Allgemeine Aspekte, die Sie über auf Leiterplatten aufgetragene Schutzlacke wissen sollten

Was ist Konforme Beschichtung?

Konforme Beschichtung ist eine Art Beschichtung mit speziellen Bestandteilen, die verwendet wird, um Leiterplatten und zugehörige Geräte vor Erosion zu schützen, um letztlich die Lebensdauer der Produkte zu verlängern und die Sicherheit und Zuverlässigkeit von Leiterplatten (PCBs) zu gewährleisten. Konforme Beschichtung zeichnet sich durch eine hohe Beständigkeit gegenüber hohen und niedrigen Temperaturen aus. Nach der Aushärtung bildet sie einen transparenten Schutzfilm mit hervorragenden Eigenschaften wie Isolierung, Feuchtigkeitsschutz, Kriechstromfestigkeit, Stoßfestigkeit, Staubschutz, Korrosionsschutz, Alterungsbeständigkeit, Koronabeständigkeit usw.

Der Grund für die Existenz von Konformalbeschichtungen liegt darin, dass Leiterplatten in der Praxis unter Bedingungen wie Chemikalieneinwirkung, Vibration, hoher Staubbelastung, Salznebel, Feuchtigkeit und extrem hohen Temperaturen möglicherweise Erosion, Erweichung, Verformung oder Schimmelbildung erleiden können, was wiederum zu Defekten oder Ausfällen der Leiterplatten führen kann.

Warum ist eine Konformbeschichtung für Leiterplatten unverzichtbar?

Basierend auf der Definition und der kurzen Einführung zur Schutzbeschichtung lässt sich leicht zusammenfassen, dass die Schlüsselrolle, die die Schutzbeschichtung spielt, inPCB-Herstellungsprozessliegt in seiner Schutzfunktion als Feuchtigkeitsschutz, Wasserdichtigkeit, Isolierung usw. Der Grund, warum eine Schutzbeschichtung für Leiterplatten ein absolutes Muss ist, ist so offensichtlich, aber ein wenig komplex, da sie mit so vielen Faktoren zusammenhängt, von denen einige in diesem Abschnitt ausführlich besprochen werden.

a. Feuchtigkeit

Feuchtigkeit ist der häufigste und zerstörerischste Faktor, der Schäden an Leiterplatten verursacht. Zu viel Feuchtigkeit verringert den Isolationswiderstand und den Q‑Wert drastisch, beschleunigt die Hochgeschwindigkeitszersetzung und führt zur Korrosion der Leiterbahnen. Es ist für uns nichts Ungewöhnliches, Metallteile zu sehen, die auf einer Leiterplatte montiert wurden und mit einer Schicht aus grünem Kupfer überzogen sind, nur weil eine chemische Reaktion zwischen Kupfer, Wasserdampf und Sauerstoff stattgefunden hat.

b. Schadstoff

Es ist kaum zu glauben, dass sich Hunderte von Schadstoffen auf der Oberfläche von Leiterplatten finden lassen, wenn keine Schutzbeschichtung aufgetragen wird. Diese Schadstoffe sind gleichermaßen gefährlich für die Zuverlässigkeit und Funktionalität von Leiterplatten. Ähnlich wie Feuchtigkeit oder hohe Luftfeuchtigkeit können Verunreinigungen auf Leiterplatten ebenfalls zu negativen Folgen wie elektronischen Ausfällen, Leiterkorrosion oder sogar irreparablen Kurzschlüssen führen. Der Großteil der auf Leiterplatten verbleibenden Verunreinigungen stammt aus Rückständen des Herstellungsprozesses, darunter Flussmittel, Trennmittel auf Lösungsmittelbasis, abgezwickte Drähte und Markiertinte. Darüber hinaus entstehen einige Verunreinigungen durch manuelle Rückstände, wenn die Platinen von Bedienpersonal berührt werden, darunter Hautfett, Fingerabdrücke, Kosmetika und Speisereste. Außerdem stammen viele Schadstoffe sogar aus der Betriebsumgebung, wie z. B. Salznebel, Sand und Erde, Kraftstoff, Säuren sowie andere korrosive Dämpfe und Schimmel.

Dennoch können diese Schadstoffe durch wirksame Maßnahmen, die während des Leiterplattenherstellungsprozesses ergriffen werden, erheblich reduziert werden. Neue Technologien können eingesetzt werden, um den Herstellungsprozess zu optimieren und die Menge chemischer Rückstände auf Leiterplatten zu verringern. Strenge Betriebsgrundsätze können aufgestellt und eingehalten werden, und Betriebsingenieure werden so geschult, dass sie allen Anforderungen einer wissenschaftlichen Fertigung entsprechen. Wenn beispielsweise Bediener dazu verpflichtet werden, beim Halten der Platinen Handschuhe zu tragen, bleiben keine Fingerabdrücke auf ihnen zurück.

Wenn eine Schutzbeschichtung auf der Oberfläche von Leiterplatten oder Bauteilen verwendet wird und negative Faktoren in der Betriebsumgebung die führende Rolle spielen, ist die Schutzbeschichtung in der Lage, die Verschlechterung des elektronischen Betriebs zu verringern oder zu beseitigen. Solange die Schutzbeschichtung über einen so zufriedenstellenden Zeitraum wie die Lebensdauer des Endprodukts oder länger wirksam bleibt, kann davon ausgegangen werden, dass die Schutzbeschichtung ihre volle Funktion erfüllt. Obwohl die Schutzbeschichtung nur eine dünne Schicht ist, kann sie mechanischen Vibrationen, thermischen Schocks und Hochtemperaturbetrieb hervorragend standhalten.

