Il conformal coating delle schede elettroniche è proprio il compagno del loro ciclo di vita: preserva, infatti, la “buona salute” dei PCB, grazie al rivestimento e all’isolamento che garantisce.
L’applicazione di un sottilissimo film polimerico sui circuiti stampati assicura protezione da umidità, sfridi, condensa, agenti chimici, contaminanti, intemperie, corrosione, abrasioni.
Migliora, inoltre, la resistenza alle vibrazioni.
Circa un anno fa, HumiSeal ha iniziato a sviluppare materiali di conformal coating che fossero più efficaci sugli spigoli e sui pin con prodotti a base solvente a indurimento rapido.
Protezione degli spigoli vivi dei componenti elettronici
Un’imperfetta copertura degli spigoli dei componenti elettronici porta alla formazione di dendriti che possono compromettere la funzionalità della scheda elettronica.
Dopo un anno di impegno nella ricerca e nello sviluppo di materiali innovativi, HumiSeal presenta due nuovi prodotti per il conformal coating adatti a soddisfare le esigenze di Sharp Edge Coverage (SEC):
- il poliuretano 1A33 SEC, che possiede particolare resistenza agli agenti chimici;
- la gomma sintetica 1B59, prodotto particolarmente elastico, resistente alle variazioni di temperatura e all’umidità, si presta molto bene anche nella produzione di impianti di condizionamento.
Si tratta di fluidi ad alta viscosità, di consistenza simile a gel, che solidificano velocemente e proteggono molto bene i pin di PTH e QFP o le “ball” di BGA e altre parti della scheda.
Entrambi i prodotti offrono un’ottima distribuzione e un’eccellente adesione sulla scheda, riducendo la formazione di crepe e delaminazioni.
In questo articolo, spieghiamo anche quali sono le principali criticità a cui dobbiamo far fronte nel ricoprire in modo corretto i circuiti stampati con materiali per il conformal coating.
Poi, raccontiamo secondo HumiSeal cosa ci aspetta nel prossimo futuro e che rappresentano un passo avanti per ottenere schede elettroniche ancora più affidabili.
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A ognuno il suo conformal coating
Alla base dell’efficacia del conformal coating, c’è una valutazione specifica: non esiste un rivestimento protettivo adatto a tutte le applicazioni.
La scelta del materiale e della tecnica di applicazione giusta dipendono dal progetto della scheda elettronica e dalla destinazione d’uso.
Vediamo, quindi, quali sono le diverse metodologie per depositare il materiale di rivestimento sulla superficie di PCB e dei componenti.
Tecniche di applicazione del rivestimento protettivo
Si distinguono tre tecniche principali di applicazione del materiale per conformal coating sulle schede elettroniche:
- Selettiva
La tecnica di applicazione selettiva viene realizzata con macchine specifiche utilizzando valvole spray, drop jet o liquid dispense su PCB.
Permette di definire le aree da proteggere con precisione, sono processi affidabili, ripetibili e non influenzabili dall’operatore.
- Manuale (pennello o spray)
L’applicazione avviene con pennello o spray manuale con aerografi specifici, sui PCB. L’applicazione spray manuale richiede la protezione delle aree da non ricoprire con nastri adesivi specifici.
Entrambi i processi sono lunghi e onerosi, influenzabili dall’operatore; idonei per piccoli volumi produttivi, sono soluzioni economiche.
- Immersione dei PCB
È veloce, ma non è facile mantenere uno spessore di deposito costante.
La scheda deve essere progettata per questa tecnica.
A prescindere da metodo e prodotto scelto, gli “errori” sono sempre in agguato, soprattutto sugli spigoli dei componenti passivi o dei pin di PTH, QFP o “ball” di BGA e possono generare difetti nel rivestimento protettivo riducendo l’affidabilità della scheda elettronica.
Le imperfezioni del conformal coating limitano la durata del ciclo di vita di un dispositivo elettronico.
3 problemi del conformal coating delle schede elettroniche
Rispondiamo a due domande cruciali:
- Quali sono i principali difetti che minano la qualità del conformal coating sulle schede elettroniche compromettendone il funzionamento?
- Perché questi difetti interessano principalmente i giunti di saldatura dei componenti SMD e PTH?
Le tre imperfezioni più frequenti del conformal coating su schede elettroniche sono:
- la formazione di bolle d’aria nel rivestimento che riducano l’isolamento elettrico e la protezione da agenti chimici e umidità;
- eccessiva o scarsa presenza di materiale di rivestimento sugli spigoli dei pin dei componenti SMD e PTH (Sharp Edge Coverage, SEC) che potrebbero facilitare la creazione di crepe o la formazione di dendriti ;
- difetti che si manifestano a seguito di stress o shock termico, come il distacco del conformal coating o la formazione di crepe.
I difetti del rivestimento protettivo sui circuiti stampati si formano a causa di errori nell’applicazione e di caratteristiche delle schede elettroniche che non sempre sono adatte a questo processo.
Soluzioni per la tropicalizzazione delle schede elettroniche
Le strade per migliorare la tropicalizzazione delle schede elettroniche, e così la loro durata, sono due:
- migliorare le tecniche di applicazione del materiale per il conformal coating con sistemi automatici
- usare, sceglire nuovi materiali per ottenere un eccellente rivestimento protettivo.
Che cosa ci aspetta nel prossimo futuro:
Il conformal coating polimerizzabile con luce LED UV
I materiali per il conformal coating polimerizzabili con LED UV promettono ottimi risultati.
Si solidificano velocemente, senza scendere dagli spigoli dei pin dei componenti elettronici evitando di lasciarli scoperti.
Rappresentano quindi la soluzione per evitare le disomogeneità della copertura.
Vantaggi dei rivestimenti che induriscono con LED UV
I fluidi di conformal coating che polimerizzano se esposti a raggi UV emessi da LED, sono una buona soluzione per la facilità con cui possono essere applicati e polimerizzati.
Inoltre, resistono molto bene agli shock termici e sono caratterizzati da un’eccellente stabilità fisica nel tempo.
Non richiedono, infatti, l’uso di forni UV particolarmente complessi.
Svantaggi dei materiali per il conformal coating LED UV
Richiedono l’utilizzo di forni UV specifici anche se molto più semplici ed economici dei precedenti materiali UV.
Attualmente non si possono usare spessori elevati, ma sono in arrivo LED di nuova generazione con spettro UVA migliorato, con un maggior grado di penetrazione e quindi la possibilità di gestire spessori maggiori.