コンフォーマルコーティングは、プリント電子部品（PCB）に薄層で塗布されるポリマー材料の保護化学コーティングであり、通常、硬化後のコーティングの厚さは25〜250μmです。その主な目的は、電子機器を環境要素や腐食から保護することです。このコーティングは回路基板に「密着」します。コーティングは、PCBの保護シールドと絶縁材料の両方として機能します。保護および被覆効果は非常に優れており、プリント回路基板の動作寿命を延ばすことができます。
種類
1. ポリウレタンコーティング
ウレタンコンフォーマルコーティングは、優れた耐湿性と耐薬品性で知られています。耐摩耗性と耐溶剤性の両方を備えているため、除去が非常に困難なコーティングになります。ウレタン樹脂は、一液性または二液性の物質のいずれかです。
- 良好な誘電特性。
- 良好な耐湿性。
- 耐溶剤性。
- 復元の可能性が少ない。
- 耐摩耗性。
2. アクリルコーティング
アクリル樹脂は、溶剤に溶解された成形済みアクリルポリマーです。高い絶縁耐力を持ち、まずまずの耐湿性と耐摩耗性を備えています。アクリルコーティングは、多くの場合、攪拌を必要とせずに、さまざまな溶剤によって簡単かつ迅速に除去できます。通常は一液性の物質です。
- リワークの容易さ。
- 簡単な乾燥プロセス。
- 良好な耐湿性。
- 高い蛍光レベル。
- 粘度調整の容易さ。
3. エポキシコーティング
エポキシは、良好な耐湿性、高い耐摩耗性および耐薬品性を提供します。丈夫なコーティングですが、リワークのために化学的に除去することは非常に困難であり、一度硬化するとほとんど除去不可能です。
- 約150℃ [302℉] まで使用可能。
- より高い硬度、耐摩耗性。
- エポキシPCB基板に近いCTE（熱膨張係数）。
- より高いTg（ガラス転移点）。
- 良好な誘電特性。
4. シリコーンコーティング
シリコーンコンフォーマルコーティングは、極端な温度範囲にさらされる電子機器によく選ばれる一液性化合物です。シリコーンコンフォーマルコーティングは、ゴム状の性質のため耐摩耗性はありませんが、その特性により振動応力に対する回復力があります。
- 広範な温度範囲で安定（一般的に-50℃〜250℃）[-58℉〜482℉]。
- 柔軟性があり、振動吸収と衝撃保護を提供します。
- 良好な耐湿性。
- 高い絶縁耐力。
- より良い濡れ性のための低い表面エネルギー。
5. フッ素化または非フッ素化 - ポリパラキシリレン（パリレン）
パリレンコーティングは、化学蒸着と呼ばれるプロセスによって塗布されます。パリレンは加熱するとガスになります。冷却後、真空チャンバーに入れられ、そこで重合してフィルムになります。その後、フィルムは電子機器の上に配置されます。
- 部品形状に関わらず優れた均一性。
- 化学的不活性。
- 最小限の質量増加と低アウトガス。
- 環境負荷の少ないプロセス。
- 低誘電率。
6. アモルファスフッ素ポリマー
アモルファスフッ素ポリマーは、低屈折率、低光学分散係数、良好なラミネーション特性を示します。PTFEのような従来のフッ素ポリマーと同じ優れた化学的、熱的、電気的、および表面特性を備えています。フッ素ポリマーは透明なPTFEのようなものです。
- 低誘電率。
- 高いガラス転移温度。
- 低い表面エネルギー。
- 低吸水性。
- 耐溶剤性。
それぞれに独自の特徴があり、選択するのに最適な樹脂の種類は、電子デバイスに必要な保護と、それが設置される特定の環境によって異なります。コーティング材料の種類を選択する際には、次の側面を考慮する必要があります。
1. 何から保護しますか？（例：湿気、化学物質）
2. 電気デバイスはどの温度範囲に遭遇しますか？
3. コーティング材料自体の物理的、電気的、化学的要件は何ですか？
4. コーティングされる部品や物質との電気的、化学的、機械的な適合性（例えば、チップ部品の膨張係数に合わせる必要がありますか？）
5. 塗布後、材料はどの程度容易にリワークできますか？
6. 材料はどのくらいの速さで乾燥（硬化）しますか？
7. 必要なコーティング品質（均一性と再現性）を達成するために、どのような種類のプロセスと装置が必要ですか？
使用方法
コーティング材料は、刷毛塗り、スプレー、ディスペンス、ディップコーティングなど、さまざまな方法で塗布できます。コンフォーマルコーティング材料に応じて、さまざまな硬化および乾燥方法が利用可能です。
手動スプレー - 資本設備が利用できない少量生産の場合、コンフォーマルコーティングはエアゾール缶または手持ちスプレーガンで塗布できます。これは時間がかかり、マスキングが必要になる場合があります。また、結果の品質と一貫性は作業者依存であるため、基板ごとにばらつきが生じるのが一般的です。
自動スプレー - プログラムされたスプレーシステムは、コンベア上のPCBを往復動スプレーヘッドの下で移動させることができます。
選択コーティング – 自動スプレーシステムは実際にはプログラム可能であり、ロボットスプレーノズルがPCB上の特定の領域にコンフォーマルコーティングを塗布します。これは、手間のかかるマスキングプロセスを排除するため、大量生産に人気があります。
ディップ（浸漬） – これは大量生産アセンブリで一般的なコンフォーマルコーティング方法です。通常、PCBをコーティングする前にマスキングが必要です。ディップは、基板の両面をコーティングする場合にのみ実用的です。浸漬速度、引き上げ速度、浸漬時間、および粘度が、結果として生じる膜形成を決定します。
刷毛塗り - 刷毛塗りは、主に修理やリワークに使用されます。コンフォーマルコーティングは、通常、PCB全体ではなく、基板上の特定の領域に塗布されます。低コストですが、刷毛塗りは労働集約的で変動性の高い方法であるため、小規模生産ランにより適しています。
コンフォーマルコーティングは防水ですか？
通常、コンフォーマルコーティングは防水ではありません。これらのコーティングは半透性であるため、コーティングされた電子機器を完全に防水または密封するわけではありません。ただし、コンフォーマルコーティングを使用すると、シリコーンポッティング材と電子部品の接着性が向上し、それによってシリコーンポッティング材の防水レベルが向上します。コンフォーマルコーティングは、付加型シリコーンの硬化阻害反応を防ぐための絶縁層としても使用できます。
不良・欠陥
1.濡れ不良（はじき）
濡れ不良（はじき）は、コンフォーマルコーティングが塗布される表面を均一に覆わない場合に発生します。濡れ不良は通常、非イオン性の汚染が原因で起こります。一般的な汚染物質は、フラックス、グリース、オイル、または切削油です。解決策は、汚染物質がなくなるまで基板を徹底的に洗浄することです。 プロセスをより効果的に管理するために、低残渣の材料を選択してください。
2. オレンジピール（ゆず肌）
オレンジピールは、コーティングが不均一でざらついており、しばしばくすんで見え、オレンジの皮によく似ている場合に発生します。この問題はスプレー技術に起因します。つまり、スプレー圧力を低く設定しすぎると霧化が不十分になるか、不適切なシンナーを使用した場合です。
3.気泡表面（気泡、ピンホール、発泡）
気泡は、コンフォーマルコーティング層の下に空気ポケットが閉じ込められたときに発生します。一般的に、コーティングが平滑化せず、基板に密着しない場合に発生します。刷毛でコンフォーマルコーティングを塗布すると、硬化表面に気泡が発生することもあります。
粘性が高すぎる、または厚すぎるコーティングがブリスタリング（膨れ）の主な原因です。気泡、ピンホール、発泡を避けるためには、厚いコーティングを避け、代わりに連続した薄層を積層して膜厚を増やしてください。
4.層間剥離（デラミネーション）
層間剥離は、コンフォーマルコーティングが基板から剥がれる場合に発生します。これは、コーティングの一部が基板への密着性を失い、コーティングが表面から浮き上がる可能性があることを特徴としています。ほとんどの場合、層間剥離はすぐには観察されず、部品が使用されてから初めて気づかれます。層間剥離の主な理由は、電子部品の表面が汚染されており、その結果、密着性が低下していることです。
5.クラック（ひび割れ）
クラックは、コーティングの滑らかな表面が複数のセクションに割れる場合に発生します。クラックはコンフォーマルコーティング膜を損ない、基板またはPCBAを潜在的な汚染物質にさらす可能性があります。
これは通常、過剰な膜厚または上塗り間の時間が不十分なことが原因です。加熱促進で硬化する場合、湿潤膜を過度に高温にさらすことも、これを引き起こす可能性があります。 湿気、水、破片が基板レベルに到達するリスクが高まるため、クラックは他のコンフォーマルコーティング欠陥につながる可能性があります。
6.フィッシュアイ（はじき穴）
フィッシュアイは通常、コンフォーマルコーティングを塗布する前の表面上の汚染物質によって引き起こされます。コンフォーマルコーティングをスプレーする際に表面に付着した油性の斑点やシリコン粒子が、フィッシュアイとして知られる小さなクレーター状の開口部を作り出します。通常、その汚染物質はシリコン汚染物質のような物質です。回路基板の表面が適切に洗浄および脱脂されていれば、フィッシュアイは通常完全に防止できます。
