Certains produits électroniques doivent fonctionner dans des environnements difficiles, comme les brouillards salins, les vents de sable ou la poussière, les températures et terrains extrêmes, etc. Il est donc essentiel de faire en sorte que les produits électroniques conservent leurs performances comme dans des conditions normales. En tant que cœur des appareils électroniques, les PCB (circuits imprimés) et les PCBA (assemblages de circuits imprimés) sont chargés de mettre en œuvre et de contribuer à la réalisation des fonctions. S’ils ne parviennent pas à fonctionner dans des environnements rudes, les produits finaux seront endommagés ou même rendus inutilisables.
En fait, il existe quelques conseils efficaces pour empêcher les produits électroniques finaux de souffrir de problèmes dans des environnements hostiles dès le départ, c’est‑à‑dire au cours du processus de fabrication des PCB ou d’assemblage des PCBA. Cet article fournira quelques conseils puissants pour aider les circuits imprimés et les cartes assemblées à mieux fonctionner dans des environnements difficiles, principalement sous deux angles : le revêtement de protection (conformal coating) et le nettoyage.
Perspective#1 : Revêtement conforme
Revêtement conformalest tout à fait indispensable lorsqu’il s’agit de circuits imprimés (PCB) et d’assemblages de circuits imprimés (PCBA) devant fonctionner dans des environnements difficiles. Il joue un rôle protecteur en empêchant l’érosion, l’humidité, la poussière, etc., afin de prolonger la durée de vie des produits électroniques et de garantir leurs performances et leur fiabilité.
Le maintien de performances stables et durables dans un environnement hostile constitue un enjeu majeur pour les composants et dispositifs électroniques, tant au niveau de la fabrication que de l’utilisation. Il est donc essentiel de prendre les mesures de protection nécessaires afin de garantir le fonctionnement normal des produits électroniques dans des environnements agressifs.
En ce qui concerne les environnements hostiles, le revêtement de protection doit être optimisé afin de mieux s’adapter aux environnements extrêmes. Des optimisations techniques doivent être apportées aux éléments suivants, qui jouent un rôle de mesures de protection : blindage du revêtement de protection, élimination électrostatique et mesure de l’épaisseur du film.
• Blindage par revêtement conforme
De nos jours, certaines parties des circuits imprimés qui n’ont pas besoin de revêtement de protection doivent être couvertes afin que le revêtement ne soit pas appliqué sur des zones inutiles (par exemple le support de circuit imprimé, le potentiomètre, l’interrupteur, la résistance de puissance, le connecteur), pour éviter l’apparition d’anomalies de signal. Lors du processus d’application du revêtement de protection, on utilise généralement du ruban de masquage pour réaliser le masquage du revêtement. Pour s’adapter aux différentes formes des divers composants à protéger, le ruban de masquage est découpé en différentes formes et dimensions. Cette méthode tend à soulever des problèmes de qualité en raison de ses inconvénients, notamment une faible efficacité, la génération d’électricité statique et une quantité excessive de résidus de colle difficile à éliminer.
Mesures d’optimisation
Le ruban de masquage conventionnel doit être remplacé par le ruban de blindage 3M. La méthode de découpe doit être modifiée, en passant de la découpe au couteau à l’utilisation d’un outil de découpe spécialisé, ce dernier étant capable de définir et de découper différentes formes en fonction de la forme, du volume et des dimensions des capots de blindage. Tant que les parties non nécessaires sur la carte sont recouvertes par les capots de blindage, le revêtement conforme ne sera pas pulvérisé dessus.
• Mesure de l’épaisseur du film de revêtement conforme
Le revêtement conforme est appliqué sur la surface du PCB ; il s’agit d’un film mince, léger et souple, dont l’épaisseur n’est que de quelques micromètres. Cette couche de film peut séparer efficacement la surface de la carte de circuit de l’environnement, empêchant les circuits d’être attaqués par des produits chimiques, l’humidité et d’autres polluants. Par conséquent, la fiabilité de la carte de circuit sera considérablement améliorée, avec des facteurs de sécurité renforcés et une durée de vie garantie à long terme. Cependant, les fonctions de protection du revêtement conforme sont difficiles à mettre en œuvre en raison d’un revêtement irrégulier. En conséquence, à la fois le PCB et le produit final peuvent échouer, ce qui est particulièrement grave dans des environnements difficiles.
