Влагозащита печатных плат


PDF версия

В статье рассматриваются преимущества однокомпонентных высококачественных лаков, используемых в изделиях военного применения, в авиации, в промышленной электронике для повышения надежности влаго- и электрозащиты, по сравнению с традиционными двухкомпонентными лаками.

Технология нанесения влагозащитных покрытий в настоящее время наиболее оптимально обеспечивает надежность функционирования изделий в жестких климатических условиях и при воздействии иных агрессивных сред. Традиционно для влагозащиты печатных плат применяют лаки на основе уретановых, акриловых и эпоксидных смол. Лак — раствор, способный после испарения растворителя образовывать на поверхности прозрачное однородное покрытие, а формирование полимерной пленки на поверхности печатных плат происходит чаще всего в результате одновременно протекающих процессов испарения растворителя и реакции поликонденсации связующего. Лаковое покрытие работает как дополнительный диффузионный барьер на пути влаги к поверхности печатных плат, а эффективность этого барьера будет тем выше, чем ниже его диффузионная проницаемость. Кроме диффузионного барьера, полимерное покрытие выполняет также и не менее важную функцию защиты поверхности печатных плат от загрязнений и случайных замыканий проводников.

Для влагозащиты печатных плат наибольшее распространение на российских предприятиях получил эпоксидно-уретановый лак УР-231 ТУ6-21-14-90. В состоянии поставки это двухкомпонентная система, состоящая из раствора алкидно-эпоксидной смолы Э-3О, изготовленной на смеси тунгового и льняного масел, и отвердителя (70% раствора уретана ДГУ в циклогексаноне). Необходимо отметить, что отвердитель лака УР-231 — диэтиленгликольуретан ДГУ токсичен и обладает высокой реакционной способность изоцианатных групп. Применение ДГУ требует точного соблюдения условий хранения и применения — это нагрев, тщательное перемешивание и фильтрация, что является дополнительной операцией технологического процесса и поэтому не всегда выполняется исполнителями на производстве, а нарушение этих условий приводит к серьезному технологическому браку.

Проблемы с лаком УР-231 возникают как у производителя, так и у потребителя. Использование в рецептуре лака УР-231 экзотического тунгового масла в силу объективных и субъективных причин постоянно провоцирует предприятие-изготовитель на уменьшение количества этого компонента, а в идеале — на отказ от него. Технические характеристики лака УР-231, изготовленного только на основе льняного масла, значительно хуже. Кроме того, известно, что получить продукт со стабильными свойствами на основе исходных материалов растительного происхождения, отличающихся нестабильным химическим составом, тоже непросто.

В настоящее время для производства изделий военного назначения, в авиации, в промышленной электронике взамен традиционных не технологичных трудоемких двухкомпонентных лаков все чаще применяются однокомпонентные высококачественные лаки, которые защищают, изолируют и образуют прочную, надежную гибкую электроизоляционную пленку.

К примеру, уретановые лаки Urethane Clear (см. таблицу 1) и акриловые лаки Plastik разработаны для печатных плат, электронных компонентов и электротехники, отличаются атмосферостойкостью, стойкостью к воздействию растворителей, высокой водостойкостью, низкой газопроницаемостью и хорошими диэлектрическими характеристиками, обладают хорошей адгезией к поверхностям. Предохраняют поверхность печатных плат от температурных и механических воздействий.

Таблица 1. Сравнительная характеристика лаков

Название показателя

УР-231

URETHAN clear

Назначение

Защита приборов и других изделий из черных и цветных металлов, а также электроизоляция

Разработан специально для печатных плат. Электронных компонентов и электротехники. Защита и гидроизоляция печатных плат. Используется как прочное защитное покрытие в электродвигателях, трансформаторах, других приборах и компонентах

Цвет

Теоретически бесцветный

Прозрачный

Прочность диэлектрика, кВ.мм

60

82,9

Удельное сопротивление, Ом.см

10.1014

5,1.1014

Диэлектрическая проницаемость, не более (1000 Гц)

4,5

2,21

Поверхностное сопротивление, Ом.см

10.1012

2,5.1012

Температурный диапазон использования, °С

–60…+120

–40…+130

Укрывистость острых кромок

Хорошая

Образует прочную и долговечную пленку, исключительно прочно прикрепленную к поверхности

Механизм отверждения

Двухкомпонентная система, отверждение осуществляется при соединении смолы и отвердителя. Процесс ускоряется при повышении температуры

Однокомпонентная система, катализатором является влажная воздушная среда, процесс ускоряется при повышении температуры, способствующей испарению разбавителя

Повышение температуры при отверждении способствует увеличению твердости покрытия

Время высыхания:

– при 20°С;

– при 60°С;

– при 80°С

– отлип 4—6 ч, полимеризация 24 ч;

– 5 ч;

– 3 ч

– 15—20 мин не прилипает, полная полимеризация 24 ч;
– полная полимеризация 3 ч;

– не применяется

Многослойные покрытия, состоящие из нескольких слоев, прочнее однослойных, имеющих ту же толщину. Кроме того, нанесение нескольких слоев исключает пропуски и теневой эффект при распылении лаков

Ремонтоспособность

Демонтаж компонентов затруднен, необходимо применение специальных растворителей

В виду своей высокой сопротивляемости не предусматривает пайку сквозь слой лака

Количество слоев покрытия:

– при окунании;

– кистью;

– распылением

– один слой;

– два слоя;

– два-три слоя

– один слой;

– два слоя;

– два-три слоя

Повысить прочность адгезионной связи многослойного лака можно технологическими приемами, например, путем окраски по недосохшему слою

Стойкость к атмосферным воздействиям

Ограниченная атмосферостойкость

Высокая стойкость к влажности, солевым и коррозионным испарениям

Вид поставки

Двухкомпонентный, в жидком виде

Однокомпонентный, в аэрозольном и жидком виде

 

Однокомпонентные лаки фирмы устойчивы к спирто-бензиновой смеси и образуют прочную и долговечную водоотталкивающую пленку с хорошей адгезией. Преимущество лака Plastik перед отечественным, акриловым лаком АК-113 состоит в том, что позволяет осуществлять пайку элементов сквозь слой лака без выделения токсичных газов типа изоцианата, что является большим преимуществом по сравнению с двухкомпонентными лаками.

Влагозащитный лак ISOTEMP (см. рис. 1) — термостойкое, влагоотталкивающее и водонепроницаемое, эластичное, огнеупорное защитное покрытие на силиконовой основе, которое используется в электронике для жестких и гибких печатных плат. Сохраняет свою эффективность до +300°С. Применяется для влагозащиты печатных плат. Используется для обработки компонентов и деталей, подверженных высоким температурам в процессе работы, например, в электродвигателях, в авиационной и аэрокосмической технике.

Рис. 1. Аэрозольные упаковки однокомпонентных технологичных лаков

Однокомпонентные лаки отличаются высокой атмосферо- и светостойкостью, они эластичны, стойки к удару, обладают хорошей адгезией. Преимущество однокомпонентных лаков фирмы Cramolin очевидно в связи с тем, что не требуется предварительное смешивание и, следовательно, отпадает необходимость в организации на производстве химической лаборатории. Жизнеспособность у этих материалов достигает 12 месяцев. Для максимальной защиты электрорадиоэлементов достаточно нанести 1 слой лака. Лаки поставляются в аэрозоли, а также в литровых и пятилитровых емкостях (см. рис. 2).

Рис. 2. Поставки однокомпонентных лаков в емкостях

Не вызывает сомнений и эффективность применения лаков, в том числе экономическая. Эти лаки образует прочную и гибкую водоотталкивающую пленку с хорошими электроизоляционными свойствами.

Лаки фирмы Cramolin обеспечивают хорошую защиту печатного узла от замыкания проводников посторонними токопроводящими предметами и надежную работу электронных изделий в течение всего срока службы РЭА в жестких условиях эксплуатации при воздействии таких факторов как, влага, соляной туман, температурные колебания, механические факторы.

Однако для достижения хорошей адгезии лаков необходимо качественно обезжирить поверхность печатной платы. Для этого разработан специальный водный очиститель «AIMterge 520» (см. рис. 3) на щелочном омылении и растворении, разработанный для быстрого удаления остатков различных видов флюса, содержащих натуральную или синтетическую канифоль.

Рис. 3. Отмывочная жидкость «AIMterge 520»

Особенности очистителя:

– действует в холодном и нагретом состоянии;

– препятствует коррозии.

Обезжиривание осуществляться как в холодном состоянии, так и при нагреве до 60°С и подходит для различных способов отмывки, в том числе и для ультразвуковых
ванн.

Для полного удаления остатков флюса, растворенных «AIMterge 520», необходимо окончательное полоскание (рекомендуется использовать деионизированную воду).

Использование обдува для удаления излишков воды перед процессом сушки способствует лучшему высыханию и окончательной ионной чистоте.

В заключение следует отметить, что проблема повышения влагостойкости печатного монтажа, несомненно, комплексная. Конечный результат, как правило, определяется тщательным соблюдением технологии изготовления на всех ее этапах.

Оставьте отзыв

Ваш емейл адрес не будет опубликован. Обязательные поля отмечены *