Alcuni prodotti elettronici devono funzionare in ambienti difficili, come nebbia salina, sabbia o polvere trasportata dal vento, temperature e terreni estremi, ecc. Pertanto, è fondamentale mantenere i prodotti elettronici in grado di funzionare altrettanto bene che nelle condizioni ordinarie. In quanto cuore dell’elettronica, i PCB (Printed Circuit Board) e i PCBA (Printed Circuit Board Assembly) sono responsabili dell’implementazione e del contributo al raggiungimento delle funzioni. Se non riescono a operare in ambienti gravosi, i prodotti finali subiranno danni o addirittura un guasto completo.
In effetti, esistono alcuni suggerimenti efficaci per evitare fin dall’inizio che i prodotti elettronici finali soffrano di problemi in ambienti ostili, cioè durante il processo di fabbricazione del PCB o di produzione del PCBA. Questo articolo fornirà alcuni utili consigli per aiutare le schede a circuito stampato e le schede assemblate a funzionare meglio in ambienti difficili, principalmente da due prospettive: il rivestimento conformale e la pulizia.
Prospettiva n.1: Rivestimento conformale
Rivestimento conformeè piuttosto una necessità ogni volta che si tratta di PCB e PCBA che devono funzionare in ambienti difficili. Svolge un ruolo protettivo impedendo che le schede vengano danneggiate da corrosione, umidità, polvere ecc., per prolungare infine la durata di conservazione dei prodotti elettronici e garantirne le prestazioni e l’affidabilità.
Per quanto riguarda i componenti e i dispositivi elettronici, sia nella produzione che nelle applicazioni, il mantenimento di prestazioni stabili e a lungo termine in ambienti ostili è una questione di grande importanza. Pertanto, è fondamentale adottare le necessarie misure protettive per garantire che i prodotti elettronici funzionino normalmente in ambienti ostili.
Per quanto riguarda l’ambiente ostile, il rivestimento conforme dovrebbe essere sottoposto ad alcune ottimizzazioni per adeguarsi meglio agli ambienti estremi. Ottimizzazioni tecniche dovrebbero essere apportate ai seguenti elementi che svolgono una funzione di protezione: schermatura del rivestimento conforme, eliminazione elettrostatica e misurazione dello spessore del film.
• Schermatura con rivestimento conformale
Al giorno d’oggi, alcune parti del PCB che non necessitano di rivestimento conformale devono essere coperte, in modo che il rivestimento conformale non venga spruzzato sulle sezioni non necessarie (ad esempio supporto della scheda a circuito stampato, potenziometro, interruttore, resistore di potenza, connettore), per evitare il verificarsi di anomalie del segnale. Durante il processo di applicazione del rivestimento conformale, il nastro di mascheratura viene solitamente utilizzato per lo schermaggio del rivestimento conformale. Per adattarsi alle diverse forme dei vari componenti da schermare, il nastro di mascheratura viene tagliato in forme e dimensioni differenti. Questo metodo tende a sollevare problemi di qualità a causa dei suoi svantaggi, tra cui bassa efficienza, generazione di elettricità statica e un eccesso di residui di gel difficili da eliminare.
Misure di ottimizzazione
Il nastro adesivo convenzionale per mascheratura dovrebbe essere sostituito con il nastro schermante 3M. Il metodo di taglio dovrebbe essere modificato dal taglio con coltello all’uso di uno strumento di taglio specializzato, poiché quest’ultimo è in grado di identificare e ritagliare forme diverse in base alla forma, al volume e alle dimensioni delle coperture schermanti. Finché le parti non necessarie sulla scheda sono coperte dalle coperture schermanti, il rivestimento conforme non verrà spruzzato su di esse.
• Misurazione dello spessore del film di rivestimento conforme
Il rivestimento conformale viene applicato sulla superficie del PCB ed è una pellicola sottile, leggera e morbida, spessa solo pochi micrometri. Questo strato di pellicola può separare efficacemente la superficie della scheda dal suo ambiente, impedendo che i circuiti vengano corrosi da sostanze chimiche, umidità e altri agenti inquinanti. Di conseguenza, l’affidabilità della scheda elettronica sarà notevolmente migliorata, con fattori di sicurezza rafforzati e una durata di conservazione garantita nel lungo termine. Tuttavia, le funzioni protettive del rivestimento conformale esitano a essere pienamente realizzate a causa di un’applicazione non uniforme del rivestimento. Di conseguenza, sia il PCB sia il prodotto finale possono risultare difettosi, il che è particolarmente grave in ambienti difficili.
