalit do pevné hmoty, protože ochrana je spojena s konformitou, aniž by byla narušena dostupnost pro budoucí opravy nebo úpravy.
Typy konformních povlaků
Existují tisíce typů konformních povlaků. Každý z nich má jedinečné vlastnosti. Proto by mohl být vybrán povlak na základě potřeb aplikace, přičemž teplotní odolnost, chemické vystavení a mechanické namáhání mohou být jen několika příklady.
Shrnutí nejběžnějších typů konformně potažených desek plošných spojů:
|
Typ povlaku PCB
|
snímky
|
Nemovitosti
|
|
Akrylový konformní povlaks
|
|
Akrylové nátěry jsou odolné vůči vlhkosti, nátěr, a snadné odlepování a obecně dobrá odolnost vůči povětrnostním vlivům. Lze je použít obecně.
|
|
Silikonový konformní povlak pro PCB
|
|
Silikonem zapouzdřené typy jsou relativně flexibilní a použitelné při poněkud vyšších teplotách. Také bývají odolné vůči vlhkosti a chemikáliím.
|
|
Polyuretanové nátěry
|
|
Polyuretanové nátěry jsou velmi abrazivníve a odolné vůči rozpouštědlům. Proto jsou tyto nátěry ideální všude tam, kde je mechanická odolnost prvořadá.
|
|
Epoxidové konformní nátěry
|
|
Epoxidové barvy jsou vysoce odolné vůči chemikáliím a vodě, ale jsou příliš silné a po aplikaci je obtížné je snadno odstranit nebo rychle opravit poškozené části.
|
|
Nátěry na bázi parylenu
|
|
Parylenové povlaky jsou pokročilé ochranné povlaky, které mají kromě chemické odolnosti i vynikající dielektrické vlastnosti. To je dáno nanesením...n prostřednictvím procesu páry.
|
Typ povlaku má samozřejmě své uplatnění. Vhodná aplikace bude záviset na požadavcích prostředí a provozní činnosti elektroniky.
Jak přidat konformní povlakování desek plošných spojů?
Jak přidat konformní povlak na desku plošných spojů? Podívejte se na následující kroky:
1. Vyčistěte a připravte
Před nanesením ochranného povlaku na desku plošných spojů je nutné povrch desky plošných spojů očistit a odstranit prach, olej a zbytky. Teprve po očištění lze nanést ochranný povlak, aby konformní povlak pevně přilnul k desce plošných spojů. Kromě čištění desky plošných spojů je třeba provést několik příprav: Použijte maskovací pásku nebo speciální krycí desky k ochraně nepotažených oblastí, jako jsou konektory, spínače, testovací body atd.
2. Vyberte správný typ nátěru
Existují hlavně následující typy třívrstvých antikorozních povlaků na deskách plošných spojů:
|
Typ povlaku
|
Klíčové vlastnosti
|
Doporučené aplikace
|
|
Akrylové nátěry
|
Rychleschnoucí s vynikající odolností proti vlhkosti
|
Ideální pro běžnou elektroniku vyžadující rychlou ochranu před vlhkostí
|
|
Silikonové povlaky
|
Vhodné pro prostředí s vysokými teplotami a vysokou flexibilitou
|
Nejlepší pro automobilový, letecký a průmyslový průmysl vystavený extrémním teplotám
|
|
Uretanové povlaky
|
Vynikající chemická odolnost; ideální pro náročné průmyslové prostředí
|
Běžně se používá v průmyslových zařízeních a prostředích s chemickým vystavením
|
|
Epoxidové povlaky
|
Poskytuje robustní mechanickou ochranu se silnou chemickou odolností
|
Vhodné pro aplikace vyžadující trvalou ochranu před fyzikálním poškozením a chemikáliemi
|
3. Konformní cjedení techniky
Existují tři hlavní metody procesu nátěru:
Způsob postřiku: Vhodné pro hromadnou výrobu k zajištění rovnoměrného pokrytí povrchu desek plošných spojů.
Metoda kartáčování: vhodné pro malé dávky nebo údržbu.
Metoda lakování ponorem: Oboustranné pokrytí se dokončí namočením nátěrové kapaliny, vhodné pro úplnou ochranu.
4. Sušení a vytvrzení
Po přidání a ochranný povlak na desku plošných spojů, vysušte a vytvrdněte povlak za vhodných podmínek v souladu s pokyny výrobce, abyste dosáhli nejlepších výsledků.
Různé nátěry potřebují různou dobu k schnutí a vytvrzení:
Akrylový nátěr: Povrchové schnutí trvá asi 10–30 minut; úplné vytvrzení trvá 24 hodin.
Silikonový povlak: Povrchové schnutí trvá přibližně 30–60 minut; úplné vytvrzení trvá 48–72 hodin.
Uretanový povlak: Povrchové schnutí trvá 1–4 hodiny; úplné vytvrzení trvá 24–48 hodin.
