Znaczenie współczynnika przenikalności wilgoci w procesach conformal coating

Czy warstwa conformal coating jest wodoodporna?

Powyższe pytanie jest chyba najbardziej powszechnie poruszaną kwestią, jeśli chodzi o ochronę PCB. A krótka i prosta odpowiedź brzmi: NIE.

Ci z Was którzy są dostatecznie starzy, na pewno pamiętają subtelne rozróżnienie na swoich pierwszych elektronicznych zegarkach pomiędzy ‘water-resistant’ a ‘waterproof’. Taki zegarek prawdopodobnie przetrwałby lekki prysznic, ale nie był dostosowany do pływania i nurkowania w Morzu Karaibskim. Conformal coating jest ‘water-resistant’ (dosł: ‘opiera się wodzie’) w stosunku do pary wodnej i wody, ale nie jest zaprojektowany do bycia ‘waterproof’ (co oznacza całkowitą odporność).  

Warstwa conformal coating celowo jest zaprojektowana jako półprzepuszczalna membrana, pozwalająca na przedostawanie się w obu kierunkach pewnej ilości substancji w postaci lotnej. Potrzeba ta podyktowana jest faktem, iż na płytce zawsze znajdują się pozostałości cieczy czy gazów, które z czasem muszą się uwolnić. W konsekwencji, trzeba im zapewnić możliwość uwolnienia się, aby uniknąć potencjalnych szkód. 

W konsekwencji konieczności zapewnienia półprzepuszczalności warstwy ochronnej, conformal coating nie jest całkowicie wodoodporna, co oznacza że nie jest całkowicie nieprzepuszczalna dla wody i pary wodnej w długim okresie czasu. W większości przypadków, conformal coating nie umożliwia długotrwałego zanurzenia w cieczy, ale jest odporna na krótkotrwałą ekspozycję, np. zachlapanie. Nie chroni więc całkowicie przed wodą i parą wodną, lecz wydłuża w znaczący sposób okres bezawaryjnego funkcjonowania w warunkach wysokiej wilgotności.

Czym jest współczynnik MVTR?

Rozszerzenie skrótu MVTR to ‘moisture vapor tramsmission rate’, współczynnik transmisji pary wodnej. Czasem zastępczo używa się terminu ‘water vapor transmission rate’, WVTR. Generalną definicją MVTR czy WVTR można sformułować jako: ilość pary wodnej przenikającej przez daną powierzchnię w jednostce czasu, mierzona w danej temperaturze i wilgotności. W rezultacie, współczynnik jest zwykle wyrażany w gramach /m²/24 godziny. Im jest on wyższy, tym więcej pary wodnej przenika przez materiał w ciągu doby. Mniejsze wartości oznaczają większą odporność na parę wodną i lepszą ochronę.  

W powyższym przykładzie przedstawiającym 3 typy warstw ochronnych, HDPE ma najmniejszy MVTR i oferuje najlepszą ochronę przed parą wodną. Dla poprawnej oceny szczególnie ważne jest, aby porównywać warstwy o tej samej grubości: grubsze pokrycie nieomal zawsze oznacza większy stopień ochrony.