Конформное покрытие
 | Эта статья содержит формулировки, которые продвигают эту тему в субъективной манере, не передавая реальной информации . ( Ноябрь 2023 г. ) |
Конформное покрытие — защитное, воздухопроницаемое покрытие из тонкой полимерной пленки, наносимое на печатные платы (PCB). Конформные покрытия обычно наносятся толщиной 25–250 мкм. [1] к электронным схемам и защищать от влаги и других суровых условий.
Покрытия можно наносить разными способами, в том числе кистью, распылением, распылением и погружением . В качестве конформных покрытий можно использовать многие материалы, такие как акрил , силиконы , уретаны и парилен . Каждый из них имеет свои особенности и используется для разных целей. Многие фирмы, занимающиеся сборкой печатных плат, могут покрывать сборки слоем прозрачного защитного покрытия, которое используется в качестве альтернативы заливке в герметик .
Конформные покрытия используются для защиты электронных компонентов от факторов окружающей среды, которым они подвергаются. стали использовать конформные покрытия В последнее время для уменьшения образования усов . [2] а также может предотвратить утечку тока между близко расположенными компонентами.
Конформные покрытия позволяют влаге, попавшей в электронные платы, выходить наружу, одновременно обеспечивая защиту от загрязнения. Эти покрытия не являются герметиками , и длительное воздействие паров может вызвать передачу и деградацию. Обычно существует четыре класса конформных покрытий: акрил, уретан, силикон и лак , каждый из которых допускает более близкое расстояние между проводниками .
Приложения [ править ]
Точность прецизионных аналоговых схем может ухудшиться, если изолирующие поверхности загрязнятся ионными веществами, такими как остатки отпечатков пальцев, которые могут стать слегка проводящими в присутствии повышенной влажности. Правильно выбранный материал покрытия может снизить воздействие механических напряжений и вибраций на схему и ее способность работать при экстремальных температурах.
Например, в процессе сборки микросхемы на плате кремниевый кристалл монтируется на плату с помощью клея или пайки , а затем электрически соединяется с помощью проволочного соединения 25,4 мкм диаметром , обычно с помощью золотой или алюминиевой проволоки . Чип и провод хрупкие, поэтому они заключены в разновидность конформного покрытия, называемую верхушкой капли . Это предотвращает случайный контакт и повреждение проводов или чипа. Другое применение конформного покрытия [3] заключается в увеличении номинального напряжения узла плотной схемы. Изоляционное покрытие может выдерживать более сильное электрическое поле , чем воздух, особенно на больших высотах.
За исключением парилена , большинство органических покрытий легко проникают в молекулы воды. Покрытие сохраняет работоспособность электроники, прежде всего, предотвращая попадание ионизирующихся загрязнений, таких как соли, в узлы схемы и их соединение с водой с образованием микроскопически тонкой пленки электролита . Покрытие будет более эффективным, если сначала удалить все поверхностные загрязнения с помощью высокоповторяемого промышленного процесса, такого как обезжиривание паром или полуводная промывка . Отверстия будут контактировать с узлами схемы и образовывать нежелательные проводящие пути.
Методы [ править ]
Материал покрытия можно наносить кистью, распылением, окунанием или избирательно с помощью роботов. Почти все современные конформные покрытия содержат флуоресцентный краситель, помогающий контролировать покрытие паром. [4]
Нанесение кистью [ править ]
Нанесение кистью происходит путем нанесения материала на доску и подходит для нанесения в небольших объемах. Покрытие имеет тенденцию иметь множество дефектов, таких как пузыри. [5] Покрытие также имеет тенденцию быть толще. [6]
Покрытие распылением [ править ]
Это покрытие может быть дополнено аэрозольным распылителем или покрасочной камерой с распылителем и подходит для обработки малых и средних объемов. [7] Нанесение покрытия может быть ограничено из-за 3D-эффектов. Требования к маскировке имеют меньшую проникающую способность. Этот метод можно реализовать в покрасочных камерах среднего производства. [6]
Когда на печатную плату наносятся конформные покрытия, они имеют тенденцию оседать. Первый слой покрытия может дать тонкую кромку на углах компонентов.
Конформное покрытие погружением
Это покрытие представляет собой процесс с высокой повторяемостью. Если печатная плата (PCB) спроектирована правильно, это может быть техника самого большого объема. [7] Покрытие проникает повсюду, в том числе под устройства. Поэтому многие печатные платы из-за своей конструкции непригодны для погружения.
