Bij opslag of gebruik in een agressieve omgeving kunnen elektronische apparaten zwaar worden aangetast door stof, vocht, schimmel en andere verontreinigende stoffen, wat leidt tot slechte prestaties en een kortere levensduur. In dit geval is PCB-coating een zeer effectieve manier om ze tegen deze schadelijke factoren te beschermen en zo de betrouwbaarheid van elektronische producten te verbeteren. In deze ultieme gids bespreken we alles wat u moet weten over PCB-coatings. Met de juiste coatingstrategie kunt u de levensduur van PCB's in uw producten aanzienlijk verlengen. Laten we beginnen!
Wat zijn PCB-coating en conforme coating?
PCB-coating, ook wel bekend als conforme coating, is een laag van synthetische hars of polymeer die het oppervlak van een printplaat en de componenten ervan bedekt. Na uitharding vormt de coating een transparante isolerende beschermlaag, die zich precies aanpast aan de vorm van het gecoate object. Deze laag kan effectief isoleren. elektronische componenten en printplaten uit de werkomgeving om corrosie te voorkomen en hun levensduur te verlengen.
5 verschillende soorten PCB-coating
Op basis van de gebruikte materialen kunnen PCB-coatings worden onderverdeeld in vijf typen:
1. Acryl PCB Czweten
Acrylaat is gemakkelijk aan te brengen en blijft na het aanbrengen lang in goede staat. De uithardingstijd is kort en de coating geeft geen warmte af tijdens het uitharden, waardoor schade aan warmtegevoelige componenten wordt voorkomen. Ook krimpt het niet na uitharding. Het is echter niet bestand tegen chemische reagentia en hoge temperaturen, waardoor het gemakkelijk te herstellen of te repareren is.
2. Polyurethaan PCB Czweten
Polyurethaan is verkrijgbaar als een- of tweecomponentenmateriaal. Beide hebben goede diëlektrische eigenschappen op lange termijn. Vóór het coaten moet de printplaat schoon zijn, vooral zonder vocht. Het is echter een uitdaging om componenten te vervangen of printplaten repareren, en er moet een speciale stripper gebruikt worden.
3. Epoxy-printplaat Czweten
Epoxyhars is over het algemeen een tweecomponentenmateriaal. Het blijft na het aanbrengen van de coating korter in goede staat. Vóór het coaten moeten kwetsbare componenten worden beschermd om de impact van krimp van de coating te verminderen. Als componenten moeten worden vervangen of printplaten moeten worden gerepareerd, moet de epoxyharslaag met fysieke middelen worden verwijderd.
4. Siliconen PCB Czweten
Siliconenhars heeft uitstekende thermische eigenschappen en kan werken tot 200 °C, waardoor het geschikt is voor componenten die veel warmte genereren, zoals hoogvermogenweerstanden. Deze coating blijft na het mengen of openen kort in goede staat. De siliconenlaag heeft een hoge thermische uitzettingscoëfficiënt, waardoor de siliconenfilm verwijderd moet worden bij het repareren van printplaten.
5. Parylene PCB Czweten
Paryleen moet worden gecoat met automatische coatingapparatuur (vapor deposition-apparatuur). Onder vacuüm bij kamertemperatuur vormen de actieve monomeren van vrije radicalen een uniforme laag polyparaxyleen op het oppervlak van objecten. Het vormt coatings op diverse oppervlakteomstandigheden en biedt uitstekende bescherming tegen diverse omgevingen.
Vergelijkingstabel PCB-coating
| aspecten | Acryl | Polyurethaan | epoxy | Silicone | Parylene |
| Volumeweerstand ρv(/ Ω·cm) | 1012~ 1016 | 1011~ 1014 | 1012~ 1015 | 1013~ 1015 | 1016~ 1017 |
| Relatieve permittiviteit ε | 3.8 4.5 ~ | 3.8 4.5 ~ | 3.3 4.5 ~ | 2.6 2.8 ~ | 2.65 |
| Dissipatiefactor tan δ | 3.5 × 10-2 | 3.4 × 10-2 | 2.3 × 10-2 | 3.5 × 10-3 | 8.0 × 10-4 |
| CTE α（×10-5·℃-1) | 5.0 9.0 ~ | 10.0 20.0 ~ | 4.5 6.5 ~ | 6.0 9.0 ~ | 3.0 8.0 ~ |
| Hittebestendigheid /℃ | 120 | 120 | 120 | 200 | 350 |
| Gekwalificeerde dikte (Na uitharding) | 0.03-0.13mm | 0.03-0.13mm | 0.03-0.13mm | 0.05-0.21mm | 0.01-0.05mm |
| Uitharding vereist | Ja | Ja | Ja | Ja | Nee |
| hERSTELBAARHEID | Uitstekend | Goed | arm | Gemiddeld | Goed |
Technieken voor het aanbrengen van een coating op een printplaat
Er bestaan verschillende methoden om coating op een printplaat aan te brengen, namelijk:
Handleiding Sbidden - Deze methode is geschikt voor productie in kleine oplages, omdat het een tijdrovend proces is. Normaal gesproken gebruiken we een spuitbus of handspuit om de coating aan te brengen. Vóór het spuiten moeten de delen die geen coating nodig hebben, worden afgedekt. De coatingeffecten kunnen enigszins verschillen tussen verschillende batches vanwege de handmatige bediening.
