Materiálové požadavky a vlivy okolního prostředí
Elektronické sestavy jsou osazeny na materiálech, které jsou izolanty. Nosič — laminát — a nepájivá maska mohou sami o sobě splňovat požadavky na izolaci, a to i v náročných podmínkách. Vlhkost a/nebo znečištění však může snížit izolaci na povrchu izolantu do té míry, že již neplní svou funkci. Stejně tak problematické mohou být nekryté pájené spoje a propoje součástek.
Případným poruchám lze předejít použitím ochranných materiálů, jako jsou tenkovrstvé a silnovrstvé laky, nebo zalévací hmoty. Jako jejich základ se téměř výhradně používají izolační systémy na bázi plastů a syntetických pryskyřic, které stejně jako sklo a keramika vykazují elektroizolační účinek díky svým elektrickým vlastnostem. Obecně v úvahu přicházejí pouze materiály, které vykazují vysoký stupeň nepropustnosti elektronů, tedy elektrické izolace. Čím vyšší je specifický elektrický odpor izolantu, tím lepší jsou jeho izolační vlastnosti. Elektrické vlastnosti izolantu mohou vykazovat závislost na okolních podmínkách — teplotě, vlhkosti. Platí zde určitá omezení nebo změny týkající se elektrického odporu vůči specifickým materiálům, které je třeba vzít v úvahu – zejména vůči vodě. O této souvislosti hovoří tzv. „Karnerova matice“, která uvádí, že použití vhodných materiálů je nezbytnou – nikoli však dostatečnou – podmínkou pro uspokojivé fungování izolace. Grafické znázornění naleznete na obrázku č. 1.
Obr. č. 1: „Karnerova matice“ — vztah mezi materiálem a elektrickými izolanty z něj vyrobenými
Během provozu elektronické sestavy se mohou vyskytnout různá klimatická zatížení, případně možné rušivé vlivy (obr. č. 2), při kterých musí být mechanické a/nebo elektrické vlastnosti materiálů zachovány ve vztahu k jejich ochrannému účinku. Zejména kombinace vysoké teploty a vysoké vlhkosti představuje enormní zatížení, především pokud kolísání teploty vede k procesům rosení.
Obr. č. 2: Možné operační zatížení elektronické sestavy
Základní vlastností krycích materiálů
Nároky na krycí laky nebo zalévací hmoty jsou odvozeny od různých požadavků následné aplikace. Pro tento účel je třeba zvolit vhodné produkty s ohledem na jejich materiálové vlastnosti – viz. tabulka:
Elektrické vlastnosti | Teplotní vlastnosti | Konstrukční vlastnosti | Chemické a fyzikální vlastnosti |
– odpor – povrchový odpor – odolnost plazivým proudům – dielektrická pevnost – dielektrický ztrátový faktor – dielektrická konstanta – odolnost vůči vlhkosti – izolační odpor | – koeficient teplotní roztažnosti – teplotní vodivost – teplota skelného přechodu – teplotní odolnost – nehořlavost – rozměrová stálost – optické vlastnosti (změna barvy) | – zpracovatelnost – adheze – pevnost v tahu – pevnost v tlaku – pevnost v ohybu – modul elasticity – rázová pevnost – tvrdost | – absorpce vody – propustnost – chemická odolnost – odolnost tropům – hydrolytická odolnost – klimatická odolnost – odolnost vůči světlu/UV |
Tabulka č. 1: Materiálové vlastnosti krycích laků a zalévacích hmot
Dalším důležitým aspektem spolehlivosti lakovaných elektronických sestav je jejich analýza. Podle definice spolehlivý produkt plní svou funkci za specifických provozních podmínek v rámci určitého životního cyklu. Zejména v případě automobilové elektroniky hraje spolehlivost stále důležitější roli. Souvisí to se skutečností, že elektronické součástky se nenacházejí pouze ve spotřební elektronice a telekomunikacích, ale také v mnoha bezpečnostně důležitých prvcích.
Zdroj: Suppa Manfred, 2012, Which requirements are Set upon Coated Assemblies? In: Suppa Manfred, Conformal Coating for Electronics Applications, Werner Peters, str. 19-21, 978-3-00-039856-8
Potřebujete více informací ohledně ochrany elektronických sestav? Neváhejte nás kontaktovat na info@interconti.cz, nebo přes níže uvedený formulář.
