À mesure que la taille des composants PCBA diminue, leur densité augmente. La hauteur de support entre les appareils (espacement entre le PCB et le sol) diminue également, et l'influence des facteurs environnementaux sur les PCBA augmente. Par conséquent, nous imposons des exigences plus strictes en matière de fiabilité des PCBA des produits électroniques.
1. Facteurs environnementaux et leur impact
Des facteurs environnementaux courants tels que l'humidité, la poussière, le brouillard salin, la moisissure, etc., peuvent provoquer divers problèmes de défaillance du PCBA.
Humidité
Presque tous les composants électroniques de circuits imprimés (PCB) exposés à l'environnement extérieur sont exposés à la corrosion, et l'eau en est le principal vecteur. Les molécules d'eau sont suffisamment petites pour pénétrer dans l'espace moléculaire de certains matériaux polymères et pénétrer à l'intérieur ou atteindre le métal sous-jacent par le trou d'épingle du revêtement, provoquant ainsi la corrosion. Un certain taux d'humidité atmosphérique peut entraîner une migration électrochimique des PCB, des courants de fuite et une distorsion du signal dans les circuits haute fréquence.
Vapeur/humidité + contaminants ioniques (sels, agents actifs de flux) = électrolytes conducteurs + tension de contrainte = migration électrochimique
Lorsque l'humidité relative de l'air atteint 80 %, un film d'eau de 5 à 20 molécules d'épaisseur se forme, permettant à toutes sortes de molécules de se déplacer librement. La présence de carbone peut entraîner des réactions électrochimiques.
Lorsque l'humidité relative atteint 60 %, la couche superficielle de l'équipement formera un film d'eau épais de 2 à 4 molécules d'eau. Lorsque des polluants se dissolvent, des réactions chimiques se produiront ;
Lorsque HR < 20% dans l'atmosphère, presque tous les phénomènes de corrosion s'arrêtent.
Par conséquent, l’étanchéité à l’humidité est un élément important de la protection du produit.
Pour les appareils électroniques, l'humidité se présente sous trois formes : la pluie, la condensation et la vapeur d'eau. L'eau est un électrolyte qui dissout de grandes quantités d'ions corrosifs responsables de la corrosion des métaux. Lorsque la température d'une partie de l'équipement est inférieure au point de rosée (température), de la condensation se forme à la surface : les pièces structurelles ou les circuits imprimés.
Poussière
Il y a de la poussière dans l'atmosphère, et les polluants ioniques adsorbés par la poussière se déposent à l'intérieur des équipements électroniques et provoquent des pannes. Il s'agit d'un problème fréquent de pannes électroniques sur le terrain.
La poussière est divisée en deux typesLes poussières grossières sont des particules irrégulières d'un diamètre de 2,5 à 15 microns. Elles ne provoquent généralement pas de défauts, d'arcs électriques ni d'autres problèmes, mais affectent le contact du connecteur. Les poussières fines sont des particules irrégulières d'un diamètre inférieur à 2,5 microns. Elles adhèrent fortement au circuit imprimé (placage) et ne peuvent être éliminées qu'avec une brosse antistatique.
Les dangers de la poussière: a. En raison de la poussière se déposant sur la surface du PCBA, une corrosion électrochimique est générée et le taux de défaillance augmente ; b. La poussière + la chaleur humide + le brouillard salin ont causé les plus grands dommages au PCBA, et les pannes d'équipements électroniques étaient les plus fréquentes dans l'industrie chimique et la zone minière près de la côte, du désert (terre saline-alcaline) et au sud de la rivière Huaihe pendant la saison des moisissures et des pluies.
La protection contre la poussière est donc un élément important du produit.
brouillard salin
La formation de brouillard salin :Les embruns salés sont causés par des facteurs naturels tels que les vagues, les marées, la circulation atmosphérique (mousson), la pression atmosphérique, l'ensoleillement, etc. Ils dérivent vers l'intérieur des terres avec le vent et leur concentration diminue avec l'éloignement des côtes. Habituellement, la concentration des embruns salés est de 1 % de la côte à 1 km de celle-ci (mais elle s'étend plus loin en période de typhon).
La nocivité des embruns salés :a. endommager le revêtement des pièces structurelles métalliques ; b. L'accélération de la vitesse de corrosion électrochimique entraîne la rupture des fils métalliques et la défaillance des composants.
