Aspetti generali da conoscere sul rivestimento conforme applicato sui PCB

Che cos'è il rivestimento conforme?

Il rivestimento conforme è un tipo di rivestimento con ingredienti speciali, utilizzato per proteggere le schede elettroniche e le relative apparecchiature dall’erosione, al fine di prolungare la durata di conservazione dei prodotti e garantire la sicurezza e l’affidabilità dei circuiti stampati (PCB). Il rivestimento conforme è caratterizzato da un’elevata capacità di resistere alle alte e alle basse temperature. Dopo la solidificazione diventa una pellicola protettiva trasparente, con eccellenti proprietà quali isolamento, resistenza all’umidità, prevenzione delle correnti striscianti, resistenza alle vibrazioni, protezione dalla polvere, resistenza alla corrosione, anti-invecchiamento, resistenza alla corona, ecc.

La ragione dell’esistenza del rivestimento conformale risiede nel fatto che le schede PCB possono subire problemi come erosione, ammorbidimento, deformazione o formazione di muffa in ambienti reali che possono includere agenti chimici, vibrazioni, elevata presenza di polvere, nebbia salina, umidità e temperature estremamente elevate, tutti fattori che possono portare le schede a presentare difetti o guasti.

Perché il rivestimento conformale è indispensabile per i PCB?

Sulla base della definizione e della breve introduzione sul rivestimento conforme, è facile riassumere che il ruolo chiave svolto dal rivestimento conforme inProcesso di produzione dei PCBrisiede nella sua funzione protettiva come resistenza all’umidità, impermeabilità, isolamento ecc. Il motivo per cui il conformal coating è indispensabile per i PCB è così ovvio ma un po’ complesso, poiché è correlato a molti elementi e alcuni di essi saranno discussi in dettaglio in questa parte.

a. Umidità

L’umidità è il fattore più comune e distruttivo che provoca danni alle schede PCB. Un’eccessiva umidità ridurrà drasticamente la resistenza di isolamento e il valore di Q, accelererà la decomposizione ad alta velocità e causerà la corrosione dei conduttori. È comune vedere parti metalliche montate su una scheda PCB ricoperte da uno strato di verderame, semplicemente perché avviene una reazione chimica tra il rame, il vapore acqueo e l’ossigeno.

b. Inquinante

È difficile credere che centinaia di inquinanti possano essere trovati sulla superficie dei circuiti stampati quando su di essi non viene applicato il rivestimento conformale. Questi inquinanti sono altrettanto pericolosi per l’affidabilità e la funzionalità dei PCB. Analogamente all’umidità o all’elevata umidità, gli inquinanti che contaminano i circuiti stampati possono anch’essi portare a gravi conseguenze, come guasti elettronici, erosione dei conduttori o persino cortocircuiti irreparabili. La maggior parte dei contaminanti lasciati sui circuiti stampati deriva dai residui del processo di produzione, tra cui flussante, agenti distaccanti a base di solventi, spezzoni di filo e inchiostro di marcatura. Inoltre, alcuni contaminanti provengono da residui manuali quando le schede vengono toccate dagli operatori, inclusi sebo umano, impronte digitali, cosmetici e residui di cibo. In più, molti inquinanti provengono persino dall’ambiente operativo, come nebbia salina, sabbia e terra, carburante, acidi e altri vapori corrosivi e muffe.

Tuttavia, tali inquinanti possono essere notevolmente ridotti mediante misure efficaci che possono essere adottate durante il processo di fabbricazione dei PCB. Si possono utilizzare nuove tecnologie per ottimizzare il processo di produzione al fine di ridurre la quantità di residui chimici sulle schede elettroniche. Si possono stabilire e rispettare rigorosi principi operativi e gli ingegneri di processo vengono formati per essere conformi a tutti i requisiti della produzione scientifica. Ad esempio, quando agli operatori viene richiesto di indossare i guanti quando tengono le schede in mano, non vi rimarranno impronte digitali.

Quando il conformal coating viene applicato sulla superficie del circuito stampato o dei componenti, se i fattori negativi dell’ambiente operativo svolgono un ruolo predominante, il conformal coating è in grado di ridurre o eliminare il deterioramento del funzionamento elettronico. Finché il conformal coating riesce a mantenere le sue prestazioni per un periodo di tempo soddisfacente, ad esempio più lungo della vita utile dei prodotti finali, si riterrà che il conformal coating abbia assolto pienamente alle sue funzioni. Anche se il conformal coating è solo uno strato sottile, è in grado di resistere in modo eccellente alle vibrazioni meccaniche, agli shock termici e alle operazioni ad alta temperatura.

