แง่มุมทั่วไปที่คุณควรรู้เกี่ยวกับการเคลือบคอนฟอร์มอลบนแผงวงจรพิมพ์ (PCB)

การเคลือบป้องกันแบบคอนฟอร์มอลคืออะไร?

สารเคลือบคอนฟอร์มอลเป็นสารเคลือบชนิดพิเศษที่มีส่วนผสมเฉพาะ ใช้สำหรับปกป้องแผงวงจรและอุปกรณ์ที่เกี่ยวข้องจากการกัดกร่อน เพื่อยืดอายุการใช้งานของผลิตภัณฑ์และรับประกันความปลอดภัยและความน่าเชื่อถือของแผงวงจรพิมพ์ (PCBs) สารเคลือบคอนฟอร์มอลมีคุณสมบัติทนต่ออุณหภูมิสูงและอุณหภูมิต่ำได้ดี เมื่อแข็งตัวแล้วจะกลายเป็นฟิล์มใสป้องกัน โดยมีคุณสมบัติเด่น เช่น เป็นฉนวน กันความชื้น ป้องกันการลุกลามของกระแสไฟ ทนต่อการสั่นสะเทือน กันฝุ่น ทนการกัดกร่อน ทนต่อการเสื่อมสภาพ และทนต่อโคโรนา เป็นต้น

เหตุผลที่มีการใช้สารเคลือบป้องกันบนแผงวงจร (conformal coating) นั้น เนื่องมาจากแผงวงจร PCB อาจประสบปัญหาการกัดกร่อน การอ่อนตัว การเสียรูป หรือการเกิดเชื้อราได้ในสภาพแวดล้อมการใช้งานจริง ซึ่งอาจมีสารเคมี การสั่นสะเทือน ฝุ่นปริมาณมาก หมอกเกลือ ความชื้น และอุณหภูมิที่สูงมาก ปัจจัยเหล่านี้ล้วนอาจทำให้แผงวงจรเกิดข้อบกพร่องหรือขัดข้องได้

ทำไมการเคลือบป้องกัน (Conformal Coating) จึงเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับแผงวงจรพิมพ์ (PCB)?

จากคำจำกัดความและบทนำโดยย่อเกี่ยวกับการเคลือบป้องกันวงจร สามารถสรุปได้อย่างง่ายดายว่าบทบาทสำคัญที่การเคลือบป้องกันวงจรมีในกระบวนการผลิตแผงวงจรพิมพ์ (PCB)อยู่ที่หน้าที่ในการปกป้องของมัน เช่น การทนความชื้น การกันน้ำ การเป็นฉนวนไฟฟ้า เป็นต้น เหตุผลที่การเคลือบป้องกันเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับแผงวงจรพิมพ์ (PCB) นั้นชัดเจนมากแต่ค่อนข้างซับซ้อนเล็กน้อย เนื่องจากเกี่ยวข้องกับปัจจัยมากมาย และในส่วนนี้จะมีการกล่าวถึงรายละเอียดของบางปัจจัยเหล่านั้น

a. ความชื้น

ความชื้นเป็นปัจจัยที่พบได้บ่อยที่สุดและสร้างความเสียหายมากที่สุดต่อแผ่น PCB ความชื้นมากเกินไปจะทำให้ค่าความต้านทานฉนวนและค่า Q ลดลงอย่างมาก เร่งการสลายตัวด้วยความเร็วสูง และทำให้ตัวนำถูกกัดกร่อน เรามักพบเห็นชิ้นส่วนโลหะที่ประกอบอยู่บนแผ่น PCB ถูกปกคลุมด้วยชั้นของทองแดงสีเขียว เนื่องจากเกิดปฏิกิริยาเคมีระหว่างทองแดง ไอน้ำ และออกซิเจน

