Lakierowanie płyt – w jaki sposób działają powłoki konformalne?

Wrażliwa komponenty elektroniczne są narażone na liczne zagrożenia: nadmierną wilgoć, wyładowania elektrostatyczne, czy promieniowanie UV. Aby zwiększyć wytrzymałość komponentów, producenci stosują lakierowanie płyt PCB. Polega to na naniesieniu specjalnej powłoki konformalnej nazywanej powszechnie lakierownię. Na czym polega ten proces oraz jakie korzyści oferuje specjalistyczne lakierowanie płytek PCB?

Czym jest powłoka konformalna? 

To cienka warstwa polimerowa nanoszona na komponenty znajdujące się na płytce drukowanej PCB. Celem takiej powłoki jest lepsza ochrona komponentów przed zjawiskami atmosferycznymi oraz korozją. Lakierowanie (czyli powlekanie konformalne) wymaga dostosowania powłoki do specyfiki sprzętu. Zły dobór nie tylko nie zapewni właściwej ochrony, ale zwiększy ryzyko wystąpienia mankamentów. Dlatego też, osoby odpowiedzialne za lakierowanie płytki PCB powinny dysponować dużym doświadczeniem oraz specjalistyczną wiedzą.

W jaki sposób powstają powłoki konformalne?

Kluczem do sukcesu jest stworzenie powłoki dostosowanej do konkretnych rodzajów płytek. Należy wziąć pod uwagę wilgoć, temperatury, w jakich pracować będą komponenty, a także pełną strukturę płytki drukowanej. Lakierowanie płyt PCB pozwala zabezpieczyć komponenty przed ogromną liczbą czynników zagrożenia. Wymienimy tu przede wszystkim: kurz, wibracje, przetłuszczenia, chemikalia, zabrudzenia, wysokie temperatury, wstrząsy, wyładowania elektrostatyczne, promieniowanie UV.

Powłoki lakiernicze powstają na bazie żywic. Najczęściej stosuje się lakier akrylowy, epoksydowy oraz poliuretanowy. Rzadziej spotkamy się natomiast z lakierowaniem warstwami silikonowymi, paralenowymi oraz powłokami stworzonymi z fluoropolimeru. Określone lakiery różnią się pod kątem odporności na poszczególne czynniki zagrożenia, a także posiadają przypisany próg temperatury maksymalnej. Większość żywic radzi sobie z temperaturami od 120 do 150 stopni. W przypadku komponentów pracujących w wyższych temperaturach można wykorzystać powłoki silikonowe.

W jaki sposób przeprowadzane jest lakierowanie płyt PCB?

Właściwości ochronne powłoki konformalnej zależą w głównej mierze od sposobu aplikacji. Lakierowanie może zostać przeprowadzone ręcznie. Wówczas, istotnym czynnikiem jest oczywiście odpowiednie przeszkolenie osoby odpowiedzialnej za powlekanie konformalne. Najbardziej skuteczne są jednak w pełni automatyzowane procesy wykonywane przez automat lakierniczy. Choć koszt takiego sprzętu jest dosyć wysoki, w perspektywie długoterminowej oznacza to mniejsze koszty produkcji związane z redukcją błędów oraz mniejszą ilością zużywanych powłok.

Płytki drukowane PCB mogą zostać polakierowane na dwa sposoby. Pierwszy z nich to metoda natryskowa lub recznego nanoszenia przy użyciu pędzelka, która pozwala równomiernie rozprowadzić lakier, ale wiąże się ze sporą utratą materiału oraz  nierównomienością nanoszonych warstw. Druga technika polega na zanurzaniu płytek w lakier. Tutaj z kolei mogą pojawić się nierówności oraz zacieki. Mankamenty obu tych metod można wyeliminować właśnie za sprawą automatycznego lakierowania przeprowadzanego przez specjalistyczne urządzenie.