W scenariuszach zastosowań wielu urządzeń elektronicznych wilgotne środowiska nie są rzadkością. Niezależnie od tego, czy chodzi o zewnętrzne elektroniczne urządzenia monitorujące, inteligentne urządzenia w łazienkach czy instrumenty elektroniczne na statkach,płytki drukowanemogą być zagrożone parą wodną. Zalanie płytki drukowanej może spowodować zwarcia, nieprawidłowe działanie i wpłynąć na normalne działanie sprzętu. W ciężkich przypadkach może to spowodować trwałe uszkodzenie i skrócić żywotność sprzętu. Dlatego wodoodporna obróbka płytek drukowanych stała się kluczowym ogniwem zapewniającym niezawodność urządzeń elektronicznych.
Poniżej przedstawiono różne metody i konkretne punkty działania wodoodpornej obróbki płytek drukowanych:
Metoda powlekania wodoodpornego
Wodoodporna powłoka jest powszechnie stosowaną i skuteczną metodą zabezpieczania płytek drukowanych przed wilgocią. Obecnie do głównych wodoodpornych materiałów powłokowych dostępnych na rynku zalicza się głównie kwas akrylowy, poliuretan i silikon.
Powłoka akrylowa ma dobrą izolację elektryczną, stosunkowo niski koszt i łatwą konstrukcję. Może tworzyć twardą warstwę ochronną na powierzchni płytki drukowanej, skutecznie blokując wnikanie pary wodnej. Jednakże jego odporność na korozję chemiczną jest stosunkowo słaba i może nie być w stanie utrzymać dobrego efektu wodoodporności przez długi czas w niektórych trudnych warunkach.
Powłoka poliuretanowa dobrze sprawdza się pod względem odporności na zużycie i korozję chemiczną, a jednocześnie ma dobrą elastyczność w celu dostosowania się do niewielkich odkształceń płytek drukowanych w różnych środowiskach. Jednak czas jego utwardzania jest stosunkowo długi, a proces budowy wymaga ścisłej kontroli warunków środowiskowych.
Powłoki silikonowe są znane ze swojej doskonałej odporności na wysokie i niskie temperatury, a także dobrej elastyczności i mogą stabilnie odgrywać rolę wodoodporną w różnych złożonych środowiskach. Jednak wysoki koszt powłoki silikonowej ogranicza w pewnym stopniu jej powszechne zastosowanie.
Podczas nakładania powłoki wodoodpornej pierwszą rzeczą, którą należy upewnić się, jest to, że powierzchnia płytki drukowanej jest czysta i wolna od zanieczyszczeń, takich jak kurz i plamy oleju. Do czyszczenia można użyć specjalnych środków czyszczących i miękkich szczotek, a następnie osuszyć czystym sprężonym powietrzem. Następnie wybierz odpowiednią metodę powlekania. Typowe metody powlekania obejmują powlekanie pędzlem, powlekanie natryskowe i powlekanie zanurzeniowe. Operacja powlekania pędzlem jest prosta i odpowiednia w przypadku małych partii i strukturalnie złożonych płytek drukowanych, ale grubość powłoki nie jest łatwa do ujednolicenia. Wysoka wydajność natryskiwania, dobra jednorodność powłoki, odpowiednia do produkcji-na dużą skalę, ale wymaga profesjonalnego sprzętu do natryskiwania i wysokich wymagań środowiskowych. Powłoka zanurzeniowa może zapewnić kompleksową i jednolitą powłokę na płytce drukowanej, ale może powodować straty materiału i być niewygodna w obsłudze w przypadku dużych płytek drukowanych. Niezależnie od zastosowanej metody powlekania, grubość powłoki musi być ściśle kontrolowana, ogólnie zalecana w przedziale 0,1-0,3 milimetra. Cienka powłoka może mieć wpływ na wodoodporność, a gruba powłoka może wpływać na wydajność rozpraszania ciepła przez płytkę drukowaną. Po nałożeniu powłoki należy ją utwardzić zgodnie z instrukcją materiału powłokowego, aby zapewnić całkowite wyschnięcie i utwardzenie powłoki, tworząc skuteczną wodoodporną barierę.
Metoda uszczelniania
Metoda uszczelniania polega na wypełnieniu szczeliny pomiędzy płytką drukowaną a obudową płynnym materiałem uszczelniającym, a po jego zestaleniu utworzeniu szczelnej całości w celu uzyskania wodoodporności. Typowe materiały uszczelniające obejmują żywicę epoksydową, silikon i poliuretan.
