Условия эксплуатации различных электронных устройств сложны и изменчивы. Влага, пыль, высокие температуры, солевой туман, химическая коррозия и даже физический износ при ежедневном использовании могут привести к выходу печатных плат из строя или преждевременному выходу их из строя.
Чтобы избежать этих проблем, инженеры наносят на поверхность печатной платы слой конформного покрытия, который фактически наносит на неё невидимый защитный слой. Он защищает печатную плату от влаги, коррозии и пыли, повышает прочность изоляции и обеспечивает стабильную работу печатных плат во влажной среде, в соляном тумане или в загрязнённых средах. Будь то бытовая электроника, автомобильные электронные блоки управления, промышленные платы управления, медицинские приборы или аэрокосмические системы, использование конформного покрытия печатных плат может эффективно снизить частоту отказов и продлить срок службы изделия.
В этой статье мы расскажем, что такое конформное покрытие, рассмотрим распространённые типы конформных покрытий, процесс нанесения конформного покрытия и его практическое применение в различных электронных изделиях. Прочитав эту статью, вы сможете определить, требуется ли покрытие для определённого типа печатной платы, какой материал для него выбрать и как правильно наносить конформное покрытие для повышения надёжности изделия.
Что такое конформное покрытие печатных плат?
Конформное покрытие — это тонкий защитный слой, наносимый на поверхность печатных плат. Он используется в основном для защиты печатных плат от повреждений, вызванных влагой, соляным туманом, пылью, химическими загрязнениями и электрическими разрядами. В отличие от заливки, оно не герметизирует всю плату целиком. Вместо этого оно покрывает поверхность печатной платы очень тонким слоем, плотно прилегая к компонентам и паяным соединениям, подобно прозрачному и лёгкому защитному покрытию для печатной платы.
Такое защитное покрытие печатных плат может улучшить электроизоляцию, предотвратить короткие замыкания, снизить окисление и коррозию металла, а также выдерживать определённый уровень механических нагрузок и перепадов температур. Поэтому, будь то автомобильная электроника, аэрокосмическая промышленность, промышленное оборудование, медицинские приборы или светодиодные светильники для наружного освещения, конформное покрытие для электроники является эффективным способом повышения надёжности печатных плат и продления срока службы оборудования.
Типы конформного покрытия
Различные типы конформных покрытий обладают своими особенностями с точки зрения защитных свойств, гибкости, химической стойкости и простоты ремонта. Распространенные материалы для покрытий печатных плат включают следующие типы:
Типы конформных покрытий печатных плат – Сравнительная таблица
|
Тип покрытия
|
Ключевые особенности
|
Преимущества
|
Ограничения
|
Типичные применения
|
|
Акриловое конформное покрытие
|
Однокомпонентный, прозрачный, легко наносится
|
Легко наносится распылением или кистью, быстро сохнет, легко удаляется и обрабатывается повторно
|
Плохая стойкость к растворителям, не подходит для высоких температур
|
Бытовая электроника, общая защита печатных плат, платы, требующие ремонта или модификации
|
|
Силиконовое конформное покрытие
|
Высокая гибкость, широкий диапазон температур (от -55°C до +200°C)
|
Отличная устойчивость к влаге и соляному туману, идеально подходит для использования на открытом воздухе и в автомобилях, а также обладает высокой термостойкостью.
|
Низкая стойкость к истиранию и высокая термостойкость могут повлиять на рассеивание тепла.
|
Автомобильные ЭБУ, аэрокосмическая электроника, светодиодные драйверы, наружные устройства
|
|
Полиуретановое (уретановое) покрытие
|
Прочное покрытие с высокой химической стойкостью
|
Отличная устойчивость к влаге, маслам и химикатам
|
Трудно удаляется, не подходит для повторной обработки
|
Промышленные системы управления, аэрокосмическая электроника, высоконадежное производство
|
|
Эпоксидное конформное покрытие
|
Очень твердый и прочный покрытие печатной платы
|
Превосходная защита от растворителей, истирания и коррозии
|
После затвердевания очень трудно удаляется, жесткий и склонен к растрескиванию под действием напряжений
|
Силовая электроника, промышленное оборудование, агрессивные химические среды
|
|
Париленовое покрытие
|
Наносится методом химического осаждения из газовой фазы (CVD), ультратонкий и без микроотверстий
|
Равномерное покрытие на поверхностях сложной геометрии, высокая диэлектрическая прочность, отличная изоляция
|
Высокая стоимость, требуется специализированное оборудование, не подходит для ремонта на месте
|
Медицинские приборы, военная электроника, аэрокосмические системы, высоконадежные датчики
|
Как наносится конформное покрытие
Распространенные методы применения
|
Способ применения
|
Описание
|
|
Ручное распыление/нанесение кистью
|
Используется для небольших партий и ремонтов
|
|
Покрытие погружением
|
Печатная плата погружена в материал покрытия печатной платы; требуется маскировка
|
|
Автоматизированное/селективное покрытие
|
Робототехника точно наносит конформное покрытие на печатную плату, минимизируя маскирование.
|
|
Осаждение парилена из паровой фазы
|
Усовершенствованный процесс нанесения конформного покрытия для получения сверхтонких и однородных слоев
|
Подготовка перед нанесением покрытия
Перед нанесением конформного покрытия на печатные платы необходимо убедиться, что поверхность печатной платы чистая и сухая, а все области, на которые не будет наноситься покрытие, должны быть надлежащим образом защищены.