Sources similaires de corrosion :a. La transpiration des mains contient du sel, de l'urée, de l'acide lactique et d'autres produits chimiques, qui ont le même effet corrosif sur les équipements électroniques que le brouillard salin. Par conséquent, il est recommandé de porter des gants lors du montage ou de l'utilisation, et de ne pas toucher le revêtement à mains nues ; b. Le flux contient des halogènes et des acides ; il convient de les nettoyer et de contrôler leur concentration résiduelle.
La prévention des embruns salins est donc un élément important de la protection des produits.
Moule
Le mildiou, nom commun des champignons filamenteux, signifie « champignon moisi ». Il a tendance à former un mycélium luxuriant, mais ne produit pas de gros corps fructifères comme les champignons. Dans les endroits humides et chauds, de nombreux organismes développent à l'œil nu des colonies duveteuses, floconneuses ou en forme de toile d'araignée, appelées moisissures.
FIG. 5 : Phénomène de moisissure des PCB
Les dommages causés par les moisissures: a. la phagocytose et la propagation des moisissures entraînent une dégradation, des dommages et une défaillance de l'isolation des matériaux organiques ; b. les métabolites des moisissures sont des acides organiques, qui affectent l'isolation et la résistance électrique et produisent un arc électrique.
Par conséquent, l’anti-moisissure est un élément important des produits de protection.
Compte tenu des aspects ci-dessus, la fiabilité du produit doit être mieux garantie, il doit être isolé de l'environnement extérieur le plus bas possible, c'est pourquoi le processus de revêtement de forme est introduit.
Revêtement PCB après le processus de revêtement, sous l'effet de tir de la lampe violette, le revêtement d'origine peut être si beau !
Trois revêtements anti-peintureLe revêtement consiste à appliquer une fine couche isolante protectrice sur la surface d'un circuit imprimé. Il s'agit de la méthode de revêtement post-soudage la plus couramment utilisée actuellement, parfois appelée revêtement de surface ou revêtement conforme (en anglais : coating, conformal coating). Il isole les composants électroniques sensibles des environnements difficiles, améliore considérablement la sécurité et la fiabilité des produits électroniques et prolonge leur durée de vie. Trois revêtements anti-peinture protègent les circuits/composants des facteurs environnementaux tels que l'humidité, les polluants, la corrosion, les contraintes, les chocs, les vibrations mécaniques et les cycles thermiques, tout en améliorant la résistance mécanique et les caractéristiques d'isolation du produit.
Après le processus de revêtement du PCB, formez un film protecteur transparent sur la surface, peut efficacement empêcher l'intrusion d'eau et d'humidité, éviter les fuites et les courts-circuits.
2. Principaux points du processus de revêtement
Conformément aux exigences de la norme IPC-A-610E (norme de test d'assemblage électronique), cela se reflète principalement dans les aspects suivants :
Région
1. Zones qui ne peuvent pas être revêtues :
Zones nécessitant des connexions électriques, telles que des pastilles dorées, des doigts dorés, des trous traversants métalliques, des trous de test ;
Batteries et réparateurs de batteries ;
Connecteur;
Fusible et boîtier;
Dispositif de dissipation de chaleur;
Fil de liaison;
La lentille d'un dispositif optique ;
Potentiomètre;
Capteur;
Pas d'interrupteur scellé ;
Autres zones où le revêtement peut affecter les performances ou le fonctionnement.
2. Zones à revêtir: toutes les soudures, broches, composants et conducteurs.
3. Zones optionnelles
Épaisseur
L'épaisseur est mesurée sur une surface plane, non obstruée et durcie du composant de circuit imprimé, ou sur une plaque fixée qui subit le processus avec le composant. Les circuits imprimés fixés peuvent être du même matériau que les circuits imprimés ou d'autres matériaux non poreux, comme le métal ou le verre. La mesure de l'épaisseur du film humide peut également être utilisée comme méthode facultative de mesure de l'épaisseur du revêtement, à condition qu'il existe une relation de conversion documentée entre l'épaisseur du film humide et celle du film sec.
Tableau 1 : Plage d'épaisseur standard pour chaque type de matériau de revêtement
Méthode d'essai d'épaisseur :
1. Outil de mesure de l'épaisseur du film sec : un micromètre (IPC-CC-830B) ; b Testeur d'épaisseur de film sec (base en fer)
Figure 9. Appareil à film sec micrométrique
2. Mesure de l'épaisseur du film humide : l'épaisseur du film humide peut être obtenue par un instrument de mesure de l'épaisseur du film humide, puis calculée par la proportion de contenu solide de la colle
Épaisseur du film sec
Sur la FIG. 10, l'épaisseur du film humide a été obtenue par le testeur d'épaisseur de film humide, puis l'épaisseur du film sec a été calculée
Résolution des bords
Définition: En conditions normales, le jet sortant du bord de la ligne de pulvérisation n'est pas très droit et présente toujours une bavure. La largeur de la bavure est définie comme la résolution du bord. Comme indiqué ci-dessous, la taille de d correspond à la résolution du bord.
