reklama
reklama
reklama
reklama
reklama
reklama
© AMB Technic Technologie | 29 maja 2014

Przegląd lakierów używanych do conformal coatingu

W poniższym artykule przybliżymy temat lakierów używanych do pokryć konformalnych. Zapraszamy!


Coraz częściej płytki PCB wymagają lakierowania (conformal coating). Dostajemy nowy projekt, który wymaga lakierowania płytek i, albo mamy już narzucony typ lakieru i stoimy przed kwestią wyboru sposobu nanoszenia, albo też musimy sami wybrać typ lakieru, znając warunki, w jakich urządzenie może pracować. Czasem, gdy używamy już jakiegoś lakieru, a pojawia się nowy projekt, zastanawiamy się czy możemy go użyć? Poniżej chciałbym wyjaśnić różnice pomiędzy lakierami i ułatwić w ten sposób ich dobór. Przypomnijmy więc pokrótce co to jest conformal coating. Otóż jest to cienkie pokrycie wykonane z tworzywa, które dopasowuje się do kształtu komponentów na płytce, a ma chronić przed wpływem środowiska, korozją, kurzem, pyłem, itp. Jakie korzyści daje nam lakierowanie płytek:
  • zabezpieczenie przed trudnymi warunkami środowiskowymi: opary chemiczne, para wodna, sól morska, itp.
  • możliwość zmniejszenie odległości pomiędzy ścieżkami, padami, komponentami,
  • zabezpieczenie przed uszkodzeniami mechanicznymi: piasek, kurz, uszkodzenie komponentów, itp.
  • zmniejszenie ryzyka rozrostu whiskersów,
  • wyeliminowanie ryzyka powstania dendrytów, korozji, zwarć,
  • wydłużenie czasu pracy urządzenia.
By zapewnić powyższe korzyści lakiery muszę spełnić określone warunki:
  • elastyczność, odporność na wibracje i zmiany temperatury.
  • dobre parametry elektryczne (odporność na wilgoć,odporność na przebicia,dobre właściwości izolacyjne),
  • dobra odporność chemiczna,
  • dobra przyczepność (adhezja) do podłoża: komponenty, maska, płytka,
  • powtarzalność.
Lakiery możemy podzielić na grupy w zależności od bazy chemicznej na jakiej są oparte. Mogą one mieć bazę: akrylową, silikonową, poliuretanową i epoksydową. Baza determinuje właściwości lakierów. Lakiery akrylowe są najbardziej popularne na rynku (ok. 80% rynku). Są jednokomponentowe, mają bardzo dobrą odporność na wilgoć. Utwardzają się poprzez odparowanie rozpuszczalników jest, więc to dość szybki proces. Może być przyspieszony przez wygrzewanie płytek w piecu. Lakiery akrylowe nie są odporne chemicznie. Wyklucza to zastosowanie tego typu lakieru w pewnych warunkach, w których płytka może mieć kontakt z chemikaliami lub ich oparami. Brak odporności chemicznej daje nam możliwość naprawiania płytek, gdyż lakier można łatwo usunąć za pomocą rozpuszczalnika. Lakiery akrylowe najczęściej stosuje się je do elektroniki zamkniętej w obudowach. Grubość pokrycia jakie zazwyczaj uzyskuje się za pomocą lakierów akrylowych to 25-75 µm (mierząc na płaskiej powierzchni). Z uwagi na niską lepkość mogą być aplikowane za pomocą wszystkich dostępnych metod. Lakiery poliuretanowe są zazwyczaj jednokomponentowe. Mają bardzo dobrą odporność chemiczną, co sprawia że trudno usunąć utwardzony lakier gdybyśmy chcieli dokonać napraw. Można to zrobić tylko mechanicznie lub za pomocą wysokiej temperatury (o ile nie uszkodzimy płytki i komponentów). Czas schnięcia jest dużo dłuższy w porównaniu do lakierów akrylowych. Utwardzenie