Сначала печатную плату необходимо очистить деионизированной водой или ультразвуком для полного удаления остатков флюса, пыли, масла и влаги. Это предотвратит влияние загрязнений на адгезию покрытия или изоляционные свойства.
Впоследствии для таких областей, как разъемы, позолоченные контакты и контрольные точки, которые должны оставаться открытыми или проводящими, следует заранее выполнить маскирование, чтобы предотвратить закрытие конформным покрытием этих критических мест, тем самым гарантируя, что последующая пайка, тестирование или сочленение разъемов не будут затронуты.
О PCBasic
Время — деньги в ваших проектах — и PCBasic получает это. PCБазовый - это компания по сборке печатных плат который обеспечивает быстрые и безупречные результаты каждый раз. Наш комплексный Услуги по сборке печатных плат включают экспертную инженерную поддержку на каждом этапе, гарантируя высочайшее качество каждой платы. Как ведущий производитель сборки печатных плат, мы предлагаем комплексное решение, которое оптимизирует вашу цепочку поставок. Сотрудничайте с нашими передовыми Завод по производству прототипов печатных плат для быстрого выполнения заказов и превосходных результатов, которым вы можете доверять.
Контроль толщины и качества
После нанесения конформного покрытия на печатную плату его толщина обычно контролируется в диапазоне от 25 до 127 мкм (1–5 мил). Слишком малая толщина может снизить защитный эффект, а слишком толстая может привести к растрескиванию или ухудшению теплоотвода компонентов. Поэтому после нанесения покрытия необходимо проводить контроль толщины и качества.
Обычные методы измерения включают непосредственную проверку с помощью толщиномера влажной пленки или расчет толщины покрытия путем измерения разницы толщины пластины микрометром до и после нанесения покрытия. Для более точного измерения также применяются бесконтактные методы, такие как вихретоковый или ультразвуковой контроль, для подтверждения равномерности покрытия и его соответствия стандартам.
Методы отверждения конформных покрытий
После нанесения конформного покрытия оно не образует сразу окончательную защитную плёнку. Вместо этого оно должно пройти процесс отверждения для прочного сцепления с поверхностью печатной платы. Различные типы конформных покрытий используют разные методы отверждения, которые влияют на твёрдость, адгезию, скорость производства и надёжность покрытия. Ниже приведены несколько распространённых методов отверждения.
|
Метод отверждения
|
Описание
|
|
Испарительная сушка
|
Конформные покрытия на основе растворителей, такие как акриловые или уретановые
|
|
Влажное отверждение
|
Используется в основном в силиконовых конформных покрытиях.
|
|
Тепловое отверждение
|
Ускоряет отверждение эпоксидных и гибридных покрытий для печатных плат.
|
|
УФ-отверждения
|
Сверхбыстрое отверждение для УФ-чувствительных покрытий
|
Отраслевые стандарты и сертификация для конформных покрытий
• IPC-CC-830B / MIL-I-46058C – Отраслевой стандарт для конформных покрытий для электроники
• UL94 V-0 – Классификация воспламеняемости
• UL746E – Электроизоляционные характеристики
• RoHS/REACH – Соблюдение экологических норм
Приложения в электронных устройствах
Условия эксплуатации различных электронных устройств сильно различаются. Некоторые из них подвержены воздействию высоких температур и вибраций, другие — влаги, солевого тумана или химических веществ. Поэтому особенно важно наносить на печатную плату защитное покрытие.
|
Промышленность
|
Зачем использовать конформное покрытие для печатных плат?
|
|
Автомобильный ЭБУ / ADAS
|
Тепло, вибрация, влажность
|
|
Аэрокосмическая промышленность и оборона
|
Высота, химическое воздействие
|
|
Медицинские приборы
|
Стерильные, биосовместимые поверхности
|
|
Светодиодное освещение
|
Влажность на открытом воздухе, воздействие ультрафиолета
|
|
Промышленные энергетические системы
|
Химические пары, пыль, тепло
|
Заключение
Нанесение защитного покрытия на электронные компоненты — уже не просто опция, а необходимый процесс, обеспечивающий надёжность печатных плат. Будь то обычная бытовая электроника или высоконагруженное аэрокосмическое оборудование, при разумном использовании защитного покрытия печатная плата эффективно защищена от влаги, пыли, коррозии, химических загрязнений, вибрации и экстремальных температур.
При использовании конформного покрытия выбор правильного типа конформного покрытия, освоение правильного процесса нанесения конформного покрытия и работа в соответствии с отраслевыми стандартами могут значительно повысить стабильность электронных изделий, сократить количество неисправностей и одновременно продлить срок их службы.
Будь то акриловое конформное покрытие, силиконовое конформное покрытие или париленовое защитное покрытие для печатных плат, каждый тип покрытия печатных плат имеет свои преимущества и особенности применения. При условии, что покрытие для печатных плат будет продумано и правильно применено на этапах проектирования и производства, электронные устройства смогут стабильно работать в самых суровых условиях, оставаясь долговечными и надежными.
