Войти
Материал конформного покрытия представляет собой тонкую полимерную пленку, повторяющую контуры печатная плата для защиты компонентов платы. Обычно его наносят толщиной 25-250 мкм (микрометров ) и наносят на электронные схемы для защиты от влаги, пыли, химикатов и экстремальных температур.
Покрытия можно наносить разными способами, включая нанесение кистью, распыление, дозирование и покрытие погружением. Кроме того, в качестве конформного покрытия можно использовать ряд материалов, таких как акрилы, силиконы, уретаны и парилен. Каждый из них имеет свои особенности, что делает их предпочтительными для определенных сред и производственных сценариев. Большинство фирм, занимающихся сборкой печатных плат, покрывают сборки слоем прозрачного конформного покрытия, которое легче и легче проверять, чем заливка.
Конформные покрытия используются для защиты электронных компонентов от факторов окружающей среды, которым они подвергаются. Примеры этих факторов включают влажность, пыль, соль, химические вещества, изменения температуры и механическое истирание. Удачное защитное покрытие предотвратит коррозию платы. В последнее время конформные покрытия используются для уменьшения образования усов, а также могут предотвратить утечку тока между близко расположенными компонентами.
Конформные покрытия являются воздухопроницаемыми, что позволяет влаге, скопившейся в электронных платах, уйти, сохраняя при этом защиту от загрязнения. Эти покрытия не являются герметиками, и продолжительное воздействие паров вызовет передачу и разрушение. Обычно существует четыре класса конформных покрытий: акрил, уретан, силикон и лак. Несмотря на то, что каждый из них обладает собственными физическими и химическими свойствами, каждый из них может выполнять следующие функции:
Прецизионная аналоговая схема может снизить точность, если изолирующие поверхности загрязнены ионными веществами, такими как остатки отпечатков пальцев, которые могут стать слабо проводящими в присутствии влаги.. (Классическим признаком микрозагрязнения аналоговой печатной платы является резкое изменение производительности при высокой влажности, например, когда технический специалист дышит на нее). Подходящим образом выбранный материал покрытия может снизить воздействие механического напряжения и вибрации на схему и ее способность работать при экстремальных температурах.
Например, в процессе сборки микросхемы на плате кремниевый кристалл устанавливается на плату с помощью клея или процесса пайки, а затем электрически соединяется посредством соединения проволоки, обычно золотой или алюминиевой проволокой диаметром 0,001 дюйма. Чип и провод являются хрупкими, поэтому они заключены в версию конформного покрытия, называемого «глобус». Это предотвращает случайный контакт с повреждением проводов или микросхемы. Еще одно применение защитного покрытия - повышение номинального значения напряжения плотной сборки схемы. Изолирующее покрытие может выдерживать гораздо более сильное электрическое поле, чем воздух, особенно на большой высоте.
За исключением парилена, в большинство органических покрытий легко проникают молекулы воды. Покрытие сохраняет характеристики электроники, прежде всего, предотвращая попадание ионизируемых загрязняющих веществ, таких как соли, в узлы схемы и объединение их с водой с образованием микроскопически тонкой пленки электролита. По этой причине покрытие гораздо более эффективно, если сначала удалить все поверхностные загрязнения с использованием высокопроизводительного промышленного процесса, такого как обезжиривание паром или полуводная промывка. Исключительная чистота также улучшает адгезию. Точечные отверстия нарушают цель покрытия, поскольку пленка загрязнений вступает в контакт с узлами схемы и образует нежелательные проводящие пути.
Материал покрытия можно наносить различными методами, включая нанесение кистью, распыление, погружение или выборочное покрытие с помощью роботов. В зависимости от материала конформного покрытия доступны различные методы отверждения и сушки. Практически все современные конформные покрытия содержат флуоресцентный краситель, помогающий контролировать степень покрытия покрытия.
Это работает путем нанесения материала на плату потоком и подходит для небольших объемов нанесения, отделки и ремонт. Отделка имеет тенденцию к ухудшению косметического качества и может иметь множество дефектов, таких как пузыри. Покрытие также имеет тенденцию быть толще, если только квалифицированные операторы не нанесут его.