Materiały uszczelniające z żywicy epoksydowej charakteryzują się wysoką twardością i wytrzymałością, doskonałą izolacją elektryczną oraz dużą odpornością na korozję chemiczną. Może ściśle przylegać do płytki drukowanej, przy niskim skurczu utwardzania, skutecznie zapobiegając przedostawaniu się pary wodnej do wnętrza płytki drukowanej. Jednak po utwardzeniu żywica epoksydowa ma kruchą konsystencję i może pękać pod wpływem znacznych uderzeń zewnętrznych.
Silikonowe materiały uszczelniające mają dobrą elastyczność i odporność na uderzenia, dużą zdolność dostosowywania się do zmian temperatury i mogą utrzymywać stabilne właściwości fizyczne zarówno w środowiskach o wysokiej, jak i niskiej temperaturze. Tymczasem silikon ma niską oddychalność i może lepiej blokować parę wodną. Jednak wytrzymałość silikonu jest stosunkowo niska, a cena jest stosunkowo wysoka.
Poliuretanowe materiały uszczelniające mają nie tylko wodoodporność, ale także dobrą odporność na zużycie i warunki atmosferyczne, dzięki czemu mogą być używane przez długi czas w trudnych warunkach zewnętrznych. Jednak w procesie utwardzania mogą powstawać pewne pęcherzyki, które wymagają szczególnej uwagi podczas procesu budowy.
Przed wykonaniem operacji uszczelniania należy również dokładnie oczyścić płytkę drukowaną. W przypadku niektórych części, które nie wymagają uszczelniania, takich jak złącza, radiatory itp., należy zastosować materiały ekranujące w celu ochrony, aby zapobiec zanieczyszczeniu materiału uszczelniającego. Wymieszaj równomiernie materiał uszczelniający zgodnie z określonymi proporcjami i zwróć uwagę na powolny i równomierny proces mieszania, aby uniknąć tworzenia się zbyt wielu pęcherzyków. Następnie za pomocą odpowiednich narzędzi takich jak strzykawki, lejki itp. powoli wstrzyknąć materiał uszczelniający w szczelinę pomiędzy płytką drukowaną a obudową, dbając o równomierne wypełnienie i brak martwych narożników. Podczas utwardzania materiału uszczelniającego należy unikać wibracji i ruchów płytki drukowanej, aby nie wpłynąć na efekt uszczelnienia. Czas utwardzania zależy od rodzaju materiału uszczelniającego i temperatury otoczenia i zazwyczaj trwa od kilku godzin do kilku dni.
Zastosowanie wodoodpornych złączy
Wodoodporne złącza odgrywają kluczową rolę w obszarach połączeń płytek drukowanych. W złączach wodoodpornych zastosowano specjalne konstrukcje uszczelniające, takie jak gumowe pierścienie uszczelniające i wodoodporne podkładki gumowe, aby skutecznie zapobiegać przedostawaniu się pary wodnej do płytki drukowanej wzdłuż szczelin połączeniowych.
Wybierając złącza wodoodporne, należy kompleksowo wziąć pod uwagę takie czynniki, jak poziom wodoodporności, parametry elektryczne, parametry mechaniczne i sposób instalacji złączy w oparciu o rzeczywiste scenariusze i wymagania zastosowania. Typowe złącza wodoodporne mają poziomy wodoodporności, takie jak IPX4, IPX5, IPX6 itp. Im większa liczba, tym większa wodoodporność. Na przykład w ogólnych środowiskach zewnętrznych złącza o poziomie IPX5 zwykle spełniają podstawowe wymagania w zakresie wodoodporności; W środowiskach, w których może wystąpić silny strumień wody, należy wybrać wodoodporne złącza IPX6 lub wyższe.
Podczas instalowania wodoodpornych złączy należy upewnić się, że złącza są solidnie podłączone do płytki drukowanej i mają dobry kontakt. Jednocześnie należy zwrócić uwagę na położenie montażowe i kierunek elementów uszczelniających, aby uniknąć nieprawidłowego ustawienia lub uszkodzenia. Po zakończeniu połączenia można użyć wodoodpornego kleju, aby ponownie uszczelnić połączenie wtyczki-, jeszcze bardziej poprawiając wodoodporność.
Kontrola i konserwacja wodoodpornej powłoki płytek drukowanych
Po zakończeniu wodoodpornej obróbki płytki drukowanej wymagana jest dokładna kontrola, aby upewnić się, że efekt wodoodporności spełnia wymagania. Typowe metody kontroli obejmują badanie zanurzeniowe i badanie wilgotności. Test zanurzeniowy polega na całkowitym zanurzeniu wodoodpornej płytki drukowanej w wodzie na pewien czas, a następnie wyjęciu jej w celu sprawdzenia, czy nie przedostaje się woda. Testowanie wilgotności polega na umieszczeniu płytki drukowanej w środowisku o dużej wilgotności, obserwacji zmian wydajności płytki drukowanej w określonym czasie i ustaleniu, czy występują usterki spowodowane przedostawaniem się pary wodnej.