PCB-Schutzlackierung | Ein umfassender Leitfaden zu den Typen, Verfahren und Vorteilen

Umweltschäden an Leiterplatten (PCBs) sind ein kritischer Faktor bei der Elektronikfertigung. Schutzlack spielt dabei eine herausragende Rolle. Es handelt sich um eine spezielle Beschichtung, die auf die Oberfläche einer Leiterplatte aufgetragen wird und diese vor Feuchtigkeit, Staub, Chemikalien und extremen Temperaturen schützt, die die Leiterplatte sonst beschädigen würden. Mit dem technologischen Fortschritt möchten immer mehr Unternehmen ihre Elektronik mit Schutzlacken fertigen lassen, um Langlebigkeit und Zuverlässigkeit zu gewährleisten.

Der Leitfaden beschreibt die Eigenschaften einer Schutzbeschichtung, ihre Anwendungsverfahren und wie sie durch ihre lange Lebensdauer den entscheidenden Unterschied für die Produkte ausmacht, für die sie entwickelt wurde. Verschiedene Arten von Schutzbeschichtungen, die auf Leiterplatten aufgebrachten Methoden und deren Anwendung durch Inspektions- und Entfernungsmethoden werden in diesem Leitfaden behandelt. Er hilft Ihnen, fundierte Entscheidungen über die Entwicklung eines neuen Produkts oder die Nutzung von Schutzbeschichtungsdiensten zu treffen.

Was ist Schutzbeschichtung?

Die dünne Schutzschicht auf der Leiterplatte schützt empfindliche elektronische Bauteile vor Umwelteinflüssen wie Feuchtigkeit, Chemikalien, Staub und extremen Temperaturen. Schutzlacke sind in der Elektronik unerlässlich, wenn elektronische Geräte unerwünschten Bedingungen ausgesetzt sind, beispielsweise in der Automobil-, Luft- und Raumfahrt oder in industriellen Anwendungen.

Eine Schutzbeschichtung hingegen passt sich der Form der Leiterplatte an und schützt so alle Komponenten, ohne deren elektrische Leistung zu beeinträchtigen. Dies unterscheidet sich vom Vergießen oder Verkapseln, bei dem eine ganze Schaltung in einer festen Masse eingebettet ist. Hier wird Schutz durch Anpassung geboten, ohne die Zugänglichkeit für spätere Reparaturen oder Modifikationen zu beeinträchtigen.

Arten von Schutzbeschichtungen

Es gibt Tausende Arten von Schutzlacken. Jeder hat einzigartige Eigenschaften. Daher kann die Beschichtung je nach Anwendungsanforderungen ausgewählt werden, wobei Temperaturbeständigkeit, chemische Beständigkeit und mechanische Belastbarkeit nur einige Beispiele sind.

Zusammenfassungen der gängigsten Typen schutzlackierter Leiterplatten:

Natürlich hat die Art der Beschichtung ihre Anwendung. Die geeignete Anwendung richtet sich nach den Umgebungsanforderungen und der Funktionsweise der Elektronik.

Wie man hinzufügen Schutzlackierung für Leiterplatten?

Wie bringt man eine Schutzbeschichtung auf eine Leiterplatte auf? Beachten Sie die folgenden Schritte:

1. Reinigen und vorbereiten

Bevor eine Schutzbeschichtung auf die Leiterplatte aufgetragen wird, muss die Oberfläche gereinigt und Staub, Öl und Rückstände entfernt werden. Erst nach der Reinigung kann die Schutzbeschichtung aufgetragen werden, damit die Schutzbeschichtung fest auf der Leiterplatte haftet. Neben der Reinigung der Leiterplatte sind einige Vorbereitungen zu treffen: Verwenden Sie Abdeckband oder spezielle Abdeckplatten, um nicht beschichtete Bereiche wie Steckverbinder, Schalter, Prüfpunkte usw. zu schützen.