Конформное покрытие Распылительная камера Это покрытие может быть завершено с помощью распылительного аэрозоля или специальной распылительной камеры с распылителем и подходит для обработки малых и средних объемов. Качество отделки поверхности может быть лучше, чем у всех других методов, когда квалифицированный оператор завершает процесс, при условии, что печатная плата чистая и покрытие не имеет проблем с адгезией. Нанесение покрытия может быть ограничено из-за 3D-эффектов. Требования к маскировке больше касаются щита, чем барьера, так как проникновение меньше. Отсутствие проникновения может быть проблемой, если требуется, чтобы покрытие проникало под устройства.
Нанесение распылением может быть одним из наиболее экономически эффективных способов нанесения защитного покрытия, поскольку его можно выполнять на рабочем столе для небольших доработок и ремонтных работ. Этот метод можно применять в окрасочных камерах для среднего производства.
Одним из ключевых атрибутов распыления является превосходное покрытие наконечника компонентов. Когда конформные покрытия наносятся на печатную плату, они имеют тенденцию к оседанию. Первый слой покрытия может дать тонкую кромку на углах компонентов. Это можно улучшить, нанеся второй слой двойным погружением или нанесением кистью, но это повторяющийся процесс, который может быть неприемлемым. Чтобы устранить эту проблему, можно использовать распыление.
Система погружения конформного покрытия Это покрытие - процесс с высокой повторяемостью. Если печатная плата (PCB) спроектирована правильно, это может быть метод самого большого объема. Покрытие проникает повсюду, в том числе под устройствами, поэтому маскировка должна быть идеальной для предотвращения утечки. Поэтому многие печатные платы не подходят для погружения из-за конструкции.
Проблема с покрытием тонкого наконечника, когда материал сползает вокруг острых краев, может быть проблемой, особенно в конденсирующейся атмосфере. Этот эффект покрытия наконечника можно устранить двойным погружением печатной платы или несколькими тонкими слоями распыления для достижения хорошего покрытия без превышения рекомендованной толщины покрытия. Также может использоваться комбинация двух методов.
Этот метод - лучший выбор для больших объемов работ. Это быстрый и точный способ нанесения покрытия на те участки доски, где это необходимо.
Он работает с использованием иглы и распылителя распылителя, без распыления или технологий ультразвукового клапана, которые могут переместитесь над монтажной платой и нанесите / распылите материал покрытия в выбранных областях. Расходы и вязкость материала программируются в компьютерной системе, управляющей аппликатором, так что желаемая толщина покрытия сохраняется. Этот метод эффективен для больших объемов при условии, что платы предназначены для этого метода. В процессе выбора покрытия, как и в других процессах, есть ограничения, такие как капиллярные эффекты вокруг низкопрофильных соединителей, которые случайно втягивают покрытие. Требуется опытный оператор.
Качество процесса нанесения покрытия методом погружения или перекрытия и заполнения, а также технологии безраспылительного распыления можно улучшить, применяя и затем выпуская вакуум, когда узел погружен в жидкую смолу. Это выталкивает жидкую смолу во все щели, устраняя непокрытые поверхности во внутренних полостях.
Различия в методах нанесения можно увидеть в сравнительной презентации. Выбор метода зависит от сложности покрываемой основы, требуемых характеристик покрытия и требований к производительности.
Для стандартных акриловых красок на основе растворителей обычным процессом является сушка на воздухе (формирование пленки), за исключением случаев, когда скорость существенный. Затем можно использовать термоотверждение, используя печи периодического действия или встроенные печи с конвейерами и используя типичные профили отверждения.
Конформные покрытия на водной основе можно обрабатывать таким же образом, но с большей осторожностью при нагревании из-за более длительного время высыхания.
УФ-конвейер для отверждения защитных покрытий УФ-отверждение защитных покрытий становится важным для массовых пользователей в таких областях, как автомобильная и бытовая электроника.
Этот рост популярности УФ-отверждаемых конформных покрытий обусловлен их быстрой скоростью отверждения, простотой обработки, экологичностью и устойчивостью к термоциклированию.
УФ-конформные покрытия можно отверждать с помощью дуги, микроволновых ламп и УФ-лучей. Светодиодная лампа.
Силиконовые и уретановые смолы отверждаются этим методом. Влага из атмосферы отверждает смолу и образует полимер. Обработка плит занимает от нескольких минут до часа, но для достижения своих окончательных свойств требуется несколько дней.
