Moderna tekniska framsteg har sett elektroniska system integrerade i nästan alla aspekter av liv och miljö. Delikat elektronik fungerar inte längre bara i dedikerade maskinrum utan bärs istället runt i våra fickor, genom öknar och hav. Dessa miljöer utgör potentiella hot mot ryggraden i modern datoranläggning - kretskortet. Konformella beläggningar har utvecklats för att bekämpa exakt de typer av hot som oftast upplevs i olika situationer. De lägger också till en skyddsnivå för kretsar i kritiska applikationer som kraftverk eller räddningstjänster.
Konformella beläggningar - så kallade eftersom de överensstämmer med deras fysiska struktur, kan tillverkas av ett antal olika material inklusive akryl, silikon, uretaner, epoxier samt parylen. Nya typer av beläggningar, som syntetiskt gummi, utvecklas också för att möta specifika krav. Dessa beläggningar erbjuder olika typer av skydd såväl som appliceringsmetoder / härdning och enkel omarbetning. Ett antal faktorer måste beaktas när man hittar rätt konform beläggning. Den första faktorn att ta hänsyn till är typen av miljö komponen
nt kommer att användas i. De flesta komponenter drar nytta av viss beläggning eftersom fukt och damm kan påverka system i nästan alla miljöer.
Konformella beläggningar erbjuder också olika nivåer av dielektrisk isolering för att skydda mot inre eller yttre chock. Bortsett från dessa vardagliga problem behöver komponenter i högspänningsmiljöer särskild hänsyn tas. Att bestämma den direkta exponeringen för nötning, värme och kyla och mängden mekanisk spänning och vibration hjälper till att minska de möjliga beläggningarna. Omarbetning är viktigt att planera för om de underliggande komponenterna måste repareras. Beläggningar avlägsnas vanligtvis för reparation genom nötning, genombränning eller användning av kemiska strippor - beroende på typ.
Typer av konform beläggning
Akrylformiga beläggningar är en av de mest använda konforma beläggningsbaserna för allmänt bruk. De är relativt enkla att applicera, snabba att härda utan värme eller krympning och är lätta att omarbeta när reparationer behövs.
Uretanformiga beläggningar generellt ger en bättre kemisk beständighet än akryl, men att kemisk resistens också kan göra dem svårare att ta bort för reparationer. Härdningstiden för uretaner är också längre, särskilt med formuleringar i en del. Tvådelade formuleringar kan reducera härdningstiden på bekostnad av kortare driftstid och den extra nödvändigheten av blandning.
Epoxy Conformal Coatings erbjuder utmärkt nötning och kemisk beständighet, men kan också vara svårt att ta bort för reparationer. De har en relativt kort härdningstid, men man måste vara försiktig eftersom krympning kan uppstå med vissa formuleringar som kan skada känsliga delar.
Silikonformiga beläggningar vanligtvis måste tas bort genom nötning för reparationer, men erbjuder några unika fördelar. Dessa beläggningar är mycket flexibla, vilket gör dem idealiska i situationer där driftstemperaturer förväntas uppgå till 200C. De kan också ge mekanisk chockmotstånd av samma anledning. De är idealiskt anpassade till olje- och gasindustrin på grund av deras motståndskraft mot specifika kemikalier, liksom andra högtemperaturapplikationer som bilar.
Parylene är det allmänt använda namnet på poly para-xylen. Denna beläggning ger exceptionellt skydd mot ett antal element och ger den mest enhetliga kartongbeläggningen. Parylene har också godkänts av FDA för användning i medicinska applikationer. Dessa fördelar kostar dock - parylenbeläggning kräver specialanvändning med ångdeponeringspolymerisation och ytor måste vara oklanderligt rena innan beläggning. Denna beläggning används oftast i tuffa miljöer eller militära applikationer.
Cure-typer
Många av typerna av beläggning kan härdas med olika metoder, vilket erbjuder olika fördelar och nackdelar. Härdning av lösningsmedelsindunstning är det enklaste botemedlet för akryl, uretaner och epoxier, men kan ta längre tid - särskilt med uretaner (uppåt en vecka). Dessa lösningsmedelsburna beläggningar kan också omfattas av VOC-regler. Vattenbaserade och andra låg-VOC- eller icke-VOC-beläggningar är tillgängliga men är också dyrare.
Värmehärdning, som kraftigt kan förkorta härdningstider, är ett alternativ för vissa beläggningar, men kräver en specialiserad inställning för temperaturreglering och är mer benägna att krympa som kan skada känsliga enheter.
UV-härdande konforma beläggningar har de snabbaste härdningstiderna - på några sekunder - och kan vara ett lönsamt alternativ när produktionshastigheten är av största vikt. Denna metod kräver dock att andra faktorer tas med i beräkningen, eftersom skuggade områden på PCB inte kan bota helt och krympning kan vara ett problem.
andra överväganden
De flesta konforma beläggningar appliceras på en av två metoder - doppning eller sprutning. Vid applicering av en beläggning måste maskering appliceras på kretskortet där beläggningen inte önskas. Doppning och sprutning med selektiv robotbeläggning kan minska mängden maskering som krävs genom att använda specifik komponentplacering eller designad applikation. Sprutning för hand eller över hela kartongen kräver mer omfattande maskering - liksom VDP-processen (Vapor Deposition Polymerization). Borstning används vanligtvis inte för produktion, men kan användas för att reparera vissa beläggningar. Att ändra viskositeten hos en beläggning med hjälp av förtunnare kan tillåta exakt kontroll över beläggningens tjocklek.
Brädor med komplicerade geometrier eller skarpa kanter kräver särskild hänsyn eftersom beläggningen av dessa områden kan vara svår. Doppning kan ge tillräcklig täckning med särskild försiktighet, men parylene är också utmärkt vid beläggning av dessa typer av brädor.
Även om konforma beläggningar skyddar mot många slags föroreningar och miljörisker, kan de göra komponenter mindre motståndskraftiga mot brand. UL-standarden 764E mäter beständighetens beständighet mot brand och det finns ett antal beläggningar som uppfyller den högsta (V-0) standarden.
Det är kritiskt att kontrollera att en beläggning har applicerats i önskad tjocklek och täckning. För att göra denna uppgift genomförbar innehåller många beläggningar spårämnen som endast är synliga under UV-ljus för inspektion.
Dessa beläggningar ger utmärkt allmänt skydd mot ett antal miljöfaktorer, och individuella formuleringar kan ge specifika skyddsåtgärder mot andra påfrestningar. De kan emellertid vara otillräckliga för att skydda vissa komponenter. Pottering med andra föreningar i samband med en konform beläggning kan krävas. Att bestämma vilka komponenter som kommer att möta under hela deras livslängd, liksom produktionsbehov, hjälper som alltid att avgöra vilken typ av skydd som behövs.
Innehållet för den här månadens blogginlägg tillhandahölls av Gluespec® – en partner till Ellsworth Adhesives.
Gluespec hjälper ingenjörer att upptäcka lim och andra material för deras industriella applikationer.