conformal coating למעגל: שכבה דקה שמחליטה אם המוצר שורד לחות
מעגל מודפס שנראה מושלם על השולחן יכול להיכשל אחרי חודשים בשטח מסיבה אחת: לחות. טיפות עיבוי על לוח קר, אוויר מלוח ליד הים, מוצר שמאוחסן במחסן לא ממוזג — כל אלה יוצרים זרמי דליפה בין מוליכים, קורוזיה על רגלי רכיבים ולבסוף תקלה שקשה לשחזר במעבדה. conformal coating למעגל הוא ציפוי פולימרי דק שנצמד לצורת הלוח ומבודד את המוליכים מהסביבה. הוא לא פתרון לכל מוצר, אבל במוצרים הנכונים הוא ההבדל בין אחוז תקלות זניח לבין גל החזרות.
מתי הלוח באמת צריך ציפוי
- סביבה עם עיבוי או שינויי טמפרטורה. מוצר שמופעל ומכובה בחוץ, בחממה, ברכב או בחדר מכונות — האוויר החם נכנס, מתקרר ומעבה מים על הלוח.
- אווירה מלוחה או תעשייתית. קרבה לים, רפת, מפעל כימי — מזהמים מוליכים שנצמדים ללוח ומאיצים קורוזיה.
- אבק מוליך. אבק מתכתי או פחמי שמצטבר בין רגליים צפופות ויוצר נתיב זליגה.
- מתחים גבוהים או אותות רגישים במיוחד. מרווחי בידוד קטנים ואותות בזרמים זעירים מושפעים כבר מלחות שטחית קלה.
ומנגד — מוצר צרכני שחי בסלון, במארז סגור, בלי מתחים גבוהים, לרוב לא מצדיק את התוספת בעלות ובמורכבות הייצור.
ציפוי לוח או אטימת מארז — לא אותו פתרון
שאלה שחוזרת בכל פרויקט: אם ממילא אוטמים את המארז, למה צריך ציפוי? התשובה היא ששני הפתרונות מגנים מדברים שונים. אטימת מארז מונעת כניסת מים נוזליים ואבק, אבל אינה מונעת עיבוי מלחות שכבר נמצאת בפנים, והיא תלויה באטמים שמזדקנים. ציפוי הלוח מגן ברמת המוליך גם כשמשהו במעטפת נכשל. במוצרים תובעניים משלבים את שניהם. את המשמעות האמיתית של דירוגי אטימות פירטנו במאמר על מה באמת אומר דירוג IP, את הצד ההנדסי של לוח אטום במאמר על תכנון מוצר אלקטרוני עמיד למים, ואת תכנון האטמים עצמם במאמר על אטימות למים ולאבק.
סוגי חומרים ומה מבדיל ביניהם
- אקרילי. הזול והנוח ביותר, מתייבש מהר וניתן להסרה בממס — יתרון גדול לתיקונים. הגנה סבירה מלחות, פחות מכימיקלים ומטמפרטורות גבוהות.
- אורתן. עמידות טובה יותר לכימיקלים ולשחיקה, קשה יותר לתיקון.
- סיליקוני. גמיש, מצוין בטווח טמפרטורות רחב ובמוצרים שחווים רעידות והתפשטות תרמית.
- פאריליין בשיקוע אדים. שכבה אחידה ודקה שמכסה גם מתחת לרכיבים. ההגנה הטובה ביותר, גם היקרה ביותר — שמורה לרפואי, אווירי ומוצרים קריטיים.
אלטרנטיבה כבדה יותר היא יציקת המעגל בשרף אטום, פתרון שמתאים למודולים קטנים ובלתי-ניתנים לתיקון ומפורט במאמר על ייצור מעטפת הגנה לרכיבים אלקטרוניים.
מה זה עושה לתהליך הייצור
ציפוי הוא שלב נוסף בקו, ויש לו מחיר שאינו רק מחיר החומר. צריך לנקות את הלוח משאריות פלקס לפני הציפוי, אחרת החומר יילכד עם המזהם. צריך למסך אזורים שאסור לצפות: מגעי מחברים, כפתורים, חיישני לחץ ולחות, אנטנות, ונקודות בדיקה. צריך זמן ייבוש או ריפוי, ולעיתים בקרת עובי. חשוב מכול — הבדיקה החשמלית של הלוח מתבצעת לפני הציפוי, כי אחריו נקודות המדידה כבר לא נגישות. הנושא הזה מתחבר ישירות לתכנון מתקן בדיקה לפס הייצור ולסדר הפעולות בקו ההרכבה.
מה הציפוי לא פותר
ציפוי אינו מחליף תכנון תרמי — הוא אף מוסיף שכבה מבודדת מעט על רכיבים מתחממים, ולכן מוצרים עם רכיבי הספק דורשים תשומת לב מיוחדת, כפי שתיארנו במאמר על ניהול תרמי במוצר אלקטרוני. הוא גם אינו מגן על חלקי מתכת חשופים במוצר, שדורשים הגנה משלהם כמתואר במאמר על הגנה מקורוזיה בחלקי מתכת. וכמובן — ציפוי לא מתקן תכנון גרוע: מרווחי בידוד קטנים מדי או ניקוז לקוי במארז יישארו בעיה.
ההחלטה על ציפוי צריכה להתקבל בשלב התכנון ולא אחרי הכשל הראשון בשטח, כי היא משפיעה על בחירת המחברים, על מיקום נקודות הבדיקה ועל עלות ההרכבה. מאמרים נוספים על עמידות ואמינות של מוצרים אלקטרוניים תמצאו באשכול פיתוח אלקטרוניקה.
רוצים להפוך רעיון למוצר? צרו קשר עם צוות פרוג'קטס האוס בע"מ – טלפון: 054-8936922 | דוא"ל: info@projects-house.com – ונשמח ללוות אתכם משלב הרעיון ועד המדף.
