Как защитить PCB? Полное руководство по защите печатных плат
Печатные платы, то есть PCB (Printed Circuit Board), являются основой практически любого современного электронного устройства. Они используются в компьютерах, системах автоматизации, автомобильной электронике, промышленном оборудовании и устройствах IoT. Каждая печатная плата отвечает за соединение всех электронных компонентов и обеспечивает корректную работу всей системы.
В то же время печатная плата очень чувствительна к условиям окружающей среды. Влага, пыль, температура и химические вещества могут вызывать коррозию печатных плат, снижение паяемости, а также отказ оборудования.
Поэтому защита PCB является крайне важным этапом в производстве и эксплуатации электроники. Правильно подобранное защитное покрытие PCB и корректная защита электроники позволяют существенно увеличить срок службы устройств.
Защита PCB – почему она так важна в электронике?
В практике многие отказы электроники обусловлены воздействием окружающей среды. Увлажнение печатных плат PCB, загрязнения или высокая температура могут приводить к деградации проводников и паяных элементов.
Поэтому защита PCB является стандартом во многих отраслях, таких как:
промышленность,
энергетика,
автоматика,
автомобилестроение.
Правильно подобранное защитное покрытие PCB защищает печатные платы от влаги, температуры и химических веществ.
Эффективная очистка плат и очистка печатных плат
Прежде чем будет выполнена защита PCB, необходимо тщательное очищение печатных плат.
Во время монтажа электроники на поверхности PCB остаются:
остатки флюсов,
канифоль,
производственные загрязнения,
технологические жиры.
Поэтому эффективная очистка плат является первым этапом в процессе защиты электроники.
Если вы хотите узнать больше об этом процессе, мы подробно описали его в предыдущей статье:
Является ли очистка печатной платы (PCB) необходимой? — TermoPasty
Тщательная очистка печатных плат повышает эффективность защитных покрытий и улучшает защиту PCB.
Защита PCB после травления – флюсовый лак LT4
Начнём с основ – что такое травление PCB?
Травление PCB — это химический процесс, применяемый при производстве печатных плат, заключающийся в удалении избыточной меди с поверхности ламинированного материала. В его результате формируются токопроводящие дорожки, которые в соответствии с проектом соединяют отдельные электронные компоненты.
Одним из первых этапов, на котором стоит задуматься о защите электроники, является стадия непосредственно после травления. Свежевскрытая медь очень быстро реагирует с воздухом, что приводит к её окислению даже за короткое время.
Чтобы предотвратить это, используется флюсовый лак LT4, который эффективно защищает печатные платы во время хранения, а также дополнительно улучшает процесс пайки. Данный препарат:
защищает медь от окисления,
повышает смачиваемость припоя,
обеспечивает возможность пайки даже окисленных поверхностей.
Это решение особенно часто применяется при производстве прототипных печатных плат.
Лаки и защитные покрытия PCB – конформное покрытие
Одним из наиболее часто применяемых методов является защита PCB лаком.
Специальные лаки образуют тонкое защитное покрытие PCB, которое защищает электронику от влаги, пыли и химических веществ.
Такие конформные покрытия адаптируются к форме элементов и обеспечивают эффективную защиту всей системы.
Являются ли лаки PVB 16 и PVB 60 эффективными защитными покрытиями PCB?
К группе поливиниловых лаков относятся лаки PVB 16 и PVB 60. Они образуют прозрачное защитное покрытие, которое эффективно защищает печатные платы PCB от влаги и загрязнений.
PVB 16 формирует тонкий защитный слой, идеально подходящий для стандартных применений, тогда как PVB 60 обеспечивает более толстое и прочное покрытие, предоставляя повышенную защиту печатных плат PCB в более сложных условиях эксплуатации. Дополнительным преимуществом обоих лаков является возможность беспроблемной пайки без необходимости удаления лакового слоя, что значительно облегчает сервисные и монтажные работы.
Как снимать защитные покрытия?
В процессе ремонта электроники может возникнуть необходимость удаления защитных покрытий.
В случае лаков PVB применяется растворитель PVB, который позволяет безопасно удалять покрытия.
Благодаря этому защита PCB не затрудняет последующее обслуживание устройств.
Силиконы – свойства силиконового покрытия
В более требовательных приложениях применяются силиконы.
Силиконовые покрытия обеспечивают:
эластичность,
влагостойкость,
устойчивость к переменным и высоким температурам.
Ключевыми свойствами силиконовых покрытий являются очень хорошая электрическая изоляция, а также высокая устойчивость к экстремальным температурам и воздействию окружающей среды, что делает их незаменимыми для защиты электронных систем.