b. มลพิษ

แทบไม่น่าเชื่อเลยว่ามลพิษหลายร้อยชนิดสามารถพบได้บนพื้นผิวของแผงวงจรพิมพ์เมื่อไม่ได้เคลือบสารเคลือบป้องกัน มลพิษเหล่านั้นเป็นอันตรายต่อความเชื่อถือได้และการทำงานของแผงวงจรพิมพ์ในระดับเท่าเทียมกัน เช่นเดียวกับความชื้นหรือความชื้นสัมพัทธ์สูง มลพิษที่ปนเปื้อนบนแผงวงจรยังสามารถนำไปสู่ผลลัพธ์ที่เลวร้าย เช่น ความล้มเหลวทางอิเล็กทรอนิกส์ การกัดกร่อนของตัวนำไฟฟ้า หรือแม้กระทั่งการลัดวงจรที่ไม่สามารถกู้คืนได้ สารปนเปื้อนส่วนใหญ่ที่หลงเหลืออยู่บนแผงวงจรมาจากคราบตกค้างระหว่างกระบวนการผลิต รวมถึงฟลักซ์ สารแยกชิ้นส่วนตัวทำละลาย เศษลวดที่ตัดทิ้ง และหมึกทำเครื่องหมาย นอกจากนี้ สารปนเปื้อนบางส่วนยังเกิดจากคราบตกค้างจากการสัมผัสด้วยมือเมื่อแผงวงจรถูกจับต้องโดยผู้ปฏิบัติงาน รวมถึงน้ำมันจากร่างกาย รอยลายนิ้วมือ เครื่องสำอาง และคราบอาหาร อีกทั้งยังมีมลพิษจำนวนมากที่มาจากสภาพแวดล้อมการทำงาน เช่น หมอกเกลือ ทรายและดิน เชื้อเพลิง กรด และไอระเหยกัดกร่อนอื่น ๆ รวมถึงเชื้อรา

อย่างไรก็ตาม มลพิษเหล่านั้นสามารถลดลงได้อย่างมากด้วยมาตรการที่มีประสิทธิภาพซึ่งสามารถนำมาใช้ระหว่างกระบวนการผลิตแผงวงจรพิมพ์ (PCB) เทคโนโลยีใหม่สามารถนำมาใช้เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการผลิตเพื่อลดปริมาณสารเคมีตกค้างบนแผงวงจรได้ สามารถกำหนดและปฏิบัติตามหลักการปฏิบัติงานที่เข้มงวด และวิศวกรปฏิบัติการจะได้รับการฝึกอบรมให้สอดคล้องกับข้อกำหนดทั้งหมดของการผลิตเชิงวิทยาศาสตร์ ตัวอย่างเช่น เมื่อกำหนดให้ผู้ปฏิบัติงานสวมถุงมือขณะถือแผงวงจรด้วยมือ ก็จะไม่ทิ้งรอยลายนิ้วมือไว้บนแผงวงจร

เมื่อมีการใช้สารเคลือบป้องกันบนพื้นผิวของแผงวงจรหรือชิ้นส่วนต่าง ๆ หากปัจจัยด้านลบในสภาพแวดล้อมการทำงานมีบทบาทนำ สารเคลือบป้องกันจะสามารถลดหรือขจัดการเสื่อมสภาพของการทำงานทางอิเล็กทรอนิกส์ได้ ตราบใดที่สารเคลือบป้องกันสามารถยึดเกาะได้ในระยะเวลาที่น่าพอใจ เช่น นานกว่าช่วงอายุการใช้งานของผลิตภัณฑ์สุดท้าย ก็ถือได้ว่าสารเคลือบป้องกันได้ปฏิบัติหน้าที่ของตนอย่างเต็มที่ แม้ว่าสารเคลือบป้องกันจะเป็นเพียงชั้นบาง ๆ แต่ก็สามารถทนต่อการสั่นสะเทือนทางกล การกระแทกทางความร้อน และการทำงานที่อุณหภูมิสูงได้อย่างยอดเยี่ยม

ควรสังเกตประเด็นหนึ่งว่า เป็นความเข้าใจผิดที่คิดว่าการเคลือบแบบคอนฟอร์มอลสามารถทำให้ชิ้นส่วนมีความแข็งแรงทางกลมากขึ้นหรือมีสภาพการนำไฟฟ้าที่เพียงพอ การยึดตรึงชิ้นส่วนขึ้นอยู่กับวิธีการทางกลร่วมกับส่วนผสมของจุดเชื่อมต่อ ในขณะที่การเคลือบแบบคอนฟอร์มอลไม่สามารถช่วยในส่วนนี้ได้

การเคลือบป้องกันบนแผงวงจรพิมพ์ (Conformal Coating) ใช้ในที่ใดบ้าง?

