Защитные покрытия для печатных плат и субблоков
Надежное защитное покрытие для печатных плат и блоков должно владеть хорошим сопротивлением к истиранию и влажности, и хорошими диэлектрическими особенностями. Для выбора покрытия нужно изучить свойства разных материалов в зависимости от климатических и рабочих условий, в которых будут использоваться схемы.
В большинстве случаев, употребляются покрытия следующих типов:
— покрытие платы лишь со стороны проводников; наряду с этим защищают проводящие дорожки, соединения и обрезанные края платы;
— двустороннее покрытие, либо герметизация блока всецело, включая компоненты;
— заливка блока в целом.
Первые два способа предпочтительны, в случае если плата должна быть ремонтоспособна; в этом случае целесообразно применять прозрачное покрытие. Третий способ в большинстве случаев используют для неремонтоспособных плат, не смотря на то, что имеются прозрачные заливочные смолы, каковые разрешают проводить нужный ремонт. На данный момент число материалов, пригодных для покрытия печатного монтажа со стороны проводников, весьма громадно.
Многие из них прекрасно совместимы с пайкой, т. е. их не нужно удалять перед тем, как применять паяльник для присоединения либо отпайки компонентов. В большинстве случаев, для покрытия употребляются пленки толщиной 0,6… 0,76 мм. Их наносят распылением при маскировании контактов.
Лаки
Чаще всего применяют лаки на базе алкид-ных стиреновых смол либо скоро сохнущие модифицированные фенольные смолы. Эти лаки высыхают на воздухе, они достаточно прекрасно совместимы с канифольными флюсами. Время подсыхания фенольных лаков на базе тунгового масла изменяется от 1 до 16 ч; в большинстве случаев такие лаки расплавляются под паяльником в течение 5… 20 с. Одним из недочётов этих лаков есть то, что при обычной температуре они выделяют органические пары, исходя из этого они смогут привести к коррозии электрооеажденного цинка и кадмия.
Кремнийорганические лаки владеют хорошими особенностями и нужны в тех случаях, где требуется большая тепловая долговечность. Но они довольно непрочны механически и не хорошо выносят в большинстве случаев применяемые растворители и жидкости.
Винильные лаки образуют плотные пленки с чертями, удовлетворяющими климатическим и электрическим требованиям.
Весьма популярны лаки на базе эпоксидной смолы: они долговечны, владеют хорошей адгезией к соответствующим образом подготовленным поверхностям и высококлассными электрическими особенностями. Но они не разрешают создать ремонтоепособные покрытия, потому, что их тяжело удалять, и адгезия между слоями возможно плохой.
Из современных органических материалов для покрытий громаднейшее применение взяли акрилы, полиуретаны («изоцианаты») и изомеризованная резина. Акриловые лаки по неспециализированным чертям подобны виниловым. Они влагоустойчивы и имеют хорошие электрические особенности, но их стойкость по отношению к некоторым растворителям не хватает громадна.
Такие лаки не мешают пайке.
Полиуретаны, в случае если их разглядывать как класс, весьма разнородны. По большому счету говоря, нельзя использовать однокомпонентные материалы для того чтобы типа: при высокой влажности их свойства хуже, чем у материалов, взятых на базе двухкомпонентной совокупности. Последние создают на базе полиэфирной смолы, смешанной с реактивными изоцианатными компаундами.
Их смешивают перед применением, они владеют красивым сопротивлением к растворителям, удовлетворяют твёрдым требованиям, каковые предъявляются окружающими условиями, и имеют хорошие электрические особенности.
Материалы базы смогут быть модифицированы, дабы обеспечить разные виды покрытий (от упругих резиноподобных пленок до весьма твёрдых, владеющих высоким сопротивлением к истиранию; свойство к пайке этих пленок соответственно изменяется от довольно хорошей до весьма плохой) .
Опробования на силу сцепления и долговечность при хранении оказывают помощь значительно уменьшить круг веществ, каковые целесообразно разглядеть при выборе покрытия для данного применения.
