Powłoka konformalna: jak uniknąć błędów podczas nakładania

Nakładanie powłoki konformalnej jest procesem o kluczowym znaczeniu dla zapewnienia ochrony płytek drukowanych (PCB), zwłaszcza w trudnych warunkach, gdzie wilgotność, wibracje i zanieczyszczenia mogą zakłócać działanie urządzeń elektronicznych.

Nieprawidłowe nałożenie powłoki konformalnej może znacznie ograniczyć korzyści płynące z tej ochrony, prowadząc do przedwczesnych awarii i kosztownych usterek, które wymagają naprawy.

Powłoka konformalna została zaprojektowana w celu zapewnienia dodatkowej ochrony płytek PCB, poprawiając ich odporność na trudne warunki środowiskowe. 

Nie wszystkie urządzenia wymagają powłoki ochronnej, ale w przypadku urządzeń narażonych na wilgoć, ekstremalne temperatury, działanie chemikaliów lub obciążenia mechaniczne staje się ona niezbędna.

Izolacja elektryczna zapewniana przez powłokę konformalną umożliwiła projektowanie bardziej złożonych i niezawodnych płytek PCB.

Powłoka konformalna nie może jednak rozwiązać istniejących wcześniej problemów projektowych lub produkcyjnych. W rzeczywistości, jeśli płytka drukowana ma już wady, powłoka konformalna może je nawet wzmocnić. 

Dlatego tak ważne jest, aby proces nakładania powłoki był przeprowadzony z najwyższą precyzją, począwszy od dokładnej analizy środowiska pracy i kompatybilności użytych materiałów.

Problemy związane z nakładaniem powłoki konformalnej i sposoby ich rozwiązania

Podczas nakładania powłoki konformalnej może pojawić się kilka problemów, które mogą wpłynąć na skuteczność powłoki, trwałość i niezawodność produktu końcowego.

Korozja

Korozja to zjawisko zachodzące w wyniku reakcji chemicznej lub elektrochemicznej między materiałem a otaczającym go środowiskiem, prowadzące do pogorszenia jakości samego materiału. Zjawisko to prowadzi do powstawania dendrytów, które są jedną z głównych przyczyn awarii urządzeń elektronicznych.

Przyczyny korozji wynikają z obecności zanieczyszczeń na powierzchni obwodu, pochodzących z produkcji płyt, komponentów, urządzeń montażowych i resztek lutowia.

Aby zapobiec korozji, należy przeprowadzić dokładną kontrolę płytki drukowanej i nosić rękawiczki podczas obsługi, aby uniknąć przenoszenia zanieczyszczeń. Ponadto niezbędne jest stałe monitorowanie i konserwacja maszyn.

Pęcherzyki powietrza

To zjawisko, jedno z najczęstszych w zastosowaniu powłok konformalnych, występuje, gdy powietrze zostaje uwięzione w powłoce, tworząc widoczne defekty, które zagrażają ochronie.

Pęcherzyki mogą prowadzić do powstawania piany, która powoduje nierównomierność powłoki. Pęcherzyki w powłokach konformalnych pogarszają izolację i tworzą słabe punkty w powłoce.

Powstawanie pęcherzyków w powłokach konformalnych może być spowodowane kilkoma czynnikami, w tym uwięzieniem powietrza podczas przenoszenia do zbiornika ciśnieniowego, nieprawidłową regulacją ciśnienia w systemie natryskiwania, zbyt szybkim schnięciem, przyspieszoną polimeryzacją i nadmierną lepkością materiału.

Aby zapobiec i rozwiązać ten problem, konieczna jest optymalizacja każdego etapu procesu: od wyboru preparatu o odpowiedniej lepkości i rozpuszczalników, poprzez nakładanie cienkich, stopniowych warstw, aż po precyzyjną kontrolę ciśnienia i przepływu powietrza.

Ponadto staranne zarządzanie fazą suszenia pozwala na prawidłowe odparowanie rozpuszczalników i utworzenie jednolitej, pozbawionej wad powłoki.

Skórka pomarańczowa

Efekt skórki pomarańczowej występuje, gdy powłoka wygląda na nierówną i nieprzezroczystą. Ta wada estetyczna może wpływać na funkcjonalność powłoki, zmniejszając ochronę obwodu.

Główne przyczyny tego zjawiska są związane z nieprawidłowym nakładaniem materiału, niewłaściwą grubością warstwy ochronnej, brakiem jednorodności osadu i nieprawidłowym profilowaniem.

Aby zmniejszyć ten efekt, trzeba zmniejszyć lepkość materiału powłokowego i prawidłowo wyregulować ciśnienie powietrza w zaworze natryskowym. Kolejnym aspektem, który należy wziąć pod uwagę, jest profil termiczny.

Pajęczyna

Jednym z najczęstszych problemów związanych z nakładaniem powłok konformalnych jest zjawisko znane jako „pajęczyna”, które objawia się tworzeniem się cienkich i przezroczystych włókien podczas natryskiwania powłoki, spowodowanym jej nadmiernym wysychaniem w powietrzu przed dotarciem do powierzchni.

Główne przyczyny tego defektu to nadmierna lepkość powłoki, nadmierne ciśnienie powietrza, które powoduje zbytnie rozpylenie materiału, oraz zastosowanie szybko parujących rozpuszczalników, które sprzyjają przedwczesnemu wysychaniu.

Aby uniknąć tego zjawiska, należy dostosować lepkość powłoki, prawidłowo ustawić ciśnienie powietrza oraz wybrać rozpuszczalniki o szybkości parowania odpowiedniej do warunków pracy. 

Ponadto sprawdzenie warunków otoczenia może pomóc w zapobieganiu nadmiernemu wysychaniu i zapewnić bardziej równomierne nakładanie powłoki konformalnej.

Odparowanie

Odparowanie występuje, gdy powłoka konformalna nie rozprowadza się prawidłowo na powierzchni płytki drukowanej (PCB), tworząc niepokryte obszary, które zagrażają ochronie obwodu.

Problem ten jest spowodowany niskim napięciem powierzchniowym warstwy lutowniczej lub komponentów, obecnością zanieczyszczeń lub niewłaściwym oczyszczeniem podłoża. Nadmierne rozcieńczenie powłoki konformalnej może również przyczyniać się do słabej przyczepności.

Aby zapewnić odpowiednią zwilżalność powłoki konformalnej PCB, ważne jest dokładne oczyszczenie PCB i zastosowanie podkładu lub obróbki plazmowej.

Rozwarstwianie

Rozwarstwianie występuje, gdy folia ochronna odrywa się od płytki drukowanej, pozostawiając obszar pod spodem odsłonięty i narażając PCB na uszkodzenie.

Problem ten może być spowodowany niskim napięciem powierzchniowym powłoki lutowniczej, niewłaściwym oczyszczeniem obwodu lub niezgodnością powłoki z PCB. 

Aby uniknąć tego zjawiska, warto zwiększyć napięcie powierzchniowe PCB i usunąć zanieczyszczenia z płytki drukowanej.

Dowiedz się więcej o powłokach konformalnych

Powłoki konformalne są niezbędnym elementem elektroniki i ochrony płytek drukowanych (PCB). Z tego powodu ważne jest, aby zdawać sobie sprawę z różnych problemów, które mogą wyniknąć z nieprawidłowego zastosowania i doboru materiałów.

Oprócz wymienionych powyżej, podczas nakładania powłok konformalnych może wystąpić wiele innych problemów, takich jak pękanie, efekt rybiego oka, efekt kapilarny, dendryty i wiskery. 

Aby uzyskać więcej informacji, skontaktuj się z naszymi ekspertami w MD Poland, którzy wyjaśnią wszystkie problemy, które mogą wystąpić podczas stosowania powłok konformalnych, oraz sposoby ich rozwiązania lub zapobiegania.