Ako dodávateľ PCBMA (Printed Circuit Board Manufacturing and Assembly) chápem rozhodujúcu úlohu, ktorú faktory životného prostredia zohrávajú pri výkone a spoľahlivosti PCB. Medzi týmito faktormi má osobitný význam odolnosť voči vlhkosti a prachu. V tomto blogovom príspevku sa ponorím do požiadaviek PCBMA na odolnosť voči vlhkosti a prachu a vysvetlím, prečo na nich záleží a ako zabezpečujeme, aby naše produkty tieto normy spĺňali.
Pochopenie vplyvu vlhkosti na PCB
Vlhkosť môže mať zásadný vplyv na výkon a životnosť PCB. Pri vystavení vysokej vlhkosti môže vlhkosť preniknúť do materiálu PCB a elektronických komponentov, čo vedie k rôznym problémom. Jedným z najčastejších problémov je korózia. Kovové stopy na doske plošných spojov môžu reagovať s vlhkosťou a kyslíkom vo vzduchu a vytvárať oxidy kovov, ktoré zvyšujú odpor a môžu nakoniec viesť k poruchám obvodu.
Okrem korózie môže aj vlhkosť spôsobiť elektrický únik. Vlhkosť môže vytvárať vodivé cesty medzi rôznymi časťami obvodu, čo vedie ku skratom alebo nepravidelnému správaniu. Toto je obzvlášť problematické vo vysokonapäťových alebo vysoko presných obvodoch.
Okrem toho vlhkosť môže ovplyvniť mechanické vlastnosti DPS. Expanzia a kontrakcia materiálu PCB v dôsledku zmien obsahu vlhkosti môže spôsobiť namáhanie komponentov a spájkovaných spojov, čo môže časom viesť k mechanickým poruchám.
Požiadavky na odolnosť proti vlhkosti
Požiadavky na odolnosť PCB voči vlhkosti závisia od ich zamýšľaného použitia. Pre bežnú spotrebnú elektroniku, ako sú smartfóny a notebooky, je za normálnych prevádzkových podmienok často prijateľný rozsah relatívnej vlhkosti (RH) 10 % – 90 %. Pre náročnejšie aplikácie, ako je automobilová elektronika, letecké systémy a priemyselné riadiace systémy, sú však požiadavky oveľa prísnejšie.
V automobilových aplikáciách musia dosky plošných spojov odolať širokému spektru podmienok prostredia vrátane vysokej vlhkosti. Zvyčajne sa od nich vyžaduje, aby pracovali v rozsahu relatívnej vlhkosti 5 % - 95 % bez výrazného zníženia výkonu. Na druhej strane dosky plošných spojov v leteckom priemysle môžu potrebovať pracovať v ešte extrémnejších podmienkach, pričom úrovne vlhkosti sa pohybujú od takmer nuly pri lete vo vysokej nadmorskej výške až po vysokú vlhkosť počas vzletu a pristátia.
Aby sme splnili tieto požiadavky, používame v procese výroby DPS rôzne techniky. Jednou z kľúčových metód je použitie materiálov odolných voči vlhkosti. Vyberáme vysoko kvalitné lamináty a nátery, ktoré majú nízku absorpciu vody. Napríklad niektoré naše lamináty majú mieru absorpcie vody menšiu ako 0,1 %, čo výrazne znižuje riziko preniknutia vlhkosti.
Používame tiež konformný náter, čo je tenká vrstva ochranného materiálu nanesená na povrch PCB. Konformné nátery pôsobia ako bariéra proti vlhkosti, prachu a iným nečistotám. K dispozícii sú rôzne typy konformných povlakov, ako je akryl, silikón a uretán. Každý typ má svoje výhody a nevýhody, pokiaľ ide o odolnosť proti vlhkosti, flexibilitu a jednoduchosť aplikácie. Starostlivo vyberáme vhodný náter na základe špecifických požiadaviek DPS.
Nebezpečenstvo prachu v prostredí PCB
Prach je ďalším environmentálnym faktorom, ktorý môže PCB spôsobiť vážne problémy. Prachové častice sa môžu hromadiť na povrchu dosky plošných spojov, blokovať ventilačné otvory a zabraňovať rozptylu tepla. To môže viesť k prehriatiu, ktoré následne môže poškodiť elektronické komponenty a znížiť celkovú životnosť PCB.
Okrem problémov súvisiacich s teplom môže prach spôsobiť aj elektrické problémy. Vodivé prachové častice sa môžu premosťovať medzi rôznymi časťami obvodu a spôsobiť skrat. Nevodivý prach môže zachytávať vlhkosť, čím sa zvyšuje riziko korózie a elektrického úniku.
