Обзор методов защиты печатных плат на основе продукции ведущего производителя Electrolube

Введение

Передаваемые сигналы, реализованные на печатных платах, подвергаются действию различного рода шумов и помех, вызванных как каналом связи, так и внешними факторами, воздействующими на радиоэлектронную аппаратуру. Борьба с помехами является одним из ключевых моментов в радиоэлектронике. Для режектирования шумов и помех на выходе системы используются различного рода широко известные фильтры, такие как фильтр нижних частот (ФНЧ), фильтр верхних частот (ФВЧ), полосовой фильтр, и другие. Немалое значение имеет и защита самой печатной платы.

Для того чтобы получить исправно работающую печатную плату, необходимо предпринять специальные меры защиты, которые предусматривают несколько направлений: защиту от внешних помех и шумов, защиту от механических воздействий и воздействий окружающей среды. Сегодня одним из наиболее критичных параметров печатных плат является волновое сопротивление линии передачи, поскольку частоты в них превышают гигагерцовый диапазон. Поэтому очень важно контролировать диэлектрическую проницаемость основания печатной платы, так как даже небольшое отклонение от рассчитанных значений может привести к существенному искажению передаваемых сигналов. Это происходит из-за того, что основание платы, по сути, является диэлектриком, находящимся между двух обкладок конденсатора — опорного слоя «земли» и проводником. Но в ходе эксплуатации платы подвергаются воздействию ряда факторов, способных серьезно ухудшить данные характеристики. К ним можно отнести впитывание и осаждение влаги на печатную плату из окружающей среды, электростатическое притягивание пыли, коррозию мест пайки и открытых контактных площадок, перепады температуры, химические воздействия и т. д. Все это способно серьезно изменить диэлектрическую проницаемость основания печатной платы. Для борьбы с этими проблемами есть несколько решений. Наиболее простое из них — применение защитных покрытий.

Существует огромный выбор защитных покрытий печатных плат, они различаются как по назначению, так и по способу нанесения. Поэтому необходимо знать особенности и преимущества основных видов защитных покрытий.

Рассмотрим общие требования, предъявляемые к защитным покрытиям:

• высокие водоотталкивающие свойства (защитные покрытия не должны впитывать влагу из окружающей среды и различные другие жидкости);
• термо- и электроустойчивость (покрытие должно хорошо переносить работу при высоких и низких температурах и их резких перепадах, а также должно иметь хорошие диэлектрические свойства);
• одинаковая толщина и однородность на всей поверхности платы (защитное покрытие должно иметь одинаковую толщину как на плоскости платы, так и на ее краях и выводах электронных компонентов, кроме того, оно не должно растекаться и образовывать наплывы в процессе высыхания);
• удобный способ нанесения (покрытия могут наноситься средствами распыления аэрозоля, кистью, погружением в раствор);
• применение экологичных материалов (покрытия должны изготавливаться из экологичных материалов, которые наносят минимальный вред окружающей среде);
• безопасность использования (защитные покрытия должны быть негорючими и иметь низкий уровень токсичности).

Большинство современных покрытий в той или иной степени соответствует данным требованиям, они различаются химическим составом, имеющим свои преимущества и недостатки. Компания ООО «ПРОТЕХ», имеющая многолетний опыт эксплуатации и реализации продукции ведущего производителя Electrolube, учитывает основные нюансы при выборе защитных покрытий для каждого случая. Представленная компания для реализации своей продукции и проектов использует только современные и качественные материалы, сотрудничает с ведущими мировыми производителями и постоянно следит за новейшими разработками на мировом рынке. Рассмотрим основные современные защитные покрытия для печатных плат.

Акриловые покрытия

В их состав входит термопластичный акриловый полимер, растворенный в смеси органических растворителей. Процесс затвердевания покрытия происходит при высыхании растворителя, и полимеризация не возникает. Это является одним из преимуществ данного типа покрытий, так как оно может быть удалено при помощи растворителей, что необходимо при выполнении ремонта платы. К недостаткам таких покрытий можно отнести то, что в их состав входят горючие растворители, они имеют повышенную токсичность и сильно подвержены действию органических растворителей.

APL — эластичное прозрачное быстросохнущее покрытие на основе акрилата для защиты печатных плат и электронных узлов от вредного воздействия окружающей среды, таких как влажность, соль и другие неблагоприятные воздействия. Оно также может быть использовано для защиты металлических изделий от коррозии в течение длительного периода. Не требует горячей сушки.

Рис. 1. Защитный лак на акриловой основе Electrolube APL05L

Защитный лак на акриловой основе Electrolube APL05L (рис. 1):

• Обеспечивает отличную адгезию к широкому спектру материалов.
• Светится в УФ-лучах, облегчая контроль качества.
• Обладает широким диапазоном рабочих температур.
• Покрытие позволяет паять сквозь него, ядовитые пары не выделяются.
• Не вредит оцинковке и кадмию, поскольку не содержит фенолов.
• Предотвращает образование плесени.
• Высохшее покрытие удаляется с помощью растворителя Ultrasolve (ULS).
• Поставляется в канистрах и в аэрозольной форме.
• Совместим с другими акриловыми покрытиями.
• Предотвращает возможности возникновения электрической дуги.
• Быстро сохнет при комнатной температуре. Не требует горячей сушки.
• Полностью озонобезопасен.

Свойства защитного лака на акриловой основе Electrolube APL05L представлены в таблице 1.

Уретановые покрытия

Покрытия данного типа, как и эпоксидные покрытия, мало подвержены воздействию влаги и химических растворителей, также имеют высокую прочность и стойкость к механическому воздействию. Но, как и в случае эпоксидных покрытий, могут возникнуть проблемы с его удалением, если возникнет необходимость ремонта печатной платы.

