Olika typer av kretskortslack

Kretskortslack

Elektroniska system med kretskort (PCB) finns idag i alla miljöer. Kretskortslack (conformal coating) har tagits fram för att skydda kretskort och dess komponenter från de miljöer de kan utsättas för, så som värme, smuts, damm, fukt och annat som kan skada dem. Dessutom kan en de ge en extra säkerhet i kritiska tillämpningar.

Att tänka på vid val av kretskortslack

Vid val av en kretskortslack finns det många olika faktorer att ta hänsyn till. Den viktigaste frågan att börja med kan vara i vilken miljö kretskortet kommer att befinna sig i och vad lacken ska skydda mot.

  • I de flesta fall behövs skydd mot fukt och damm då kretskort i alla miljöer kan utsättas för detta i olika grader.
  • Elektrisk isoleringsförmåga kan variera och skyddar mot både intern och extern chock.
  • Utmanande miljöer kräver extra hänsyn. Kretskortet kan till exempel utsättas för mekanisk spänning och vibrationer, temperaturvariationer, nötning, brandfara eller kemikalier.
  • Omarbetning kanske kommer att behövas om komponenterna under lacken behöver repareras eller bytas ut. Kretskortslack tas ofta bort genom slipning, bränning eller användning av kemikalier.

Typer av kretskortslack

Det finns många typer av kemi som en kretskortslack kan vara baserad på: akryl, silikon, uretan, epoxi eller andra special-formulerade material.

Akryl-baserade

Akryl-baserade kretskortslack är vanliga att använda i generell industri. De är relativt enkla att applicera (finns ofta till och med i sprayburk), härdar snabbt i rumstemperatur och är enkla att få bort om omarbetning skulle behövas.

Polyuretan-baserade

Polyuretan-baserade kretskortslack är ofta både mer beständiga mot nötning och repor samt kemikalier. Det innebär förstås också att det blir svårare att omarbeta dem.  Härdtiden är generellt längre än för akryler om inte en 2-komponentsprodukt används. Innehåller isocyanater.

Epoxi-baserade

Epoxi-baserade är inte lika vanliga men har hög tålighet mot det mesta. Ger en hård beläggning och dess höga mekaniska styrka gör att den är svår att få bort för omarbetning.

Silikon-baserade

Silikonbaserade kretskortslack har fördelen att de ofta är betydligt mer arbetsmiljövänliga. Till skillnad från övriga typer är silikon mjukt och flexibel och skyddar även kretsar med känsliga komponenter som annars kanske skulle gå sönder under termisk cykling eller mekaniska stötar eller vibrationer. Silikoner är den mest temperaturtåliga typen av kretskortslack och tål ofta upp till 200 ˚C. Silikons kemikalietålighet är också hög. Av dessa anledningar passar silikoner ofta bra även i mer krävande applikationer inom till exempel bil-, olje-, flyg- och rymdindustrin (låg-utgasande). Finns även medicinskt klassade produkter, även för implantering.

Parylen-baserade kretskortslack

Parylen-coatings används i specialfall så som medicinska eller militära applikationer där kretskortet kan utsättas för mycket tuffa miljöer. Applicering måste ske på extremt rena ytor via en speciell process som kallas vapor deposition polymerization.

Electrolube kretskortslack

Härdtyper

De flesta av ovan nämnda typer av kretskortslack kan härda med olika metoder beroende på vilken produkt som väljs.

Lösningsmedelsbaserade

För akryl- uretan- och epoxibaserade produkter är den vanligaste metoden avdunstning av lösningsmedel och efterföljande härdning. Nackdelen med lösningsmedelsbaserade produkter är att lösningsmedlet ofta omfattas av regler och bestämmelser för hantering, utrustning och skydd.

Fukthärdande

Kretskortslack utan lösningsmedel, så som silikoner, kan vara fukthärdande. Det innebär att de härdar utifrån och in. Ytan härdar först och är för silikon klibbfri inom ca. 10-15 minuter. Däremot tar full härdning betydligt längre tid.

Värmehärdande

Värmehärdning ger en kortare härdtid men kräver också utrustning i form av ugnar. En nackdel kan vara att lacken får högre krympning så att känsliga komponenter kan skadas. Se också till att kretskortet och dess komponenter tål den temperatur som krävs för härdning, i många fall krävs minst 100 ˚C.

UV-härdande

UV-härdande kretskortslacker har den i särklass kortaste härd-tiden (vi pratar sekunder) och passar bra för snabba produktionsserier. UV-härdande kretskortslack kräver en speciell UV-lampa. Tänk på att ljuset från lampan behöver nå alla delar av den applicerade lacken för att härda. Om det finns skuggade områden kommer de att behöva härdas med en sekundär härdningsmekanism som vissa UV-härdande kretskortslack har.

Appliceringsmetoder

En annan viktig faktor vid val av kretskortslack är hur du vill applicera den.

Doppning eller sprayning är de vanligaste metoderna för applicering av kretskortslack. I de fall där vissa komponenter inte får täckas behöver någon typ av maskering användas om inte sprayning med robot eller annan mycket noggrann metod används. Pensling kan användas för mindre jobb men rekommenderas oftast inte på grund av att resultatet lätt blir ojämnt. Dock är det ofta lämpligt vid reparationer.

För att appliceringen ska bli så bra som möjligt bör viskositeten på kretskortslacken anpassas till appliceringsmetod och kretskortet i sig. Till exempel kan ett kretskort med många höga komponenter kräva en tjockare lack och komplicerade designer kanske passa bäst med doppning.

För att kvalitetskontroll av appliceringen med enkelhet ska kunna utföras, speciellt med tunnare coatings som är svåra att se med blotta ögat, så kan det vara en idé att titta på kretskortslack som innehåller fluorescerande ämnen som enkelt kan ses under UV-ljus med hjälp av en blacklight.

kretskortslack sprayning

Förslag på produkter

Electrolube AFA: Lösningsmedelsbaserad kretskortslack av akryl.

Dymax 9482: Akryl-baserad UV-härdande kretskortslack med sekundär fukthärdning för skuggade områden.

Dymax 9-20557: Akryl-baserad UV-härdande kretskortslack med sekundär värmehärdning för skuggade områden.

DowSil 3140: Fukthärdande silikon.

DowSil 1-2577 Low VOC Conformal Coating: Lösningsmedelsbaserad silikon med lite högre hårdhet för bättre nötningsbeständighet.