Две группы материалов, каковые направляться разглядывать— это эпокоиды и полиуретаны. При трансформации состава обе эти группы материалов прекрасно противостоят негативным климатическим условиям и снабжают нужные электрические особенности. Но .из этого класса нельзя выделить наилучший материал, потому, что для каждого применения смогут требоваться разные типы этих материалов.
Для обеспечения эффективности любого покрытия крайне важно, дабы все поверхности были обезжирены. Исходя из этого выбор растворителя так же значителен, как и выбор покрытия. Нужно совершить оценку растворителей, начиная от таких не сильный, как спирт, до сильных растворителей, таких, как ‘соединение хлора (трехлорэтилен либо четыреххлористый углерод). Эти соединения весьма полезны для обезжиривания определенных видов металлов.
Но их применение может привести к искажению маркировок компонен-то’в и других надписей, а остатки, осажденные на плату, способны реагировать с простым покрытием печатных схем.
Герметизация блоков в целом
Все лаки, о которых говорилось выше, молено применять для покрытия законченных печатных плат способами погружения, распыления либо пропитки в вакууме. Созданные пленки имеют в большинстве случаев толщину порядка 0,13 мм; наряду с этим закрываются края соединительных дорожек, разъемы и т. д. Для герметизации возможно кроме этого использовать другие материалы и парафины, к примеру раствор кремнийорганических полимеров в ксилене, что высыхает на воздухе и образует прозрачную воскоподобную эластичную пленку с хорошими гидрофобными и красивыми диэлектрическими особенностями.
Применение эластичных пленок разрешает устранить влияние напряжений на хрупкие компоненты. Эти пленки не владеют сопротивлением к простым органическим жидкостям, их адгезия к материалу и проводникам базы не довольно большая. Влияние пленки на свойство материала к пайке мала, но в весьма мокрых окружающих условиях может наблюдаться коррозия.
Для получения более толстых пленок возможно применять материалы с более высокой вязкостью. В большинстве случаев, это кремнийорганические соединения, эластомеры и полисульфиды на базе уретанов. Для лучшей механической защиты блоков рекомендуется использовать органозоли и пластизоли на базе виниль-ных полимеров.
Адгезия винилов в некоторых кремнийорганических соединениях к блоку низкая и исходя из этого нужно принимать меры безопастности чтобы не было проникновения жидкости между слоистым пластиком и покрытием платы (к примеру, в том месте, где края проводников либо разъемов были закрыты при нанесении пленки). В случае если платы предназначены для размещения в волноводе, а для герметизации используются толстые пленки, нужно при проектировании ввести допуск на их толщину.
Заливка блоков
Для заливки блоков печатных плат смогут использоваться разные материалы: в основном, эпоксидные смолы, полиэфиры, кремнийорганические соединения, полиуретаны и полисульфиды. Полиэфиры имеют хорошие электрические характеристики, но при затвердевании владеют высокой усадкой, что повышает сжатия и риск растрескивания хрупких компонентов. Эпоксидные смолы превосходят полиэфиры и полисульфиды по своим электрическим особенностям и имеют более низкую усадку, которую уменьшают выбором соответствующих наполнителей либо пластификаторов.
Заливочные компаунды с высокой либо средней степенью твердости возможно взять посредством полиэфиров либо эпоксидных смол. Такие покрытия противостоят практически всем атмосферных условий. Но залитые блоки весьма тяжело ремонтировать.
полисульфиды и Кремнийорганические соединения дают более эластичные и ремонтоспособные заливочные компаунды. Кремнийорганики возможно взять в прозрачном виде, а полисульфиды — в полупрозрачном виде (они чернее, чем смолы другого типа). По большому счету говоря, полисульфиды владеют лучшей адгезией, чем кремнийорганические соединения, но использование их может привести к коррозии медных сплавов и серебра.