PUC — стойкое и прочное защитное покрытия для печатных плат и электронных узлов на полиуретановой основе с отличными механическими и диэлектрическими свойствами. В части стойкости к агрессивным жидкостям и окружающей среде соответствует требованиям военных стандартов DEF STAN 59/47 SU-4 и MIL STD 46058C.

Рис. 2. Полиуретановое защитное покрытие Electrolube PUC05L

Полиуретановое защитное покрытие Electrolube PUC05L (рис. 2):

• Поставляется в канистрах и в аэрозольной форме.
• Может быть полностью удалено при помощи специального растворителя.
• Отличная адгезия при любых климатических условиях.
• Отличные диэлектрические свойства.
• Отличная сопротивляемость к широкому кругу растворителей, включая кислоты и щелочи.
• Светится в УФ-излучении, что облегчает контроль качества покрытия.
• Высокая механическая прочность.
• Не корродирует кадмий и цинк (не содержит фенолов).
• Предотвращает формирование плесени.
• Работает в широком диапазоне температур от –55 до +130 °

Свойства полиуретанового защитного покрытия Electrolube PUC05L представлены в таблице 2.

Силиконовые покрытия

Силиконовые покрытия имеют широкий спектр различных характеристик и могут быть как довольно твердыми, с хорошей износостойкостью, так и достаточно мягкими, позволяющими быстро удалить покрытия без повреждения платы и электронных компонентов. Также несомненным преимуществом данного типа покрытия является их хорошая работа при различных температурных режимах.

Electrolube FSC — эластичное силиконовое защитное покрытие, быстро сохнет и предназначено для защиты печатных плат, особенно тех, которые подвергаются воздействию высокой влажности. Основываясь на высоком качестве силиконовых смол, демонстрирует отличную адгезию к различным веществам и работает в широком диапазоне температур.

Рис. 3. Эластичное силиконовое защитное покрытие Electrolube FSC05L

Эластичное силиконовое защитное покрытие Electrolube FSC05L (рис. 3):

• Быстро высыхает, предназначено для защиты печатных плат, особенно в условиях повышенной влажности.
• Произведено на основе высококачественных силиконовых смол.
• Обладает высокой адгезией к большому количеству веществ и действует в широком диапазоне температур.
• Флуорисцирует в ультрафиолете, что облегчает инспекцию качества покрытия.
• Работает в широком диапазоне температур, препятствует образованию плесени.
• Можно паять через покрытие, не опасаясь образования ядовитых газов (не содержит изоцианидов).
• Не корродирует кадмий и цинк (не содержит фенолов).
• Затвердевшее покрытие можно удалить при помощи смывки Ultrasolve (ULS).
• Великолепные диэлектрические свойства.

Защитные покрытия на водной основе

Эти покрытия являются наиболее экологичными и безопасными в использовании. В их составе нет каких-либо химических растворителей. Но вместе с тем они имеют и ряд существенных недостатков, таких как длительное время высыхания и образование наплывов, при несоблюдении толщины нанесенного покрытия. Также покрытия на водной основе могут быть подвержены ряду химических воздействий, возникающих в процессе эксплуатации.

Electrolube Aquacoat Plus — защитное покрытие на водной основе, содержащее полимеры, специально разработанные для защиты электронных цепей. Aquacoat Plus предлагает отличное сочетание физических и электрических свойств, отсутствуют проблемы, присущие обычным защитным покрытиям на основе растворителей. Покрытие негорючее и содержит очень низкий уровень летучих органических веществ. Aquacoat Plus доступен в двух составах: WBP (стандартный) и WBPS (распыляемый).

Рис. 4. Защитное покрытие на водной основе Electrolube Aquacoat Plus WBP05LS

Защитное покрытие на водной основе Electrolube Aquacoat Plus WBP05LS (рис. 4):

• Экологически чистое и лишено проблем, присущих продуктам на основе растворителей.
• Не содержит метил-пирролидона.
• Допускает осмотр под УФ.
• Широкий температурный диапазон.
• Отличная адгезия к большинству подложек.
• Можно паять через покрытие, не опасаясь выделения токсичных газов (не содержит изоцианатов).
• Не корродирует кадмий и цинк (не содержит фенолов).
• Высушенное покрытие может быть убрано при помощи удаляющего геля (DRG).
• Отличные диэлектрические свойства и сопротивляемость росту плесени.
• Отличная стойкость к растворителям.
• Очень низкое содержание летучих органических соединений.

Заключение

Существуют и другие, более специфические покрытия, различающиеся химическим составом, способом нанесения, сушки и т. д.

В каждом конкретном случае покрытие должно быть подобрано индивидуально исходя из возможностей производства и условий эксплуатации печатных плат. При выборе покрытия следует обратить внимание на наиболее важные из их характеристик, к которым можно отнести диэлектрические свойства покрытия, этот параметр очень важен при использовании покрытия в высокоскоростных печатных платах. Покрытие должно быть достаточно гибким, чтобы избежать растрескивания при механических воздействиях. Защитные покрытия должны иметь достаточные огнеупорные характеристики, а также высокую стойкость к различным температурным воздействиям и устойчивость к влаге и другим химическим воздействиям. Кроме того, следует обратить внимание на способы нанесения покрытий. Сейчас большое распространение получили покрытия в виде аэрозолей, они имеют ряд преимуществ по сравнению с другими защитными покрытиями. Данные покрытия всегда готовы к применению, они очень экономичны и могут быть равномерно нанесены на всю поверхность печатной платы или на ее отдельные части.