Remarque : la résolution des bords est certainement la plus petite, mieux c'est, mais les différentes exigences des clients ne sont pas les mêmes, donc la résolution des bords revêtus spécifiques doit répondre aux exigences des clients.
Figure 11 : Comparaison de la résolution des bords
Uniformité
La colle doit être d'une épaisseur uniforme et d'un film lisse et transparent recouvert dans le produit, l'accent est mis sur l'uniformité de la colle recouverte dans le produit au-dessus de la zone, puis, doit être de la même épaisseur, il n'y a pas de problèmes de processus : fissures, stratification, lignes orange, pollution, phénomène capillaire, bulles.
Figure 12 : Effet de revêtement de la machine de revêtement automatique axiale série AC, l'uniformité est très constante
3. La réalisation du processus de revêtement
Procédé de revêtement
1 Préparez
Préparer les produits et la colle et autres éléments nécessaires ;
Déterminer l’emplacement de la protection locale ;
Déterminer les détails clés du processus
2 : Lavage
Doit être nettoyé dans les plus brefs délais après le soudage, pour éviter que la saleté de soudage soit difficile à nettoyer ;
Déterminer si le polluant principal est polaire ou non polaire afin de choisir l’agent de nettoyage approprié ;
Si un agent de nettoyage à base d'alcool est utilisé, des précautions de sécurité doivent être prises : une bonne ventilation et des règles de processus de refroidissement et de séchage doivent être respectées après le lavage, afin d'éviter la volatilisation du solvant résiduel causée par l'explosion dans le four ;
Nettoyage à l'eau, avec un liquide de nettoyage alcalin (émulsion) pour laver le flux, puis rincer à l'eau pure pour nettoyer le liquide de nettoyage, afin de répondre aux normes de nettoyage ;
3. Protection par masquage (si aucun équipement de revêtement sélectif n'est utilisé), c'est-à-dire masque ;
Il faut choisir un film non adhésif qui ne transférera pas le ruban adhésif en papier ;
Un ruban de papier antistatique doit être utilisé pour la protection des circuits intégrés ;
Conformément aux exigences des dessins pour certains dispositifs de protection de blindage ;
4. Déshumidifier
Après le nettoyage, le PCBA blindé (composant) doit être pré-séché et déshumidifié avant le revêtement ;
Déterminer la température/temps de pré-séchage en fonction de la température autorisée par le PCBA (composant) ;
Le PCBA (composant) peut être autorisé à déterminer la température/le temps de la table de pré-séchage
5 couches
Le processus de revêtement de forme dépend des exigences de protection du PCBA, de l'équipement de processus existant et de la réserve technique existante, qui est généralement obtenue des manières suivantes :
a. Brosser à la main
Figure 13 : Méthode de brossage à la main
Le revêtement au pinceau est le procédé le plus répandu, adapté à la production en petites séries. Les circuits imprimés, complexes et denses, doivent répondre aux exigences de protection des produits exigeants. Grâce à la possibilité de contrôler librement le revêtement au pinceau, les pièces non peintes ne seront pas polluées.
Le revêtement au pinceau consomme le moins de matière, ce qui est adapté au prix plus élevé de la peinture à deux composants ;
Le processus de peinture impose des exigences élevées à l'opérateur. Avant la construction, les plans et les exigences de revêtement doivent être soigneusement étudiés, les noms des composants PCBA doivent être connus et les pièces à ne pas peindre doivent être signalées par des marquages accrocheurs.
Les opérateurs ne sont pas autorisés à toucher le plug-in imprimé avec leurs mains à tout moment pour éviter toute contamination ;
b. Tremper à la main
Figure 14 : Méthode de revêtement par immersion manuelle
Le procédé de revêtement par immersion offre les meilleurs résultats. Un revêtement uniforme et continu peut être appliqué sur n'importe quelle partie du circuit imprimé. Il ne convient pas aux circuits imprimés équipés de condensateurs réglables, de noyaux magnétiques à réglage fin, de potentiomètres, de noyaux magnétiques en forme de coupelle et de certaines pièces présentant une mauvaise étanchéité.