Mesures d’optimisation
La plaque de mesure de l’épaisseur doit être fabriquée en matériaux métalliques et un instrument spécialisé doit être utilisé. De plus, avant la pulvérisation officielle du revêtement de protection, un test de pulvérisation doit d’abord être effectué, puis l’épaisseur doit être mesurée. Une fois tous les paramètres déterminés, le revêtement de protection peut être appliqué en série afin que l’épaisseur puisse atteindre la norme.
Perspective n°2 : Nettoyage du plateau
Le nettoyage des circuits imprimés vise à éliminer les polluants de la surface de la carte, y compris les résidus de gel, la poussière, l’huile, les particules fines et la sueur, afin d’empêcher qu’ils ne provoquent une corrosion ou d’autres défauts sur les composants, les pistes imprimées et les points de soudure. L’objectif final est d’améliorer les performances et la fiabilité des dispositifs électroniques. De plus, l’élimination des polluants peut également contribuer à améliorer l’adhérence entre le revêtement de protection et la surface de la carte, et à protéger les produits contre les dommages causés par un environnement hostile pendant les périodes de fonctionnement et de stockage. Les optimisations du nettoyage doivent être mises en œuvre sur la base de l’analyse de la propreté après soudure, des résidus ioniques de surface et des résidus de flux.
Dans leprocessus de fabrication de PCBAToutes sortes de pollutions existent sur les plans physique, chimique et mécanique, provoquant l’oxydation et l’érosion de la carte, ce qui affectera ensuite la fiabilité, les caractéristiques électriques et la durée de conservation du produit final. Les principales sources de pollution comprennent les contaminants présents sur les broches des composants, les polluants générés lors du processus d’assemblage, les résidus de flux et les polluants dus à un environnement de travail hostile.
De nos jours, le principal polluant endommageant les circuits imprimés réside dans les polluants de flux. Le flux est un agent actif composé d’acide organique et de son sel organique contenant de l’halogénure, du chlorure ou de l’hydroxyde, qui peuvent tous potentiellement devenir des polluants corrosifs. Bien sûr,comment nettoyer les circuits imprimés après le soudage en montage en surfacene relève pas de cet article, puisque ce qui compte, c’est la manière d’optimiser les procédures de nettoyage des cartes.
Mesures d’optimisation
Tout d’abord, il convient d’analyser les dommages graves, notamment la rupture de broches de composants, la rupture de pistes imprimées, les défauts de trous métallisés, la diminution de la soudabilité et le noircissement des points de soudure causés par des polluants chimiques, physiques et mécaniques. Ensuite, les causes spécifiques de la transmission anormale des signaux, des échauffements locaux et de l’oxydation, voire des courts-circuits, doivent également être analysées, afin que les normes puissent être complétées en ce qui concerne le flux, la pâte à braser et l’agent de nettoyage, ce qui constitue la dernière étape.
Eh bien, la plus grande distance au monde n’est pas celle qui sépare le concepteur de PCB du fabricant de PCB, mais celle où le concepteur de PCB a une idée fabuleuse qui ne peut pas être correctement comprise par le fabricant de PCB. Cependant, si les concepteurs de PCB préparent leurs fichiers de conception en détail et les présentent d’une manière parfaitement compréhensible pour le fabricant de PCB, et que le fabricant de PCB s’efforce de répondre exclusivement à leur conception, la distance ne sera plus grande.
Ressources utiles :
•Conception de circuits imprimés haute puissance en environnement à haute température
•Comment choisir le revêtement PCB pour des performances optimales des circuits imprimés
•Ne faites jamais trop confiance au « sans nettoyage » - Importance du nettoyage du flux « sans nettoyage »