Материал покрытия (после отверждения ) должен иметь толщину 30–130 мкм (0,0012–0,0051 дюйма) при использовании акриловой смолы, эпоксидной смолы, или уретановая смола. Для силиконовой смолы толщина покрытия, рекомендованная стандартами IPC, составляет 50–210 мкм (0,0020–0,0083 дюйма).
Существует несколько методов измерения толщины покрытия, которые делятся на две категории: мокрая пленка и сухая пленка.
Измеритель мокрой пленки для измерения толщины конформного покрытия Метод мокрой пленки обеспечивает контроль качества, пока покрытие еще влажное.
Нанесение слишком большого количества покрытия может быть дорогостоящим. Кроме того, измерения влажной пленки полезны для конформных покрытий, где толщину сухой пленки можно измерить только деструктивно или где чрезмерное нанесение конформного покрытия является проблемой.
Калибры влажной пленки наносятся на влажное конформное покрытие; зубцы указывают толщину покрытия. Толщина сухой пленки может быть рассчитана на основе измерения.
Измерение толщины конформного покрытия сухой пленки Альтернативой измерению мокрой пленки является использование вихревых токов. Система работает путем размещения испытательной головки на поверхности конформного покрытия. Измерение происходит практически мгновенно и обеспечивает немедленный повторяемый результат измерения толщины.
Испытания - идеальный метод измерения толщины покрытия, который можно архивировать как физическую запись. Наносите покрытие на тестовые образцы одновременно с тем, как печатные платы обеспечивают постоянную запись толщины покрытия.
Более толстые покрытия или лучше наносимые покрытия могут потребоваться, когда жидкая вода присутствует из-за возможного образования точечных отверстий в покрытии или когда покрытие слишком тонкое на острых краях компонентов из-за плохого нанесения. Это считается дефектом и может быть устранен с помощью соответствующих шагов и обучения. Эти методы эффективно «приспосабливаются» к компонентам, полностью покрывая их.
Камера для контроля конформного покрытия 
Конформное покрытие AOI Традиционно проводится проверка конформного покрытия вручную. Типичная ситуация - инспектор сидит в кабине и исследует каждую печатную плату под длинноволновой УФ-лампой высокой интенсивности. Инспектор проверяет качество изготовления и соответствие стандартам.
Последние разработки в области автоматизированного оптического контроля конформных покрытий (AOI) начали решать эти ручные процессы и проблемы. Автоматизированные системы контроля могут быть основаны на камерах или сканерах, поэтому технология может быть адаптирована к проекту.
Выбор материала конформного покрытия должен осуществляться осторожно и в зависимости от метода нанесения. Неправильный выбор может повлиять на долговременную надежность печатной платы и вызвать проблемы с обработкой и стоимостью.
Наиболее распространенными стандартами конформного покрытия являются IPC A-610 и IPC-CC-830. В этих стандартах перечислены признаки хорошего и плохого покрытия и описаны различные механизмы разрушения, такие как обезвоживание и апельсиновая корка.
Другой тип покрытия, называемый парилен, наносится с процесс вакуумного осаждения при температуре окружающей среды. Пленочные покрытия от 0,100 до 76 мкм можно наносить за одну операцию. Преимущество париленовых покрытий в том, что они покрывают скрытые поверхности и другие области, на которые невозможно нанесение спреем и иглой. Толщина покрытия одинакова даже на неровных поверхностях. Требуемые точки контакта, такие как контакты батареи, или разъемы, должны быть закрыты воздухонепроницаемой маской, чтобы предотвратить покрытие контактов париленом. Применение парилена - это периодический процесс, который не поддается обработке в больших объемах. Стоимость печатной платы может быть высокой из-за больших капиталовложений и стоимости партии.
Существует множество доступных химикатов защитных покрытий. Важно выбрать химический состав покрытия, отвечающий потребностям применения. Ниже приведены пять общих характеристик для каждого химического состава покрытия.
Основы обработки конформных покрытий можно найти в презентации, доступной по адресу:
Выбор правильного материала покрытия - одно из самых важных решений для инженера-технолога. Этот критерий включает:
Ответы определят пригодность конкретного материал, будь то акрил, полиуретан, силикон, эпоксидная смола и т. д. Процессы, производственные и коммерческие вопросы будут входить в уравнение:
