El recubrimiento conforme es una capa química protectora de material polimérico aplicada en capas finas sobre componentes electrónicos impresos (PCB), generalmente, el espesor del recubrimiento curado es de 25-250 µm. Su propósito principal es proteger la electrónica de los elementos ambientales y la corrosión. Esta capa está "unida" a la placa de circuito. El recubrimiento actúa tanto como escudo protector como material aislante para una PCB. Los efectos de protección y recubrimiento son muy buenos, lo que puede extender la vida útil de la placa de circuito impreso.
Tipos
1. Recubrimientos de Poliuretano
Los recubrimientos conformes de uretano son conocidos por su excelente resistencia a la humedad y a los productos químicos. Son resistentes tanto a la abrasión como a los disolventes, lo que resulta en recubrimientos que son muy difíciles de eliminar. Las resinas de uretano pueden ser sustancias de un solo componente o de doble componente.
- Buenas propiedades dieléctricas.
- Buena resistencia a la humedad.
- Resistencia a disolventes.
- Menor potencial de reversión.
- Resistencia a la abrasión.
2. Recubrimientos Acrílicos
Las resinas acrílicas son polímeros acrílicos preformados que se han disuelto en un disolvente. Tienen alta rigidez dieléctrica y buena resistencia a la humedad y a la abrasión. Los recubrimientos acrílicos se eliminan fácil y rápidamente con una variedad de disolventes, a menudo sin necesidad de agitación. Suelen ser sustancias de un solo componente.
- Facilidad de retrabajo.
- Proceso de secado simple.
- Buena resistencia a la humedad.
- Alto nivel de fluorescencia.
- Facilidad de ajuste de viscosidad.
3. Recubrimientos Epoxi
Los epoxis proporcionan buena resistencia a la humedad y alta resistencia a la abrasión y a los productos químicos. Son un recubrimiento resistente, sin embargo, extremadamente difícil de eliminar químicamente para retrabajo, es casi imposible de eliminar una vez curado.
- Útil hasta unos 150°C [302℉].
- Mayor dureza, resistencia a la abrasión.
- CTE más cercano al sustrato de PCB de epoxi.
- Mayor Tg (Transición vítrea).
- Buenas propiedades dieléctricas.
4. Recubrimientos de Silicona
Los recubrimientos conformes de silicona son compuestos monocomponente que a menudo se eligen para componentes electrónicos que estarán sujetos a rangos de temperatura extremos. El recubrimiento conforme de silicona no es resistente a la abrasión debido a su naturaleza gomosa, pero esa propiedad lo hace resistente a las tensiones vibratorias.
- Estable en un amplio rango de temperatura (en general, -50°C a 250°C)[-58℉ a 482℉].
- Flexible, proporciona amortiguación y protección contra impactos.
- Buena resistencia a la humedad.
- Alta rigidez dieléctrica.
- Baja energía superficial para una mejor humectación.
5. Poli-Para-Xilileno (Parylene) - Fluorados o no fluorados
Los recubrimientos de Parylene se aplican a través de un proceso llamado deposición química de vapor. El Parylene se convierte en gas cuando se calienta. Después de enfriarse, se introduce en una cámara de vacío, donde se polimeriza y se convierte en una película. La película se coloca luego sobre los componentes electrónicos.
- Excelente uniformidad independientemente de la geometría de la pieza.
- Inercia química.
- Mínima masa añadida y baja desgasificación.
- Proceso de bajo impacto ambiental.
- Baja constante dieléctrica.
6. Fluoropolímeros Amorfos
Los fluoropolímeros amorfos exhiben bajo índice de refracción, bajo coeficiente de dispersión óptica y buenas propiedades de laminación. Las mismas excelentes propiedades químicas, térmicas, eléctricas y superficiales que los fluoropolímeros convencionales como el PTFE. Los fluoropolímeros son como PTFE transparente.
- Baja constante dieléctrica.
- Alta temperatura de transición vítrea.
- Baja energía superficial.
- Baja absorción de agua.
- Resistencia a disolventes.
Cada uno tiene sus propias características. El mejor tipo de resina a elegir depende de la protección requerida para el dispositivo electrónico y del entorno particular en el que se ubicará. Los siguientes aspectos deben considerarse al elegir el tipo de material de recubrimiento:
1. ¿De qué se está protegiendo? (por ejemplo, humedad, productos químicos)
2. ¿Qué rango de temperatura encontrará el dispositivo eléctrico?
3. ¿Cuáles son los requisitos físicos, eléctricos y químicos para el propio material de recubrimiento?
4. Compatibilidad eléctrica, química y mecánica con las partes y sustancias a recubrir (por ejemplo, ¿necesita coincidir con el coeficiente de expansión de los componentes del chip?)
5. ¿Con qué facilidad se puede retrabajar el material una vez aplicado?
6. ¿Qué tan rápido se seca (cura) el material?
7. ¿Qué tipo de proceso y equipo son necesarios para lograr la calidad de recubrimiento requerida (uniformidad y repetibilidad)?
Cómo Usar
El material de recubrimiento se puede aplicar de diversas maneras, incluyendo cepillado, pulverización, dosificación y recubrimiento por inmersión. Hay diferentes métodos de curado y secado disponibles según el material de recubrimiento conforme.
Pulverización manual - Para producción de bajo volumen cuando no se dispone de equipo de capital, el recubrimiento conforme se puede aplicar con un aerosol o una pistola pulverizadora manual. Esto puede llevar mucho tiempo y puede requerir enmascaramiento. Además, la calidad y consistencia del resultado dependen del operador, por lo que son comunes las variaciones de una placa a otra.
Pulverización automatizada - Los sistemas de pulverización programados pueden mover las PCBs en un transportador bajo un cabezal pulverizador alternativo.
Recubrimiento selectivo – Un sistema de pulverización automatizado puede ser programable, con una boquilla pulverizadora robótica que aplica el recubrimiento conforme a áreas específicas de la PCB. Esto es popular para el montaje de alto volumen porque elimina el laborioso proceso de enmascaramiento.
Inmersión – Este es un método popular de recubrimiento conforme para el montaje de alto volumen. Por lo general, es necesario enmascarar antes de recubrir las PCBs. La inmersión solo es práctica cuando se recubren ambos lados de la placa. La velocidad de inmersión, la velocidad de extracción, el tiempo de inmersión y la viscosidad determinan la formación de la película resultante.
Cepillado - El cepillado se utiliza principalmente para reparación y retrabajo. El recubrimiento conforme se aplica con brocha en áreas específicas de la placa, no generalmente en toda la PCB. Aunque de bajo costo, el cepillado es un método que requiere mucha mano de obra y es altamente variable, por lo que se adapta mejor a tiradas de producción pequeñas.
¿Es el Recubrimiento Conforme Impermeable?
Normalmente, los recubrimientos conformes no son impermeables. Estos recubrimientos son semipermeables, por lo que no impermeabilizan ni sellan completamente los componentes electrónicos recubiertos. Sin embargo, el uso de recubrimiento conforme puede mejorar la adhesión de los compuestos de encapsulamiento de silicona y los componentes electrónicos, mejorando así el nivel de impermeabilidad de los compuestos de encapsulamiento de silicona. El recubrimiento conforme también puede usarse como capa de aislamiento para prevenir la reacción de envenenamiento de la silicona de curado de platino.
Defectos Comunes
1. Deshumectación
La deshumectación ocurre cuando un recubrimiento conforme no recubre uniformemente la superficie a la que se aplica. La deshumectación suele ocurrir debido a contaminación no iónica. Los contaminantes comunes son: fundente, grasa, aceite o líquido de corte. La solución es limpiar a fondo el sustrato hasta que no queden contaminantes. Seleccione materiales de bajo residuo para controlar el proceso de manera más efectiva.
2. Piel de Naranja
La piel de naranja ocurre cuando el recubrimiento es irregular y tiene textura, a menudo con apariencia opaca y muy similar a la piel de una naranja. Este problema proviene de la técnica de pulverización – es decir, ajustar la presión de pulverización demasiado baja, lo que proporciona una atomización insuficiente, o usar el diluyente incorrecto.
3. Superficie con Burbujas (Burbujas, Puntos de Aguja, Espuma)
Las burbujas ocurren cuando se atrapan bolsas de aire bajo una capa de recubrimiento conforme. Comúnmente ocurren cuando el recubrimiento no se nivela ni se adhiere al sustrato. Aplicar el recubrimiento conforme con brocha también puede crear burbujas en la superficie que endurece.
Los recubrimientos demasiado viscosos o demasiado gruesos son las principales causas de ampollas. Para evitar burbujas de aire, puntos de aguja y espuma, evite los recubrimientos gruesos y, en cambio, aumente el espesor de la película laminando capas finas sucesivas.
4. Delaminación
La delaminación ocurre cuando un recubrimiento conforme se separa del sustrato. Esto se caracteriza por un área del recubrimiento que pierde adhesión al sustrato, lo que puede hacer que el recubrimiento se levante de la superficie. En la mayoría de los casos, la delaminación no se observa de inmediato y solo se nota una vez que la pieza está en uso. La razón principal de la delaminación es que la superficie de los componentes electrónicos está contaminada, lo que resulta en una disminución de la adhesión.
5. Agrietamiento
El agrietamiento ocurre cuando una superficie lisa del recubrimiento se fractura en secciones. El agrietamiento puede comprometer la película de recubrimiento conforme, exponiendo un sustrato o PCBA a posibles contaminantes.
Esto generalmente es causado por un espesor excesivo de la película o un tiempo insuficiente entre capas. Si se cura con aceleración por calor, exponer la película húmeda a temperaturas excesivamente altas también puede causar esto. Debido a que existe un mayor riesgo de que la humedad, el agua y los residuos lleguen al nivel de la placa, el agrietamiento podría provocar otros defectos en el recubrimiento conforme.
6. Ojos de Pez
Los ojos de pez son causados normalmente por un contaminante en la superficie antes de la aplicación del recubrimiento conforme. Las manchas aceitosas o las partículas de silicona depositadas en una superficie durante la pulverización del recubrimiento conforme crean pequeñas aberturas en forma de cráter conocidas como ojos de pez. Por lo general, ese contaminante es una sustancia como un contaminante de silicio. Si la superficie de la placa de circuito se ha limpiado y desengrasado correctamente, generalmente se puede prevenir completamente el ojo de pez.