Hogyan védjük meg a PCB-t? A nyomtatott áramköri lapok védelmének teljes körű útmutatója
A nyomtatott áramköri lapok, azaz PCB-k (Printed Circuit Board), gyakorlatilag minden modern elektronikus eszköz alapját képezik. Megtalálhatók számítógépekben, automatizálási rendszerekben, autóelektronikában, ipari berendezésekben vagy IoT eszközökben. Minden egyes PCB felel az összes elektronikai alkatrész összekapcsolásáért, és biztosítja a teljes áramkör megfelelő működését.
Ugyanakkor a PCB-k rendkívül érzékenyek a környezeti hatásokra. A nedvesség, a por, a hőmérséklet vagy a vegyi anyagok korróziót okozhatnak a nyomtatott áramköri lapokon, ronthatják a forraszthatóságot, valamint meghibásodásokat idézhetnek elő az eszközökben.
Ezért a PCB védelem az elektronikai gyártás és felhasználás egyik rendkívül fontos szakasza. A megfelelően kiválasztott PCB védőbevonat, valamint az elektronika szakszerű védelme jelentősen növeli az eszközök élettartamát.
PCB védelem – miért olyan fontos az elektronikában?
A gyakorlatban az elektronikai meghibásodások jelentős része környezeti hatásokra vezethető vissza. A PCB-k nedvesedése, a szennyeződések vagy a magas hőmérséklet a vezetősávok és a forrasztott elemek degradációjához vezethet.
Ezért a PCB védelem számos ágazatban szabványnak számít, többek között az alábbi területeken:
ipar,
energetika,
automatizálás,
autóipar.
A megfelelően kiválasztott PCB védőbevonat megvédi a nyomtatott áramköri lapokat a nedvességtől, a hőmérséklettől, valamint a vegyi anyagoktól.
Hatékony paneltisztítás és nyomtatott áramköri lapok tisztítása
Mielőtt a PCB védelemre sor kerülne, elengedhetetlen a nyomtatott áramköri lapok alapos tisztítása.
Az elektronikai szerelés során a PCB felületén az alábbiak maradnak vissza:
folyasztószer-maradványok,
kolofónium,
gyártási szennyeződések,
technológiai zsírok.
Ezért a hatékony paneltisztítás az elektronikai védelem folyamatának első lépése.
Ha többet szeretne megtudni erről a folyamatról, korábbi cikkünkben részletesen ismertettük:\
A NYÁK tisztítása szükséges? – TermoPasty
A nyomtatott áramköri lapok alapos tisztítása növeli a védőbevonatok hatékonyságát, és javítja a PCB védelem szintjét.
PCB védelem maratás után – LT4 folyasztólakk
Kezdjük az alapoknál – mi a PCB maratás?
A PCB maratás egy kémiai folyamat, amelyet a nyomtatott áramköri lapok gyártása során alkalmaznak, és amely a laminátum felületéről a felesleges réz eltávolításán alapul. Ennek eredményeként jönnek létre a vezetősávok, amelyek a tervnek megfelelően összekapcsolják az egyes elektronikai alkatrészeket.
Az egyik első olyan pont, ahol érdemes az elektronika védelmére gondolni, a közvetlenül a maratás utáni szakasz. A frissen feltárt réz nagyon gyorsan reagál a levegővel, ami rövid időn belül oxidációhoz vezet.
Ennek megelőzése érdekében LT4 folyasztólakkot alkalmaznak, amely hatékonyan védi a nyomtatott áramköri lapokat a tárolás során, emellett javítja a forrasztási folyamatot. Ez a készítmény:
védelmet nyújt a réz oxidációja ellen,
növeli a forraszanyag nedvesítő képességét,
lehetővé teszi az oxidált felületek forrasztását is.
Ez a megoldás különösen gyakran alkalmazott a prototípus nyomtatott áramköri lapok gyártása során.
PCB védőlakkok és bevonatok – konform bevonat
Az egyik leggyakrabban alkalmazott módszer a PCB lakkozással történő védelme.