Požiadavky na odolnosť proti prachu
Podobne ako pri požiadavkách na vlhkosť, aj požiadavky na odolnosť voči prachu pre PCB sa líšia v závislosti od aplikácie. V prostrediach čistých priestorov, ako sú tie, ktoré sa používajú pri výrobe polovodičov, je úroveň prachu extrémne nízka a PCB musia spĺňať veľmi prísne normy čistoty. V priemyselných a vonkajších aplikáciách však PCB musia byť schopné vydržať určité množstvo prachu.
Pre priemyselné aplikácie sa často vyžaduje, aby PCB fungovali v prostrediach s koncentráciou prachu do 100 mg/m³. Vonkajšie PCB môžu musieť odolať ešte vyšším úrovniam prachu, najmä v púštnych alebo stavebných oblastiach.
Na zvýšenie odolnosti voči prachu používame v našom procese PCBMA niekoľko stratégií. Najprv navrhujeme rozloženie PCB, aby sa minimalizovalo hromadenie prachu. To zahŕňa používanie hladkých povrchov, vyhýbanie sa ostrým rohom a štrbinám, kde sa môže hromadiť prach, a zabezpečenie primeraných ventilačných kanálov.
Po druhé, na ochranu PCB môžeme použiť prachotesné kryty. Tieto kryty môžu byť vyrobené z rôznych materiálov, ako je plast, kov alebo sklolaminát. Sú navrhnuté tak, aby zabránili vniknutiu prachu do krytu a dosiahnutiu PCB.
V niektorých prípadoch používame aj filtre na odstránenie prachu zo vzduchu skôr, ako sa dostane na DPS. Tieto filtre môžu byť inštalované vo ventilačnom systéme krytu alebo priamo na samotnej DPS.
Náš záväzok ku kvalite a súladu
Ako dodávateľ PCBMA sme odhodlaní spĺňať najvyššie štandardy odolnosti voči vlhkosti a prachu. Máme najmodernejšie výrobné zariadenie vybavené moderným testovacím zariadením, ktoré zaisťuje, že naše produkty spĺňajú alebo prekračujú požiadavky odvetvia.
Na našich PCB vykonávame pravidelné testy vlhkosti a prachu. Pri testoch vlhkosti vystavujeme dosky plošných spojov rôznym úrovniam relatívnej vlhkosti počas stanoveného časového obdobia a monitorujeme ich výkon. Kontrolujeme známky korózie, elektrického úniku a mechanického poškodenia. Pri testoch prachu používame prachovú komoru na simuláciu rôznych prachových prostredí a meranie vplyvu prachu na výkon PCB.
Udržujeme tiež aktuálne najnovšie priemyselné normy a predpisy týkajúce sa odolnosti voči vlhkosti a prachu. Napríklad dodržiavame normy ako IPC - A - 610, ktoré poskytujú akceptačné kritériá pre elektronické zostavy, vrátane požiadaviek súvisiacich s odolnosťou voči prostrediu.
Súvisiace produkty a ich úloha vo výkone PCB
Okrem našich služieb výroby a montáže dosiek plošných spojov ponúkame aj rad súvisiacich produktov, ktoré môžu zvýšiť výkon a spoľahlivosť dosiek plošných spojov. Napríklad dodávameMpeg - dspe,Mpeg – dppe, aMpeg – dbco. Tieto produkty môžu byť použité v rôznych aplikáciách, ako sú systémy na dodávanie liečiv, ktoré môžu tiež obsahovať PCB pre riadiace a monitorovacie funkcie. Majú jedinečné vlastnosti, ktoré môžu prispieť k celkovému výkonu systému, vrátane zlepšenej stability a biokompatibility.
Kontaktujte nás pre vaše potreby PCBMA
Ak potrebujete kvalitné dosky plošných spojov s vynikajúcou odolnosťou voči vlhkosti a prachu, sme tu, aby sme vám pomohli. Náš tím skúsených inžinierov a technikov môže s vami spolupracovať, aby ste pochopili vaše špecifické požiadavky a poskytli riešenia na mieru. Či už ste v spotrebnej elektronike, automobilovom, leteckom alebo priemyselnom sektore, máme odborné znalosti a schopnosti, aby sme vyhoveli vašim potrebám.
Kontaktujte nás ešte dnes, aby ste prediskutovali svoj projekt PCBMA a začali rokovania o obstarávaní. Tešíme sa na spoluprácu s vami pri poskytovaní spoľahlivých a vysokovýkonných dosiek plošných spojov.
Referencie
- [1] IPC - A - 610, Prijateľnosť elektronických zostáv, IPC.
- [2] "Environmental Effects on Printed Circuit Board", Journal of Electronic Packaging, Vol. XX, číslo XX.
- [3] "Stratégie na zmiernenie prachu a vlhkosti pre spoľahlivosť PCB", Zborník z medzinárodného sympózia IEEE o elektronických obaloch, 20XX.