5. Kontrola a test
Po dokončení těchto procesů je nutné zkontrolovat, zda je deska zcela pokryta, a ujistit se, že se na ní neobjevují bubliny, vynechaný povlak nebo vady. Intuitivnější pochopení konformního povlakování můžete získat také sledováním tohoto... video:
https://studio.youtube.com/video/MYPW1dJ7Nx8/edit
Metody nanášení konformního povlaku
Ruční kartáčování
Kartáčování je aplikace štětcem. Aplikuje se v malých vrstvách nebo jako bodové nátěry na konkrétních plochách. Říká se však, že tloušťka filmu kartáčování není rovnoměrná, a proto vyžaduje mnohem obratnější zacházení, což jej diskvalifikuje z hromadné výroby.
spreje
Konformní nástřik se nanáší na desku plošných spojů na rovnoměrný a stejnoměrný povlak. Je to poměrně účinná metoda v hromadné výrobě, která zajišťuje rovnoměrné nanášení. I když je maskování rychlé a spolehlivé, je nutné jej provádět v citlivých oblastech a zařízení musí být pečlivě kalibrováno, aby se zabránilo nadměrnému nastříkání.
příkrý
Hloubkové ponoření znamená úplné ponoření desky plošných spojů do povlaku, aby bylo zajištěno jeho pokrytí. Je ideální pro úplné zapouzdření desky, ale některé prvky je třeba maskovat. Ponoření funguje skvěle pro jednodušší návrhy desek plošných spojů nebo velké objemy, ale příliš mnoho povlaku se může dostat do těsných prostor.
Napařování
Jedná se o velmi účinný proces používaný při napařování parylenových povlaků, protože vnitřní povrch vakuové komory způsobuje jeho rovnoměrné odpařování ve vzoru, který umožňuje tenké vrstvy; je však nákladný a časově náročný, a proto je nejvhodnější volbou pro použití s vysoce hodnotnými produkty.
Metody vytvrzování konformního povlaku
Proces vytvrzování způsobí, že nanesený povlak ztvrdne a vyschne. V tomto procesu získává kompletní ochranné vlastnosti. Když je nanesený povlak dokonale vytvrzen, dokonale se spojí s povrchem desky plošných spojů. Typ metody vytvrzování určuje aplikované požadavky a zakřivení povlaku.
Po použití je třeba jej ošetřit, aby se mohl případně spojit a vytvrdnout.
1. Aplikováno vytvrzení v trouběDeska plošných spojů se po určitou dobu vytvrzuje v peci při nastavené teplotě, aby se vytvrdil povlak. Toto je nejpoužívanější proces u epoxidových a polyuretanových nátěrů.
2. UV vytvrzováníPoužívá se k nanášení UV vytvrditelných povlaků. Při něm je potažená deska plošných spojů vystavena ultrafialovému světlu a k vytvrzení materiálu dochází téměř okamžitě. Je to rychlý a efektivní proces. Proto je vhodnější pro velkoobjemovou výrobu.
3. Vytvrzování vlhkostíPovlaky na bázi křemíku vyžadují vytvrzování vlhkostí. Absorbují vlhkost dodávanou okolním vzduchem, který je obklopuje. Jejich vytvrzování je pomalejší ve srovnání s vytvrzováním teplem a UV zářením, ale jsou velmi užitečné při použití v nátěrech, které by měly být pružné.
Inspekce konformního nátěru
To je také důležité, protože konformní povlak musí být hladký a bez vad. Dobrá kontrola zabraňuje mnoha pravděpodobným vadám, jako je nedostatečné pokrytí, které by mohlo vystavit desku plošných spojů poškození vlivy prostředí.
Test UV světlem
Většina sestav je dopována UV stopovačem, takže všechny kromě těch nejezoteričtějších dokáží lokalizovat pomocí UV světla a rychle najít oblasti, které mohly být přehlédnuty nebo nekonzistentní, což umožňuje rychlé a nedestruktivní ověření, zda jsou zcela potaženy.
Tloušťkoměr
Určete tloušťku povlaku. Čím silnější, tím lépe. V daném případě lze toto měření provést v mikrometrech nebo pomocí přístrojů s vířivými proudy. Pouze tehdy si zachováte kvalitu povlaku, pokud jsou splněny předepsané požadavky při uplatňování přísných požadavků na ochranu; deska plošných spojů musí být chráněna. Znatelně tenký povlak může desku plošných spojů odhalit a snadno tak způsobit změnu její funkčnosti.
Pozorujte viditelné
Výše uvedený seznam bude doplňovat prvky, jako jsou bubliny, rovnoměrné pokrytí kapkami atd., aby vizuálně znázornil další testovací procesy před posledním, ve kterém by byly zváženy všechny možné kosmetické jevy a režimy selhání výkonu.
Je pro desky plošných spojů nezbytný konformní povlak?
Jedno konformní povlak je nepochybně velmi důležité pro desky plošných spojů. Protože v procesu výroby a montáže elektronických zařízení je třeba přidat konformní povlaky k deskám plošných spojů může prodloužit jejich životnost.