A speciális lakkok vékony PCB védőbevonatot képeznek, amely megvédi az elektronikát a nedvességtől, a portól és a vegyi anyagoktól.
Az ilyen konform bevonatok alkalmazkodnak az alkatrészek alakjához, és hatékony védelmet biztosítanak a teljes áramkör számára.
A PVB 16 és PVB 60 lakkok hatékony PCB védőbevonatok?
A polivinil lakkok csoportjába tartozik a PVB 16 és a PVB 60 lakk. Ezek átlátszó védőbevonatot képeznek, amely hatékonyan védi a PCB-ket a nedvességtől és a szennyeződésektől.
A PVB 16 vékony védőréteget képez, amely ideális standard alkalmazásokhoz, míg a PVB 60 vastagabb és tartósabb bevonatot biztosít, fokozott védelmet nyújtva a PCB-k számára nehezebb üzemeltetési körülmények között. Mindkét lakk további előnye, hogy a forrasztás problémamentesen elvégezhető a lakkréteg eltávolítása nélkül, ami jelentősen megkönnyíti a szervizelési és szerelési munkákat.
Hogyan távolítsuk el a védőbevonatokat?
Az elektronika javítása során szükségessé válhat a védőbevonatok eltávolítása.
A PVB lakkok esetében PVB oldószert alkalmaznak, amely lehetővé teszi a bevonatok biztonságos eltávolítását.
Ennek köszönhetően a PCB védelem nem nehezíti meg a későbbi szervizelést.
Szilikonok – a szilikon bevonat tulaj
Az igényesebb alkalmazásokban szilikonokat alkalmaznak.
A szilikon bevonatok biztosítják:
rugalmasság,
nedvességállóság,
ellenállóság változó és magas hőmérsékletekkel szemben.
A szilikon bevonatok legfontosabb tulajdonságai a kiváló elektromos szigetelés, valamint a szélsőséges hőmérsékletekkel és környezeti hatásokkal szembeni magas ellenállás, ami nélkülözhetetlenné teszi őket az elektronikai áramkörök védelmében.
PCB kiöntése – az elektronika hermetizálása
A legmagasabb szintű védelem a PCB kiöntése.
Ebben a folyamatban az elektronika teljes mértékben speciális védőanyaggal kerül bevonásra.
Ez a megoldás biztosítja:
védelem nedvességgel szemben,
rezgésállóság,
magas mechanikai ellenállás.
A hermetizáló kiöntőanyagokat ipari elektronikában, elektrotechnikában, valamint minden olyan területen alkalmazzák, ahol az áramkörök hatékony védelmet igényelnek nedvességgel, porral és a külső környezeti hatásokkal szemben.
Az alkalmazási követelményektől függően különböző típusú kiöntőanyagokat használnak – beleértve a szilikon alapú kiöntőanyagokat is, amelyek kiváló szigetelési tulajdonságokat ötvöznek az időjárási hatásokkal szembeni ellenállással, valamint a széles hőmérséklet-tartományban biztosított tartóssággal.
Silikon kiöntőanyag 011 egy innovatív, kondenzációs rendszerben térhálósodó anyag, amelyet kétrészes rendszerként alkalmaznak. Az átlátszó folyadék a katalizátorral való összekeverés után átlátszó, szilárd gumivá alakul, amely pontosan körülöleli a védendő elemeket. Tulajdonságai közé tartoznak:
magas dielektromos szilárdság,
nagy térfogati ellenállás,
képesség a nagyon finom rések behatolására is,
tartós, stabil és tömör bevonat kialakítása.
Folyékony állapotának köszönhetően a 011 kiöntőanyag a kikeményedés előtt minden résbe eljut, teljes hermetizálást biztosítva. Kikeményedés után hatékonyan védi az elektronikai áramköröket a nedvességtől, a portól és a változó hőmérsékletektől. Különösen alkalmas alkatrészek hermetizálására, valamint teljesítményvezetők védelmére.