Заливка PCB – герметизация электроники
Наивысшим уровнем защиты является заливка PCB.
В этом процессе электроника полностью покрывается специальной защитной массой.
Такое решение обеспечивает:
защиту от влаги,
устойчивость к вибрациям,
высокую механическую прочность.
Герметизирующие заливочные компаунды применяются в промышленной электронике, электротехнике, а также везде, где системы требуют эффективной защиты от влаги, пыли и воздействия внешней среды.
В зависимости от требований приложения используются различные типы заливок, включая силиконовые заливки, которые сочетают очень хорошие изоляционные свойства с устойчивостью к атмосферным воздействиям и долговечностью в широком диапазоне температур.
Силиконовая заливка 011 — это инновационный материал, отверждающийся в конденсационной системе, применяемый в виде двухкомпонентной системы. Прозрачная жидкость после смешивания с катализатором превращается в прозрачный, твердый каучук, который точно обволакивает защищаемые элементы. Ее свойства включают:
высокую диэлектрическую прочность,
высокое объемное удельное сопротивление,
способность проникать даже в очень мелкие зазоры,
образование прочного, стабильного и герметичного покрытия.
Благодаря своей жидкой форме до отверждения заливка 011 достигает каждого пространства, обеспечивая полную герметизацию. После отверждения она эффективно защищает электронные системы от влаги, пыли и переменных температур. Особенно хорошо подходит для герметизации узлов и защиты силовых проводников.
Силиконовая заливка 019 — это также двухкомпонентный материал, отверждающийся в конденсационной системе, однако с иной прикладной характеристикой. До отверждения она характеризуется высокой вязкостью, что ограничивает ее проникновение через мелкие отверстия и позволяет эффективно заполнять большие пространства. После отверждения она образует:
твердый, молочный каучук,
высокую механическую прочность,
очень хорошую диэлектрическую прочность,
эффективный барьер от влаги и внешних факторов.
Благодаря этим свойствам заливка 019 находит применение там, где ключевое значение имеют механическая стабильность и долговременная защита компонентов. Она отлично подходит для защиты электронных и электрических систем, работающих в сложных условиях окружающей среды.
Выбор соответствующей заливки зависит, таким образом, от характера применения — в случае необходимости точной пенетрации и полной герметизации лучшим выбором будет 011, тогда как там, где важно заполнение больших пространств и более высокая механическая прочность, лучше подойдет 019.
Хранение PCB и складирование PCB – как делать это правильно?
Также крайне важно хранение PCB.
При складировании PCB необходимо обеспечить:
контроль влажности,
защиту от пыли,
антистатическую упаковку.
Надлежащее складирование PCB предотвращает окисление проводников и увеличивает срок службы электроники.
Выбор защиты PCB – как подобрать подходящий метод?
Правильный выбор защищает печатные платы от нескольких факторов:
рабочей среды,
температуры,
влажности,
возможности обслуживания.
Так наиболее часто применяемые методы включают:
очистку печатных плат (спиртовой очиститель PCB, водный очиститель PCB, kontakt PCB plus, termosonik PCB),
флюсовый лак LT4,
лаки PVB 16 и PVB 60,
герметизирующие заливочные компаунды (силиконовая заливка 011, силиконовая заливка 019).
Такие правильно подобранные защитные покрытия PCB обеспечивают эффективную защиту PCB в большинстве применений.
Другие защитные покрытия:
Парилен – передовые защитные покрытия PCB
Одной из наиболее передовых технологий защиты электроники является парилен (тонкое, бесцветное полимерное покрытие, наносимое методом химического осаждения из паровой фазы (CVD)).
Данное покрытие наносится в вакуумном процессе и формирует очень тонкий защитный слой с высокой химической стойкостью.
Уретаны – применение полиуретановых покрытий
Второй группой материалов являются уретаны, то есть полиуретановые покрытия — это современные защитные покрытия, изготовленные на основе полиуретановых смол, применяемые для защиты поверхностей от воздействия механических, химических и атмосферных факторов.
Их основным преимуществом является очень высокая химическая стойкость.
Поэтому применение полиуретановых покрытий включает промышленную электронику.
Защита PCB – исследования и практические применения
Исследования долговечности электроники показывают, что надлежащая защита PCB может значительно повысить надежность устройств.
Во многих промышленных применениях защита электроники позволяет увеличить срок службы устройств даже в несколько раз.
Поэтому применение соответствующих защитных покрытий PCB сегодня является стандартом в производстве современной электроники.