The Ultimate Guide to PCB Coating in 2023

PCB's worden veel gebruikt in verschillende huishoudens, industrieel, leger, en auto-uitrusting. Om de werking van de apparatuur te garanderen en de levensduur te verlengen:, it is crucial to ensure that the circuit boards and components on the board are protected from any danger, omdat elke fout daarin de prestaties van het apparaat kan beïnvloeden of zelfs de storing van het hele apparaat kan veroorzaken. PCB-coating is een zeer effectieve manier om de PCB te beschermen.

In deze ultieme gids, we’ll walk through everything you need to know about PCB coatings in 2023 – from types of materials to application methods and quality standards. With the right coating strategy, you can significantly extend the working life of PCBs in your products. Let’s get started!

What Is PCB Coating?

PCB-coating is een technologie die PCB's beschermt tegen ongunstige factoren zoals corrosie, vochtigheid, en fysieke schokken door een dunne en niet-geleidende laag op het oppervlak van de printplaat en elektronische componenten aan te brengen. With printed circuit board coating, de kans op circuitstoring van de printplaat en elektronische componenten wordt verminderd, en de levensduur van het uiteindelijke elektronische product kan ook worden verlengd;.

PCB Coating Types

Wat betreft de gebruikte materialen, PCB-coatings kunnen worden onderverdeeld in vijf typen::

1. Acrylic – easy to apply and repair, gekenmerkt met goede vocht- en slijtvastheid, en goede mechanische sterkte. Maar dit soort coating heeft een slechte weerstand tegen oplosmiddelen en een slechte temperatuurbestendigheid.
2. Polyurethane – same as acrylic, het biedt uitstekende vocht- en slijtvastheid, in aanvulling op, het biedt een betere weerstand tegen oplosmiddelen. Het nadeel, echter, is dat de coating moeilijk te verwijderen is.
3. Epoxy – it has excellent mechanical strength and can offer good protection from abrasion and moisture. But epoxy coatings have poor flexibility and temperature resistance and are hard to repair.
4. Siliconen - dit type coating is beschikbaar in vochtuitharding, UV-uitharding, en warmtebehandeling, het heeft een uitstekende weerstand tegen temperatuur en vochtigheid;, maar het heeft slechte prestaties op het gebied van slijtvastheid en mechanische sterkte.
5. Paralyene – paralyene coatings zijn beschikbaar voor elk oppervlak, which is a perfect option for devices used in aerospace and medical applications, omdat ze PCB's kunnen beschermen tegen organische oplosmiddelen, anorganische reagentia, en zuren. Hun nadeel is dat ze moeilijk te herwerken zijn.

Choosing the Right PCB Coating Material

Nu we de eigenschappen van verschillende PCB-coatings begrijpen, met welke factoren moeten we dan rekening houden om de meest geschikte coating voor uw project te kiezen?? Goed, hieronder hebben we enkele belangrijke overwegingen opgesomd::

• Operating Environment

Temperature – If the PCB will be exposed to high temps, coatings like silicone or polyurethane are better suited than acrylics. For very low temp environments, parylene excels.

Humidity – If moisture resistance is critical, parylene and some urethanes provide the best protection against water vapor transmission and absorption.

Chemical – For corrosive chemical environments, parylene and urethane generally have the best chemical barrier properties.

UV Exposure – Acrylics have good UV resistance. Silicones and parylene can also withstand UV.

• Electrical Properties

Dielectric Strength – This should exceed the maximum voltage the PCB traces will carry. Parylene and silicone have high dielectric strengths.

Insulation Resistance – A higher megohm value indicates better electrical insulation. Important for avoiding leakage currents.

Thermal Conductivity – Ability to dissipate heat. Critical for power electronics. Silicone coats offer the best thermal conductivity.

• Mechanische eigenschappen

Hardness – Harder coatings like epoxies and some urethanes provide greater scratch/abrasion resistance.

Flexibility – Silicone and parylene coatings maintain flexibility, important for dynamic flexing circuits.

Adhesion – Properties like surface chemistry determine how well a coating bonds to the PCB-substraat.

• Kosten

The costs of PCB board coating are driven by factors like the raw material chemistry, processing equipment needs, production time, complexity of application, coating thickness, repair ability, and volume. In het algemeen, the cost analysis weighs the coating material and application process expenses against the performance requirements and operating conditions of the end application. Evaluating factors like material compatibility, processing method, and targeted lifetime reliability allows selection of the most cost-effective coating that still meets technical needs.

