Driftsmiljöerna för olika elektroniska enheter är komplexa och föränderliga. Fukt, damm, höga temperaturer, saltdimma, kemisk korrosion och till och med fysiskt slitage under daglig användning kan alla orsaka att kretskort går sönder eller skrotas i förtid.
För att undvika dessa problem applicerar ingenjörer ett lager av konform beläggning på kretskortets yta, vilket är som att lägga på ett osynligt skyddande lager för kretskortet. Det kan förhindra fukt, korrosion och damm, förbättra isoleringsstyrkan och säkerställa att kretskortet fortfarande kan fungera stabilt i fuktiga, salthaltiga eller förorenade miljöer. Oavsett om det gäller konsumentelektronik, fordonsstyrenheter, industriella styrkort, medicintekniska produkter eller flyg- och rymdsystem, kan användningen av kretskortets konforma beläggning effektivt minska felfrekvensen och förlänga produktens livslängd.
Den här artikeln fokuserar på att introducera vad konform beläggning är, vanliga typer av konform beläggning, processen för konform beläggning, samt dess praktiska tillämpningar i olika elektroniska produkter. Efter att ha läst den här artikeln kommer du att kunna avgöra om en viss typ av kretskort behöver beläggning, vilket kretskortsbeläggningsmaterial som ska väljas och hur man korrekt applicerar konform beläggning för att förbättra produktens tillförlitlighet.
Vad är PCB-konformbeläggning?
Konform beläggning är ett tunt skyddande lager som appliceras på ytan av kretskort, främst för att förhindra skador på kretskort orsakade av fukt, saltdimma, damm, kemiska föroreningar och elektriska urladdningar. Till skillnad från ingjutning inkapslar den inte hela kretskortet. Istället täcker den kretskortets yta på ett mycket tunt sätt och fäster tätt mot komponenterna och lödfogarna, precis som att applicera ett transparent och lätt skyddande lager för kretskortet.
Denna typ av skyddande beläggning för kretskort kan förbättra den elektriska isoleringen, förhindra kortslutningar, minska metalloxidation och korrosion, och samtidigt motstå en viss nivå av mekanisk stress och temperaturförändringar. Därför, oavsett om det gäller fordonselektronik, flyg- och rymdteknik, industriell utrustning, medicintekniska produkter eller LED-lampor för utomhusbruk, är konform beläggning för elektronik ett effektivt sätt att förbättra kretskortens tillförlitlighet och förlänga utrustningens livslängd.
Typer av konform beläggning
Olika typer av konforma beläggningar har sina egna egenskaper vad gäller skyddsprestanda, flexibilitet, kemisk resistens och enkel omarbetning. Vanliga PCB-beläggningsmaterial inkluderar följande typer:
PCB-konforma beläggningstyper – jämförelsetabell
|
Beläggningstyp
|
VIKTIGA FUNKTIONER
|
Fördelar
|
Begränsningar
|
Typiska användningsområden
|
|
Akrylkonformbeläggning
|
Enkomponents, transparent, lätt att applicera
|
Lätt att spraya eller pensla, torkar snabbt, lätt att ta bort och bearbeta
|
Dålig lösningsmedelsbeständighet, inte lämplig för höga temperaturer
|
Konsumentelektronik, allmänt kretskortsskydd, kort som kräver reparation eller modifiering
|
|
Conformal beläggning av silikon
|
Mycket flexibel, brett temperaturområde (-55 °C till +200 °C)
|
Utmärkt motståndskraft mot fukt och saltstänk, idealisk för utomhusbruk och bilbruk, och utmärkt termisk stabilitet
|
Låg nötningsbeständighet och högre värmebeständighet kan påverka värmeavledningen
|
Fordons-ECU:er, flyg- och rymdelektronik, LED-drivare, utomhusenheter
|
|
Polyuretanbeläggning (uretan)
|
Tålig beläggning med stark kemisk resistens
|
Utmärkt motståndskraft mot fukt, oljor och kemikalier
|
Svår att ta bort, inte idealisk för omarbetning
|
Industriella styrsystem, flyg- och rymdelektronik, högtillförlitlig tillverkning
|
|
Epoxy Conformal Coating
|
Mycket hård och hållbar kretskortsbeläggning
|
Överlägset skydd mot lösningsmedel, nötning och korrosion
|
Extremt svår att ta bort när den väl härdat, stel och benägen för spänningssprickbildning
|
Kraftelektronik, industriell utrustning, tuffa kemiska miljöer
|
|
Parylenbeläggning
|
Appliceras med kemisk ångdeponering (CVD), ultratunn och porfri
|
Jämn täckning på komplexa geometrier, hög dielektrisk styrka, utmärkt isolering
|
Hög kostnad, specialutrustning krävs, inte lämplig för reparation på plats
|
Medicintekniska produkter, militär elektronik, flyg- och rymdsystem, högtillförlitliga sensorer
|
Hur konform beläggning appliceras
Vanliga applikationsmetoder
|
Ansökningsmetod
|
BESKRIVNING
|
|
Manuell sprutning / borstning
|
Används för små partier och reparationer
|
|
Doppbeläggning
|
Kretskortskortet är nedsänkt i kretskortsbeläggningsmaterial; kräver maskering
|
|
Automatiserad/selektiv beläggning
|
Robotteknik applicerar den konforma beläggningen för kretskort exakt, vilket minimerar maskering
|
|
Parylenångavsättning
|
Avancerad konform beläggningsprocess för ultratunna, enhetliga lager
|
Förbeläggningsförberedelse
Innan man applicerar konform beläggning för kretskort är det nödvändigt att säkerställa att kretskortets yta är ren och torr, och alla områden som inte ska beläggas måste skyddas ordentligt.