lakieru uzyskamy dość szybko, jednak pełną odporność chemiczną niektóre z tych lakierów uzyskują dopiero po 30 dniach! Musimy więc zwrócić uwagę na cykl produkcyjny, czy przypadkiem urządzenie nie rozpocznie swojej pracy w trudnych warunkach przed upływem tego czasu. Podobnie jak i lakiery akrylowe grubość pokrycia lakierami poliuretanowymi wynosi 25-75 µm. Oczywiście jest to grubość, jaką uzyskuje się po wyschnięciu i jest mierzona na płaskiej powierzchni. Grubość na komponentach i wokół nich może się znacznie różnić, co wynika z reologii lakierów. Lakiery silikonowe dają nam przede wszystkim odporność na wysokie temperatury. Najczęściej lakiery te są bezrozpuszczalnikowe, co sprawia, że ich lepkość jest dość duża. Z uwagi na lepkość najczęściej lakiery silikonowe wymagają użycia innych systemów dozowania niż pozostałe lakiery. Do lakierów silikonowych konieczne jest używanie osobnych układów/systemów dozowanie z uwagi na ich właściwości. Cząsteczki silikonu trudno usunąć a mogą one spowodować, że inne lakiery się nie utwardzą. Lakiery silikonowe mają dobre parametry izolacyjne. Odporność chemiczna tych lakierów nie jest zbyt dobra. Należy zwrócić uwagę na wysoką paroprzepuszczalność tych lakierów. Za pomocą lakierów silikonowych uzyskamy grubość pokrycia 50-200 µm. Wynika to z ich lepkości i mniejszej zawartości rozpuszczalników (lub całkowitego ich braku) niż w innych lakierach. Lakiery epoksydowe mają dobrą odporność na ścieranie. Wytrzymują temperatury do 150 C. Doskonale zabezpieczają płytkę i komponenty przed korozją, szczególnie przed korozją wywołaną poprzez kondensację pary wodnej. Lakier epoksydowy można usunąć za pomocą wysokiej temperatury (lutownica). Czas ich utwardzania jest stosunkowo długi, porównując do innych typów lakierów. Grubość pokrycia waha się pomiędzy 25-75 µm. Warto wspomnieć o lakierach UV. Ze względu na bazę chemiczną może to być poliuretan lub akryl. Ich główna zaletą jest szybkość utwardzania. Przez co są idealne dla dużych wolumenów produkcji, zarówno ze względu na czas utwardzania jak i tzw. "footprint”, czyli miejsce zajmowane przez piec do utwardzania, który może mieć zaledwie 1,4 metra szerokości. Jest to bez mała 3 razy mniej niż piece IR. Jeżeli chodzi o właściwości lakierów UV to mają bardzo dobrą odporność na wilgoć, doskonałą izolację elektryczną i odporność chemiczną. Ważną zaletą jest odporność na temperatury powyżej 150 C. Omawiane lakiery są lakierami jednokomponentowymi. Rynek stawia jednak coraz to nowe wyzwania i coraz częściej lakiery jednokomponentowe nie mogą sprostać tym wymaganiom. I pojawia się rynek dla lakierów dwukomponentowych, ich rozwój był ograniczony ze względu na brak odpowiednich systemów dozujących. Na ostatnich targach PRODUCTRONICa 2013 firma ASYMTEK zaprezentowała system dozowania lakierów dwukomponentowych (dwuskładnikowych), który współpracuje ze znanymi już aplikatorami typu filmcoater SC-280 i typu jet SC-400. Otwiera to drogę lakierom dwuskładnikowym na rynek. I mogą one znaleźć swoje zastosowanie wszędzie tam gdzie właściwości lakierów jednokomponentowych są niewystarczające. Autor: Grzegorz Szypulski © AMB Technic
reklama
reklama
reklama
reklama
Załaduj więcej newsów
June 25 2019 20:13 V13.3.22-2