A 019 szilikon kiöntőanyag szintén kondenzációs rendszerben térhálósodó, kétrészes anyag, azonban eltérő alkalmazási jellemzőkkel rendelkezik. Kikeményedés előtt magas viszkozitás jellemzi, ami korlátozza a finom nyílásokon való áthatolását, és lehetővé teszi a nagyobb terek hatékony kitöltését. Kikeményedés után a következőket biztosítja:
kemény, tejszerű gumi,
magas mechanikai ellenállás,
nagyon jó dielektromos szilárdság,
hatékony védőgát a nedvességgel és a külső hatásokkal szemben.
Ezen tulajdonságainak köszönhetően a 019 kiöntőanyag ott kerül alkalmazásra, ahol kiemelten fontos a mechanikai stabilitás és az alkatrészek tartós védelme. Kiválóan alkalmas elektronikai és elektrotechnikai rendszerek védelmére, különösen olyan alkalmazásokban, amelyek megkövetelik a nagyfokú környezeti ellenállást.
A megfelelő kiöntőanyag kiválasztása tehát az alkalmazás jellegétől függ – amennyiben pontos behatolásra és teljes hermetizálásra van szükség, a 011 a jobb választás, míg ott, ahol a nagyobb terek kitöltése és a magasabb mechanikai ellenállás a fontos, a 019 bizonyul megfelelőbbnek.
PCB tárolása és raktározása – hogyan kell helyesen végezni?
A PCB-k tárolása szintén kiemelten fontos.
A PCB-k raktározása során ügyelni kell az alábbiakra:
a páratartalom ellenőrzése,
védelem a por ellen,
antisztatikus csomagolás.
A megfelelő PCB raktározás megelőzi a vezetősávok oxidációját, és növeli az elektronika élettartamát.
PCB védelem kiválasztása – hogyan válasszuk ki a megfelelő módszert?
A megfelelő választás több tényezőtől is védi a nyomtatott áramköri lapokat:
a működési környezettől,
a hőmérséklettől,
a nedvességtől,
a szervizelhetőségtől.
A leggyakrabban alkalmazott módszerek a következők:
nyomtatott áramköri lapok tisztítása (alkoholos PCB tisztítószer, vizes PCB tisztítószer, Kontakt PCB Plus, Termosonik PCB),
LT4 folyasztólakk,
PVB 16 és PVB 60 lakkok,
hermetizáló kiöntőanyagok (011 szilikon kiöntőanyag, 019 szilikon kiöntőanyag).
Az így megválasztott PCB védőbevonatok a legtöbb alkalmazásban hatékony PCB védelmet biztosítanak.
Egyéb védőbevonatok:
Parylene – fejlett PCB védőbevonatok
Az elektronika védelmének egyik legfejlettebb technológiája a parilén (egy vékony, színtelen polimer bevonat, amelyet kémiai gőzfázisú leválasztással (CVD) visznek fel).
Ez a bevonat vákuumeljárás során kerül felvitelre, és egy nagyon vékony védőréteget hoz létre, amely magas kémiai ellenállással rendelkezik.
Uretánok – a poliuretán bevonatok alkalmazásai
Az anyagok másik csoportját az uretánok alkotják, vagyis a poliuretán bevonatok – ezek korszerű védőbevonatok, amelyeket poliuretán gyanták alapján állítanak elő, és felületvédelemre alkalmaznak mechanikai, kémiai és időjárási hatásokkal szemben.
Fő előnyük a rendkívül magas kémiai ellenállás.
Ezért a poliuretán bevonatok alkalmazása kiterjed az ipari elektronikára is.
PCB védelem – vizsgálatok és gyakorlati alkalmazások
Az elektronika élettartamával kapcsolatos vizsgálatok azt mutatják, hogy a megfelelő PCB védelem jelentősen növelheti az eszközök megbízhatóságát.
Számos ipari alkalmazásban az elektronika védelme akár többszörösére is meghosszabbíthatja az eszközök élettartamát.
Ezért a megfelelő PCB védőbevonatok alkalmazása ma már szabványnak számít a korszerű elektronikai gyártásban.