Нужно отметить кроме этого, что при долгой эксплуатации оборудования при повышенной влажности и повышенной температуре может наблюдаться коррозия блоков, залитых кремнийорганическими соединениями.
Полиуретаны разрешают создать широкий диапазон модификаций: мягких либо твёрдых, эластичных либо хрупких. Равно как и в кремнийорганических соединениях, возможно взять полиуретаны, снабжающие высокую степень защиты от вибрации либо механической ударной нагрузки. Электрические, механические и климатические характеристики полиуретанов смогут быть весьма хорошими, но кое-какие их сорта владеют малой устойчивостью к высокой влажности и высокой температуре.
Для заливки блоков литьем под давлением применяют термопласты. Данный процесс применим лишь к блокам, каковые способны выдержать условия литья, т. е. давление и высокие температуры. Во многих случаях возможно применять такие материалы, как полистирены, поликарбонаты и кое-какие полиолефины.
Заливка блоков ведет к уменьшению теплоот-вода от компонентов. Для устранения этого недочёта созданы компаунды, в которых употребляется наполнитель из окиси бериллия. Данный наполнитель, будучи хорошим электрическим изолятором, владеет высокой теплопроводностью.
При применении таких компаундов нужно не забывать, что окись бериллия—один из самые токсичных материалов, в особенности в форме порошка. Исходя из этого нужен строгий контроль всех операций, где используется данный материал, и консультация с медицинским специалистом.
Выбор окончательной защиты
При выборе методов и материалов конечной защиты платы разбирают все параметры, воздействующие на конструкцию, использование и производство блока. В этом случае тяжело сформулировать какие-то неспециализированные советы. Исходя из этого ниже приведены два обычных .примера, демонстрирующие процесс выбора покрытия.
1. Разглядим блоки, каковые трудятся в герметичном отсеке, но их обслуживание будет проводиться в воздухе с высокой влажностью. Компоненты должны быть смонтированы так, дабы возможность вибрации, воздействующей на выводы, и т. д., была минимальной. Значительно, дабы компоненты, каковые должны быть припаяны к проводникам, могли быть отсоединены и заменены в минимально маленький срок. Компоненты при работе не должны через чур нагреваться.
Требования производства заставляют выбрать для защитного покрытия материал с стремительным отверждением либо маленьким временем сушки. Фенольные и масляные лаки в этом случае неприменимы, поскольку оборудование герметизируется.
Из перечисленных требований ясно, что существует возможность повторной герметизации блоков в условиях высокой влажности. Исходя из этого для покрытия нужно применять плесневоустойчивый лак -с хорошей устойчивостью к действию влажности. Данный лак обязан владеть хорошей свойством к пайке и иметь малое время подсыхания.
В случае если же такое покрытие не хватает термостойко для данного применения, возможно применять кремнийорганические парафины при условии, что в блоке отсутствуют дугообразующие либо искрящие контакты. В последнем случае возможно применить эпоксидные смолы либо уре-таны. Разумеется направляться предпочесть уретаны, поскольку они имеют лучшую свойство к пайке.
2. Довольно малый блок обязан употребляться в промышленном оборудовании, где громадна возможность сильных вибраций, механических ударов, а воздух загрязнена эфиром. Входящие в состав блока компоненты не выделяют большое количество теплоты, но чувствительны к сжатию в следствии заливки. Ремонтоспособность блока не планируется.
В этом случае для защиты возможно нанести узкое покрытие из кремнийорганичеокой резины (методом погружения при пониженном давлении), а по окончании его отверждения залить блок эпоксидной смолой, применяв в качестве наполнителя молотую смолу. Покрытие резиной по существу ликвидирует разности коэффициентов и влияние усадки расширения компонентов. Эти эффекты еще более уменьшаются при применении эпоксидной смолы с наполнителем.
Но наполнитель нужно выбрать так, дабы он снабжал одновременно хорошие повышенное сопротивление и электрические свойства к механической ударной нагрузке.