Selectief Czweten - Het verwijst naar een automatisch coatingproces dat een coating aanbrengt op specifieke plekken op de printplaten met behulp van geprogrammeerde robotspuitmonden. Het is niet nodig om de delen te bedekken die niet bespoten moeten worden. Dit proces kenmerkt zich door een hoge efficiëntie en nauwkeurigheid en is geschikt voor productie in grote volumes.
Dompelen - Bij deze methode worden printplaten eerst ondergedompeld in de coatingoplossing en vervolgens eruit gehaald. Veel factoren beïnvloeden het coatingeffect, zoals de snelheid van onderdompelen en eruit halen, de dompeltijd, enz. Er is uitgebreide maskering vereist vóór het coatingproces, waardoor deze methode geschikt is voor printplaten die aan beide zijden gecoat moeten worden.
Borstelen - Met een kwast wordt een coating op specifieke plekken aangebracht. Deze methode wordt vooral gebruikt voor reparaties en herbewerkingen. Het proces kost veel tijd en arbeid; het uiteindelijke coatingeffect is afhankelijk van de vaardigheid van de gebruiker.
Hoe meet je de dikte van PCB-coating?
De coating van een printplaat is meestal erg dun en voegt geen extra gewicht toe aan de printplaat. Daarom zijn voor het meten van de coatingdikte meestal professionele instrumenten nodig. Hier zijn enkele belangrijke meetmethoden.
Wet Fwetenschap Theupen Goog
Deze tool is ideaal voor het meten van een natte laagdikte. Een diktemeter heeft veel tanden en inkepingen, net als een kam. Druk de diktemeter verticaal in de coating tot hij de onderkant raakt en houd hem een paar seconden vast. Verwijder hem vervolgens verticaal. Nu kunt u de waarde aflezen tussen de "kortste tand zonder verf" en de "langste tand met verf", wat de natte laagdikte (WFT) is. Om een geschatte droge laagdikte te krijgen, vermenigvuldigt u deze waarde met het percentage vaste stof van de coating.
micrometer
Een micrometer is geschikt voor het meten van hardere coatings, omdat zachte coatings de neiging hebben te vervormen onder druk. Hierbij wordt de dikte vóór en ná het coaten op verschillende plaatsen op de printplaat gemeten. Bereken vervolgens de standaarddeviatie van de metingen die op verschillende plaatsen zijn uitgevoerd om de uniformiteit van de coatingdikte te beoordelen. Dit is een formule om de dikte te berekenen: Enkelzijdige coatingdikte = (Na uitharding dikte − Vóór coating dikte) / 2
draaikolk CUIDIGE PGewadens
De wervelstroomprobe is een niet-destructief en zeer nauwkeurig meetinstrument. Hij zendt een oscillerend elektromagnetisch veld uit om de coatingdikte te meten. Deze methode kent echter beperkingen. Ten eerste is er een metaallaag onder de PCB-coating nodig. Ten tweede moet de probe in direct contact staan met het oppervlak van het te meten monster. Anders zijn de resultaten onnauwkeurig.
Ultrasone diktemeter
Een ultrasone diktemeter is een niet-destructieve test en heeft voordelen ten opzichte van wervelstroomprobes doordat er geen metalen backplane nodig is. Om goed contact te maken met het oppervlak, is een geleidende stof nodig, zoals water. propyleenglycol, enz. De transducer zendt geluid uit, dat door de PCB-coating gaat, het oppervlak van de printplaat bereikt en vervolgens terugkaatst naar de transducer. Je kunt de dikte nu berekenen met de volgende formule: Dikte = (Geluidssnelheid × Tijdsinterval) / 2
Uithardingsmethoden voor het coaten van printplaten
De uithardingstijd kan worden beïnvloed door vele factoren, waaronder het type hars, de dikte van de coating en de uithardingsmethode. Vervolgens bespreken we de vier belangrijkste uithardingstechnieken.
Verdampingshardingsmechanisme
Simpel gezegd blijft alleen de coatinghars over wanneer de vloeibare drager verdampt. Om voldoende coating op de randen van componenten aan te brengen, hebben printplaten doorgaans minstens twee keer een dip nodig. De vloeibare drager in coatingmaterialen is meestal oplosmiddelhoudend of op waterbasis. Oplosmiddelhoudend is gemakkelijk te verwerken en heeft een consistente dekking dankzij goede bevochtigingseigenschappen, wat zorgt voor snelle uithardingstijden. Het is echter brandbaar, waardoor goede ventilatie en een afzuigsysteem vereist zijn. Op waterbasis elimineert brandgevaar, maar heeft een langere uithardingstijd nodig en is gevoelig voor de luchtvochtigheid.
Vochtuitharding
Het wordt vaak gebruikt om siliconen en sommige polyurethaancoatings uit te harden. Het principe is dat deze materialen reageren met vocht in de omgeving om een coating te vormen. Vochtuitharding werkt meestal in combinatie met een verdampingsmechanisme. Eerst verdampt het oplosmiddel. Vervolgens reageert de hars met het vocht om de uiteindelijke uitharding te bereiken.
Warmte-uitharding
Warmteuitharding kan worden gebruikt voor de verwerking van systemen met één of meerdere componenten. Het kan op zichzelf worden gebruikt of dienen als secundair uithardingsmechanisme voor uitharding door verdamping, vochtuitharding of UV-uitharding. Het is echter essentieel om rekening te houden met warmtegevoelige platen en componenten tijdens uitharding bij hoge temperaturen.
UV-
UV-uitharding is een volledig solide systeem zonder oplosmiddelen. Het maakt gebruik van ultraviolet licht voor de uitharding, wat zorgt voor een snel uithardingsproces. UV-licht kan alleen de zichtbare delen van het oppervlak bestralen. Voor de geblokkeerde delen (onder de componenten of in de schaduwgebieden) is een secundair uithardingsmechanisme vereist. Deze uithardingsmethode heeft echter ook nadelen. Er is UV-uithardingsapparatuur voor nodig en werknemers moeten beschermd worden tegen UV-straling. De uitgeharde coatings zijn moeilijk te repareren of te bewerken.
Hoe verwijder je conformal coating?
Wanneer de printplaat gerepareerd moet worden of componenten vervangen moeten worden, moeten we de beschermende coating verwijderen. Hieronder vindt u een overzicht van veelgebruikte methoden voor het verwijderen van beschermende coatings:
Verwijdering van oplosmiddelen – Gebruik specifieke oplosmiddelen om de coating op te lossen, maar zorg ervoor dat het oplosmiddel dat u kiest geschikt is en elektronische componenten niet beschadigt. Acrylcoatings zijn over het algemeen het gemakkelijkst op te lossen, terwijl siliconen- en urethaancoatings moeilijker te verwijderen zijn.
Schillen – Sommige elastische coatings, zoals siliconen conformal coating, kunnen we verwijderen door ze met een mesje van de printplaat te pellen. Dit proces vereist echter speciale zorg en nauwkeurige controle door de operator, anders kunnen de componenten beschadigd raken.
Thermisch/doorbranden – Tijdens het reparatieproces kunt u een soldeerbout gebruiken om de coating eenvoudigweg door te branden, maar u moet er wel voorzichtig mee omgaan. Deze methode is geschikt voor bijna alle soorten conforme coatings.
Microstralen – Het proces omvat het gebruik van een microzandstraler, die een geconcentreerde mix van zacht schuurmiddel en perslucht gebruikt om de coating effectief te verwijderen. Deze methode is geschikt voor het verwijderen van paryleen- en epoxycoatings.
Slijpen/schrapen – Je moet een boormachine gebruiken om de overbodige coating weg te slijpen. Deze is geschikt voor hardere coatings zoals epoxyhars en polyurethaan. Als de operator echter niet voorzichtig is, bestaat de kans op schade aan de printplaat, dus deze methode heeft geen prioriteit.
Veelvoorkomende PCB-coatingdefecten en oplossingen
| gebrek | Mogelijke oorzaken | Oplossingen |
| gaatjes | - Onvoldoende reiniging van printplaten -Overmatige sproeidruk -Hoge omgevingsvochtigheid -Hoge temperatuur waardoor snelle verdamping van het oplosmiddel ontstaat | -Maak het bord grondig schoon en droog voordat u het gaat coaten -Gebruik de juiste spuitdruk en sproeikoppen -Houd de luchtvochtigheid onder de 65% RV -Houd de omgevingstemperatuur onder de 30°C |
| Luchtbellen | - Eerdere door roeren veroorzaakte bubbels, wachtte niet tot ze verdwenen waren om te coaten -Sproeikop te dicht of druk te hoog -Hoge viscositeit van het coatingmateriaal -Snelle verdamping van het oplosmiddel door de hoge temperatuur - Oppervlakteverontreiniging, inclusief resterend oplosmiddel en vocht | - Laat na het mengen voldoende staan voordat u gaat coaten - Stel de juiste spuitdruk en -afstand in -Controle van de viscositeit tijdens het coaten -Vermijd hoge temperaturen -Maak het bord grondig schoon en droog voordat u het gaat coaten |
| Slechte hechting | -Onvoldoende schoonmaak -Lage oppervlaktespanning van de soldeermaskerlaag - Onjuiste selectie van PCB-coatingtype | - Voer een grondige reiniging van de PCB en componenten uit voordat u gaat coaten -Kies voor conforme coatings met een betere oppervlaktebevochtiging of verander het type soldeermasker -Kies een compatibele conforme coating |
| kraken | -Verhoogde broosheid en slechte flexibiliteit bij lage temperaturen -Overtollig verhardingsmiddel in tweecomponentencoatings veroorzaakt hoge krimp -Slechte hechting van de coating | -Selecteer flexibele PCB-coatings - Controleer nauwkeurig de mengverhoudingen voor tweecomponentencoatings -Verbeter de hechting van de coating |
| Sinaasappelschil | -Lage omgevingsvochtigheid -Snel verdampende verdunner -Hoge viscositeit van het coatingmateriaal | -Controleer de productieomgeving -Gebruik een verdunner met een lagere verdampingssnelheid -Verlaag de viscositeit van het coatingmateriaal |
PCB Board Coatingnormen
Voor conforme coating gelden een aantal normen voor PCB-coating die vereisen dat deze onder bepaalde omstandigheden wordt gebruikt, zoals in het leger, in de automobielindustrie en thuis. Meestal voldoen conforme coatings aan de MIL-I-46058C- of IPC-CC-830B-specificatie, die nauw verwant is aan MIL-I-46058C.
MIL-I-46058C: Een gangbare norm voor conforme coatings in de industrie, ook bekend als militaire isolatiecompound. Deze norm vereist testen door alle door de MIL erkende laboratoria en wordt nog steeds gebruikt, zelfs na de deactivering sinds 1998, voor nieuwe ontwerpen. Deze test vereist een standaard Qualified Product List (QPL).
Def Stan 59/47: Een vergelijkbare norm als 46058C, die wordt gebruikt voor het coaten van geavanceerde apparaten voor militair gebruik. Deze moeten echter eerst worden goedgekeurd door het Britse Ministerie van Defensie.
IEC 61086: Een norm gebaseerd op zelfcertificering door de leverancier met vergelijkbare eisen als 46058c. Deze norm wordt beheerd door de Internationale Elektrotechnische Commissie.
IPC-CC-830B: Actief gebruikte en continu bijgewerkte standaard, vergelijkbaar met 46058C, geïntroduceerd toen 46058C inactief bleef. Materiaal gestandaardiseerd voor 46058C dat aan deze specificaties voldoet. Er zijn geen tests beschikbaar omdat er geen QPL wordt onderhouden.
UL94V0: Betreft de conforme coatingeigenschap van zelfdovend op een FR4-substraat. V0 is de hoogst haalbare categorie, met V1 en V2 als opvolgers.
PCB-coatingservice bij TestPcbas
Bij het kiezen van de juiste PCB-coating moet u rekening houden met veel factoren, zoals de werkomgeving, het beschermingsniveau, de eisen van de printplaat, enz. TestPcbas begrijpt de uitdagingen van het aanbrengen van PCB-coatings op uw printplaten. Wij staan voor u klaar, met bijna 20 jaar ervaring in PCB's en PCBA's, om u te helpen bij het kiezen van de ideale coatingoplossing. Voor deskundige hulp kunt u contact opnemen met: Neem contact met ons op.