Occorre notare che è un mito che il rivestimento conforme sia in grado di conferire ai componenti una maggiore resistenza meccanica o una conducibilità sufficiente. Il fissaggio dei componenti dipende da metodi meccanici con giunzioni miste, mentre il rivestimento conforme non è di alcun aiuto.

Dove vengono utilizzati i PCB con rivestimento conforme?

All’inizio, il rivestimento conformale veniva utilizzato solo per i PCB appartenenti al settore high-tech. Poiché i prodotti elettronici sono stati sempre più applicati nella vita quotidiana delle persone, i consumatori hanno iniziato a prestare maggiore attenzione alla qualità e all’affidabilità dei prodotti elettronici. Di conseguenza, l’applicazione del rivestimento conformale svolge un ruolo essenziale nell’aiutare a migliorare efficacemente la qualità del prodotto e a ridurre i costi per gestire i guasti.

I tipici campi di applicazione del rivestimento conformale o dei PCB con rivestimento conformale includono:

a. Elettronica di consumo. Il rivestimento conformale offre protezione ai circuiti utilizzati negli elettrodomestici, in modo che possano evitare i seguenti problemi:
• Acqua e detergente (lavatrice, lavastoviglie, prodotti sanitari, LED da esterno)
• Cattivo ambiente esterno (monitor, sistemi di sicurezza e di allarme antincendio)
• Sostanze chimiche (condizionatore d'aria, asciugatrice)
• Contaminanti in ufficio e a casa (computer, forno a microonde) • Altri

b. Industria automobilistica. I sistemi elettronici sono stati costantemente richiesti affinché l’applicazione del rivestimento conformale possa soddisfare le esigenze fondamentali in termini di affidabilità a lungo termine dei veicoli. L’industria automobilistica richiede il rivestimento conformale per proteggere dai seguenti pericoli: vaporizzazione della benzina, nebbia salina o fluido dei freni.

c. AerospazialeA causa della specificità dell’ambiente di applicazione, l’ambiente aerospaziale impone requisiti estremamente rigorosi ai dispositivi elettronici, il che è particolarmente vero quando si tratta di rapida compressione e decompressione. Pertanto, la stabilità alla pressione del rivestimento conforme ha trovato ampie applicazioni.

d. NavigazioneSia l’acqua dolce che l’acqua salata di mare tendono a danneggiare i circuiti delle apparecchiature di navigazione. L’applicazione di un rivestimento conformale può proteggere le apparecchiature sulla superficie e sotto il livello del mare nella massima misura possibile.

e. Assistenza medicaIl rivestimento conformale è in grado di proteggere i dispositivi elettronici dall’erosione che può essere causata da agenti chimici esterni o da ambienti di applicazione particolari, in modo che possano funzionare in modo costante e regolare.

Come prepararsi a un rivestimento conforme ben eseguito nella fase di progettazione PCB?

Per ottenere un rivestimento conforme ottimale sui tuoi PCB o PCBA, ci sono alcune preparazioni che puoi effettuare durante la fase di progettazione del PCB.

• Le schede PCB con rivestimento conforme che passeranno attraverso l’assemblaggio devono contenerebinario tecnicodovrebbe essere almeno 5 mm.
• La dimensione massima delle schede PCB con rivestimento conforme che passeranno attraverso l’assemblaggio è 410 mm * 410 mm, mentre la minima è 10 mm * 10 mm.
• L'altezza massima dei componenti assemblati su schede PCB con rivestimento conforme è di 80 mm.
• La distanza più breve tra l’area con rivestimento conforme e quella senza rivestimento conforme è di 3 mm.
• Una pulizia completa consente l’eliminazione totale dei contaminanti erosi e fa sì che il rivestimento conformale aderisca saldamente alla superficie delle schede elettroniche. È ottimale mantenere lo spessore del rivestimento conformale nell’intervallo da 0,1 mm a 0,3 mm e cuocere la scheda per 10–20 minuti a 60 °C.

Durante l’applicazione del rivestimento conforme, alcuni componenti non devono mai essere rivestiti, inclusi i componenti ad alta potenza con superficie di dissipazione del calore o dissipatore, resistori di potenza, diodi di potenza, resistori in cemento, interruttori DIP, resistori variabili, buzzer, portabatterie, portafusibili, zoccoli per circuiti integrati, interruttori tattili, ecc.

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