Проблема тонкого покрытия наконечника, когда материал оседает вокруг острых кромок, может стать проблемой, особенно в конденсирующейся атмосфере. Этот эффект покрытия кончиков можно устранить либо двойным погружением печатной платы, либо использованием нескольких тонких слоев распыленного напыления.
Селективное машинное покрытие
Он работает с использованием иглы и распылителя, нераспылителя или технологии ультразвукового клапана, который может перемещаться над печатной платой и распределять/распылять материал покрытия в выбранных областях. Скорость потока и вязкость материала программируются в компьютерной системе, управляющей аппликатором, так, чтобы поддерживать желаемую толщину покрытия. [8] Этот метод эффективен для больших объемов при условии, что печатные платы предназначены для этого метода. Существуют ограничения в процессе выбора покрытия, [9] например, капиллярные эффекты вокруг низкопрофильных разъемов, которые случайно всасывают покрытие.
Качество процесса нанесения покрытия погружением или заливкой, а также технологии безатомного распыления можно улучшить, применяя и затем сбрасывая вакуум, пока узел погружен в жидкую смолу. Это заставляет жидкую смолу проникать во все щели.
Различия в способах применения можно увидеть в сравнительной презентации. [10]
и воды основе растворителей покрытия на Конформные
Для стандартных акриловых красок на основе растворителей сушка на воздухе (образование пленки) является обычным процессом, за исключением случаев, когда важна скорость. Затем можно использовать термическое отверждение с использованием периодических или поточных печей с конвейерами и с использованием типичных профилей отверждения. [11] [12]
УФ-конформные покрытия [ править ]
УФ-отверждение конформных покрытий становится важным для крупных пользователей в таких областях, как автомобилестроение и бытовая электроника. [13]
Конформные покрытия, отверждаемые УФ-излучением, устойчивы к термоциклированию. [14]
Влажное отверждение [ править ]
Влага в атмосфере отверждает смолу и образует полимер. Обработка досок занимает от нескольких минут до часа, но для достижения окончательных свойств требуется несколько дней. [ нужна ссылка ]
Толщина и размеры [ править ]
Материал покрытия (после отверждения ) должен иметь толщину 30–130 мкм (0,0012–0,0051 дюйма) при использовании акриловой смолы, эпоксидной смолы или уретановой смолы. Для силиконовой смолы толщина покрытия, рекомендуемая стандартами IPC, составляет 50–210 мкм (0,0020–0,0083 дюйма).
Существует несколько методов измерения толщины покрытия, и они делятся на две категории: влажная пленка и сухая пленка.
покрытия с влажной конформного пленкой Измерение
Измерения влажной пленки предназначены для конформных покрытий, где толщину сухой пленки можно измерить только разрушающим способом или путем чрезмерного нанесения конформного покрытия. Калибры мокрой пленки наносятся на мокрое конформное покрытие; зубцы указывают толщину покрытия.
Измерение толщины конформного покрытия сухой пленки
Альтернативой измерению влажной пленки является использование вихревых токов. Система работает путем размещения испытательной головки на поверхности конформного покрытия. Измерение обеспечивает повторяемый результат измерения толщины.
Тестовые купоны можно заархивировать как физическую запись.
При наличии жидкой воды в покрытии могут образовываться микроотверстия. [5] Это считается дефектом и может быть устранено с помощью соответствующих мер и обучения. Эти методы эффективно «заполняют» или «соответствуют» компонентам, полностью закрывая их. [ нужна ссылка ]
Инспекция [ править ]
Традиционно контроль защитного покрытия проводился вручную. Инспектор обычно осматривает каждую печатную плату под длинноволновой УФ-лампой высокой интенсивности. Инспектор проверяет соответствие стандартам. (AOI) конформных покрытий В последних разработках в области автоматизированного оптического контроля начали использоваться автоматизированные системы контроля, которые могут быть основаны на камерах или сканерах.
Выбор [ править ]
Неправильный выбор может повлиять на долгосрочную надежность печатной платы, а также вызвать проблемы с обработкой и затратами. [15] [16]
Самый распространенный [ нужна ссылка ] стандарты защитного покрытия – IPC A-610. [17] и IPC-CC-830. [18] В этих стандартах перечислены признаки хорошего и плохого покрытия и описаны различные механизмы отказа, такие как обезвоживание. [19] и апельсиновая цедра. [20]
Другой тип покрытия, называемый париленом , наносится методом вакуумного осаждения при температуре окружающей среды. Пленочные покрытия толщиной от 0,100 до 76 мкм можно наносить за одну операцию. Толщина покрытия одинакова даже на неровных поверхностях. Желаемые точки контакта, такие как контакты или разъемы аккумулятора , должны быть закрыты воздухонепроницаемой маской, чтобы предотвратить попадание парилена на контакты. Нанесение перилена — это периодический процесс, который не поддается обработке в больших объемах.