ในระยะแรกสุด การเคลือบผิวป้องกัน (conformal coating) ถูกใช้เฉพาะกับแผงวงจรพิมพ์ (PCB) ที่อยู่ในสาขาเทคโนโลยีชั้นสูงเท่านั้น เนื่องจากผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์ถูกนำมาใช้ในชีวิตประจำวันของผู้คนมากขึ้นเรื่อย ๆ ผู้บริโภคจึงเริ่มให้ความสำคัญกับคุณภาพและความน่าเชื่อถือของผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์มากขึ้น ส่งผลให้การประยุกต์ใช้การเคลือบผิวป้องกันมีบทบาทสำคัญในการช่วยปรับปรุงคุณภาพของผลิตภัณฑ์อย่างมีประสิทธิภาพ และลดค่าใช้จ่ายในการจัดการกับปัญหาความขัดข้องลง

สาขาการประยุกต์ใช้งานทั่วไปของการเคลือบป้องกันวงจรหรือแผงวงจรพิมพ์ที่ผ่านการเคลือบป้องกัน ได้แก่:

a. เครื่องใช้ไฟฟ้าอิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภคการเคลือบผิวแบบคอนฟอร์มอลช่วยปกป้องวงจรที่ใช้กับเครื่องใช้ภายในบ้าน เพื่อให้สามารถป้องกันปัญหาต่อไปนี้ได้:
• น้ำและผงซักฟอก (เครื่องซักผ้า เครื่องล้างจาน ผลิตภัณฑ์สุขภัณฑ์ ไฟ LED กลางแจ้ง)
• สภาพแวดล้อมภายนอกที่ไม่ดี (จอมอนิเตอร์ ระบบรักษาความปลอดภัย และระบบสัญญาณเตือนอัคคีภัย)
• สารเคมี (เครื่องปรับอากาศ, เครื่องอบผ้า)
• สารปนเปื้อนในสำนักงานและที่บ้าน (คอมพิวเตอร์ เตาไมโครเวฟ) • อื่น ๆ

b. อุตสาหกรรมยานยนต์ระบบอิเล็กทรอนิกส์ถูกเรียกร้องใช้งานอย่างต่อเนื่องเพื่อให้การใช้สารเคลือบคอนฟอร์มอลสามารถตอบสนองความต้องการพื้นฐานในด้านความน่าเชื่อถือระยะยาวของยานยนต์ อุตสาหกรรมยานยนต์ต้องการใช้สารเคลือบคอนฟอร์มอลเพื่อป้องกันอันตรายต่อไปนี้: การระเหยของน้ำมันเบนซิน หมอกเกลือ หรือของเหลวเบรก

c. อากาศยานเนื่องจากความเฉพาะเจาะจงของสภาพแวดล้อมการใช้งาน สภาพแวดล้อมด้านการบินและอวกาศจึงกำหนดข้อกำหนดที่เข้มงวดอย่างยิ่งต่ออุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อเกี่ยวข้องกับการอัดและการคลายความดันอย่างรวดเร็ว ดังนั้น ความเสถียรของความดันของสารเคลือบผิวแบบคอนฟอร์มอลจึงได้รับการประยุกต์ใช้อย่างแพร่หลาย

d. การนำทางทั้งน้ำจืดและน้ำทะเลเค็มล้วนมีแนวโน้มที่จะทำให้วงจรในอุปกรณ์เดินเรือเสียหาย การใช้สารเคลือบป้องกันวงจร (conformal coating) สามารถปกป้องอุปกรณ์ทั้งบนผิวน้ำและใต้น้ำทะเลได้อย่างสูงสุด

e. การรักษาพยาบาลการเคลือบแบบคอนฟอร์มอลสามารถปกป้องอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์จากการกัดกร่อนที่อาจเกิดจากสารเคมีภายนอกหรือสภาพแวดล้อมการใช้งานเฉพาะ ทำให้อุปกรณ์สามารถทำงานได้อย่างต่อเนื่องและราบรื่น

จะเตรียมความพร้อมสำหรับการเคลือบคอนฟอร์มอลให้มีประสิทธิภาพสูงตั้งแต่ขั้นตอนการออกแบบ PCB ได้อย่างไร?

