Магистр Георгий

Главный инженер компании ProSMD

Сложная электроника становится все более распространенной, проникая даже в те области, где раньше господствовала грубая механика, что предъявляет повышенные требования к ее надежности и устойчивости к внешним воздействиям. Одним из эффективных способов защиты самого главного — печатных плат, от негативных факторов окружающей среды является использование конформных покрытий.

Итак, конформное покрытие — это тонкое покрытие, наносимое на печатную плату для защиты ее компонентов от влаги, пыли, агрессивных сред, вибрации и прочих враждебных факторов. Основным его, титульным свойством, является равномерная адгезия ко всем узлам платы, позволяющая обволакивать их независимо от высоты, не уподобляясь традиционной, скрепной ЗАЛИВКЕ КОМПАУНДОМ.

Заливка компаундом технология, безусловно, мощная в плане защиты платы, но еще более впечатляющая в плане массы — советские влагозащищенные приборы благодаря весу и прочности были самым настоящим неконвенциональным оружием, особенно падая с высоты — так и рождались слухи и сверхкомпактных атомных снарядах. Не менее существенным является вопрос ремонтопригодности: радиолюбители старой школы нередко обжигались на этом. Буквально — при попытке размягчить компаунд нагревом, что нередко в качестве бонуса добавляло взрыв конденсатора. И это еще в славную эпоху ДО эпоксидных компаундов, которые к нагреву были равнодушны. Все это смешно только когда ремонтировать корыто с эпоксидкой приходится кому‑то другом, ибо удаление компаунда — трудоемкий и рискованный процесс, который может повредить компоненты.

Конформные же покрытия, в зависимости от типа, могут быть удалены локально для проведения ремонтных работ. А еще они обеспечивают прекрасный теплоотвод. Про компаунд даже говорить не буду, суровая редактура в нашей организации не пропустит такие шутки. А вот современные покрытия сводят любое ухудшение теплоотдачи к минимуму, не только сохраняя эталонный тепловой градиент, но и способствую конвекции и эмиссионному охлаждению. И конечно, нанося покрытие не нужно беспокоиться об усадке — тонкий слой не создаст того механического напряжения, которое прежде гнуло компоненты.

Типы конформных покрытий

Идея тонкослойного защитного покрытия печатных плат не нова, и естественно, по мере развития химической отрасли, эволюционировали и защитные составы. Существует несколько основных типов конформных покрытий, каждый из которых обладает своими уникальными свойствами и предназначен для определенных применений. Рассмотрим их подробнее.

Акриловые конформные покрытия

• Основные свойства: Акриловые покрытия отличаются простотой нанесения и удаления, что делает их удобными для ремонтных работ. Они обладают хорошей влагостойкостью и устойчивы к плесени, что делает их подходящими для применений в условиях повышенной влажности. Еще одним преимуществом является их относительно низкая стоимость.

• Степень защиты: Влажность, пыль.

• Долговечность: В рамках расчетного цикла эксплуатации изделия.

• Применение: Акриловые покрытия часто используются в бытовой электронике и системах управления, где важна ремонтопригодность.

• Стоимость внедрения и работы: Низкая. Акриловые покрытия обладают самой низкой стоимостью внедрения, поскольку их нанесение не требует сложного и дорогостоящего оборудования.

Париленовые конформные покрытия

• Основные свойства: Париленовые покрытия характеризуются высокой диэлектрической прочностью и превосходной химической стойкостью. Они обеспечивают равномерное покрытие даже сложных форм благодаря методу вакуумного осаждения из паровой фазы (CVD).

• Степень защиты: Агрессивные среды, влага.

• Долговечность: Высокая.

• Применение: Париленовые покрытия применяются в медицинской электронике, аэрокосмической промышленности и военной технике.

• Стоимость внедрения и работы: Высокая. Париленовые покрытия требуют вакуумного оборудования для CVD.

Силиконовые конформные покрытия

• Основные свойства: Силиконовые покрытия эластичны, что позволяет им выдерживать циклические температурные колебания. Они также устойчивы к высоким температурам и обладают хорошей влагостойкостью и диэлектрическими свойствами.

• Степень защиты: Температура, влага.

• Долговечность: Высокая.

• Применение: Силиконовые покрытия широко используются в автомобильной электронике, светодиодном освещении и других приложениях.

• Стоимость внедрения и работы: Средняя.

Уретановые конформные покрытия

• Основные свойства: Уретановые покрытия отличаются высокой механической прочностью и устойчивостью к абразивному износу и химическим веществам.

• Степень защиты: Механические воздействия, агрессивные среды.

• Долговечность: Высокая.

• Применение: Промышленная электроника, морская техника.

• Стоимость внедрения и работы: Средняя.

Фторполимерные конформные покрытия

• Основные свойства: Фторполимерные покрытия обладают превосходной химической стойкостью, устойчивостью к высоким температурам и низким поверхностным натяжением.

• Степень защиты: Агрессивные среды, высокие температуры.

• Долговечность: Высокая.

• Применение: Химическая промышленность, нефтегазовая отрасль, аэрокосмическая сфера.

• Стоимость внедрения и работы: Высокая.

Подведем итог

Стоимость оборудования вторична относительно требований к готовому изделию, более того, наличие такого оборудования экономически целесообразно в ряде случаев:

• Автомобильная электроника.

• Аэрокосмическая промышленность.

• Медицинская электроника.

• Промышленная электроника.

• Военная техника.

• Морская техника.

• Бытовая электроника.

С вами был Магистр Георгий. Спасибо, что дочитали до этого места.

Источники

1. ГОСТ Р МЭК 61 086–1–2016. Покрытия конформные. Часть 1. Классификация, требования и условия применения.

2. Конформные покрытия для защиты печатных плат: обзор рынка и технологий. //Электронные компоненты. — 2021. — №. 1. — С. 74–81.

3. Защита электронных компонентов от воздействия окружающей среды. //Производство электроники. — 2018. — №. 6. — С. 42–45.

4. Конформные покрытия печатных плат: выбор материала и технологии нанесения. //Технологии в электронной промышленности. — 2017. — №. 5. — С. 36–41.

5. Конформные покрытия: защита и надежность электронных устройств. //Электротехника. — 2019. — №. 12. — С. 58–63.

6. Технологии защиты электронных компонентов и печатных плат. — М.: ДМК Пресс, 2016.

7. Conformal Coating: Materials, Application Methods, and Selection Criteria

8. Conformal Coatings for Electronics: Types, Properties, and Applications

9. Conformal Coating — Wikipedia