© janaka dharmasena dreamstime.com_technical
Analizy |
Lakierowanie ochronne płytek drukowanych cz. 1
Dlaczego pokrywamy lakierem ochronnym płytki, jakie są korzyści conformal coatingu, jego właściwości i ograczenia? Odpowiedzi znajdziecie w poniższym artykule.
Nowo wytworzone i oczyszczone płytki drukowane w zasadzie utrzymują odpowiednie parametry elektryczne, ale ulegają one szybko pogorszeniu z powodu adsorpcji wilgoci atmosferycznej, zanieczyszczenia powierzchni jonowymi cząstkami powietrza, przyciągania kurzu przez powierzchnię, kondensację pary itp. W celu uniknięcia tych problemów płytki dla bardziej wymagających zastosowań są często, w ostatnim stadium produkcji, pokrywane lakierami ochronnymi.
Lakierowanie ochronne (conformal coating) jest zazwyczaj wykonywane techniką zanurzania lub natrysku, zwykle warstwą lakieru o grubości 20-50 mikronów, chociaż silikony i niektóre specjalistyczne pokrycia osiągają grubość do 100 mikronów. Przy wykonywaniu prototypów lub niedużej produkcji pokrywanie może odbywać się przy użyciu pędzla.
Poprzez zapobieganie zanieczyszczeniu powierzchni zmniejsza się korozja ścieżek i połączeń lutowniczych a także redukuje wzrost dendrytów pomiędzy ścieżkami. Stosowanie zabezpieczeń ochronnych jest istotne szczególnie w zastosowaniach motoryzacyjnych , militarnych, lotnictwie i przemyśle, zwłaszcza w obszarach krytycznych pod względem bezpieczeństwa.
Należy jednak wspomnieć o ograniczeniach lakierowania ochronnego. Wszelkie zanieczyszczenia występujące na powierzchni przed lakierowaniem zostaną uwięzione w wyniku tej operacji i mogą powodować długotrwałe problemy – zanieczyszczenia takie to: odciski palców, pozostałości topnika i wilgoci oraz inne zanieczyszczenia chemiczne. Płytki przed lakierowaniem zawsze powinny być umyte i wysuszone, aby osiągnąć optymalne efekty. Nawet w przypadku używania topników typu „non-clean” mycie płytek przed lakierowaniem poprawi parametry i niezawodność ich działania.
Lakierowanie ochronne nie jest zbyt efektywne przy zabezpieczaniu aplikacji, które narażone są na znaczny kontakt z płynną wodą (w odróżnieniu od pary wodnej), w szczególności gdy zawiera ona cząstki zjonizowane. W takich przypadkach wystąpi konieczność zabezpieczania płytek przez zalewanie i hermetyzację – takie operacje zawsze oferują dużo wyższy stopień zabezpieczenia niż w przypadku lakierowania. Zalewanie jest jednak zazwyczaj droższe od lakierowania i wiąże się ze zwiększeniem ciężaru komponentów.
Idealne pokrycie ochronne charakteryzuje się dobrymi własnościami elektrycznymi, niską przenikalnością wilgoci, dobrą odpornością chemiczną i wytrzymałością mechaniczną.
Posiada dobrą przyczepność do wszystkich materiałów używanych przy montażu płytek takich jak laminat, maska lutownicza, miedź, lutowie i inne . Przy wielu aplikacjach istotne są własności termiczne, elastyczność zachowana w niskich temperaturach oraz utrzymanie dobrych własności mechanicznych w podwyższonych temperaturach.
Typowymi testami przeprowadzonymi na pokrytych lakierami płytkach są długoterminowe obciążenia termiczne w obecności wilgoci, odporność w komorze solnej i test na zachowanie przy cyklicznych zmianach termicznych oraz przy szoku termicznym. Tam gdzie istnieje taka konieczność, mogą być również wykonane testy na odporność chemiczną i palność.
Idealny lakier ochronny pod względem technologicznym powinien być jednoskładnikowy (systemy dwuskładnikowe są niewygodne w użyciu), nieć długi czas przydatności, niską temperaturę utwardzania i krótki czas suszenia. Można mówić o różnych czasach suszenia:
- czas suchości dotykowej, kiedy pokrycie nie pozostawia śladów przy dotyku,
- czas suchości całkowitej, kiedy rozpuszczalnik wyparował całkowicie na całej powierzchni pokrycia
- czas utwardzania, kiedy pokycie jest w pełni usieciowane.