2. Wählen Sie die richtige Beschichtungsart

Es gibt hauptsächlich die folgenden drei Arten von PCB-Anti-Lack-Beschichtungen:

3. Konformes cschwimmend Techniken

Es gibt drei Hauptmethoden des Beschichtungsprozesses:

Sprühmethode: Geeignet für die Massenproduktion, um eine gleichmäßige Abdeckung der PCB-Oberfläche zu gewährleisten.

Bürstmethode: geeignet für Kleinserien oder Wartungsarbeiten.

Tauchbeschichtungsverfahren: Die beidseitige Beschichtung wird durch Einweichen der Beschichtungsflüssigkeit abgeschlossen und ist für einen vollständigen Schutz geeignet.

4. Trocknen und aushärten

Nach dem Hinzufügen von a Schutzanstrich Tragen Sie die Beschichtung auf die Leiterplatte auf und trocknen und härten Sie sie unter geeigneten Bedingungen gemäß den Anweisungen des Herstellers aus, um die besten Ergebnisse zu erzielen.

Verschiedene Beschichtungen benötigen unterschiedlich lange zum Trocknen und Aushärten:

Acrylbeschichtung: Das Trocknen der Oberfläche dauert etwa 10–30 Minuten. Die vollständige Aushärtung dauert 24 Stunden.

Silikonbeschichtung: Das Trocknen der Oberfläche dauert etwa 30–60 Minuten. Die vollständige Aushärtung dauert 48–72 Stunden.

Urethanbeschichtung: Das Trocknen der Oberfläche dauert 1–4 Stunden. Die vollständige Aushärtung dauert 24–48 Stunden.

5. Prüfen und testen

Nach Abschluss dieser Prozesse muss überprüft werden, ob die Platine vollständig beschichtet ist und keine Blasen, fehlende Beschichtungen oder Defekte vorhanden sind. Sie können sich auch ein intuitiveres Verständnis der Schutzbeschichtung verschaffen, indem Sie sich Folgendes ansehen: Video: 

https://studio.youtube.com/video/MYPW1dJ7Nx8/edit

Methoden zum Auftragen von Schutzlacken

Manuelles Bürsten

Beim Streichen wird mit einem Pinsel gearbeitet. Es werden kleine Aufträge oder punktuelle Beschichtungen auf bestimmten Flächen ausgeführt. Beim Streichen ist die Schichtdicke jedoch ungleichmäßig und erfordert daher eine deutlich präzisere Handhabung, was es für die Massenproduktion ungeeignet macht.

Sprays

Ein Schutzlackspray wird aufgetragen, um eine gleichmäßige Beschichtung der Leiterplatte zu erzielen. Es ist eine effektive Methode in der Massenproduktion und sorgt für eine gleichmäßige Beschichtung. Obwohl es schnell und zuverlässig ist, muss in empfindlichen Bereichen eine Maskierung durchgeführt werden. Die Geräte müssen sorgfältig kalibriert werden, um ein Übersprühen zu vermeiden.

Steil

Beim Tieftauchen wird die Leiterplatte vollständig in die Beschichtung eingetaucht, um eine optimale Abdeckung zu gewährleisten. Dies ist ideal für eine vollständige Kapselung der Leiterplatte, einige Elemente müssen jedoch abgedeckt werden. Das Tauchen eignet sich hervorragend für einfachere Leiterplattendesigns oder große Mengen, kann jedoch zu viel Beschichtung in enge Bereiche eindringen lassen.

Dampfabscheidung

Es handelt sich um ein sehr effektives Verfahren zur Dampfabscheidung von Parylenbeschichtungen, da die Innenfläche der Vakuumkammer eine gleichmäßige Verdampfung in einem Muster bewirkt, das dünne Schichten ermöglicht. Allerdings ist dieses Verfahren teuer und zeitaufwendig und daher für die Verwendung mit hochwertigen Produkten die beste Option.

Aushärtungsmethoden für Schutzlacke

Der Aushärtungsprozess lässt die aufgetragene Beschichtung aushärten und trocknen. Dabei erhält sie umfassende Schutzeigenschaften. Ist die aufgetragene Beschichtung vollständig ausgehärtet, verbindet sie sich perfekt mit der Leiterplattenoberfläche. Die Art der Aushärtung bestimmt die Anforderungen und die Krümmung der Beschichtung.

Es muss nach dem Gebrauch behandelt werden, um eine eventuelle Bindung und Aushärtung zu ermöglichen.

1. Ofenhärtung angewendet: Die Leiterplatte wird bei einer festgelegten Temperatur einige Zeit im Ofen ausgehärtet, um die Beschichtung auszuhärten. Dies ist das am häufigsten angewandte Verfahren für Epoxid- und Polyurethanbeschichtungen.

2. UV-Härtung: Es wird zum Auftragen von UV-härtenden Beschichtungen eingesetzt. Dabei wird die beschichtete Leiterplatte ultraviolettem Licht ausgesetzt, wodurch die Materialhärtung nahezu augenblicklich erfolgt. Es ist ein schneller und effektiver Prozess. Daher eignet es sich besser für die Großserienproduktion.

3. FeuchtigkeitshärtungSilikonbasierte Beschichtungen benötigen eine Feuchtigkeitshärtung. Sie absorbieren die Feuchtigkeit aus der umgebenden Luft. Im Vergleich zur Wärme- und UV-Härtung ist die Härtung langsamer, aber besonders nützlich für flexible Beschichtungen.

Inspektion der Schutzbeschichtung

Dies ist auch deshalb wichtig, weil die Schutzbeschichtung glatt und fehlerfrei sein muss. Eine gute Inspektion verhindert viele wahrscheinlich auftretende Defekte, wie z. B. eine Unterdeckung, die die Leiterplatte Umweltschäden aussetzen könnte.

UV-Lichttest

Die meisten Baugruppen sind mit einem UV-Tracer beschichtet, sodass alle außer den größten Esoterikern mithilfe von UV-Licht schnell Bereiche lokalisieren können, die möglicherweise übersehen wurden oder inkonsistent sind. Auf diese Weise lässt sich schnell und zerstörungsfrei überprüfen, ob die Beschichtung vollständig ist.

Dickenmikrometer

Bestimmen Sie die Schichtdicke. Je dicker, desto besser. Im vorliegenden Fall kann dies in Mikrometern oder mit Wirbelstrommessgeräten erfolgen. Nur dann bleibt die Qualität der Schicht erhalten, wenn die vorgeschriebenen Schutzanforderungen erfüllt sind; die Leiterplatte soll geschützt werden. Eine deutlich zu dünne Schicht kann die Leiterplatte freilegen und so leicht ihre Funktionalität verändern.

Sichtbar beobachten

In der obigen Liste werden Dinge wie Blasen, Tröpfchen – sogar Bedeckung usw. – hinzugefügt, um andere Testprozesse vor dem letzten visuell darzustellen, in denen alle möglichen kosmetischen Mängel und Leistungsfehlermodi berücksichtigt werden.

Ist eine Schutzbeschichtung für Leiterplatten notwendig?

Der Schutzlack ist zweifellos sehr wichtig für die Leiterplatten. Denn im Herstellungs- und Montageprozess von elektronischen Geräten, Hinzufügen Schutzbeschichtungen an den Leiterplatten kann die Lebensdauer der Leiterplatten verlängern.

Im Vergleich zur Leiterplatte ohne Schutzlack, des konforme Beschichtung von Leiterplatten hat folgende Vorteile:

✅ Feuchtigkeitsschutz: A Leiterplatte mit Schutzlackierung verhindert wirksam das Eindringen von Feuchtigkeit und verringert die Gefahr von Kurzschlüssen.

✅ Chemikalienschutz: Wirksamer Widerstand gegen korrosive chemische Substanzen, die die Schaltung beschädigen können.

✅ Staub- und Schadstoffvermeidung: Verhindern Sie, dass Staub, Verunreinigungen und andere Schadstoffe die Leistung der Leiterplatte beeinträchtigen.

✅ Bessere Hochtemperaturbeständigkeit: schützen die Leiterplatten effektiv vor extrem hohen oder niedrigen Temperaturen.

✅ Höhere Zuverlässigkeit: Verlängerung der Lebensdauer der Leiterplatten mit Schutzbeschichtung durch die Verringerung des Risikos von Umweltschäden.

Für elektronische Geräte, die in rauen Umgebungen arbeiten, ist es notwendig, hinzuzufügen Schutzbeschichtungen um die Haltbarkeit und Leistung elektronischer Geräte zu verbessern. Daher ist die Schutzlack für Leiterplatten erforderlich.

COHO Expo bei der sind Werden Leiterplatten mit Schutzbeschichtung verwendet?

PCB-konforme Beschichtung wird häufig in elektronischen Geräten mit hohen Umweltanforderungen eingesetzt. Hier sind einige gängige Anwendungsszenarien:

So entfernen Sie Schutzlack von einer Leiterplatte

Manchmal ist es notwendig, Schutzlacke für Reparaturarbeiten, Nacharbeiten oder den Austausch von Bauteilen auf einer Leiterplatte zu entfernen. Die Entfernung erfordert daher die richtige Wahl, ohne die Platine oder ihre Komponenten zu beschädigen. Die Art der Beschichtung und die spezifischen Anforderungen bestimmen die anzuwendende Entfernungsmethode.

Captor-Minimierung

Durch dieses Kontaktablösen wird die Beschichtung von den betroffenen Bereichen der Leiterplatte entfernt. Ein lösemittelbasierter oder mechanischer Schaber sowie Laserablation werden in den Bereichen eingesetzt, in denen die Beschichtung entfernt werden muss. Es wird nur die betroffene Stelle bearbeitet, ohne den Rest der Leiterplatte wie neu zu verändern. Das ist praktisch, wenn ein bestimmtes Bauteil oder ein bestimmter Bereich behandelt werden muss.

Vollständige Entfernung

In diesen Fällen wird die Schutzbeschichtung für eine vollständige Überarbeitung oder Neukonfiguration entfernt. Dies muss sorgfältig erfolgen, da chemische Ätzmittel die Beschichtung auflösen oder mechanische Abtragstechniken zur Entfernung der Beschichtung eingesetzt werden. Dies ist zeitaufwändig und erfordert besondere Vorsicht, um die empfindlichen Bauteile zu schonen. Beide Prozesse erfordern die fachgerechte Handhabung und den Einsatz von Werkzeugen, um die Leiterplatte an einem sicheren Ort für die weitere Bearbeitung vorzubereiten.

Fazit

Schutzlackierung ist ein wichtiger Prozess zum Schutz von Leiterplatten vor Feuchtigkeit, Chemikalien und extremen Temperaturen. Dadurch wird verhindert, dass elektronische Bauteile über kürzere Zeiträume und mit geringerer Lebensdauer eingesetzt werden, insbesondere in Branchen mit rauen Umgebungsbedingungen. Jeder Schritt, von der richtigen Typwahl bis hin zum geeigneten Auftragungs- und Aushärtungsprozess, ist für optimale Leistung entscheidend.

Die Kenntnis aller Arten von Schutzlacken und ihrer Anwendung ist eine wesentliche Voraussetzung für die richtige Wahl zum Schutz Ihrer individuellen Anforderungen. Eine ordnungsgemäße Überwachung und gegebenenfalls wirksame Entfernungsmethoden gewährleisten die langfristige Wirksamkeit der Beschichtung. Der Fortschritt in der Elektronik macht Schutzlacke unumgänglich, da sie für die einwandfreie Funktion und Sicherheit empfindlicher elektronischer Systeme von grundlegender Bedeutung sind.