Först måste kretskortet rengöras med avjoniserat vatten eller ultraljudsmetoder för att noggrant avlägsna flussrester, damm, olja och fukt. Detta förhindrar att föroreningar påverkar beläggningens vidhäftning eller isoleringens prestanda.
Därefter bör maskering utföras i förväg för områden som kontakter, guldfingrar och testpunkter som behöver förbli exponerade eller ledande för att förhindra att den konforma beläggningen täcker dessa kritiska positioner, och därigenom säkerställa att efterföljande lödning, testning eller kontaktkoppling inte påverkas.
Om PCBasic
Tid är pengar i dina projekt – och PCBasic får det. PCGrundläggande är en PCB monteringsföretag som ger snabba, felfria resultat varje gång. Vår omfattande PCB monteringstjänster inkludera expertkunskapsstöd i varje steg, vilket säkerställer högsta kvalitet på varje kretskort. Som en ledande Tillverkare av PCB-montage, Vi erbjuder en komplett lösning som effektiviserar din leveranskedja. Samarbeta med våra avancerade PCB-prototypfabrik för snabba leveranser och överlägsna resultat du kan lita på.
Tjocklek och kvalitetskontroll
Efter att den konforma beläggningen har applicerats på kretskortet, kontrolleras beläggningstjockleken vanligtvis mellan 25 och 127 μm (1–5 mil). Om tjockleken är för tunn påverkar det den skyddande effekten; om den är för tjock kan den spricka eller påverka komponenternas värmeavledning. Därför måste tjockleks- och kvalitetskontroller utföras efter att beläggningen är klar.
Vanliga mätmetoder inkluderar omedelbara kontroller med en våtfilmstjockleksmätare eller beräkning av beläggningstjockleken genom att mäta tjockleksskillnaden på plattan med en mikrometer före och efter beläggning. För mer exakta tillämpningar används även beröringsfria metoder som virvelströms- eller ultraljudsprovning för att bekräfta om beläggningen är jämn och uppfyller standarderna.
Konforma beläggningshärdningsmetoder
Efter att den konforma beläggningen har applicerats bildar den inte omedelbart en slutlig skyddande film. Istället behöver den genomgå en härdningsprocess för att fästa ordentligt på kretskortets yta. Olika typer av konforma beläggningar använder olika härdningsmetoder, vilket påverkar beläggningens hårdhet, vidhäftning, produktionshastighet och tillförlitlighet. Följande är flera vanliga härdningsmetoder.
|
Härdningsmetod
|
Detaljer
|
|
Avdunstningstorkning
|
Lösningsmedelsbaserade konforma beläggningstyper som akryl eller uretan
|
|
Fukthärdning
|
Används huvudsakligen i silikonformade beläggningar
|
|
Värmehärdning
|
Snabbare härdning för epoxi- och hybrid-PCB-beläggningsmaterial
|
|
UV-härdning
|
Ultrasnabb härdning för UV-känsliga beläggningar
|
Branschstandarder och certifieringar för konform beläggning
• IPC-CC-830B / MIL-I-46058C – Industristandard för konform beläggning för elektronik
• UL94 V-0 – Brandfarlighetsklassificering
• UL746E – Elektrisk isoleringsprestanda
• RoHS / REACH – Miljöefterlevnad
Applikationer i elektroniska enheter
Arbetsmiljöerna för olika elektroniska enheter varierar kraftigt. Vissa utsätts för höga temperaturer och vibrationer, medan andra utsätts för fukt, saltdimma eller kemiska ämnen. Därför är det särskilt viktigt att applicera en PCB-konform beläggning på kretskortet.
|
Industry
|
Varför använda PCB-konform beläggning?
|
|
Bilstyrenhet/ADAS
|
Värme, vibrationer, fuktighet
|
|
Flyg och försvar
|
Höjd, kemisk exponering
|
|
Medicintekniska produkter
|
Sterila, biokompatibla ytor
|
|
Led ljus
|
Utomhusfukt, UV-exponering
|
|
Industriella kraftsystem
|
Kemiska ångor, damm, värme
|
Slutsats
Konform beläggning för elektronik är inte längre valfritt, utan en nödvändig process för att säkerställa kretskortens tillförlitlighet. Oavsett om det gäller vanlig konsumentelektronik eller mycket krävande flyg- och rymdutrustning, så länge PCB-konform beläggning används på ett rimligt sätt, kan kretskortet effektivt skyddas mot fukt, damm, korrosion, kemisk förorening, vibrationer eller extrema temperaturer.
Vid användning av konformbeläggning kan val av rätt typer av konformbeläggning, behärskning av korrekt konformbeläggningsprocess och arbete i enlighet med branschstandarder avsevärt förbättra stabiliteten hos elektroniska produkter, minska funktionsfel och samtidigt förlänga deras livslängd.
Oavsett om det är en akrylkonformbeläggning, silikonkonformbeläggning eller parylen-PCB-skyddsbeläggning, har varje typ av PCB-beläggningsmaterial sina egna fördelar och tillämpliga miljöer. Så länge denna kretskortsbeläggning beaktas och appliceras korrekt under produktdesign- och produktionsstadierna, kan elektroniska enheter fungera stabilt i tuffare miljöer och vara hållbara och tillförlitliga.