Химия покрытий [ править ]
 |
- Акрил
- Легкость переделки
- Простой процесс сушки
- Хорошая влагостойкость
- Высокий уровень флуоресценции
- Легкость регулировки вязкости
- Эпоксидная смола
- Подходит для температуры около 150 °C (302 °F).
- Более твердый твердость, стойкость к истиранию
- КТР ближе к эпоксидной подложке печатной платы
- Более высокая Tg (стеклование)
- Хорошие диэлектрические свойства
- Полиуретан
- Хорошие диэлектрические свойства
- Хорошая влагостойкость
- Устойчивость к растворителям
- Меньший потенциал реверсии
- Устойчивость к истиранию
- Силикон
- Стабилен в широком диапазоне температур (обычно от –40 до 200 °C; от –40 до 392 °F).
- Гибкий, обеспечивает амортизацию и защиту от ударов.
- Хорошая влагостойкость
- Высокая диэлектрическая прочность
- Низкая поверхностная энергия для лучшего смачивания
- Поли-пара-ксилилен (парилен)
- Отличная однородность независимо от геометрии детали.
- Химическая инертность
- Минимальная добавленная масса и низкий уровень газовыделения
- Процесс с низким воздействием на окружающую среду
- Низкая диэлектрическая проницаемость
- Аморфный фторполимер
- Низкая диэлектрическая проницаемость
- Высокая температура стеклования
- Низкая поверхностная энергия
- Низкое водопоглощение
- Устойчивость к растворителям
Ссылки [ править ]
- ^ «Что такое конформное покрытие?» . www. Электролит.com . Архивировано из оригинала 12 июня 2015 года . Проверено 11 июня 2015 г.
- ^ Людмила Панащенко. «Металлические покрытия, устойчивые к образованию висков» (PDF) . НЭПП НАСА . Проверено 23 октября 2013 г.
- ^ «Журнал СМТ007 - СМТ-Май2018» . iconnect007.uberflip.com . Проверено 5 сентября 2018 г.
- ^ «Как нанести конформное покрытие?» . www.electrolube.com .
- ^ Jump up to: Перейти обратно: а б «Распространенные механизмы разрушения конформного покрытия: отверстия, пузыри и пена» (PDF) . Conformalcoating.co.uk . Проверено 27 августа 2010 г.
- ^ Jump up to: Перейти обратно: а б «Нанесение конформного покрытия» . www.electrolube.com . Проверено 11 июня 2015 г.
- ^ Jump up to: Перейти обратно: а б «Создание установки для нанесения конформного покрытия» (PDF) . Conformalcoating.co.uk . Проверено 27 августа 2010 г.
- ^ «Системы измерения толщины конформных покрытий» . Conformalcoating.co.uk . Проверено 27 августа 2010 г.
- ^ «Технический бюллетень, сентябрь» (PDF) . Conformalcoating.co.uk . Проверено 27 августа 2010 г.
- ^ «Техника нанесения конформных покрытий» . Slideshare.net . Проверено 26 июля 2010 г.
- ^ «Методы отверждения конформных покрытий» . www.electrolube.com .
- ^ «Процесс термического профиля типичного конформного покрытия на основе растворителя» (PDF) . Conformalcoating.co.uk . Проверено 27 августа 2010 г.
- ^ «Методы отверждения конформных покрытий» . www.electrolube.com .
- ^ «Вестник апреля» (PDF) . Проверено 26 июля 2010 г.
- ^ «Выбор и лучшая практика» . www.electrolube.com . Электролюб. Архивировано из оригинала 24 октября 2017 года . Проверено 11 июня 2015 г.
- ^ «Технический бюллетень мая» (PDF) . Conformalcoating.co.uk . Проверено 27 августа 2010 г.
- ^ «Приемлемость электронных сборок» (PDF) . Проверено 27 августа 2010 г.
- ^ «Квалификация и характеристики электроизоляционного состава для печатных монтажных узлов» (PDF) . Проверено 26 июля 2010 г.
- ^ «Распространенные механизмы разрушения конформного покрытия: обезвоживание» (PDF) . Conformalcoating.co.uk . Проверено 27 августа 2010 г.
- ^ «Технический бюллетень: Распространенные механизмы разрушения защитного покрытия: апельсиновая корка» (PDF) . Conformalcoating.co.uk . Проверено 6 февраля 2024 г.