Czas po obsadzeniu komponentów a jakość powłok zabezpieczających

© HumiSeal

Opisany we wstępie artykułu temat został omówiony na blogu Phila Zarrow oraz Jima Hall’a. Phil Zarrow mówi: ‘Najważniejszą rzeczą przed nałożeniem powłoki ochronnej jest upewnienie się, że płyta jest idealnie sucha. Jest to też jeden z powodów, dla których bardzo uważnie powinniśmy się przyglądać etapowi suszenia w urządzeniach czyszczących. Jeśli zaś chodzi o wilgoć wchłanianą z otoczenia, nie są mi znane żadne warunki ani wymagania wstępne, dotyczące wymogu wstępnego wygrzewania PCB przed nałożeniem powłoki konforemnej, pod warunkiem jednak, że powierzchnia jest sucha’.

Pod wypowiedzią Phila Zarrow pojawiło się sporo obszernych komentarzy - Richard Stadem z General Dynamics podaje kilka konkretnych informacji na temat usuwania wilgoci przed etapem conformal coating: ‘Wilgoć powierzchniowa jest wrogiem konforemnej powłoki ochronnej, a wilgoć wchłaniana z otoczenia jest jej składową. Aby utworzyć dobre pod względem adhezji połączenie z PCB, płytka musi być nie tylko wolna od zanieczyszczeń, ale także musi być idealnie sucha. Jeżeli płytki pozostawi się w stosunkowo wilgotnym środowisku, na przykład >40% RH przez dłuższy czas (powiedzmy ponad 6 godzin), wiązanie adhezyjne powłoki konforemnej może zostać znacznie osłabione. Sprzyja to tworzeniu się pęcherzyków, umożliwiających przedostanie się wilgoci do PCB. Z drugiej strony dobry proces czyszczenia, po którym następuje co najmniej 4-godzinne wygrzewanie w temperaturze 105ºC, a następnie pokrycie warstwą ochronną w ciągu 2 lub 3 godzin, zwykle zapewnia dobre i trwałe wiązanie powłoki z płytką. Jeśli będziemy postępować według tych zasad, płytki będą hermetycznie zamknięte przez długi czas, choć zawsze zależy to od rodzaju powłoki i innych czynników. Sekcja susząca myjek stosowanych w elektronice NIE zapewni wystarczającego procesu usuwania wilgoci, chyba że … miałaby ona około 400 metrów długości!’.

W dyskusji, jeden z prowadzących bloga, Jim Hall, zbacza nieco z tematu twierdząc, że powłoka konforemna nie daje pełnej ochrony przed wigocią, zwłaszcza w dłuższym okresie czasu. Odnosi się do tego Barry Ritchie z Dow Corning: ‘Zazwyczaj PCB należy wygrzać przed nałożeniem powłoki ochronnej, aby usunąć wilgoć z otoczenia, która została wchłonięta przez substrat lub komponenty podczas przechowywania. Poglądy mówiące o powolnym wchłanianiu wilgoci przez powłokę konforemną w czasie są nieprawdziwe. Pod warunkiem, że przyczepność powłoki jest odpowiednia i została ona nałożona na czystą i suchą powierzchnię, wilgoć nie powinna przedostawać się do styku powłoki i płytki drukowanej, a powłoka uniemożliwia mieszanie się wilgoci z resztkowymi formami jonowymi i inicjowanie korozji. Sama warstwa powłoki ochronnej może i będzie absorbować pewną ilość wilgoci, lecz wilgoć ta nie powinna przedostawać się do powierzchni styku substratu i powłoki, pod warunkiem jednak, że powłoka konforemna ma odpowiednią przyczepność. Temat ten jest dobrze omówiony w normie IPC-HDBK-830’.

Michael Marzec z Rockwell Collins zwraca z kolei uwagę na fakt, iż konkretne procedury i czasy mogą - a wręcz powinny być - bardzo zróżnicowane: ‘Inne czynniki, które należy wziąć pod uwagę przy określaniu czasu pomiędzy montażem a powlekaniem, to warunki otoczenia, które różnią się w zależności od regionu. Moja lokalizacja to Melbourne na Florydzie, która znacznie różni się od warunków panujących w naszym oddziale w Cedar Rapids w stanie Iowa, szczególnie o tej porze roku. W miesiącach zimowych na Florydzie wilgotność względna wynosi +/- 40%, podczas gdy w Iowa jest ona zazwyczaj < 20%. Latem, gdy wilgotność względna wynosi > 60%, obserwujemy większą liczbę potencjalnych problemów, zwłaszcza związanych z czasem schnięcia i zatrzymywaniem wilgoci pod komponentami’.

I jeszcze jeden szczegół od Bob’a Lazzara z  Circuit Connect, a mianowicie krawędź płytki: ‘Na powierzchni PCB może gromadzić się wilgoć, ale nie można mówić o zjawisku wchłaniania. Jeśli po montażu nastąpi absorpcja wilgoci, najprawdopodobniej nastąpi ona wzdłuż krawędzi płytki drukowanej, a nie na jej powierzchni. Najpopularniejsze substraty PCB są wykonane na bazie włókna szklanego, którego wiązki kończą się na krawędziach PCB i działają jak ‘kanał’ rozprzestrzeniania się wilgoci. Tak więc, jeśli zespół nie ma powłoki ochronnej chroniącej krawędzie PCB, nie będzie miało znaczenia, czy na powierzchnię płytki zostanie nałożona powłoka ochronna w celu ograniczenia absorpcji wilgoci. Szczegółowo temat ten opisany jest w normie IPC-1601’.

Zapraszamy 15 września 2023 na TEK.day Gdańsk, zapisz się już dziś!