เพื่อให้ได้การเคลือบคอนฟอร์มอลที่เหมาะสมที่สุดบนแผงวงจรพิมพ์ (PCB) หรือแผงวงจรพิมพ์ประกอบ (PCBA) ของคุณ คุณสามารถเตรียมการบางอย่างได้ตั้งแต่ขั้นตอนการออกแบบ PCB

• แผงวงจรพิมพ์เคลือบสารป้องกัน (Conformal Coating PCB) ที่จะผ่านกระบวนการประกอบต้องมีรางเทคนิคควรมีอย่างน้อย 5 มม.
• ขนาดสูงสุดของแผงวงจรพิมพ์เคลือบสารป้องกัน (Conformal Coating PCB) ที่สามารถผ่านกระบวนการประกอบได้คือ 410 มม. * 410 มม. ในขณะที่ขนาดต่ำสุดคือ 10 มม. * 10 มม.
• ความสูงสูงสุดของชิ้นส่วนที่ประกอบบนแผ่นวงจรพิมพ์เคลือบสารป้องกัน (Conformal Coating PCB) คือ 80 มม.
• ระยะทางที่สั้นที่สุดระหว่างบริเวณที่มีการเคลือบคอนฟอร์มอลและบริเวณที่ไม่มีการเคลือบคอนฟอร์มอลคือ 3 มม.
• การทำความสะอาดอย่างสมบูรณ์ช่วยให้สามารถกำจัดสารปนเปื้อนที่สึกกร่อนได้อย่างหมดจด และทำให้สารเคลือบป้องกันยึดเกาะกับพื้นผิวของแผงวงจรได้อย่างแน่นหนา ความหนาของสารเคลือบป้องกันที่เหมาะสมควรอยู่ในช่วง 0.1 มม. ถึง 0.3 มม. และอบแผงวงจรเป็นเวลา 10 ถึง 20 นาที ที่อุณหภูมิ 60°C

ระหว่างการเคลือบสารคอนฟอร์มอล มีชิ้นส่วนบางประเภทที่ไม่สามารถเคลือบสารคอนฟอร์มอลได้เลย รวมถึงชิ้นส่วนกำลังสูงที่มีพื้นผิวระบายความร้อนหรือฮีตซิงก์ ตัวต้านทานกำลัง ไดโอดกำลัง ตัวต้านทานซีเมนต์ สวิตช์ DIP ตัวต้านทานปรับค่าได้ บัซเซอร์ ฐานใส่แบตเตอรี่ ฐานใส่ฟิวส์ ฐานใส่ IC สวิตช์แบบกด (tact switch) เป็นต้น

ขอใบเสนอราคาทันทีสำหรับแผ่นวงจรพิมพ์และแผ่นวงจรพิมพ์ประกอบแบบเคลือบฟิล์มบางจาก PCBCart

PCBCart มอบคุณภาพที่ยอดเยี่ยมเทียบเท่ากันทั้งสำหรับแผ่นวงจรต้นแบบและแผ่นวงจรมาตรฐานหรือ PCBA ทันทีที่มีความต้องการเคลือบสารป้องกัน ไม่ว่าจะเป็นงานต้นแบบหรืองานผลิตจำนวนมาก คุณก็จะได้รับผลงานตามที่คุณคาดหวังติดต่อเราทันทีและบอกเราว่าคุณต้องการอะไร

แหล่งข้อมูลที่เป็นประโยชน์
•กระบวนการผลิตแผงวงจรพิมพ์ (PCB) — คู่มือทีละขั้นตอน
•การใช้ประโยชน์สูงสุดจากทรัพยากรการผลิตอิเล็กทรอนิกส์ของจีนเพื่อให้ได้สมดุลที่เหมาะสมที่สุดระหว่างต้นทุนและประสิทธิภาพ
•การผลิตแผงวงจรพิมพ์ (PCB) แบบกำหนดเองครบทุกฟังก์ชันจากประเทศจีน – ไม่กำหนดปริมาณสั่งซื้อขั้นต่ำ (NO MOQ)
•ข้อกำหนดของไฟล์สำหรับการผลิตแผงวงจรพิมพ์ (PCB) อย่างมีประสิทธิภาพ