Ve srovnání s deskou plošných spojů bez konformní povlakse DPS s konformním povlakem má následující výhody:
(Tj. Ochrana proti vlhkosti: A Deska plošných spojů s konformním povlakem účinně zabraňuje vniknutí vlhkosti a snižuje riziko zkratů.
(Tj. Chemická ochrana: účinně odolávat korozivním chemickým látkám, které by mohly poškodit obvod.
(Tj. Prevence prachu a znečištění: Zabraňte tomu, aby prach, nečistoty a další znečišťující látky ovlivňovaly výkon desek plošných spojů.
(Tj. Lepší odolnost vůči vysokým teplotám: účinně chrání desky plošných spojů před extrémně vysokými nebo nízkými teplotami.
(Tj. Vyšší spolehlivost: prodloužení životnosti konformní povlakování desek plošných spojů snížením rizika poškození životního prostředí.
U elektronických zařízení pracujících v náročných podmínkách je nutné přidat konformní povlaky ke zlepšení odolnosti a výkonu elektronických zařízení. Proto konformní povlak pro desky plošných spojů je nutné.
Kde jsou Používají se desky plošných spojů s konformním povlakem?
PCB konformní povlak se široce používá v elektronických zařízeních s vysokými požadavky na životní prostředí. Zde jsou některé běžné scénáře použití:
|
editaci videa
|
Environmentální výzvy
|
Role Konformní nátěr
|
|
Automobilová elektronika
|
Vibrace, prach, teplotní výkyvy
|
Zajišťuje stabilní provoz automobilové elektroniky v náročných podmínkách a prodlužuje životnost produktu
|
|
Letectví a obrana
|
Vlhkost, tlak ve vysoké nadmořské výšce, změny teploty
|
Chrání elektronické součástky před vlivy prostředí a zajišťuje spolehlivý provoz
|
|
Consumer Electronics
|
Vlhkost, prach
|
Zvyšuje odolnost proti vlhkosti a prachu, čímž prodlužuje stabilitu a životnost zařízení
|
|
LED osvětlovací systémy
|
Venkovní a vlhké prostředí
|
Chrání desky plošných spojů před vlhkostí a prachem a zajišťuje stabilní LED osvětlení
|
|
Průmyslové řídicí systémy
|
Prach, chemická expozice
|
Zvyšuje spolehlivost zařízení v náročných podmínkách a snižuje riziko poruch
|
|
Námořní elektronika
|
Slaná mlha, vlhké podmínky
|
Zabraňuje poškození lodních elektronických zařízení vlhkostí a zajišťuje tak dlouhodobý stabilní provoz
|
Jak odstranit konformní povlak z desky plošných spojů
Někdy může být nutné odstranit konformní povlak pro opravy, přepracování nebo výměnu některých součástí na desce plošných spojů. Odstranění proto vyžaduje správnou volbu bez poškození desky nebo jejích součástí. Typ povlaku a specifické požadavky vyžadují, aby se při odstraňování použila správná metoda.
Minimalizace únosců
Toto odizolování kontaktů odstraňuje povlak z oblastí zájmu na deskách plošných spojů. V oblastech, které vyžadují odstranění povlaku, se používá originální škrabka na bázi rozpouštědla nebo mechanická škrabka spolu s laserovou ablací. Ovlivněn bude pouze přesně ten bod, který je potřeba odstranit, aniž by se měnil zbytek desky plošných spojů, jako by byla nová. To je praktické, když je třeba věnovat pozornost jedné konkrétní součástce nebo oblasti.
Kompletní odstranění
V těchto případech se konformní povlak odstraní pro kompletní přepracování nebo rekonfiguraci. Důkladné odstranění musí být provedeno ve všech situacích, kdy chemická leptací činidla povlak rozpouštějí nebo se používají techniky mechanického obrušování pro jeho fyzické odstranění. Je to časově náročné a opatrnější, aby se nepoškodily citlivé součástky. Oba procesy vyžadují správnou manipulaci a použití nástrojů, aby byla deska plošných spojů připravena na bezpečném místě pro další zpracování.
Bottom Line
Konformní povlakování je klíčový proces pro ochranu desek plošných spojů (PCB) před vlhkostí a chemikáliemi, stejně jako před extrémními teplotními podmínkami. To zabraňuje tomu, aby elektronické součástky byly používány po kratší dobu s nižší spolehlivou životností, zejména v odvětvích, která jsou obecně v náročném prostředí. Každá fáze, od správného výběru typu až po vhodnou aplikaci a proces vytvrzování, je pro vynikající výkon zásadní.
Znalost všech druhů konformních povlaků a jejich použití je nezbytným požadavkem pro správnou volbu ochrany pro jakoukoli konkrétní potřebu. Správné monitorování spolu s účinnými metodami odstraňování, pokud je to nutné, nepochybně zajistí dlouhodobou účinnost povlaku. Pokrok v elektronice s sebou přináší nevyhnutelnost konformních povlaků, které jsou v podstatě zásadní pro udržení správného výkonu a bezpečnosti takových citlivých elektronických systémů.