Es sollte beachtet werden, dass es ein Irrglaube ist, dass eine Konformbeschichtung Bauteilen eine höhere mechanische Festigkeit oder ausreichende Leitfähigkeit verleihen kann. Die Fixierung von Bauteilen hängt von mechanischen Methoden mit Lötverbindungen ab, während eine Konformbeschichtung dabei nicht hilft.

Wo werden Leiterplatten mit Konformbeschichtung verwendet?

Zu Beginn wurde Schutzlack nur für Leiterplatten im Hightech-Bereich verwendet. Da elektronische Produkte zunehmend im täglichen Leben der Menschen eingesetzt werden, achten Verbraucher verstärkt auf die Qualität und Zuverlässigkeit elektronischer Produkte. Infolgedessen spielt der Einsatz von Schutzlacken eine wesentliche Rolle dabei, die Produktqualität wirksam zu verbessern und die Kosten für die Behebung von Ausfällen zu senken.

Typische Anwendungsbereiche von Schutzbeschichtungen bzw. Schutzbeschichtungs-Leiterplatten (Conformal Coating PCBs) umfassen:

a. Unterhaltungselektronik. Konforme Beschichtung bietet Schutz für Schaltungen in Haushaltsgeräten, sodass sie die folgenden Probleme vermeiden können:
• Wasser und Reinigungsmittel (Waschmaschine, Geschirrspüler, Sanitärprodukte, LED für den Außenbereich)
• Schlechte äußere Umgebung (Monitor, Sicherheits- und Brandschutzalarmsysteme)
• Chemische Stoffe (Klimaanlage, Trockner)
• Verunreinigungen im Büro und Zuhause (Computer, Mikrowelle) • Sonstiges

b. AutomobilindustrieElektronische Systeme werden ständig gefordert, damit die Anwendung von Schutzlacken die grundlegenden Anforderungen an die Langzeitzuverlässigkeit von Kraftfahrzeugen erfüllen kann. Die Automobilindustrie verlangt nach Schutzlacken, um sich vor den folgenden Gefahren zu schützen: Benzinverdampfung, Salznebel oder Bremsflüssigkeit.

c. Luft- und RaumfahrtAufgrund der Spezifität der Anwendungsumgebung stellt das Luft- und Raumfahrtumfeld äußerst strenge Anforderungen an elektronische Geräte, was insbesondere bei schneller Kompression und Dekompression zutrifft. Daher hat die Druckstabilität von Schutzlacken breite Anwendung gefunden.

d. NavigationSowohl Süßwasser als auch salzhaltiges Meerwasser neigen dazu, Schäden an den Schaltkreisen der Segelausrüstung zu verursachen. Die Anwendung einer Schutzbeschichtung kann die Ausrüstung an der Oberfläche und unterhalb des Meerwassers im größtmöglichen Umfang schützen.

e. Medizinische VersorgungDie Konformbeschichtung ist in der Lage, elektronische Geräte vor Erosion zu schützen, die durch äußere chemische Einflüsse oder spezielle Einsatzumgebungen verursacht werden kann, sodass sie dauerhaft und reibungslos funktionieren können.

Wie bereitet man sich in der PCB-Designphase auf eine gut ausgeführte Konformbeschichtung vor?

Um eine optimale Schutzbeschichtung auf Ihren Leiterplatten oder bestückten Leiterplatten (PCBAs) zu erhalten, können Sie bereits in der Leiterplattendesignphase einige Vorbereitungen treffen.

• Leiterplatten mit Schutzlack (Conformal Coating), die durch die Montage gehen, müssen enthaltentechnische Schienedas sollten mindestens 5 mm sein.
• Die maximale Größe von Leiterplatten mit Konformalbeschichtung, die durch die Montage laufen können, beträgt 410 mm × 410 mm, während die minimale Größe 10 mm × 10 mm beträgt.
• Die maximale Höhe der auf Leiterplatten mit Schutzlack montierten Bauteile beträgt 80 mm.
• Der kürzeste Abstand zwischen einem Bereich mit Konformalbeschichtung und einem Bereich ohne Konformalbeschichtung beträgt 3 mm.
• Eine vollständige Reinigung ermöglicht die vollständige Entfernung von erodierten Verunreinigungen und sorgt dafür, dass die Schutzbeschichtung fest auf der Oberfläche der Leiterplatten haftet. Optimal ist es, die Dicke der Schutzbeschichtung im Bereich von 0,1 mm bis 0,3 mm zu halten und die Platine 10 bis 20 Minuten lang bei 60 °C zu backen.

Während der Anwendung der Konformbeschichtung dürfen bestimmte Bauteile niemals mit Konformbeschichtung versehen werden, darunter Hochleistungsbauteile mit Wärmeabgabefläche oder Kühlkörper, Leistungswiderstand, Leistungsdiode, Zementwiderstand, DIP-Schalter, einstellbarer Widerstand, Summer, Batteriehalter, Sicherungshalter, IC-Fassung, Taster usw.

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