Misure di ottimizzazione
La scheda per la misurazione dello spessore deve essere realizzata con materiali metallici e deve essere utilizzato uno strumento specializzato. Inoltre, prima della spruzzatura formale del rivestimento conformale, è necessario effettuare una spruzzatura di prova e misurare quindi lo spessore. Una volta determinati tutti i parametri, si può procedere al rivestimento conformale in produzione di volume, in modo che lo spessore possa raggiungere lo standard.
Prospettiva n. 2: Pulizia della tavola
La pulizia dei PCB mira a rimuovere gli inquinanti dalla superficie della scheda, inclusi residui di gel, polvere, olio, particelle microscopiche e sudore, al fine di impedirne l’azione corrosiva o la formazione di altri difetti sui componenti, sui conduttori stampati e sui punti di saldatura. Lo scopo finale è migliorare le prestazioni e l’affidabilità dei dispositivi elettronici. Inoltre, l’eliminazione degli inquinanti può anche contribuire a migliorare l’adesione tra il rivestimento conformale e la superficie della scheda e a proteggere i prodotti dai danni causati da ambienti ostili durante il funzionamento e il periodo di stoccaggio. Le ottimizzazioni del processo di pulizia dovrebbero essere implementate sulla base dell’analisi della pulizia post-saldatura, dei residui ionici superficiali e dei residui di flussante.
Nelprocesso di produzione PCBAsono presenti tutti i tipi di inquinanti in termini di fisica, chimica e meccanica, che causano ossidazione ed erosione della scheda, influenzando così l’affidabilità, le specifiche elettriche e la durata di conservazione del prodotto finale. Le principali fonti di inquinamento comprendono gli inquinanti sui terminali dei componenti, gli inquinanti generati nel processo di assemblaggio in produzione, gli inquinanti del flussante e quelli dovuti a condizioni di lavoro gravose.
Al giorno d’oggi, il principale inquinante che danneggia i circuiti stampati risiede negli inquinanti del flussante. Il flussante è un agente attivo composto da acido organico e dai suoi sali di acido organico contenenti alogeni, e cloruri o idrossidi possono tutti diventare inquinanti corrosivi. Naturalmente,come pulire i PCB dopo la saldatura a montaggio superficialenon è oggetto di questo articolo, poiché conta il modo in cui ottimizzare le procedure di pulizia delle schede.
Misure di ottimizzazione
In primo luogo, occorre analizzare i danni gravi, inclusi la rottura dei terminali dei componenti, la rottura dei conduttori stampati, i difetti dei fori metallizzati, la ridotta saldabilità e l’oscuramento dei punti di saldatura causati da contaminanti chimici, fisici e meccanici. Successivamente, è necessario analizzare anche le cause specifiche della trasmissione anomala del segnale, del riscaldamento locale e dell’ossidazione o persino dei cortocircuiti, in modo che gli standard possano essere completati in termini di flussante, pasta saldante e agente di pulizia, che rappresenta l’ultimo passaggio.
Ebbene, la distanza più grande al mondo non è quella tra il progettista PCB e il produttore PCB, ma quando il progettista PCB ha un’idea straordinaria che però non può essere compresa correttamente dal produttore PCB. Tuttavia, se i progettisti PCB preparano i loro file di progetto in modo dettagliato e li presentano in una forma pienamente comprensibile per il produttore PCB, e il produttore PCB si impegna a soddisfare esclusivamente il loro progetto, la distanza non sarà grande.
Risorse utili:
•Progettazione di PCB ad alta potenza in ambiente ad alta temperatura
•Come selezionare il rivestimento PCB per le prestazioni ottimali dei PCB
•Non fidarti troppo del “no clean” - L’importanza della pulizia del flussante “no clean”