Paramètres clés du processus de revêtement par immersion :
Ajuster la viscosité appropriée ;
Contrôler la vitesse de levage du circuit imprimé pour éviter la formation de bulles. Généralement, pas plus d'un mètre par seconde ;
c. Pulvérisation
La pulvérisation est la méthode de traitement la plus largement utilisée et la plus facile à accepter, divisée en deux catégories suivantes :
1 Pulvérisation manuelle
Figure 15 : Méthode de pulvérisation manuelle
Convient pour la pièce à usiner est plus complexe, difficile de compter sur l'équipement d'automatisation situation de production de masse, convient également à la variété de la gamme de produits mais moins de situation, peut être pulvérisé dans une position plus spéciale.
Remarque concernant la pulvérisation manuelle : le brouillard de peinture peut contaminer certains composants, tels que les connecteurs de circuits imprimés, les supports de circuits intégrés, certains contacts sensibles et certaines pièces de mise à la terre. Ces composants doivent être protégés par un abri. Par ailleurs, l'opérateur ne doit jamais toucher la fiche imprimée avec les mains afin d'éviter toute contamination de la surface de contact.
2. Pulvérisation automatique
Il s'agit généralement d'un procédé de pulvérisation automatique avec un équipement de revêtement sélectif. Adapté à la production de masse, il offre une bonne régularité, une grande précision et une faible pollution environnementale. Avec la modernisation industrielle, l'augmentation des coûts de main-d'œuvre et les exigences strictes en matière de protection de l'environnement, l'équipement de pulvérisation automatique remplace progressivement les autres méthodes de revêtement.
Avec les exigences croissantes d'automatisation de l'industrie 4.0, l'industrie s'est concentrée non plus sur la fourniture d'équipements de revêtement adaptés, mais sur la résolution de l'ensemble du processus de revêtement. Machine de revêtement sélectif automatique : revêtement précis et sans gaspillage de matière, adaptée aux grandes quantités de revêtement, particulièrement adaptée aux grandes quantités de revêtements anti-peinture triple.
Comparaison demachine de revêtement automatiqueetprocédé de revêtement traditionnel
Revêtement de peinture PCBA traditionnel à trois niveaux :
1) Revêtement de la brosse : il y a des bulles, des vagues, une épilation de la brosse ;
2) Écriture : trop lente, la précision ne peut pas être contrôlée ;
3) Trempage de la pièce entière : peinture trop gaspilleuse, vitesse lente ;
4) Pulvérisation au pistolet : pour protéger l'appareil, dérive trop importante
Revêtement de machine de revêtement :
1) La quantité de peinture au pistolet, la position et la zone de peinture au pistolet sont définies avec précision, et il n'est pas nécessaire d'ajouter des personnes pour essuyer le tableau après la peinture au pistolet.
2) Certains composants enfichables avec un grand espacement par rapport au bord de la plaque peuvent être peints directement sans installer le luminaire, ce qui permet d'économiser le personnel d'installation de la plaque.
3) Aucune volatilisation de gaz, pour garantir un environnement de fonctionnement propre.
4) L'ensemble du substrat n'a pas besoin d'utiliser de fixations pour recouvrir le film de carbone, éliminant ainsi la possibilité de collision.
5) Trois épaisseurs de revêtement anti-peinture uniformes, améliorent considérablement l'efficacité de la production et la qualité du produit, mais évitent également le gaspillage de peinture.
La machine de revêtement anti-peinture automatique PCBA est spécialement conçue pour la pulvérisation de trois équipements intelligents anti-peinture. En raison des différences entre les matériaux à pulvériser et les liquides appliqués, la conception de la machine et le choix des composants sont différents. Elle est équipée d'un logiciel de contrôle informatisé de pointe, d'une liaison triaxiale et d'un système de positionnement et de suivi par caméra, permettant un contrôle précis de la zone de pulvérisation.
La machine de revêtement anti-peinture à trois couches, également connue sous le nom de machine à colle anti-peinture à trois couches, machine à colle anti-peinture à trois couches, machine à pulvérisation d'huile anti-peinture à trois couches, machine à pulvérisation anti-peinture à trois couches, est spécialement conçue pour le contrôle des fluides, sur la surface du PCB recouverte d'une couche de trois couches anti-peinture, comme l'imprégnation, la pulvérisation ou la méthode de revêtement par centrifugation sur la surface du PCB recouverte d'une couche de photorésist.
Répondre à la nouvelle demande de revêtements de peinture anti-corrosion est devenu un problème urgent pour l'industrie. L'équipement de revêtement automatique, représenté par la machine de revêtement sélectif de précision, offre un nouveau mode de fonctionnement.revêtement précis et sans gaspillage de matériaux, le plus adapté à un grand nombre de trois revêtements anti-peinture.
Date de publication : 08/07/2023