PCB Coating Process

Applying a protective coating to printed circuit boards involves careful preparation, sollicitatie, curing, en testen:

1. Voorbereiding van het oppervlak

Boards must be thoroughly cleaned before coating to promote adhesion. Common techniques include solvent cleaning and plasma/corona surface treatments.

2. Coating Application

There are different methods to apply printed circuit board coating, zij zijn:

• Handmatig spuiten

Deze methode is geschikt voor productieruns met een laag volume omdat het een tijdrovend proces is. Normaal gesproken, we gebruiken een spuitbus of handspuitpistool om de coating aan te brengen, en voor het spuiten, die gebieden die geen coating nodig hebben, moeten worden afgedekt. De coatingeffecten zouden een beetje verschillen tussen verschillende batches vanwege de handmatige bediening.

• Selectieve coating

Het verwijst naar een automatisch coatingproces dat een coating aanbrengt op de specifieke gebieden op de printplaten met behulp van geprogrammeerde robotsproeiers, en het is niet nodig om gebieden te bedekken die niet moeten worden gespoten. Dit proces wordt gekenmerkt met een hoge efficiëntie en nauwkeurigheid, geschikt voor productie van grote volumes.

• onderdompelen

Voor deze methode:, PCB's zouden eerst in de coatingoplossing worden ondergedompeld en vervolgens worden teruggetrokken. Veel factoren zijn van invloed op het coatingeffect, zoals onderdompeling en uittreksnelheid, dompeltijd, enzovoort. Er is uitgebreide maskering vereist vóór het coatingproces, dus het is geschikt voor die PCB's die aan beide zijden moeten worden gecoat.

• Borstelen

Een borstel wordt gebruikt om een ​​coating op specifieke gebieden aan te brengen, en het is een methode die voornamelijk wordt gebruikt voor reparatie en nabewerking. Het proces kost veel tijd en vereist veel arbeid, het uiteindelijke coatingeffect is afhankelijk van de vaardigheid van de operator.

3. Curing/Drying

Common curing methods include thermal cure, UV-uitharding, and moisture cure. Tight process controls during curing are vital to ensure coatings fully crosslink without becoming excessively brittle. The curing method is selected to match the polymer chemistry and meet efficiency and performance needs.

4. Testen

Testen is een belangrijke fase voor het controleren van het prestatiebereik en de beperkingen van circuitgeïsoleerde coating onder verschillende omgevingsomstandigheden om de gewenste eigenschappen te verkrijgen.

Een ideale coating heeft een kenmerk van overmatige hechting, goede elektrische eigenschappen, en fysieke kenmerken met een lage luchtvochtigheid. Deze tests voor het testen van coatings omvatten zowel basis- als geavanceerde tests. Eerste, basistesten controleren de versnelde luchtvochtigheid en elektrische prestaties. Tweede, geavanceerde tests controleren de zoute mist, snelle veranderingen in het milieu, en de temperatuurgrens.

PCB Board Coatingnormen

In conforme coating, there are a series of PCB coating standards that require its usage under certain conditions like the military, auto-, huishoudelijk gebruik, enzovoort. Meestal komen de conforme coatings in aanmerking voor de MIL-I-46058C- of IPC-CC-830B-specificatie die nauw verwant is aan MIL-I-46058C.

MIL-I-46058C: Een algemene conforme coatingstandaard in de industrie, ook bekend als militaire isolatiesamenstelling. Het vereist testen door alle MIL-geautoriseerde laboratoria en wordt nog steeds gebruikt, zelfs na de deactivering sinds 1998 voor nieuwe ontwerpen. Deze test vereist een standaard gekwalificeerde productlijst (QPL).

Def Stan 59/47: Een vergelijkbare norm als 46058C die wordt gebruikt voor het coaten van hoogwaardige apparaten voor militair gebruik, maar het Britse ministerie van Defensie moet deze eerst goedkeuren.

IEC 61086: Een norm gebaseerd op zelfcertificering door de leverancier met vergelijkbare eisen als 46058c. De Internationale Elektrotechnische Commissie regelt het.

IPC-CC-830B: Actief gebruikte en continu bijgewerkte standaard vergelijkbaar met 46058C, geïntroduceerd wanneer 46058C inactief blijft. Materiaal gestandaardiseerd voor 46058C dat deze specificaties volgt. Er zijn geen tests beschikbaar omdat er geen QPL wordt onderhouden.

UL94V0: Heeft betrekking op de conforme coatingeigenschappen van zelfdovend op een FR4-substraat. V0 is de hoogst haalbare categorie met V1 en V2 als opvolgers.